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Vorrichtung zum Zuführen staubförmigen Brennstoffes zum vörkammerartigen
Vorraum ' einer Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum -Zuführen staubförmigen festen Brennstoffes-zu einem mit dem Arbeitszylinder
über Einen Kanal in Verbindung stehenden vorkammerart-igen Vorraum einer luftverdichtenden
Brennkraftmaschine.
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. Im allgemeinen erfolgt das- Zuführen -der staubförmigen Brennstoffe
in den: Vorraum des Arbeitszylinders während des Saughubes, indem das während dieses
Hubes vorhandene Druelcgefälle zwischen- - der Außenluft- und dem Zylinderraum ausgenutzt
wird. Hierbei besteht die Gefahr, da.ß der Brennstaub schön vorzeitig in den -Zylinder
gelangt und sich an den geschmierten Zylinderwänden absetzt: Um dies zu vermeiden,
hat man bisher teilweise sehr, umständliche- Mittel anwenden müssen. - Gemäß der
Erfindung wird das vorzeitige Einfallen von Staub in den Zylinderraum dadurch vermieden,
daß die -Aufladung des Vorraumes mit Staub erst dann erfolgt; wenn mit Sicherheit
eine Strömung vom Zylinder zürn Vorraum hin vorhanden ist. Aus diesem Grunde wird
der Brennstoff von der beim Verdichtungshub in, den Vorraum einströmenden Verdichtungsluft
auf dem Wege zum Vorraum eingesaugt.- -Da während des ganzen Verdichtungshubes der.
Druck im Zylinderraum größer ist als im Vorraum, kann also der Staub -nicht mehr
vorzeitig ausfallen. .
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Es bedeutet an sich nichts Neues, Brennstoff durch die in eine Nebenkammer
strömende Verdichtungsluft in diese Kammer zu befördern, . Diese Maßnahme-hat- aber-
bisher
nur bei Brennkraftmaschinen# für flüssige Brennstoffe Anwendung
gefunden, bei. denen die eingangs geschilderten Schwierigkeiten der Brennstaubeinlagerüng
ohnehin nicht auftreten können. Bei einer bekannten Maschine dieser Art wird der
flüssige Brennstoff in eine kleine offene Mulde eingebracht, die in dem Verbindungskanal
zwischen dem Brennraum und der Nebenkammer liegt. Aus dieser Mulde nimmt die Verdichtungsluft
beim Überströmen in die Nebenkammer- einen Teil des Brennstoffes mit. Der Brennstoff
wird während des. Saughubes in die .Mulde eingebracht. Schon aus diesem Grunde muß
die bekannte Maschine für die Verwendung von Brennstaub ausscheiden, der. nämlich
unter diesen Umständen leicht schon während des- Saughubes - nr---den- Zylinder
-gelangen könnte. Würde man aber versuchen; den Brennstaub während des Verdichtungshubes
in die Mulde einzuführen, ergäben sich weitere Schwierigkeiten,. da der Staub sich
nicht ohne weiteres durch Druckleitungen befördern läßt.
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Bei einer anderen bekannten Brennkraftmaschine für flüssige Brennstoffe
wird der Brennstoff während des Verdichtungshubes mittels einer Pumpe in der Nähe
der Einmündung des Verbindungskanals in die Vorkammer seitlich eingeführt. Auch
für diese Maschine scheidet die Verwendung von staubförmigen festen Brennstoffen
aus, denn es ist nicht möglich, den Staub ähnlich wie einen flüssigen Brennstoff
mittels einer Druckpumpe in dieVorkammer einzuspritzen.
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Schließlich ist noch ein Ladeverfahren für Vorkammerbrennkraftmaschinen
bekanntgeworden, bei dem ein Brennstoff-Luft-Gemisch in eine im Nebenschluß zum
Vorkammerhals angeordnete Gemischkammer eingelagert und durch einen Feil der Verdichtungsluft
in die Vorkammer getrieben wird. Dies geschieht am Ende des Verdichtungshubes, so
daß keine genügende Zeit mehr zu einer innigen Durchmischtxng mit der Verbrennungsluft
vorhanden ist. Da die Gemischkammer eine unmittelbare Verbindung mit dem Zylinderraum
besitzt, würde etwa in die Gemischkammer im Saughub des Motorkolbens eingebrachter
Brennstaub vorzeitig ausfallen; eine Einspritzung des Brennstaubes in die Gemischkammer
während des Verdichtungshubes des Motorkolbens ist aber nicht möglich.
