DE41225C - Neuerung an Kraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Motoren, die durch Verbrennung von hydrocarburirter Luft in Betrieb gesetzt werden.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnung stellt die Maschine in Seitenansicht und theilweisem Schnitt in der Weise dar, dafs möglichst alle zu beschreibenden Neuerungen zur Veranschaulichung gelangen.

Die Form dieser Maschine ist gröfstentheils diejenige, welche bereits in dem Patent No. 37877 vom 18. April 1886 beschrieben ist.

A ist der Cylinder, B die Pleuelstange, C die Kurbel, D die gekröpfte Welle; die letztere ruht in den Lagern E und ist mit dem Schwungrad F versehen. Auf der gekröpften Welle D sitzt ferner ein Zahnrad G, durch dessen Eingriff in das auf der Welle J sitzende Zahnrad H die Welle J mit der halben Geschwindigkeit der Welle D gedreht wird. Die Welle J setzt eine Pumpe in Betrieb, welche Luft comprimirt und durch das Rohr / in das Reservoir M drückt, in welchem sich der flüchtige Kohlenwasserstoff (hier als Petroleum gedacht) befindet. Luft und Petroleum treten dann durch die Rohre mm¹ in den Zerstäuber N, um von hier als Dampf oder Dunst bezw. als Luft, welche mit möglichst fein vertheiltem Petroleum geschwängert ist, in die Kammer O zu gelangen. Vorher jedoch wird dieses Gemisch von Luft und Petroleum in nachbeschriebener Weise erwärmt. Gleichzeitig wird diesem Gemisch in'der Dampfkammer O noch eine vorher erwärmte Quantität Luft zugeführt. Dieses Gasgemisch wird dann von der Kammer O durch einen Apparat P geführt, welcher dazu dient, eine RUckzündung zur Dampf kammer zu verhindern, streicht dann durch die Rohrleitung ρ und nach dem Passiren 'des selbsttätigen Ventils a^x zum Motorcylinder A, wo dasselbe nach seiner Compression !mittelst eines elektrischen Funkens oder in irgend einer anderen Weise entzündet wird. :In der Ventilkammer ά befindet sich auch ,noch das Saugventil α², welches von einer auf ,der Welle J angebrachten Excenterstange Q. gelsteuert wird.

Beim Ingangsetzen von Maschinen, die mit ihydrocarburirter Luft betrieben werden, und in welchen das Explosionsgemisch vor der Ver-.brennung comprimirt wird, ist der zu überwindende Widerstand beim Drehen der Maschine von Hand, namentlich bei grofsen Maschinen ein bedeutender. Um dieses Ingangsetzen zu erleichtern, sind Mechanismen angebracht, welche den Motor selbst von einem Theil der zu bewältigenden Last befreien, und zwar während der Kolben seinen gewöhnlichen Hub für die Compression der Luft vollführt.

i Nimmt man an, dafs diese Neuerungen an einer Maschine der unter Bezugnahme auf Fig. ι der beiliegenden Zeichnung hiervor erwähnten Art von Maschinen angebracht werden sollen, so wird nahe am Ende der hin- und hergehenden bezw. Schieberstange Q, welche den Saugventilhebel steuert, ein Mechanismus angebracht, wie derselbe in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, wobei die Fig. 2 als !Vorderansicht gedacht ist, während die Fig. 3 speciell den Mechanismus zur Bewegung des Säugventils von der Seite gesehen darstellt. In diesen Figuren ist A der Cylinder der *

Kraftmaschine, α das Ventilgehäuse, a' zeigt die Lage des Einlafsventils und a² die des Saugventils, ν ist ein im justirbaren Zapfen v¹ sich bewegender oscillirender Hebel, der an seinem einen Ende mit einem verstellbaren Ansatz v² versehen ist, gegen welchen die Schieberstange Q. wirkt; das andere Ende desselben steht im Eingriff mit der Saugventilspindcl a- und dient dazu, das Saugventil, welches unter Einwirkung einer nicht mit dargestellten Feder niedergehalten bezw. geschlossen wird, zeitweise zu öffnen. Der Apparat, welcher zur Entlastung des Motorcylinders beim Ingangsetzen des Motors dienen soll, besteht in einem oscillirenden Hebel ti>, dessen einer Arm auf dem Saugventilhebel ν ruht, welcher das Saugventil offen hält, so lange das entgegengesetzte Ende von w hinter dem Stift oder Zapfen λ:¹ festgehalten wird, welch letzterer auf einem kleinen, am Schieberstangenende sitzenden Ansatz χ angebracht ist. Dieser An-"satz .v ist noch mit einem ein Belastungsgewicht besitzenden Hebel x² versehen, mittelst welchen der Ansatz χ einen Theil seiner Umdrehung vollführen kann. Bei der auf der Zeichnung dargestellten Lage steht der Zapfen x^l in Berührung mit dem Hebel w\ wird aber der belastete Hebel x² über die punktirte Lage hinausgebracht, so bewegt sich der Zapfen x^l frei vom Hebel w, welcher unthätig bleibt.

