-
Treibgaserzeuger mit fliegenden Kolben Die Erfindung bezieht sich
auf Treibgaserzeuger mit fliegenden Kolben, die zur Aufrechterhaltung eines störungsfreien
Laufs bei allen Belastungen zwischen Leerlauf und Vollast mit einem besonderen,
als Ausgleichskissen dienenden Verdichtungsraum versehen sind.
-
Die bisher bekannten Ausgleichskissen waren nur in der Lage, bei Änderungen
des Kolbenhubes die die Kolben in die Zündstellung zurücktreibende Energie innerhalb
der Grenzen zu halten, innerhalb deren diese Energie ausreicht, um einen für die
Zündung des Brennstoffs ausreichenden Verdichtungsenddruck im Brennkraftzylinder
zu erzielen, ohne daß jedoch dabei dieser Enddruck Werte annimmt, bei denen übermäßige
Drücke und Verbrennungstemperaturen, welche zu einer raschen Zerstörung der :Maschine
führen würden, auftreten.' Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht nun darin,
einen störungsfreien, betriebssicheren Lauf nicht nur bei veränderlichen Hublängen
der fliegenden Kolben, sondern auch bei veränderlichen Drücken des erzeugten Treibgases
zu sichern. Die Veränderlichkeit des Treibgasdruckes wirkt in doppelter Beziehung
auf den Betrieb der Maschine ein. Einerseits ändert sich mit der Veränderlichkeit
des Treibgasdruckes ,der Ausstoßdruck der Koinpressorzylinder des Treibgaserzeugers
und somit der Druck der an der Kolbenrückführung beteiligten Luftpolster, die am
Ende eines jeden Arbeitshubes in den Kompressorzylindern zurückbleiben, andererseits
ändert sich aber auch der Gegendruck im Motorzylinder, der j a unmittelbar von dem
Treibgasdruck abhängt.
-
Um nun trotz der Veränderlichkeit des Treibgasdruckes den störungsfreien
Lauf zu sichern, wird der Druckverlauf in den Ausgleichskissen der Veränderlichkeit
der Lieferdrücke des Treibgases angepaßt, derart, daß die Energie der Ausgleichskissen
zusammen mit der Dehnungsarbeit der Verdichterkissen bei allen vorkommenden Lieferdrücken
die zur Durchführung des Betriebs notwendige Verdichtung erzeugt. Die-Abhängigkeit
des Druckverlaufs in den Ausgleichskissen von dem Treibgasdruck läßt sich z. B.
dadurch erreichen, daß das Innere der Ausgleichskissen bei jedem Kolbenhub mindestens
während eines Teiles dieses Hubes mit dem Behälter der Spül- und Ladeluft des Brennkraftteils
in Verbindung gebracht wird.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele
veranschaulicht.
Fig. i zeigt einen Treibgaserzeuger mit fliegenden,
gegenläufigen Stufenkolben. Die eine Seite dieses Triebgaserzeugers ist vollständig
dargestellt. Die Teile i und 3 der beiden Kolbe sind die Treibkolben, die sich in
einem gem , y: Samen Zylinder 15 bewegen, der . mit Einl=7, schlitzen 8 und Auslaßschlitzen
9 versehen ist: Die Kolbenteile 2, 4 sind die Verdichterkolben, die sich in Verdichterzylindern
21, 22 bewegen, welch letztere mit Einlaßventilen 5 und Auslaßventilen 6 versehen
sind.
-
Die in den Verdichterzylindern verdichtete Luft gelangt in einen Behälter
7 und von dort durch einen Wärmeaustauscher 2o in den Treibkolbenzylinder 15, sobald
die Einlaßschlitze 8 freigegeben werden. Die Druckluft tritt, soweit sie nicht in
dem Zylinder 15 als Verbrennungsluft verbleibt, zusammen mit den heißen Verbrennungsgasen
durch die Auslaßschlitze 9 in die Auslaßleitung 16 über, durch die das so gebildete,
aus Druckluft und heißen Verbrennungsgasen bestehende Treibgas einer Verbrauchsstelle
zugeführt wird.
-
Schließlich weist jeder Kolben einen Ansatz ir auf, der mit einem
zusätzlichen Verdichterzylinder io zusammenarbeitet, in welch letzterem sich das
Ausgleichskissen befindet. Die Abmessungen dieses Ausgleichskissen sind derart gewählt,
daß die in ihm während des Arbeitshubes aufgespeicherte Energie zusammen mit der
Energie, die am Ende jedes Arbeitshubes in den Verdichterzylindern 21, 22 verbleibt,
bei allen vorkommenden Hüben ausreicht, um die Kolben i, 2, 3, 4 in diej enige innere
Totpunktstellung zurückzutreiben, bei der im Zylinder 15 die zur Durchführung des
Betriebs notwendige Verdichtung erzeugt wird.
