DE30369C

DE30369C - Innovations in gas engines

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Publication number: DE30369C
Application number: DENDAT30369D
Authority: DE
Original assignee: L. H. NASH in Brooklyn, County of Kings, New York, V. St. A
Anticipated expiration: 1903-05-22

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 46: Luft- und Gaskraftmaschinen.CLASS 46: Air and gas engines.

LEWIS HALLOCK NASH in BROOKLYNLEWIS HALLOCK NASH in BROOKLYN

(County of Kings, New-York, V. S. Α.).(County of Kings, New-York, V. S. Α.).

Neuerungen an Gasmotoren.Innovations in gas engines.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. Mai 1883 ab.Patented in the German Empire on May 23, 1883.

Auf beiliegenden Zeichnungen stellen die Fig. ι bis 4 die Gesammtanordnung meines Maschinensystems in seinem Zusammenhange dar, und zwar zeigt Fig. 1 den eigentlichen Gasmotor im Verticalschnitt, Fig. 2 einen Generator für Gas aus flüssigem Brennstoff und einen solchen für Gas aus festem Brennstoff·, Fig. 3 zeigt den Luftcompressor und Fig. 4 einen Dampfkessel, der beim Anlassen der Maschine zum Betrieb des Luftcompressors dienen kann; Fig. 5 zeigt die Kühleinrichtung des Arbeitskolbens im Verticalschnitt,. Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie x-x, Fig. 5; Fig. 7 und 8 veranschaulichen Modifikationen dieser Einrichtung; Fig. 9 und 10 stellen den Regulator, Fig. 11, 12 und 13 Indicatordiagramme dar.On the accompanying drawings, FIGS. 1 to 4 represent the overall arrangement of my Machine system in its context, namely Fig. 1 shows the actual Gas engine in vertical section, Fig. 2 a generator for gas from liquid fuel and one for solid fuel gas, Fig. 3 shows the air compressor and Fig. 4 a steam boiler that is used to operate the air compressor when the machine is started can; Fig. 5 shows the cooling device of the working piston in vertical section. Fig. 6 a Cross section along line x-x, Fig. 5; Figures 7 and 8 illustrate modifications thereof Facility; Figures 9 and 10 represent the regulator, Figures 11, 12 and 13 indicator diagrams represent.

Die Fig. 14 und 15 veranschaulichen den Arbeitscylinder in Ansicht und Verticalschnitt, Fig. 16 und 17 eine Modification des Regulators. Figs. 14 and 15 illustrate the Working cylinder in view and vertical section, FIGS. 16 and 17 a modification of the regulator.

Der Arbeitscylinder -B, Fig. 1, des Gasmotors 1 von bekannter Anordnung ist von einem Mantel A zur Aufnahme von Wasser umgeben behufs Dampferzeugung durch die bei der Verbrennung der Gase im Cylinder B entwickelte und nicht in Arbeit umgewandelte Wärme. Dieser Mantel A ist mit den nöthigen Armaturstücken sowie einem Dampfdom A¹ versehen, aus dem der Dampf für irgend welchen Gebrauch, insbesondere aber für den Betrieb der Generatoren und des Luftcompressors entnommen wird.The working cylinder -B, Fig. 1, of the gas engine 1 of known arrangement is surrounded by a jacket A for receiving water for steam generation by the heat developed during the combustion of the gases in the cylinder B and not converted into work. This jacket A is provided with the necessary fittings and a steam dome A ¹ , from which the steam for any use, but especially for the operation of the generators and the air compressor, is taken.

Von dem unteren Boden des Mantels A gehen die beiden plungerartig wirkenden Rohre S¹JB², Fig. 5 und 6, aus, welche wasserdicht in die Kammern C¹ C* des Querhauptes S reichen und mit Ventilen v¹ v² versehen sind, von denen v¹ im Rohr B¹ sich nach der Kammer C¹ hin, v² im Rohr J3² aber nach dem Mantel A hin Öffnet. Bewegt sich der Kolben P im Sinne des Pfeiles 1, Fig. 5, so treten beide Rohre in die Kammern des Querhauptes S, Ventil v¹ schliefst sich, während v² sich öffnet. Hierbei wird das in C¹ befindliche Wasser der Ummantelung A durch einen kleinen Querkanal in die hohle Kolbenstange R, durch Kanäle b in den hohlen Kolben P, durch Kanäle d und das in der Ausbohrung der Stange R angeordnete Rohr T und einen zweiten Querkanal im Querhaupt S in die zweite Kammer C² und aus dieser durch Rohr B² in die Ummantelung zurückfliefsen, wie dies durch Pfeile angedeutet ist. Die gleiche Circulation findet beim Rückgang des Kolbens in demselben Sinne statt, wobei nur Ventil v¹ sich öffnet und Ventil v² sich schliefst. Der hohle Kolben P ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, mit einer Scheidewand versehen, die in der Nähe des Umfanges des Kolbens einige Löcher besitzt, so dafs eine gleichmäfsige Circulation im Kolben gesichert ist. Das Rohr T ist an seinen Enden mit Ringen I dicht in dieFrom the lower bottom of the shell A , the two plunger-like pipes S ¹ JB ² , Fig. 5 and 6, go out, which extend watertight into the chambers C ¹ C * of the crosshead S and are provided with valves v ¹ v ² from where v ¹ in pipe B ¹ opens towards chamber C ¹ , v ² in pipe J3 ² but opens towards jacket A. If the piston P moves in the direction of arrow 1, FIG. 5, both tubes enter the chambers of the crosshead S, valve v ¹ closes while v ² opens. Here, the water of the casing A ^{in C 1 flows} through a small transverse channel into the hollow piston rod R, through channels b into the hollow piston P, through channels d and the tube T arranged in the bore of the rod R and a second transverse channel in the crosshead S flow back into the second chamber C ² and from this through pipe B ² into the casing, as indicated by arrows. The same circulation takes place in the same sense as the piston retreats, only valve v ¹ opening and valve v ² closing. As can be seen from FIG. 5, the hollow piston P is provided with a partition which has a few holes in the vicinity of the circumference of the piston, so that a uniform circulation in the piston is ensured. The tube T is at its ends with rings I tightly into the

hohle Kolbenstange R eingesetzt, so dafs die Circulation, wie gewünscht, vor sich geht.hollow piston rod R inserted, so that the circulation proceeds as desired.

