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Brennkraftanlage. Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage
vom 2. Juni igi i die Priorität auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten
von Amerika vom 27. September igig beansprucht. Die Erfindung bezieht sich auf Kraftanlagen
und betrifft insbesondere eine Anlage mit einem durch Verbrennungsprodukte angetriebenen
Hauptmotor und einem Luftverdichter, der durch eine vom. Hauptmotor unabhängige
Maschine angetrieben wird und Luft einem Generator zuführt, in dessen mit Wassermantel
versehener Verbrennungskammer die Verbrennungsprodukte in der Weise erzeugt werden,
daß ein an Brennstoff reicher Luftstrom und ein armer Luftstrom zusammengebracht
werden, wobei Schlangen zum Überhitzen der Luft des Brennstoffes und des entstehenden
Dampfes in der Verbrennungskammer angeordnet sind.
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Der Zweck der Erfindung ist, die 'Nutzwirkung von Vorrichtungen dieser
Art zu erhöhen, und zwar soll dies im wesentlichen dadurch erreicht werden, daß
die Verbrennungskammer außer von einem Wassermantel auch noch von einer Luftkammer
umgeben ist, welche die Luft aus dem Verdichter erhält und an die Überhitzungsschlange
abgibt, während der Dampf zum Antrieb der Maschine des Verdichters eine neben den
Schlangen für Luft und Brennstoff angeordnete Schlange durchströmt.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt,
und es zeigen Abb. r einen senkrechten Schnitt durch die Anlage gemäß der Erfindung,
Abb. 2 eine Stirnansicht der Anlage, Abb. 3 und 4 Schnitte nach den Linien X-X und
Y-Y der Abb. _, Abb. 5 eine Einzeldarstellung des Generators, Abb. 6, 7 und 8 teilweise
geschnittene Einzelheiten der Vorrichtung, Fig. g eine schematische Darstellung,
aus welcher die Strömung der Luft, des Wassers und des Brennstoffes durch die Verbrennungskammer
ersichtlich ist und Abb. zo eine schematische Darstellung der ganzen Anlage.
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Der Generator r hat einen äußeren, an einem Ende mit einem Boden 3
und am anderen Ende mit einem Flansch 4 versehenen Mantel ?-
Innerhalb des
Mantels 2 liegt ein zylindrischer metallener Mantel 5 mit Flanschen 6, von denen
einer mit einer Stirnplatte 7 verschraubt ist. Innerhalb des Mantels 5 liegt ein
dritter Mantel 8, der an einem Ende mit einem inneren und am anderen Ende mit einem
äußeren Flansch g und ro versehen ist. Zwischen den Mänteln 2, 5 und 8 bilden sich
Wasser- und Luftkammern 17 und 18, um eine Verbrennungskammer rg herum, welche durch
den Verdichter der Anlage mit Wasser und Luft beschickt werden.
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An jeder Seite des Generators ist ein Verdichter angeordnet, doch
genügt zuweilen auch ein einziger Verdichter. Jeder Verdichter umfaßt einen Kolbenverdichter
2o mit den üblichen Steuerventilen, durch den die Luft in die Luftkammer 18 des
Generators hineingedrückt wird. Durch eine Wasserpumpe Z7', deren Druckrohr mit
dem Verdichtermantel in Verbindung steht, wird eine Leitung 18' gespeist. Der Verdichter
fördert Wasser und Luft gleichzeitig und ersteres wird der Pumpe von einem Kondensator
zugeführt.
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Wie Abb. 5 zeigt, ist die Kraftwelle von der Kurbelwelle des Verdichters
getrennt, der gemäß der Erfindung durch eine Dampf aus dem Generator erhaltende
Dampfmaschine 22 angetrieben wird. Der Verdichter fördert Luft durch die Rohre 23
in die Luftkammer 18 des Generators, während Wasser durch die Pumpe in abgemessenen
Mengen in den Verdichtermantel und von da in die Wasserkammer 17 des Generators
gelangt. Aus diesem strömt es nach den Kühlmänteln der Kraftzylinder 46 durch die
das Antriebsmittel zuleitenden Rohre umgebenden Rohre 45. Die Wassermäntel des Verdichters
sind mit den Kraftzylindern durch Rohre?,?,' verbunden, damit das Wasser von einem
zum anderen strömen kann. Das auf diese Weise in den Generator eingeführte Wasser
ist vorgewärmt durch Aufnahme der Wärme des Luftverdichters und der Abwärme der
Kraftzylinder und wird aus dem Wassermantel 17 des Generators durch Schlangen 27
(Abb. g) durch die Verbrennungskammer und dann zurück geleitet. Zwischen der Kammer
zg und den Schlangenrohren liegt ein verhältnismäßig dünnes Futter 23'.
