DE2617047A1

DE2617047A1 - Kolbenbrennkraftmaschine mit verbrennung von feinteiligem, festem brennstoff

Info

Publication number: DE2617047A1
Application number: DE19762617047
Authority: DE
Inventors: Anton Steiger
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1976-04-07
Filing date: 1976-04-17
Publication date: 1977-10-20
Also published as: DK143206B; DK139577A; CH613017A5; DK143206C; DE2617047C3; US4070996A; JPS52124511A; DE2617047B2

Description

« e i -7 η / Ί ^Ρ 5020/St/mm 261704 /

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Kolbenbrennkraftmaschine mit Verbrennung von feinteiligem, festem Brennstoff

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine mit Verbrennung von feinteiligem, festem Brennstoff und mit einer Vorrichtung zum Bilden einer Suspension aus Brennstoff und Luft, wobei die Suspension zu einer in der Nähe des Brennraums des Zylinders befindlichen Einbringstelle transportiert wird, wo eine der jeweiligen Last entsprechende Brennstoffmenge gespeichert wird, und wobei von dieser Stelle aus der Brennstoff taktweise mittels eines durch ein Ventil gesteuerten Blasluftstromes in den Brennraum eingebracht wird. Unter feinteiligem, festem Brennstoff ist in erster Linie Kohlenstaub zu verstehen.

Eine solche Maschine ist aus der Zeitschrift "Power" vom 6. November 1928, Seite 746 und 747 bekannt. Bei dieser bekannten Maschine wird die Suspension aus Kohlenstaub und Luft mittels einer Förderschnecke zu einer Stelle transportiert, an der sich zwei koaxial ineinander angeordnete Ventile befinden, die den Kohlenstaub im Takt der Maschine in eine Vorkammer gelangen lassen. Der Vorkammer wird ausserdem eine gewisse Zündölmenge zugeführt, wonach mittels eines seitlich von den ersterwähnten Ventilen am Zylinderdeckel angebrachten Ventils Blasluft der Vorkammer zugeführt

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wird. Mittels der Blasluft werden dann der Kohlenstaut und das Zündöl aus der Vorkammer in den Brennraum des Zylinders eingebracht. Bei der bekannten Maschine wird die Suspension im Verlauf ihres Transportweges zur Vorkammer mehrmals umgelenkt, was den Nachteil mit sich bringt, dass dabei in der Suspension Inhomogenitäten auftreten. Dies führt dazu, dass der Füllungsgrad des Zylinders bei jedem Arbeitstakt und damit auch die Leistung pro Arbeitstakt verschieden sind. Weiter ist nachteilig, dass der konstruktive Aufwand der bekannten Maschine wegen der beiden koaxial angeordneten Ventile sowie wegen der Vorkammer ziemlich gross ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die pro Arbeitstakt abgegebene Leistung gleichmässiger und gleichzeitig der konstruktive Aufwand beträchtlich verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen der Vorrichtung zum Bilden der Suspension und der Einbringstelle ein im wesentlichen nur geradlinig und vertikal verlaufender Kanal vorgesehen ist, dass an dem brennraumseitigen Ende dieses Kanals ein die Einbringstelle aufweisendes Brennstoffventil angeordnet ist, durch das das brennraumseitige Ende des Kanals abschliessbar ist, und dass im unteren Bereich dieses Kanals und oberhalb der Einbringstelle das den Blasluftstrom steuernde Ventil angeordnet ist.

Durch die neue Gestaltung der Maschine treten im Strömungsweg der

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Suspension praktisch keine Umlenkungen auf, so dass die Suspension vom Ort ihrer Bildung bis zur Einbringstelle ihre ursprüngliche Kohlenstaubverteilung beibehält. Damit ist sichergestellt,

zur Verfügung
dass die für jeden Arbeitstakt/stehende Kohlenstaubmenge an der

Einbringstelle gleichmässig über den Umfang des Brennstoffventils verteilt^gespeichert wird, so dass auch beim Einbringen des Kohlenstaubes in den Brennraum des ArbeitsZylinders eine gleichmässige Verteilung erreicht werden kann. Da die Einbringstelle sich auf dem Brennstoffventil befindet, das den Austritt des geradlinig verlaufenden Kanals vom Brennraum des Zylinders abschliesst, fällt ein der Vorkammer der bekannten Maschine entsprechender Raum weg, wodurch sich der konstruktive Aufbau der Maschine beträchtlich vereinfacht. In diesem Sinne wirkt auch, dass das den Blasluftstrom steuernde Ventil nahe der Einbringstelle angeordnet
ist.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. la einen Axialschnitt durch den Zylinderkopf einer

