DE39568C

DE39568C - Neuerungen an Gaskraftmaschinen

Info

Publication number: DE39568C
Application number: DENDAT39568D
Authority: DE
Original assignee: A. ROLl.ASON in London, Nr. 5 Maddox Street, Middlesex, England
Anticipated expiration: 1906-07-25

Description

PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf Gas und überhaupt alle solche Motoren, in welchen ein brennbares Gemisch von Gasen oder Dämpfen und Luft in einer Kammer, welche mit dem Cylinder verbunden ist, comprimirt wird.

Bei vorliegender Erfindung kommt ein Cylinder mit einer Kammer zum Comprimiren und Verbrennen des Gasgemenges in Anwendung, welche eine Verlängerung des Cylinders bildet. Das Explosionsgemisch tritt in die Kammer mit bedeutender Geschwindigkeit ein, infolge dessen eine innige Mischung desselben mit der in letzterer enthaltenen Luft stattfindet, wie dieses bisher bei ähnlichen Maschinen der Fall war, wodurch dann in weiterer Folge das Gemenge sehr an explosiver Kraft gewinnt. Auch kann man unter Anwendung geeigneter Mittel die Temperatur in der Verbrennungskammer auf einen sehr hohen, die praktische Nutzbarmachung am meisten begünstigenden Punkte halten, während die Reibungsflächen des Cylinders auf gewöhnliche Weise kühl gehalten werden.

Um vorzeitige und plötzliche Explosionen zu verhüten und die Temperatur in der Verbrennungskammer in richtigen Grenzen zu halten, führt der Erfinder eine kühlende Luftmenge in den Cylinder ein und vertheilt sie vor der Einströmung des Explosionsgemenges in der Weise, dafs die Wände der Verbrennungskammer mit einer Luftschicht überzogen werden, infolge dessen die den Wänden mitgetheilte Hitze so weit als möglich in den Wänden zurückgehalten anstatt weggeleitet wird. Ferner bringt derselbe eine explosive Ladung zur Anwendung, deren Verbrennung sich augenblicklich vollständig vollzieht.

Diese Wärmeisolirung der Verbrennungskammer hat einen zweifachen Zweck, und zwar beugt man erstens durch möglichste Verhinderung der Entweichung der Wärme einem grofsen Wärmeverlust im Moment der Verbrennung vor, und zweitens wird die eintretende Ladung, wie nachstehend näher ausgeführt, von neuem erhitzt.
.-.. Bei der vorliegenden, einfach wirkenden Maschine vollzieht sich der Kreislauf unter drei Umdrehungen der Kurbelwelle.

Von dem Stande der Maschine ausgehend, in welchem der Kolben einen Hub vollendet und hinter sich ein zur Entzündung fertiges Gemenge hat, vollzieht sich der Kreislauf der Maschine wie folgt:

1. Explosion der Ladung und folglich Vorwärtsstofs des Kolbens;

2. Zurückgang des Kolbens und Austreibung der Verbrennungsrückstände;

3. Vorwärtsstofs des Kolbens und Ansaugen einer kühlenden Schicht atmosphärischer Luft;

4. Rückgang des Kolbens und Austreibung der kühlenden Luftschicht;

5. Vorwärtsstofs des Kolbens und Aufnahme des Explosionsgemisches;

6. Rückgang des Kolbens und Comprimirung des Explosionsgemisches.

Bei vorbeschriebener Einrichtung arbeitet die Maschine rascher als irgend eine andere .'der bekannten Gaskraftmaschinen mit absoluter

Sicherheit der Verbrennung, ohne Gefahr einer zu frühzeitigen oder unerwarteten Explosion mit voller Ausnutzung der entwickelten Kraft. Ueberdies arbeitet dieselbe gerauschlos.

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen die verschiedenen Theile einer derartigen Maschine.

Fig. ι ist ein Horizontalschnitt der Maschine,

Fig. 2 die Hinteransicht des Cylinders und der Schieberfläche, letztere in punktirten Linien ihrer Lage nach Linie a - b in .Fig. 3 entsprechend.

Fig. 3 ist ein vergröfserter Horizontalschnitt nach der Linie c-d, Fig. 2, eine umgekehrte Anordnung der Fig. 1 darstellend,

Fig. 4 ein theilweiser Aufrifs nach der Linie

e-f, Fig- 2,

Fig. 5 ein Aufrifs nach der Linie e-f, Fig. 2, die Stellung des Schiebers im Augenblick der Entzündung darstellend.

Fig. 6 zeigt die Bahn der Gase bei ihrem Eindringen,

Fig. 7 die bezügliche Stärke des Gemenges im Moment der Comprimirung.

A ist der Arbeitscylinder, welcher mit einem Wassermantel α umgeben ist und in dem sich der Kolben B befindet, welcher durch die Kolbenstange b mit der Kurbel C der Kurbelwelle c'verbunden ist.

Auf letztere ist das Schwungrad D aufgekeilt.

A¹ ist die Verbrennungskammer, welche, wie aus der Zeichnung ersichtlich, von dem Luftraum a^l umgeben ist. E ist ein auf der Kurbelwelle c aufgekeiltes Zahnrad, welches durch Uebersetzung die Umdrehung der Kurbelwelle auf die in passenden Lagern ruhende Transmissionswelle H in der Weise überträgt, dafs auf j drei Umdrehungen der Kurbelwelle eine Umdrehung der Welle H kommt.

Das andere Ende der Welle H ist mit der Kurbel h versehen, welche durch die Stange f mit dem Schieber F in Verbindung gebracht ist. Der Schieber F hat die in Fig. 2, 3, 4 und 5 im Detail gezeichnete Construction. J ist die Oeffnung für die Stichflamme, K ist eine Luftzuströmungsöffnung und K¹ ist ein Einlafs für die die Verbrennung des Arbeitslichtes unterhaltende Luft, Fig. 5.

