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Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine,
bei der das in einem Brennraum zur - Zündung und Verbrennung gebrachte Brennstoffgemisch
auf eine Flüssigkeitsmenge einwirkt, die eine Antriebseinrichtung treibt und die
Verdichtung von in einem anderen Brennraum der Maschine enthaltenden Luft- oder
Brennstoffgemisch bewirkt.
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Brennkraftmaschinen dieser Art sind bereits bekannt. Bei ihnen wirkt
die vom entzündeten Brennstoffgemisch bewegte Flüssigkeitsmenge auf einen Kolben
ein, dessen Bewegung mit Hilfe von Pleuelstangen auf ein Schwungrad übertragen wird,
um die gewünschte Drehbewegung zu erzeugen. Es erfolgt also hier die Umsetzung der
Bewegung der Flüssigkeitsmenge in eine Drehbewegung, wie sie zum Antrieb von Arbeitsmaschinen
benötigt wird, in umständlicher Weise. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird gemäß
der Erfindung vorgeschlagen, die Flüssigkeitsmenge, die innerhalb der Brennkraftmaschine
durch das zur Entzündung und Verbrennung gebrachte Brennstoffgemisch getrieben wird,
in an sich bekannter Weise unmittelbar auf eine Turbine wirken zu lassen, von der
sie in .Gestalt einer Flüssigkeitssäule in einen anderen Brennraum der Maschine
gelangt, von dem sie nach Verdichtung des dort befindlichen Luft- oder Brennstoffgemisches
bei Zündung und Verbrennung desselben wieder in die Flüssigkeitseingangsseite der
Turbine gedrückt wird.
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Wie bereits bemerkt wurde, ist es bekannt, bei Brennkraftmaschinen
der in Frage kommenden Art die durch das Brennstoffgemisch getriebene Flüssigkeitsmenge
unmittelbar auf eine Turbine wirken zu lassen. Bei den bekannten Maschinen fiel
hierbei die mittels
einer Düse auf die Schaufeln der Turbine aufgespritzte
Flüssigkeit in einem Sammelbehälter, von dem die Flüssigkeit mit Hilfe einer besonderen
Pumpeneinrichtung in die unter dem Druck des Brennstoffgemische stehende Düse zurückgepumpt
wurde.
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Die Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung unterscheidet sich von
diesen bekannten Maschinen dadurch, daß die von der Turbine kommende Flüssigkeitsmenge
in Gestalt einer Flüssigkeitssäule in einen benachbarten Brennraum der Maschine
tritt und dort das vorhandene Luft- und Brennstoffgemisch verdichtet. Es kommen
also besondere Einrichtungen zur Rückbewegung der Flüssigkeit aus der Turbine und
zur Verdichtung des Luft-und Brennstoffgemisches in Fortfall, was eine wesentliche
Vereinfachung der Brennkraftmaschine bedeutet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Abb. i eine geschnittene Seitenansicht einer Brennkraftmaschine gemäß
der Erfindung, und zwar beim Verdichten des Luft- oder Brennstoffgemisches, Abb.
2 eine Ansicht im Schnitt nach Linie II-II der Abb. i, Abb. 3 die Brennkraftmaschine
nach Abb. i in einer Stellung am Ende der Expansion des Brennstoffgemisches, Abb.
q. eine der Abb. 3 ähnliche Ansicht der Brennkraftmaschine in einer Stellung, bei
der in den Brennraum Frischluft eingeführt und das verbrauchte Brennstoffgemisch
abgeführt wird. Die Ansicht zeigt den Beginn der Verdichtung des Luft- oder Brennstoffgemisches.
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Zu der Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung gehören meistens zwei
Verbrennungskammern i mit einer Flüssigkeitssäule 2, die jeweils von der einen Verbrennungskammer.
durch eine Leitung 3 den Turbinen q. zuströmt und durch die Ableitung 5 in die andere
Verbrennungskammer gelangt.
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Die Strömungsrichtung der Flüssigkeitssäule wird gesteuert durch Absperrkörper
6 und 7, von denen der Absperrkörper 6 die Bewegung der Flüssigkeitssäule in den
Brennraum der Brennkraftmaschine steuert.
