DE669C - Kraftmaschine, von Verbrennungsprodukten und anderen Gasen betrieben - Google Patents
Kraftmaschine, von Verbrennungsprodukten und anderen Gasen betriebenInfo
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Description
1877.
Klasse 46.
MATTHEW PIERS WATT BOULTON in JEW-PARK, Grafschaft OXFORD (England).
Patentirt im Deutschen Reiche vom 26. Augnst 1877 ab.
Der Erfinder hat in seinen früheren englischen Patenten verschiedene Kraftmaschinen beschrieben,
bei welchen entweder, die Verbrennungsproducte zusammen mit comprimirter Luft, oder
zusammen mit Gasen, die durch Verbrennungshitze erzeugt waren, gebraucht wurden, wobei
der Zweck dieser Mischung von Gasen der war, eine zu grofse Erhitzung der Cylinder und
anderen Theile zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftmaschinen, in welchen dieselbe Wirkungsart angewendet wird, obwohl sie in gewisser
Hinsicht-auch auf Maschinen, die nur mit Verbrennungsproducten
arbeiten, anwendbar ist; hiervon wird aber im Nachfolgenden keine weitere Beschreibung gegeben, weil der Erfinder
es für vortheilhafter erachtet, die erwähnten Gemische von Gasen zu gebrauchen.
Ein Nachtheil der Gaskraftmaschinen besteht in dem Stofs, welchem die Maschine durch die
plötzliche Steigerung des Gasdruckes bei der Entzündung des brennbaren Gasgemenges ausgesetzt
ist. In den vorliegenden Maschinen ist dieser Uebelstand dadurch beseitigt, dafs
zwei verschiedene Cylinder, nämlich ein Ladungsund ein Arbeits-Cylinder angewendet sind. Das
Gasgemenge, wird in den Ladungs - Cylinder eingeführt und entzündet, die erzeugten Verbrennungsgase
werden dann in den Arbeits-Cylinder durch ein Ventil eingelassen, das allmälig
geöffnet wird, so dafs der Druck auf den Kolben allmalig zunimmt.
Ein weiterer Uebelstand bei Heifsluftmaschinen mit geschlossener Feuerung besteht darin, dafs
die zur^ Verbrennung nöthige Luft unter hohem
Druck eingetrieben werden mufs, so dafs der hierzu nöthige Kolben dem Arbeitskolben entgegenwirkt,
und somit einen voluminösen Arbeitscylirider bedingt. Um diesen Uebelstand zu
beseitigen, . ist der Ladungscylinder so eingerichtet, dafs der Druck auf beiden Seiten des
Kolbens stets beinahe gleich ist. Der Erfinder wendet dieses System an, wenn die brennbaren Gase
unter atmosphärischem, oder auch, wenn sie unter höherem Drucke eingeführt werden, wobei
im letzteren Falle einige Abänderungen der Einrichtung stattfinden.
Die vorliegende Maschine kann in Verbindung mit Behältern gebraucht werden, in welchen
sich die brennbaren Gase unter hohem Drucke befinden. So z. B. wendet der Erfinder bei
einer Einrichtung einen Behälter für Luft und einen für Gas unter hohem Druck an und führt
entsprechende Quanta Luft und Gas aus diesen Behältern in den Ladungscylinder der Maschine,
während ein weiterer Theil der Luft aus dem Behälter in den Arbeitscylinder eingeführt wird,
um dort mit den Verbrennungsgasen sich zu mischen und deren Temperatur zu erniedrigen.
Auch wenn die Verbrennungsgase verwendet werden, um Dämpfe zu erzeugen, so benutzt
der Erfinder hierzu Sauerstoff und Brenngas in gehörigen Verhältnissen, aus Behältern entnommen,
in welchen sie unter hohem Druck sich befinden. Diese Anwendung von Behältern mit stark comprimirten Gasen hält der Erfinder
besonders für locomobile Maschinen geeignet. Die Gasgemenge können die brennbaren Stoffe
in gasförmiger oder in fein zertheilter· tropfbarflüssiger Form enthalten. Wenn die erzeugte
Wärme benutzt wird, um Dämpfe zu erzeugen, so können diese Dämpfe von irgend einer
Flüssigkeit herrühren, die hierzu dienlich ist. In Folgendem sind der Einfachheit wegen Gas
und Luft als Bestandtheile des brennbaren Gemenges, und ist Wasser als die Flüssigkeit
vorausgesetzt, aus der die Dämpfe erzeugt werden. Fig. ι ist eine Construction, die anwendbar
ist, wenn Verbrennungsproducte zusammen mit Dämpfen gebraucht werden, die durch deren
Wärme erzeugt worden sind. Die Fig. 1 zeigt einen Verticalschnitt eines Theils der Maschine.
