DE85077C

DE85077C -

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Publication number: DE85077C
Application number: DENDAT85077D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen der Cylinderwandung mittelst in den Cylinder eingesaugter Luft, um eine Wasserkühlung entbehrlich zu machen.

Diese Maschine ist eine Viertaktgasmaschine, an deren Arbeitskolben sich ein cylindrischer Hohlkörper H von geringem Durchmesser anschliefst, der sich im Mantel M frei bewegt, ohne denselben zu berühren. Am hinteren Ende dieses Mantels befindet sich der Verdichtungs- und Verbrennungsraum, in den durch die Oeffnung G das Gas eintritt und in den die Verbrennung des gebildeten Gasgemisches von der ebenfalls hier mündenden Zündungsöffnung Z aus eingeleitet wird.

Die Luft gelangt in diesen Raum durch den Kanal K von ringförmigem .Querschnitt, der den Mantel M umgiebt. Die Eintrittsöffnung L für dieselbe liegt gegenüber dem vorderen Ende dieses Mantels; sie ist bei der in der Zeichnung durchgeführten Construction zugleich als Ausströmungsöffnung für die Verbrennungsgase gedacht, doch kann letztere besser noch ebenfalls direct in den Raum V münden, müfste dann aber mit einem besonderen Steuerungsorgan ausgerüstet werden. Von dieser Oeffnung L aus gelangt beim Ansaugen frische kühle Luft in den zwischen dem Hohlkörper H und der Wandung des Arbeitscylinders entstehenden Ringcylinderraum R und gleichzeitig durch den Kanal K in den Raum V₁ wo durch Beimischung von gleichzeitig dort einströmendem Gas das Explosionsgemisch hergestellt wird, während die Strömung im Kanal K ein Eindringen von Gas in diesen verhindert, so dafs bei Beginn der Verdichtung auch in K reine Luft vorhanden ist.

Wird nun durch den Rückgang des Kolbens die Luft aus JR nach K gedrückt, so bleibt bei geeigneter Bemessung Raum K auch jetzt noch mit reiner Luft erfüllt, deren Temperatur immer noch eine verhältnifsmäfsig niedrige ist. Die Temperatur wird zwar bei der Entzündung des Gasgemisches durch weitere Verdichtung wesentlich erhöht, aber durch die Enge des Kanals K wenigstens im vorderen Theil vor einer Mischung mit den viel heifseren Verbrennungsgasen bewahrt.

Infolge dieser Temperatursteigerung giebt die Luft im vorderen Theil des Kanals K an dessen durch das Hindurchströmen der gesammten zur Verbrennung nöthigen frischen Luft zeitweise gekühlte Wandungen Wärme ab und gelangt expandirend mit verhältnifsmäfsig niedriger Temperatur in den Ringcylinderraum R zurück, so dafs die Cylinderwandung nur eine geringe Wärmemenge von dieser Luft aufnehmen kann, die theils durch äufsere Abkühlung an die Aufsenlüft, theils an die bei Beginn des nächsten Arbeitshubes in den Cylinderraum R eintretende frische Luft abgegeben wird.

Man kann auch die Kolbenverlängerung fest mit dem Cylinderdeckel und den Cylindermantel mit dem Arbeitskolben verbinden. Eine derartige Construction zeigen Fig. 4 bis 6 in Ansicht, Längs- und Querschnitt.

Der Arbeitskolben trägt einen röhrenförmigen, hinten offenen Stülp M¹ von geringerem Durchmesser als ersterer, wodurch zwischen beiden der Ringcylinderraum R ent-

Claims

steht. Der Arbeitscylinder ist ebenfalls rückwärts verlängert; diese Verlängerung umschliefst den hinteren Theil des genannten Stulpes derart, dafs zwischen beiden noch ein Ringkanal von veränderlicher Länge, entsteht. In den inneren Raum des Stulpes .reicht ein geschlossener Cylinder H¹, der mit dem Cylinderboden verbunden ist, so weit nach vorn, dafs zwischen ihm und dem Kolbenende noch ein Verdichtungs- und Verbrennungsraum V übrig bleibt. Der äufsere - Durchmesser dieses Hohlkörpers ist derart gewählt, dafs er die innere Begrenzung eines zweiten Ringkanals K¹ bildet, der aufsen vom Stülp M¹ umschlossen wird.

