DE41246C - Neuerung an Gas- und Petroleum-Kraftmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die nachfolgend beschriebenen Neuerungen beziehen sich:

1. auf Motoren, bei welchen eine gleichmäfsige Mischung von Hydrocarbon und Luft oder anderer explosiver Dämpfe und Luft durch einen im Compressionscylinder sich bewegenden Kolben, in einer damit verbundenen Röhre oder einem Behälter vor der Einführung in den Arbeitscylinder und nachher in letzterem selbst bis nahe zu der Entzündung comprimirt und Kraft während jeder Umdrehung der Kurbelwelle erzeugt wird, sowie die Producte der Verbrennung der Ladung theilweise durch den Rückgang desArbeitskolbens durch passende Oeffnungen aus dem Arbeitscylinder getrieben werden;

2. auf Motoren, in welchen die unter 1. erwähnte Ladung im Arbeitscylinder während eines Theiles des Hinganges des Arbeitskolbens entzündet und die dabei erzeugten heifsen Gase nach einem gröfseren Cylinder behufs weiterer Expansion und Kraftabgabe an einen darin sich bewegenden und mit der Kurbelwelle passend verbundenen Kolben geleitet werden und Kraft während jeder Umdrehung der Kurbelwelle erzeugt wird;

3. auf Apparate für die Mischung und Zubereitung der unter 1. und 2. erwähnten Ladung und Erzeugung von Leuchtgas behufs Entzündung derselben.

Die Neuerungen bestehen in erster Linie in der Verwendung eines Schiebers unter directer Controle des Regulators, durch welchen nicht nur die Mischung der Ladung, sondern auch die Einführung derselben in den Compressionscylinder und von letzterem in eine Röhre oder einen Behälter, und umgekehrt, sowie in den Arbeitscylinder bewirkt wird, und in der Verwendung eines Einlafs- oder Regulirhahnes in Verbindung mit oben genanntem Schieber.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnungen ist eine Seitenansicht, Fig. 2 ein Grundrifs und Fig. 3 eine Endansicht eines Motors mit den erwähnten Neuerungen versehen. Fig. 4 ist ein Vertical- und Fig. 5 ein Horizontalschnitt eines Theiles des Arbeitscylinders. Fig. 6, 7 und 8 sind Vorder- und Hinteransichten des Schiebers und dessen Fläche am Arbeitscylinder in vergröfsertem Mafsstabe. Fig. 9 und 10 sind Vertical- und Horizontalschnitt eines Vorwärmers. Fig. 11 ist ein Verticalschnitt einer Modification des Ladungsbehälters oder der Ladungsröhre, und Fig. 12 und 13 sind Diagramme des Motors.

α ist der von einem Wassermantel umgebene Arbeitscylinder, a^l der mit der Kurbel b verbundene Arbeitskolben, c der Compressionscylinder, c¹ dessen mit der Kurbel b^x verbundener Kolben. Der Compressionscylinder c ist durch die Röhre d in Verbindung mit der Oeffnung d¹ im Arbeitscylinder α gebracht (s. Fig. 3 und 5), welche zum Schieber e führt. Letzterer wird durch die Deckplatte g gehalten und ist auf der Seite, welche gegen die Fläche am Arbeitscylinder α zu liegen kommt, mit einer Höhlung e^l versehen, wodurch eine Verbindung zwischen den Oeffnungen d² und aP hergestellt wird. Wenn der

Schieber e in der in Fig. 5 angedeuteten Stellung anlangt, so ist die Oeffnung d³ in Verbindung mit dem Behälter/ gebracht, e² ist eine andere Höhlung im Schieber e auf der gleichen Seite wie e¹, welche durch Oeffnung e³ in Verbindung mit der Luftöffnung g^l und dem Rohr g² der Deckplatte g gebracht wird. h ist ein kleiner Luftcylinder, in welchem sich ein Kolben h^l bewegt, dessen Stange mit einer Spiralfeder h² versehen und mit dem Schieber e verbunden ist. Die Spiralfeder h ² zieht den Kolben h^l aufwärts gegen das Ende des Cylinders h und schliefst dann durch Verdecken des Luftloches h³ ein kleines Volumen Luft darin ab, wodurch ein Festsetzen des Schiebers e verhindert wird, i ist der Einlafs- oder Regulirhahn, welcher in der Deckplatte g vermittelst Schrauben und Spiralfedern behufs Dichthaltens derart befestigt ist, dafs dessen Ende immer gegen den Schieber e gedrückt wird.

