DE275494C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 275494 KLASSE 59 c. GRUPPE - M 275494 CLASS 59 c. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. November 1910 ab.Patented in the German Empire on November 8, 1910.

Durch vorliegende Erfindung wird bezweckt, die Erreichung eines Eintaktverfahrens bei .Explosionswasserhebern durch ein besonderes Verdichtungsverfahren für die Luft, das Gas oder das Ladegemisch möglichst zu unterstützen. Bei der Arbeitsweise nach dem Eintakt kann die Flüssigkeitssäule wohl frei ausschwingen, jedoch nicht zurückschwingen. Das Verfahren gemäß.der Erfindung besteht kurz darin, daß man die Verdichtung dieser Teile erst beginnen läßt, wenn die Expansion in der Verbrennungskammer zu Ende geführt ist, und man Ansaugen und Verdichten bereits zu Ende geführt hat, wenn die durch die Explosion, Verbrennung oder Verpuffung in Bewegung gesetzte Flüssigkeitssäule zur Ruhe gekommen ist.The aim of the present invention is to achieve a single cycle process In the case of explosion water siphons, a special compression process for the To support air, the gas or the charge mixture as much as possible. In the way of working after the single cycle, the column of liquid can swing freely, but not swing back. Briefly, the method according to the invention consists in that the compaction These parts can only begin when the expansion in the combustion chamber has been completed, and you can suck in and Compaction has already come to an end when caused by the explosion, or combustion Deflagration A column of liquid set in motion has come to rest.

Die Einrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens ermöglichen noch dazu dem zum Verdichten in eine Nebenleitung abgeführten Wasser, eine hohe Geschwindigkeit anzunehmen, ohne vorerst Arbeit zu verrichten, so daß sich in dieser Wassersäule ein größerer Betrag an kinetischer Energie aufspeichert, als bisher erreichbar war.The facilities for carrying out this process also enable the to Compressing water discharged into a secondary line, assuming a high velocity, without doing any work for the time being, so that there is a larger one in this water column Amount of kinetic energy accumulates than was previously achievable.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung veranschaulicht.The invention is illustrated with the aid of the drawing.

Fig. ι stellt einen Explosionswasserheber mit Verdichter und Fig. 2 einen besonderen Verdichter im Schnitt dar. Es ist 1 der Pumpenraum, der durch eine Anzahl Saugventile 2 mit dem Saugbehälter 3 der Förderflüssigkeit in Verbindung steht." Eine auf dem nach oben sich zuspitzenden Pumpenraum angeordnete Verbrennungskammer 4 ist durch ein teilweise entlastetes Ventil 5 gegen den Pumpenraum 1 hin abgeschlossen. Das Ventil 6. dient zur Einführung von Brennstoffgemisch und das A^entil 9 zur Einführung von Spülluft. Ferner ist die Verbrennungskammer 4 mit einer Zündvorrichtung 10 versehen. In einem sackartigen Ansatz des oberen Pumpenraumes ist ein Auspuffventil 11 angebracht. An den Pumpenraum schließt sich unten das Förderrohr 21 an. Ebenso geht von dort aus eine Nebenleitung 22 aus, die das Arbeitswasser für den Verdichter 23 liefert. Im Moment der Verpuffung steht das Wasserniveau in der Höhe x-x (Fig. 1). Bei der Verpuffung öffnet sich das Ventil 5, und dem Wasser wird Strömungsenergie erteilt. Die Wassermasse in der Leitung 21 strömt ihrem Bestimmungsort zu, während die durch die Leitung 22 strömende Wassermasse im Verdichter als Kolben wirkt. Da die Verdichtung des Gemisches erst beginnen soll, wenn die Expansion in der Verbrennungskammer zu Ende geführt ist und ferner das Wasser einen größeren Betrag an kinetischer Energie aufnehmen soll, wird eine Vorrichtung getroffen, die es der Wassersäule im Rohr 22 ermöglicht, ohne Arbeit zu verrichten, eine hohe Geschwindigkeit anzunehmen. Zu diesem Zwecke ragt in.den Verdichter 23 ein Rohr 24 hinein, das durch ein leichtes Ventil 25 abgeschlossen wird. Es wird nun die Lage des Endes des Rohres 24Fig. Ι shows an explosion water lifter with compressor and Fig. 2 shows a special compressor in section. It is 1 the pump chamber, which is connected by a number of suction valves 2 with the suction container 3 of the pumped liquid. "One on the upward tapering pump chamber The combustion chamber 4 arranged in the combustion chamber 4 is closed off from the pump chamber 1 by a partially relieved valve 5. The valve 6 serves to introduce the fuel mixture and the valve 9 serves to introduce scavenging air An exhaust valve 11 is attached to the sack-like extension of the upper pump chamber Height xx (Fig. 1) When the deflagration occurs, the valve 5 opens and the water is given flow energy e judges. The water mass in the line 21 flows to its destination, while the water mass flowing through the line 22 acts as a piston in the compressor. Since the compression of the mixture should only begin when the expansion in the combustion chamber has ended and the water should also absorb a larger amount of kinetic energy, a device is used which enables the water column in the pipe 22 to do without work to adopt a high speed. For this purpose, a pipe 24 protrudes into the compressor 23 and is closed by a light valve 25. It now becomes the location of the end of the tube 24