Die Lufteinströmungsöffnung L befindet sich am Ende des Laufcylinders, also am vorderen Ende des Ringkanals K. Die Ausströmungsöffhung L¹ liegt an der Vereinigungsstelle der beiden Ringkanäle K und K¹ im Cylinderboden. Die Gaseinströmung und Zündung wird durch einen Kanal G¹ bewirkt, der, den Hohlkörper durchbohrend, durch dessen vordere Wand direct in den davorliegenden Verbrennungsraum mündet. Die Luft strömt beim Ansaugen in den Ringcylinderraum R, durchströmt andererseits zuerst den äufseren K und dann den inneren Ringkanal K¹, um in den inneren Raum des Stulpes M¹ zu gelangen. Hier mischt sich dieselbe mit dem aus dem Kanal G¹ tretenden Gas und bildet das Explosionsgemisch, das wegen der dort vorhandenen entgegengesetzten Luftbewegung nicht in die Ringkanäle eindringen kann. Während des nun folgenden Verdichtungsspieles wird die Luft aus dem Ringcylinderraum in die Ringkanäle geschoben; hierdurch, sowie durch'das Vordringen des Stulpes wird verhindert, dafs das Explosionsgemisch in den inneren Ringkanal K¹ vordringen kann. Während des Expansionsspiels tritt zunächst die in den Kanälen eingeschlossene Luft in den Ringcylinderraum zurück. Die Wärmeaufnahme des Laufcylinders kann also nur eine geringe sein, so dafs die Temperatur desselben durch Wärmeabgabe an die in den Cylinderraum zeitweise eingesaugte Luft und durch die natürliche äufsere Kühlung in niedrigen Grenzen erhalten bleibt.

Weiterhin kann, man aber auch beide durch Fig. ι bis 6 dargestellte Constructionen vereinigen zu einer solchen, wie sie Fig. 7 im Längsschnitt und Fig. 8 und 9 im Querschnitt darstellen.

Die Kolbenverlängerung H ist hinten geschlossen und trägt einen mit ihr fest verbundenen röhrenförmigen Mantel M" von etwas gröfserem inneren Durchmesser, der dieselbe derart umschliefst, dafs zwischen beiden ein Ringkanal K" entsteht. Der Mantel ist vorn abgekürzt, so dafs der Ringkanal K" hier mit dem Ringcylinderraum R zusammenhängt.

Diese so construirte Kolbenverlängerung HM" bewegt sich innerhalb einer Verlängerung des Laufcylinders derart, dafs sich beide nicht berühren, der zwischen ihnen bleibende Ringspalt aber eng genug bleibt, um eine wesentliche Strömung in demselben zu verhindern.

Am Ende dieser Cylinderverlängerung befindet sich der Verdichtungs- und Verbrennungsraum V, in den die Oeffnungen G Z für die Gaseinströmung und Zündung und die für die Ausströmung der Abgase L¹ münden, während die Lufteintrittsöffnung L wie gewöhnlich am Ende des Laufcylinders sich befindet.

Hierdurch wird bewirkt, dafs die gesammte Verbrennungsluft den Ringcylinderraum R durchstreichen mufs, wodurch die Laufcylinderfläche kräftig gekühlt wird. Die Luft durchströmt darauf den Ringkanal K" von vorn nach hinten und kühlt dessen Wandungen dabei ab. Besonders wird der beiderseitig gekühlte Mantel M" so kühl gehalten, dafs die im Ringcylinder zur Verdichtung gelangende Luft keine hohe Temperatur annehmen kann.

Letztgenannte Luftmenge wird bei der Verdichtung in den Ringkanal geschoben und expandirt dann aus diesem Raum heraus in den Ringcylinderraum i? zurück; die nachdrängenden Verbrennungsgase werden auf ihrem Weg durch den Ringkanal derart abgekühlt, dafs eine wesentliche Wärmeaufnahme durch die Arbeitscylinderwandung vermieden wird.

Durch die Einschaltung der unter dem Einflufs der Kolbenbewegung in den Räumen R und K sich bewegenden Luftschicht zwischen den Verbrennungsgasen und der Cylinderwandung wird die mittlere Temperatur derselben auf einem verhältnifsmäfsig niedrigen Grad gehalten werden können, ohne dafs eine besondere Kühlung des Cylinders nöthig ist.

Hierdurch würden nicht nur die Herstellungskosten der Maschine herabgesetzt und ihre Bedienung vereinfacht werden, sondern es ist auch eine nicht unerhebliche Ersparnifs an Gas zu erwarten, da die den Verbrennungsgasen sonst durch äufsere Abkühlung entzogene Wärmemenge diesen erhalten bleibt.

Pa te ν τ -Anspruch:

Eine Luftkühlvorrichtung für Cylinder von Explosionsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dafs der Arbeitscylinder über das Hubmafs des Arbeitskolbens hinaus verlängert ist, und in dieser Cylinderverlängerung aufser dem Verbrennungsraum (V) noch ein zweiter Kolben (HH¹J mit ihn umgebendem Cylindermantel (M M¹ M"), beide gegen einander und gegen die Wandung des verlängerten Arbeitscylinders mit oder ohne Spielraum (KK¹K") ange-

ordnet, liegt, wobei entweder der zweite Kolben (H) oder der Cylindermantel (M¹) oder auch beide (HM") auf dem Arbeitskolben sitzen, und die mit diesen correspondirenden Theile, der Cylindermantel (M) bezw. der Kolben (H¹), an dem Deckel der Verlängerung des Arbeitscylinders befestigt sind, zum Zweck, im Arbeitscylinder und in der Verlängerung des Arbeitscylinders Ringkanäle (RKK¹K") zu schaffen, welche während der Saugperiode mit kühler Luft gefüllt und während der Auspuffperiode entleert werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.