C ist der Arbeitscylinder nebst Kolben, und A der Ladungscylinder mit Kolben P, welcher
durch eine unrunde Scheibe ader sonstigen Mechanismus von der Maschine getrieben wird.
DerCylinder^ hat an den Enden Ventile F'undF2
zum Einlassen der brennbaren Ladung, und nahe an dessen Mitte ist eine Oeffnung u zum Einlassen
der Entzündungsflamme. Diese Oeffnung u hat zu diesem Zwecke irgend welche Einrichtungen
bekannter Art, die nicht auf der Zeichnung angedeutet sind. Von den Enden des Cylinders A
führen Kanäle el und <?2 nach dem Gehäuse
eines Schiebers B, der durch eine unrunde Scheibe oder sonstigen Mechanismus von der
Maschine aus getrieben wird, und die Steuerung der Maschine besorgt. Mit dem Inneren dieses
Gehäuses steht die Ausströmöffnung χ 'in Verbindung, sowie der nach dem Cylinder C
führende Kanal a. Es besteht auch eine Verbindung zwischen dem Kanal α und dem Rohr F,
die durch ein Ventil/ geschlossen wird, welches durch die Maschine bewegt wird. Die Cylinder A
und C sind in einem starken Gehäuse D eingeschlossen, das einen Dampfkessel bildet, und
mit Wasser bis zu einer solchen Höhe gefüllt ist, dafs, während A beständig ganz unter
Wasser liegt, C mehr oder weniger ins Wasser eintauchen kann. Das Rohr F steht oben mit
dem Dampfraume im Kessel D in Verbindung.
Die Wirkung dieser Maschine ist wie folgt: Angenommen, dafs der Ladungskolben P und
der Arbeitskolben beide in der in Fig. ι angedeuteten Stellung sich befinden, und dafs A
eine brennbare Ladung enthält, so ist der Schieber B (hier in seiner mittleren Stellung
gezeichnet) derart bewegt worden, dafs er die Oeffnung e1 zum Theil, e2 und die nach a
führenden Kanäle aber vollständig geöffnet hat, während der Kanal χ geschlossen ist. Die
Ladung in A wird dann entzündet, und die Verbrennungsproducte, die beim Austritt aus e'
einen Widerstand erleiden, strömen nach dem Cylinder C, woselbst sie den Kolben nach links
treiben. Zu gleicher Zeit ist, da eine freie Verbindung zwischen e2 und dem rechten Ende
des Cylinders A besteht, der Druck auf beiden Seiten des Kolbens P beinahe oder ganz gleich.
Wenn der Schieber B weiter nach links bewegt wird, so dafs el weiter geöffnet wird,
strömen die Verbrennungsproducte freier nach C, während sich zugleich deren Druck verringert.
Zugleich mit der Entzündung der Ladung in A wird das Ventil / geöffnet und läfst
Dampf in den Cylinder C einströmen, in welchem er zugleich mit den Verbrennungsproducten wirkt.
Es kann auch die Bewegung des Ventils / derart geschehen, dafs es sich kurze Zeit vor
der Entzündung der Ladung öffnet, so dafs der Arbeitskolben einen Theil seines Hubes durch
den Dampfdruck allein macht, wonach / geschlossen wird; während des übrigen Theils des
Hubes wirken dann die mit dem Dampf gemischten Verbrennungsproducte. Wenn der Arbeitskolben beinahe am Ende seines Hubes
nach links steht, wird der Schieber B nach rechts bewegt, öffnet somit <?2 und stellt eine
Verbindung zwischen der Oeffnung χ und den Oeffnungen e' und α her. Der Arbeitskolben
macht nun seinen Hub nach rechts, und der Kolben P macht zugleich seinen Hub nach
links. Die Gase, die in dem Cylinder C gewirkt haben, und die expandirten Gase in A
entweichen durch die, Oeffnung x, und eine neue Ladung tritt durch das Ventil F2 auf der
rechten Seite des Kolbens P ein. Diese Ladung wird alsdann entzündet, und die Verbrennungsproducte
wirken zugleich mit den Dämpfen auf den Arbeitskolben, wie oben beschrieben, worauf die beiden Kolben einen Hub
ausführen, und die oben beschriebene Wirkung wiederholt wird. Wenn die Maschine doppeltwirkend
sein soll, so werden selbstverständlich die Theile, die bei Fig. ι an einem Ende des
Cylinders C angedeutet sind, an beiden Enden angebracht.
