DE257579C

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Publication number: DE257579C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 257579 KLASSE 46«. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Oktober 1910 ab.

Gegenstand der Erfindung sind Verbesserungen an Verbrennungskraftmaschinen, die allgemein unter den Namen Gas-, Petroleumoder Alkoholmotoren bekannt sind, und bei denen irgendein geeigneter Brennstoff, z. B. Kohlenwasserstoffgas oder irgendein hydratiertes oder nichthydratiertes kohlenstoff hai-« tiges Material, in gasiger, flüssiger oder zerstäubter Form durch beliebige geeignete

ίο Mittel, z. B. durch Druck, Elektrizität oder einen Glühkörper, entzündet wird und, mit Luft gemischt, vornehmlich unter Druck zur Verbrennung kommt, wobei die erhitzte Luft sowie die erhitzten gespannten Gase das Triebmittel des Motors bilden.

Gemäß der Erfindung wird beabsichtigt, die Leistungsfähigkeit einer Verbrennungskraftmaschine bedeutend zu erhöhen, und zwar bei möglichst sparsamem Verbrauch an Brennstoff.

Die Erfindung hat ferner Verbesserungen an den Verbrennungskammern, Zylindern, Zylinderköpfen und Kolben von Verbrennungskraftmaschinen zum Gegenstande und vornehmlich die Ausrüstung der mit dem heißen Betriebsmaterial in Berührung kommenden Teile mit Spiegelmetall.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. ι einen Gas- oder Ölmotor mit den Neuerungen gemäß der Erfindung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt.

Fig. 2 ist eine Endansicht davon, teilweise im Schnitt.

Fig. 3 ist ein Schnitt durch den Maschinenzylinder nach der Linie A-A der Fig. i.

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch die Verbrennungskammer, den Zylinder und den Kolben eines mit den Verbesserungen gemäß der Erfindung versehenen Gasmotors und zeigt außerdem noch die Wasserkühl vorrichtung für die der Erhitzung ausgesetzten Teile.

Fig. 5 ist eine Endansicht, teilweise im Schnitt der in Fig. 4 gezeigten Teile.

Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch den Zylinder, den Zylinderkopf und den Kolben eines Viertaktgasmotors mit den Verbesserungen gemäß der Erfindung.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist der von einem Wasserkühlmantel umgebene Zylinder 1 mit einem Kopf i', Einlaßventils, Auspuffventil 6 und Zündvorrichtung 7 versehen und ist auf dem Maschinengestell 4 gelagert. Der in dem Zylinder 1 arbeitende Kolben 3 ist durch seine Stange 10 mit der Kurbelwelle 11 verbunden, welche in geeigneten Lagern 12 im Gestell 4 ruht. Auf dieser Kurbelwelle 11 sitzt das Schwungrad 15. Eine Hubscheiben welle 18 erhält ihre Umdrehung von Zahnrädern 16 und 17 und macht eine Umdrehung, während die Kurbelwelle 11 zwei Umdrehungen ausführt. Diese Welle 18 trägt geeignete Hubscheiben und sonstige Vorrichtungen zur Steuerung des Einlaßventiles 5, der Zündvorrichtung 7 und des Auspuff ventiles 6.

Der Druck- oder Verbrennungsraum des Zylinders 1 ist in ungefährer Länge des Kolbenhubes mit einer Verkleidung 20 aus Spiegelmetall versehen. Außerdem ist sein innerer Durchmesser etwas größer als der des Kolbens 3, damit keine Reibung zwischen dem

Kolben und den Innenwänden genannter Kammer stattfinden kann. ·

Der Kolben 3 trägt an seiner Innenseite eine Platte 21 aus Spiegelmetall, die vermittels des mittleren Bolzens 28 und der Mutter 29 an ihm gesichert ist. '

Bei einigen Ausführungsformen der Verbrennungskraftmaschine gemäß der Erfindung reicht der Kolben 3 nicht bis in den verkleideten Zylinderteil hinein, aber bei den gebräuchlichen Formen einer derartigen Maschine reicht er bis auf ungefähr ein Drittel seines Hubes in den mit Spiegelmetall ausgekleideten Raum hinein.

Infolge dieser Einrichtungen bleibt die Einwirkung der. heißen Gase mehr oder weniger auf die mit Spiegeleisen ausgekleideten Flächen . 20 und 21 beschränkt.

