DE46128C - Neuerungen an Motoren, welche durch Verbrennung von brennbaren Dämpfen oder Gasen Betriebskraft erzeugen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Betriebskraft erzeugen.

Der Cylinderkolben 1, Fig. 4, saugt zunächst bei Beginn des ersten Vorwä'rtsganges, nachdem eine Vorrichtung das Ausströmventil 8 offen läfst, auf dem Kolbenwege c g die Verbrennungsproducte zurück. Dieselben können auch während der Ausströmungsperiode im Cylinder zurückgelassen werden, wenn das Ausströmventil 8 im Punkt b des Kurbelweges geschlossen wird. Sonach öffnet sich das selbstthätige Ventil 9, Fig. 4, und der Kolben saugt auf seinem ferneren Wege d-h atmosphärische Luft allein an, um mit dem im Verbrennungsraum 22 zurückgebliebenen Verbrennungsproducten sich zu vermengen und eine zweite Schicht ttßyi zu bilden. In diesem Ladungsstadium beginnt die Gas- oder Dampfpumpe durch ein Excenter, welches an der Kurbelwelle mit einer Voreilung von 90⁰ angebracht ist, das Gas oder brennbaren Dampf in den Cylinder zu drücken, und indem der Kolben auf dem Wege ο-a die atmosphärische Luft weiter saugt, gelangt auch das Gas durch ein Ventil 23 und den Kanal 4 in den Arbeitszylinder. Die auf diese Art gebildete dritte Schicht γ d ε η enthält brennbares Gas oder Dampf, atmosphärische Luft und etwas von den Verbrennungsrückständen. Diese letzte Schicht γ&εη wird, nachdem jetzt die Saugperiode für die atmosphärische Luft beendet ist, durch weitere Zuströmung von brennbarem Gas oder Dampf allein bereichert, was während der schwächeren Compressionsperiode auf dem Kolbenwege a-f, wo auch der Pumpenkolben seinen Rückgang beendet, durch denselben bewerkstelligt wird.

Es soll nur die Schicht γ & ε η sehr gasreich werden, auch dann, wenn eine um die Hälfte kleinere Menge von brennbarem Gas oder Dampf verwendet wird als jene, welche zur Ladung eines ganzen Cylinderinhaltes verwendet werden müfste.

Die Diagramme Fig. 5 und 6, welche ich an dem Versuchsmotor aufgenommen habe, bestätigen die Richtigkeit des beschriebenen Verfahrens.

Das Diagramm Fig. 5 wurde bei diesem Ladungs- und Verbrennungsverfahren aufgenommen, wo das brennbare Gas durch ein Ventil gleichzeitig mit der atmosphärischen Luft im Wege d-e-a in den Arbeitscylinder vermittelst des Kolbens angesaugt wurde, wobeidie Pumpe aufser Thätigkeit war. Das Diagramm Fig. 6 wurde mit Hinweglassung des Ventils, unter Mitwirkung der Gaspumpe in oben beschriebener Weise aufgenommen. Dieses Diagramm zeigt im Vergleich mit dem in Fig. 5 bei gleicher Compression und kleinerem Gasvolumenverbrauch eine rasche Verbrennung, höheren Maximaldruck, gröfsere Arbeitsfläche des Diagrammes, gröfsere Ausnutzung der Wärme und zuletzt die Ausströmung der Verbrennungsproducte mit einem kleineren Druck.

Der Gaspumpenkolben saugt durch Vermittelung des Gasventils 6, Fig. 2, und das Andrücken der Feder 15, welche von dem Knaggen 14 bei jeder Umdrehung des konischen Zahnrades gehoben wird, um den Gasventilkegel brennbaren Dampf oder Gas in die Pumpe, und nachdem diese Ladung von hier

in den Arbeitscylinder hineingetrieben wurde, saugt der Pumpenkolben bei seinem zweiten Vorwärtsgang durch ein selbsttätiges Ventil 7 atmosphärische Luft ein, welche während der Ausströmungsperiode in den Arbeitscylinder gedruckt wird, um theilweise bei dem Ventil 8 auszuströmen, theilweise jedoch mit den Rückständen im Cylinder zurückzubleiben. Nachdem die Ladung des Arbeitscylinders im Punkt/ des Kurbelweges abgeschlossen wird, comprimirt jetzt der Arbeitskolben die volle Ladung von/ bis c, wo jetzt eine raschere Entzündung (im Diagramm Fig. 6 ersichtlich) erfolgt, sodann die Kraftentwickelung auf dem Wege c-d-e-a₀. Die Ausströmung der Verbrennungsproducte beginnt im Punkt a_a des Kurbelweges, indem das Ventil 8 durch einen Knaggen ι ο und Hebel 11, Fig. 1, gehoben und entweder im Punkt b oder d geschlossen wird.

