-
Brennkraftmaschine für pulverförmige Brennstoffe Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Entfernen der Verbrennungsrückstände und sonstigen festen Verunreinigungen
aus dem Arbeitszylinder und vom Kolben von Brennkraftmaschinen für pulverförmige
Brennstoffe, z. B. Kohlenpulver. Es sind Motoren bekannt, bei denen das Eindringen
und Festsetzen dieser Verunreinigungen und Rückstände durch ein zwischen Kolben
und Zylinderwand eingeführtes Druckmittel verhindert werden soll, welches zwischen
der Zylinderwand und dem Kolben nach dem Verbrennungsraume übertreten und dabei
die Zylinderwände und den Kolben reinigen soll. Die durch das Druckmittel in den
Verbrennungsraum geführten Rückstände würden dann sich selbst überlassen; sie sollten
mit den Abgasen ausgestoßen werden. Die unverbrannten Rückstände bilden aber durch
Mischung mit dem Zylinderschmieröl an der Zylinderfläche eine klebrige Masse, die
sich durch den Auspuff überhaupt nicht entfernen läßt.
-
Man hat auch bereits vorgeschlagen, die Gleitflächen des Kolbens vom
eigentlichen Verbrennungsraume durch ein zwischengeschaltetes Wasserkissen zu trennen,
welches entweder dauernd aufrechterhalten oder nur für die Zeit der Verbrennung
und Expansion erzeugt wird. Das Wasserkissen ist dabei mit Zu- und Ableitungen ausgerüstet,
durch die hindurch die gebrauchte Schutzflüssigkeit abfließen und neue hinzufließen
konnte. Solche Wasserkissen haben den großen Nachteil, daß die Schutzflüssigkeit
in den Verbrennungsraum spritzen und hier die ordnungsmäßige Verbrennung stören
kann.
-
Die Erfindung verzichtet auf ein solches Schutzwasserkissen, überläßt
das Fortschaffen der Verbrennungsrückstände aus dem Zylinder auch nicht mehr ausschließlich
den Abgasen, sondern benutzt dazu ein unmittelbar zwischen die Gleitflächen von
Kolben und Zylinder gepreßtes Spülmittel (vorteilhaft Druckflüssigkeit), welches
die vom Kolben und der Zylinderwand abgespülten Ansetzungen durch Auslässe in der
Kolbenwand oder in der vom Kolben überlaufenen Zylinderwand nach außen abführt,
so daß sie sich im Verbrennungsraume nicht festsetzen können. Sie besteht darin,
daß die Kanäle für die Ein- und Auslässe der umlaufenden Spülmittel im Bereich der
Kolbenringe liegen.
-
Es zeigen Abb. i- und 2 schematische Längsschnitte durch den Zylinder
zweier verschiedener Ausführungsformen von Brennkraftmaschinen für feste pulverförmige
Brennstoffe.
-
Abb. 3 ist ein Querschnitt nach Linie A-B der Abb. i, während die
Abb. q. bis 6 Abwicklungen der Zylinderlauffläche in Höhe dieses Schnittes in drei
verschiedenen Ausführungsformen darstellen.
-
Abb. 7 veranschaulicht im Längsschnitt die Zuführung und Abführung
des Spülmittels durch den Arbeitskolben.
-
Beim Motor der Abb. i besitzt der Arbeitszylinder a der Brennkraftmaschine
in der
`Zähe der unteren Totpunktstellung des Kolbens zwei übereinander
angeordnete Reiben vont Kolben überlaufener Bohrungen b, c. Der obere Kranz b wird
in der unteren Totpunktstellung von dem ihn überlaufenden Kolben freigelegt (Abb.
i, ausgezogene Stellung). Die Bohrungen b münden außerhalb des Zylinders in einen
gemeinsamen Ringkanal d, der durch eine Leitung e nach außen, z. B. in den Auspuff,
führt. Der untere Kranz c bleibt auch in der unteren Totpunktstellung des Kolbens
von diesem überdeckt und mündet in einen außenliegenden Ringkanal f, der mittels
Leitung g unter Einschaltung eines Rückschlagventils h an die Druckseite einer Spülmittelpumpe
i. angeschlossen ist.