In den Fig. 4 und. 5 ist nur so viel von einer Verbrennungskraftmaschine gezeigt, als zum Verständnis der Erfindung notwendig erscheint. -Und zwar ist der mit Wasserkühlmantel umgebene Verbrennungsraum 2, welcher das Einlaßventil 5, das Auspuff ventil 6 und die Zündvorrichtung 7 enthält und in geeigneter Weise mit dem Zylinder 1 verbunden ist, in ungefährer Länge des Kolbenhubes mit einer Bekleidung 20 aus Spiegeleisen versehen, deren Durchmesser so groß ist, daß dem KoI-ben 3 ein freies Spiel gestattet ist. Die Innenbekleidungen 20' sind mit dem Kopfende des Verbrennungsraumes oder der Kammer 2 durch Bolzen 26 und Mutter 27 verbunden.

Der Kolben 3 ist mit einer Höhlung versehen und bildet mit der Spiegeleisenplatte 21 eine Kammer oder . Kanal 35 für die Kühlflüssigkeit oder das Wasser, und geeignete Rohrverbindungen, wie z. B. die gegliederten Rohre 60, 62, 64 und 66, dienen dazu, das Wasser zuzuleiten, während die Rohrverbindungen 61, 63, 65 und 67 dasselbe ableiten. Die Endstücke der Zuleitungsrohre 66 sowie der Ableitungsrohre 67 ruhen auf dem Maschinengestell 4.

Es können auch ebensogut teleskopartige Röhren zur Verwendung gelangen. Ferner kann der Kanal 35 auch dadurch gebildet werden, daß man an Stelle des Kolbens 3 die Platte 21 mit einem geeigneten Einschnitt versieht.

In Fig. 6 ist als Ausführungsbeispiel ein Zylinder ι mit Köpfen 1' und einem Kolben 3 eines Viertaktgasmotors gezeigt, der mit den Verbesserungen gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, und zwar sind die Teile der Einfachheit und klareren Darstellung wegen ge-, trennt von den anderen Teilen der Maschine gezeigt.

Der von dem Wasserkühlmantel umgebene Zylinder ι mit Einlaßventilen 5, Zündvorrichtungen 7 und Auspuff ventilen 6, besitzt an seinen Enden von Wasserkühlmänteln umgebene Köpfe 1', die in ihrem Innern mit Platten 2o' aus Spiegeleisen ausgekleidet sind, welche vermittels ihrer mit Gewinde versehenen Teile 24 mit genannten Köpfen vereinigt sind.

Der durch Wasser gekühlte Kolben 3 sitzt auf der hohlen Kolbenstange 3', Und seine Arbeitsfläche ist mit Platten 21 aus Spiegeleisen bekleidet, die durch geeignete Mittel, z. B., wie dargestellt, durch Gewinde 25, ,mit dem Kolben verbunden sind.

Die verschiedenen, der Einwirkung der Hitze ausgesetzten Teile sind in bekannter Weise mit '75 hier nicht dargestellten Vorrichtungen für das Kühlwasser usw. versehen.

Die Verkleidungen 20', 21 und 21,20' kommen allein mit dem heißen Triebmittel in Kontakt.

Die Verkleidungen können ebensogut an Motoren anderer Gattungen angebracht wer- · den, und die Ventile, Zündvorrichtungen usw. können auch in anderer. Weise gruppiert sein, obwohl· der einfachen, zur Darstellung gekommenen Form der Vorzug gegeben wird.

Unter Spiegeleisenflächen sind metallische, nicht rostende, spiegel ähnliche Flächen zu verstehen, d.h. es wird ein Metall oder eine Metallegierung verwendet, das von den heißen, Rost verursachenden Gasen nicht angegriffen wird und außerdem eine spiegelnde, reflektierende Fläche bildet. Es eignen sich für den »Zweck der Erfindung Legierungen von Nickel mit Aluminium, Eisen oder Kupfer oder mit Metallen ähnlicher chemischer Beschaffenheit, die mit oder ohne Zusatz von Kohlenstoff oder Silizium gehärtet werden. Insbesondere weist eine aus Nickel und Aluminium bestehende, ungefähr 10 Prozent Aluminium enthaltende Legierung große Vorzüge auf. Jedoch beschränkt sich die Erfindung nicht auf die Verwendung gerade dieser Legierungen.

Die Wirkung der inneren Spiegelmetalloberflächen besteht darin, die adiäbatische i°5 Volumenveränderung der heißen arbeitenden Gase in den Motoren zu begünstigen.