Brennkraftmaschine nach der Erfindung,

Fig. Ib einen Schnitt durch eine zugeordnete Vorrichtung

zum Bilden einer Suspension aus Brennstoff und Luft,

Fig. 2 ein Detail der Vorrichtung nach Fig. Ib,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie I - I in

Fig. Ib,

Fig. 4 ein Anlageschema und

Fig. 5a bis d verschiedene Steuerdiagramme.

Gemäss Fig. la ist mit 1 ein Zylinderkopf bezeichnet, von dem nur der zentrale Teil zu sehen ist und der in bekannter Weise auf einem nicht dargestellten Zylinder befestigt ist. Der im Zylinder beweglich angeordnete Arbeitskolben ist mit 2 bezeichnet. Im Zylinderkopf 1 ist koaxial zur Zylinderachse ein rohrförmiger Einsatz 3 vorgesehen, der mit seinem in Fig. la unteren Bereich den Ventilkörper 5 eines Brennstoffventils 4 zum Einbringen des Kohlenstaubes führt. Der Ventilkörper 5 dieses Ventils weist eine Sitzfläche 6 auf, die mit einer entsprechenden Sitz-

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fläche im Einsatz 3 zusammenwirkt. Oberhalb der Sitzfläche 6 des Ventilkörpers 5 erstreckt sich ein hohler Schaft 7, dessen oberer Bereich von einem mit ihm verschraubten buchsenartigen Teil 8 Übergriffen wird, der seinerseits an seinem oberen Ende einen Flansch 9 bildet. Der Flansch 9 stützt sich mit seiner Unterseite auf einer Druckfeder 10 ab, deren unteres Ende in einer zylindrischen Ausdrehung des Einsatzes 3 aufgenommen ist. Die Druckfeder 10 hält also den Ventilkörper 5 in seiner Schliessstellung. Zum Oeffnen des Brennstoffventils 4 ist ein Kanal 46 vorgesehen, der mit einer in Fig. la nicht dargestellten Druckmittelleitung verbunden ist.

Im unteren Bereich des Schaftes 7 des Ventilkörpers 5 ist ein ringförmiger Hohlraum 12 vorgesehen, der zur Kühlung des Ventilkörpers von einem Kühlmittel durchströmt ist. Zu diesem Zweck ist der Hohlraum über Oeffnungen 13 und 13' mit mehreren, im Einsatz 3 vorgesehenen Kanälen 14 bzw. 14' verbunden, die an einem im Zylinderkopf 1 vorgesehenen Kühlmittelzufuhrkanal 15 bzw. an einen im Zylinderkopf vorgesehenen Kühlmittelabfuhrkanal 15' angeschlossen sind. Im Bereich dieser Kühlzone ist auch der Einsatz 3 mit einer Kühlung versehen, indem in ihm ein Hohlraum 18 vorgesehen ist, der über radiale Kanäle 19 und 19' mit einem im Zylinderkopf 1 vorgesehenen Kühlmittelzufuhrkanal 20 bzw. mit einem im Zylinderkopf angeordneten Kühlmittelabfuhrkanal 20' verbunden ist.

Im Bereich des Hohlraumes 12 weist der Ventilkörper 5 mehrere, über den Umfang verteilte, nach oben offene und nahe der Sitz-

