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Verfahren zur Einführung pulverförmiger Brennstoffe in Verbrennungskraftmaschinen
Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Eintragung fester Körper in unter Druck
stehende Reaktionsgefäße, gemäß dem man die festen Körper in körniger oder fein
gepulverter Form durch ein nach dem Druckraum offenes zylindrisches oder konisches
Rohr einpreßt, derart, daß die Substanz selbst die Abdichtung übernimmt.
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Es wurde nun gefunden, daß sich dieses Verfahren auch für die Einführung
pulverförmiger Brennstoffe in Verbrennungskraftmaschinen erfolgreich anwenden läßt.
Damit fallen die bisherigen, teilweise sehr komplizierten, stets einem mehr oder
minder großen Verschleiß unterworfenen Abschlußorgane für pulverförmige Brennstoffe
weg.
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So ist es beispielsweise bekannt, eine Verbrennungskraftmaschine für
feste Brennstoffe in der Weise zu betreiben, daß die Zuführung des Brennstoffes
durch hubweise Verschiebung zweier oder mehrerer, in einer zwei-oder mehrfach rechtwinklig
abgesetzten, fortlaufenden Leitung hintereinander angeordneter Kolben erfolgt. Während
bei dein vorliegenden Verfahren die Abdichtung nur durch den Sabstanzpfropfen erfolgt,
dienen dort mehrere Kolben zur Abdichtung. Die Bildung eines festen, zur Dichtung
genügenden Pfropfens wird dort nicht beabsichtigt und auch nicht erreicht, denn
am Ende der Zuführungsleitung sind besondere Vorrichtungen vorgesehen, die verhindern
sollen, daß bei dem Vorschieben des Brennstoffstranges durch den letzten vor dein
Vergasungsraum befindlichen Kolben ein größerer Teil, als zur Verbrennung benötigt
ist, von selbst nachrutscht und in den Vergasungsraum übertritt. Bei einem festen
Pfropfen, der die Abdichtung selbst bewirkt, kommen derartige Erscheinungen nicht
in Betracht.
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Gemäß der Erfindung wird z. B. Kohlenstaub, etwa solcher mit io bis
15 °lo Wasser, in einem zylindrischen oder konischen Rohr mittels eines Kolbens
gegen die unter hohem Druck stehenden Gase gepreßt. Dabei backt der Kohlenstaub
zusammen und bildet bei genügendem Nachpressen weiteren Materials einen Pfropfen,
der gegen den Gasdruck abdichtet und beim teilweisen Herausschieben aus dem zylindrischen
oder konischen Rohr abbröckelt. Der Pfropfen kann entweder gegen die hochgespannten
Einblasegase oder auch während des Kompressions- und Expansionshubes gegen die gespannten
Zylindergase
geschoben werden, und zwar unmittelbar in- den Verbrennungsraum
oder in eine diesem vorgelagerte Kammer. Das aus dem Dichtungsrohr vorgeschobene
und abgebröckelte Stück zerfällt zum Teil schon unter dem Einfluß der heißen, strömenden
Gase, oder es kann vollends durch den zweckmäßig auf ihn gerichteten Strahl des
Einblasegases zerblasen werden, wobei sich ein zündfähiges Staub-Luft-Gemisch bildet.
Dieses Gemisch kann jedoch auch ohne Mitwirkung des Einblasegases hergestellt werden,.
indem man durch entsprechende Strömung der gespannten Verbrennungsluft die Zerstäubung
des Pfropfens bewirkt. Unter Umständen können auch mechanische Auflockerungsvorrichtungen
vorgesehen werden.
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Die Regelung der Brennstoffmenge kann nach bekannten Verfahren, z.
B. durch veränderlichen Hub des Brennstoffkolbens, erfolgen. Länge und Weite des
zylindrischen oder konischen Rohres sind der pro Verbrennungshub geforderten kleinsten
und größten Brennstoffmenge, dem Gegendruck und der Brennstoffart sinngemäß anzupassen.
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Das Verfahren ist nicht nur bei der Verwendung von Kohlenstaub anwendbar,
sondern es kann bei beliebigen staubförmigen Stoffen sowie für alle Arten von Brennkraftmaschinen
benutzt werden. Unter Umständen ist es vorteilhaft, die Brennstoffe einer im Hauptpatent
angegebenen vorbereitenden Behandlung zu unterwerfen.
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An Hand einiger durch die Zeichnungen erläuterter Beispiele werden
verschiedene Möglichkeiten der Ausführung des Verfahrens veranschaulicht.
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Fig. i ist ein Längsschnitt durch den Zylinder einer Dieselmaschine.
i ist der Arbeitskolben, 2 der Zylinder mit Zylinderkopf. Der staubförmige Brennstoff
fällt aus dem Behälter oder der Leitung 3 vor den Stempel q. der Brennstoffpumpe.
Der Stempel wird z. B. von einem Nocken 5 aus angetrieben, der auf der Steuerwelle
oder einer Zwischenwelle sitzt. Beim Vorschieben des Stempels 4. wird der Staub
zusammengepreßt und bildet in dem Rohr einen Pfropfen 6, der gegen den Zylinderdruck
abdichtet. Durch weiteres Vorschieben des Stempels q. wird ein Stück des Pfropfens
vor die Öffnung der Einblasenadel7 geschoben, und zwar in diesem Falle kurz vor
und während des Öffnens der Nadel. Das hochgespannte Einblasegas zerstäubt den eingeschobenen
Teil des Pfropfens und bläst den Brennstoff in den Verbrennungsraum 8, wo er verbrennt.
Der Stempel q. läuft nun wieder zurück und schiebt bis zum nächsten Verbrennungshub
neuen Brennstoff vor. Die Regelung der Menge des zu fördernden Brennstoffes erfolgt
in bekannter Weise durch veränderlichen Hub des Stempels. 9 gibt das Auslaßventil
an, ihm gegenüber liegt das Einlaßventil.
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Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3 ist vor dem Verbrennungsraum
eine kleine Kammer i i angeordnet, in welche der Brennstoffpfropfen schon zu Beginn
des Kompressionshubes eingeführt und gelagert wird. Die Zuführung des Eiriblasegases
erfolgt zweckmäßig tangential, um eine gute Zerstäubung des Pfropfens zu erreichen.
9 und io sind Aus- und Einlaßventile.
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Gemäß den Fig. q. und 5 wird der Brennstoff in einen Raum 12 gefördert,
der dauernd unter dem Druck des -Einblasegases steht. Die Förderung des Pfropfens
in den Raum i2 kann zu einem beliebigen Zeitpunkt zwischen zwei Hüben des Einblasegasventils
7 erfolgen. Beim Öffnen des Ventils 7 wird der vorragende Teil des Brennstoffpfropfens
von dem aus dem Zuführungskanal 13 herausströmenden Gas vollends abgerissen und
zerstäubt und gelangt mit dem Einblasegas gemischt in den Verbrennungsraum B.
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Eine Ausbildung des Verfahrens für eine Vorkammermaschine zeigen die
Fig. 6 und 7. Der Brennstoffpfropfen wird während des Kompressionshubes am Verbindungskanal
zwischen Vorkammer 14 und Hauptverbrennungsraum 8 eingeführt. Durch die während
des Kompressionshubes zur Vorkammer gerichtete Strömung der Verbrennungsluft wird
der vorgeschobene Teil des Brennstoffpfropfens abgerissen und in der Vorkammer zerstäubt
und gegebenenfalls schon dort gezündet.