Um die beste Wirkungsweise mit einer Maschine der neuen Art zu erreichen, sind bestimmte Betriebsverhältnisse innezuhalten, ins- ¹¹Q besondere darf nicht mehr Brennstoff in den Brennraum gebracht werden, als vollständig verbrannt werden kann, und zwar aus folgenden Gründen:

1. Die Zuführung überschüssigen Brennstoffes ist unmittelbarer Verlust.

2. Der überschüssige Brennstoff bildet Ansammlungen innerhalb der Maschine.

Es ist also aus Wirtschaftlichkeits- und Reinhaltungsrücksichten geboten, den Brennstoff unter einem gewissen Luftüberschuß zu verbrennen, so daß auch nicht der geringste

Teil der Verbrennung entgeht, sondern vollständig, wie im Bunsenbrenner, in Kohlensäure und Wasserdampf übergeführt wird. Es bleiben dann nur diese beiden Körper in Gestalt reiner, farbloser, überhitzter Gase übrig. Die Betriebstemperatur der Spiegelflächen ist ein ausschlaggebender Faktor für ihre Wirksamkeit; sie liegt am besten bei ioo bis 150 °, und zwar aus folgenden Gründen: ,

i. Die Temperatur soll etwas über dem Siedepunkte liegen, um eine Neigung zum Wasserniederschlagen, zu verhindern.

2. Die Temperatur darf nicht so hoch sein, daß Frühzündungen eintreten, und daß das Schmiermittel des Kolbens verbrennt.

Die richtige Betriebstemperatur wird durch Wasser- oder .Luftkühlungseinrichtungen an den erhitzten Teilen in bekannter Weise erreicht.

Mittels dieser Spiegelanordnungen an Verbrennungsmaschinen wird die neue, dem Zweck der Erfindung entsprechende Wirkung hervorgebracht, daß die adiabatische Volumenänderung der Treibgase im Motor ermöglicht und dadurch die vollkommene Wärmeumsetzung in Arbeit begünstigt wird, ohne daß Asbest, Luftraumisolation, Schamotte oder ähnliche Mittel, die sehr oft Frühzündungen verursachen, vorwendet werden.

Die Theorie tier Wirkungsweise von spiegelnden Oberflächen oder Auskleidungen im Verbrennungsmotor baut sich etwa wie folgt auf:

Bei der chemischen Vereinigung von Wasserstoff und Kohlenstoff mit Sauerstoff wird intensive Wärme frei. Die vibrierenden zitternden Gasteilchen erzeugen im umgebenden Äther Wärmewellen. Diese Wellenenergie ist der vierten Potenz der absoluten Temperatur des Gases proportional und hat das Bestreben, in allen Richtungen von den Gasteilchen auszustrahlen. Sie wird dann von den porösen gußeisernen Wandungen der gewöhnlichen Gasmaschinen aufgenommen. In der neuen Maschine dagegen wird diese Wellenenergie durch spiegelnde Auskleidungen zurückgestrahlt und wieder von Gasen im Verbrennungsraum aufgenommen, gibt ihnen also ihre Energie wieder. Tatsache ist es, daß gasförmige Verbrennungsprodukte, welche Wärme ausstrahlen, durch Rückstrahlung dieser selben Wärme wieder erhitzt werden können. Die Wärmeenergie, welche die Ausdehnungskraft der Motortreibgase liefert, wird durch Spiegelflächen also zur nützlichen Arbeitsleistung zusammengehalten, anstatt sich durch Ausstrahlung zu zerstreuen.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Verbrennungskammer rostbeständige, spiegelnde metallische Innenflächen aufweisen, die auf anderem als elektrolytischem Wege aufgebracht sind und dazu dienen, die heißen Gase einzuschließen, während gleichzeitig Kühlvorrichtungen (z. B. Wasserzirkulation) vorgesehen sind.

2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch ι, gekennzeichnet durch rostbeständige, spiegelnde Metallbleche, -platten oder -auskleidungen, die nicht auf elektrolytischem Wege, sondern durch mechanische Mittel an den inneren Wänden des Zylinders, an der Innenfläche des Zylinderkopfes und an den Kolbenstirnflächen an- ■ gebracht und mit geeigneten Mitteln zum Kühlen der genannten metallischen spiegelnden Teile durch Zirkulation von Wasser

; oder einer anderen kühlenden Flüssigkeit ausgestattet sind.

3. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rostbeständigen, spiegelnden Metallflächen, -bleche und -platten aus einer geeigneten nickelreichen Legierung gebildet werden, die durch den Zusatz von Aluminium, Eisen oder Kupfer und gegebenenfalls von Kohlenstoffen oder Silizium gehärtet worden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.