Während des regelmüfsigen Arbeitens der Maschine nimmt der Hebel w die hiervor beschriebene und dargestellte Lage ein; dieselbe hängt jedoch beim Ingangsetzen der Maschine von der Bewegung der Schieberstange Q ab, und zwar in der Weise, dafs beim Vorwärtsgange der Stange das Ventil α ² geöffnet wird, während dieselben bei ihrem Rückgänge nahe an ihrem Hubende mit dem Hebel w in Be-. rührung tritt und hierdurch nochmals das Ventil a¹ öffnet.

Diese letztere Operation tritt aber gleichzeitig mit der Compression ein, d. h. während der Zeit, während welcher beim gewöhnlichen Gang der Maschine die Compression der Explosionsgase stattfindet.

Die Einrichtung zur Verhinderung einer zufälligen Entzündung bei mit hydrocarburirter Luft betriebenen Maschinen der eingangs erwähnten Art besteht in einem Rohr oderveiner Muffe P, welche mit einer Anzahl Drähten von geringem Durchmesser in der Längsrichtung gefüllt ist. Diese Drähte haben bei ihrer praktischen Verwendung eine ungefähre Länge von 15 bis 20 cm bei 1 mm Durchmesser. Gas oder irgend ein anderes entzündbares Gemisch streicht leicht und anstandslos durch den zwi-'. sehen den Drähten verbleibenden Raum. ■

Im Falle aber" das Einlafsventil, welches das Gasgemisch zum Explosionscylinder eintreten Isfet, sich-bei der Explosion nicht rasch und genau genug schliefsen würde, könnten die Explosionsgase zurückschlagen. ■ Dieselben werden aber im vorliegenden Falle bei ihrem Durchstreichen durch die Muffe P durch die gebildete, ziemlich bedeutende Kühlfläche der in der Muffe P liegenden Drähte bis unter ihre Verbrennungstemperatur abgekühlt und dadurch die etwa entstehende Flamme ausgelöscht.

Anstatt eine Anzahl dünner Drähte derartig einzupacken, kann man sich zu v.orbesagtem Zweck auch eines auf einen Kern eng zusammengerollten Drahtgewebes bedienen. Auch hierbei wird, wie vorher, dem Gasgemisch auf seinem Wege zum Explosionscylinder unbehinderter Durchgang durch die Zwischenräume der Drahtpackung gelassen, während die Flamme der Explosionsgase, welche event, zurücktreten könnte und das Gasgemisch im Reservoir zur Explosion brächte, durch die Kühlfläche der Packung bis unter ihre Verbrennungstemperatur abgekühlt wird.

Bei der Verwendung von mit hydrocarburirter Luft bewegten Maschinen zum Betriebe von Arbeitsmaschinen und Apparaten, welche häufiger eine rückläufige Bewegung erfordern, war die Umsteuerung dieser Kraftmaschinen bislang stets mit grofsen Unzuträglichkeiten verknüpft. LIm dieses Umsteuern zu erleichtern und zu. vereinfachen, ist bei der vorliegenden Anordnung zwischen der gekröpften Welle der . Kraftmaschine und der Welle, welche die betreffende Arbeitsmaschine in Betrieb setzen soll, ein Mechanismus angebracht, welcher gestattet, die letztere Welle (hiernach Erstbewegungs- oder Arbeitsmaschinenwelle betitelt) umzusteuern, während die gekröpfte Welle in ihrem gewöhnlichen Gang verbleibt.

Behufs Umsteuerung einer Arbeitsmaschinenwelle, wenn die letztere sich in derselben horizontalen und verticalen Ebene wie die Kraftmaschinenwelle befindet, kann man sich des in den Fig. 4 und 5 dargestellten Mechanismus bedienen.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht, Fig. 5 eine Ansicht und theilweiser Schnitt.

D ist die Kraftmaschinenwelle oder eine mit der Kraftmaschine verkuppelte Welle; D¹ ist die Arbeitsmaschinenwelle, welche sich in beliebiger Richtung drehen soll.

