DE301203C - - Google Patents

Description

■ In ;g:röJ3er,en Anlagen zum Einlagern feuergefährlicher Elüssigikeiten, .die -naturgemäß >er- -kebliahe Mengen _;an .Schutzgas eri©idern, pflegt ■man dieses mit HJiMe besonderer Maschinen im Eigenbetrieb herzustellen. Hiermit ist der Verteil verbunden,, daß ,-eiine Verwechslung «des Schutzgases mit anderen, in Vorrat gehaltenen ■Gasen -unmöglich -wird -und die Anlage von der jLieiemrtg des Schutzgases dur.ch ,andere Unternehmungen unabhängig ist.

Derartige Sdhutzgaserzaugex bestehen im ■wesentlichen ,ans einer Verbr<ennungskr.aft~ masohäne,, deren aus iKoblemsäure, Siiaksfoiff <und Wasserdampf !bestehenden Abgase das Sc'hutfczgas !liefern, das durch eine' geeignete g r«ime KuM- ©ndlReinigungsyorangesangt rand in ieinen Sammelbe- - überiülhrt wird. Diese gereinigten, _:nwiimehr i:n der 'HaKpt-sache -runr ams Kohlensäiare laid Sti-efestdff feesifeehejiden Abgase werden hiernach in bekannter Weise -mit Hilfe eines ¥ßr<äichters in Draekgas verwandelt., am .zur Aijafla^eraaaaig >aui «äie ieuerfefäb.T?lioB>e Elüssigikeit ibemutzit zu werden.

Es ist jam -fir die Benjitzang solcher Sßhutzgaserzeuger laneriäßli.cib,, daß sie nur -g.chutz-•gas 'Beiern, -.das fcei -κοη unver:braim;ten, also •saueBSitöHnalitigen !Bestandteilen ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Er&idtuig 'dadurch ,gelöst, daß nur jene Menge am y-erteejumngsgasen als Schutzgas dem Zylinder ,der Verbrennungskraftmaschine ent-,n©mraen «rd, die entspredhend ;diem Öberdruek zwischen dem am Ende 'des jExjpJtosiems- : .fVieribrennungs-) Hubes im Innern (des Zylinders einerseits und ,dem in der .Sdbuitzgasleiturig !herrschenden Druck,anderseits, in cdie letetere .einzustriämen vermag. Die Bestückte 1(eilrneng,e an Verbr.er»Uingsgasen \wicd währenddes daiaiiaffelgenden Auspuffhubes ins Freie igeleiteit.

Es ,bildet hierbei der nur bei TegefcrecbJer Zündung am Ende des Explosiansfeubes innerhalb des Zylinders noch ,herrschende liber- ;druck der Verb-rennungs.gase die (vollständige Sicherung gegen das iEontleiten -von bei Zün- 4-5 !dungsversagern im :Zylim>der vonhaaidenen wnverbrannten Gasgemischen .nach der Schutzigasleitung.

Die Ableitung der am Ende des Explosianshubes für die ,Z.wecke des Sammehas ienitnona-■menen Abgasmenge «erfolgt am .einfachsten dttroh .Hinzuiügen eines ;bes©nderen., (gesteuerten Auslaß- oder Obeüdruckorganes., .an das •die zum .Sammler -fuhuende 'Schiiaitzgasleitiang ■anschließt. Dieses iUber.drackaEga© wird gegen das Ende des Explosionshubes sgeöffmet tmtä. kmz darauf, feevor der Kalbati seinsn Auf- -begiiant, wieder ,geschlossen.

Findet infolge Ausbleibens der ,Zündung die nur durch die Explosion entstehende hohe Überdruckbildung im .Zy-linder nicht iSfeaijt, so ,kann mangels Überdriiaokes am Ende -iäes aich

hierbei vollziehenden Leerhubes auch kein Gas | aus dem ■ Zylinder in die Schutzgasleitung j übertreten. Es findet vielmehr ein Rückströmen von Schutzgas aus dessen Xeitung in den Zylinder der Explosionskraftmaschinc statt, weil der Druck in der Schutzgasleitung in diesem Falle eben höher ist als der Enddruck im Zylinder.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen von nach dem beschriebenen Verfahren arbeitenden Schutzgaserzeugern in Fig. ι und 4 schematisch im Schnitt veranschaulicht. Die in Fig. 2 und 3 dargestellten Diagramme zeigen den Verlauf der Drucklinie während des Verdichhmgs- und Explosionshubes, und zwar das in Fig. 2 dargestellte Diagramm bei ordnungsmäßigem Gang der Maschine, das in Fig. 3 dargestellte Diagramm für den Fall des Unterbleibens einer Zündung (Fehlzündung).
Die Einrichtung besteht gemäß Fig. 1 in an sich bekannter Weise aus einer vorteilhaft im Viertakt arbeitenden, Verbrennungskraftmaschine mit dem im Zylinder α arbeitenden Kolben b, dem gesteuerten Einlaßventil c und dem gesteuerten Auspuffventil d.

