DK143662B

DK143662B - ONE OR MULTIPLE INCORPORATION ENGINE WITH A COMBUSTION ROOM

Info

Publication number: DK143662B
Application number: DK117672A
Authority: DK
Inventors: C Hubers
Original assignee: C Hubers
Priority date: 1972-03-14
Filing date: 1972-03-14
Publication date: 1981-09-21
Also published as: DK143662C

Description

(19) DANMARK(19) DENMARK

|j| i«) FREMUEGGELSESSKRIFT <n> 114-3662| J | i «) PROCEDURE WRITING <n> 114-3662

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENETDIRECTORATE OF THE PATENT AND TRADEMARKET SYSTEM

(21) Ansøgning nr. 1176/72 (51) |ntCI.3 F 02 B 53/02 (22) Indleveringsdag mar· 1972 // F 02 G l/02 (24) Løbedag 14. mar. 1972 F 02 G 3/00 (41) Aim. tilgængelig 15· sep. 1975 (44) Fremlagt 21 . sep. 1981 (86) International ansøgning nr.(21) Application No. 1176/72 (51) | ntCI.3 F 02 B 53/02 (22) Filing date Mar · 1972 // F 02 G l / 02 (24) Running day 14 Mar. 1972 F 02 G 3/00 (41) Aim. available 15 Sep 1975 (44) Presented 21. September 1981 (86) International application no.

(86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag “ (62) Stamansøgning nr. " (30) Prioritet (71) Ansøger CORNELIS HUBERS, Rozenburg, NL.(86) International Filing Day (85) Continuation Day “(62) Master Application No." (30) Priority (71) Applicant CORNELIS HUBERS, Rozenburg, NL.

(72) Opfinder Samme.(72) Inventor Same.

(74) Fuldmægtig Kontor for Industriel Eneret v. Svend Schønning.(74) Clerk of the Office of Industrial Excellence v. Svend Schønning.

(54) Et- eller flertrins forbrændings= motor med et forkammer til for= brændingen.(54) One- or multi-stage internal combustion engine with a pre-combustion engine.

Den foreliggende opfindelse angår en et- eller flertrins forbrændingsmotor med i det mindste én cylinder, som til forbrændingen er forsynet med et forkammer, der står i åben forbindelse med cylinderen og som indeholder en brændstoftilfør-The present invention relates to a single or multi-stage internal combustion engine having at least one cylinder provided for combustion with an open chamber communicating openly with the cylinder and containing a fuel supply.

EQEQ

selsledning og en tilførselsledning for luft under tryk.power line and an air supply line under pressure.

NN

q En sådan forbrændingsmotor er kendt fra USA patent nr.q Such an internal combustion engine is known from United States patent no.

O 2.27o.231.O 2.27o.231.

Ό •3 Opfindelsen har til formål at frembringe en forbræn- dingsmotor af denne type, hvilken forbrændingsmotor har en *The invention has for its object to provide an internal combustion engine of this type, which internal combustion engine has a *

DD

2 U3662 stor effekt ved et forholdsvis lavt omdrejningstal, og ved hjælp af hvilken der kan tilstræbes en fuldstændig eller tilnærmelsesvis fuldstændig forbrænding af brændstoffet, hvorved udstødningsgasserne kommer til at indeholde et minimum af giftige bestanddele.2 U3662 high power at a relatively low speed and by which a complete or approximately complete combustion of the fuel can be sought, whereby the exhaust gases will contain a minimum of toxic components.

Forbrændingsmotoren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at forkammeret omfatter et hus, som ved hjælp af en mellemvæg er opdelt i et første kammer og et andet kammer, af hvilke kamre det første kammer står i åben forbindelse med cylinderen, idet der i mellemvæggen i det mindste er ét brænderør, der rager ind i det første kammer, hvorhos det andet kammer ved hjælp af et med en styret indløbsventil forsynet lufttilførselsrør er forbundet med en trykluft indeholdende beholder, som ved hjælp af en med en kontraventil forsynet rørledning er forbundet med cylinderrummet, og hvor de to kamre ved hjælp af en eller et antal trykudligningsrørledninger, der tillige er udformet som varmesluse, står i forbindelse med hinanden, og hvor forkammeret er sådan indrettet, at der under hvert fuldstændigt frem- og tilbagegående slag af stemplet uafbrudt kan tilføres forbrændingsdysen eller -dyserne brændstof med variabel mængde på en sådan måde, at den største mængde brændstof tilføres kort før eller fra begyndelsen af arbejdsslagét i et forudbestemt tidsinterval med en konstant eller tilnærmelsesvis konstant mængde pr. tidsenhed.The combustion engine according to the invention is characterized in that the anterior chamber comprises a housing which is divided by means of a partition into a first chamber and a second chamber, of which chambers the first chamber is in open communication with the cylinder, at least in the intermediate wall. is one burner tube projecting into the first chamber, wherein the second chamber is connected by means of an air supply pipe provided with a controlled inlet valve to a compressed air containing container which is connected to the cylinder compartment by means of a check valve. wherein the two chambers are connected to each other by means of one or a plurality of pressure equalization pipelines, and where the anterior chamber is arranged so that, during each complete reciprocating stroke of the piston, the combustion nozzle can be continuously supplied or - the variable volume fuel nozzles in such a way that the greatest amount of fuel is supplied shortly before or at the beginning of the work stroke in a predetermined time interval with a constant or approximately constant amount per unit of time.