Um in derselben Richtung wie D zu drehen,, ist jD¹ mit einer der bekannten Frictionskupplungen d versehen. Während die Kupplungsklauen im Eingriff stehen, werden sich beide Wellen gleichzeitig und in gleicher Richtung drehen; wird jedoch mittelst eines Handhebels d^l oder in irgend einer anderen Weise; die Entkupplung vorgenommen, so wird die Welle D¹ aufser Tha'tigkeit gesetzt, während die Kraftmaschinenwelle· sich weiter dreht. ' Γ

Um die Welle der Arbeitsmaschine in entgegengesetzte Drehung zu versetzen, verbleibt der Hebel dV aufser Gebrauch, und es wird mittelst einer Kupplungsklaue oder einer lösbaren Kupplungsmuffe d- und eines Hebels d* ein aus einem Räderwerk zusammengesetzter Mechanismus in Eingriff und Betrieb gesetzt. Dieser Mechanismus besteht in einer Supplementwelle Z)², welche parallel zur Hauptwelle angeordnet und mit den Zahnrädern oder Getrieben d* d* versehen ist; das eine dieser Getriebe rf¹ steht im Eingriff mit einem an der festen Muffe der Kupplung rf² des frei auf der Hauptwelle D sitzenden Zahnrades rf°, während das andere Getriebe rf⁵ im Eingriff mit. dem mit einem inneren Zahnkranz versehenen Rad d~ steht, das sich frei um die Welle D^1-der Arbeitsmaschine dreht.

Letzteres, d⁷, kann jedoch mittelst der Kupplungsmuffe d^s mit der Welle D¹ fest verbunden werden..

Umgekehrt könnte auch das Zahnrad d^a mit einem inneren Zahnkranz versehen und d"· als gewöhnliches Zahnrad ausgebildet sein.

Die Ausrückungsvorrichtungen und Kupplungsmuffen werden zweckmäfsig derartig angeordnet, dafs zuerst die Welle D¹ von der Welle D gelöst wird, worauf, man dann die Kupplungen d² und d* einrückt, wodurch die Bewegung der Kraftmaschinenwelle D mittelst ; des Räderwerkes d^& d* rf⁵ d¹ in umgekehrter Richtung auf die Arbeitsmaschinenwelle D¹ übertragen wird. Unter solchen Verhältnissen wurden die Wellen D und £>' vollständig aufser directer Verbindung stehen, wenn der Hebel d^l seinen halben Weg zurückgelegt hat.

Bringt man das vorbeschriebene Räderwerk in ein geeignetes Verhältnifs, so kann man die Umdrehungsgeschwindigkeit der Arbeitsmaschinenwelle im Verhältnifs zur Umdrehungsgeschwindigkeit derKraftmaschinenwelle beliebig vergröfsern oder verringern.

Die vorliegenden Neuerungen, welche namentlich bei der Art von mit hydrocarburirter Luft betriebenen Maschinen anwendbar sind, bei welchen das Brennmaterial in flüssigem Zustande zugeführt wird, umfassen auch noch Vorrichtungen zur Erwärmung des Explosionsgemisches vor ihrem Eintritt in den Explosionsoder anderen Verbrennungscylinder. Die Flüssigkeit (Petroleum etc.) oder wenigstens ein grofser Theil derselben wird hierdurch in gröfserem Mafse verflüchtigt und die darauf folgende Entzündung der Mischung beschleunigt und mit vollständiger Sicherheit bewirkt., Zu diesem Zweck wird der Mischkammer O, wie dieselbe mit Bezug auf die Fig. ι beschrieben wurde, die von einem Brenner R irgend welcher Art oder von irgend einem anderen unabhängigen Heizapparat kommende Wärme oder die Wärme der nach stattgefundenen Explosionen aus dem Cylinder entweichenden Gase oder auch die aus beiden angegebenen Wärmequellen entwickelte Wärmemenge zugeführt, wobei die erstere, d. h. die Wärme eines besonderen Brenners, namentlich beim Ingangsetzen der Kraftmaschine zur Benutzung gelangt, während die Wärme der Abgangsgase beim regelmäfsigcn Gang der Maschine zur Verwendung gelangt. Die Mischkammer O erhält zu diesem Zwecke in ihrem Innern das Schlangenrohr S oder irgend ein anderes Rohr, durch welches die Verbrennungsproducte streichen, welche durch ein Abzugsrohr aus dem Explosionscylinder zugeführt werden. Die Mischkammer kann ferner mit einer Hülle oder einem Mantel 5 ,umgeben sein, in welchem speciell die von ,dem Brenner R entwickelte Wärme circulirt.
: Als Varianten dieser Anordnung mag erwähnt · werden, dafs man auch die Verbrennungsgase durch den Mantel S¹ und die Wärme des besonderen Brenners durch das Schlangenrohr S führen kann; des Ferneren könnte man den Mantel in mehrere Abtheilungen zerlegen und je nachdem, ganz oder theihveise, 'von der einen oder anderen Wärmequelle oder von beiden gleichzeitig speisen, auch könnte die Mischkammer aus zwei oder mehr Röhren gebildet werden, welche je von der einen oder anderen Wärmequelle und je einzeln oder von beiden zusammen gleichzeitig erwärmt werden, oder könnte schliefslich der eine Theil dieser Röhren, welche durch die Mischkammer reichen, ,von den Verbrennungsgasen, der andere von der Wärme des besonderen Brenners durchstrichen werden.

