DE424427C

DE424427C - Device for generating a gas-vapor mixture for operating internal combustion engines

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Publication number: DE424427C
Application number: DEB114393D
Authority: DE
Original assignee: BAREISS FA; Wieland & Co A G
Current assignee: BAREISS FA; Wieland & Co A G
Publication date: 1926-01-23

Description

Vorrichtung zur Erzeugung eines Gasdampfgemisches zum Betrieb von Brennkraftmaschinen. Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Gasdampfgemisches zum Betrieb von Brennkraftmaschinen, die zwei hin und her bewegliche Kolben aufweist, zwischen welche Druckluft gelangt, in die Brennstoff eingespritzt wird, worauf das Brenngemisch durch Vorschnellen des einen von diesen zwei Kolben zur Entzündung kommt, wodurch der zweite Kolben vorübergehend sich von einem ihm gegebenen Sitz abhebt zwecks Durchlassens des entzündeten Brenngemisches, welches später, nachdem eine neue Brenngemischladung zwischen den erwähnten zwei Kolben entstanden ist, das erneute Vorschnellen des in Betracht kommenden einen Kolbens bewirkt, um dann zum Motor abzufließen.Device for generating a gas vapor mixture for the operation of Internal combustion engines. The invention relates to a device for generating a gas vapor mixture for the operation of internal combustion engines, the two back and forth Has movable piston, between which compressed air passes into the fuel is injected, whereupon the fuel mixture is pushed forward by one of these two pistons ignite, causing the second piston to temporarily move away lifts a seat given to it to allow the ignited fuel mixture to pass through, which later, after a new fuel mixture charge between the mentioned two Piston has arisen, the renewed rushing forward of the one in question Piston causes to then flow to the engine.

Vom Erfindungsgegenstand stellt die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel dar.The drawing represents an exemplary embodiment of the subject matter of the invention represent.

Abb. i ist ein Längsschnitt durch den Hauptteil der Vorrichtung.Fig. I is a longitudinal section through the main part of the device.

Abb. a, 3 zeigen je einen Querschnitt nach XI-XI bzw. XII-XII der Abb. i.Fig. A, 3 each show a cross section according to XI-XI and XII-XII of Fig.i.

Abb.4 stellt eine Einzelheit dar.Figure 4 shows a detail.

Abb.5, 6 sind Querschnitte nach XIV-XIV und XV-XV der Abb. 4.Fig. 5, 6 are cross-sections according to XIV-XIV and XV-XV of Fig. 4.

Abb.7 zeigt in größerem Maßstabe einen Längsschnitt zu Abb.4.Figure 7 shows, on a larger scale, a longitudinal section of Figure 4.

Abb.8, 9 zeigen weitere Einzelheiten in größerem Maßstab.Figures 8, 9 show more details on a larger scale.