Zum Überführen der zuerst vom Wasserdampf zu befreienden Verbrennungsgase in den Schutzgassammler dient nach der dargestellten Ausführungsform ein Verdichter, der aus dem Zylinder e besteht, dessen Kolben f von der Welle g der Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird. Der Verdichter besitzt das Saugventil h und das Druckventil i, das die zum nicht dargestellten Schutzgassammler führende Druckleitung j überwacht. Erfindungsgemäß mündet in den Zylinder a der Kraftmaschine noch eine durch ein Überdruckventil k abgeschlossene Rohrleitung m, die durch eine Kühlvorrichtung η und einen nicht dargestellten Reiniger zum Saugventil h des Verdichters führt.

Das gesteuerte Überdruckventil k wird innerhalb des letzten Teiles des Arbeitshubes des Kolbens b, und zwar kurz vor der Erreichung seiner unteren Totlage geöffnet, so daß infolge des in diesem Hubteil im Zylinder noch herrschenden, ziemlich erheblichen Überdruckes Verbrennungsgase aus dem Zylinder in die Rohrleitung m gelangen können.
Dieses Abströmen der Abgase vollzieht sich bis zu dem unmittelbar vor dem Ende des Explosionshubes erfolgenden zwangläufigen Schließen des Überdruckventiles k, das eintritt, ehe der Kolben den nun folgenden Auspuffhub beginnt.

Während dieser Zeit ist infolge der durch das Rohr m nach dem Kühler η hin stattfindenden Gasabströmung der Druck der im Zylinder α verbleibenden Abgase bis auf den im Rohr m herrschenden geringen Überdruck gesunken. Die am Ende des Arbeitshubes im Zylinder verbliebene restliche Gasmenge wird sodann durch den seinen Auspuff vollführenden Kolben b durch das in die Offenlage gesteuerte Auspuff ventil d ausgetrieben.

Im Diagramm der Fig. 2, das den Druckverlauf bei regelrechter Zündung zeigt, bezeichnet die wagerechte Linie C-D den kleinen Überdruck in der Schutzgasleitung m, also vor dem Verdichter. Die Linie E-F gibt den Druck an, der im Endteil des Explosionshubes im Augenblick der Eröffnung des gesteuerten Auslaßorganes k im Innern des Zylinders α herrscht und der etwa 5 bis 7 Atmosphären beträgt.

Der Punkt O der Expansionslinie entspricht dem Zeitpunkt der Eröffnung und der Punkt S dem Zeitpunkt des Schließens des Überdruckventiles k, während der Punkt A den Zeitpunkt des Beginnes des Auspuffes bezeichnet.

Das Diagramm lehrt somit, daß innerhalb des Abszissenabschnittes von O bis S infolge des im Zylinder herrschenden Überdruckes die der schraffierten Dreieckfläche entsprechende Gasmenge bei eröffnetem Überdruckventil k aus dem Zylinder α in die Rohrleitung m abzuströmen vermag. Innerhalb des letzten Abszissenabschnittes S-A findet dann die weitere Expansion im Zylinder¹ statt, bis zu der ganz knapp vor dem Hubende eintretenden Vorausströmung, an die sich die während des ganzen folgenden Hubes stattfindende. Auspuffperiode ^: anschließt. Die Vorausströmung und der Ausschub der restlichen Abgasmenge. aus dem Zylinder ins Freie erfolgt in bekannter Weise durch das innerhalb dieser ganzen Zeit offen bleibende Auspuffventil d.