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Es ist auch für die Zuführung ,von staubförmigem Brennstoff zum Arbeitsraum
einer Brennkraftmaschine- nicht mehr neu, einen Teil abgetrennter verdichteter Luft
des Arbeitszylinders zu benutzen. In diesem bekannten Falle ist jedoch dieAnordnung
eines besonderen. gesteuerten Schiebers erforderlich, der die Verbindung zwischen
dem Vorrauen. für den Brennstaub und dem Arbeitszylinder steuert und im Betriebe
leicht zu Beanstandungen Anlaß gibt.
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Erfindungsgemäß sind in der Wandung des Verbindungskanals zwischen
Arbeitszylinderraum und Vorraum eine oder mehrere in Richtung zum Vorraum in den
Verbindungskanal mündende Bohrungen angeordnet, die mit ihrem anderen Ende in einen
gemeinsamen, den Verbindungskanal ringförmig umgebenden Ringraum münden, der seinerseits
über ein gesteuertes Absperrventil mit einem Staub- oder Staubluftgemischvorratsraum
in Verbindung steht. Sobald die Verdichtungsluft durch den Verbindungskanal hindurchströmfi;
wird das Ventil zu dem Vorratsraum geöffnet, und die strömende Verdichtungsluft
saugt :durch die @Öffn=gen eine bestimmte Menge Staub oder Staub-Luft-Gemisch aus
dem Vorratsraum heraus, um sie zum Vorraum zu befördern. Besondere Vorrichtungen
zur Förderung des Staubes zum Vorraum sind also bei dieser Anordnung erspart worden.
Es wird in günstiger Weise der ohnehin vorhandene Strom der Verdichtungsluft zur
Förderung des Brennstoffes ausgenutzt; die Einblasung des Staubes in den Vorraum
erfolgt auf kürzestem Weg.
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In der Zeichnung ist ein Ausfühfungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. i ist der von dem Kolben 2 abgeschlossene Zylinderraum, g ist der vorkammerartige
Vorraum, der unter Umständen durch ein gesteuertes Ventil q. von dem Zylinderraum
i zeitweise abgeschlossen werden kann. Das Ventil q. wird: dann im Takte der Maschine
gesteuert und während des Verdichtungshubes z. B. erst dann geöffnet, wenn ein bestimmter
Druck in dem Zylinderraum i erreicht ist. Im Hals 5 des Vorraumes sind z. B. mehrere
Kanäle 6 angeordnet, die mit einem um den Vorraumhals 5 herumgeführten Ringkanal
7 in Verbindung stehen. Die Richtung der Kanäle 6 geht zweckmäßig von dem Ringkanal
7 zum Vorraumhäls 5 hin, weil dort während des Verdichtungshubes der größte Unterdruck
herrscht. Der Ringkanal 7 ist über ein gesteuertes Ventil 8 mit einem Raum 9-verbunden,
in dem auf beliebige Weise ein Staub-Luft-Gemisch erzeugt wird. Vorschläge zur Erzeugung
eines Staub-Luft-Gemisches in einer solchen Kammer sind bereits vorhanden. Das Ventil
8 ist im Takte der Maschine gesteuert, z. B. über einen Steuerhebel io. Der Gang
der Maschine kann durch das Ventil 8 geregelt werden, das z. B. in seiner Hubhöhe
von einem Drehzahlregler der Maschine eingestellt werden kann. Beim Betrieb einer
Brennkraftmaschine mit der -erfindungsgemäßen -Vorrichtung wird etwa folgendermaßen
verfahren: Die Verbrennungsluft
wird in dem Zylinderraum i bis
auf etwa 3. atü verdichtet. Dann. wird das Ventil q. geöffnet, wonach ein Luftstrom
finit hoher Geschwindigkeit an den Düsenöffnungen der Kanäle 6 vorbei nach dem Vorraum
3 strömt. Durch diesen Luftstrom wird ein bestimmter Teil des Brennstäub-Luft-Gemisches
nach Öffnung des Ventils 8 aus dem Raum 9 durch den Ringkanal 7 hindurch mitgerissen.
Da während der Strömung vom Zylinder i -zum Vorraum 3 das Ventil 8 bereits geschlossen
wird, so wird der Ringkanal 7 noch vor Beendigung des Verdichtungshubes staubfrei.
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An Stelle eines Staub-Luft-Gemisches kann auch reiner Staub durch
die strömende Verdichtungsluft angesaugt werden. Baulich sind selbstverständlich
viele, Lösungen des Erfindungsgedankens möglich. Das Ventil 8 könnte -z. B. durch
einen die Öffnungen. 6 gegen den V orraumhals 5 absperrenden Ringschieber ersetzt
werden, ohne etwa die Erfindung zu verlassen. Außerdem ist es auch nicht unbedingt
erforderlich, die Strömung in den Vorraum vom Zylinderraum durch ein Ventil zu steuern,
da je nach Wahl des -Querschnittes des Halses die Strömung mehr oder weniger stark
hervorgerufen werden kann.