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Das Wasser wird in Dampf verwandelt und dieser strömt durch die Rohre
28 und 29 nach
den Dampfzylindern 22 der Antriebsmaschine für die
Verdichter.
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Die in die Luftkammer 18 eingedrückte Luft nimmt die von der Verbrennungskammer
ausstrahlende Wärme auf, so daß die äußere Wand des Generators stets kühl bleibt.
Die erhitzte Luft wird aus der Kammer durch Rohr 3o (Abb. 9) abgeführt und mit Brennstoff,
z. B. öl, Kohlenstaub, gemischt, der durch die Rohre 31 und durch Venturirohre 32
zugeführt wird, welch letztere dazu dienen, die Geschwindigkeit der Luft zu erhöhen,
so daß sie das (51 oder sonstigen Brennstoff ansaugen kann. Das Gemisch wird dann
durch den Verbrennungsraum durch die Rohrschlangen 33 und 34 hindurch und zurück
nach den Austrittsrohren 33 geleitet, welche mit der beiden Luftleitungsrohren3o
gemeinsamen, verhältnismäßig großen Feuerkammer oder Leitung 36 in Verbindung stehen.
Der zuzusetzende Brennstoff ist in Behältern 3o' mit zwei Auslaßrohren 31 untergebracht
und wird durch Luft herausgedrückt. Druckluft wird aus dem Verdichter durch Rohre
31' in den Brennstoffbehälter 30' eingeleitet. Wird durch den Verdichter den Leitungen
30 eine große Menge Luft zugeführt, so wird eine gewisse Menge Luft unter
vorher bestimmtem Druck durch die Rohre 31 in den Behälter 3o' eingeführt und eine
vorher bestimmte Menge von Brennstoff in die Luftrohre 3o gedrückt. Ein zweiter
Brennstoffbehälter 32' mit einem Ableitungsrohr 33' mit Regelventil 34' ist mit
einem der Rohre 30 verbunden und enthält Kohlenwasserstoff, z. B. Benzin,
&r beim Ingangsetzen der Anlage benutzt wird. Wenn die Verbrennungskammer erhitzt
ist, wird das Ventil 34' geschlossen, so daß Brennstoff nur aus dem Behälter
30' entnommen wird.
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Die aus der Kammer 18 austretende Luft wird, wie angegeben, durch
die Rohre 3,- mit Brennstoff versetzt, und es sei bemerkt, daß eine bestimmte mit
der durch eines der Rohre hindurchgehenden Luft ein armes nicht zündbares Gemisch
bildende Brennstoffmenge in den Luftstrom eingeführt wird, während eine größere
Brennstoffmenge zur Erzeugung eines sehr reichen, ebenfalls nicht zündbaren Gemisches
in den anderen Luftstrom eingebracht wird, so daß der mit der Luft vereinigte Brennstoff
eine wirksame Vorwärmung erfährt und das Gemisch leicht zündbar wird, ehe es in
die Feuerkammer eingeführt wird. Die verschiedenen Luft- und Brennstoffströme enthalten
dabei so mit Bezug aufeinander abgestimmte Mengen von Luft und Brennstoff, daß sie
-. wie bekannt - ungeachtet der hohen Vorwärmung sich nicht entzünden. Erst beim
Eintritt beider Ströme in das Rohr 36 erfolgt sofort die Zündung des Gemisches durch
die Kerze 37. Die hierdurch entstehenden Verbrennungsprodukte gelangen in die Verbrennungskammer
i9.
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Sobald bei Benutzung der Anlage die Feuerkammer 36 genügend erhitzt
ist, kann der elektrische Strom für die Zündkerze 37 unterbrochen werden, worauf
die Zündung des Gemisches in dem Raum 36 in der Nähe der Verbindungsstelle mit der
Kammer i9 selbsttätig erfolgt. Innerhalb der Luftrohre sind einstellbare Ventile
38 angebracht, um die Menge der durch den Verbrennungsraum strömenden Gase zu regeln,
und ähnliche Ventile 39 sind in den Rohren 31 angebracht, um die Menge des zugesetzten
Brennstoffes zu bestimmen.
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Die in der Verbrennungskammer ig entstehenden Verbrennungsprodukte
strömen in die Stirnkammer 44 und werden durch Rohre 45 den Zylindern 46 der Kraftmaschine
der Anlage zugeführt. Wie dargelegt worden ist, wird der sich in den Rohrschlangen
bildende Dampf getrennt von den Verbrennungsprodukten durch das Rohr 29 den Dampfzylindern
2z zugeleitet, der zum Antrieb des Verdichters 2o dient.