Die Vorrichtung besitzt ein Gehäuse 3 5 von zylindrischem Querschnitt mit zwei Rohrstutzen 34 und 36. Im Gehäuse 35 ist in einer Büchse 37 ein Kolben 38 geführt. Im Gehäuse 35 befindet sich "ferner ein Differentialkolben 39, 4o (Abb. 1, 4, 7) mit einem hohlzvlindrischen Fortsatz 41, welcher ringsum eine Löcherreihe 41' hat In Abb. i befindet sich der Kolben 38 in der Endlage rechts, wobei er an die entsprechende, hinter dem Fortsatz 41 liegende Stirnfläche des in der Endlage links befindlichen Kolbens 39, 4o anliegt. Der Kolben 39, 40 sitzt hierbei mittels einer Kegelfläche 42 auf einer entsprechenden Gegenfläche des Gehäuses 35 auf; der Kolben 39 liegt in einer Kammer 43. 44 ist ein Kegelventil (Abb. 1, 8), welches seinen Sitz an dem dem Differentialkolben 39# 40 zugekehrten Stirnende des Kolbens 38 hat. Die beidseitig am Ventil 44 vorhandene Spindel 45 (Abb.8) wird einerseits vom Differentialkolben 39, 40 und anderseits vom Kolben 38 aufgenommen (Abb. i). Der im Differentialkolben 39, 4o befindliche Teil der Spindel 45 endigt in einen Kolben 46; der im Kolben 38 liegende Teil der Spindel 45 besitzt Führungsflügel 47 und an einer angeschraubten Verlängerung 48 Anschlagflügel 49- Die die Flügel 49 aufnehmende Kammer 5o des Kolbens 38 ist etwas länger als die Flügel 49, so daß der Spindel 45 in achsialer Richtung entsprechend Spielraum zur Verfügung steht. 51 ist eine zentrale, in den Sitz des Ventils 44 endigende Bohrung des Kolbens 38, welche Bohrung durch radial angeordnete Kanäle 52 von Z-förmigem Verlauf mit einem den Kolben 38 umgebenden Ringraum 53 in Verbindung steht. Der Kolben 39 besitzt einen mehrfach winklig geführten Kanal 54 (Abb.7), der von einem lose eingesetzten Ventil 55 beim Betrieb wechselweise abgesperrt und freigegeben wird. Der Kanal 54 hat über ein Einsatzstück 56 Verbindung mit dem die Ventilspindel 45 samt Kolben 46 aufnehmenden Innenraum 57 des Differentialkolbens 39, 40.The device has a housing 35 of cylindrical cross-section with two pipe sockets 34 and 36. In the housing 35, a piston 38 is guided in a bush 37. In the housing 35 there is also a differential piston 39, 40 (Fig. 1, 4, 7) with a hollow-cylindrical extension 41, which has a row of holes 41 'all around. In Fig rests against the corresponding end face of the piston 39, 40, which is located on the left in the end position, behind the extension 41. The piston 39, 40 here rests by means of a conical surface 42 on a corresponding mating surface of the housing 35; the piston 39 lies in a chamber 43 44 is a cone valve (Fig. 1, 8), which is seated on the end of the piston 38 facing the differential piston 39 # 40. The spindle 45 (Fig The part of the spindle 45 located in the differential piston 39, 40 ends in a piston 46; the part of the spindle 45 located in the piston 38 has guide wings 47 and is screwed to one n extension 48 stop wing 49- The chamber 5o of the piston 38, which receives the wings 49, is slightly longer than the wings 49, so that the spindle 45 has a corresponding clearance available in the axial direction. 51 is a central bore of the piston 38, ending in the seat of the valve 44, which bore is connected to an annular space 53 surrounding the piston 38 through radially arranged channels 52 with a Z-shape. The piston 39 has a channel 54 which is guided at multiple angles (FIG. 7), which is alternately shut off and released by a loosely inserted valve 55 during operation. The channel 54 is connected via an insert 56 to the interior space 57 of the differential piston 39, 40 which receives the valve spindle 45 together with the piston 46.

Der Kolben 4o, 46 befindet sich in der Kammer 58 (Abb. i) des Gehäuses 35, an welche Kammer seitlich eine absperrbare Wasserzuleitung 59 angeschlossen ist. Von der Kammer 58 führt eine Leitung 61 in einen Stutzen 62, welcher die Kammer 43 des Gehäuses 35 mit einer Kammer 63 verbindet, in der eine Anzahl Ausströmdüsen 64 (Abb. 9) vorgesehen sind. Die Kammer 63 ist mit dein inneren Ringraum 65 eines Gehäuses 66 verbunden, welcher in einen äußeren Ringraum 67 übergeht. Der letztere ist durch eine absperrbare Rohrleitung 68 mit einem Stutzen 7 o des Gehäuses 35 verbunden. Durch Öffnen eines im Gehäuse 35 vorgesehenen Ventils ; i erhält die Leitung 68 über den Stutzen 7o Verbindung mit dem Innenrauen des Gehäuses 35. Das Ventil 71 wird von der Motorwelle aus periodisch geöffnet.The piston 4o, 46 is located in the chamber 58 (FIG. I) of the housing 35, to which chamber a lockable water supply line 59 is connected laterally. From the chamber 58 a line 61 leads into a nozzle 62 which connects the chamber 43 of the housing 35 with a chamber 63 in which a number of outflow nozzles 64 (Fig. 9) are provided. The chamber 63 is connected to the inner annular space 65 of a housing 66, which merges into an outer annular space 67. The latter is connected to a connecting piece 7 o of the housing 35 by a pipe 68 which can be shut off. By opening a valve provided in the housing 35; The line 68 is connected to the inner surface of the housing 35 via the connector 7o. The valve 71 is periodically opened by the motor shaft.