Anstatt die Plungerrohre von dem Mantel A ausgehen zu lassen, kann man dieselben auch in der aus den Fig. 7 und 8 ersichtlichen Weise mit dem Querhaupt S verbinden und die Kammern C¹ C² an dem Mantel anbringen. Die Ventile v¹ v² sind in Fig. 7 an den oberen Enden der Kammern C¹ C² angebracht, während an der Verbindung des Querhauptes mit dem Kolben nichts geändert ist.Instead of letting the plunger tubes extend from the jacket A , they can also be connected to the crosshead S in the manner shown in FIGS. 7 and 8 and the chambers C ¹ C ^{2 can be} attached to the jacket. The valves v ¹ v ² are attached in Fig. 7 to the upper ends of the chambers C ¹ C ² , while nothing is changed in the connection of the crosshead to the piston.

Auch diese Circulationseinrichtung ist doppeltwirkend, d. h. es findet die Circulation sowohl bei der Hin- als auch bei der Herbewegung des Kolbens statt.This circulation device is also double-acting, d. H. it finds circulation both in the to-and-fro movement of the piston instead.

In Fig. 8 ist das Ventil v¹ an der Kammer C¹, das Ventil v² hingegen am Rohr -B¹ angebracht, und wird bei dieser Anordnung nur bei der Bewegung des Kolbens im Sinne des eingezeichneten Pfeiles Circulation eintreten, während bei der Bewegung im entgegengesetzten Sinne keine Circulation stattfindet; die Kammer C² bildet hier gewissermafsen nur eine einfache Verlängerung des Plungerrohres B². In Fig. 8, the valve v ^{1 is} attached to the chamber C ¹ , the valve v ^2, however, is attached to the tube -B ¹ , and in this arrangement only occurs when the piston is moved in the direction of the arrow drawn, while during the movement in the opposite sense there is no circulation; the chamber C ² here forms, to a certain extent, only a simple extension of the plunger tube B ² .

Um Kolben und Cylinderdeckel gegen die Einwirkung der directen Berührung mit den heifsen Verbrennungsgasen zu schützen, sind dünne Metallbleche α und e, Fig. 5, vorgesehen, welche sich durch die Berührung mit der Ladung schnell erhitzen, den Gasen eine heifse Oberfläche bieten und so die übermäfsige Erhitzung des Kolbens und der Cylinderdeckel verhindern.To protect the piston and cylinder cover from direct contact with the hot combustion gases, thin metal sheets α and e, FIG Prevent excessive heating of the piston and the cylinder cover.

Der Betrieb der Gasgeneratoren ist so zu leiten, dafs sämmtliche Bestandtheile des Brennmaterials in Gasform umgewandelt werden und das direct in den Cylinder tretende Gas leicht entzündbar ist und keinen festen Rückstand hinterläfst.The operation of the gas generators is to be directed so that all components of the fuel be converted into gaseous form and the gas entering the cylinder easily is flammable and does not leave a solid residue.

Die Bildung des Gases erfolgt ferner unter hinreichendem Druck, so dafs eine besondere Einrichtung zur Comprimirung des Gases, sei es in einem Compressor oder im Arbeitscylinder, bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens überflüssig ist.The formation of the gas also takes place under sufficient pressure, so that a special one Device for compressing the gas, be it in a compressor or in the working cylinder, is superfluous when the piston moves backwards.

Der in Fig. 2 zur Rechten dargestellte Generator ist für die Umwandlung von flüssigem Brennstoff bestimmt. Dem luftdicht verschlossenen , von aufsen erwärmten Mischcylinder C wird durch ein Rohr F, das ebenfalls erhitzt wird, oder auch durch mehrere solcher Rohre flüssiger Brennstoff aus einem in der Zeichnung nicht dargestellten, höher gelegenen Reservoir, also unter Druck, zugeleitet.The generator shown on the right in Fig. 2 is intended for the conversion of liquid fuel. The hermetically sealed, externally heated mixing cylinder C is fed through a pipe F, which is also heated, or through a plurality of such pipes, with liquid fuel from a higher reservoir (not shown in the drawing), ie under pressure.

In diese Mischkammer C mündet ferner ein Dampfrohr s derart ein, dafs der Dampf innig mit dem OeI vermischt' wird, indem zweckmäfsig das Dampfrohr 5 durch das Oelrohr F tritt und das OeI wie mittelst eines Injectors fein zertheilt wird und eine chemische Verbindung des Wasserdampfes mit den Kohlenwasserstoffen entsteht. Der Mischcylinder C sowie das Dampfzuleitungsrohr s und das Oelrohr F werden durch Gasflammen I¹ oder auch mittelst einer besonderen Feuerung erhitzt, und das Ganze ist von einem Gehäuse M umgeben, das mit einem schlechten Wärmeleiter Af¹ bekleidet, mit Eintrittsöffnungen für Verbrennungsluft für die Flamme P und Auslafsöffnung m für die Verbrennungsproducte versehen ist.A steam pipe s opens into this mixing chamber C in such a way that the steam is intimately mixed with the oil, in that the steam pipe 5 expediently passes through the oil pipe F and the oil is finely divided like by means of an injector and a chemical compound of the water vapor is also created the hydrocarbons. The mixing cylinder C as well as the steam supply pipe s and the oil pipe F are heated by gas flames I ¹ or by means of a special furnace, and the whole thing is surrounded by a housing M , which is clad with a poor heat conductor Af ¹ , with inlet openings for combustion air for the flame P and outlet opening m is provided for the combustion products.