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fläche 6 ausmündende Kammern 16 auf, die durch radiale Rippen voneinander getrennt sind und in denen sich der Kohlenstaub sammelt, bevor er in den Brennraum des Zylinders eingebracht wird. Der Kohlenstaub wird den Kammern 16, in Luft suspendiert, von oben her zugeführt, und zwar über einen Ringkanal 25, der zwischen einem zentralen Rohr 26 und einem koaxial dazu angeordneten, axial verschiebbaren Hohlschieber 27 gebildet wird. In der in Fig. la gezeichneten unteren Stellung ist sowohl der Ringkanal 25 offen als auch ein weiterer Ringkanal 28, der zwischen dem Schieber 27 und einer diesen umgebenden zylindrischen Wand 29 gebildet ist. Die zylindrische Wand 29 gehört zu einem Einsatz 30, der zusammen mit dem Einsatz 3 im Zylinderkopf 1 auf nicht dargestellte Weise befestigt ist. Die zylindrische Wand 29 führt mit ihrer Aussenfläche den oberen Bereich des Schaftes 7 des Ventilkörpers 5 und ist gegen die innere Begrenzung des Flansches 9 abgedichtet. Der Ringkanal 28 mündet an seinem oberen Ende in einen im Einsatz 30 vorgesehen Kanal 31, durch den die Suspensionsluft entweicht, nachdem sie von den von ihr getragenen Kohlenstaubteilchen durch Umlenkung um das untere Ende des Hohlschiebers 27 befreit worden ist. Im Bereich des unteren Endes des Hohlschiebers 27 ist dieser verdickt ausgebildet und mit einer Dichtung versehen, die in der oberen Stellung des Schiebers 27 mit der Innenfläche der zylindrischen Wand 29 zusammenwirkt. In dieser oberen Stellung des Hohlschiebers 27 liegt gleichzeitig dessen unteres, nach innen eingezogenes Ende am unteren Ende des zentralen Rohres 26 an, so dass dann sowohl der Ringkanal 25 als auch der Ringkanal 28 verschlossen sind. Zum Verschieben des Hohlschiebers 27 ist dieser an seinem in Fig. la

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oberen Ende mit einem Kolben 27' versehen, der in einer Zylinderbohrung des Einsatzes 30 geführt ist. Unterhalb des Kolbens 27' mündet in den Zylinder ein im Einsatz 30 angeordneter Kanal 32, der mit einer in Fig. la nicht dargestellten Druckmittelleitung verbunden ist. Das auf die Unterseite des Kolbens 27' wirkende Druckmittel bewegt den Kolben gegen die Wirkung einer auf der anderen Kolbenseite angebrachten Druckfeder 45.

Das zentrale Rohr-26 ist an seinem in Fig. la unteren Ende mit einem koaxial angeordneten Ventil 35 versehen, das die Zufuhr von Blasluft steuert, die dem Einblasen des in den Kammern 16 gelagerten Kohlenstaubes dient, wenn das Brennstoffventil 4 in offene Stellung gebracht wird. Das Blasluftventil 35 ist über eine zentrale Stange 36 mit einem Servokolben 37 verbunden, der in einem im Rohr 26 ausgebildeten Zylinderraum axial verschiebbar ist. In Fig. la unterhalb des Servokolbens 37 mündet in den Zylinder ein Druckmittelkanal 38, der sich radial durch das Rohr 26, eine Rippe 39 und ein Verbindungsstück 40 erstreckt. Das Verbindungsstück 40 verbindet den Einsatz 30 mit der in den Fig. Ib, und 3 dargestellten Vorrichtung zum Bilden der Suspension. Ober-

37 halb des Zylinderraumes des Servokolbens/ist ein dem Kanal 38 entsprechend angeordneter Kanal 41 zum Abführen von Lekagedrucktnittel vorgesehen. Unterhalb des Zylinderraumes ist die Ventilstange 36 vor einer Dichtungsanordnung 42 umgeben, die ebenfalls mit einem Kanal für Lekagedruckmittel verbunden ist. Das über den Kanal 38 zugeführte und auf den Servokolben 37 wirkende Druckmittel hält das Blasluftventil 35 geschlossen, wogegen das Oeffnen dieses Ventils durch die Blasluft selbst erfolgt, wenn

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der Druck des Druckmittels unter dem Servokolben 37 abgesenkt wird. Die Blasluft wird in Fig. la unterhalb der Dichtungsanordnung 42 über einen Kanal 43 zugeführt, der radial im Verbindungsstück 40, in der Rippe 39 und im Rohr 26 angebracht ist.

An das Verbindungsstück 40 schliesst sich nach oben die in Fig. Ib dargestellte Vorrichtung zum Bilden der Suspension an, die als Ganzes mit 50 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 50 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 51, in dem ein siebtrommelartiger Körper 52 drehbar gelagert ist, einem im unteren Bereich des Gehäuses 51 vorgesehenen Luftzufuhrsystem 53 für die Suspenionsluft, einer Weiche 54 und einem Verbindungsflansch 55 zur Befestigung am Zwischenstück 40. Der siebtrommelartige Körper 52 ist mit einem Antriebsflansch 56 verbunden, an dem ein in Fig. Ib nicht dargestellter Elektromotor angekuppelt ist. Der zylindrische Teil 52' des Körpers 52 ist über seinen ganzen Umfang mit vier Reihen von viereckigen Löchern 57 (Fig. 2) versehen, deren Abmessung in Umfangsrichtung kleiner ist als in Achsrichtung. Die Löcher in den vier Reihen sind so angeordnet, dass sie in der ersten und zweiten sowie dritten und vierten Reihe gegeneinander versetzt stehen, während die Löcher der ersten und dritten Reihe sowie der zweiten und vierten Reihe miteinander fluchten. Je Reihe sind mehr als hundert Löcher vorgesehen.