Die Kraftregulirung wird durch einen gewöhnlichen Kugelregulator in der Weise besorgt, dafs bei einer constanten Umdrehungszahl, welche der Motor zu verrichten hat, die Regulatorkugeln stets in der gleichen Höhe schwingen und die Feder 15 dann immer an dem Knaggen 14 gleitet und das Gasventil 6 öffnet; vergröfsert sich jedoch die Umdrehungszahl des Motors, so steigen die Kugeln aus ihrer normalen Höhe hinauf, heben die Feder 1 5 über den Knaggen 14, und das Gasventil bleibt geschlossen, was so lange andauert, bis der Motor seine normale Umdrehungszahl wieder erreicht hat. Die Regulatorfeder 1 5 wird durch eine Spindel34, welche mit dem Kugelgehäuse 33 verkeilt ist, gehoben und gesenkt. Die Spindel 3 5 hat an jener Stelle, wo der Keil die Spindel 34 mit dem Gehäuse 33 verbindet, einen Schlitz, in welchem der Keil sammt dem Gehäuse 33 und der Spindel 34 sich auf- und abbewegen kann. So oft sich nun die Kugeln heben, drücken die Kugelhebel 36, die in die Spindel eingeschlitzt sind, auf die letztere, und nachdem diese Spindel zwischen dem konischen Rad und seinem Fufslager festgehalten wird, heben sie das Gehäuse 33 und mit ihm die Spindel 34 sammt der Feder 1 5 in die Höhe. Sinken die Kugeln, dann sinkt auch das Gehäuse und mit diesem die Spindel und die Feder.

Die Entzündung des brennbaren Dampfes oder Gases in geschlossenen Cylinderräumen geschieht durch elektrischen Funken auf bekannte Art.

Das Verfahren, aus Flüssigkeiten brennbare Dämpfe zu erzeugen und dieselben den Arbeitscylindern zur Krafterzeugung zuzuführen, wird wie folgt erläutert:

In einem Behälter 16, wohin die aus dem Arbeitscylinder austretenden heifsen Verbrennungsrückstände geleitet werden, befinden sich zwei kupferne Kessel, von denen der cylinderförmige Kessel 12 in Fig. 2 einen zweiten, flügeiförmigen Kessel 13 umfafst. Die an der inneren Seite des Kessels 12 und an der äufseren Seite des Kessels 13 angebrachten kupfernen Streifen 3 haben den Zweck, das Ausstrahlen der von den Kesselwänden aufgenommenen Wärme zu beschleunigen und die aus dem Kessel 13 geschleuderte und zur Verdampfung bestimmte Flüssigkeit zu zerstäuben.

Der Kessel 13, welcher an der Regulatorspindel 35 befestigt ist, rotirt gleichzeitig mit der letzteren und erhält die zum Verdampfen bestimmte Flüssigkeit aus einem Gefäfs 27 durch ein Rohr 28, einen Hahn 2g, den hohlen Raum 19, die Rinne 37 und zuletzt durch die Oeffhungen 21 in sein Inneres, von wo der hier entwickelte Dampf durch die Oeffnungen 38 entweicht und die Flüssigkeit durch die im' wulstförmigen Ring angebrachten Löcher 30 in den Kessel 12 hinuntergetrieben wird, um daselbst in Dampf verwandelt zu werden.

Die Gröfse der beiden Kessel wird so gewählt, dafs die von den Flächen derselben abgegebene Wärmemenge nur jenes Quantum von Flüssigkeit im Zeitraum zwischen zwei nach einander folgenden Ladungsperioden verdampft, welches zur einmaligen Ladung der Arbeitscylinder nöthig ist, und die Spannung der so erzeugten brennbaren Dämpfe 0,25 bis 0,3 Atmosphären nicht übersteigt.

Bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle gelangt je eine Ladung Flüssigkeit in den Kessel 13, wogegen eine zweite Ladung schon als brennbarer Dampf in den oberen Räumen des Kessels 12 zur Füllung der Arbeitscylinder durch das Gasventil 6 und die Pumpe bereit ist.

