DE59882C - Ohne Zündflamme arbeitende Kohlenwasserstoffmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Diese Erfindung betrifft eine in erster Linie an Kohlenwasserstoffmaschinen, dann aber auch an Gasmaschinen anzuwendende Einrichtung, durch welche die Zündflamme in Wegfall kommt. Zu diesem Zwecke ist die Kammer, in welcher die Explosionen des Gemisches aus Luft und verdampftem flüssigen Kohlenwasserstoff bezw. Gas stattfinden, im Innern mit einer eine möglichst grofse Fläche bietenden Anzahl von Heizrippen oder Heizröhren versehen, so dafs die durc.h die Explosionen eintretende Erhitzung dieses Behälters nicht nur zur Verdampfung des eingespritzten Kohlenwasserstoffes, sondern auch zur Entzündung des in dem Behälter erzeugten explosiven Gemisches dient. Nur beim Anlassen der Maschine ist die Benutzung einer besonderen Heizvorrichtung erforderlich.

Um bei der starken Erhitzung der Mischkammer eine vorzeitige Entzündung des explosiven Gemisches zu verhüten, wird zuerst die zur Ladung erforderliche Luftmenge zusammen geprefst und in diese zusammengeprefste Luft das OeI bezw. Gas erst eingespritzt, wenn die Explosion stattfinden soll. Zur Regelung der Erhitzung der Mischkammer ist dieselbe mit einem. Mantel umgeben, welcher unten eine Oeffnung und oben einen Abzug hat, so dafs ein Luftstrom durch den Zwischenraum zwischen Mischkammer und Mantel hindurchziehen kann. Ein Schieber bezw. eine Drosselklappe, mittelst deren der obere Abzug mehr oder minder freigelegt werden kann, dient zur Regelung der Luftmenge, welche an der Mischkammer vorbeizieht.

Die Regelung des Ganges der Maschine erfolgt mittelst Regulators, welcher das Saugventil der Speisepumpe derart beeinflufst, dafs bei einem zu raschen Gange der Maschine ein Theil der von der Pumpe angesaugten Flüssigkeit wieder in den Vorrathsbehälter zurückgedrückt wird, so dafs der in die Mischkammer gelangende Theil nicht hinreicht, um ein verbrennbares Gemisch zu bilden. Dieser letztere Theil dient dann als blofses Schmiermittel für den Cylinder.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht theils in Verticalschnitt, theils in Seitenansicht eine nach vorliegender Erfindung construirte Kohlenwasserstoffmaschine der Viertakttype; Fig. 2 ist eine Endansicht derselben, Fig. 3 ein Verticalschnitt durch die Mischkammer nach x-x, Fig. 1 ; Fig. 4 veranschaulicht den auf dem oberen Abzug des Mischkammermantels angeordneten Schieber; Fig. 5 und 6 zeigen die Einspritzdüse mit der Zerstäubungsvorrichtung; Fig. 7 und 8 stellen einen Grundrifs und Verticalschnitt einer Abart der Misch- und Verdampfungskammer dar; Fig. 9 und 10 zeigen den Motor im Längenschnitt und Querschnitt mit einer gegenüber der Einrichtung nach Fig. 1 und 2 veränderten Anordnung des Lufteinlafsventils.

Zwischen den Seitentheilen des Gestelles a ist auf der Bodenplatte der den flüssigen Kohlenwasserstoff enthaltende Behälter a^x an-

geordnet. Das Gestell trägt den Cylinder b, in welchem sich der Kolben c hin- und herbewegt. Die Pleuelstange d setzt mittelst der Kurbel e die Welle / in Drehung, welche ihrerseits mittelst Zahnradgetriebes /z/z¹ die Welle g in Drehung setzt. Das Uebersetzungsverhältnifs zwischen h und h¹ ist derart, dafs die Welle g auf je zwei Umdrehungen der Welle f eine Umdrehung macht. Der Lufteintritt in die Mischkammer k erfolgt durch das Ventil z, der Abzug der Verbrennungsgase durch das Auspuffventil j, welches von der Welle g aus mittelst eines Daumens j¹ und des Winkelhebels j² geöffnet und durch eine Feder wieder geschlossen wird.