Bleibt hingegen eine Zündung aus, so entfällt damit auch die Explosionsperiode, und es deckt sich nunmehr, wie Fig. 3 zeigt, die Expansionslinie mit der dem vorhergehenden Hub entsprechenden Verdichtungslinie. Die Ordinaten dieser Linien reichen aber innerhalb des die Eröffnungsperiode des Überdruckventiles k umgrenzenden Zeitabschnittes nicht über die dem Druck in der Rohrleitung »105 vor dem Verdichter e entsprechende Linie C-D hinaus. Es kann also in diesem Fall trotz des Öffnens des Überdruckventiles k "kein Gasgemisch aus dem Zylinder α in die Schutzgäsleitung m übertreten. Vielmehr wird aus dieser infolge des in ihr dauernd herrschenden Überdruckes ein kleiner Teil des bereits abgeströmten Verbrennungsgases in den Zylinder zurückströmen. Bei dem nun folgenden, beim Punkt A beginnenden Auspuff hub wird die ganze unverbrannte Ladung durch das Ventil d aus dem Zylinder« heraus ins Freie gedrückt.

Es kann somit un verbranntes, sauerstoffhaltiges Gas niemals in die Schutzgasleitung gelangen. -

In Fig. 4 ist eine nach dem gleichen Verfahren arbeitende weitere Ausführungsform der

beschriebenen Einrichtung schematisch im Schnitt dargestellt.

Hier sitzt der Zylinder β des Verdichters nicht neben, sondern auf dem Zylinder α der Verbrennungskraftmaschine. Es vollzieht sich auch bei dieser Anordnung durch die unmittelbare Kupplung der beiden Kolben b und f während des Hubes der Explosionsperiode in gleicher Weise die Abströmung der Verbren-

ίο nungsgase aus dem Zylinder α der Kraftmaschine durch die Rohrleitung m über das Ventil h in den Zylinder e des Verdichters, wie dies bei der in Fig. ι dargestellten Einrichtung bereits beschrieben ist.

Auch hier wird das Abströmen unverbrannter Gase in die Rohrleitung m im Falle einer Fehlzündung aus den gleichen Gründen unterbleiben.

Die geringen Verluste an Schutzgas, die infolge Rückströmens kleiner Mengen der Verbrennungsgase aus der Rohrleitung m nach dem Innern des Zylinders β bei Zündungsversagern, somit ausnahmsweise, auftreten, werden reichlich durch den Vorteil der vollständigen Betriebssicherheit aufgehoben, die bis heute nur durch verwickeitere Anordnungen und auch dann nicht vollkommen erreichbar gewesen ist.

Die Einrichtung ist im übrigen, wie ohne

weiteres zu erkennen ist, nicht an die Mitverwendung eines Verdichters gebunden, der unmittelbar die Abgase aus der Verbrennungskraftmaschine aufnimmt, sondern es können für das Fortleiten der Abgase auch andere geeignete Einrichtungen benutzt werden.

Das Überdruckorgan k braucht nicht am unteren Ende des Zylinders α der Verbrennungsmaschine angebracht zu werden, sondern kann an einer beliebigen Stelle des Zylinders angeschlossen sein. Auch können an Stelle der Ventile mit gleicher Wirkung Schieber und sonstige beliebige Abschlußorgäne benutzt werden.

Wesentlich ist hierbei nur, daß das zwangläufige öffnen des Überdruckorganes erst in jenem Zeitpunkt erfolgt, wo infolge der sich dem Hubende nähernden Kolbenstellung bei Zündungsversagern die Expansion im Zylinderinnern soweit fortgeschritten ist, daß der in diesem Augenblick im Zylinderinnern herrschende Druck schon unterhalb der Spannung der in der Rohrleitung vor dem Verdichter befindlichen Verbrennungsgase gesunken ist.

Claims (2)

Patent-Ansprüche :

1. Verfahren zum Erzeugen von Schutzgas mittels einer Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß nur jene Teilmenge an Verbrennungsg'asen zur Schutzgasbildung dem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine entnommen wird, die gemäß dem Abfall des Druckes der Verbrennungsgase am Ende des Explosions- (Verbrennungs-) Hubes bis auf den in der Schutzgasleitung herrschenden Druck in diese abzuströmen vermag, während die restliche Teilmenge an Verbrennungsgasen aus dem Zylinder der Explosionskraftmaschine während des darauffolgenden Auspuffhubes ins Freie befördert wird.

2. Aus einer im Viertakt arbeitenden Verbrennungskraftmaschine bestehende Einrichtung zum Erzeugen von Schutzgas nach dem im Anspruch 1 geschützten Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zylinder («) der Explosionskraftmaschine außer dem bekannten Auspufforgan (d) noch ein Überdruck-Abschlußorgan (k) angeordnet ist, an das die Schutzgasleitung {m) angeschlossen ist und das gegen das Ende des Explosionshubes geöffnet, jedoch noch vor dessen vollständigem Ende wieder geschlossen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.