DE26139C - Neuerungen an Gasmaschinen. (Abhängig von Patent Nr. 532.) - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die Neuerungen bezwecken die Verhütung 'einer übermäfsigen Abkühlung des Arbeitscylinders, um die durch die Explosion erzeugte Hitze zurückzuhalten und nutzbar zu verwenden, sowie eine Vereinfachung der Construction der Gaskraftmaschinen durch besondere, von den Cylindern getrennte Explosionskammern, durch eine eigentümliche Construction des Kolbens und des Zündventils, sowie der damit verbundenen Theile.

Fig. ι ist der Aufrifs einer Maschine mit zwei einfachwirkenden Cylindern, Fig. 2 ein Verticalquerschnitt durch den Arbeitscylinder, Fig. 3 ein Horizontalschnitt durch den Explosionshahn, Fig. 4 ein Verticalschnitt durch diesen Explosionshahn und das Gaseinlafsventil, Fig. 5 ein Verticalschnitt durch die Ausströmungs- und Saugventile. Fig. 6 ist ein selbstthätiges Ventil zum Reguliren der Einströmung des Explosionsgemenges für einen von der Maschine getrennten Sammelbehälter. Fig. 7 zeigt die Anordnung der Zündröhrchen in den Zündkammern des Explosionshahnes.

Der untere Theil der Maschine besteht aus einem Kasten Q, in welchem die beiden verticalen, oben offenen Treibcylinder B sitzen. In jedem dieser Cylinder arbeitet ein hohler, oben offener Treibkolben K, welcher aus einem die Wärme schlecht leitenden Stoffe gemacht ist, wodurch die Stopfbüchse k des Cylinders vor allzu starker Abnutzung geschützt wird. Die auf- und abgehende Bewegung der Kolben wird durch die Zugstangen auf eine auf den Stühlen P gelagerte Kurbelwelle J übertragen. Diese beiden Stühle sind vorn durch ein Rohr C von viereckigem Querschnitt mit einander verbunden. Dieses Rohr ist in seiner Mitte durch das Gehäuse des Explosionshahnes Ώ in zwei Abtheilungen getrennt, von welchen eine jede durch ein sich nach abwärts erstreckendes, durch die Wand des Kastens Q nach dem Boden je eines Treibcylinders B gehendes Rohr A mit diesem Cylinder communicirt.

Die Abtheilungen oder Explosionskammern C stehen mithin durch die Explosionsrohre A, deren Querschnitt etwa ¹J₁₀ bis Yi₅ des Querschnittes des Treibcylinders sein soll, mit den Cylindern B in Verbindung. Bei der aufwärtsgehenden Kolbenbewegung wird im Treibcylinder, in dem Rohr A. und der Explosionskammer C die Luft verdünnt, die Ventile Z¹ und L heben sich und die äufsere atmosphärische Luft strömt in die Kammern C. Auf diesem Wege mischt sich diese Luft mit Gas, welches durch das Ventilgehäuse / nach beiden Seiten hin in die Gehäuse der Luftventile L einströmt, wie Fig. 1, 4 und 5 zeigen. Es bildet sich mithin Explosionsgemehge, welches infolge der aufwärtsgehenden Kolbenbewegung die Kammern C, Rohre A und Cylinder B anfüllt. Bei dem nun stattfindenden Kolbenniedergang wird dieses Gemenge in den Rohren A und Kammern C comprimirt. Am Ende der abwärts gerichteten Kolbenbewegung findet durch den in der Mitte

