-
Explosionspumpe mit im Zweitakt schwingender Flüssigkeitssäule. Durch
das Hauptpatent 27178o ist eine Explosionspumpe geschützt, bei der eine Flüssigkeitssäule
durch den auf sie wirkenden Gasdruck freischwingend fortgeschleudert wird, wobei
ein Arbeitsspiel folgendermaßen verläuft: Durch die Explosion in der Verbrennungskammer
wird die Flüssigkeitssäule aus der Verbrennungskammerfortgeschleudert. Sobald sie
ihre Geschwindigkeit verloren hat und im Begriff ist, zur Verbrennungskammer zurückzuschwingen,
werden die- Abgase aus der Verbrennungskammer entfernt und eine neue Ladung wird
eingeführt. Während des letzten Teiles der Einwärtsschwingung der Flüssigkeitssäule
wird diese neue Ladung verdichtet.
-
Das Wichtigste bei der Durchführung eines solchen Zweitaktbetriebes
ist die Entfernung der verbrannten Gase aus der Verbrennungskammer und die Einführung
des neuen Gemisches. Bei den Ausführungsbeispielen des Hauptpatentes werden hierzu
besonders aufgestellte Saug- oder Spülpumpen verwendet. Gegenstand der vorliegenden
Zusatzerfindung ist eine einfachere Einrichtung hierzu. Sie besteht aus einer oder
mehreren Auspuffleitungen, durch die Wasserkolben getrieben werden, entweder durch
ihr eigenes Gewicht oder durch ihre lebendige Kraft, hervorgerufen durch noch vorhandenen
Überdruck der expandierenden Verbrennungsgase.
-
Die Zeichnung, in der ein Querschnitt der Pumpe dargestellt ist, zeigt
ein Ausführungsbeispiel. Die Verbrennungskammer i, an die sich das Schwingungsrohr
- anschließt, ist mit einem Lufteinlaßventil3 und einem Gaseinlaßventil ¢ ausgerüstet.
Zwischen der Verbrennungskammer i und dem Schwingungsrohr 2 ist ein Schwimmerventil
vorgesehen. Das Schwimmerventil besteht aus einem Schwimmer 6 und einem Ventilsitz
7, der durch eine federnde Unterlage 8 gestützt wird und beim Sinken des Flüssigkeitsspiegels
der auswärts schwingenden Flüssigkeitssäule durch die Wucht des sich aufsetzenden
Schwimmers und durch die Saugwirkung der strömenden Flüssigkeit niedergedrückt wird
und dabei die Öffnungen 9 freigibt. Die Öffnungen 9 sind verbunden mit Rohrleitungen
io, die zur Atmosphäre oder zu dem Speisebrunnen leiten. Das letztere ist zweckmäßiger,
da dann die Flüssigkeit, die durch die Rohre io ausfließt, immer wieder zu dem Vorratsbehälter
zurückkehrt. Die Zeichnung zeigt das Schwimmerventil in einem Augenblick des Arbeitsganges,
in dem die Flüssigkeitssäule
im Schwingungsrohr nach auswärts strömt.
-
Die-Ventile sind folgendermaßen angeordnet: Die Spindel i i des Lufteinlaßventiles
3 geht durch eine Bohrung des Hebels 12 hindurch und besitzt an ihrem oberen Ende
einen Bund 13. Durch eine leichte Feder 14 wird das Ventil 3 für gewöhnlich geschlossen
gehalten. Der Hebel 12 ist drehbar gelagert an dem festen Arm 16 und ruht auf dem
oberen Ende der Spindel 15 des Gaseinlaßventiles 4.. Im Ruhezustand sind beide Ventile
3 und 4 durch ihre Federn gegen die Sitze gedrückt. Wenn aber der Druck in der Verbrennungskammer
unter den atmosphärischen Druck fällt, öffnet sich allmählich das Ventil 3 und läßt
Luft zutreten. Sobald die Ventilspindel weit genug gesunken ist, setzt sich der
Bund 13 auf den Hebel 12 auf und öffnet dadurch auch das Gaseinlaßventil 4. , Ein
einfaches Verfahren, den Zeitpunkt der Öffnung des Gasventiles und dadurch auch
dasMischungsverhältnis derLadung zu regeln, besteht darin, den Bund 13 auf der Spindel
i i zu verschieben. Das Ventil 3 hat dann eine größere oder ,geringere Strecke zu
durchlaufen, bevor der Bund 13 auf den Hebel 12 auftrifft und das Gaseinlaßventil
öffnet.
-
Der Einfachheit halber wird vorläufig angenommen, daß das Hilfsventil,
das auf der rechten Seite der Figur vorgesehen ist, nicht vorhanden wäre und daß'
die Verbrennungskammer, wie in punktierten Linien angedeutet, durch eine .Wandung
abgeschlossen wäre.