På grund af, at der til enhver tid kan tilføres brænderdysen eller hver brænderdyse et overskud af luft, vil der med stor sandsynlighed blive opnået en fuldstændig forbrænding af brændstoffet.Because an excess of air can be supplied to the burner nozzle or each burner nozzle at any time, a complete combustion of the fuel is very likely to be achieved.

Tillige sker forbrændingen i et brænderrør, hvorigennem luften passerer, således at der let opnås den sammenblanding af luft og brændstof, som er forudsætningen for en fuldstændig forbrænding. Ved den variable brændstoftilførsel tilføres brændstofmængden for størstepartens vedkommende under arbejdsslaget, hvor gennemstrømningen gennem brænderrøret er stor, medens der spares brændstof ved at reducere brændstoftilførslen til et minimum uden for denne periode, dog således at forbrændingen i brænderrøret holdes vedlige.In addition, the combustion takes place in a burner pipe through which the air passes, so that the mixing of air and fuel is easily obtained, which is the prerequisite for complete combustion. In the case of the variable fuel supply, the fuel supply is supplied to the bulk of the bulk during the working stroke, where the flow through the burner tube is large, while saving fuel by reducing the fuel supply to a minimum outside this period, however, so that the combustion in the burner tube is maintained.

143662 3143662 3

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, der som eksempler delvis skematisk viser tre udførelsesformer for ekspansionsmaskinen ifølge opfindelsen.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate, by way of example, partially schematically, three embodiments of the expansion machine according to the invention.

På tegningen viser fig. 1 i snit en del af en første udførelsesform, der er forsynet med en separat beholder for trykluft; fig. 2 i snit en del af en anden udførelsesform af en ekspansionsmaskine med frem- og tilbagegående stempel, hvor det andet kammer er anbragt i beholderen for trykluft; fig. 3 i snit en del af en tredie udføreIsesform, ved hvilken ekspansionsmaskinen er udført som drejestempelmaskine med et epicykloidalt drejestempel.In the drawing, FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment provided with a separate container for compressed air; FIG. 2 is a sectional view of another embodiment of a reciprocating piston expansion machine, the second chamber being arranged in the compressed air container; FIG. 3 is a sectional view of a third embodiment in which the expansion machine is designed as a piston machine with an epicycloidal piston.

På fig. 1 er der vist den øverste del af en cylinder 1 af en ekspansionsmaskine, hvori der findes et frem- og tilbagebevægeligt stempel 2. I endevæggen eller i cylinderdækslet er der en med en kontraventil 4 forsynet åbning 5, der ved hjælp af et rør 6 er forbundet med en beholder 7 for trykluft.In FIG. 1, the upper part of a cylinder 1 of an expansion machine is shown in which there is a reciprocating piston 2. In the end wall or in the cylinder cover there is a opening 5 provided with a check valve 4 which is supported by a pipe 6. connected to a compressed air container 7.

Den øvre væg eller dækslet 3 af cylinderen 1 er forsynet med et hus 8, der i forbindelse med en gunstig placering danner en vinkel med cylinderen 1 og som er opdelt ved hjælp af en mellemvæg 9 i et første kammer 10 og et andet kammer 11. Fortrinsvis er dette hus forsynet med en varmeisolerende foring 12. Kamrene 10 og 11 står i forbindelse med hinanden ved hjælp af kanaler 13, der tjener til udligning af trykket i disse kamre og tillige som varmesluse. Disse kanaler kan være udformet som riller i indervæggen af huset 8 eller som i disse kamre forekommende rør.The upper wall or cover 3 of the cylinder 1 is provided with a housing 8 which, in a favorable position, forms an angle with the cylinder 1 and which is divided by means of a middle wall 9 in a first chamber 10 and a second chamber 11. Preferably, this housing is provided with a heat insulating liner 12. The chambers 10 and 11 are connected to each other by means of ducts 13 which serve to equalize the pressure in these chambers and also as a heat lock. These ducts may be formed as grooves in the inner wall of the housing 8 or as pipes present in these chambers.

