DE33333C - Gasmotoren mit dem durch Patent Nr. 532 geschützten Arbeitsverfahren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 46:

•und Gaskraftmaschinen.

Fig. ι beiliegender Zeichnung ist ein Verticalschnitt der Maschine, Fig. 2 eine Seitenansicht, Fig. 3 ein Grundrifs; Fig. 4 bis 11 zeigen Einzelheiten und Abänderungen der Maschine.

Der senkrechte Arbeitscylinder A ist an seinem oberen Theile mit einem Mantel A¹ aus nicht leitendem Material versehen. Unten schliefst sich ein gröfserer Cylinder B an. Der lange Kolben C geht durch die Dichtung D hindurch. Ein zweiter Kolben E ist am unteren Theile vom Kolben C angebracht und in den Cylinder B eingepafst. Luft tritt durch die Ventile F in den ringförmigen Raum G im Cylinder B, der den Kolben C umgiebt, oberhalb des Kolbens E und unterhalb der Dichtung D. Von hier strömt die Luft durch die Kanäle H und das Ventil J, das sich im Kolben C aufwärts öffnet, in den Cylinder A über den Kolben C. Mit dem Kolben C ist die Zugstange K verbunden, die beim Niedergange die Bewegung auf die Kurbel L überträgt. Die Kurbel L hat einen solchen Hub, dafs, wenn die Kolben C und E sich im Niedergange am tiefsten Punkt befinden, der heifse Theil des Kolbens C die Dichtung D nicht erreicht und, wenn der Kolben C im Aufgehen seinen höchsten Punkt erreicht, ein Raum zwischen demselben und dem Cylinder A übrig bleibt.

Das obere Ende des Cylinders A ist am vortheilhaftesten als abgestumpfter Kegel geformt; auf demselben sitzt eine das Abgangsventil M enthaltende Ventilkammer A², die durch einen Daumen oder ein Excenter N auf der Welle O durch die Stange P und die oscillirende Welle P¹ in Betrieb gesetzt wird.

Das Excenter N ist mit Bezug auf die Kurbel L so auf der Welle O angebracht, dafs das Abgangsventil M während des ganzen Niederganges des Kolbens geschlossen bleibt, während es bei dem ersten Theil des Aufganges offen und während des letzten Theiles des Aufganges geschlossen ist, so dafs Luft durch die Kanäle H in den Cylinder A getrieben wird. Gleichzeitig wird während des ersten Theiles des Hubes die Luft durch das Abgangsventil M getrieben und alle Luft oder gasartigen Stoffe, die sich im Cylinder befinden, werden so entfernt; der Rest der eingeführten Luft wird im Cylinder A verdichtet.

Fig. 4 stellt den Daumen dar, der die Ventile der Maschine in Bewegung setzt. Er besteht aus zwei Daumen JV und N², die in Fig. 5 und 6 besonders gezeichnet sind. Der mit N bezeichnete Theil des Daumens ist auf die Welle gekeilt und behält seine Stellung auf der Welle stets bei, während der Theil N² auf der Welle drehbar ist, und wird seine Stellung durch einen Geschwindigkeitsregulator controlirt, der mit den in Fig. 6 gezeigten hervorspringenden Theilen verbunden ist. Die Form des Daumens ist eine solche, dafs das Abgangsventil M während des ganzen Kolbenniederganges geschlossen und das Entzündungsventil offen ist. Der Daumen N² hat eine solche Form, dafs das Entzündungsventil V und Abgangsventil M während eines Theiles des Aufganges offen sind und beide Ventile V und M während des letzten Theiles des Aufganges sich schliefsen. Das Verhältnifs dieser Perioden hängt von der durch den Regulator bestimmten Stellung des Daumens N² ab.

Den Zeitpunkt, wann das Ventil M geschlossen wird, bestimmt ein centrifugaler Regulator, der mit dem Excenter oder dem Daumen N verbunden ist.

Gas oder eine brennbare Mischung von Luft und Dämpfen tritt in den Cylinder A durch ein Rohr Q, und zwar von einem Gasometer, einer Gaspumpe oder einer sonstigen Quelle her.

Mittelst geeigneter Vorrichtungen wird die Verbindung zwischen Rohr Q. und Cylinder A abgeschnitten, wenn das Ventil M offen ist, und wird dasselbe geöffnet, wenn das Ventil M während des zweiten Theiles des Kolbenaufganges C sich geschlossen hat und bleibt während des ganzen Niederganges des Kolbens C geschlossen.