Im Gehäuse 66 befindet sich ein Kolben -5, welcher von einer in ihrem Druck regelbaren Feder 76 belastet ist. In einem Lagerauge 77 des Gehäuses 66 ist ein an die Stange des Kolbens 75 anstehender (nicht gezeichneter) Steuerhebel gelagert, welcher durch ein Gestänge mit dem Absperrorgan der Wasserzuleitung 59 verbunden ist.In the housing 66 there is a piston -5, which is loaded by a spring 76 whose pressure can be regulated. In a bearing eye 77 of the housing 66 there is mounted a control lever (not shown) attached to the rod of the piston 75, which control lever is connected to the shut-off element of the water supply line 59 by a linkage.

An das Gehäuse 35 ist eine Brennstoffzuleitung .8o angeschlossen. welche durch einen Kanal 81 mit dem Innenraum 57 des Differentialkolbens 39, 40 verbunden ist.A fuel supply line 8o is connected to the housing 35. which through a channel 81 with the interior 57 of the differential piston 39, 40 connected is.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Durch den Stutzen 34 hindurch wird Druckluft in den Ringraum 53 des Gehäuses 35 zugeführt. Die hierbei nach rechts in den Raum vor dem Differentialkolben 39, 40 gelangende Druckluft, welche am Kolben 38 Druckflächen findet. bewirkt eine Verschiebung dieses Kolbens 38 nach links (Pfeilrichtung Abb. i). Der Differentialkolben 39, 40 wird unter dem Eintluß des Druckes von ih der Kammer 43 von der vorhergehenden Entzündung einer Brenngemischladung vorhandenen Verbrennungsgasen vorerst noch auf seinem Sitz verharren. Das Ventil 44 bleibt bei der Linksverschiebung des Kolbens 38 vorerst zurück, so daß dessen Ventilöffnung freigelegt wird, worauf Druckluft in den zwischen den Stirnflächen der Kolben 38 und 39 entstandenen Raum gelangt. Nach einer gewissen Linksverschiebung des Kolbens 38 trifft ein zur Begrenzung der Kammer 5o desselben dienender Innenflansch von vorn auf die Anschlagflügel 49 der Ventilspindel 45 auf, worauf das Ventil 44 (bei freigelegter Ventilöffnung) die weitere Verschiebebewegung des Kolbens 38 nach links mitmacht. Hierbei verschiebt sich in entsprechendem Maße der Kolben 46 der Spindel 45 im Raum 57 des Kolbens 4o nach i"=:-ilzs, sperrt nach einer gewissen @'erschiebc'rcwegung dessen Brennstoffeinströmkanal 81 ab und drückt den in den Raum 57 eingeströmten flüssigen Brennstoff (Öl) in Richtung gegen den Kolben 38. Hierbei öffnet der Brennstoffstrom das bislang von der Druckluft im Gehäuse 35 auf seinem Sitz gehaltene Ventil 55 und tritt durch den Kanal 54 in den Raum zwisehen den Kolben 38 und 39, wo sich nun Brennstoff und Druckluft mischen. Hernach wird das Ventil 7 e des Gehäuses 35 geöffnet, worauf durch den Stutzen 70 von der vorhergehenden Brenngemischladung herrührende Verbrennungsgase aus der Rohrleitung 68 in das Gehäuse 35 einströmen und auf das hinter: Ende des Kolbens 38 einwirken. Dies hat zur Folge, daß der Kolben 38 plötzlich und mit großer Geschwindigkeit zur bisherigen Richtung entgegengesetzt, also nach rechts, bewegt wird. Durch die Schlagwirkung des Kolbens 38 wird das zwischen demselben und dem Kolben 39 befindliche hochgespannte Brenngemisch zur Entzündung gebracht und der Differentialkolben 39, 40 von seinem Kegelsitz