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In Abb. i nimmt die Flüssigkeitssäule 2 ihre höchste Stellung bei
8 ein. In dieser Stellung ist das oberhalb der Flüssigkeitssäule 2 sich befindende
Brennstoffgemisch so hoch verdichtet, daß es zur Verbrennung und Expansion kommt.
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Durch die Expansion wird auf die Flüssigkeitssäule Druck ausgeübt,
der bewirkt, daß der als Rückschlagventil ausgebildete Absperrkörper 7 in Schließstellung
bewegt wird, wie in Abb. 3 dargestellt ist. Das Rückschlagventil 7 nimmt
seinerseits den als Schieber ausgebildeten Absperrkörper 6 mit, der in Öffnungsstellung
bewegt wird (siehe Abb. 3 ) .
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Dadurch strömt die Flüssigkeitssäule 2 durch die Leitung 3 in die
Turbine .I. \"on der Turbine 4. gelangt die Flüssigkeitssäule durch die Leitung
5 in einen benachbarten Brennraum 2, in dem gerade die vorher erfolgte Expansion
des in ihm enthaltenen Brennstoffgemisches beendet worden ist. Hierbei öffnet die
von der Turbine kommende Flüssigkeitssäule das Rückschlagventil 7 (siehe Abb. 4)
der benachbarten Brennkraftmaschine und schließt dabei den Absperrkörper 6 derselben.
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Am Ende der in der Verbrennungskammer i der Abb. i erfolgten Expansion
des Brennstoffgemisches nimmt die Flüssigkeitssäule die in Abb. 3 bei g gezeigte
Stellung ein. An der Verbrennungskammer i befindet sich ein drehbares Ventil io
für die Frischluftzufuhr und ein drehbares Ventil i i für den Auslaß des verbrauchten
Brennstoffgemisches. Die Betätigung dieser Ventile erfolgt durch ein Steuerglied
12. Dieses Steuerglied untersteht einerseits dem Druck in der Verbrennungskammer
bei 13 und anderseits dem Druck einer Feder 14..
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Bei der Expansion des Brennstoffgemisches wird das Steuerglied 12
aus der in Abb. i gezeigten Lage in die in Abb. 3 gezeigte Stellung bewegt, ohne
dabei jedoch mittels seiner Klinken 15 auf mit den Ventilen io und ii verbundene
Sperrzahnräder 16 und 17 einzuwirken. Dies geschieht erst dann, wenn .der Expansionsdruck
in der Verbrennungskammer i am Ende der Expansion nachläßt. Dann bewegt sich nämlich
das Steuerglied 12 unter dem Druck der Feder 14 aus der in Abb.3 gezeigten Lage
in die in Abb. i ersichtliche Stellung, wobei das Steuerglied 12 mit Hilfe seiner
Klinken 15 auf die Sperrzähne der Räder 16, 17 einwirkt und dadurch die drehbaren
Ventile bewegt, wodurch vorübergehend die Frischluftzuleitung 18 und die Auspuffleitung
ig mit dem Verbrennungsraum 2 verbunden werden (siehe Abb. 4).
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Dadurch strömt Frischluft in die Verbrennungskammer i und drückt das
verbrauchte Brennstoffgemisch durch das drehbare Ventil ii und die Leitung ig aus
der Kammer i hinaus.
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Wenn das Steuerglied 12 in die aus Abb. i ersichtliche Stellung zurückgelangt
ist, sind die drehbaren Ventile io und i i wieder in die Schließstellung zurückbewegt.
Die Flüssigkeitssäule 2 verdichtet dann das in der Verbrennungskammer i enthaltene
Frischluft-Dder Brennstoffgemisch. Am Ende der Verdichtung (siehe Abb. i) erfolgt
dann wieder die Verbrennung und Expansion des Brennstoffgemisches,
und
der eben beschriebene Zweitaktarbeitsgang der Brennkraftmaschine wiederholt sich.