ist

Gemäss Fig. lb/im Gehäuse 51 ein eine innere Wand bildender Einsatz 71 vorgesehen^ der sich vom Gehäusedeckel 72 aus radial nach innen erstreckt. Gemäss Fig. 3 ist im Einsatz 71 ein Raum 58 gebildet, dem der Kohlenstaub über eine Oeffnung 59 im Deckel 72 des Gehäuses zugeführt wird und der sich unterhalb der Oeffnung

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59 etwa bis zum punktiert angedeuteten Niveau sammelt. Gemäss Fig. 3 ist im unteren Bereich des Einsatzes 71 links neben dem Kohlenstaubsammelraum 58 ein schlitzartiger Luftzuführkanal 60 vorgesehen, der sich in radialer Richtung düsenförmig verjüngt und dessen in Umfangsrichtung des Gehäuses gemessene Austrittsbreite gleich der in Umfangsrichtung gemessenen Dimension der Löcher 57 ist. Unterhalb des zylindrischen Teils 52' ist fluchtend zum schlitzförmigen Kanal 60 ein ebenfalls schlitzförmiger Kanal 61 vorgesehen, der jedoch in radialer Richtung konstanten Querschnitt aufweist. Der Kanal 61 mündet in einen Kanal 62 von etwas grösserem Querschnitt als der Kanal 61, wobei an der Mündungsstelle zwei ejektorartig ausgebildete Luftzuführkanale 63 einmünden. Die Luftzufuhr zu den Kanälen 60 und 63 erfolgt gemäss Fig. Ib über Löcher 67 bzw. 67'von einem gemeinsamen kastenförmigen Verteiler 64 aus. An den Kanal 62 schliesst sich eine Weiche 54 an, die einen Kanal 65 aufweist, dessen Querschnitt

des
gleich gross ist wie der/Kanals 62. Die Weiche 54 ist um zwei an ihrem oberen Ende angebrachte Zapfen 66 schwenkbar, und zwar aus der in Fig. 3 gezeichneten Füllstellung, in der der Kanal mit einem Kanal 77 im Verbindungsflansch 55 fluchtet, in eine in Fig. 3 nach rechts geschwenkte Stellung, in der der Kanal 65 mit einem Kanal 78 fluchtet, über den dann die Suspension am Zylinder-vorbei zum nicht gezeichneten Kohlenstaubreservoir zurückgeführt wird. Der Abstand zwischen dem Eintritt des Kanals 77 und dem des Kanals 78 ist so bemessen, dass auch in

-en
Zwischenstellung/der Weiche 54 der gesamte Strömungsquerschnitt gleich bleibt. Zum Betätigen der Weiche 54 ist ein Elektromagnet 69 vorgesehen, der im erregten Zustand die Weiche so stellt, dass

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der Kanal 65 mit dem Kanal 78 in Verbindung steht, während im nicht—erregten Zustand eine Zugfeder 70 die Weiche 54 in Füllstellung zieht.

Der zylindrische Teil 52' des siebtrommelartigen Körpers 52 ist sowohl auf seiner inneren wie auch auf seiner äusseren Umfangsflache dicht im Gehäuse 51 bzw. im Einsatz 71 geführt. Im Bereich des Kohlenstaubsammelraumes 58 verläuft die Wand 71 nach den Gehäuseinnern hin und bildet im Bereich des Luftzufuhrsystems 53 eine Verdickung, in der der schlitzartige Kanal 60 ausgebildet ist und deren in Fig. 3 rechte Begrenzung eine mit der Innenfläche des Teils 52' zusammenwirkende Abstreifkante 73 bildet.