^: Nachdem die Verbrennungsgase durch oder rund um die Mischkammer geführt werden, ;können dieselben auch noch in einem Schlangen- <rohr durch einen Behälter geführt werden, wel- :cher der Maschine oder dem Zerstäuber, sowie der Mischkammer die erforderliche Aufsenluft !zuführt und die letztere in diesem Behälter :vorwärmt.

: Auf der beiliegenden Zeichnung ist in Fig. r diese Anordnung in der Weise dargestellt, dafs ^;die erwärmte Aufsenluft der Mischkammer zugeführt wird, um hier mit der vom Zerstäuber N eingeführten hydrocarburirten Luft gemischt zu werden. Die Verbrennungsgase streichen, aus dem Schlangenrohr S tretend, durch das Rohr t zum Schlangenrohr 2", welches durch die Kammer U geführt ist, und ent- :weichen nach aufsen durch das Rohr £'. Durch |die Kammer U wird mittelst einer Rohrleitung Luft von aufsen angesogen, in dieser Kammer ierwärmt und durch die Leitung « der Mischkammer O zugeführt. Fig. ι a ist eine Vorderansicht der Mischkammer und zeigt die relaitiven Lagen des Zerstäubers N, des Abgangs-Irohres f für die Verbrennungsgase und des

Einführungsrohres u für die erforderliche vorgewärmte Luft. "· ■

Anstatt die zu erwärmende Luft in dem Behälter U zu sammeln und durch ein Schlangenrohr 7", durch welches die heilsen Verbrennungsgase streichen, zu erwa'rmen, kann man auch die letzteren in den Behälter U einlassen und die zu erwärmende Luft durch das Schlangenrohr T streichen lassen, und so kann diese Anordnung noch in manch anderer ähnlicher Weise vorgenommen werden.

Anstatt die Verbrennungsgase zur Mischkammer und von hier zur Luftkammer U zu führen, kann auch nur ein' Theil derselben zur Erwärmung des Gasgemisches und der Rest, zur Erwärmung des Luftbehälters benutzt werden. Die Zuführung der Verbrennüngsgase zu diesen vorbenannten Zwecken kann durch Hähne oder Drosselklappen regulirt werden. Wenn man es vorziehen sollte, kann auch die • zum Zerstäuber, zur Mischkammer und zum Motorcylinder zuzuführende Luft vorher, an-, statt sie der Einwirkung der Verbrennungsgase auszusetzen, durch einen besonders angebrachten Brenner oder irgendeine andere besondere Wärmequelle erwärmt werden.

Die Brenner, welche in vorbeschriebener Weise, sei es zur Erwärmung des in der Mischkammer O enthaltenen Gasgemisches, sei es zum Vorwärmen der Luft im Luftbehälter U dienen sollen, können beliebiger Art sein, vorausgesetzt, dafs dieselben sich zum Verbrennen von methylisirtem Spiritus oder einer anderen entzündbaren Flüssigkeit eignen. Auch könnten dieselben aus einem oder mehreren Brennern bestehen, welche mit der Mischkammer selbst in Verbindung stehen und von letzterer aus ■ mit einem entzündbaren Gasgemisch gespeist werden. In diesem Falle ist es jedoch angezeigt, den Weg von der Mischkammer bis zu dem Brenner oder den Brennern mit der hiervor beschriebenen Einrichtung zur Vermeidung der Entzündung beim Rückschlag der Flamme (s. P¹ in Fig. ij zu versehen.