der Explosionskammern C gelegenen Explosionshahn die Entzündung auf die später beschriebene Art und Weise statt. Der Kolben wird durch die Entzündung des Gemenges nach oben geworfen; bei der darauffolgenden abwärts gerichteten Kolbenbewegung öffnet sich das bei M, Fig. i, 2 und 5, angebrachte Ausströmungsventil für die Verbrennungsproducte. Durch die durch die Explosion stark erhitzten Rohre A strömt nun beim darauffolgenden Kolbenaufgang das frisch angesaugte Explosionsgemenge und wird durch die Berührung mit der verhältnifsmäfsig grofsen Heizfläche dieser Rohre vorgewärmt. Damit Wärmeverluste durch Ausstrahlung vermieden werden, sind diese Rohre mit nicht leitendem Material umgeben. Auf diese Weise wird die durch die Explosion erzeugte Wärme zum Erhitzen des in den Treibcylinder strömenden Explosionsgemenges benutzt. Da diese Rohre A im Verhältnifs zum Cylinder von kleinem Querschnitt sind, so ist den im Treibcylinder nach der Explosion befindlichen rückständigen Verbrennungsproducten der Zutritt in die Rohre A erschwert, während das frisch angesaugte Explosionsgemenge ungehindert durch diese Rohre nach dem Cylinder strömen und die Explosionswirkung durch die zurückgebliebenen Verbrennungsgase nicht beeinträchtigt werden kann.

Die Entzündung der comprimirten Explosionsgase findet bei jeder zweiten Umdrehung der Kurbelwelle statt, und zwar geschieht dies auf folgende Weise:

Auf dem einen Ende der Kurbelwelle sitzt ein Trieb, welcher vermittelst des Zahnrades f die vorgelegte Welle F treibt. Da der Durchmesser dieses Rades doppelt so grofs wie derjenige des Triebes ist, so dreht sich die Welle F mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle. Auf der Welle sitzt die Hülse E, in deren Oberfläche eine gekrümmte Nuth eingeschnitten ist, durch welche die Drehung des Explosionshahnes verursacht wird, indem der Zapfen eines auf dem oberen Ende der Achse des Explosionshahnes D, Fig. 4 , angebrachten Hebels d in die gekrümmte Nuth der Hülse E eingreift. Hierdurch wird bei einer Umdrehung der Welle F der Hahn D einmal hin- und zurückgedreht und die Explosion in einem Cylinder verursacht. Letzteres geschieht wie folgt:

Im Körper des Hahnes D sind zwei radial stehende cylindrische Zündkammern, von deren innerem Ende aus enge Kanäle g nach der äufseren Oberfläche des Hahnes führen, wie Fig. 7 in gröfserem Mafsstabe zeigt.

In die Zündkammern sind kleine Hülsen, Röhrchen oder Büchsen G eingeschraubt, deren Zweck ist, die Geschwindigkeit des durch den Druck in der Explosionskammer C durch die Kanäle g in die Zündkammern einströmenden Explosionsgemenges in diesen Zündkammern zurückzuhalten und zu vertheilen, um ein ruhiges Brennen der vor der äufseren Oeffnung der Zündkammern befindlichen Zündflamme zu ermöglichen. Zu diesem Zwecke ist das Röhrchen G entweder so construirt, dafs es an beiden Enden offen und im Innern mit dünnem Drahtgewebe versehen ist, wie in der unteren, vertical stehenden Zündkammer der Fig. 7 zu sehen ist, oder aber das Röhrchen G ist an seinem inneren Ende geschlossen und bildet eine mit Boden versehene Büchse, bei welcher jedoch von dem Boden an schräg nach auswärts eine enge Bohrung angebracht ist, wie deutlich bei der links gelegenen, horizontal liegenden Zündkammer der Fig. 7 zu sehen ist. Das durch g eindringende Explosionsgemenge wird durch diese enge Bohrung nach dem Boden der Büchse g geleitet, mithin an dem raschen Ausströmen aus der äufseren Oeffnung derselben verhindert. Die beiden Zündkammern stehen abwechselnd mit den Kanälen h h in Verbindung, welche aus dem Raum H, in dem die aus dem Rohr 2 gespeiste Zündflamme brennt, in das Gehäuse des Explosionshahnes führen. In Fig. 3 hat die rechts liegende Zündkammer ihre tiefste Stellung erreicht und ist durch den Kanal g, der während der abwärtsgehenden Schwingung dieser Zündkammer mit der rechts liegenden Kammer C in Verbindung gestanden hat, mit Explosionsgemenge gefüllt worden. Die links liegende Zündkammer dagegen befindet sich in ihrer höchsten Stellung, in welcher die nach aufsen gehende Oeffnung des Röhrchens oder der Büchse G nach der Explosionskammer gerichtet ist, die Zündflamme -in Berührung mit dem Explosionsgemenge kommt und die Explosion im links liegenden Treibcylinder bewirkt. Nach der Explosion dreht sich diese Zündkammer wieder abwärts, um sich durch ihren Kanal g mit Gemenge zu füllen, während die rechts liegende Kammer die im Röhrchen G brennende und zurückgehaltene Flamme nach aufwärts dreht, um das in der rechts liegenden Kammer C befindliche Gemenge zu entzünden.