Mit dem hinteren Ende des Cylinders b ist die Mischkammer k verbunden, in welcher, wie aus Fig. 3 ersichtlich' ist, Heizrippen k¹ oder nach Fig. 7 und 8 durchgehende Heizrohre angeordnet sind. Das Innere der Mischkammer steht durch einen Kanal k² mit dem hinteren Cylinderende in Verbindung. Die lichte Weite dieses Kanals k² ist kleiner als der Querschnitt des Cylinders und auch kleiner als der Querschnitt der Mischkammer. Letztere ist von einem Mantel / umgeben, welcher zweckmäfsig mit einem schlechten Wärmeleiter, z. B. Asbest, bekleidet und im dargestellten Falle unten offen, oben dagegen mit einem Abzug Z¹ versehen ist, welcher mittelst eines Schiebers Z² mehr oder weniger geöffnet werden kann. Die durch das Ventil i in die Mischkammer eintretende Luft wird dem Raum zwischen der Mischkammer und dem Mantel Z entnommen, gelangt also bereits in vorge^: wärmtem Zustande in die Mischkammer.

Die Zufuhr der in dem Behälter a^l enthaltenen Flüssigkeit nach der Mischkammer erfolgt mittelst der Pumpe m und der anschliefsenden Saugleitung πι^λ und Druckleitung m², durch welche die Flüssigkeit in . den Zerstäuber η tritt. Letzterer besteht aus einer Düse η¹, aus welcher die Flüssigkeit als ■feiner Strahl gegen eine an dieser Düse η¹ befestigte, schräg gestellte Platte n² geschleudert und hierdurch fein zerstäubt wird. Die Pumpe m wird ebenfalls von der Welle g aus mittelst des Daumens ο und des Winkelhebels o¹ betrieben. Letzterer wirkt mittelst des Gelenkes o² auf den Pumpenkolben. Eine am Winkelhebel o¹ wirkende Feder o³ schnellt den Winkelhebel zurück, sobald das freie Ende desselben von dem Daumen ο nicht mehr beeinflufst wird. Dieses Zurückschnellen hat die Wirkung, dafs die Oelladung sehr rasch in die Mischkammer eingespritzt wird. Der Hub des Pumpenkolbens und damit die Stärke der Ladung läfst sich mittelst des verstellbaren Anschlages p¹ regeln. Die Zeit der Einspritzung kann durch Verstellen des Daumens 0 geregelt werden. Der Daumen 0 sitzt zu diesem Behufe an einem Ring, welcher mittelst der Schraube ρ in jeder gewünschten Stellung auf der Achse g befestigt werden kann.

Der Regulator q, Fig. 2, wird von der Achse f aus mittelst der Riemscheiben r¹ r³, des Riemens r², der Welle r⁴ und der Kegelräder r⁵ angetrieben. Läuft die Maschine zu schnell, so dafs die Kugeln r sich von der Spindel q¹, Fig. 1, entfernen, so verschieben sie letztere nach abwärts, so dafs die Spindel q¹ das Saugventil 5 etwas aufstöfst und nun beim Niedergang des Pumpenkolbens ein Theil des vordem angesaugten Oeles wieder in den Behälter a¹ zurückgedrückt wird. Die Federn q² bezw. s¹ sind beständig bestrebt, die Spindel q^l bezw. das Saugventil s in die normale Stellung zurückzubringen.

Die Maschine wirkt in folgender Weise:

Angenommen, es befinden sich die Theile der Maschine in der durch Fig. 1 veranschaulichten Stellung und unter der Misch- und Verdampfungskammer k sei eine Heizvorrichtung angeordnet. Sobald die Kammer k geeignet erhitzt ist, wird das Schwungrad in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung von Hand gedreht. Der sich nach , dem vorderen Ende des Cylinders bewegende Kolben übt alsdann eine Saugwirkung aus, wodurch das Lufteinlafsventil i geöffnet und Luft in die Mischkammer eingesaugt wird. Beim Rückgang des Kolbens wird diese Luft zusammengeprefst. Inzwischen hat die Pumpe m aus dem Behälter a^l eine Ladung OeI angesaugt. Um die Zeit herum, wenn der Kolben seinen zweiten Vorwärtsgang beginnt, wird eine gleiche Menge OeI in fein zerstäubtem Zustande in die Verdampfungskammer k gespritzt, wodurch in Verbindung mit der comprimirten Luft ein explosives Gemisch entsteht, welches sich infolge der Erhitzung durch die Heizrippen bezw. Heizrohre der Mischkammer entzündet und den Kolben vortreibt. Beim Rückgang des Kolbens wird das Auspuffventil j geöffnet, so dafs die Verbrennungsgase ausgestofsen werden, worauf sich dann der beschriebene Viertakt wiederholt. Nach kurzer Zeit kann die Heizvorrichtung, mittelst welcher die Mischkammer im Anfang erhitzt wird, entfernt werden, da dann die Heizrippen bezw. Heizrohre durch die Verbrennung der Explosivmischungen hinreichend erhitzt werden, um eine Selbstentzündung der letzteren herbeizuführen.

