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. Petroleumitiraftmaschille.
Bei den gebräuchlichen Petroleumkraftmaschinen erfolgt die Vergasung des Petroleums im all- gemeinen dadurch, dass es in eine Verbrennungskammer mittels einer Pumpe eingeblasen wird. Dieses Einblasen kann entweder am Ende des Kompressionshubes oder in einem bestimmten Zeitpunkt während des Einlasshubes stattfinden.
Im erstgenannten Falle kann sich die Vergasung des Petroleums nur bei einer verhältnismässig hohen Temperatur vollziehen. Dieses System erfordert eine besondere Anlassvorrichtung und das Petroleum kann zur Speisung der Kraftmaschine erst verwendet werden, sobald derVerbrennungsraum eine für die Vergasung des Petroleums genügend hohe Temperatur besitzt.
Im andern Falle verzögert man die Öffnung des Einlassventils und die Luftverdünnung, die durch Entfernung des Kolbens vom Boden des Zylinders entsteht, erleichtert die Verdampfung des Petroleums.
Die Vorrichtung beruht auf der Nutzbarmachung eines bekannten physikalischen Gesetzes, dass nämlich jede Flüssigkeit im Vakuum augenblicklich verdampft. Da aber das in dieser Weise hergestellte Vakuum sehr unvollständig ist, erfolgt die Verdampfung nur schwer, so dass die Maschine einen schlechtenWirkungsgrad und einen sehr hohen Brennstoffverbrauch besitzt.
Gemäss der Erfindung sollen die Nachteile dieser beiden bekannten Systeme beseitigt werden.
Bei der Petroleumkraftmaschine gemäss der Erfindung erfolgt die Verdampfung des Petroleums oder anderer relativ schwer verdampfbarer Brennstoffe in einem praktisch vollkommenen Vakuum u. zw. in einer besonderen Verdampfungskammer, die von dem Verbrennungsraum getrennt ist.
Die Verdampfungskammer kann einen Teil des Arbeitszylinders bilden, kann aber auch ausserhalb desselben angeordnet sein. Im ersteren Falle kann die Verdampfungskammer durch den unteren Teil des Arbeitszylinders gebildet werden, der gegen unten mittels eines Geradführungsstückes abgeschlossen ist, das einen Durchlass für die Kolbenstange besitzt. Der Kolben ist derart ausgebildet, dass er sh h in seinem unteren Totpunkte an dies Geradführungsstück möglichst vollkommen anschmiegt. Der schädliche Raum ist also auf ein Minimum reduziert und wenn der Kolben zu seinem oberen Totpunkte galangt, ist das Vakuum in der Verdampfungskammer praktisch vollkommen.
In diesem Augenblick wird das aus der kalibrierten Düse austretendePetroleum in die Verdampfungskammer eingesaugt und infolge des Vakuums augenblicklich verdampft. Die Verdampfungskammer enthält in diesem Zeitpunkt ein Gemisch von Luft (die gleichzeitig in geringer Menge mit dem Petroleum angesaugt wird/und von Petroleumdampf.
Sobald der Kolben nahe seinem oberenTotpunkt steht, wird die Verdampfungskammer mit dem Verbrennungsraum in Verbindung gebracht, das von dem Kolben verdichtete Gasgemisch gelangt in den Verbrennungsraum und wird dort mit einer weiteren Luftmenge gemischt, die in bekannter Weise durch ein Einlassventil angesaugt ist.
Im zweiten Falle, wenn nämlich die Verdampfungskammer ausserhalb des Arbeitszylinders angeordnet ist, besitzt sie einen eigenen Kolben, der in bekannter Weise von der Maschine oder von einem Teile der Maschine angetrieben werden kann und der das Vakuum in der Verdampfungskammer herstellt.
Die Zeichnungen stellen beispielsweise mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform, die Fig. 3, 4 und 5 verschiedene andere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, sämtlich im Schnitt.
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In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 den Zylinder mit einem Einlassventil 2 und einem Auspuffventil 3 ; der Kolben ist mit 4 bezeichnet. Die Geradführung 8 ist, wie in der Zeichnung dargestellt, in dem Zylinder zentrisch angeordnet und führt die Kolbenstange 5, die mit der Schubstange 7 verbunden ist. Das andere Ende der Schubstange 7 ist mit dem Kurbelzapfen 6 der Maschine in Verbindung.
An dem Zylinder ist seitlich ein Drehschieber 11 in einer Hülse 10 angebracht, dessen Triebwelle 12 durch ein Getriebe oder eine Kette mit der halben Geschwindigkeit der Maschine getrieben wird. Die Antriebsvorrichtung ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Im unteren Teile besitzt der Zylinder eine Öffnung 23, mittels der die Verdampfungskammer a mit dem Verbrennungsraum b durch einen der Kanäle 14 oder 15 von gleicher Ausbildung im Drehschieber 11 und durch die Öffnung 20, die in die Zylinderwand eingeschnitten ist, in Verbindung gesetzt werden kann.
An dem Zylinder ist ferner seitlich die Brennstoffzufuhrvorrichtung angebracht, die die Düse 19 und die Öffnung 18 für den Eintritt der zur Einführung des Petroleums in die Verdampfungskammer dienenden Luft enthält. Der Spiegel des Petroleums in der Düse wird'mittels eines Schwimmers oder auf eine andere bekannte Weise gleichbleibend gehalten. Die Luftzufuhr und die Petroleumzufuhr werden durch Einrichtungen geregelt, wie sie bei Vergasern gebräuchlich sind.