-
Wie die Abb. q. zeigt, können die Bohrungen b und c versetzt zueinander
angeordnet sein. Gelangt der Kolben beim Arbeitshube in die untere Totpunktstellang,
so werden infolge Freigabe der Bohrungen b die noch gespannten verbrannten Gase
durch die Bohrungen b nach außen austreten und dabei alle festen Rückstände mitreißen,
die sich .etwa auf dein Kolben oder dem obersten Kolbenringe festgesetzt haben.
Gleichzeitig wird durch die Bohrungen c mittels der Pumpe i ein Spülmittel (Preßluft
oder Druckflüssigkeit;) zwischen Zylinderwand und Kolbenringe gedrückt. Das Spülmittel
bläst oder spült die Kolbenringe aus und entweicht in bei Zweitaktmaschinen bekannter
Weise finit den mitgerissenen festen Verunreinigungen durch die Bohrungen b in den
Auspuff. Ein Austreten des Spülixiittels nach dem freien Zylinderende zu wird durch
die mittels einer großen Anzahl von Kolbenringen geschaffenen Labyrinthdichtung
verhindert.
-
Bei der in A.bb. i dargestellten Ausführungsform wird außerdem der
Eintritt von festen Bestandteilen zwischen die Kolbenringe und das Festsetzen daselbst
durch während der Zündung und Kompression zwischen die obersten Kolbenringe gedrückte
Preßluft nach Möglichkeit erschwert. Zu dem Zweck besitzt der Arbeitszylinder an
seinem oberen Ende einen weiteren Kranz von Bohrungen k. Dieser Bohrungskranz befindet
sich so weit vom Zylinderdeckel entfernt, daß mehrere Kolbenringe sich in der obersten
Totpu.nktstellung des Kolbens über ihm befinden (A.bb. i, punktierte Stellung) Alle
Bohrungen des Kranzes k münden wieder außerhalb des Zylinders a in einen Ringkanal
L, und zwar unter Einschaltung von Rückschlagventilen m. Der Ringkanal 1 steht durch
eine Leitung n mit der Druckseite einer Luftpumpe o in Verbindung.
-
Beim Aufwärtsgange des Kolbens schiebt der oberste Kolbenring die
an der Zylinderwand etwa noch hängen gebliebenen festen Rückstände vor sich her.
Sobald der Kolben die Höhe der Bohrungen k erreicht hat, wird das gesteuerte Ventil
p in der Leitung ir, geöffnet und der von der Pumpe o eintretend hochgespannte Preßluftstrom
bläst nun diese Reste sowie etwa zwischen die obersten Kolbenringe gelangte Teilchen
in den Arbeitszylinder, von wo sie mit den Abgasen entweder durch das norrnale Auslaßventil
oder durch die Bohrungen -b ausgetrieben werden. Bevor der Kolben beim Abwärtsgange
die Bohrungen k wieder freigibt, wird das Ventil p geschlossen.
-
Der Preßluft aus Pumpe o kann vorteilhaft mittels der Pumpe q durch
Kanal r in die Leitung yz. etwas Schmieröl zugesetzt werden, welches die Kolbenringe
des Kolbens kurz vor Beginn der Einblasungg und Zündung des durch die Zerstäuberplatte
s eingeblasenen Kohlenpulvers ölt und ihre Fugen und Hohlräume ausfüllt, so daß
in diese dann um so weniger feste Fremdkörper, z. B. Asche, eintreten. können. Die
Spülmittelpumpen i, q
und o werden auf irgendeine Weise, beispielsweise von
der Steuerwelle der Brennkraftmaschine aus, angetrieben.
-
Die Bohrungen c und b für den Ein- und Austritt des Spülmittels können
übereinander, und zwar zweckmäßig versetzt (Abb. q.), oder auch nebeneinander (Abb.