Dieser Einlafs- oder Regulirhahn i besteht aus einem winkelartigen Körper, dessen einer Schenkel mit einem engen Loch i versehen ist, welches in Verbindung mit dem Schieber e steht und in der Deckplatte g Aufnahme findet, während der andere Schenkel eine Spindel J "mit konischem Kopf J¹, Fig. 4, welche durch eine Spiralfeder gegen das Loch i^l gedrückt wird, enthält und mit dem vom Behälter J³ und Hahn Jⁱ herführenden Rohr J² in Verbindung steht. Der Kopf J¹ ist derart mit Löchern versehen, dafs durch Drehen desselben eine Verbindung zwischen dem Rohr J² und dem Loch i^l oder dem Schieber e nach Belieben hergestellt oder wieder unterbrochen werden kann. Der Schieber e ist durch den Hebel A:¹ und die Verbindungsstange k², Fig. 1, 2 und 3, unter die Controle des Regulators k gestellt. Der mit dem Schieber e verbundene untere Theil der Verbindungsstange k² ist mit dem Contaetstück k³ versehen, welches, so lange der Motor seine normale Geschwindigkeit beibehält, in einer Ebene mit einem anderen Contactstüek kⁱ verbleibt, während letzteres, von dem Lappen Z² geführt, durch die Excenterstange I¹ und den Excenter / der Kurbelwelle vorwärts geschoben und nach Vollendung des Hubes den Schieber e in der "Richtung des Luftcylinders h in die in Fig. 5 angedeutete Stellung versetzt. Wenn der Schieber e durch die Feder h² in seine neutrale Stellung versetzt ist, so wird die Verbindung zwischen der Oeffnung d³, welche in den Arbeitscylinder α führt, und der Oeffnung d², der Röhre f¹ und dem Behälter / unterbrochen, sowie die Schlitze und Löcher e⁴ und Oeffnung e³ von der Luftöffnung und dem Rohr g^l und g² abgeschnitten und Oeffnungen d² und d¹ durch die Höhlunge² des Schiebers e in Verbindung mit einander gesetzt, so dafs die Ladung vom Compressionscylinder c nach dem Behälter/ passiren kann.

Während des Ausganges des Compressionskolbens c¹ zieht derselbe eine explosive Ladung durch die Röhre d, Oeffnung d\ Höhlung e² und Schlitze und Löcher e⁴ in seinen Cylinder c, indem Luft durch die Oeffnung g^l und das Rohr g² in die Höhlung e² tritt, welche die vom Einlafs- oder Regulirhahn i durch die Schlitze und Löcher eⁱ fliefsende Flüssigkeit aufnimmt. Die Ladung im Compressionscylinder c wird dann vermittelst dessen Kolben c¹ comprimirt und durch die Röhre d, Oeffnungen d^l und d², Höhlung i² und Röhre f^l in den Behälter/ unter beliebigem Druck. gedrängt und darin aufbewahrt, bis der Schieber e die Verbindung zwischen dem Compressionscylinder c und dem Behälter / unterbricht und der in letzterem aufbewahrten Ladung gestattet, sich durch die Oeffnungen d² und d^s zu expandiren, das Ventil dⁱ zu heben und durch den Ring a^s in den Arbeitscylinder einzutreten, weil kurz vorher der Arbeitscylinder α von den heifsen Gasen, welche durch die Oeffnung a² hinausgetrieben werden, befreit worden ist. Die in den Arbeitscylinder a getretene Ladung wird dann durch dessen Kolben α^λ darin noch weiter comprimirt und durch beliebige, für diesen Zweck bekannte Mittel entzündet.