Das brennbare Gas (oder brennbare Dämpfe) wird am besten durch eine Pumpe W eingeführt, deren Kolben W¹ sich ganz oder beinahe gleichzeitig mit dem Kolben C bewegt. Das Einlafsventil W³ derselben öffnet und schliefst sich gleichzeitig mit dem Ventil M, so dafs kein Gas oder keine brennbaren Dämpfe durch die Pumpe in den Cylinder A getrieben werden, während die Producte einer früheren Explosion aus dem Cylinder A getrieben werden. Die Pumpe treibt das Gas nach dem Speiserohr zurück, bis sich das Einlafsventil W² schliefst, was gleichzeitig geschieht, wenn das Ventil M den Cylinder A abschliefst. Dies bewirkt, dafs das Gas in den Cylinder A getrieben wird, jedoch nur dann, wenn die Luft in demselben comprimirt wird, und da die Geschwindigkeit des Kolbens, der die Luft comprimirt, und jene des Kolbens, der das Gas comprimirt, stets gleich sind, so wird das Verhältnifs zwischen Luft und Gas aufrecht erhalten, obschon die Menge Luft und Gas, die bei jedem Hub verdichtet wird, schwankt, um dem wechselnden Bedarf an Kraft zur Aufrechterhaltung von gleicher Geschwindigkeit bei wechselndem Arbeitswiderstand bezw. Belastung zu entsprechen.

Das Oeffnen und Schliefsen des Ventils R wird in derselben Weise und durch dieselben Mittel geändert, durch die das veränderliche Oeffnen und Schliefsen des Ventils M erlangt wird.

In Fig. 7 und 11 ist die Entzündungsvorrichtung im Schnitt und in vergröfsertem Mafsstabe dargestellt. Sie besteht aus einer kleinen Kammer T, die durch ein Ventil V mit dem Cylinder A in Verbindung gesetzt oder von demselben abgesondert werden kann. In der Kammer T befindet sich ein Rohr S aus Metall, welches durch einen Gasstrom, den ein Luftstrom eintreibt, erhitzt wird. Der Luftstrom wird durch ein gewundenes Rohr vorgewärmt, das sich in dem Kamin befindet, durch den die Verbrennungsproducte von der Entzlindungsflamme abziehen. Auf diese Weise erzielt man durch den Strom heifser Luft und den Gasbrenner eine solche Temperatur des Rohres S, dafs die vom Cylinder A aus in die Kammer T tretende explodirbare Mischung sich entzündet, wenn das Ventil V sich öffnet. Die Luft für den Brenner wird von der Pumpe B durch die Entzündungskammer hergeleitet, wie dies die Pfeile in Fig. 11 andeuten. Das Ventil F ist in seinem Zapfen ausgehöhlt, und hat der Zapfen, der als Führung dient, sowohl oben wie unten Oeffhungen, so dafs ein Luftstrom mitten durch das Ventil geht, wenn es offen ist und Luft durch das Ventil M ausströmt. Der Cylinder wird in ähnlicher Weise gereinigt, wie durch Kaminaufsätze ähnlicher Form ein Luftzug im Kamin hervorgebracht wird, wenn Luft über den Aufsatz streicht, und da gleichzeitig Luft durch die Ventilführung eintritt, so werden die Verbrennungsproducte von der letzten Explosion herausgespült bezw. herausgetrieben.

Fig. 8 stellt eine Entzündungsvorrichtung dar, die in der Mitte einen isolirten Piatinadraht hat, durch welchen ein elektrischer Strom nach einem zweiten leitenden Punkt hin entladen werden kann, der mit dem anderen Element einer Batterie oder einem sonstigen elektrischen Generator verbunden ist, wie dies bei dem Lenoir'sehen Motor in Ausführung kommt.

Fig. 9 stellt eine kleine Druckpumpe dar, mittelst deren ein Strom von Gas gewaltsam durch eine Flamme und den Trichter A"¹ in den Cylinder A getrieben werden kann.

Fig. io zeigt im Schnitt einen Entzündungsschieber üblicher Construction, mittelst dessen kleine Mengen brennenden Gases von einer äufseren Flamme in den Cylinder A geführt werden können.

Keine der in Fig. 8, 9 und 10 gezeigten Vorrichtungen wird als Theil dieser Erfindung beansprucht, jedoch kann man dieselben statt der in Fig. 7 und 11 gezeigten in Verbindung mit anderen Theilen dieser Erfindung benutzen.