abgehoben. Das entzündete Brenngemisch strömt durch die Löcher 41' des hohlzylindrischen Fortsatzes 41 des Kolbens 39 in die Kammer 43. und der Kolben 39 wird infolge in der Kammer 43 entstehenden Überdruckes wieder auf seinen Kegelsitz gedrückt. Die durch den Stutzen 34 hindurch in den Ringraum 53 gepreßte Frischluft beeinflußt mittelbar den Kolben 46 zunächst im Sinne einer Verschiebung nach rechts, wobei derselbe den Brennstoffeinströmkanal 81 wieder freigibt, während das Ventil 5 5 neuerdings auf seinen Sitz zurückgedrückt wird.The method of operation of the device is as follows: compressed air is fed through the connector 34 into the annular space 53 of the housing 35. The compressed air flowing to the right into the space in front of the differential piston 39, 40, which finds pressure surfaces on the piston 38. causes this piston 38 to be shifted to the left (arrow direction Fig. i). The differential piston 39, 40 will initially remain on its seat under the influence of the pressure of the chamber 43 from the previous ignition of a combustion mixture charge. The valve 44 remains for the time being when the piston 38 is shifted to the left, so that its valve opening is exposed, whereupon compressed air reaches the space created between the end faces of the pistons 38 and 39. After the piston 38 has been shifted to the left to a certain extent, an inner flange serving to limit the chamber 5o of the same strikes the stop wing 49 of the valve spindle 45 from the front, whereupon the valve 44 (with the valve opening exposed) takes part in the further displacement movement of the piston 38 to the left. Here, the piston 46 of the spindle 45 in the space 57 of the piston 4o moves to a corresponding extent to i "=: - ilzs, shuts off its fuel inflow channel 81 after a certain movement of the piston and presses the liquid fuel that has flown into the space 57 ( Oil) in the direction towards the piston 38. Here, the fuel flow opens the valve 55, which was previously held on its seat by the compressed air in the housing 35, and passes through the channel 54 into the space between the pistons 38 and 39, where the fuel and compressed air mix . Thereafter the valve 7 is opened e of the housing 35, whereupon flow through the port 70 resulting from the preceding fuel mixture charge combustion gases from the conduit 68 into the housing 35 and behind the. end of the piston 38 act This has the result that the Piston 38 is suddenly moved in the opposite direction to the previous direction, i.e. to the right, at high speed En the same and the piston 39 located high-tension combustion mixture ignited and the differential piston 39, 40 lifted from its conical seat. The ignited combustion mixture flows through the holes 41 'of the hollow cylindrical extension 41 of the piston 39 into the chamber 43 and the piston 39 is pressed back onto its conical seat as a result of the excess pressure created in the chamber 43. The fresh air pressed through the nozzle 34 into the annular space 53 indirectly affects the piston 46 initially in the sense of a shift to the right, the same releasing the fuel inflow channel 81 while the valve 5 5 is recently pushed back onto its seat.