Zur Bildung der Suspension wird der siebtrommelartige Körper 52 über den Flansch 56 angetrieben, und zwar in Fig. 3 im Uhrzeigersinn. Dabei durchläuft der zylindrische Teil 52' den Kohlenstaubsammelraum 58, wobei sich die Löcher 57 unter der Wirkung der Schwerkraft und der Zentrifugalbeschleunigung füllen. Die mit Kohlenstaub gefüllten Löcher 57 gelangen dann unter den Kanal 60, wo der Kohlenstaub unter dem Einfluss der Schwerkraft und der Zentrifugalkraft sowie dem Druck der im Kanal 60 strömenden Suspensionsluft aus den Löchern fällt und in der Luft, die vom Kanal 60 zum Kanal 61 strömt, suspendiert wird. Die Suspensionsbildung wird dann unter Mitwirkung der aus den ejektorartigen Kanälen 63 zuströmenden Luft im Kanal 62 fortgesetzt. Die so gebildete Suspension gelangt dann über den Kanal 65 der Weiche 54, den Kanal 77 des Flansches 55 in den Ringkanal 25 des Verbindungsstückes 40. Nach dem Passieren des unteren Endes des Ringkanals 25 und der Durchtrittsöffnung des Schiebers 27 ge-

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langt der Kohlenstaub in die Kammern 16 des Ventilkörpers 5, während die Suspensionsluft über den Ringkanal 28 und den Kanal 31 entweicht. Wesentlich ist, dass vom Kanal 62 bis zum Austritt aus dem Schieber 27 die Kohlenstaub/Luftsuspension im wesentlichen nur geradlinig und ohne Querschnittsverengungen geführt wird. Der Ringkanal 25 ist deshalb mit dem selben lichten Querschnitt ausgestattet wie die Kanäle 62 und 65 und der Uebergang vom Kanal 65 über den Kanal 77 zum Ringkanal 25 findet allmählich statt, wobei die Rippen 39 und 39' zwischen dem Rohr und dem Verbindungsstück 40 an beiden Enden schneidenförmig auslaufend ausgebildet sind.

Im Anlageschema gemäss Fig. 4 sind die in den Fig. la bis 3 dargestellten Teile nur schematisch vereinfacht wiedergegeben. Das die verschiedenen Teile beaufschlagende Druckmittel, das z. B. aus Dieselbrennstoff bestehen kann, wird mittels einer nicht dargestellten Pumpe über eine Leitung 100 zugeführt, die sich in drei Leitungen 101, 102 und 103 verzweigt. Die Leitung 101 führt zu einem hydraulischen Steuerschieber 105, dessen Schiefcerkolben 106 elektromagnetisch betätigt wird, indem er mit einem Anker 107 verbunden ist, der in eine Spule 108 taucht und der an einer Feder!· 109 abgestützt ist. Vom Gehäuse des Steuerschiebers 105 führt eine Leitung 110 zum Kanal 32, der am Kolben 27' dej Schiebers 27 endet. In der gezeichneten Stellung des Schieberkolbens 106 wird Druckmittel aus der Leitung 101 über die Leitung 110 zum Kanal 32 geführt, so dass der Kolben 27^f auf seiner Unterseite beaufschalgt wird und das untere Ende des Hohlschiebers 27 sich innerhalb der zylindrischen Wand 29 in

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' -τ

Dichtstellung befindet.

Die Leitungen 102 und 103 führen zu einem Steuerschieber 115, in dem zwei starr miteinander verbundene Schieberkolben 116 und 116' angeordnet sind, die - ähnlich wie der Kolben 106 mit einem Anker 117 verbunden sind, der in eine Spule 118 taucht und an einer Feder 119 abgestützt ist. Den Anschlüssen der Leitungen 102 und 103 sind am Gehäuse des Steuerschiebers 115 angeschlossene Leitungen 120 und 121 zugeordnet, die zum Kanal 38 bzw. zum Kanal 46 führen. In der gezeichneten Stellung der Schieberkolben 116 und 116' wird Druckmittel aus der Leitung 103 über die Leitung 121 dem Kanal 46 zugeführt, so dass die Oberseite des Flansches 9 von Druckmittel beaufschlagt wird. Die Druckmittelzufuhr von der Leitung 102 ist durch den Schieberkolben 116 unterbrochen, so dass die Unterseite des Servokolbens 37 unbeaufschlagt ist. In diesem Zustand hat also die über den Kanal 43 zuströmende Blasluft das mit dem Servokolben 37 verbundene Ventil 35 in offene Stellung bewegt.

