DE79773C

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Publication number: DE79773C
Application number: DENDAT79773D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Zweck der vorliegenden Neuerung ist, einestheils die Hitze der Abgase unschädlich zu machen, um den Cylinderverschlufs zu sichern, und anderentheils die zum Verbrennen nöthige Luft vorzuwärmen, indem man die Luft und die Abgase durch einen künstlich verlängerten Weg zwischen Cylinder und Kolben in umgekehrter Richtung hindurchführt.

In beiliegender Zeichnung ist die Maschine erläutert. Dieselbe stellt einen Verticalschnitt durch die wesentlichsten Theile der Maschine dar. Nur ein kleiner Theil des Arbeitscylinders C wird als Verbrennungsraum für Petroleum oder Gas benutzt, im Uebrigen ist das Innere des Cylinders ausgefüllt von dem verlängerten Kolben P, von der Kolbendichtung ρ, von dem Regenerator r r und von einem möglichst engen ringförmigen Räume \ zwischen dem Kolben und der inneren Fläche des Arbeitscylinders nahe der Kolbendichtung. Verbrennungsraum und Kolbendichtung befinden sich an den äufsersten entgegengesetzten Enden des Cylinders und sind Cylinder und Kolben so lang, um eine Uebertragung der Wärme vom Verbrennungsräume auf die Kolbendichtung durch Wärmeleitung möglichst zu verhindern. Im Uebrigen trennt kalte Luft, welche sich im ringförmigen "Räume % befindet, die Kolbendichtung von den heifsen Gasen im Regenerator und im Verbrennungsräume.

Luft und Brennstoff (Gas, Petroleum oder Kohlenstaub) werden durch Pumpen in den Arbeitscylinder getrieben. Die Luft tritt durch das Ventil v^x aus der Luftpumpe A in den ringförmigen Raum ^, strömt von hier in den Regenerator und dann weiter in einen Kanal e. Der Brennstoff gelangt durch die Oeffnung / gleichfalls in den Kanal e, entzündet sich in der Luft und geht, während er verbrennt, gemeinsam mit der Luft in den Verbrennungsraum. Nach vollendetem Kolbenhube strömen die expandirten Gase durch den Regenerator und den Schieber h aus. Der Regenerator besteht aus spiralförmigen Streifen (Metallstreifen) r, die durch schlechte Wärmeleiter von einander getrennt sind. Die eintretende Luft und die ausströmenden Gase werden durch die Spiralen gezwungen, den Kolben mehrfach in entgegengesetzter Richtung zu umfliefsen. Die eintretende Luft bewegt sich stets von den kälteren Theilen des Cylinders und Kolbens nach den heifsesten, die ausströmenden Gase umgekehrt von den heifsesten Theilen des Cylinders und Kolbens nach den kälteren. Die eintretende Luft schützt gleichzeitig die Kolbendichtung bezw. die mit Fett geschmierten Theile des Cylinders und Kolbens gegen Hitze.

Der gröfsere Theil des Cylinders der Luftpumpe A dient nur zur Führung des Kolbens und kann mit einem Schlitz s versehen werden, durch den die Luft nach Belieben ein- und ausströmen kann.

Die Verdichtung der Luft in der Luftpumpe A beginnt, wenn der Kolben P des Arbeits-

Claims

cylinders sich im inneren Todtpunkte befindet; sie ist vollendet, wenn der Kolben P etwa den 4. oder 3. Theil seines Hubes zurückgelegt hat. Während des ersten Theiles dieser Zeit steigt der Druck in der Luftpumpe und im Arbeitscylinder schnell, dann langsamer, und er beginnt allmälig zu fallen, wenn der Kolben der Luftpumpe seinen Hub nahezu vollendet hat. Wenn während der Zeit, vom Beginn der Luftverdichtung bis zur Vollendung des Hubes des Luftpumpenkolbens, der Raum im Arbeitscylinder C sich um ebenso viel' vergröfsert, wie sich der Raum in der Luftpumpe A verkleinert, so wird während dieser Zeit (abgesehen von Reibungsverlusten) nur wenig Arbeit erzeugt: es wird die kalte Luft erwärmt und dieselbe gleichzeitig aus einem Raum mit kalten Wänden in einen Raum mit heifsen Wänden übergeführt. In einer gewöhnlichen Gaskraftmaschine legt der Kolben ebenfalls den ersten Theil seines Hubes — während der Kolben Gas und Luft einsaugt — zurück, ohne dafs Arbeit gewonnen oder verbraucht wird; ein wesentlicher Unterschied beruht darin, dafs in einem Falle die Cylinderwände kalt sind und durch Kühlwasser kalt erhallen werden, während im anderen Falle die Cylinderwände heifs sind, durch schlechte Wärmeleiter gegen Abkühlung geschützt werden und aufserdem ein Regenerator vorhanden ist, der die thunlichste Ausnutzung der Wärme gestattet. In beiden Fällen expandiren die Gase während des übrigen Theiles des Kolbenhubes und wird während dieser Zeit die Spannung der Gase benutzt, um Kraft zu erzeugen. Pumpt man mehr Luft in den Arbeitscylinder, wie oben angenommen, so wird während der Verdichtung eine entsprechende Menge Arbeit verbraucht,. aber bei der folgenden Expansion wieder gewonnen. Handelt es sich um eine Gasmaschine, so wird das Gas durch eine besondere Gaspumpe in den Arbeitscylinder getrieben. In der Petroleummaschine kann die Luftpumpe auch gleichzeitig das Petroleum in den Arbeitscylinder fördern.