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Die Verdichter 22 werden durch Dampf mit einem gewöhnlich von dem
Druck der Verbrennungsprodukte des Generators abweichenden Druck angetrieben. Sinkt
jedoch der Druck des den Dampfzylindern durch das Rohr z9 zugeführten Dampfes zu
sehr, so daß die Geschwindigkeit der Maschine sich vermindert und keine genügenden
Mengen Luft, Öl und Brennstoff dem Generator zugeführt werden, so werden Ventile
4a' in den Rohren 43 geöffnet, durch welche Verbrennungsprodukte aus den Rohren
45 zwecks Druckausgleiches in das Dampfrohr 29 strömen, so daß die Dampfzylinder
mit der für die Lieferung der richtigen Mengen von Luft, Wasser und Brennstoff erforderlichen
Geschwindigkeit arbeiten. Sollte andererseits der Druck des Dampfes größer sein
als der der Verbrennungsprodukte, so lassen die Ventile den überschüssigen Dampf
durch die Rohre 43' in die Rohre 45 einströmen. Unter gewöhnlichen Umständen sind
die Ventile 42' geschlossen und werden nur geöffnet, wenn ein Ausgleich des Druckes
erforderlich ist.
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Die Verbrennungsprodukte gelangen nach der Expansion in den Kraftzylindern
46 durch die Ventile 50 in Freie. Die frische Ladung wird durch die Einlaßventile
51 in die Kraftzylinder eingeführt.
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Der in den Dampfzylindern 22 expandierende Dampf gelangt durch ein
Rohr 53 nach dem Kondensator 54 und wird wieder durch die vom unteren Teil des Kondensators
abführenden Rohre 55 in die Verdichter- und Zylindermäntel eingeführt.
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Um dem Generator stets genügende Mengen von Luft zuzuführen, so daß
die Maschine bei wechselnder Belastung mit gleichbleibender Geschwindigkeit
läuft"
sind in der Nähe der Dampfzylinder 22 Druckregler 56 vorgesehen. Der Regler 56 ist
mit einem nach dem die Verbrennungsgase vom Generator ig den kraftzylindern 46 zuführenden
Rohre 45 sich erstreckenden Rohr 57 verbunden. Durch den im Rohr 57 herrschenden
Druck wird ein Kolben 58 (Abb. 8) entgegen der Wirkung einer Schraubenfeder 59 verschoben.
Der Kolben 58 ist mit einem Schieber 6o verbunden, der in einem das Dampfrohr 29
umgebenden Gehäuse 61 liegt. Bei einer Bewegung des Schiebers wird die Durchgangsöffnung
für den Dampf durch das Rohr 29 geöffnet oder geschlossen. Die Spannung der Feder
59 kann durch einen Kopf 62 mit Griffen 63 leicht geregelt werden. Eine Skala 64
zeigt den zur Bewegung des Kolbens erforderlichen Flüssigkeitsdruck an. Falls bei
einer plötzlichen Belastung der Kraftmaschine der Druck der Gase sinkt, übersteigt
die Spannung der Feder 59 die der Druckgase und bewegt den Schieber 6o einwärts,
so daß mehr Dampf in die Dampfzylinder 22 einströmt und die Geschwindigkeit des
Verdichters zunimmt. Infolgedessen wird dem Generator mehr Luft zugeführt und in
gleicher Weise die zugesetzte Ölmenge erhöht. Die Ölmenge ist in geeigneter Weise
vorbestimmt, so daß stets die richtigen Volumenteile von Luft und 01 in bestimmtem
Verhältnis in den Generator eingeführt werden. Falls jedoch der Druck im Generator
übermäßig steigt, wird eine Erhöhung der Geschwindigkeit verhindert, indem sich
der Kolben 58 entgegen der Wirkung der Feder zurückbewegt und den Schieber 6o etwas
schließt, so daß weniger Dampf in die Zylifider strömt und eine entsprechende Menge
von Luft und 01 in die Verbrennungskammer gelangt.
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Vom Boden der Stirnkammer 44 der Verbrennungskammer führt ein mit
einem geeigneten Ventil 63 versehenes Rohr 62 ab, und durch dieses können erwünschtenfalls
gewisse Teile der Verbrennungsprodukte zum Betrieb anderer Maschinen abgeleitet
werden. Beim Anlassen der Maschine wird durch Öffnungen des Ventils 63 der Druck
im Generator aufgehoben, so da.ß nur Atmosphärendruck vorhanden ist, wenn Luft und
01 zur Verbrennung in den Generator eingeführt werden.