Die vorzeitige Selbstzündung des Explosivgemisches kann in wirksamer Weise dadurch verhindert werden, dafs das Lufteinlafsventil i, wie Fig. 9 und 10 veranschaulichen, so angeordnet wird, dafs die Luft unmittelbar in den Cylinder b eingesaugt wird. Bei dieser Einrichtung kann die Verdampfung bezw. Vergasung in der Kammer α bereits während des

Vorganges des Kolbens erfolgen, denn zufolge des verhältnifsmäfsig engen Verbindungskanals k^% tritt keine nennenswerthe Ueberströmung von Dämpfen oder Gas aus der Kammer k nach dem Cylinder b ein, vielmehr füllt sich letzterer fast ausschliefslich mit Luft, welche durch das sich öffnende Ventil i dicht hinter dem Kolben eintritt. Beim Rückgang des Kolbens wird die zuvor eingesaugte Luft aus dem Cylinder b in die Kammer k verdrängt, wodurch das Explosivgemisch gebildet wird, welches sich dann zufolge der Erhitzung durch die Heizrippen bezw. Heizrohre von selbst entzündet.

Anstatt die Luft mittelst des Arbeitskolbens zu coraprimiren, kann hierzu auch eine besondere Pumpe benutzt werden, in welchem Falle dann bei jeder Kurbelumdrehung eine Explosion erfolgen kann, statt wie im vorbeschriebenen .Falle erst . bei jeder zweiten Kurbelumdrehung.

Bei vorliegender Einrichtung des Motors können auch die schwereren Kohlenwasserstofföle als Betriebsmittel benutzt werden. Auch arbeitet der Motor sehr sparsam, da schon eine schwäche Mischung genügt; dabei ist noch der Vortheil vorhanden, dafs der Kolben auch noch durch die Ausdehnung der heifsen Luft vorgetrieben wird, ähnlich wie bei einem Heifsluftmotor.

Der mit den Heizrippen bezw. Heizrohren versehene Verdampfungskörper kann auch bei Gasmotoren Anwendung finden. In diesem Falle dient derselbe dann nicht mehr zum Verdampfen von flüssigen Kohlenwasserstoffen, sondern lediglich zur Erhitzung des Gas- und Luftgemisches bis zur Entzündungstemperatur.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Eine ohne Zündflamme arbeitende Kohlenwasserstoffmaschine, bei welcher zwecks Verhütung einer vorzeitigen Selbstzündung vom Kolben beim Rückgange nur reine Luft in eine mit dem Cylinder in ständiger offener Verbindung stehende heifse Explosionskammer (k) gedrückt und erst nach dem Hub wechsel, also zu Beginn des Kolbenvorganges, Kohlenwasserstoff in die Kammer (k) fein zertheilt eingespritzt wird, so dafs dieser hier verdampft, sich mit der heifsen Luft mischt, und darauf die Entzündung an den heifsen Wandungen erfolgen kann.

2. Bei einem Motor nach Anspruch i. die Anordnung eines die Mischkammer umgebenden, unten offenen Mantels (I), auf welchem oben ein regulirbarer Abzug (V) angebracht ist, um durch dessen mehr oder minder starkes Oeffnen ein zu starkes Erhitzen der Mischkammer zu verhindern.

3. Bei einem Motor nach Anspruch 1. die Anordnung eines Regulators (q), welcher bei zu raschem Gang des Motors durch Verschiebung der Regulatorspindel (q^x) das Saugventil (s) der Speisepumpe (m) öffnet, derart, dafs letztere dann einen Theil der Ladung in den Vorrathsbehälter (a¹) zurückdrückt und nur der Rest in die Mischkammer tritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.