Durch Rohr A² steht der Cylinder C mit dem Reservoir R² für comprimirte Luft in Verbindung, und zwar erfolgt die Einführung der Luft an einem Punkte,¹ wo die Temperatür hinreichend niedrig ist, damit keine Entzündung des Gasgemisches eintritt.Through pipe A ² of the cylinder C to the reservoir R ² is comprimirte air in combination, namely the introduction of air takes place at a point ¹ where the door temperature is sufficiently low so that no ignition of the gas mixture occurs.

Die in den Cylinder C eingeleitete comprimirte Luft hat daher wesentlich. den Zweck, den in Gas umgewandelten Brennstoff gewissermafsen in sich aufzunehmen, als Träger desselben zu dienen, um diesen Brennstoff in Gasform dem Arbeitscylinder zuzuführen.The compressed air introduced into cylinder C therefore has a substantial amount. the purpose of absorbing the fuel converted into gas, as it were, to serve as a carrier of the same, in order to supply this fuel in gaseous form to the working cylinder.

Eine Probeflamme D, welche unmittelbar hinter dem Mischcylinder C am Gasabtheilungsrohr G angebracht ist, ermöglicht, die Beschaffenheit des erzeugten Gases zu prüfen. Die zugeführte Luftmenge ist stets so zu bemessen, dafs die Probeflamme ohne Bildung von Rauch brennt. Die Brenner J¹ können, wie dargestellt, von dem Rohr G selbst gespeist werden. Da Brennstoff und Wasserdampf in hoch erhitztem Zustande in den Mischungscylinder gelangen, so nimmt der Dampf etwas von . dem im Brennstoff enthaltenen Kohlenstoff auf, und es entsteht eine Mischung von Kohlenoxyd, Kohlensäure, Wasserstoff und leichten Kohlenwasserstoffgasen und Dämpfen. Durch die Vermischung von Luft mit jener Mischung werden die Dämpfe, welche sich in den Zuleitungsrohren und Kanälen, sowie im Arbeitscylinder condensiren könnten, absorbirt, so dafs keine festen Rückstände sich bilden. Da der Wasserdampf lediglich den Zweck hat, den freien Kohlenstoff aus dem flüssigen Brennstoff zu binden, so ist es wesentlich, nur so viel Wasserdampf für diesen Zweck zu verwenden, als eben nöthig ist, um die Absorption der übrigen Kohlenstoffverbindung durch atmosphärische Luft herbeizuführen, so dafs das Gas mit nichtleuchtender Flamme brennt. Da die Bildung des Gasgemisches in dem Gaserzeuger unter Druck stattfindet, auch die Luft in comprimirtem Zustande direct in den Arbeitscylinder geleitet wird, so können keine Explosionen entstehen, welche sonst bei Anwendung eines ReservoirsA test flame D, which is attached to the gas separation tube G immediately behind the mixing cylinder C , enables the quality of the gas produced to be checked. The amount of air supplied must always be measured in such a way that the test flame burns without the formation of smoke. The burners J ¹ can, as shown, be fed from the pipe G itself. Since fuel and steam reach the mixing cylinder in a highly heated state, the steam takes off somewhat. the carbon contained in the fuel, and a mixture of carbon dioxide, carbonic acid, hydrogen and light hydrocarbon gases and vapors is formed. By mixing air with this mixture, the vapors which could condense in the supply pipes and channels, as well as in the working cylinder, are absorbed, so that no solid residues are formed. Since the water vapor only has the purpose of binding the free carbon from the liquid fuel, it is essential to use only as much water vapor for this purpose as is necessary to bring about the absorption of the remaining carbon compound by atmospheric air, see above that the gas burns with a non-luminous flame. Since the formation of the gas mixture in the gas generator takes place under pressure, and the compressed air is also passed directly into the working cylinder, no explosions can arise which would otherwise occur when a reservoir is used

für die unter Druck stehende Mischung von Luft und Gas leicht eintreten.easily enter for the pressurized mixture of air and gas.