Wenn der Motor seine normale Geschwindigkeit übersteigt, so hebt der Regulator k mittelst der Verbindungsstange £² das Contactstück k³ aus der Ebene des Contaetstückes A:⁴, welches die Bewegung des Schiebers e unterbricht, zu welcher Zeit dann Verbindung zwischen dem Behälter / und dem Compressionscylinder c besteht und der Ladung gestattet, durch die betreffenden Oeffnungen und Höhlungen hin und her zu passiren, weil der Compressionscylinder c' sich fortbewegt. Wenn der Arbeitscylinder α von den von der Explosion herrührenden heifsen Gasen befreit ist, empfängt derselbe eine frische Ladung vom Behälter / sowie auch in manchen Fällen vom Compressionscylinder c, welche dann die Producte der vorher stattgefundenen Explosion vor sich hin treibt und während eines Theiles des Einganges, vom Arbeitskolben a¹ darin unterstützt, aus dessen Cylinder α treibt. Der Ring α³, Fig. 4 und 5, welcher am Umfange hohl fournirt und, auf der Seite mit Löchern α⁴ versehen, im Arbeitscylinder α sich eingepafst befindet, ist in Verbindung mit der Oeffnung d⁹, und hat zum Zweck, die Geschwindigkeit der in den Arbeitscylinder α eintretenden Ladung zu hemmen und dieselbe in der Richtung der Pfeile in denselben einströmen zu lassen, sowie eine gründliche Mischung und Bereitung der Ladung für effective Explosion zu erzielen.

Der in Fig. 9 und 10 veranschaulichte Vorwärmer ist mit der Oeffnung a², Fig. 1, passend verbunden und besteht aus einem Kasten v, in welchem eine Anzahl Rippen v¹ derart angeordnet ist, dafs die Luft oder Ladung, welche bei v^B eintritt, einen schlangenartigen Weg um die Rippen v^l zu machen hat und durch diese Rippen erwärmt wird.. Diese Rippen v¹ werden erhitzt durch die vom Motor hergeführten heifsen Gase, welche durch v² passiren. Sodann verläfst die Ladung den Vorwärmer bei v⁴, um passend in den Arbeitscylinder α geführt zu werden.

Anstatt für die Aufbewahrung der Ladung nur einen Behälter /, wie in Fig. 1 gezeigt, zu verwenden, kann solche auch in mehreren Aufnahme finden. Fig. 11 zeigt eine derartige Modification und ist der Behälter f in diesem Falle unterhalb an der Röhre f¹ befestigt und inwendig mit einem Konus /² versehen, welcher mit einer oder mehreren, im Innern des Behälters / gebildeten Rippen /³ umgeben ist, die einen Theil der Ladung zurückhalten und solche sogleich von Unreinheiten befreien, wenn sich solche durch irgend einen Zufall vorfinden sollten.

Diagramm Fig. 12 veranschaulicht den Vorgang der Verbrennung der Ladung im Arbeitscylinder a, welche von A B und die Entfernung der von der Verbrennung herrührenden Producte von B D und C stattfindet, sobald ■die relative Stellung der Kurbeln A und A¹ geändert werden kann.

Die Neuerungen bestehen in zweiter Linie in der Verwendung eines Ladungsmischungsschiebers an Compound - Hydrocarbon- und anderen Gasmotoren, welcher in Verbindung mit einem wie vorhin beschrieben construirten Einlafs- oder Regulirhahn und unter directer Controle des Regulators steht. Die Einführung der Ladung in den Compressionscylinder wird bewirkt mittelst eines¹ nach dem Ladungsein- -führungsschieber führenden Rohres in den .Arbeitscylinder, und umgekehrt. Ferner bestehen die Neuerungen in der Combination des Niederdruckcylinders mit einem Luftbehälter derart, dafs beim Eingange des Kolbens des Niederdruckcylinders der Luftbehälter ein Volumen Luft hinter den Kolben passiren läfst und beim Ausgange des Kolbens unter beliebigem Druck aufnimmt und nachher nach der vorderen Seite des Kolbens in dessen Cylinder behufs Aufnahme der von dem Arbeits- oder Niederdruckcy linder herkommenden heifsen Gase und Kraftabgabe strömen läfst.