Die beiden Spulen 108 und 118 sind an ein elektrisches Steuergerät 125 angeschlossen, an dem ausserdem die Spule 69' des die Weiche 54 betätigenden Elektromagneten 69 sowie der Elektromotor 90 für den Antrieb des siebtrommelartigen Körpers 52 angeschlossen sind. Das Steuergerät 125 ist ausserdem über eine Signalleitung 126 mit einem elektromagnetischen Geber 127 verbunden, der die Phasenlage oder den Kurbelwinkel cL der Brennkraftmaschine abtastet. Die Steuerung der Steuerschieber 105 und sowie des Elektromagneten 69 geschieht also in bekannter Weise

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in Abhängigkeit von der Phasenlage der Kurbelwelle 128. Mit einem Einstellorgan 95 am Steuergerät 125 lässt sich ausserdem die Drehzahl des Elektromotors 90 und/oder die Zeitdauer, während der die Welche 54 in Füllstellung steht, einstellen, so dass damit die zum Brennstoffventil 4 gelangende Kohlenstaubmenge veränderbar ist. Mit dem Einstellorgan 96 des Steuergerätes 125 lässt sich die Zeitdauer, während der die Beaufschlagung des Kolbens 27' und des Flansches 9 sowie des Servokolbens 37 stattfindet, einstellen, so dass auf diese Weise der Zeitpunkt (EB in Fig. 5)variiert werden kann, an dem das Einblasen des Brennstoffs in den Brennraum des Arbeitszylinders beginnt.

Anhand der Steuerdiagramme gemäss Fig. 5a bis d ergeben sich folgende Bewegungsabläufe: Im unteren Totpunkt UTP des Arbeitskolbens 2 der im Zweitaktverfahren arbeitenden Brennkraftmaschine befindet sich das Brennstoffventil 4 gemäss Fig. 5a in geschlossener Stellung; ebenso das die Blasluft steuernde Ventil 35 gemäss Fig. 5b, während der Hohlschieber 27 sich gemäss Fig. 5c in offener Stellung und die Weiche 54 gemäss Fig. 5d in Füllstellung befinden. Im Zeitpunkt Ot₁ erhält der die Weiche 54 steuernde Elektromagnet 69 vom Steuergerät 125 ein Signal in dem Sinne, dass die Weiche aus der in Fig. 3 gezeigten Füllstellung in die In Fig. 4 gezeigte Stellung geschwenkt wird, in der der Kanal 65 mit dem Rücklaufkanal 78 in Verbindung steht. Im Zeitpunkt 0I2 ist also die Zufuhr von Kohlenstaub zum Brennstoffventil 4 unterbrochen, und es beginnt der Hohlschieber 27 seine Schliessbewegung, indem die Spule 108 des Steuerschiebers 105 den Anker 107 anzieht und die Druckmittelzufuhr aus der Leitung

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101 liber die Leitung 110 zur Unterseite des Kolbens 27' freigibt. Im Zeitpunkt EB ist die Schliessbewegung des Schiebers 27 beendet, und es beginnen synchron die Oeffnungsbewegungen des Brennstoffventils 4 und des die Blasluft steuernden Ventils 35, womit auch das Einblasen des Kohlenstaubes beginnt. Die Oeffnungsbewegungen des Brennstoffventils 4 und des Blasluftventils 35 kommen dadurch zustande, dass die Spule 118 des Steuerschiebers 115 den Anker 117 anzieht und vom Schieberkolben 116 die Druckmittelzufuhr von der Leitung 103 her über die Leitung auf die Oberseite des Flansches 9 des Brennstoffventils freigegeben wird, während gleichzeitig durch den Kolben 116 die Druckmittelzufuhr aus der Leitung 102 unterbrochen wird. Im Zeitpunkt oU sind die Oeffnungsbewegungen beendet und im Zeitpunkt EE ist das Einblasen des Brennstoffs bei 4/4-Last beendet. Das Brennstoffventil A und das Blasluftventil 35 bleiben noch bis zum Zeitpunkt oi. offen, um ein sicheres Freiblasen der Sitzflächen des Brennstoffventils zu erreichen. Im Zeitpunkt d-. beginnen dann die synchronen Schliessbewegungen des Brennstoffventils und des Blasluftventils, indem die Spule des Steuerschiebers 115 stromlos wird und die Kolben 116 und 116· unter dem Einfluss der Feder 119 in Fig. A nach rechts verschoben werden, so dass die Druckmittelzufuhr von der Leitung 102 her über die Leitung 120 auf die Unterseite des Servokolbens 37 freigegeben wird, während die Druckmittelzufuhr von der Leitung 103 her unterbrochen wird. Im Zeitpunkt oL sind die Schliessbewegungen des Brennstoffventils 4 und des Blasluftventils 35 beendet, und es beginnt die Oeffnungsbewe- gung des Hohlschiebers 27, indem die Spule 108 des Steuer-