Der zur Erzeugung von Gas aus festem Brennstoff unter Druck dienende Generator ist in dem links gelegenen Theil der Fig. 2 dargestellt. Derselbe besteht aus einem luft- und gasdicht verschliefsbaren Behälter ZJ⁴ mit einer oberen Kammer R¹ zur Aufnahme des festen Brennstoffes R⁶, Verbrennungskammer c¹, Rost 0 und Aschenfall P^:. Die am oberen Ende dieses Behälters angebrachte Füllöffnung ist mit einem Deckel H dicht verschlossen, in gleicher Weise sind Feuer- und Aschenthür luftdicht verschliefsbar, und alles ist so eingerichtet, dafs in dem Generator das Gas unter dem nöthigen Druck erzeugt werden kann. Durch die Rohre A'² und s wird Luft und Dampf unter den Rost geleitet, während die gebildeten Gase durch Rohr G abgeführt werden, wobei stets dafür. Sorge zu tragen ist, dafs nur so viel Dampf eingeleitet wird, dafs der glühende Brennstoff nicht zu sehr abgekühlt wird. Auch kann man noch durch Rohr s¹ Dampf direct in die Verbrennungskammer bezw. den heifsesten Theil des Generators leiten, wobei aber in allen Fällen darauf zu achten ist, dafs in dem Generator auch der nöthige Druck herrscht, so dafs das Gas unter Druck in die Maschine gelangt.The generator used to produce gas from solid fuel under pressure is shown in the part of FIG. 2 on the left. The same consists of an airtight and gas-tight closable container ZJ ⁴ with an upper chamber R ¹ for receiving the solid fuel R ⁶ , combustion chamber c ¹ , grate 0 and ash fall P ^:. The filling opening attached to the upper end of this container is tightly closed with a lid H , in the same way the fire and ash doors can be hermetically sealed, and everything is arranged in such a way that the gas can be produced in the generator under the necessary pressure. Air and steam are passed under the grate through pipes A ' ² and s , while the gases formed are discharged through pipe G, always in favor of this. Care must be taken that only so much steam is introduced that the glowing fuel is not cooled down too much. You can also still bezw through pipe s ¹ steam directly into the combustion chamber. direct the hottest part of the generator, whereby in all cases care must be taken that the pressure in the generator is also sufficient so that the gas enters the machine under pressure.

Die von dem Luftcompressor beliebiger Construction gelieferte comprimirte Luft wird in ein Reservoir R² geleitet, das durch ein Rohr A^a mit dem Arbeitscylinder B verbunden ist. Jedoch kann dieses Reservoir auch entbehrt werden, wenn der Compressor Luft von gleichmäfsiger Spannung liefert.The compressed air supplied by the air compressor of any construction is directed into a reservoir R ² which is connected to the working cylinder B by a pipe A ^a . However, this reservoir can also be dispensed with if the compressor supplies air of uniform tension.

Der in dem Kessel, Fig. 4, beliebiger Construction erzeugte Dampf wird beim Anlassen der Maschine für den Betrieb des Compressors benutzt. Mittelst eines solchen Hülfsdampfkessels kann man den Compressor auch in solchen Fällen betreiben, wo die comprimirte Luft als motorische Kraft für den Betrieb der Maschine dient, wenn das Schiff z. B. nur ganz kleine Strecken im' Hafen fahren soll. Beim regulären Betrieb wird der Compressor durch d,en im Mantel A entwickelten Dampf getrieben.The steam generated in the boiler, Fig. 4, of any construction is used when the machine is started to operate the compressor. By means of such an auxiliary steam boiler, the compressor can also be operated in cases where the compressed air is used as a motor for operating the machine when the ship is e.g. B. should drive only very small distances in the 'port. During normal operation, the compressor is driven by the steam developed in jacket A.

Es ist klar, dafs die Gasgeneratoren die zur Vergasung nöthige Luft auch durch besondere Compressoren oder Strahlapparate erhalten können. , <It is clear that the gas generators also use special air to supply the air necessary for gasification Compressors or jet machines can be obtained. , <

Zur Regulirung der Maschine dient ein Regulator, der den Einlafs des Gasgemisches in den Arbeitscylinder so controlirt, dafs die Maschine stets mit möglichst hohem Nutzeffect arbeitet. Dieser Regulator wird in seiner Thätigkeit durch die Endspannung im Cylinder bei beendigtem Kolbenhub beeinflufst, und kann derselbe entsprechend jeder Spannung eingestellt werden. Anstatt die Regulirung durch die Endspannung zu bewirken, kann man auch die Spannung im Cylinder bei irgend einer bestimmten Kolbenstellung wählen. In dem einen oder anderen Falle wird der Regulator' die Absperrung der Zuleitung des Gasgemisches derart reguliren, dafs die Spannung im Cylinder bei der betreffenden Kolbenstellung stets dieselbe ist, wie grofs auch immer die Spannung des eingeleiteten Gasgemisches oder die Menge des in demselben enthaltenen brennbaren Gases ist. Der Regulator dient somit auch gleichzeitig dazu, die Spannung, der Gase im Cylinder bei einer bestimmten Stelle des Kolbenhubes anzuzeigen. Der in den Fig. 9 und 10 dargestellte Regulator giebt nur die Spannung an einem Ende des Cylinders an. Durch Verbindung des Regulators mit beiden Enden des Cylinders und Einschaltung von Ventilen kann man ihn jedoch für die Angabe der Spannungen auf beiden Cylinderenden geeignet machen.A regulator is used to regulate the machine control the working cylinder in such a way that the machine always has the highest possible efficiency is working. This regulator is made in its action by the final tension in the cylinder at the end of the piston stroke, and can be the same according to each voltage can be set. Instead of bringing about the regulation by the final tension, can you can also choose the tension in the cylinder at any given piston position. In one case or another, the regulator will shut off the supply line to the Regulate the gas mixture in such a way that the tension in the cylinder at the piston position concerned is always the same, however great the tension of the gas mixture introduced or the amount of combustible gas contained in it. The regulator serves thus also at the same time, the tension of the gases in the cylinder at a certain Position of the piston stroke. The regulator shown in FIGS. 9 and 10 gives only apply the voltage to one end of the cylinder. By connecting the regulator with both ends of the cylinder and the activation of valves, however, it can be used for make the specification of the stresses on both cylinder ends suitable.