-
Um den störungsfreien Betrieb auch bei verschiedenen Drücken aufrechtzuhalten,
wird das Innere des zusätzlichen Verdichterraums io bei der inneren Totpunktlage
der Kolben 3, 4 und 1,2 mit dem Druckluftbehälter 7 in Verbindung gesetzt, so daß
der Anfangsdruck der Luft in dem Ausgleichskissen gleich dem Förderdruck des Verdichterteils
des Treibgaserzeugers ist. , Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung
unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen dadurch, daß der zusätzliche
Verdichterraum 62, welcher mit dem Kolbenansatz 61 zusammenarbeitet, ständig mit
dem Druckluftbehälter 63 in Verbindung steht, so daß in dem zusätzlichen Verdichterraum
ständig der Druck des Behälters 63 herrscht.
-
Fig.3 veranschaulicht die Anwendung des Erfindungsgedankens auf einen
Treibgaserzeuger mit zweistufiger Luftverdichtung. Bei diesem Treibgaserzeuger sind
der Treibkolbenzylinder mit 28, dessen Ein- und Auslaßschlitze mit 33 und 44 und
die zur Treibgasabführung dienende Leitung mit 43 bezeichnet. In dem Zylinder 28
arbeiten die Treibkolben 25, 45, die mit einem zweistufigen Verdichterkolben 26,
27 verbunden sind. Die in der ersten Verdichterstufe 29 verdichtete Luft gelangt
über einen Zwischen-4-:'hälter 31 in den Hochdruckzylinder 3o der eiten Verdichterstufe.
Von dort gelangt die nach ihrer Verdichtung auf den Enddruck @`in"die zu den Einlaßschlitzen33
des Treibkolbenzylinders führende Leitung 32. Die Leitung 32 steht ständig mit einem
Hohlraum 46 jedes Verdichterkolbens in Verbindung. Dieser Hohlraum 46 bildet das
zusätzliche Ausgleichskissen, in dem also ständig der Druck der zweiten Verdichterstufe
herrscht.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind zwei verschiedene zusätzliche
Ausgleichsverdichter vorgesehen, und zwar arbeitet ein äußerer Ansatz der Verdichterkolben
mit einem zusätzlichen Verdichterraum zusammen, der von den Veränderungen des Treibgasdruckes
unabhängig ist und in dem in bekannter Weise eine ständige Verdichtung und Entspannung
stattfindet. Ein zweiter zusätzlicher Verdiehterraum befindet sich unmittelbar hinter
den Treibkolben 51, 52, die durch je eine Kolbenstange 53, 54 mit dem Verdichterkolben
verbunden sind. Die zusätzlichen Verdichterräume unmittelbar hinter den, Treibkolben
"sind ständig mit. dem Zwischenbehälter 50 in Verbindung, so daß in ihnen ständig
der Druck dieses Zwischenbehälters herrscht, welch letzterer wiederum zusammen mit
dem Treibgasdruck veränderlich ist.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig.5 sind lediglich unmittelbar hinter
den Treibkolben 72, 74, die mit den zugehörigen Verdichterkolben durch Kolbenstangen
70, 71 verbunden sind, Ausgleichskissen vorgesehen. Das Innere dieser Ausgleichskissen
wird bei der inneren Totpunktstellung der Treibkolben 7a, 75, sobald deren Hinterkante
die äußere Kante der Einlaßschlitze 74 oder der Auslaßschlitze 73 überschritten
hat, mit der Spülluftleitung 76 oder der Auslaßleitung für das Treibgas in Verbindung
gesetzt. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, daß der Anfangsdruck in den Verdichterräumen
von dem Druck der Spülluft oder des Treibgases abhängig ist.
-
In allen beschriebenen Fällen wird also dafür gesorgt, daß der Druckverlauf
in den Verdichterkissen oder wenigstens in einem Teil der Verdichterkissen mit dem
Treibgasdruck veränderlich ist, so daß der gleichförmige Lauf nicht nur bei verschiedenen
Kolbenhüben, sondern auch bei verschiedenen- Drücken des erzeugten Treibgases aufrechterhalten
wird.