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Schiebers 105 stromlos wird und der Kolben 106 unter dem Einfluss der Feder 109 in Fig. 4 nach rechts verschoben wird, so dass die Zufuhr von der Leitung 101 her unterbrochen wird und die Leitung 110 mit einer Abflussleitung 111 verbunden wird. Somit drückt die Feder 45 den Hohlschieber 27 in die in Fig. la dargestellte, offene Stellung. Diese Stellung ist im Zeitpunkt

01, erreicht. Während des Zeitraumes von oC_K bis oC expandiert das im rohrförmigen Schaft 7 des Brennstoffventils zwischen dessen Sitzflächen6 einerseits und den Dichtflächen des Hohlschiebers 27 mit dem Rohr 26 und der Zylinderwand 29 andererseits eingeschlossene Gas.

Nachdem der Hohlschieber 27 seine Offenstellung wieder erreicht hat, beginnt die Rückbewegung der Weiche 54 in ihre Füllstellung, indem der Elektromagnet 69 stromlos und die an der Weiche 54 angreifende Feder 70 wirksam wird. Bei 4/4-Last der Maschine bleibt die Weiche bis zum Zeitpunkt οι, in der Füllstellung. Wird die Maschine mit geringerer Last gefahren, so wird entsprechend früher die Weiche 54 aus der Füllstellung verschoben, z. B. im Zeitpunkt 0C₇ bei 1/4-Last.

Die Mittel zum Zünden des in den Brennraum eingebrachten Koh lenstaubes sind nicht dargestellt und sind konventioneller Art,

2. B. in Form einer Glühkerze, durch Einspritzen einer kleinen Menge OeI o. dgl.

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Durch die beschriebene Gestaltung des siebtrommelartigen Körpers

der

52 mit/sehr grossen Zahl von in Umfangsrichtung verteilten Löchern, deren vollständige Füllung mit Kohlenstaub durch die eintrittsseitige Zentrifugalbeschleunigung unterstützt wird, wird in Verbindung mit.der Abstreifwirkung der Kante 73 ein quasikontinuierlicher Kohlenstaubstrom von genau definiertem Volumen pro Zeiteinheit,"gegeben durch die konstante Drehzahl des Körpers 52, sichergestellt. Durch die beschriebene Gestaltung der Weiche 54 kann in deren Füllstellung dieser kontinuierliche Kohlenstaubstrom völlig ungestört zum Brennstoffventil 4 gelangen und es bleibt während des Umschaltvorganges der Weiche stets der gesamte Strömungsquerschnitt konstant, weil einer Verringerung des Eintrittsquerschnitts des Kanals 77 eine gleichgrosse Vergrösserung des Eintrittsquerschnitts des Kanals 78 entspricht,

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

f l.yKolbenbrennkraftmaschine mit Verbrennung von feinteiligem, festem Brennstoff und mit einer Vorrichtung zum Bilden einer Suspension aus Brennstoff und Luft, wobei die Suspension zu einer in der Nähe des Brennraums des Zylinders befindlichen Einbringstelle transportiert wird, wo eine der jeweiligen Last entsprechende Brennstoffmenge gespeichert wird, und wobei von dieser Stelle aus der Brennstoff taktweise mittels eines durch ein Ventil gesteuerten Blasluftstromes in den Brennraum eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorrichtung zum Bilden der Suspension und der Einbringstelle ein im wesentlichen nur geradlinig und vertikal verlaufender Kanal vorgesehen ist, dass an dem brennraumseitigen Ende dieses Kanals ein die Einbringstelle aufweisendes Brennstoffventil angeordnet ist, durch das das brennraumseitige Ende des Kanals abschliessbar ist, und dass im unteren Bereich dieses Kanals und oberhalb der Einbringstelle das den Blasluftstrom steuerende Ventil angeordnet ist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geradlinig verlaufende Kanal in seinem mittleren und unteren Bereich als Ringkanal ausgebildet ist und dass das den Blaslüftstrom steuernde Ventil koaxial am unteren Ende eines die Innenfläche des Ringkanals begrenzenden Rohres angeordnet ist.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im un-