Der Regulator besteht aus dem cylindrischen Gehäuse C³, in welchem sich der Kolben P², der Einwirkung einer Feder G¹ entgegen, verschieben kann. Dieser Cylinder steht mit einer Kammer H¹ durch ein federbelastetes Ventil v³ in Verbindung, das durch den Daumen K einer Welle 20 gehoben bezw. geöffnet werden kann. Die Kammer H¹ communicirt durch ein Rohr S² mit dem Arbeitscylinder und die Welle 20 erhält gleiche Umdrehung mit der Hauptwelle der Maschine, so dafs immer an einem bestimmten Punkte des Kolbenhubes das Ventil auf einen Moment geöffnet wird und die Gase auf den Kolben P² mit der im Arbeitscylinder gerade herrschenden Spannung wirken. Die auf diese Weise erzeugte Verschiebung des Kolbens P² wird dazu benutzt, um die Regulirung der Füllung herbeizuführen. Die Stange des Kolbens P² ist zu diesem Zwecke mit einer Art Klaue T¹ versehen, welche einen doppelarmigen Hebel L erfafst, dessen anderes Ende zwei in einander greifende Zahnräder D¹ und D² trägt, die durch eine Welle R^s, Fig. 10, von der Maschine getrieben werden. Die beiden Räder D¹ und D² rotiren somit in entgegengesetzter Richtung und kommt je nach der Stellung, welche der Hebel L einnimmt, das eine oder andere Rad mit dem Getriebe O in Eingriff. Letzteres bildet die Mutter einer Schraubenspindel M ², welche durch eine Stange W mit der Coulisse y in Verbindung steht, die, durch Excenter von der Hauptwelle getrieben, ihre Bewegung durch Stange B^a auf den Einlafsschieber überträgt. Sinkt die Spannung im Arbeitscylinder unter das festgestellte Mafs, so wird der Kolben P², Fig. 9, durch die Wirkung der Feder G¹ nach links bewegt,The regulator consists of the cylindrical housing C ³ , in which the piston P ² can move against the action of a spring G ^1. This cylinder communicates with a chamber H ¹ through a spring-loaded valve v ³ in connection, which is lifted or respectively by the thumb K of a shaft 20. can be opened. The chamber H ¹ communicates through a pipe S ² with the working cylinder and the shaft 20 rotates equally with the main shaft of the machine, so that the valve is always opened for a moment at a certain point of the piston stroke and the gases on the piston P ² act with the tension currently prevailing in the working cylinder. The displacement of the piston P ² produced in this way is used to regulate the filling. For this purpose, the rod of the piston P ² is provided with a type of claw T ¹ , which engages a double-armed lever L , the other end of which ^{carries two intermeshing gears D 1} and D ² , which are driven by a shaft R ^s , Fig. 10 driven by the machine. The two wheels D ¹ and D ² thus rotate in opposite directions and, depending on the position occupied by the lever L , one or the other wheel engages with the gearbox O. The latter forms the nut of a screw spindle M ² , which is connected by a rod W to the coulisse y , which, driven by the eccentric from the main shaft, transmits its movement to the inlet slide through rod B ^a. If the tension in the working cylinder falls below the established value, the piston P ² , Fig. 9, is moved to the left by the action of the spring G ^1,

und es kommt demgemäfs das Getriebe D¹ mit dem Rad O zum Eingriff, wodurch dann die Steuerung derart beeinflufst wird, dafs die Absperrung des Eintrittes des Gasgemisches später erfolgt, also gröfsere Füllungen entstehen. Ueberschreitet hingegen die Spannung im Arbeitscylinder das festgesetzte Mafs, so kommt das Rad D² zum Eingriff mit Rad O, und es wird die umgekehrte Wirkung eintreten. Durch Regulirung der Feder G¹ kann man den Regulator für eine veränderte Spannung der Gase einstellen, während durch Verstellung des Daumens K der Punkt des Kolbenhubes, bei welchem der Regulator mit dem Arbeitscylinder verbunden wird, verändert werden kann. Anstatt des dargestellten Stirnräder - Wendegetriebes könnte natürlich auch ein anderer indirecter Uebertrager angewendet werden.and accordingly the gear D ¹ comes into engagement with the wheel O , whereby the control is then influenced in such a way that the entry of the gas mixture is blocked later, that is, larger fillings arise. If, on the other hand, the tension in the working cylinder exceeds the specified value, wheel D ² comes into engagement with wheel O, and the opposite effect will occur. By regulating the spring G ¹ the regulator can be adjusted for a changed tension of the gases, while the point of the piston stroke at which the regulator is connected to the working cylinder can be changed by adjusting the thumb K. Instead of the spur gear reversing gear shown, another indirect transmitter could of course also be used.

Die Regulirung des Compressionsgrades, der Füllung, des Gehaltes der Gasmischung an brennbarem Gas liegt ganz in der Hand des Maschinisten; da der Luftcompressor unabhängig von dem Motor arbeitet, so wird der Compressionsgrad nicht durch die verbrauchte Brennstoffmenge und die Füllung beeinflufst, während bei den Gasmotoren, welche direct einen mit dem Arbeitscylinder verbundenen Luftcompressor besitzen, bei jedem Hub ein bestimmtes Luftquantum angesaugt wird, das so weit comprimirt werden mufs, dafs es dem von der Ladung eingenommenen Raum entspricht, welche Compression dann unabhängig von der Füllung ist.The regulation of the degree of compression, the filling, the content of the gas mixture combustible gas is entirely in the hands of the machinist; because the air compressor is independent by the engine is working, so the degree of compression is not consumed by the Fuel quantity and the filling influences, while with the gas engines, which direct have an air compressor connected to the working cylinder, one on each stroke A certain amount of air is sucked in, which must be compressed to such an extent that it corresponds to the space occupied by the charge, which compression is then independent of the filling is.