Die nöthige Wärme in dem Behälter 16 kann auch durch das Einstellen einer brennenden Lampe oder einer anderen, Wärme erzeugenden Vorrichtung in dem Behälter 16 selbst hervorgebracht werden, was namentlich dann nothwendig sein wird, wenn der Motor in Betrieb gesetzt werden soll.

Um eine theilweise Luftleere zu vermeiden, welche in den Kesseln 12 und 13 dann entstehen könnte, wenn die Spindel 35 nicht rasch genug das Einlafsventil 26 öffnen würde oder die Rinnen verstopft wären, wird ein selbstthätiges Federventil 32 angebracht, welches für den Fall einer Verdünnung des Dampfes in den Kesseln den Zutritt der atmosphärischen Luft in dieselben gestattet.

■ Um das beschriebene Verdampfungsverfahren einer Flüssigkeit zur Erzeugung brennbarer Dämpfe mit den jeweiligen Anforderungen der Arbeitscylinder in Einklang zu bringen, d. h. damit der Apparat zur Verdampfung nicht mehr Flüssigkeit erhalte, als zwei nach einander folgende Cylinderladungen an brennbaremDampf nöthig haben, ferner damit der Arbeitscylinder für jede Krafterzeugung durch die Pumpe das nöthige Quantum brennbarer Dämpfe erhalte,

ist bei dem Verdampfungsapparat der Regulator so eingerichtet, dafs, wenn sich beim Kraftüberschufs seine Kugeln aus der normalen Höhe schwingen, gleichzeitig mit dem Absperren der Dampfzuströmung durch das Ventil 6 in die Pumpe und die Arbeitscylinder auch die Zuströmung der Flüssigkeit in den Kessel 13 durch ein Ventil 26, welches an der beweglichen Spindel 34 angebracht ist, absperrt.

Das Verfahren findet seine Anwendung sowohl bei den liegenden, wie auch bei den aufrechtstehenden Motoren, bei Lokomobilen, wie in Fig. 1 dargestellt, bei den Lokomotiven und ganz oder theilweise bei den zur Zeit im Betrieb stehenden Motoren.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Ein durch die Verbrennung brennbarer Dämpfe oder Gase Betriebskraft erzeugender Motor, bei welchem die brennbaren Dämpfe oder Gase mit Hülfe einer direct von der Kurbelwelle des Motors angetriebenen, mit 90 ° Voreilung arbeitenden Pumpe dem Arbeitscylinder in zwei Theilen zugeführt werden und die Ladung des Arbeitscylinders in der Weise vor sich geht, dafs der Arbeitskolben beim Beginn seines ersten Vorwärtsganges zuerst Verbrennungsrückstände allein, sodann bis zur Hälfte des Kolbenweges atmosphärische Luft allein, auf der zweiten Hälfte dieses Kolbenweges die atmosphärische Luft weiter ansaugt, während die Pumpe die Hälfte ihrer Ladung an brennbaren Gasen in den Verbrennungsraum des Arbeitscylinders drückt, dafs ferner bei dem darauf folgenden Rückgang des Kolbens das früher angesaugte Gemenge comprimirt wird und dann die Pumpe die zweite Hälfte ihrer Ladung in den Verbrennungsraum des Arbeitscylinders drückt, worauf bei weiterem Rückgang des Kolbens das gesammte Gemenge comprimirt und entzündet wird.

   Bei dem Motor, Anspruch 1., die Stellung des Knaggens ι ο zum Hebel 11 und zur Kurbelwelle in der Weise, dafs das Ventil 8 entweder vor dem Schlufs des zweiten Kolbenrückganges zur Zeit der Ausströmung der Verbrennungsrückstände oder beim Beginn des ersten Kolbenganges zur Zeit des Ansaugens geschlossen wird.
   Bei dem Motor, Anspruch 1., eine Anordnung zur Erzeugung des für eine einmalige Ladung des Arbeitscylinders nöthigen Quantums an brennbaren Gasen von einem Druck von 0,25 bis 0,3 Atmosphären, bestehend aus einem mit inneren Rippen versehenen feststehenden Heizkessel 12, einem in letzterem hängenden, an der Regulatorspindel 35 des Motors_ befestigten und mit derselben rotirenden Zerstäubungskessel 13, einem auf der Regulatorspindel angeordneten Ventil 26, welches den ZufLufs der zu verdampfenden und in den Kessel 12 eintretenden Flüssigkeit regulirt und einer ebenfalls auf der Regulatorspindel angebrachten Feder 15, welche das Gasausströmungsventil 6 öffnet und schliefst.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.