oder das Volumen des Raumes 26 zwischen dem Verdichter 23 und dem Zuleitungsrohr 22 so bestimmt, daß der Wasserspiegel das Ventil 25 des Rohres 24 erst erreicht und durch Anstoß schließt, wenn im Verbrennungsraum 4 und im. oberen Teil des Raumes 1 die Expansion beendigt ist. Bis zu diesem Zeitpunkt entweicht die von der aufsteigenden Wassersäule verdrängte Luftmenge durch das Rohr 24 und deren Düse 27 unter etwas Überdruck ins Freie und ermöglicht so der Nebensäule, infolge Wegfalles eines gewissen Widerstandes, eine hohe Geschwindigkeit anzunehmen; gegen Schluß aber strömt die Luft als Spülluft durch das Ventil 9 in den Auspuff. Das Rohr 24 steht nämlich auch mit dem Ventil 9 durch eine in der Zeichnung gestrichelt angedeutete Leitung in Verbindung. Ist die Höhe des Rohrendes 24 überschritten und das Ventil 25 geschlossen, so beginnt die eigentliche Verdichtung im oberen Teil des Rohres 29, in dem Ringraum 23 und dem Raum 4, die ihr Ende dann erreicht, wenn die sämtliche kinetische Energie der Wassersäule im Rohr 22 abgegeben ist und die Säule hier zum Stillstand und schließlich zur Rückkehr gelangt. In diesem Punkt ist jedoch die Hauptsäule in der Leitung 21 noch in Bewegung und das Ansaugen frischer Flüssigkeit durch die Ventile 2 noch nicht beendigt. Unter Einwirkung der Expansion des verdichteten Gemisches in der Verbindungsleitung 28 und unter Einwirkung der Schwerkraft beginnt die Wassersäule im Rohr 22 sich zurückzubewegen und teilweise dem Lauf derjenigen. in der Leitung 21 zu folgen, so lange, bis daß das Niveau x-x (im Verdichter) wieder erreicht und vielleicht ein wenig unterschritten ist. Durch das Herabsinken der Wassersäule im Rohr 22 entsteht eine Saugwirkung, durch welche frisches Gemisch angesaugt, das Ventil 6 aber geschlossen wird. Ist das Wasser im Pumpenraum 1 bis zum Niveau x-x gestiegen, so erfolgt, gesteuert durch einen Schwimmer, ein Manometer oder eine ähnliche Vorrichtung, die Zündung, womit der Vorgang von neuem beginnt.or the volume of the space 26 between the compressor 23 and the supply pipe 22 is determined so that the water level only reaches the valve 25 of the pipe 24 and closes when in the combustion chamber 4 and in the. upper part of the room 1 the expansion is completed. Up to this point in time, the amount of air displaced by the rising water column escapes through the pipe 24 and its nozzle 27 under a little overpressure into the open air and thus enables the secondary column to assume a high speed due to the elimination of a certain resistance; towards the end, however, the air flows as scavenging air through valve 9 into the exhaust. The pipe 24 is in fact also connected to the valve 9 by a line indicated by dashed lines in the drawing. If the height of the pipe end 24 is exceeded and the valve 25 is closed, the actual compression begins in the upper part of the pipe 29, in the annular space 23 and the space 4, which then reaches its end when all the kinetic energy of the water column in the pipe 22 is delivered and the column comes to a standstill here and finally to return. At this point, however, the main column in the line 21 is still in motion and the suction of fresh liquid through the valves 2 has not yet ended. Under the action of the expansion of the compressed mixture in the connecting line 28 and under the action of gravity, the water column in the pipe 22 begins to move back and partly the course of those. in line 21 until the level xx (in the compressor) is reached again and is perhaps a little below. The lowering of the water column in the pipe 22 creates a suction effect, by means of which fresh mixture is sucked in, but the valve 6 is closed. If the water in the pump chamber 1 has risen to level xx , the ignition takes place, controlled by a float, a manometer or a similar device, and the process begins again.