Die Geschwindigkeit der Maschine kann auf bekannte Weise durch die Bewegung des bei / befindlichen Gaseinströmungsventils bewirkt werden, indem man eine sich mit der Welle F drehende, aber auf derselben verschiebbare konische Kammscheibe O, welche mit dem Schwungkugelregulator N durch die Stange η in Verbindung steht, auf dieses Ventil wirken läfst. Dies geschieht vermittelst eines auf Fig. 1 in punktirten Linien gezeichneten zweiarmigen Hebels und einer verticalen Verbindungsstange, an deren oberen Ende sich eine Rolle befindet, aufweiche die konisch gestaltete Kammscheibe O drückt und hierdurch je nach der Stellung dieser-Scheibe eine gröfsere oder kleinere Ventilbewegung veranlafst. Auch kann das Ventil / direct

von dem Regulutor aus durch eine Kammscheibe oder einen Hebel bewegt werden. Zur Bewegung der Ausströmungsventile M dienen auf der Welle F sitzende Kammhülsen m, die auf unter denselben drehbar angebrachte Hebel wirken; die vorderen Enden dieser Hebel sind mit den Ventilstangen verbunden, während die hinteren Hebelarme durch Federn so an das Gestell der Maschine gehängt sind, dafs die Ventile abschliefsen, sobald die Einwirkung des Kammes aufgehört hat, wie durch Fig. 2 und 5 zu ersehen ist.

Die Geschwindigkeit der Maschine läfst sich . auch durch die Ausströmungsventile reguliren, indem man die Kammhülsen m konisch macht und verschiebbar auf der Welle F anbringt in der Art und Weise, dafs dieselben an der Bewegung der Muffe des Schwungkugelregulators N theilnehmen. Je nach der Geschwindigkeit der Maschine bleibt dann die Ausströmungsöffnimg längere oder kürzere Zeit geschlossen. Der erstere Fall tritt ein, wenn die Maschine zu schnell geht; da die Verbrennungsgase am Ausströmen verhindert sind, so kann weniger frisches Explosionsgemenge sich in der Maschine . bilden, und dieselbe ist gezwungen, langsamer zu laufen. Im zweiten Falle aber können mehr Verbrennungsgase ausströmen, mithin kann auch in einer gewissen Zeit eine gröfsere Menge Luft und Gas in die Maschine einströmen und dieselbe wieder anfangen, schneller zu laufen.

Beim Anlassen der Maschine kann das Ausströmungsventil offen gelassen werden, damit die Verdichtung des Gemenges erst dann eintritt, wenn das Schwungrad die hierzu nöthige lebendige Kraft in sich aufgenommen hat. Die Kammern C¹ in Fig. 4 und 5 sind für die Circulation vom Wasser bestimmt, um den Explosionshahn D, sowie die Luft- und Ausströmungsventile vor allzu grofser Erhitzung zu schützen.