Blatt II der beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht einen Motor mit diesen Neuerungen versehen. Fig. 14 ist eine Seitenansicht, Fig. 15 ein Grundrifs, Fig. 16 eine Endansicht, Fig. ij ein Verticalschnitt des Compressionscylinders u. s. w., Fig. 18 eine Vorderansicht des Mischungsschiebers und Fig. 19 ein Verticalschnitt einer Modification der Schieberplatte. Fig. 20 ist ein Diagramm des Motors.

Der Ladungsmischungsschieber m, Fig. 14 und 18, welcher unter der Controle des Regulators k steht, wird, wenn der Motor seine normale Geschwindigkeit beibehält, durch das auf der Kurbelachse festgekeilte Excenter / und dessen bei w¹ geführten Stange n, sowie den Contactstücken k³ und &⁴ nach unten bewegt und der Eintritt der Ladung in den Compressionscylinder c gestattet, indem sich der im Schieber m befindliche Schlitz m¹, welcher die von dem Behälter J^s durch den Hahn J⁴, das Rohr J² und den Einlafs- oder Regulirhahn i herfliefsenden Flüssigkeit aufnimmt und mit der in der Deckplatte g gebildeten Luftöffnung g^x und der in den Compressionscylinder c führenden Oeffnung d¹ in Verbindung setzt. Wenn der Compressionskolben c¹ auf diese Weise eine Ladung eingezogen hat, so ist der Mischungsschieber m mittelst der Spiralfeder h'² in seine oberste Stellung versetzt, wodurch die Verbindung des Schlitzes-m¹ mit der Luftöffnung g^l abgeschnitten ist. Der Mischungsschieber m wird dann wieder nach unten bewegt und unterbricht die Verbindung zwischen dem Compressionscylinder c und dem Behälter oder der Röhre f, welch letztere dann die Ladung hält, während eine frische Ladung in den Compressionscylinder c gezogen und nachher durch den Ladungsschieber e und das Ventil dⁱ, Fig. 1, 2 und 3, an den Arbeitscylinder α abgegeben wird. Der Ladungseinführungsschieber e ist durch die Stange o, den Hebel o¹, die Achse o², den Hebel o³ und die Stange o⁴ mit dem Mischungsschieber m verbunden und wird von letzterem bewegt.

Die im Arbeitscylinder α von der Explosion herrührenden heifsen Gase treten durch die Oeffnung λ² in einen anderen gröfseren Cylinder ρ, welcher durch die Röhre ρ¹ mit ersterem in Verbindung steht und den Kolben ρ ² besitzt, der mittelst dessen Stange ρ ³, Hebel ρ ⁴ und Stange p⁵ mit der Kurbelwelle bei p^e verbunden ist. Der Kolben p² ist derart fournirt, dafs sich hinter und um denselben im Cylinder ρ ein freier Raum q bildet, welcher durch die Röhre ^¹ mit dem mit Ventil r¹ versehenen Luftbehälter in Verbindung steht. Zwischen dem vorderen Ende des Cylinders ρ und dessen Kolben p² befindet sich ebenfalls ein freier Raum behufs Aufnahme eines Volumens Luft., sowie einer Anzahl durchlöcherter Scheiben. Wenn sich der Motor in der Richtung des Pfeiles bewegt, so deckt der Arbeitskolben α¹ die zu dem Niederdruckcylinder ρ führende Oeffnung a² ab und gestattet den unter Druck sich befindenden heifsen Gasen den Eintritt in denselben, wo solche

Claims (1)

1. expandiren, auf den Kolben ρ² wirken und die Kurbel b' in ihre niedrigste Stellung ziehen. Kurz bevor der Kolben p² in seiner äufsersten Stellung angelangt ist, öffnet sich das Vemil q² und giebt den Inhalt des Cylinders ρ ins Freie ab, weil der Kolben p², nachdem er die Röhre q passirt hat, während seines Ausganges Verbindung zwischen dem Luftbehälter r und dem Niederdruckcylinder ρ herstellt und die im Behälter r angesammelte Luft in den Cylinder ρ auf die vordere Seite des Kolbens p² strömen läfst.