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bewegung in der Verdampfungskammer ein praktisch vollkommenes Vakuum hergestellt. Unmittelbar bevor er seinen oberen Totpunkt erreicht, gibt der Kolben die Öffnung 21 frei und das durch eine kleine Luftmenge mitgenommene Petroleum gelangt durch den geneigten Kanal 13 in die Verdampfungskammer, wo es infolge des Vakuums augenblicklich verdampft.
Selbstverständlich darf der Querschnitt des Kanals 13 nur so gross sein, um die für die Mitnahme des Petroleums notwendige Luftmenge durchzulassen.
Sobald sich der Kolben senkt, verdichtet er das Gasgemisch, Unmittelbar bevor er den unteren Tot-
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raum, wo es mit einer weiteren Luftmenge gemischt wird, die durch das Einlassventil 2 angesaugt wurde, das sich in diesem Augenblick gerade geschlossen hat. "Diese Stellung ist in der Fig. 2 dargestellt. Während der Kolben wieder gegen das obere Zylinderende angehoben wird, verdichtet er das so in den Verbrennangsraum eingeführte Gasgemisch, Die Zündung erfolgt im oberen Totpunkte mittels eines elektrischen Funkens oder auf beliebige andere Weise. In diesem Augenblick ist die Verdampfungskammer in Verbindung mit der freien Luft durch den Kanal 13, die Öffnung 22 in der Zylinderwand und die Öffnung 16 in der Wand des Drehschiebergehäuses. Der Kanal 13 hat hiebei die in Fig. 1 in striehlierten Linien dargestellte Stellung eingenommen.
Infolge des Vakuums wird Luft einströmen und die Verdampfungs- kammer erfüllen, wo sie verdichtet wird, sobald der Kolben sich wieder senkt. Bevor der Kolben das Ende des Expansionshubes erreicht hat, gibt er die Öffnung 20 frei und frische Luft wird unter Druck in den Verbrennungsraum eingeführt. Diese Spülluft trägt dazu bei, die Verbrennungsgase auszutreiben, so dass im Verbrennungsraum am Ende des Auspuffhubes fast nur reine Luft zurückbleibt. Daraus ergibt sich, dass die Maschine einen wesentlich besseren Wirkungsgrad aufweist, als die normalen Maschinen.
Der allgemeine Bau der Maschine, der Antrieb der einzelnen Teile unter anderem des Drehschiebers, der Brennstoffeinlassvorrichtung mit Düsen usw. sowie die Montierung dieser Teile weisen nichts be- merkenswertes auf und können in bekannter Weise ausgeführt sein. Die Erfindung besteht ausschliesslich darin, dass die Verdampfung des Petroleums im Vakuum geschieht u. zw. in einer besonderen Verdampfungs- kammer, die den unteren Teil des Arbeitszylinders einnimmt.
In Fig. 3 bezeichnet 24 den Zylinder, der die Verdampfungskammer bildet und mit einem Einlassventil 26 und einem Auslassventil 25 versehen ist. Der Kolben ist mit 29, die ihn betätigende Schubstange mit 30 bezeichnet. Die Schubstange wird ihrerseits mittels einer beliebigen Vorrichtung von der Maschine
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die Verdampfungskammer an.
Bei der Abwärtsbewegung wird der Kolben bei geschlossenen Ventilen 25 und 26 ein praktisch vollkommenes Vakuum herstellen. Kurz bevor der Kolben den unteren Totpunkt erreicht, öffnet sich das Einlassventil und das beim Austritt aus der Düse 28 mittels einer geringen Luftmenge zerstäubte Petroleum wird durch die Öffnung 27 angesaugt und infolge des Vakuums in der Vergasungskammer augenblicklich verdampft. Hierauf schliesst sich das Einlassventil 26 und es öffnet sich das Auslassventil 25, wodurch die Petroleumdämpfe in den Arbeitszylinder unter dem Einfluss der Aufwärtsbewegung des Kolbens geschoben werden, der nun wieder in die in der Zeichnung dargestellte Stellung zurückkehrt.
In Fig, 4 befindet sich die Verdampfungskammer a unterhalb des Arbeitszylinders. Der Arbeitkolben 4 trägt im unteren Teile den in der Verdampfungskammer arbeitenden Kolben 32. Diese beiden Teile können aus einem einzigen Stück bestehen, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Die Verdampfungskammer a wirkt in der gleichen. Weise, wie dies bei Beschreibung der Fig. 3 erläutert wurde,
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doch wird bei Anwendung dieser Ausführungsform ein besonderer Antrieb überflüssig, da die Schubstange 6 und der kombinierte Kolben 4 sowohl den Arbeitszylinder b als auch die Verdampfungskammer a bedient.
Gemäss Fig. 5 wird die Bewegung durch dieselbe Kurbel auf beide Kolben, die diesmal voneinander getrennt sind, übertragen. 4 bezeichnet den Arbeitskolben im Zylinderraum b, 32 den Kolben in der Verdampfungskammer a. Der Kolben 32 dient auch als Geradführung. Er ist durch eine Stange 33 mit dem Kolben 4 verbunden. Selbstverständlich können noch weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes vorgesehen werden, die jedoch an dem Wesen der hier beschriebenen Erfindung nichts ändern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Petroleumkraftmaschine mit einer Verdampfungskammer von veränderlichem Rauminhalt, die von dem Verbrennungsraum der Kraftmaschine getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Verdampfungskammer angeordneter, beweglicher Kolben an dem einen Ende seines Hubes genau an die Form dieser Kammer sich anschmiegt, so dass am anderen Hubende ein praktisch vollkommenes Vakuum geschaffen wird, demzufolge der in die Verdampfungskammer eingeführte Brennstoff augenblicklich verdampft.