Die brennbare Ladung kann in den Ladungscylinder entweder unter atmosphärischem oder
gröfserem Drucke eingeführt werden. Letzterer kann durch Pumpen hervorgebracht werden,
die von der Maschine getrieben werden. Wenn die Maschine als Locomotive gebaut wird, so
kann die Speisung von Behältern aus geschehen, in welchen das Gemenge oder die Bestandtheile
desselben sich unter hohem Druck befinden. Im letzteren Falle zieht der Erfinder vor, Sauerstoffgas
anstatt Luft zu gebrauchen. Auch wenn das brennbare Gemenge unter hohem Druck in den Ladungscylinder geführt wird,
hält es der Erfinder für passend, die Maschine so einzurichten, dafs der Kolben P stets mit
beinahe gleichem Druck auf beiden Seiten arbeitet. Zu diesem Zweck läfst er, anstatt die
entweichenden Gase durch χ in die freie Luft zu entlassen, diese in einen Behälter eintreten,
in welchem ein Druck herrscht, beinahe gleich dem des brennbaren Gemenges, das in den
Cylinder C eintritt. Dieser Behälter speist einen besonderen Cylinder mit Kolben, worin die
Gase die expandirende Arbeit verrichten und alsdann in die Luft entweichen.
Fig. 2 zeigt einen Längenschnitt, Fig. 2 a einen Querschnitt, und Fig. 2b einen Grundrifs bezw.
Horizontalschnitt einer Maschine, in welcher die Ladungs- und Arbeitscylinder vertical stehend
angeordnet sind. Hier ist A der Ladungscylinder mit Kolben P und einem Schieber V
(Fig. 2) versehen, ähnlich den bei Gaskraftmaschinen gebräuchlichen, zum Einführen und
Entzünden des brennbaren Gemenges. Der obere Theil des Cylinders A steht durch ein
Ventil e und Rohr B (Fig. 2 a) mit dem unteren Theile η in Verbindung, der als Kühlungsraum
dient und einen hin- und hergehenden Verdunstungsrahmen D, einem Kolben ähnlich,
enthält, der in Wasser W taucht. Vom Cylinder A führt ein Kanal E nach dem Gehäuse
eines Schiebers S (Fig. 2b), der die. Oeffnungen zu den beiden Enden des Arbeitscylinders C,
sowie auch die Oeffnung zu dem Entweichungskanal χ abwechselnd schliefst und öffnet Die
Wirkungsweise ist wie folgt: Wenn die Kolben P und c beide am unteren Ende des Hubes sich
befinden, wie in Fig. 2 angedeutet, und der Cylinder A oberhalb P mit brennbarem Gemenge
geladen ist, so wird dieses entzündet, worauf die Verbrennungsproducte durch das
Ventil e und den Kanal B in den Kühlungsraum η treten und dort .durch den Verdunstungsrahmen D emporsteigen, wodurch Dampf erzeugt
wird und die Gase abgekühlt werden. Während der Schieber S allmälig die untere
Oeffnung des Cylinders C aufmacht, treten die
if — ·
mit Dampf vermischten Gase te/denselben ein
und bewegen dessen Kolben c nach oben. Hierdurch wird der Inhalt des Cylinders oberhalb
des Kolbens durch den Kanal χ ausgetrieben. Zu gleicher Zeit macht der Kolben P
ebenfalls seinen Hub nach oben, indem er den Inhalt des Cylinders A oberhalb desselben austreibt,
und der Rahmen D taucht in das Wasser W ein. Gegen Ende des Hubes von c
wird der Schieber S derart bewegt, dafs er die Verbindung des unteren Endes des Cylinders
mit der Ausströmung herstellt. Die Kolben P und c machen alsdann ihren Niedergang, indem
ersterer eine frische Ladung einzieht, während letzterer die gebrauchten Gase austreibt; der
Rahmen, nachdem er genäfst wurde, steigt wieder in die bei Fig. 2 gezeigte Stellung, worauf
die verschiedenen Operationen aufs neue sich vollstrecken.
