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Brennkraftkolbenmaschine Bei dem Gegenstand des Patents
716 775
handelt es sich um eine bei luftverdichtenden Brennkraftmaschinen
für pulverförmigen, festen. Brennstoff in Bewegung gesetzte mechanische Wirbelvorrichtung,
durch die eine Durchwirbelung des pulverförmigen, festen Brennstoffes bzw. eines
Brennstoff-Luft-Gemisches mit der heißen Verbrennungsluft herbeigeführt und dieZündung
eingeleitet wird.
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Es wurde nun gefunden, daß eine solche Wirbelvorrichtung auch für
andere Brennstoffe mit Vorteil verwendet werden und bei Brennkraftmaschinen, die'
mit einer Glühkammer oder mit einem Glühkopf arbeiten, besonders angebracht sein
kann. Durch die Wirbelvorrichtung, besonders wenn sie' als Kolben in einem Hilfsraum
geführt wird, werden nämlich alle Voraussetzungen, für den raschen Ablauf der gegenseitigen
Einwirkungen von Brennstoff und Luft auch in bezug auf die Durchdringung des Brennstoffes
mit Luft in idealer Weise erfüllt und damit die Zündung und die Verbrennung verbessert.
Die Einrichtung erlaubt aber auch, daß das gut vorbereitete Brennstoff-Luft-Gemisch,
z. B. wie lenie drehende, zylindrische Saule, selbst in den heißen Verbrennungsluftkern
einer Glühkammer oder eines Glühkopfes in einem gewünschten Zeitpunkt eingewirbelt
wird, ohne daß dabei unverbrannter Brennstoff an die heißen Glühwände gelangt, -was
deren betriebssichere Verwendung ergibt.
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Die Erfindung besteht nunmehr in der Anwendung der zum Zündzeitpunkt
in Bewegung gesetzten mechanischen Wirbelvorrichtung im Brennraum nach Patent 716
775 bei ,einer Brennkraftmaschine für pulverförn-ligem,
festem
Brennstoff, ferner für Verbindungen von staubförmigem, festem Brennstoff mit Ülen
und anderen brennbaren Stoffen sowie für Schweröle mit einer Glühkammer oder einem
Glühkopf unter Anordnung der Wirbelvorrichtung entweder innerhalb der Glühkammer
bzw. unter Einführung in diese oder außerhalb des Glühkopfes bzw. unter Führung
in Richtung auf dessen Eintrittsöffnung.
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An sich ist die Verwendung von Glühköpfen bei Staubmotoren bekannt.
Nach einem bekannten, Vorschlag wird der Brennstaub unmittelbar in den Glühkopf
eingeführt und stets durch Zündöl gezündet. Die für eine gute Verbrennung notwendige
Durchwirbelung tritt dabei erst durch die Einführung des Zündöles bzw. durch die
Zündung selbst ein. Dabei ist nachteilig, daß unverbrannter Brennstoff leicht an
die heißen Wände geschleudert wird und festbrennt und eine Pumpe für das Zündöl
gebraucht wird, wodurch die Maschine und der Betrieb umständlich werden. Bei einer
anderen ebenfalls be-
kannten Anordnung wird der Brennstaub unmittelbar in
den seitlich liegenden Brennrauni so eingeführt, daß er sich auf den die eine Wand
desselben bildenden Glührost ablagern und so vorbereiten soll, daß er selbst zündet.
Hier wirkt nachteilig der Umstand, daß eine besondere Vorrichtung für die Einleitung
der Zündung und damit die Beherrschung des Verbrennungsvorganges fehlt und daß der
Brennstaub ebenfalls sehr leicht an den Wandungen und auf dem Glührost festbrennen
kann.
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Diese Nachteile werden gemäß vorliegender Erfindung vermieden und
die Zündung der genannten Brennstoffe in einern gewünschten Zeitpunkt sichergestellt.