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Die Flüssigkeitssäule 2 kann aus Brennstoffflüssigkeit bestehen. In
diesem Falle verdunstet an dem .dem Verbrennungsraum zugewandten Flüssigkeitsspiegel
sowie Brennstoff infolge der im Brennraum herrschenden hohen Temperatur, daß das
für eine richtige Verbrennung benötigte Brennstoffgemisch sich im Brennraum bildet.
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Die Flüssigkeitssäule 2 kann aber auch aus nicht brennbarer Flüssigkeit
bestehen. In diesem Fall kann flüssiger Brennstoff in hoch verdichtete Luftmenge
mit Hilfe einer Einspritzvorrichtung 2o eingespritzt werden. Die Verbrennung erfolgt
dann entweder selbsttätig durch den hohen Druck und die hohe Wärme der verdichteten
Luft oder mit Hilfe einer Fremdzündung (Kerzen 21).
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In dem Fall, wo die Flüssigkeitssäule aus flüssigem Brennstoff besteht,
sinkt durch die Vergasung und Verbrennung der Flüssigkeit der Druck der Flüssigkeitssäule
in der Maschine. Um diese Druckverminderung auszugleichen, ist ein Ventil 21 vorgesehen,
das unter dem Druck einer einstellbaren Feder 2ä steht. Bei Unterschreitung eines
bestimmten Mindestdrucks bewegt sich das Ventil ei aus der in Abb. 3 gezeigten Lage
in die in Abb. 4 dargestellte Stellung. Dadurch strömt Brennstoffflüssigkeit aus
dem Druckkessel 23 durch die Leitung 24 zu der in der Brennkraftmaschine sich befindenden
Flüssigkeitssäule, bis diese wieder den notwendigen Druck hat.
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Ein Sicherungsventil 25 sorgt dafür, daß der Druck der Brennstoffflüssigkeit
eine bestimmte Höhe nicht übersteigt, und leitet überschüssiges Öl zum Öltank zurück,
der nicht dargestellt ist. Eine Ölpumpe 26 saugt den flüssigen Brennstoff aus dem
Öltank und befördert ihn durch die Leitung 27 in den Druckkessel 23.
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Die obere Hälfte 28 des Druckkessels dient zur Aufnahme von
unter Druck stehender Frischluft. Diese Frischluft wird durch das Filter 29 mit
Hilfe einer Luftpumpe 3o angesaugt und durch eine Leitung 31 in den Teil 28 des
Druckkessels gefördert. Ein Sicherungsventil 32 sorgt dafür, daß der gewünschte
Druck der Luft, der etwas geringer ist als der Entzündungsdruck, innerhalb der Verbrennungskammer
nicht überschritten wird.
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Die Öl- und die Luftpumpe 26 bzw. 30 werden beim Anfahren der Brennkraftmaschine
vorzugsweise elektrisch betrieben und bei laufenden Turbinen selbsttätig mit diesen
gekuppelt.
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Um die Geschwindigkeit der Turbinen regeln zu können, sind diese-in
drei Einheiten 33, 34, 35 bzw. 36, 37, 38 unterteilt. Je nachdem, ob eine langsamere
oder schnellere Geschwindigkeit der Turbinen erwünscht ist, wird die Flüssigkeit
entweder den Turbinen 33 und 36 oder 34 und 37 oder 35 und 38 zugeleitet, und zwar
mit Hilfe von Verteilern 39, 40, die mit Hilfe eines Handrades 41 einstellbar und
mittels Zahnrädern 42, 43 gekuppelt sind.
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Mit Hilfe dieser Verteiler läßt sich auch ein Leerlauf der Brennkraftmaschine
einstellen. Hierbei werden die Verteiler 39, 40 so eingestellt, daß die Flüssigkeit
durch die Leitungsrohre q.q., .I5, ohne über die Turbine zu gehen, durch die Öffnung
d.6 in den benachbarten Brennraum geleitet wird.
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In dem Falle, wo die Flüssigkeitssäule 2 aus nicht brennbarer Flüssigkeit
besteht, kann es mitunter zweckmäßig sein, zwischen Brennraum und Flüssigkeitssäule
einen auf der Flüssigkeitssäule ruhenden Kolben anzuordnen. ,