Der Verdichter 23 in Fig. 1 ist als Doppelverdichter (für Gas und Luft) ausgeführt.The compressor 23 in Fig. 1 is a double compressor (for gas and air).

Der Zylinder 29 dient zur Aufnahme des Gases, während der Ringraum um 29 herum zur Verdichtung der Luft benutzt wird. Um eine Vermischung von Gas und Luft während des Ansaugens und der Verdichtung zu verhindern, wird der Zylinder 29 bis tief unter das tiefste Wasserniveau in der Leitung 22, 26 herabgeführt, so daß immer ein Wasserabschluß· zwischen Gas und Luft vorhanden ■ist.The cylinder 29 serves to receive the gas, while the annular space around 29 is used to compress the air. To a mixing of gas and air during To prevent suction and compression, the cylinder 29 is well below the lowest water level in the line 22, 26, so that there is always a water seal is present between gas and air.

Es kann auch ein leichtes Rückschlagventil 30 am oberen Ende des Rohres 29 angebracht werden, das wohl dem Gas freien Durchtritt gestattet, jedoch beim Anschlag des Wassers gegen das Ventil zum Schließen kommt. 31 ist das Gassaugventil, das mit dem Gaserzeuger in Verbindung steht. Ähnlich dem Ventil 31 ist am Kopf des Verdichters 23 ein Luftsaugventil angebracht und ein Zuleitungsrohr zum Raum hinter dem Ventil 6 (hier Rohr 28), das jedoch nicht auf der Zeichnung dargestellt ist.A light non-return valve 30 can also be attached to the upper end of the tube 29 that will allow the gas to pass freely, but when the water hits it comes against the valve to close. 31 is the gas suction valve that connects to the gas generator communicates. Similar to valve 31, there is an air suction valve at the head of compressor 23 attached and a supply pipe to the space behind the valve 6 (here pipe 28), which is not shown on the drawing is.

An Stelle von Gas kann natürlich auch irgendein flüssiger Brennstoff verwendet werden, der mit sogenannter Zerstäubungsluft eingespritzt wird (Dieselverfahren).Instead of gas, any liquid fuel can of course also be used, which is injected with so-called atomization air (diesel process).

Der zur Verwendung gelangende Verdichter kann jedoch auch wie bei bekannten anderen Explosionswasserhebern mit Kolben ausgeführt werden, der hier jedoch in besonderer Weise ausgebildet ist. In Fig. 2 ist ein derartiger Verdichter abgebildet. Es ist 40 der Zylinder zur Verdichtung der Luft, 41 der Zylinder zur Verdichtung des Gases, 42 der Kolben, 43 das Luftsaugventil und 44 das Gassaugventil. Als Druckventil kann für Luft und Gas gemeinsam das Mischventil 6 der Verbrennungskammer 4 dienen. Am oberen Ende besitzt der Kolben 42 eine nach außen ragende und durch die Stopfbüchse 45 abgedichtete rohrartige Verlängerung 46, die innen durch das Ventil 47 verschlossen werden kann.The compressor used can, however, also be used as with known others Explosion water jacks are designed with pistons, but here in particular Way is formed. Such a compressor is shown in FIG. It's 40 the Cylinder for compressing the air, 41 the cylinder for compressing the gas, 42 the piston, 43 the air suction valve and 44 the gas suction valve. As a pressure valve for air and gas together, the mixing valve 6 of the Combustion chamber 4 serve. At the upper end, the piston 42 has an outwardly protruding and sealed by the stuffing box 45 tubular extension 46, the inside can be closed by the valve 47.