Dadurch wird die für feste Brennstoffe sehr schwierige Regelung bei -wechselnder
Belastung und beim Leerlauf betriebssicher erreicht, zumal die Erreichung der Zündtiernperatur
stets sichergestellt ist. Die geringe Verdichtung und einfache Bauart einer Maschine
gemäß der Erfindung ergibt aber weiter eine sehr günstige Brennraumgestaltung und
einen großen, heißen Luftkern, in dem die Durchwirbelung des Brennstoffes wirkungsvoll
durchgeführt -werden kann. Bei Maschinen, die nach der Erfindung arbeiten, kann
sehr vorteilhaft ein Kolben, verwendet werden, der vor den Kolbenringen einen längeren,
frei laufenden Kolbenansatz besitzt oder der plungerartig abgedichtet wird, wobei
das Luftgewicht des so vor und nach der Zündung um den Kolben herum gebildeten Luftzylinders
sehr gering würde. Die dadurch erreichte große Betriebssicherheit und der sehr gute
mechanische Wirkungsgrad sind aber für die Verwendung von Brennstoffen, die Rückstände
bilden, von ausschlaggebender Bedeutung. Solche Brennstoffe werden also erst durch
die Erfindung und ihre Vorteile für kleine, schnell laufende Maschinen verwendungsfähig
und für robuste, einfache Zugmaschinen sowie für jede Art anderer Maschinen gut
geeignet. Dabei ist wegen der geringen Verdichtung eine vorteilhafte, leichte Bauart
der Maschine und eine gute Abdichtung aller Teile nach außen möglich.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele von Anordnungen
gemäß der Erfindun- schematisch dargestellt. Die Abb. i zeigt den Querschnitt durch
einen Zylinderdeckel bzw. sehr flach gehaltenen Arbeitsraum 6 einer Zwei-
oder Viertaktmaschine, in den die Glühkammer 4 mündet. In dieser ist die drehbare
Wirbelvorrichtun-.' 3 angeordnet, auf der sich der durch Ventil i eingeführte
Brennstoff zunächst lagert, bis er im Zündzeitpunkt mit der heißen Verbrennungsluft
durchgewirbelt und die Verbrennung bzw. Verpuffung eingeleitet wird, die sich im
Arbeitsraum 6 fortsetzt.
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Bei der Anordnung gemäß Abb. 2 wird auch ein flacher Arbeitsraum
6 mit dein länglichen Glühkopf 5 gezeigt, über dem im Arbeitsraurfi
6 die Wirbelvorrichtung 3 drehbar angeordnet ist, auf der sich der
durch Ventil i eingeführte Brennstoff ablagert, bis er im Zündzeitpunkt in die heiße
Luft des GlühkOPfes 5 geschleudert wird und unter gleichzeitigen Luftwirbeln
eine Verpuffung entsteht, die sich im Arbeitsraum 6 fortsetzt.
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Die AbL 3 zeigt den Längsschnitt durch den Zylinder und den
Deckel eines Zweitaktmotofs. An dem Arbeitsraum 6 sitzt der Glühkopf
5 und über diesem ein Kanal, der hier den Hilfsraum 2 bildet, in dem der
von Ventil i eingeführte Brennstoff von der Wirbelvorrichtung 3 aufgefangen
und von der während der Verdichtung durch die Kanäle 14 einströmenden Verbrennungsluft
in Beweigung gehalten und vorgewärmt wird. Im Zündzeitpunkt wird die Wirbelvorrichtung
3
in den Hilfsraum 2- getrieben und jetzt aus ihmeinBrennsto:ff-Luft-Gernischdurchdiez.
B drallartig am Umfange der Wirbelvorrichtung, 3 angeordneten Kanäle 14 wie
eine drehende Säule in die heiße Verbrennungsluft des Glühkopfes 5 gewirbelt,
wobei sich eine Verbrennung entsprechend der Stärke der Bewegung und der Größe der
Kanäle 14 ergibt. Der Kolben 9 besitzt hier einen Ansatz io, der in der gezeichneten
Stellung mit den Wänden des Zylinderkopfes den schon erwähnten Luftzylinder bildet,
der bei der Verbrennung die heißen Gase und evtl. Rückstände von den Kolbenringen
und den Laufflächen fernhält. Wird nach der Abb. 3 der rechts der Linie A-D
liegende Teil auch links angeordnet, wie Z, ;D
es punktiert
angedeutet ist, so. ergibt sich der Brennraum für einen Zweitaktmotor mit Gegenkolben.
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Bei der Anordnung gemäß Abb. 4 wird der Längsschnitt des hängenden
Zylinders eines Viertaktmotors gezeigt. Der Arbeitsraum 6
ist mit der Glühkammer
4 verbunden, die von dem Hilfsraum 2, abgeschlossen ist, in dem der durch
das Ventil i eingeführte Brennstoff von der während des Verdichtungshubes einströmenden#
Luft bewegt und erhitzt wird. Im Zündzeitpunkt wird die Wirbelvorrichtung
3 in den Hilfsraum 2 getrieben, aus dem jetzt ein gut vorbereitetes Brennstoff-Luft-Gemisch
in die Glühkammer 4 gewirbelt und die hier einsetzende Verpuffung in der heißen
Luft des Arbeitsraumes 6 zu Ende geführt wird. Die Abdichtung 8 ist
gleichzeitig auch Führung für den Plungerkolben 7. Der uni diesen in der
gezeichneten Stellung gebildete dünne Luftzylinder hält die heißen Gase und die
Rückstände von der Abdichtung 8 fern. Bei i i sitzt das Auslaßventil und
bei 12 das Einlaßventil. Bei der Bohrung 13- kann ein Ausblaseven-til sitzen. Bei
stehenden Zylindern kann die Glühkammer in der Mitte des Zylinderdeckels angeordnet
werden. Schon diese Beispiele zeigen, daß die Erfindung den verschiedenenGlüheinrichtungen
gutangepaßt werden kann.