   Anstatt Hydrocarbonate für den Betrieb der beschriebenen Motoren zu verwenden, können solche auch mit gewöhnlichem Gas betrieben werden, indem man blos die mit Einlafs- oder Regulirhahn i versehene Deckplatte g wegnimmt und an deren Stelle eine mit Luft- und Gasöffnungen g^l g^z versehene Platte, wie in Fig. 19 veranschaulicht, befestigt. Diagramm Fig. 20 veranschaulicht den Vorgang der Verbrennung der Ladung im Hochdruckcylinder α, welche von A B₁ und die Abgabe der heifsen Gase an den Niederdruckcylinder, welche von B C stattfindet.

   Die Neuerungen bestehen in dritter Linie in der Verwendung eines Apparates für die Mischung und Bereitung der Ladung, bei welchem die vom Behälter J³ und Rohr J² herkommende Flüssigkeit durch einen regulirbaren Kanal in die Höhlung eines Schiebers eintritt und von letzterem auf einen von einer Luftkammer umgebenen durchlöcherten konischen Rohraufsatz geführt und fallen gelassen wird behufs Vermengung mit Luft, sowie in der Verwendung eines mit erwähntem Ladungsbehäher oder Ladungsrohr / oder /' in Verbindung stehenden Apparates, mittelst welchen das für-die Entzündung der Ladung im Arbeitscylinder nöthige Leuchtgas vor dem Lauf des Motors durch Handmanipulation und während des Ganges desselben fortwährend selbstthätig erzeugt wird.

   Fig. 2i ist ein Längenschnitt und Fig. 22 ein Querschnitt bei E-F des Ladungsmischungsund Bereitungsapparates, s ist der Flüssigkeitseinführungsschieber, welcher gleichzeitig mit dem Ladungsmischungs- oder Einführungsschieber durch den Hebel s⁸ und die Stange s⁹ passend vom Motor bewegt und mit einer Höhlung s² gebildet, am oberen Ende des cylindrischen Körpers s¹² von der Deckplatte s^s gehalten wird. Diese Höhlung s² ist in Verbindung mit dem Kanal s⁴, welcher am oberen Theile des Körpers s¹² gebildet wird und zum Rohr /² führt, sowie durch die Ventilspindel s^l regulirbar gemacht ist, und hat zum Zweck, die eintretende Flüssigkeit durch Kanal s¹², Glasrohre s⁵, sowie die mit Löchern s^u versehene, die Luftkammer s ⁾⁰ bildende und den konischen Rohraufsatz s⁷ umgebende Hülse s^e zu führen und fallen zu lassen. Die Flüssigkeit wird dadurch mit Luft vermengt, ' durch den Rohraufsatz s⁷ gezogen und vermittelst des Rohres g* in die Luftrohre g² der Deckplatte g nach dem Ladungseinführungsschieber e des Motors geführt, in welchem Falle aber der Einlafs- oder Regulirhahn wegfällt.

   Fig. 23 ist ein Verticalschnitt und Fig. 24 ein Grundnfs des Apparates für die Erzeugung des Leuchtgases, u ist ein Behälter, welcher theilweise mit Hydrocarbonöl gefüllt und in welchem durch die Rippen u^l ein schlangenförmiger Weg gebildet ist. Auf der Seite des Behälters u ist eine .kleine Kammer «⁵ mit Deckel m⁴ angeordnet und inwendig mit einer biegsamen Platte w², sowie den Ventilen M⁶ und u⁷ versehen. Die Kammer u⁵ ist durch die Röhre u⁸ bei u¹¹ mit dem Behälter u, sowie durch Röhre M¹⁰, welche bei m⁹ sich von der Röhre u^s abzweigt, mit dem Ladungsbehälter oder der Ladungsröhre / oder/¹ des Motors in Verbindung gebracht. Die Röhren w⁸ und u ¹⁰ sind passend mit Hähnen versehen, mittelst welchen die Verbindung zwischen Behälter u und Kammer «^B oder dem Ladungsbehälter oder der Röhre/ oder/¹ hergestellt und unterbrochen werden kann.

