DE39568C

DE39568C - Innovations in gas engines

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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

PATENTAMTPATENT OFFICE

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.The invention relates to gas and generally all such engines in which a combustible mixture of gases or vapors and air in a chamber which is connected to the Cylinder is connected, is compressed.

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.In the present invention, a cylinder comes with a chamber for compression and burning the gas mixture in application which is an extension of the cylinder forms. The explosive mixture enters the chamber at a significant rate a, as a result of which an intimate mixture of the same with the air contained in the latter takes place, as was previously the case with similar machines, which means that in as a result, the mixture gains a great deal of explosive power. You can also apply suitable means, the temperature in the combustion chamber to a very high, the practical utilization of the most favorable points keep while the friction surfaces of the cylinder can be kept cool in the usual way.

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.To prevent premature and sudden explosions and the temperature in the combustion chamber To keep it within proper limits, the inventor introduces a cooling quantity of air into the cylinder and distributes it before the influx of the explosion in such a way that the walls of the combustion chamber be covered with a layer of air, as a result of which the walls communicated Heat is retained as much as possible in the walls instead of being diverted away. It also brings an explosive Charge for use, the combustion of which is instantly complete.

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.This thermal insulation of the combustion chamber has a twofold purpose: firstly, by preventing the escape of heat as much as possible, a great loss of heat is prevented at the moment of combustion, and secondly, the incoming charge is heated up again, as will be explained in more detail below.
.- .. In the present, single-acting machine, the cycle takes place with three revolutions of the crankshaft.

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:Starting from the position of the machine in which the piston completes a stroke and has behind him a mixture ready to ignite, the cycle of Machine as follows:

1. Explosion der Ladung und folglich Vorwärtsstofs des Kolbens;1. Explosion of the charge and, consequently, forward stuff of the piston;

2. Zurückgang des Kolbens und Austreibung der Verbrennungsrückstände;2. Retraction of the piston and expulsion of the combustion residues;

3. Vorwärtsstofs des Kolbens und Ansaugen einer kühlenden Schicht atmosphärischer Luft;3. Forwards the piston and draw in a cooling layer of atmospheric air;

4. Rückgang des Kolbens und Austreibung der kühlenden Luftschicht;4. Recession of the piston and expulsion of the cooling air layer;

5. Vorwärtsstofs des Kolbens und Aufnahme des Explosionsgemisches;5. Forward stuff of the piston and containment of the explosive mixture;

6. Rückgang des Kolbens und Comprimirung des Explosionsgemisches.6. Retraction of the piston and compression of the explosive mixture.

Bei vorbeschriebener Einrichtung arbeitet die Maschine rascher als irgend eine andere .'der bekannten Gaskraftmaschinen mit absoluterWith the device described above, the machine works faster than any other .'der known gas engines with absolute

Sicherheit der Verbrennung, ohne Gefahr einer zu frühzeitigen oder unerwarteten Explosion mit voller Ausnutzung der entwickelten Kraft. Ueberdies arbeitet dieselbe gerauschlos.Burns safely, with no risk of premature or unexpected explosion with full utilization of the developed force. Moreover, it works noiselessly.

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen die verschiedenen Theile einer derartigen Maschine.The accompanying drawings illustrate the various parts of such Machine.

Fig. ι ist ein Horizontalschnitt der Maschine, Fig. Ι is a horizontal section of the machine,

Fig. 2 die Hinteransicht des Cylinders und der Schieberfläche, letztere in punktirten Linien ihrer Lage nach Linie a - b in .Fig. 3 entsprechend. Fig. 2 shows the rear view of the cylinder and the slide surface, the latter in dotted lines of their position according to line a - b in .Fig. 3 accordingly.

Fig. 3 ist ein vergröfserter Horizontalschnitt nach der Linie c-d, Fig. 2, eine umgekehrte Anordnung der Fig. 1 darstellend,Fig. 3 is an enlarged horizontal section along the line cd, Fig. 2, showing an inverted arrangement of Fig. 1,

Fig. 4 ein theilweiser Aufrifs nach der LinieFig. 4 is a partial elevation along the line

e-f, Fig- 2, ef, Fig- 2,

Fig. 5 ein Aufrifs nach der Linie e-f, Fig. 2, die Stellung des Schiebers im Augenblick der Entzündung darstellend.FIG. 5 shows an elevation along the line ef, FIG. 2, showing the position of the slide at the moment of ignition.

Fig. 6 zeigt die Bahn der Gase bei ihrem Eindringen,Fig. 6 shows the path of the gases as they penetrate,

Fig. 7 die bezügliche Stärke des Gemenges im Moment der Comprimirung.7 shows the relative strength of the mixture at the moment of compression.

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. A is the working cylinder, which is surrounded by a water jacket α and in which the piston B is located, which is connected by the piston rod b to the crank C of the crankshaft c '.

Auf letztere ist das Schwungrad D aufgekeilt. The flywheel D is keyed onto the latter.