Die hochgespannten Verbrennungsgase nehmen ihren Weg aus der Kammer 43 durch den Stutzen 62 in die Düsen 64 der Kammer 63. Beim erwähnten vorübergehenden Abheben des Kolbens 39 von seinem Kegelsitz infolge Entzündung des Brenngemisches ist der Kolben 40 in Richtung nach der Stirnseite der Kammer 58 verschoben worden, wobei der Kolben 40, 46 durch die Leitung 59 in die Kammer 5o eingeströmtes Wasser über die Leitung 61 in den Stutzen 62 gedrückt hat, welches dabei in das durchziehende entzündete Brenngemisch gespritzt wird und dessen Wärme behufs Schonung des Motors entsprechend vermindert. Das entstandene Gemisch aus Verbrennungsgasen und hocherhitztem Wasserdampf nimmt seinen Weg durch die hierbei sich . erwärmenden Düsen 6:1 der Kammer 63, welche Düsen nach eingetretener entsprechender Erwärmung die Verdampfung des Wassers unterstützen. Das Gemisch gelangt aus der Kammer 63 in den inneren Ringraum 65 des Gehäuses 66, wo ihm durch ringsumlaufende Rippen ebenfalls eine verhältnismäßig große Beaufschlagungsfläche gegeben ist, tritt dann in den äußeren Ringraum 67 und von hier durch die Rohrleitung 68 zum Stutzen 7o des Gehäuses 35. Infolge öffnens des Ventils 71 trifft genanntes Gemisch auf das hintere Ende des Kolbens 38, der inzwischen wieder in Richtung nach diesem Ventil verschoben worden ist, infolge des Druckes von in den Ringraum 53 des Gehäuses 35 nachgelieferter verdichteter Frischluft. Das auf das hintere Ende des Kolbens 38 auftreffende, sich ausdehnende Gemisch veranlaßt das Vorschnellen dieses Kolbens behufs Entzündung der mittlerweile in früher erläuterter Weiss z«zschen dem Kolben 38 und dem Differentialkolben 39# 40 entstandenen neuen Brenngemischladung, so daß sich das beschriebene Spiel wiederholt. Das auf das hintere Ende des Kolbens 38 auftreffende Gemisch wird durch den der Entzündung des Brenngemisches folgenden Rückstoß des Kolbens 38 fast gänzlich aus dem Gehäuse 35 ausgetrieben und nimmt seinen Weg über den Stutzen 36 in eine zum Motor führende (nicht gezeichnete) Speiseleitung. Der Motor kann z. B. einen Läufer aufweisen, der Kolben trägt, welche von den einströmenden, sich ausdehnenden Verbrennungsgasen behufs Drehung des Läufers beeinflußt werden. Das aus dem Motor austretende verbrauchte Treibmittel gelangt in eine Ableitung und dann ins Freie.The high-tension combustion gases make their way out of the chamber 43 through the nozzle 62 into the nozzles 64 of the chamber 63. In the case of the temporary Lifting of the piston 39 from its conical seat as a result of ignition of the combustion mixture the piston 40 has been moved in the direction towards the end face of the chamber 58, wherein the piston 40, 46 has flowed through the line 59 into the chamber 5o has pressed via the line 61 into the nozzle 62, which in the process through the ignited combustion mixture is injected and its heat to protect the engine correspondingly reduced. The resulting mixture of combustion gases and highly heated Water vapor takes its way through this itself. heating nozzles 6: 1 the Chamber 63, which nozzles the evaporation after the appropriate heating has occurred support of the water. The mixture passes from the chamber 63 into the inner annular space 65 of the housing 66, where it is also a relatively large impact area is given, then occurs in the outer annular space 67 and from here through the pipeline 68 to the connector 7o of the housing 35. As a result, open of the valve 71 meets said mixture on the rear end of the piston 38, the meanwhile back in Direction after this valve has been shifted is, as a result of the pressure of in the annular space 53 of the housing 35 post-delivered compressed fresh air. The incident on the rear end of the piston 38, itself The expansion of the mixture causes this piston to jump forward, causing ignition which in the meantime already explained in white z «zzschen the piston 38 and the differential piston 39 # 40 resulting new fuel mixture charge, so that the game described repeated. The mixture impinging on the rear end of the piston 38 is through the recoil of the piston 38 following the ignition of the combustion mixture almost entirely driven out of the housing 35 and takes its way over the nozzle 36 in a Feed line (not shown) leading to the motor. The engine can e.g. B. a Have runners, the piston carries which of the inflowing, expanding Combustion gases are influenced by the rotation of the rotor. That from the engine escaping used propellant enters a drain and then into the open.