I kammeret 10, der ved hjælp af en åbning 14 står i åben forbindelse med cylinderrummet 15 ovenfor stemplet 2, er der en brænder 16. En i åbningen 14 anbragt afskærmningsplade 17 forhindrer, at flammen af brænderen 16 kommer i direkte berøring med den øvre flade af stemplet 2. Denne øvre flade er desuden forsynet med en keramisk beklædning 18.In the chamber 10, which by means of an opening 14 communicates openly with the cylinder space 15 above the piston 2, there is a burner 16. A shielding plate 17 arranged in the opening 14 prevents the flame of the burner 16 from coming into direct contact with the upper surface. of the piston 2. This upper surface is further provided with a ceramic cladding 18.

Det andet kammer 11 af huset 8 er forbundet med beholderen 7 ved hjælp af et rør, i hvilket der er placeret en ved hjælp af ekspansionsmaskinen drevet knaststyret indløbsventil 20.The second chamber 11 of the housing 8 is connected to the container 7 by means of a pipe, in which is located a cam-controlled inlet valve 20 driven by the expansion machine.

I ledningerne 6 og 19 kan der være placeret ikke viste aflukningsorganer, der kan lukkes, når ekspansionsmaskinen ikke 143662 4 benyttes, for at forhindre en bortstrømning af den i beholderen forhåndenværende trykluft. Beholderen 7 er via en med et lukkeorgan 45 forsynet ledning 46 forbundet med kammeret 11.In the conduits 6 and 19, closure means (not shown) which can be closed when the expansion machine is not used can be located to prevent a flow of the compressed air present in the container. The container 7 is connected to the chamber 11 via a conduit 46 provided with a closure means 45.

Den ovenfor beskrevne ekspansionsmaskine virker som følger:The expansion machine described above works as follows:

Fra beholderen 7 strømmer under styring af indløbsventilen 20 luft ind i kammeret 11, hvorfra denne luft strømmer til brænderen 16, hvilken brænder tilføres brændstof via en ikke vist brændstoftilførsel. Forbrændingsgasserne strømmer gennem åbningen 14 ind i cylinderrummet 15 og trykker stemplet nedefter, indtil dette frigiver udstrømningsåbningen eller -åbningerne 21. De udnyttede forbrændingsgasser strømmer gennem disse udstrømningsåbninger ud af cylinderen 1, hvorved denne skylles ved hjælp af en eller flere luftindstrømningsåbninger 22 og fyldes med luft. Ved det fremadgående slag presses luften over stemplet 2 via kontraventilen 4 og kanalen 5 og ledningen 6 ind i beholderen 7. En del af luften bliver dog tilbage i cylinderen mellem stemplet 2 og cylinderdækslet 3, samt i kammeret 10, hvorved brænderen 16, der tilføres en lille mængde brændstof, kan forblive brændende. Ved det tilbagegående arbejdsslag forøges igen brændstofmængden, der tilføres til brænderen 16.From the container 7, under the control of the inlet valve 20, air flows into the chamber 11, from which this air flows to the burner 16, which burner is supplied with fuel via a fuel supply not shown. The combustion gases flow through the opening 14 into the cylinder space 15 and depress the plunger downward until it releases the outflow opening or openings 21. The spent combustion gases flow through these outflow openings out of the cylinder 1, thereby flushing it by means of one or more air inlet openings 22 and filling it. . At the forward stroke, the air is forced over the piston 2 via the check valve 4 and the duct 5 and the conduit 6 into the container 7. However, some of the air remains in the cylinder between the piston 2 and the cylinder cover 3, as well as in the chamber 10, whereby the burner 16 supplied a small amount of fuel can remain burning. At the downward stroke, the amount of fuel added to the burner 16 is increased again.