   Um Leuchtgas vor dem Gange des Motors zu erzeugen, wird die Platte w² mittelst der daran befestigten Spindel u^B von Hand vorwärts und rückwärts bewegt, wodurch Luft durch das Ventil u^e eingezogen und durch Ventil u⁷ und Röhre w⁸ in den Behälter u gedrängt wird, über die darin befindliche Flüssigkeit schlangenartig hinwegstreift, einen Theil derselben aufnimmt und durch die mit dem Behälter u mit dem auf demselben sitzenden Reservoir w¹² verbundene Röhre M¹³ tritt und von letzteren aus einen Brenner speist behufs Entzündung der Ladung im Arbeitscylinder. Wenn der Motor einmal in Gang gesetzt ist, ist es nicht mehr nothwendig, von Hand Luft in den Behälter u zu ziehen, indem man den Hahn, welcher die Verbindung zwischen dem Behälter u und der Luftkammer M⁵ herstellt, schliefst und denjenigen, welcher die Verbindung zwischen dem Ladungsbehälter oder der Ladungsröhre / oder /' des Motors und dem Behälter u herstellt, öffnet und dadurch den im Behälter oder in der Röhre / oder /' unter Druck befindlichen Gasen den Eintritt in den Behälter u und nachher in das Reservoir m¹² gestattet, so dafs also die Erzeugung des Leuchtgases während des Ganges des Motors fortwährend selbstthätig bewirkt wird.

   Patenτ-Ansprüche:

   Bei Hydrocarbon- und anderen Gasmotoren, welche Kraft während jeder Umdrehung der Kurbel entwickeln:

   Die Anordnung eines Schiebers e, welcher mit den Zuführungs- und Mischungskanälen e^l e² e^s e* versehen und einerseits durch Druckfeder /r², andererseits mit der Kurbelwelle durch Vermittelung des Regulators k lösbar verbunden ist, in Verbindung mit dem Einlafs- bezw. Regulirhahn i und dem Lufteinlafs g g¹ g-², durch welche der Schieber e in der Weise gespeist wird, dafs derselbe:

   a) die Einführung der explosiven Ladung in den Compressionscylinder c;

   b) die Uebertragung der Ladung in den Behälter /;

   c) die Uebertragung der Ladung in den Arbeitscylinder α während der Normalgeschwindigkeit des Motors, und

   d) die Uebertragung der Ladung von und nach dem Compressionscylinder c und Behälter f bewirkt.

   Die Hinzufügung eines Ladungsmischungsschiebers m, welcher unter directem Einflufs des Regulators k steht und durch den Einlafs- oder Regulirhahn i in Verbindung mit dem nach dem Ladungsschieber e führenden Rohr /' in der Weise gespeist wird, dafs derselbe:

   a) die Einführung der explosiven Ladung in den Compressionscylinder c;

   b) die Uebertragung nach dem Einführungsschieber e bezw. Arbeitscylinder a durch Rohre oder Behälter f, und

   c) die umgekehrte Uebertragung nach dem Compressionscylinder c bewirkt.

   .3. Bei der unter 1. und 2. bezeichneten Anordnung die Hinzufügung eines Niederdrückcylinders ρ in Verbindung mit einem Luftbehälter r in der Weise, dafs beim Eingange des Niederdruclckolbens p² der Luftbehälter r ein Volumen Luft hinter dem Kolben ρ ² aufnimmt und nachher nach der vorderen Seite des Kolbens p² in den Niederdruckcylinderj? strömen läfst, zum Zweck der Aufnahme der vom Hochdruckcylinder kommenden heifsen Gase.

   4. Bei der unter 1. und 2. bezeichneten Anordnung die Anwendung eines Gas- oder Ladungsbereitungsapparates, bestehend aus dem Schieber s, Fig. 21 und 22, welcher die vom Behälter J³ durch den vermittelst Ventilspindel s^J regulirbar gemachten Kanal s⁴ strömende Flüssigkeit nach dem Gasrohr s⁵ treten läfst und durch dasselbe auf den auf dem Rohr gⁱ sitzenden durchlöcherten, konischen und mit Luftkammer s^w umgebenen Aufsatz s⁷ fallen läfst, woselbst die Flüssigkeit zerstäubt, mit Luft vermengt und durch den Aufsatz s⁷ abgezogen wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.