Der Luftraum α^Λ kann mit Schlackenwolle oder einem anderen nicht leitenden Material gefüllt sein.

Auch kann, anstatt mit einem Luftraum umgeben, die Kammer mit Porcellan, Email oder sonstigem nicht leitenden Material umhüllt sein.

Der Luftraum kann sich, wie in Fig. 1, um den hinteren Theil der Verbrennungskammer erstrecken, während die Reibungsfläche des Schiebers aber wie gewöhnlich durch Wassercirculation kühl gehalten werden mufs.

Die Maschine arbeitet, wenn man von dem ersten der sechs Momente ihres Kreislaufes ausgeht, wie folgt:

Durch die Entzündung des comprimirten Gemenges explodirt dasselbe plötzlich und erzeugt einen sehr hohen Grad von Druck und Hitze. Da die erhitzten Gase jedoch während des Beginnes des Hubes hauptsächlich mit den Wänden der isolirten Verbrennungskammer A¹ in Berührung sind, so ist der Hitzeverlust der hohen Verbrennungstemperatur nur klein.

Der Kolben B bewegt sich, dem Druck folgend, vorwärts, und während der Zeit, wo die entzündeten Gase mit den kühleren Theilen des Cylinders A in Berührung kommen, entsteht eine bedeutende Expansion und infolge dessen Temperaturerniedrigung.

Der Kolben vollendet seinen Hub unter dem Einflufs des Druckes der entzündeten Ladung, die Expansion so weit als möglich befördernd.

Beim Rückwärtsgang des Kolbens werden die Verbrennungsproducte durch die Auslafsöffnung M ausgestofsen (2 zu 3, Fig. 2).

Beim nächsten Vorwärtsgang des Kolbens (3 — 4, Fig. 2) wird eine Ladung kühler Luft durch die Lufteinströmungsöffnung K und den Schieber F eingesaugt. Indem dieselbe durch die Verbrennungsproducte in A¹ in einem Strom hindurchgeht, bis sie an die Rückwand des Kolbens stöfst, theilt sie sich hier, wie in Fig. 6 dargestellt, und zwar in der Weise, dafs der zuerst eingetretene, von der Verbrennungskammer zurückgehende Theil sich von dem zuletzt eingetretenen nahe am Kolben trennt und zusammen mit dem Rest der Verbrennungsproducte durch den nächsten Rückgang des Kolbens (4 — 5 , Fig. 4) ausgetrieben wird, während der Schieber in die in Fig. 3 dargestellte Stellung tritt.

Der von dem Kolben passirte Theil des Cylinders A ist verhältnifsmäfsig kühl, dagegen die Wandung der Comprimirungskammer bedeutend erhitzt und letztere in Berührung mit dem Ueberrest der eingesaugten, kühleren Luft. Beim nächsten Vorwärtshub des Kolbens (5 — 6, Fig. 2) kehrt der Schieber zurück und das Gasventil I wird durch Schieber oder Hebedaumen geöffnet, und zwar in der gewöhnlichen Weise. Die Explosionsladung strömt nun in die dem Vorwärtshub des Kolbens folgende Luft, und zwar in einem Strom durch dieselbe hindurchgehend, wobei sie infolge ihrer Schnelligkeit zerstäubt und sich die Theilchen des verbrennbaren Gases mit den Lufttheilchen innig mischen, wodurch dem ganzen Gemische eine explosivere Natur gegeben wird.

Der erste Theil der angesaugten brennbaren Gase wird durch Vermischen mit Luft verdünnt, kehrt zur hinteren Wand der Verbrennungskammer zurück und umgiebt die Oeffnung der Stichflamme T, während der letzte

Theil unmittelbar hinter den Kolben strömt und dort verbleibt.

Während des Rückganges des Kolbens (6 — ι, Fig. 2) wird das Explosionsgemisch in der Weise wie in Fig. 7 comprimirt.

Der Schieber geht in die in Fig. 5 gezeichnete Stellung vor, wenn der schwächere Theil des Gemisches, welcher sich dann nahe an der Feuereinströmungsöffnung befindet, entzündet wird, und brennt mit grofser Rapidität, während der Kolben sich vorwärts bewegt, und so den Stofs vermeidet, welcher sonst durch das Entzünden des stärkeren Theiles des Gemenges verursacht würde.

Claims

Patent-AnSprüche: Bei Gaskraftmaschinen, deren Arbeit sich während dreier Umdrehungen der Kurbelwelle in der Weise vollzieht, dafs beim ersten Kolbenhub die Explosion der Ladung und Austreibung der Verbrennungsproducte, beim zweiten Kolbenhub das Ansaugen einer kühlenden Luftschicht und die Austreibung dieser Luftschicht und beim dritten Kolbenhub die Aufnahme und Gomprimirung des Explosionsgemisches geschieht:

1. Die Einführung eines Gemenges von verbrennbaren Gasen bezw. Dämpfen und Luft mit grofser Geschwindigkeit in die Compressions - und Verbrennungskammer derart, dafs die Theilchen des Gemenges gleichmäfsiger in der in dieser Kammer enthaltenen Luft vertheilt und inniger mit derselben gemischt werden.

2. Die Anordnung einer Luftschicht oder einer Schicht von nicht leitendem Material rings um die Compressions- und Verbrennungskammer, wodurch der hohe Temperaturgrad der Wände der Kammer constant erhalten und für die Erhitzung des neu eintretenden Gemenges nutzbar verwendet wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.