-
Die Pumpe arbeitet dann folgendermaßen: Zunächst sind dieVentile 3
und 4 geschlossen, ein verdichtetes brennbares Gemisch befindet sich in der Verbrennungskammer,
und der Spiegel der Flüssigkeitssäule steht etwa bei der Linie a-a. Jetzt erfolgt
Zündung-durch irgendwelche geeignete Vorrichtung. Der Spiegel derFlüssigkeitssäule
beginnt zu fällen, und die Flüssigkeit wird durch das Schiwingungsrohr2 auswärts
getrieben. DerSchwimmer 6 fällt mit dem Spiegel der Flüssigkeit, schlägt auf seinen
Sitz 7 auf, drückt ihn nieder, und die Auslaßöffnungen 9 werden frei.
-
Die Abmessungen des Schwimmers 6 und die Anordnung der Öffnungen 9
sind derart, daß dann, wenn der Schwimmer eben auf seinem Sitz angelangt ist, eine
verhältnismäßig geringe Menge Wasser noch in der Verbrennungskammer i zurückgeblieben
ist. Unmittelbar nachdem die Auslaßöffnungen 9 freigegeben sind, strömt diese Flüssigkeit
infolge ihres Gewichtes oder ihrer lebendigen Kraft oder noch durch die Wirkung
des expandierenden Gases unterstützt, in die Rohre i o und bildet dabei flüssige
Absaugekolben. Der Druck in der Verbrennungskammer ist in dem Augenblick, in dem
die Kugel 6 ihren Sitz 7 erreicht, größer als der Atmosphärendruck, wird aber durch
die Wirkung der Wasserkolben, die in den Rohren io hinabfliegen, allmählich vermindert.
-
Sobald dieser Druck unter die Atmosphäre gefallen ist, öffnet sich
das Einlaßventil 3 und läßt Luft in die Kammer i eintreten. Das fortgesetzte Sinken
der Wasserkolben in den Rohren io verursacht einen stetigen Eintritt von Luft durch
das Ventil 3, die die Verbrennungsrückstände ersetzt, welche durch die Rohre io
abgesaugt werden. Die Ventilstange i i öffnet beim weiteren Fallen des Lufteinlaßventils
3 das Gaseinlaßventil 4 durch den Hebel 12; Gas strömt in die Verbrennungskammer
und mischt sich mit der Luft.
-
Inzwischen hat die im Förderrohr auswärts strömende Flüssigkeitssäule
allmählich ihre lebendige Kraft abgegeben und hat gleichzeitig frische Flüssigkeit
durch das Saugventil s eingesaugt. Sie kehrt dann unter ihrem statischen Druck oder
dem Druck eines Windkessels in die Verbrennungskammer zurück.
-
Der Sitz 7 des Schwimmerventils hebt sich unter der Wirkung der elastischen
Unterlage 8 und verschließt die Auslaßöffnungen g. DerDruck in derVerbrennungskammer
steigt wieder auf atmosphärischen Druck, und die Ventile 3 und 4 schließen sich
durch die Wirkung ihrer Federn. Der Spiegel der Flüssigkeitssäule steigt in der
Verbrennungskammer i schnell weiter, nimmt den Schwimmer 6 mit, bis er die Höhe
c-d erreicht, und verdichtet die über der Flüssigkeitsoberfläche befindliche Ladung.
Darauf erfolgt wieder die Zündung und der Arbeitsgang wiederholt sich.
-
In der beschriebenen Einrichtung liegt nach der Zündung der Druck
der expandierenden Gase noch über der atmosphärischen Spannung, wenn der Schwimmer
6 seinen Sitz 7 erreicht. Es wird dadurch erreicht, daß die in der Verbrennungskammer
zurückbleibende Flüssigkeit rasch durch die Auslaßöffnun;en 9 herausgetrieben wird.
-
Zu richtiger Bemessung der Ladung kann auf der rechten Seite der Zeichnung
eine besondere, an sich bekannte Vorrichtung angebracht werden. Diese besteht aus
einem Ventil 17, das die Öffnung des Rohres i8 verschließt. An dem äußeren Ende
dieses Rohres ist eine Rückschlagklappe i9 angebracht. Die Wirkung der Anordnung
ist folgende: Angenommen, eine frische Ladung habe die Abgase aus der Verbrennungskammer
verdrängt und die Rückschwingung der Flüssigkeit habe gerade
begonnen.
Der ganze Gasinhalt der Verbrennungskammer, der unter der Höhe der Öffnung des Ventilrohres
i8 liegt, wird beim Steigen des Flüssigkeitsspiegels durch das Ventil 17 hinausgetrieben.
Letzteres schließt sich durch den Anprall der steigenden Flüssigkeitssäule, und
nun erst beginnt die Kompression der Ladung.