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Anlage mit mehreren Flugkolbentreibgaserzeugereinheiten zur
S peisung einer gemeinsamen Verbrauchsstelle t) Die Erfindung bezieht sich
auf eine Anlage mit mehreren Flugkolbentreibgaserzeugereinheiten zur Speisung einer
-erneinsamen Verbrauchsstelle.
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Bei den bisherigen Anlagen der genannten Art besteht ein wesentlicher
Nachteil darin, daß in der zu dem Verbraucher führenden Leitung erhebliche Druckschwankun-en
auftreten. die eine Folge der Tatsache sind, daß jede Tr-eibgaserzeugereinheit nur
während eines Teils ihres gesamten Arbeitsspiels Treibgas liefert, während in der
übrigen Zeit die Auslaßöffnungen des Brennkraftzylinders der einzelnen Treibgaserzeugereinheiten
von der zu dem Verbraucher führendefi Leitung abgesperrt sind. Andererseits hat
aber der Verbraucher, der 'beispielsweise aus einer Turbine besteht, häufig einen
gleichbleibenden Treibi-nittelbedarf, so daß die stoßweise Lieferung der Treibgaserzeugereinheiten
störend wirkt.
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Die Ausschaltung oder zum mindesten die Verminderung der Druckschwankungen
in der mehreren Treibgaserzeugereinheiten gemeinsainen Treibgasleitung wird weiterhin
dadurch erschwert, daß es bei Flugkolbentreibgaserzeugern praktisch unmöglich ist,
sie derart zu regeln, daß sie eine bestimmte Hubzahl in der Zeiteinheit eine bestimmte
Zeitlang beibehalten.
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Erfindungsgemäß wird eine wesentliche Verminderung der Druckschwankungen
in flür mehrere Flugkolbentreibgaserzeugereinheiten mit einer gemeinsamen Verbrauchsstelle
verbindenden Treibgasleitung dadurch erreicht, daß einerseits die Flugkolben mindestens
zweier die gemeinsame Verbrauchsstelle versorgender Treibgaserzeugereinheiten miteinander
derart gekuppelt sind, daß der Arbeitshub der Flugkolben der einen Einheit während
des Auflade- und Verdichtungshubes der treibenden Seite der anderen Einheit stattfindet,
und umgekehrt, und andererseits die Atislaßöffnunlyen der Brennkraftzvlinder beider
Treibgaserzeugereinheiten derart angeordnet und gesteuert sind, daß die Verbrauchsstelle'
oder die zu der Verbrauchsstelle führende, an beide Treibgaserzeugereinheiten an-Cleschlossene
Drucksammelleitung ständig mit dein Inneren wenigstens einer der beiden Brennkraftzvlinder
der beiden Einheiten in Verbindung steht.
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Die bei dem Erfindungsgegenstand zwischen den Flugkolben der beiden
Treibgaserzeugereinheiten vorgesehene zwangsläufige Verbindung bewirkt, daß beide
Treibgaserzeugereinheiten, selbst wenn ihre Hubzahlen je iMinute Vera änderlich
sind, mit Bezug aufeinander ständig mit gleicher Hubzahl und mit gleicher Versetzung
arbeiten, ohne daß der Cbarakter der Kolben als Flugkolben. d. h. also als
Kolben unbestimmter Hublänge, beeinträchtigt wird. Die ständig -]eiche Hubzahl der
Flug kolben der miteinander verbundenen Einheiten mit Bezug aufeinander ist eine
wesentliehe Voraussetzung für die Unveränderlichkeit
der erfindungsgemäß
weiterhin vorgesch-lagenen Steuerung der Auslaßöffnungen derBrennkraftzylinder,
derart, daß dieDrucksammelleitung ständig mit dem Inneren eines der Brennkraftzylinder
in Verbindung stelit.
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Es sei darauf hingewiesen, daß eine Anlage bekannt ist, die aus zwei
gegeneinander ver:# setzt arbeitendenFlugkolbentreibgaserzeugern besteht, deren
Flugkolben derart miteinander gekuppelt sind, daß der Arbeitshub der einen Einheit
zwangsläufig den Auflade- und Verdichtungshub der treibenden Seite der anderen Einheit
bewirkt. Hier versorgen aber die beiden Treibgaserzeugereinheiten zwei verschiedene
Verbrauchsstellen, so daß ein Ausgleich der Druckschwankungen von vornherein ausgeschlossen
ist.