Udførelsesformen ifølge fig. 2 adskiller sig fra udførelsesformen ifølge fig. 1 ved, at den øvre del af huset er således udformet, at det andet kammer 11 er udformet ud i ét sammen med en beholder 23 for trykluften, idet aksen af beholderen 23 falder sammen med aksen for cylinderen 1. Kammeret 11 for brænderen står ved hjælp af en med en blød fjeder belastet indstrømningsventil 24 i forbindelse med beholderen 23, hvilken beholder gennem en ledning 25 står i forbindelse med en i cylinderdækslet 26 anbragt, med en kontraventil forsynet åbning 28. Indholdet af beholderen 23, luftindløbskana-len til brænderen, forbindelseskanalen 25 og rummet i cylinderen over stemplet 2, når dette befinder sig i dets højeste stilling, danner tilsammen voluminet af en cylinderkompressionsenhed. Kontraventilen 27 er i dette tilfælde udformet således, at den forhindrer, at luft kan strømme tilbage uden i tilstrækkelig grad at have taget del i forbrændingsprocessen.The embodiment of FIG. 2 differs from the embodiment of FIG. 1 in that the upper part of the housing is designed such that the second chamber 11 is formed integrally with a container 23 for the compressed air, the axis of the container 23 coinciding with the axis of the cylinder 1. The chamber 11 for the burner stands at by means of a soft spring loaded inlet valve 24 in connection with the container 23, which container through a conduit 25 communicates with an opening in the cylinder cover 26, with a non-return valve 28. The contents of the container 23, the air inlet duct for the burner, the connecting channel 25 and the space in the cylinder above the piston 2, when in its highest position, together form the volume of a cylinder compression unit. In this case, the check valve 27 is designed to prevent air from flowing back without having sufficiently taken part in the combustion process.

5 1*36*2 I den øvre flade af stemplet er der ud for brænderen 16 en skålformet udsparing 29, medens der mellem denne skålformede udsparing 29 og cylinderdækslet 26 er en med åbninger 30 forsynet afskærmningsplade 31, der forhindrer, at flammen fra brænderen 16 direkte kommer i berøring med den øvre flade af stemplet 2.5 1 * 36 * 2 In the upper surface of the plunger there is a bowl-shaped recess 29 for the burner 16, while between this bowl-shaped recess 29 and the cylinder cover 26 there is a shielded plate 31 provided with openings 30 which prevents the flame from the burner 16 directly coming into contact with the upper face of the piston 2.

I beholderen er der placeret en ventilator 32, der sørger for, at der også ved en minimal brændstoftilførsel tilføres brænderen tilstrækkelig luft, hvorved brænderen kan forblive brændende under hele kredsløbet. Kamrene 10 og 11 står ligeledes som i den ovenfor beskrevne udførelsesform i åben forbindelse med hinanden ved hjælp af lange tynde kanaler 13.In the container there is a fan 32 which ensures that, even with a minimal fuel supply, the burner is supplied with sufficient air, whereby the burner can remain burning throughout the circuit. The chambers 10 and 11 are also in open communication with each other, as in the above-described embodiment, by long thin channels 13.

Fig. 3 viser en drejestempelmaskine med en cylinder 33, i hvilken der befinder sig et epicykloidalt stempel 34. Rummet 35 i cylin deren 33 står igen i forbindelse med et med to kamre 36,37 forsynet hus 38, der via en åbning med en styret ventil 39 og en ledning 40 er forbundet med en beholder 41 for trykluft, hvilken tilføres frisk komprimeret luft gennem en med en kontraventil 42 forsynet ledning 43 af stemplet 34.FIG. 3 shows a rotary piston machine with a cylinder 33 in which is located an epicycloidal piston 34. The space 35 in the cylinder 33 again communicates with a two-chamber 36,37 housing which via an opening with a controlled valve 39 and a conduit 40 is connected to a compressed air container 41 which is supplied with freshly compressed air through a conduit 43 provided with a check valve 42.

Den med kamrene 36 og 37 og brænderen 44 forsynede motor kan være udformet på samme måde som ved udførelsesformerne ifølge figurerne 1 og 2.The motor provided with the chambers 36 and 37 and the burner 44 may be designed in the same way as in the embodiments of Figures 1 and 2.

Det bemærkes, at hvis der ikke er en tilstrækkelig luftstrømning til stede, når stemplet 34 passerer kammeret 36's åbning, kan der også her, for at sørge for at brænderen forbliver brændende, være en ventilator.It should be noted that if a sufficient flow of air is not present when piston 34 passes through the opening of chamber 36, there may also be a fan here to ensure that the burner remains burning.

Motoren ifølge opfindelsen kan også være udformet som flertrinsekspansionsmaskine, idet de ud af første cylinder kommende forbrændingsgasser tilføres efter hinanden med lavere tryk arbejdende cylindre, idet omvendt endelig den sidste cylinder tilfører komprimeret luft til trykluftbeholderen.The engine according to the invention can also be designed as a multi-stage expansion machine in that the combustion gases coming from the first cylinder are fed one after the other with lower pressure cylinders, conversely finally the last cylinder supplies compressed air to the compressed air tank.

En flertrinsmaskine kan være således udformet, at det første arbejdstrin anvendes fuldstændigt til en fyldning. I dette tilfælde er det ikke nødvendigt med en indstrømningsventil 39.A multi-stage machine may be designed such that the first working step is used completely for a filling. In this case, an inlet valve 39 is not required.