Die oben beschriebene Construction bleibt im allgemeinen dieselbe, wenn die Verbrennungsproducte,
anstatt Dämpfe zu erzeugen, durch Beimischung von kalter Luft oder sonstigen Gasen gekühlt werden. Die hierzu nöthige
Modification zeigt Fig. 3. In diesem Falle ist der Kessel D (Fig. 1) weggelassen und ein
Ventil '. oder Schieber S angebracht zum Einlassen der Gase nach Entzündung der Ladung
im Cylinder A, an irgend einem beliebigen Punkte des Hubes des Arbeitskolbens.
Wenn die Verbrennungsproducte benutzt werden, um Dampf zu erzeugen, so kann dieser
allein für sich entweder in einem besonderen Cylinder gebraucht werden, oder mit jenen in
demselben Cylinder, indem die Verbrennungsproducte auf der einen Seite des Kolbens, und
die Dämpfe auf der anderen Seite wirken. Diese Wirkungsweise ist vortheilhaft, wenn es
gewünscht wird, den Dampf zu condensiren.
Fig. 4 zeigt eine solche Einrichtung im Verticalschnitt. Bei derselben ist A der Ladungscylinder
mit Kolben P; C ist der Arbeite cylinder mit Differentialkolben B, vertical arbeitend. Der
Ladungskolben P wird von einer Scheibe E bewegt, die auf einer verticalen Welle sitzt,
welche durch ein konisches Getriebe F von der Kurbelwelle mit halber Geschwindigkeit getrieben
wird. Der Schieber S wird auch von einer Scheibe auf der senkrechten Welle bewegt.
Ein besonderer Schieber ί am oberen Ende des Cylinders C wird durch einen Excenter
auf der Kurbelwelle bewegt. Die Wirkungsweise des Ladungscylinders ist in diesem Falle
ähnlich der bei Fig. 1 beschriebenen; die Verbrennungsproducte allein bewegen den Kolben B
nach oben. Der Niedergang des Kolbens wird durch den Dampfdruck bewirkt, der durch den
Schieber ί vom Kessel D eingelassen wird.
Fig. 5 zeigt im Verticalschnitt die Einrichtung einer doppelt wirkenden Maschine mit zwei
Ladungscylindern, deren Kolben direct mit dem Arbeitskolben verbunden sind, und folglich sich
mit demselben bewegen. A1 und A2 sind die
beiden Ladungscylinder, P1 und P2 deren Kolben; C ist der Arbeitscylinder und B dessen
Kolben. Die drei Kolbenstangen sind an einer Traverse E befestigt, so dafs alle Kolben ihre
Hube gleichzeitig ausführen. Der Cylinder A1 hat unten einen Schieber S1, der sich vor einer
Oeffnung bewegt, die in den unteren Theil des Cylinders führt, sowie vor einer anderen Oeffnung,
die in einen Kanal / mündet, welcher durch ein Rohr mit einem ähnlichen Kanal gl am
oberen Ende von C verbunden ist. Ein Kanal αl
am oberen Ende von A1 ist immer in Verbindung mit dem Gehäuse des Schiebers S1 und
dem Kanäle /'. Der Cylinder A2 hat oben
einen Schieber S*, und Kanäle, ähnlich denen,
die sich unten bei A1 befinden; der Kanal/2 steht durch ein Rohr in Verbindung mit dem
Kanäle g2, nahe am unteren Ende des Cylinders
C. Am oberen Ende dieses Cylinders befindet sich ein Schieber T1 über drei Oeffnungen,
wovon eine nach dem oberen Theil von C führt, eine andere nach dem Kanäle g\
der mit /' in Verbindung steht, und die dritte nach dem Kanäle h1 für die Ausströmung. In
gleicher Weise hat das untere Ende von C einen Schieber T2, welcher sich über ähnlichen
Oeffnungen in umgekehrter Stellung befindet. Die verschiedenen Schieber werden von Nuthscheiben
oder sonstigen Mechanismen auf die oben beschriebene Weise bewegt. Die beiden Cylinder A1 A2 und der untere Theil von C
sind in einem starken Behälter D eingeschlossen, der als Dampfkessel dient, und vermittelst einer
Pumpe mit Wasser oder sonstiger Flüssigkeit gespeist wird. A1 A* stehen immer unter
Wasser. Im oberen Theile des Kessels ist Raum für den sich bildenden Dampf. Von diesem Dampfraume gehen Kanäle nach den
Gehäusen der Schieber T 'und T\ Jeder der
Cylinder A1 und A2 ist mit Schiebern oder
Ventilen zum Einlassen und Entzünden der Ladung versehen.