Die Menge des eingeführten Gasgemisches wird durch den Hahn 12, Fig. 15, regulirt, der in dem Rohr G angebracht ist, welches das im Generator erzeugte Gas in das die Luft nach dem Arbeitscylinder befördernde Rohr A^B leitet. Nachdem sich das Gas mit der Luft gemischt hat, gelangt es in den Schieberkasten des Cylinders, dessen Schieber 13 die Füllung bestimmt, während die Vertheilung der Ladung nach den beiden Enden des Cylinders durch den Schieber 14 bewirkt wird; der Absperrschieber 13 wird hier durch eine Coulissensteuerung bewegt, welche in der bereits beschriebenen Weise von dem Regulator beeinflufst wird. Die speciell der in Fig. 14 und 15 dargestellten Maschine angepafste Construction des Regulators ist in den Fig. 16 und 17 veranschaulicht, und entspricht dieser Regulator in seinen wesentlichen Theilen durchaus den bereits vorhin beschriebenen. Die Kammer H² steht durch Rohr S'² mit dem Arbeitscylinder in Verbindung, während d^;e oberhalb des Ventils v³ angeordnete Kammer durch Rohr 16 mit dem oberen Ende des Cylinders C³ verbunden ist. Die Welle 20 erhält durch die Zahnräder 21 und 22, Welle 17 und Zahnräder 18 und 19, Fig. 15, von der Hauptwelle ihre Umdrehung und treibt mittelst Zahnräder 23 und 24 die Welle des Rades D¹ im Hebel L, Fig. 17. Der das Ventil v³ beeinflussende Daumen K sitzt auf der Welle 20, jedoch kann das Ventil v^s auch an einer anderen Stelle der den Arbeitscylinder mit dem Regulatorcylinder verbindenden Leitung angeordnet werden. Wird der Regulator abgestellt, so erfolgt die Veränderung der Füllung von Hand in gleicher Weise, wie die Regulirung des Gaszuflusses durch Verstellung des Hahnes 12.The quantity of the gas mixture introduced is regulated by the cock 12, Fig. 15, which is mounted in the pipe G, which directs the gas produced in the generator into the pipe A ^{B which carries the air to the working cylinder.} After the gas has mixed with the air, it enters the valve body of the cylinder, the valve 13 of which determines the filling, while the distribution of the charge to the two ends of the cylinder is effected by the valve 14; the gate valve 13 is moved here by a coulisse control which is influenced by the regulator in the manner already described. The construction of the regulator specially adapted to the machine shown in Figs. 14 and 15 is illustrated in Figs. 16 and 17, and this regulator corresponds in its essential parts to those already described above. The chamber H ² communicates with the working cylinder through pipe S ' ² ^{, while d;} e chamber arranged above the valve v ^{3 is} connected by pipe 16 to the upper end of the cylinder C ³ . The shaft 20 receives its rotation from the main shaft through the gears 21 and 22, shaft 17 and gears 18 and 19, Fig. 15, and drives the shaft of the wheel D ¹ in the lever L, Fig. 17 by means of gears 23 and 24 the thumb K influencing valve v ³ sits on shaft 20, but valve v ^{s can} also be arranged at another point on the line connecting the working cylinder to the regulator cylinder. If the regulator is switched off, the filling is changed by hand in the same way as the regulation of the gas flow by adjusting the cock 12.

Die den Luftcompressor treibende Maschine wird mit einem Regulator bekannter Construction versehen, so dafs die Erzeugung der comprimirten Luft von der Spannung des Dampfes in dem den Arbeitscylinder umgebenden Mantel abhängt.The machine driving the air compressor is fitted with a regulator of known construction so that the production of the compressed air depends on the tension of the steam depends in the jacket surrounding the working cylinder.

Nach vielfachen Versuchen werden in Gasmotoren ungefähr 20 pCt. der entwickelten Wärme in Arbeit umgewandelt, während die übrigen 80 pCt. verloren gehen.After multiple attempts, about 20 pCt. the developed Heat converted into work, while the remaining 80 pCt. get lost.

Durch die beschriebene Anordnung wird ein grofser Theil der sonst verloren gehenden Wärme zur Erzeugung von Dampf benutzt und die mit letzterem durch den Compressor erzeugte comprimirte Luft wirkt im Arbeitscylinder und giebt in demselben ihr Arbeitsvermögen ab, so dafs auf diese Weise ein grofser Theil der sonst verloren gehenden Wärme wieder nutzbar gemacht wird.Through the arrangement described, a large part of what would otherwise be lost is lost Heat is used to generate steam and that with the latter by the compressor The compressed air produced acts in the working cylinder and gives its working capacity in it so that in this way a large part of the heat otherwise lost is made usable again.

Die Menge der auf diese Weise nutzbar gemachten Wärme bleibt constant, so lange gleichmäfsig viel brennbares Gas in die Maschine gelangt. Wird aber bei erhöhter Kraftanforderung mehr Gas in die Maschine geleitet, so wird auch mehr Wärme im Arbeitscylinder entwickelt, dementsprechend auch mehr Dampf, und der Luftcompressor wird mehr und stärker gespannte Luft liefern, es wird daher der von der comprimirten Luft gelieferte Arbeitsantheil grofser werden. Das Umgekehrte tritt ein, wenn weniger Gas der Maschine zugeführt wird.The amount of heat made usable in this way remains constant as long as it is uniform a lot of flammable gas gets into the machine. But it will with increased force requirement more gas is fed into the machine, so more heat is developed in the working cylinder, and accordingly more steam, and the air compressor will deliver more and more pressurized air, so it will be the The proportion of work supplied by the compressed air will increase. The reverse occurs on when less gas is supplied to the machine.