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. A ¹ is the combustion chamber which, as can be seen from the drawing, is surrounded by the air space a ^l . E is a keyed gear on the crankshaft c, which transmits through translation, the rotation of the crankshaft to the resting in suitable bearings transmission shaft H in such a way, that three revolutions of the crankshaft is a revolution of the shaft on H j.

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. The other end of the shaft H is provided with the crank h which is connected to the slider F through the rod f . The slide F has the construction shown in detail in FIGS. 2, 3, 4 and 5. J is the opening for the jet flame, K is an air inflow opening and K ¹ is an inlet for the air maintaining the combustion of the work light, Fig. 5.

Der Luftraum α^Λ kann mit Schlackenwolle oder einem anderen nicht leitenden Material gefüllt sein.The air space α ^Λ can be filled with slag wool or another non-conductive material.

Auch kann, anstatt mit einem Luftraum umgeben, die Kammer mit Porcellan, Email oder sonstigem nicht leitenden Material umhüllt sein.Also, instead of being surrounded by an air space, the chamber can be covered with porcelain, enamel or other non-conductive material.

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.The air space may, as in Fig. 1, extend around the rear of the combustion chamber extend, while the friction surface of the slide but as usual by water circulation must be kept cool.

Die Maschine arbeitet, wenn man von dem ersten der sechs Momente ihres Kreislaufes ausgeht, wie folgt:The machine works if one starts from the first of the six moments of its cycle, as follows:

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.When the compressed mixture ignites, it suddenly explodes, producing a very high degree of pressure and heat. However, since the heated gases are mainly in contact with the walls of the insulated combustion chamber A ¹ during the beginning of the stroke, the heat loss from the high combustion temperature is only small.

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.The piston B moves forwards, following the pressure, and during the time when the ignited gases come into contact with the cooler parts of the cylinder A there is a considerable expansion and, as a result, a decrease in temperature.

Der Kolben vollendet seinen Hub unter dem Einflufs des Druckes der entzündeten Ladung, die Expansion so weit als möglich befördernd.The piston completes its stroke under the influence of the pressure of the ignited charge, promoting expansion as far as possible.

Beim Rückwärtsgang des Kolbens werden die Verbrennungsproducte durch die Auslafsöffnung M ausgestofsen (2 zu 3, Fig. 2).When the piston moves backwards, the combustion products are expelled through the outlet opening M (2 to 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.During the next forward movement of the piston (3-4, FIG. 2), a charge of cool air is sucked in through the air inflow opening K and the slide F. As it passes through the combustion products in A ¹ in a stream until it hits the rear wall of the piston, it divides here, as shown in Fig. 6, in such a way that the part which entered first and which goes back from the combustion chamber separates from the last one which entered close to the piston and is driven out together with the rest of the combustion products by the next retraction of the piston (4-5, FIG. 4), while the slide moves into the position shown in FIG.

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.The part of the cylinder A passed by the piston is comparatively cool, on the other hand the wall of the compression chamber is considerably heated, and the latter in contact with the remainder of the cooler air drawn in. On the next forward stroke of the piston (5-6, Fig. 2) the slide returns and the gas valve I is opened by slide or lifting thumb, in the usual way. The explosive charge now flows into the air following the forward stroke of the piston, passing through it in a single stream, whereupon it atomizes as a result of its rapidity and the particles of the combustible gas mix intimately with the air particles, whereby the whole mixture is given a more explosive nature .

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 letzteThe first part of the combustible gases sucked in is diluted by mixing with air, returns to the rear wall of the combustion chamber and surrounds the opening of the jet flame T, while the last part

Theil unmittelbar hinter den Kolben strömt und dort verbleibt.The part flows immediately behind the piston and remains there.

Während des Rückganges des Kolbens (6 — ι, Fig. 2) wird das Explosionsgemisch in der Weise wie in Fig. 7 comprimirt.During the retreat of the piston (6 - ι, Fig. 2), the explosion mixture compressed in the manner as in FIG.

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.The slide moves into the position shown in FIG. 5 when the weaker part of the mixture, which is then located close to the fire inlet, ignites and burns with great rapidity as the piston moves forward, and thus avoiding the substance which would otherwise be caused by the ignition of the stronger part of the mixture would be caused.

Claims

Patent claims: In gas engines, the work of which takes place during three revolutions of the crankshaft in such a way that the charge explodes and the combustion products are expelled on the first piston stroke, a cooling layer of air is sucked in and this layer of air is expelled on the second piston stroke and this layer of air is expelled on the third piston stroke the absorption and compression of the explosion mixture occurs:

1. The introduction of a mixture of combustible gases BEZW. Steaming and Air enters the compression and combustion chambers at great speed in such a way that the particles of the mixture more evenly distributed in and more intimate with the air contained in this chamber the same are mixed.

2. The arrangement of a layer of air or a layer of non-conductive material rings around the compression and combustion chambers, whereby the high temperature of the walls of the chamber is kept constant and is usable for heating the newly entering mixture.

For this purpose ι sheet of drawings.