5), angeordnet sein. In jedem Falle wäscht oder bläst das aus den Bohrungen c tretende
und unter Druck nach den Auslässen b strömende Spülmittel die während des Kolhenhubes
nacheinander über die Bohrungen c und b geführten Kolbenringe von etwaigen festen
Abscheidungen rein.
-
Bei der Ausführungsform nach den Abb. 2 und 6 sind die Auslässe in
der Zylinderwand für die abgespülten Verunreinigungen zu einer fortlaufenden Rinne
t ausgebildet. Die Rinne t ist zweckmäßig zickzackförmig gestaltet und nach außen,
wie Abb. 2 zeigt, finit Gefälle versehen, so daß das in die Rinne t gelangte Spülmittel
mit den Verunreinigungen leicht nach außen abfließt. An den tiefsten Stellen der
Rinne t sind Ableitungskanäle u vorgesehen, die in die Zylinderwand eingebohrt sein
können. Die Zuführung des Spülmittels erfolgt unter Druck durch die Bohrungen v
und w in der Zylinderwand, und zwar durch die Bohrungen v beim Ab.w ärtsgange und
durch die Bohrungen wbeim Aufwärtsgange des Kolbens. Als Spülmittel wird hierbei
zweckmäßig eine Ölemulsion oder 01
verwandt, welches gleichzeitig zur Schmierung
des Kolbens dienen kann. Für jedes Bohrungssystem v und w kann eine gemeinsame Spülmittelpumpe
vorgesehen sein. Es empfiehlt sich aber, um Verstopfungen .der
Bohrungen
v und zu zu vermeiden, für jede Reihe der Löcher v und w eine besondere
Pumpe anzuordnen. Während des Vorbeiganges des Kolbens wirken die Ränder der Rinnet
als Schaber und streifen sämtliche Ansetzungen von den Kolbenringen ab. Das Spülmittel
gelangt mit den mitgeführten Verunreinigungen durch die Kanäle rr in eine gemeinsame
Sammelrinne .i- am unteren Zylinderende, die durch Leitung y entleert wird. An die
Leitung y kann gegebenenfalls eine beliebige Saugvorrichtung angeschlossen werden,
um ein Verstopfen der Rinne t und der Kanäle z, zu verhindern. Bei der Ausführungsform
gemäß Abb. 6 ist eine Auslaßrinne t zwischen zwei seitlichen Einlaßkränzen v, u,
für das Spülmittel angeordnet, durch welch letztere beim Auf- und Abwärtsgange des
Kolbens abwechselnd das Spülmittel gepreßt wird, und zwar durch die Bohrungen v
beim Abwärtsgange und durch die Bohrungen w beim Aufwärtsgange des Kolbens. Die
Einrichtung kann aber auch so getroffen werden, daß ein Kranz von Spülmitteleinlässen
seitlich von zwei Auslaßrinnen umgeben ist, wobei das Spülmittel sowohl beim Kolbenaufwärtsgange
als auch beim -abwärtsgange durch den mittleren Kranz zuströmt. In jedem Falle werden
die Ansetzungen des Kolbens durch das Spülmittel zunächst gelöst und dann durch
die Kanten der Rinne t vom Kolben oder dessen Ringen abgestreift.
-
Es ist selbstverständlich, daß die Öffnungen c und b bzw.
t für Zuführung und Ableitung des Spülmittels statt in der Zylinderwand auch
im Kolben angeordnet sein können, wie Abb.7 beispielsweise schematisch veranschaulicht.
-
Die Erfindung läßt sich sowohl bei Zweitakt- als auch bei Viertaktmaschinen
beliebiger stehender oder liegender Bauart anwenden. Bei Zweitaktmaschinen können
die bekannten Auspuffschlitze im Zylindermantel zugleich als Auslässe für das Spülmittel
und die ausgespülten Rückstände mitbenutzt werden.