Die Wirkungsweise dieses Verdichters ist die gleiche wie beim Verdichter nach Fig. 1. Zu Beginn eines Spieles steht das Wasser in der Nebenleitung 22, 26 auf dem Niveau x-x; und der Kolben 42 ruht auf dem Vorsprung 48 in dem Zylinder 40. Wird das Wasser im Pumpenraum 1 nach einer Verpuffung verdrängt, so wird der durch die Nebenleitung 22 abströmende Teil desselben zunächst den Raum 26 und das Innere des Kolbens 42 auffüllen und die Luft durch das.Rohr 46 entweichen. ■ Der Raum 26 ist wieder so bemessen, daß zu dessen Füllung mit Wasser "mehr Zeit benötigt wird als zur Expansion des Gasgemisches der Verbrennungsgase nach erfolgter Zündung. Ist das Wasser im Kolben 42 bis zum Ventil 47 gestiegen, so wird das Ventil 47 durch Anprall geschlossen und der Kolben 42 durch die nun stark beschleunigte Wassersäule in der Leitung 22 gehoben und die im Zylinderraum 40 befindliche Luft sowie das im Zylinderraum 41 befindliche Gas nach der Verbrennungskammer 4 geschoben und verdichtet. Ist der Kolben 42 am Ende angelangt, d. h. die ganze kinetische Energie des Wassers in der Nebenleitung 22 abgegeben, so strömt hier die Wassersäule wieder rückwärts, ihren Inhalt in die Leitung 21 ergießend. Das , Abwärtsbewegen und das Saugen des Kolbens 42 geschieht anfangsThe mode of operation of this compressor is the same as that of the compressor according to FIG. 1. At the beginning of a game, the water in the secondary line 22, 26 is at level xx; and the piston 42 rests on the projection 48 in the cylinder 40. If the water in the pump chamber 1 is displaced after a deflagration, the part of it flowing out through the secondary line 22 will first fill the chamber 26 and the interior of the piston 42 and the air through das.Rohr 46 escape. The space 26 is again dimensioned so that it takes more time to fill it with water than to expand the gas mixture of the combustion gases after ignition. If the water in the piston 42 has risen to the valve 47, the valve 47 is impacted is closed and the piston 42 is lifted by the now strongly accelerated column of water in the line 22 and the air in the cylinder space 40 and the gas in the cylinder space 41 are pushed and compressed to the combustion chamber 4. When the piston 42 has reached the end, ie the entire kinetic When the energy of the water is given off in the secondary line 22, the water column flows backwards again here, pouring its contents into the line 21. The piston 42 is moved downwards and is sucked in at the beginning

durch die Expansion des im schädlichen Raum eingeschlossenen Gases, dann durch das Eigengewicht des Kolbens und durch die Saugwirkung, die durch die noch in der Leitung 21 vorbewegte Wassersäule ausgeübt wird.by the expansion of the gas trapped in the harmful space, then by its own weight of the piston and by the suction effect, which is caused by the still in the line 21 advanced water column is exercised.

Schließlich kann auch irgendein nicht von der Explosionspumpe angetriebener Verdichter gewählt werden oder ein Verdichter, dessen Antriebsmaschine (ζ. B. Turbine) ihr Triebwasser aus einem von der Explosionspumpe gespeisten Behälter erhält.Finally, any compressor not driven by the explosion pump can also can be selected or a compressor whose prime mover (ζ. B. turbine) is its head water from a container fed by the explosion pump.

Claims

Patent Claims:

i. Process for compressing air, gas or mixtures in the case of explosive liquid siphons with freely swinging, but not swinging back liquid column, characterized in that,

so that you can get the compaction, just begin leaves when the expansion in the combustion chamber is completed, and that suction and compression are already taking place has ended when the column of liquid set in motion by the explosion, combustion or deflagration has come to rest.

2. Explosionsrlüssigkeitsträger for the method according to claim 1 with a Compressor piston on a secondary column branched off from the oscillating main column, characterized in that the liquid in this flask can rise and this a tubular ver ^ has extension that is closed by the rising liquid by means of a valve whereupon the actual sealing of the air, the gas or the Mixture begins.

1 sheet of drawings.