Die Luftpumpe A steht zu diesem Zwecke durch ein Rohr b mit einem Apparat in Verbindung, der durch ein Ventil u und Rohr b² mit dem Petroleumbehälter verbunden ist. So oft und so lange der Luftpumpenkolben Luft durch das Ventil ν ansaugt, saugt er auch zugleich Petroleum durch das Ventil u an. Drückt der Luftpumpenkolben Luft durch das Ventil v¹ in den Arbeitscylinder, so schliefsen sich die Ventile ν und u und das eingesaugte Petroleum wird durch in die Röhre b eingeprefste Luft durch tu^t¹ und / nach dem Arbeitscylinder geprefst. Nachströmende Luft entfernt das Petroleum aus Rohr t, Ventil u¹ und Rohr t^l. . ■

Da es sich nur um sehr geringe Mengen (Tropfen) Petroleum handelt, so sind alle diese Röhren und Ventile äufserst klein.

Wenn die Wände des Verbrennungsraumes ■ im Arbeitscylinder einmal warm geworden sind, so entzünden sie den Brennstoff, sobald sie damit in Berührung kommen, und eine besondere Entzündungsvorrichtung wird überflüssig. So lange der Arbeitscylinder kalt ist, kann irgend eine der bekannten Enzündungsvorrichtungen benutzt werden, z. B. eine offene Flamme, durch die das Rohr/ von aufsen· rothglühend gemacht wird. Um die Entzündung zu erleichtern, kann durch ein Ventil· w² Luft in das Rohr/ geleitet werden, welches das Rohr i¹ concentrisch umgiebt.

Bringt man im Kanal e einen Platindraht an, der durch einen elektrischen Strom glühend erhalten wird, so lange der Arbeitscylinder kalt ist, so kann man das Rohr t¹ bis in den Kanal e und eine gewisse Strecke entlang leiten. Da durch die Verbrennung des Brennstoffes die Spannung der Luft erhöht werden soll, so ist es wünschenswerth, die Verbrennungsproducte am Orte der Verbrennung mit so viel Luft zu umgeben, als zur Erreichung der erstrebten Temperatur nöthig ist, bevor die Verbrennungsproducte Gelegenheit finden, ihre Wärme an Cylinder und Kolbenwände mehr oder weniger zu übertragen. Luft und Brennstoff sollten daher entweder gleichzeitig oder erst die Luft und dann der Brennstoff in den Kanal e bezw. in den Verbrennungsraum des Arbeitscylinders geführt werden. Das Rohr i¹ ist daher möglichst eng zu machen, damit das Petroleum oder die durch Wärme daraus gebildeten Gase nicht allzu plötzlich in' den Arbeitscylinder strömen.

Es ist nicht nöthig, Brennstoff und Luft in der Weise zu mischen, wie dies in den gebräuchlichen Gasmaschinen geschieht, in denen die kalten Cylinderwände bei unvollkommener Mischung auch unvollkommene Verbrennung und Rauchbildung veranlassen. Die heifsen Cylinder- und Kolbenwände der hier beschriebenen Maschine gestatten keine Rauchbildung, und wenn Brennstoff und Luft sich langsam mischen und verbrennen, so wird dadurch nur die Druckabnahme der Gase im Arbeitscylinder in vortheilhafter Weise verzögert.

Paten τ-Anspruch:

Eine Gas- und Petroleummaschine, dadurch gekennzeichnet, dafs die Verbrennungsproducte nach der Expansion durch einen als Regenerator wirkenden Zwischenraum zwischen dem verlängerten Kolben und dem ebenfalls verlängerten Cylinder hindurch nach der am entgegengesetzten Ende des Cylinders befindlichen Auspufföffnung streichen, die Wandungen

des Cylinders und Kolbens erwärmen, während die zur Verbrennung nöthige Luft ebenfalls an diesem Ende des Cylinders eingeführt wird, den von den Verbrennungsproducten durchstrichenen Weg in umgekehrter Richtung macht und so an den Wandungen des Cylinders und Kolbens vorgewärmt wird, zu dem Zwecke, die Abgase und die zugeführte Luft in umgekehrter Richtung durch den Zwischenraum zwischen Kolben und Cylinder hindurchzuleiten und auf diese Weise einestheils den Cylinderverschlufs vor der Hitze der Abgase zu sichern und anderentheils die Luft vorzuwärmen, wobei der Leitungskanal zwischen Kolben und Cylinder durch spiralförmige Kanäle bei r r verlängert werden kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.