Man kann auch, anstatt das Gasgemisch aus der Mischkammer zu dem Brenner oder den Brennern zuzuführen, einen derartigen Gasmischapparaf unabhängig von dem zur Maschine gehörigen in Anwendung bringen. Ein derartig combinirter Apparat ist in Fig. 6 dargestellt. Fist ein zum Theil mit flüssigem Kohlenwasserstoff gefülltes Reservoir; der über der Flüssigkeit befindliche Theil des Reservoirs wird von der Maschine mit etwas über Atmosphärendruck comprimirter Luft gespeist. Der Behälter ist dann mit zwei oder mehr kleinen Domen versehen, welche als Mischmundstücke und gleichzeitig als Brenner eingerichtet sind. Jedes dieser Mundstücke besteht aus einem Hohlkörper r, dessen oberes Ende mit einer Kappe r¹ versehen ist, die eine ganz kleine Oeffnung hat, welche den oberen Theil des Rohres r² umgiebt oder ihm gegenübersteht. Dieses Rohr sitzt in dem durchbrochenen Diaphragma r³ und reicht mit seinem unteren Ende bis fast auf den Boden des Behälters V. Unter dem Einflufs der in dem Reservoir über dem flüssigen Kohlenwasserstoff befindlichen comprimirten Luft wird der erstere in das Rohr r- gedrückt, während die Luft im Innern von r durch das perforirte Diaphragma r³ tritt Und der aus dem oberen Rohrende r² hervortretenden Flüssigkeit entgegenkommt; beide werden dabei innig mit einander vermischt und treten durch die Oeffnung in der Kappe r¹ aus.

Dieses entzündbare Gemisch besitzt, wenn es angezündet wird, eine beträchtliche Heizkraft. Das Reservoir V kann auch mit einem besonderen, zur Compression der Luft in ihm dienenden Apparat versehen werden; auch kann diese Compression mittelst Handbetriebes oder von der Maschine aus erfolgen, namentlich würde der Handbetrieb mit Specialcompressions- ;apparat zweckmäfsig sein zur Erwärmung des ;entzündbaren Gasgemisches beim Ingangsetzen ider Maschine. ^:

Claims (3)

Patent-Ansprüche: ■ '■■ Eine Kraftmaschine zum Betriebe mit hydroicarburirter Luft, gekennzeichnet durch die I folgenden, gleichzeitig vorhandenen Einrichtungen: ·

1. ein Mechanismus zur Entlastung des Cylinders beim Ingangsetzen der Maschine, bestehend aus dem oscillirenden Hebel w, dessen eines Ende auf dem Saugventil-

-^: hebel ν ruht, während das andere Ende ,.' hinter einem Stift x¹ festgehalten wird, der auf einem an der Schieberstange Q. befindlichen und den mit einem Belastungsgewicht versehenen Hebel jc² besitzenden Ansatz χ angebracht ist;

2. die in den Fig. 4 und 5 der Zeichnung dargestellte Einrichtung, um die Bewegungsrichtung einer in derselben Ebene mit der

. , Kraftmaschinenwelle liegenden und mit dieser in Verbindung stehenden Arbeitsmaschinen-

.Welle ohne eine Störung des Betriebes der Kraftmaschine ändern zu können, bestehend aus einer für directen Betrieb eingerichteten Ausrückvorrichtung d und einer zweiten Ausrückvorrichtung d'², welche in Verbindung mit einem geeigneten Räderwerk steht, das aus einem gewöhnlichen Zahnrad d⁶ und einem Rad d¹ mit innerem

\ Zahnkranz combinirt ist, welche mit zwei auf einer Supplementwelle sitzenden Getrieben d* und d^s in Eingriff stehen;

3. die Anordnung des in Fig. 6 dargestellten, zur Erwärmung der Mischkammer dienenden Gasmischapparates bezw. Brenners, bestehend

aus dem zum Theil mit flüssigem Kohlenwasserstoff gefüllten und mit comprimirter Luft gespeisten Behälter F, ferner den kleinen dampfdomartigen, auf den Behälter aufgeschraubten, gleichzeitig als Mischmundstücke dienenden Brennern, welche aus dem mit einer oberen aufgesetzten Kappe r¹ und dem inneren durchbrochenen Diaphragma r³ versehenen Hohlkörper r gebildet sind, in Verbindung mit dem durch das Diaphragma r³ gehende, mit seinem unteren Ende bis fast auf den Boden des Behalters und mit dem oberen Ende bis an die Oeffnung in der Kappe r^l reichenden Rohres r², zum Zweck, unter dem Einflufs der im Behälter V über dem flüssigen Kohlenwasserstoff befindlichen comprimirten Luft den Kohlenwasserstoff durch das Röhrchen r² der Mündung in der Kappe r¹ des Brenners zuzuführen und mit der durch das Diaphragma r³ in die Kappe r¹ tretenden Luft zu mischen, zur Erzeugung eines entzündbaren Gasgemisches mit intensiver Heizkraft.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.