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teren Bereich des geradlinig verlaufenden Kanals die Aussenfläche des Ringkanals von einem axial verschiebbaren Hohlschieber begrenzt ist, der in seiner obersten Stellung mit seinem unteren Ende den Ringkanal abschliesst.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlschieber aussen von einem Ringkanal umgeben ist, der durch den Hohlschieber in dessen oberster Stellung ebenfalls abgeschlossen ist.
5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringstelle als auf der dem Brennraum abgewendeten Seite des Brennstoffventils angeordnete, nahe der Ventilsitzflache ausmündende Kammern ausgebildet ist.
6. Maschine nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffventil oberhalb der Kammern als rohrförmiger, das untere Ende des Hohlschiebers und der beiden Ringkanäle umgebender Schaft ausgebildet ist.
7. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Bilden der Suspension einen am oberen Ende des geradlinig verlaufenden Kanals angeordneten, Durchbrechungen aufweisenden, um eine horizontale Achse rotierenden und dabei mit den Durchbrechungen sich durch einen Kohlenstaubvorrat bewegenden Hohlzylinder und eine im Bereich der tiefsten Stelle des Hohlzylinders auf dessen Innenseite angeordnete Suspensionsluftzufuhr aufweist, deren Luftaus-

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trittsöffnung in der Verlängerung des geradlinig verlaufenden Kanals angeordnet ist.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspensionsluftzufuhr unterhalb des Hohlzylinders zwei zusätzliche, gleichgerichtete, ejektorartige und symmetrisch zum geradlinig verlaufenden Kanal angeordnete Austrittsöffnungen aufweist.
9. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung des Hohlzylinders gemessene Breite der Durchbrechungen gleich der in Umfangsrichtung gemessenen Breite der Austrittsöffnung der Suspensionsluftzufuhr und gleich der in Umfangsrichtung gemessenen Breite der an die Austrittsöffnung anschliessenden Eintrittsöffnung für die Suspension ist.
10. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen in mehreren, in Umfangsrichtung verlaufenden Reihen im Hohlzylinder angeordnet sind.
11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Zahl von Reihen von Durchbrechungen im Hohlzylinder vorgesehen ist.
12. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen einer Reihe zu den Durchbrechungen der benachbarten Reihe versetzt angeordnet sind.

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13. Maschine nach Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Durchbrechungen in Umfangsrichtung grosser als Hundert ist.
14. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen rechteckigen Umriss aufweisen.
15. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder im Bereich der Suspensionsluftzufuhr sowohl auf seiner Innenfläche als auch auf seiner Aussenfläche dichtend geführt ist.
16. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Bereich des geradlinig verlaufenden Kanals eine im Takt der Maschine gesteuerte, einen Abschnitt des Kanals enthaltende Weiche vorgesehen ist.
17. Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer, während der die Weiche die Vorrichtung zum Bilden der Suspension mit der Einbringstelle verbindet, veränderbar ist.
18. Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Austritts der Weiche neben dem geradlinig verlaufenden Kanal ein weiterer Kanal vorgesehen ist, dessen Eintritt mit dem Austritt des Kanalabschnitts der Weiche fluchtet, wenn diese eine die Verbindung zwischen der Vorrichtung zum Bilden der Suspension und der Einbringstelle

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unterbrechende Stellung einnimmt, und dass im Bereich des Austritts der Weiche der Abstand zwischen dem geradlinig verlaufenden Kanal und dem Eintritt des v/eiteren Kanals so bemessen ist, dass in jeder Stellung der Weiche der gesamte Strömungsquerschnitt konstant bleibt.
19. Maschine nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffventil, das Blasluftventil und der Hohlschieber durch ein hydraulisches Druckmittel betätigbar sind.
20. Maschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffventil und das Blasluftventil so ausgebildet sind, dass die Betätigung durch das hydraulische Druckmittel während der Oeffnungsbewegung des Brennstoffventils und während der Schliessbewegung des Blasluftventils erfolgt.
21. Maschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zum Steuern der Zufuhr des hydraulischen Druckmittels zum Brennstoffventil und zum Blasluftventil ein gemeinsamer Steuerschieber vorgesehen ist.

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