Der im Gehäuse 66 in einer Luftkammer eingeschlossene Kolben 75e welcher über einen (nicht gezeichneten) Steuerhebel mit dem Absperrorgan der Wasserleitung 59 Verbindung hat, dient zur Regelung der Menge des Einspritzwassers. Dieser Kolben 75 stellt sich unter dem Einfluß der im Gehäuse 66 vom durchziehenden Gemisch erzeugten Wärme in entsprechende Lage ein, so daß genanntes Absperrorgan mehr oder weniger geöffnet wird. Dadurch wird dem Bedarf entsprechend mehr oder weniger Wasser zur Einspritzung durchgelassen, um ein Treibmittel von wenigstens annähernd gleichem Wärmegrad für den Motor zu haben. Dieser Wärmegrad und mithin die Zusammensetzung des Treibmittels kann durch Verstellen einer die Spannung der Kolbenfeder 76 regelnden Schraubenmutter verändert werden. The piston 75e, which is enclosed in an air chamber in the housing 66 and which is connected to the shut-off element of the water line 59 via a control lever (not shown), is used to regulate the amount of injection water. This piston 75 adjusts itself to the appropriate position under the influence of the heat generated in the housing 66 by the mixture flowing through it, so that said shut-off element is more or less opened. As a result, more or less water is allowed to pass through for injection as required, in order to have a propellant of at least approximately the same degree of heat for the engine. This degree of heat and therefore the composition of the propellant can be changed by adjusting a screw nut regulating the tension of the piston spring 76.

Zwecks Inbetriebsetzung des Motors wird zur Erreichung der erforderlichen Druckverhältnisse das in der Rohrleitung 68 vorgesehene, mit einer Handhabe ausgestattete Absperrorgan zunächst vorübergehend geschlossen.In order to start up the engine is necessary to achieve the Pressure ratios provided in the pipeline 68, equipped with a handle The shut-off device is initially temporarily closed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for generating a gas-vapor mixture for the operation of internal combustion engines, characterized by two pistons (38, 39) movable to and fro, between which compressed air passes, into which fuel is injected, whereupon the combustion mixture is generated by advancing one of these two pistons (38). 38, 39) ignites, as a result of which the second piston (39) temporarily lifts itself from a seat given to it in order to let through the ignited combustion mixture, which later, after a new combustion mixture charge has arisen between the two pistons (38, 39) mentioned, which causes the piston (38) to jump forward again and then flows to the engine through the connection (36). Device according to claim @i, characterized in that of the two pistons (38, 39) receiving the combustion mixture charge between them, the piston (39) temporarily lifted from its seat has a shaft (4o) with chamber (57) in which a Piston (46) is arranged, which has movement connection with the piston (38), which accelerates for the purpose of igniting the combustion mixture charge, in such a way that, after a certain backward movement of the last-mentioned piston (38), it cuts off the supply of the fuel to be injected which passes into its chamber (57), in order to then put the fuel contained in its chamber (57) under pressure and inject it into the compressed air charge after overcoming a shut-off device usually held in the closed position by the compressed air. 3. Apparatus according to claim z, characterized in that the shaft (40) of the piston (39) temporarily lifted from its seat also acts as a piston, so that a differential piston (39, 40) is formed by its second piston (4o) together with the piston (46) guided in this, with its second end regulating the supply of fuel and pressurizing this piston (46), water is injected into the ignited combustion mixture. 4. Apparatus according to claim 3, characterized by one of the fuel mixture, after water has been injected into the same, to flow through housing (66), in which that mixture is given a relatively large impact surface and which housing is a piston changing its position under the influence of heat ( 75), which influences a shut-off device built into the water supply line (59).