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Es ist weiterhin auch bei zwei eine gemeinsame Verbrauchsstelle versorgenden
Treibgaserzeugern mit zwangsläufig gesteuerten und auf einen bestimmten Hub festgelegten
Kolben bekannt, die. Lieferzeiten beider Erzeuger derart zu versetzen, daß immer
die Lieferzeit des einen Treib#gaserzeugers in 'den Zeitabschnitt fällt in
dem der andere nicht liefert. Bei zwangsläufig gesteuerten Kolben bietet die Auf
rechterhaltung einer bestimmten Arbeitsversetzung selbstverständlich keinerlei Schwierigkeiten.
Wesentlich anders ist dies jedoch bei den Treibgaserzeugern mit Flugkolben,
d. h. also mit Kolben unbestimmter Hublänge, auf die allein sich die vorliegende
Erfindung bezieht.
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Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird
jeder der beiden Brennkraftzvlinder mit einem zusätzlichen Auslaßorgan versehen,
das während des Auflade- und Nerdichtungshubes der treibenden Seite der betreffenden
Maschineneinheit bis zum Beginn des Auspuffs der anderen Maschineneinheit oder sogar
noch etwas darüber hinaus offen gehalten wird. -
Die Erfindung ist in der
Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i einen Treibgaserzeuger
gemäß der Erfindung, der aus zwei tandemartig zueinander angeordneten einzelnen
Treibgaserzeugern mit gegenläufigen fliegenden Kolben zusammengesetzt ist.
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Fig. -? veranschaulicht die gegenseitige Lage der Arbeitsschaubilder
der beiden vereinigten Einzeltreibgaserzeuger.
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Die beiden miteinander vereiniggten Treibgaserzeuger besitzen
je einen Brennkraftzvlinder 113, 114, in dem zwei gegenläufige kolben
iog und rii, iio und 112 arbeiten. Die außeren Enden dieser Kolben befinden sich
mit einem scheibenförmigen Teil in Verdichterzylindern 117, 118 und iig, i2o. Der
Kolben iog des einen Treibgaserzeugers ist mit dem Kolben iio des anderen Treibgaserzeugers
durch einen Gestän-erahmen-ii6 ZD verbunden, während die Kolben iii und 112 der
beiden Einzeltreibgaserzeuger durch eine .Stangeii5 starr gekuppelt sind. Die Folge
davon ist, daß eine auswärts gerichtete BewegUhg der Kolben iog, i i i der einen
Maschi--neneinheit zwangsläufig eine einwärts -erichtete Bewegung der beiden Kolben
der anderen Maschineneinheit, und umgekehrt, hervorruft.
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Die in den Verdichterzylindern I 17 bis 120 verdichtete Druckluft
wird in einen Luftbehälter i:2i überführt. Dieser Behälter ist durch Leitungen 121"
an Einlaßschlitze 122 der beiden Brennkraftzylinder 113, 114 angeschlossen.
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Die Brennkraftzylinder i 13, 114 sind mit zwei Reihen von Auslaßschlitzen
versehen. -Die äußere Reihe ist mit 123 und die der Zylindermitte
näherliegende Reihe mit 125 bezeichnet. Die Auslaßschlitze 1,23 stehen unmittelbar
mit einer beiden 'Maschineneinheiten gemeinsamen Drucksammelleitung 124 in Verbindung,
während die Auslaßschlitze i2# an die gleiche Drucksammelleitung 124 über ein Ventil
1--26 angeschlossen sind. Dieses Ventil wird derart gesteuert, daß es wällrend des
Arbeitshubes der Kolben geschlossen gehalten wird, so daß der Auspuff aus dein Brennkraftzylinder
erst beginnt, wenn die Kolben iog, i io die Auslaßschlitze 123 freigeben,
Beim einwärts gerichteten Hub der Kolben ist dagegen das Ventil 126 offen, so daß
sich die Auslaßzeit in den Auflade- und Verdichtungshub der treibenden Seite bis
zur Abdeckung der Schlitze 1:25 erstreckt.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist die
folgende. Es sei angenommen, daß im Zylinder 113 der linken Maschineneinheit
gerade eine Explosion stattgefunden hat, so daß die Kolben iog, i i i auseinanderstreben.
Die Folge davon ist, daß die Kolben i i o, i i -#> einander genähert werden. Die
in den Verdichterzylindern 117, 118 befindliche Luft wird verdichtet und in den
Luftbehälter 121 gefördert, während in die Verdichterzylinder i ig, 12o durch nicht
dargestellte Ventile Frischluft eingesaugt wird.