Die Ventile M und U und W² oder W* (je nachdem) können einzelne ihrer Bewegungen mit Bezug auf den Hub des Kolbens zu bestimmten Zeiten, andere in veränderlichen Perioden machen, die der Regulator unter Einwirkung von (infolge verschiedenen Widerstandes bezw. Belastung) variabler Geschwindigkeit bestimmt. Der Daumen N ist doppelt und aus den Theilen N¹ 2V² construirt. Der eine Daumen N¹ arbeitet stets mit in Bezug auf die Kurbel L, der andere 2V² ist durch einen mit ihm verbundenen Regulator verstellbar.

Die Wirkung dieser Maschine ist die, dafs in dem Cylinder A durch Spannung gasförmiger Körper Kraft erzeugt wird, nämlich durch die Explosion einer darin enthaltenen Mischung von Luft und Gas, die den Kolben nach abwärts treibt und so die Welle mittelst

Kurbel L um Zugstange K in Umdrehung versetzt. Der Rückgang des Kolbens bewirkt die Schwungkraft des Schwungrades V, das die Welle O dreht. Während des Beginnes des Aufganges des Kolbens C strömt die Luft aus dem Raum G durch das Ventil M und treibt die vom vorherigen Niedergange im Cylinder zurückgebliebenen Gase oder Verbrennungsproducte aus. Während des Restes des Aufganges wird ein Quantum Gas eingeführt und zusammen mit der im Cylinder A befindlichen Luft verdichtet, und diese Gasmenge zusammen mit der aus dem Raum G erzielten und verdichteten Luft ist zur Explosion im nächsten Niedergange fertig.

Die Menge Luft und Gas, die im Cylinder A verdichtet wird, wird geändert durch die Verstellbarkeit der Excenter N und N¹ auf der Welle O (mit Bezug auf die Kurbel). Diese Veränderung wird erreicht, indem man das Excenter N mit einem Regulator X verbindet, der sich mit dem Schwungrade V und der Welle O dreht, so dafs die beim jedesmaligen Niedergange ausgeübte Kraft so geregelt wird, dafs sich hierdurch Abweichungen von der Normalgeschwindigkeit im letzten Hube ausgleichen.

Durch Anbringung der Dichtung unterhalb des erhitzten Theiles des Kolbens vermeidet man die Schwierigkeiten, welche eine Expansion der Theile in anderen Gasmotoren verursacht, worin ein genau passender Kolben und Cylinder benutzt werden. Dadurch, dafs man das Warmwerden des Cylinders A gestattet, wird raschere Entzündung im Cylinder erzielt und kann die Maschine mit erhöhter Geschwindigkeit arbeiten, so dafs für eine gegebene Kraftentwickelung eine kleinere Maschine als sonst benutzt werden kann. Durch Vermeidung der Kühlung des Cylinders A wird die Dehnbarkeit des Gases mit geringerem Aufwände von Brennmaterial aufrecht erhalten. Durch Regelung des im jedesmaligen Hub im Cylinder und in der Pumpe comprimirten Luftquantums bei gleichzeitiger Regulirung des jedesmaligen der Gaspumpe angeschlossenen Gasquantums erzielt man ein geeignetes und genaues Verhältnifs des Volumens der Luft und des Gases, so dafs die beste und wirksamste Mischung derselben in den Cylinder gelangt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche: An einer Gasmaschine, welche das im Anspruch i. des Patentes No. 532 geschützte Arbeitsverfahren benutzt, und bei welcher nur Luft im Cylinder und nur Gas aufserhalb desselben comprimirt wird, die folgenden Einrichtungen:

1. Die Construction des Luftpumpenkolbens E und des Kolbens C im Explosionscylinder A ' mit der Dichtung D, in Verbindung mit den Kanälen H, dem Raum G, sowie den Ventilen F und J zum Zwecke der entsprechenden Zu- bezw. Ableitung der Luft bezw. des Gasgemisches.

2. Die Construction des Explosionscylinders A mit dem automatisch zu regulirenden Abgangsventil M in Verbindung mit der Pumpe W, welche mit einem mit Ventil M correspondirenden Ventil W^B und einem Abgangsventil W² versehen ist, zum Zwecke, die Geschwindigkeit des Motors automatisch zu regeln, indem das Volumen von brennbaren Gasen, welches in den Explosionscylinder eingeführt wird, verändert wird.

3. Die Anordnung einer Entzündungskammer J¹, die einen incandescirenden Körper enthält, in Verbindung mit dem Explosionscylinder A, dem die Verbindung zwischen beiden regulirenden Ventil V und einem Betriebsmechanismus, welcher die Trennung von T und A, wenn die Spannung in beiden gering ist, bewirkt und die Verbindung dieser Räume veranlafst, um ein Quantum der Gase nach dem Entzündungsraum gelangen zu lassen, wenn die Spannung höher ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.