Die beschriebenen Neuerungen können auch bei Gasmotoren angewendet werden, bei welchen ein besonderer Verdichtungscylinder in Verbindung mit dem Treibcylinder arbeitet, wobei das Gemenge einmal bei jeder Umdrehung explodirt und wobei ein Sammelbehälter angewendet ,,werden kann oder nicht. Im ersteren Falle wird das Explosionsgemenge durch ein drehbares Zündventil D in die Explosionskammer zugelassen, welches Ventil zu diesem Zwecke mit einem besonderen Kanal versehen ist, sowie mit einer Zündkammer, in welcher Röhrchen oder Büchsen sitzen, welche den vorherbeschriebenen ähnlich sind. Dieses Ventil wird durch konische Räder von irgend" einer passend gelegenen Welle getrieben. Der Verdichtungscylinder kann in einem Wassermantel eingeschlossen sein, um die Masse der Luft oder des Gemenges während der Verdichtung zu vermindern, und die ausströmenden Gase können durch den Sammelbehälter strömen, um ihre Wärme an denselben abzugeben. Fig. 6 stellt ein Ventil dar, durch welches vermittelst des doppelten Kolbens .S der Zuflufs des Explosionsgemenges aus dem Sammelbehälter nach dem Verdichtungscylinder in der Art und Weise selbstthätig regulirt wird, dafs bei jedem Ueberschufs von Druck in dem Sammelbehälter die Ausströmung R nach dem Cylinder geschlossen wird. Der Kolben S schwimmt auf einer entsprechenden Flüssigkeit, wie z. B. OeI, welche sich in dem einen Schenkel r eines Siphons befindet; der andere Schenkel dieses Siphons steht mit dem Sammelbehälter in Verbindung, so dafs eine Steigerung des Druckes in letzterem, nach der Richtung des Pfeiles wirkend, die Kolben S, entgegen der Spannung der Feder T, hebt und die Communication des Verdichtungscylinders mit dem Sammelbehälter durch die Rohre E und Y ganz oder theilweise sperrt. Die Kanäle zu den Explosionskammern sind mit Drahtgeweben ausgefüllt, um eine rückwärts wirkende Explosion zu verhindern.

Durch dieses selbstthätig wirkende Ventil behält man im Sammelbehälter eine Füllung von Explosionsgemenge, dessen Druck stark genug ist, um die Maschine jederzeit damit anlassen zu können.

Anstatt gewöhnlichen Steinkohlengases können auch bei der neuen Maschine als Bestandtheil des Explosionsgemenges flüchtiges Petroleum oder Petroleumdämpfe verwendet werden, da die hohe Temperatur der Aufsenwände der Treibcylinder eine Ablagerung von festen, unverbrannten Kohlentheilen auf denselben verhindert.

Wird ein solcher flüchtiger Kohlenwasserstoff als Bestandtheil des Explosionsgemenges gebraucht, so wird beim Füllen des Cylinders und Sammelbehälters hauptsächlich reine atmospärische Luft benutzt. Dieselbe wird verdichtet, erhitzt und in diesem Zustand über oder durch den flüssigen Kohlenwasserstoff geleitet; hierdurch nimmt diese comprimirte, heifse Luftmenge eine genügende Menge Kohlenwasserstoffgas in sich auf, um die Entzündung und Explosion im Arbeitscylinder zu bewirken.

Claims (1)

1. PATENT-Ansprüche:

   Bei der durch die Zeichnung dargestellten Gaskraftmaschine, charakterisirt durch zwei einfachwirkende Treibcylinder, die durch Rohre A mit den Explosionskammern C communiciren, und einen hin- und herschwingenden, die Explosion abwechselnd in beiden Cylindern bewirkenden Hahn D mit zwei Zündkammern:
   i. Ein mit einem feinen Drahtgewebe gefülltes Röhrchen G oder eine Büchse G mit enger, vom Boden schräg nach aufsen gehender Bohrung, welches in die Zündkammer des Hahnes geschraubt ist, wodurch das durch

   den Kanal g in die Zündkammer gedrungene Explosionsgemenge in dieser Kammer zurückgehalten und ein ruhiges Brennen der Zündflamme erzielt wird.

   Das zur Verbindung eines Sammelbehälters mit dem Verdichtungscylmder dienende, selbsttätig wirkende Ventil, Fig. 6, mit Doppelkolben, durch welches bei zunehmendem Druck im Sammelbehälter die Communication zwischen letzterem und dem Verdichtungscylmder ganz oder theilweise aufgehoben wird.

   Hierzu I Blatt Zeichnunsjen.

   BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.