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Die Druckverhältnisse in den Brennkraftzylindern 113, 114 werden durch
die Fig. -2
veranschaulicht, welche die beiden Schaubilder der beiden Maschineneinheiten
übereinander gezeichnet enthält, und zwar gehört das linke Schaubild zur linken
Maschineneinheit und das rechte Schaubild zur rechten Nifaschineneinheit.
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Im Moment der Verbrennun- im Brennkraftzylinder 113 verläuft
der Druck in diesem Zylinder nach der Linie B-C. Zugleich mit dem auswärts gerichteten
Hub der Kolben i og, i i i entspannt sich dieser Druck nach
der
Linie C-D. Hierbei wird die zur Durchführung der Verdichterarbeit und der Auflade-
und Verdichtungsarbeit im Zylinder 114 notwendige Arbeit geleistet. Während des
Arbeitshubes der Kolben i og, i i i ist das Ventil 126 der linken Maschineneinheit
' geschlosseil, so daß die Tatsache der Freigabe der Schlitze i,2,# bei dem
auswärts "erichteten 1-1.ub des Kolbens iog keinen Einfluß auf den Druckverlauf
C-D hat. Erst wenn der Kolben iog beginnt die Schlitze 123 aufzudecken, was bei
D geschieht, strömen die im Brennkraftzylinder 113 befindlichen heißen
Verbrennungsgase in die Drucksammelleitung 124-el el Diese Verbrennungsgase haben
im Moment ihres Austritts in die Sammelleitung 124 den für die zu erzeugenden Treibgase
gewünschteil Druck. Gleichzeitig mit der Freigabe der Üffnungen 123 gibt auch der
Kolben iii die öffnungen 122 frei, so daß nunmehr die in dem Behälter 121 enthaltene
Luft, deren Druck ebenfalls dem Treibgasdruck entspricht, in den Zylinder
113 einströmen und unter Mitnahme der in dem Zylinder enthaltenen Verbrennungsgase
aus diesem in die Drucksammelleitung 124 überströmen kann, so daß ein aus Verbrennungsgasen
und Druck-Itift bestehendes Treibgasgemisch entsteht.
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Die äußere Endlage der Kolben iog, i i i ist in dem linken Schaubild
der Fig. 2 durch ZD den Punkt E bezeichnet. Nach Erreichung dieser Endlage
nähern sich die Kolben ioo, i i i einander wieder. Der Ausschub des in dein Zylinder
113 befindlichen, unter dem Treib#gasdruck stehenden Gas-Luft-Geinisches 1ihrt aber
nicht in dem Punkt D auf, sondern setzt sich bis zum Punkt A fort,
und zwar be-
ruht dies darauf, daß bei dem einwärts gerichteten Hub der Kolben
iog, iii das Ventil 120 geöffnet ist und infolgedessen der Ausschub erst aufhört,
wenn der Kolben iog die Innenkante der Schlitze 125 überschritten hat. Nunmehr
beginnt im Zylinder I 13 die Auflaclung und Verdichtung im Brenrikraftzyliiider
nach der Linie A-B der Fig. 2.
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Der einwqrts gerichtete Hub der Kolben iog, i i i ist durch die Energie
bewirkt worden, die unterdessen durch die Verbrennung im Brerinkraftzylinder 114
erzeugt wor-(len ist. Der Druckverlauf in dem Jetztgenannteil Zylinder während der
Hübe der Kolben i i o, i 12 ist durch das rechte Schaubild B', C,
D',
E', A' der - Fig. :2 gekennzeichnet. Die Punkte B',
C, D, E', A' entsprechen den Punkteil B, C, D-, E-,
A des linken Schaubildes. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die
Lage der Schlitze 123 und 125 zueinander und die Steuerung der letzteren derartig,
daß der durch den Punkt D' gekennzeichnete Beginn des Auspuffs aus dem Zylinder
114 einsetzt, noch bevor das durch den Punkt A gekennzeichnete Ende des Ausschubs
aus dem Zvlinder 113 beendet worden ist. Entsprechend liegt der Beginn
D des Auspuffs aus dem Zy-
linder 113 vor dem Ende des
Ausschubs A'
aus dem Zylinder 114. Die Folge davon ist, daß die Drucksammelleitung
124 ständig mit dem Inneren mindestens eines der beiden Zylinder 113 oder
114 in Verbindung steht, so daß in die Drucksammelleitung ununterbrochen Treibgas
von annähernd gleichbleibendem Druck hineingefördert werden und daher keinerlei
wesentliche Druckschwankungen in der Drucksammelleitung auftreten können.