Die Kolben sind in Fig. 5 auf halben Hub des Niedergangs gezeichnet; es werde jedoch
zunächst angenommen, dafs sie am oberen Ende des Hubes seien, ferner, dafs A1 unterhalb
seines Kolbens mit einer brennbaren Gasmischung gefüllt sei, und dafs A 2 und C beide
schon expandirte Gase enthalten, die im Begriff sind, zu entweichen. Der Schieber S1 steigt,
indem er die untere Oeffnung von Al aufmacht,
und T1 geht nieder, indem er ein geringes Quantum Dampf vom Kessel D, der in das
Gehäuse von T1 einströmt, in den Cylinder C über
dessen Kolben einläfst, wodurch der Kolben seinen Niedergang beginnt, und 'T1 steigt. In
diesem Augenblicke oder kurz nachher wird die Ladung in A entzündet, und da eine freie
Verbindung zwischen beiden Enden des Cylinders besteht, so bleibt der Kolben P1 im Gleichgewicht.
Der Schieber T1 steigt und öffnet den Kanal g1 nach dem oberen Ende von C. Die
Verbrennungsproducte in A gelangen durch /' und gl nach dem oberen Ende des Cylinders C,
expandiren dort zusammen mit dem früher ein-
Claims (9)
1. Durch den besonderen Ladungscylinder, in welchem die Entzündung der brennbaren
Ladung geschieht, und in welchem die erzeugten Gase abgekühlt werden, ehe sie in
den Arbeitscylinder eintreten.
2. Die Benutzung eines Ventils oder Schiebers in dem vom Ladungscylinder nach dem
Arbeitscylinder führenden Kanal, wodurch das Ueberströmen der Gase gehemmt wird,
um Stöfse an der Maschine zu vermeiden.
3. Eine solche Einrichtung der Kanäle für die Verbrennungsproducte in Bezug auf den sie
steuernden Schieber, dafs der Druck auf beiden Seiten des Ladungscylinders beinahe
oder ganz gleich ist.
4. Die in Fig. 1 dargestellte Construction der Maschine, anwendbar, wenn die Wärme der
Verbrennung gebraucht wird, um Dämpfe zu erzeugen, die mit den Verbrennungsproducten
zusammengemischt wirken.
5. Die Combination eines Accumulators oder Hochdruck-Behälters mit der Maschine, wie
in Fig. ι dargestellt, wenn die brennbaren Gase unter hohem Druck angewendet werden.
6. Die durch Fig. 2, 2a und 2b angedeutete modificirte Construction, worin die Verbrennungsproducte
abgekühlt werden, indem sie durch einen nassen Verflüchtigungs-Rahmen gehen.
7. Die modificirte Construction, Fig. 3, worin die Verbrennungsproducte durch Luft oder
andere Gase abgekühlt werden.
8. Die in Fig. 4 dargestellte modificirte Construction, anwendbar, wenn die durch die
Abkühlung erzeugten Dämpfe getrennt "von
den Verbrennungsproducten in demselben Cylinder wirken.
9. Die modificirte Construction, Fig. 5, worin die Kolben der Ladungs- und Arbeitscylinder
fest mit einander verbunden sind, so dafs sie ihre Hübe gleichzeitig machen.
Der Erfinder behält sich vor, die Formen
und Dimensionen dieser Maschinen je nach Umständen zu modificiren.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE669T | 1877-08-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE669C true DE669C (de) |
Family
ID=70975563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE000000000669DA Expired - Lifetime DE669C (de) | 1877-08-25 | 1877-08-25 | Kraftmaschine, von Verbrennungsprodukten und anderen Gasen betrieben |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE669C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1043592B (de) * | 1953-03-23 | 1958-11-13 | Hartung Jachmann Ag | Vorrichtung zum Verbohren und Verduebeln geteilter Modelle |
-
1877
- 1877-08-25 DE DE000000000669DA patent/DE669C/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1043592B (de) * | 1953-03-23 | 1958-11-13 | Hartung Jachmann Ag | Vorrichtung zum Verbohren und Verduebeln geteilter Modelle |
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