Dieser Arbeitsprocefs wird durch die theoretischen Indicatordiagramme, Fig. 11, 12 und 13, noch näher veranschaulicht. In Fig.' 11 entspricht der Theil α b der Curve der Füllung. Bei b erfolgt die Entzündung des Gasgemisches, welche Periode der Strecke b c entspricht, während c d die Expansionscurve darstellt. Es ist vorausgesetzt, dafs der Regulator die Endspannung od im Arbeitscylinder constant hält. Die Fläche I abc do stellt die Gesammtarbeit der Gase dar, labe würde der Arbeit der comprimirten Luft für sich entsprechen. Die Curve / α² b² c² d ο entspricht einer verringerten Brennstoffzufuhr, die Spannung /α² der comprimirten Luft ist, wie klar ersichtlich, geringer,This working process is illustrated in more detail by the theoretical indicator diagrams, FIGS. 11, 12 and 13. In Fig. ' 11 corresponds to the part α b of the curve of the filling. At b , the gas mixture is ignited, which period corresponds to the distance bc , while cd represents the expansion curve. It is assumed that the regulator keeps the final voltage od constant in the working cylinder. The area I abc do represents the total work of the gases; labe would correspond to the work of the compressed air in itself. The curve / α ² b ² c ² d ο corresponds to a reduced fuel supply, the voltage / α ^{2 of} the compressed air is, as can clearly be seen, lower,

in gleicher Weise die durch Entzündung des Gasgemisches erzeugte Mehrspannung £>² c², während die Endspannung ο d constant bleibt. Die Curve α* c⁴ d entspricht einem höheren Compressionsgrad, infolge höheren Gehaltes des Gasgemisches an brennbaren Gasen. Die Curve IcP b^h c⁵ d⁵ ο endlich entspricht einer veränderten Stellung des Regulators für eine höhere Endspannung ο d⁵. in the same way the increased voltage £> ² c ² generated by the ignition of the gas mixture, while the final voltage ο d remains constant. The curve α * c ⁴ d corresponds to a higher degree of compression due to the higher content of combustible gases in the gas mixture. The curve IcP b ^h c ⁵ d ⁵ ο finally corresponds to a changed position of the regulator for a higher final voltage ο d ⁵ .

Aus den Diagrammen ist ersichtlich, dafs, je mehr Arbeit in dem Arbeitscylinder geleistet wird, desto mehr Dampf in dem den Cylinder umgebenden Mantel erzeugt und der Compressionsgrad erhöht wird.From the diagrams it can be seen that the more work done in the working cylinder the more steam is generated in the jacket surrounding the cylinder and the degree of compression is increased.

Die Diagramme, Fig. 12, entsprechen einem Maschinensystem, dessen Compressor seinen Dampf von einem besonderen Dampferzeuger erhält oder durch einen besonderen Gasmotor betrieben wird, so dafs die Spannung der Luft im Reservoir R² constant bleibt, im Gegensatz zu dem mit Bezug auf Fig. 11 beschriebenen Fall, wo diese Spannung von der Dampfentwickelung im Mantel des Arbeitscylinders abhängt.The diagrams, Fig. 12, correspond to a machine system, the compressor of which receives its steam from a special steam generator or is operated by a special gas engine, so that the tension of the air in the reservoir R ² remains constant, in contrast to the one with reference to Fig. 11, where this voltage depends on the development of steam in the jacket of the working cylinder.

Die Strecke Ia¹ stellt die Spannung der Luft dar; die Linien &²-c², b^s-c^s etc. veranschaulichen die Zunahme der Spannung infolge der Entzündung des Gasgemisches bei verschieden grofsen Mengen an zugeführtem Brennstoff. Wird kein brennbares Gas eingeleitet, so entsteht die Curve Ia^lbdo. The distance Ia ¹ represents the tension in the air; the lines & ² -c ² , b ^s -c ^s etc. illustrate the increase in voltage due to the ignition of the gas mixture with different amounts of fuel supplied. If no flammable gas is introduced, the curve Ia ^l bdo arises.

Die Diagramme zeigen, wie bei wachsendem Gehalt der Ladung an brennbarem Gas die Füllung bei constanter Endspannung kleiner wird, d. h. die Absperrung des Eintrittes des Gasgemisches früher erfolgt. Die zweite Curvengruppe / α² B² C² d 0 etc. entspricht einem ,höheren Compressionsgrade der Luft, dargestellt durch die Strecke 7 a².The diagrams show how, as the content of combustible gas in the charge increases, the filling becomes smaller at constant final voltage, ie the entry of the gas mixture is blocked earlier. The second group of curves / α ² B ² C ² d 0 etc. corresponds to a higher degree of compression of the air, represented by the segment 7 a ² .

Man kann sich leicht überzeugen, dafs in beiden Gruppen Curven aufzufinden sind, welche einen gleichen Flächeninhalt einschliefsen; dies ist z. B. der Fall mit den beiden Curven la² B'² C² do und /α¹ bⁱc^do. Hieraus folgt, dafs die Maschine bei verschiedenen Compressionsgraden und Füllungen eine gleiche Arbeit leisten kann.One can easily convince oneself that curves are to be found in both groups which enclose an equal area; this is e.g. B. the case with the two curves la ² B ' ² C ² do and / α ¹ b ⁱ c ^ do. From this it follows that the machine can do the same work with different degrees of compression and fillings.

Fig. 13 zeigt eine Anzahl von Curven, welche sämmtlich gleiche Flächeninhalte einschliefsen bei verschiedenen Compressionsgraden und Füllungen. Obgleich diese Curven gleich grofse Arbeitsleistungen der Maschine darstellen, so ist dennoch die verbrauchte Brennstoffmenge in den einzelnen Fällen nicht gleich grofs. - Die Curve / α⁵ ί>⁵ c° d³ ο¹ entspricht einer hohen Anfangsspannung, einer kleinen Brennstoffmenge und geringer Füllung, so dafs die Expansionscurve die atmosphärische Linie Ia¹ schneidet, lange bevor der Hub beendet ist. Die Curve la b c d¹ o¹ zeigt eine kleinere Anfangsspannung und gröfsere Füllung, während die Curve I α³ b^s c³ d² einer noch kleineren Anfangsspannung, gröfseren Füllung und kleiner Expansion entspricht, so dafs die Endspannung o¹ d'² hoch bleibt.Fig. 13 shows a number of curves which all include the same area for different degrees of compression and fillings. Although these curves represent the same amount of work performed by the machine, the amount of fuel consumed is not the same in the individual cases. - The curve / α ⁵ > ⁵ c ° d ³ ο ¹ corresponds to a high initial voltage, a small amount of fuel and low filling, so that the expansion curve intersects the atmospheric line Ia ¹ long before the stroke is over. The curve la bcd ¹ o ¹ shows a smaller initial voltage and greater filling, while the curve I α ³ b ^s c ³ d ² corresponds to an even smaller initial voltage, greater filling and small expansion, so that the end voltage o ¹ d ' ² remains high .

Zwischen diesen beiden Fällen wird eine Curve liegen, welche dem Minimum an Brennstoffverbrauch entspricht, und diese giebt den Grad der Compression und Füllung an, welche dem höchsten Nutzeffect der Maschine entspricht. Between these two cases there will be a curve showing the minimum fuel consumption corresponds, and this indicates the degree of compression and filling which corresponds to the highest efficiency of the machine.

Ueber den Betrieb des in Fig. 1 dargestellten Maschinensystems mag noch folgendes bemerkt werden. Beim Anlassen der Maschine wird zunächst in dem Kessel, Fig. 4, Dampf erzeugt, die Hähne K¹ und K² der Dampfleitung s werden geöffnet, während Hahn K¹'' geschlossen bleibt. Der Compressor erzeugt zunächst comprimirte Luft und wird alsdann sofort der Generator für Gas aus dem flüssigen Brennstoff in Betrieb gesetzt, indem man demselben durch Hahn K¹ Dampf und durch Hahn K^s Luft zuführt. Bei Anwendung des Generators für Gas aus festen Brennstoffen werden die Hähne K⁹ und K¹⁰ geöffnet. Sowie die Gasbildung in den Generatoren im regelmäfsigen Gange ist, wird das erzeugte Gas und die comprimirte Luft in den Arbeitscylinder geleitet und die Maschine beginnt ihre Thätigkeit. Wird die in dem Arbeitscylinder entwickelte Wärme so grofs, dafs Dampfbildung in demselben eintritt, so öffnet man den Hahn Κ^β und betreibt den Compressor und die Generatoren mit dem vom Mantel des Arbeitscylinders gelieferten Dampf, während der Hahn K ^l geschlossen und die Dampfentwickelung in dem Hülfsdampfkessel unterbrochen werden kann.The following may also be noted about the operation of the machine system shown in FIG. When the machine is started, steam is first generated in the boiler, FIG. 4, the taps K ¹ and K ^{2 of} the steam line s are opened, while the tap K ¹ ″ remains closed. The compressor first produces compressed air, and the generator for gas from the liquid fuel is then immediately put into operation by supplying steam through tap K ¹ and air through tap K ^s. When using the generator for gas from solid fuels, the taps K ⁹ and K ^{10 are} opened. As soon as the formation of gas in the generators is in regular progress, the gas produced and the compressed air are conducted into the working cylinder, and the machine begins its work. If the heat developed in the working cylinder is so great that steam formation occurs in it, the cock Κ ^{β is opened} and the compressor and the generators are operated with the steam supplied by the jacket of the working cylinder, while the cock K ^{1 is} closed and the steam development in the cylinder Auxiliary steam boiler can be interrupted.

Der Arbeitscylinder kann natürlich sowohl vertical als horizontal aufgestellt sein.The working cylinder can of course be set up both vertically and horizontally.

Claims

PatEnt claim:

The decarbonization of hydrocarbons described in the operation of gas engines in the gas generator by introduced vapors, whereby at the same time the gas mixture under sufficient Pressure is conveyed into the working cylinder. To carry out this process, the machine shown, in particular marked by:

i. the device for cooling the working piston, characterized by the arrangement of the plunger tubes JB ¹ B ² , the chambers C ¹ C ² and valves V ¹ V ² , as well as the tube T fitted in the hollow piston rod with ring lugs J, for the purpose of the Hin - and backward movement of the piston P a continuous circulation of the water from the casing of the cy-

to achieve linders towards the piston, FIGS. 5 to 8;

the arrangement of the cooling plates α e on the piston surfaces and the inner surfaces of the cylinder cover;

a regulator for gas engines, characterized by the arrangement of a piston P ² ^{loaded by a spring G 1} , which is influenced by the pressure prevailing in the cylinder, that at a certain point of the stroke of the working piston through a valve v ^s the cylinder C ³ des Piston P ^{2 is} placed in connection with the working cylinder, while the piston P ^{2 influences} a reversing gear LD ¹ D ² O ¹ or another indirect transmitter of known construction, whereby the filling respectively. the supply of the combustible gas mixture and the compressed air is changed.

For this purpose ι sheet of drawings.