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Kolbenbrennkraftmaschine mit Außenverbrennung in einer mit einem Verdichter
fürdieVerbrennungsluft und einer Kolbenkraftmaschine in steuerbarer Verbindung stehenden
Brennkammer Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenbrennkraftmaschine mit Außenverbrennung
in einer ;einerseits, mit einem Verdichter für die Verbrennungsluft, ,andererseits
mit einer an die gleiche Kurbel wie der Verdichter angeschlossenen und zur Entspannung
der Brenngase dienenden Kolbenkraftmaschine in steuerbarer Verbindung stehenden
Brennkammer, in der durch Einspritzung des Brennstoffes in die zugeführte verdichtete
Luft das gebildete Gemisch entzündet und verbrannt wird. Die Erfindung besteht darin,
daß die unmittelbar neben den um 18o° zueinander versetzt angebrachten Zylindern
der Kraftmaschine und des Verdichters liegende langgestreckt zylindrische und mit
einer gleichachsig angeordneten und vorzugsweise mit Wasser- oder Dampfzusatz arbeitenden
Vorkammer versehene Brennkammer parallel zur Symmetrieachse der Arbeitszylinder
der beiden Maschinen angeordnet ist.
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Einzelne Teile dieser neuartigen baulichen Gesamtanordnung sind bereits
bekanntgeworden, so insbesonderezylindrische, langg estreckte Brennkammern mit gleichachsig
angeordneter Vorkammer einerseits und um 18 o' zueinander versetzte gleichachsig
angeordnete und an einer gemeinsamen Kurbel angreifende Arbeits. und Kraftzylinder
und -kolben andererseits.
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Die Erfindung bezieht sich demgegenüber auf die ganz besondere Maschinengattung
der eingangs vorausgesetzten und beschriebenen Art. Die Erfindung hat sich die Aufgabe
gestellt, bei deiner solchen Maschinengattung eine räumliche Gesamtanordnung der
notwendigen Teile zu finden, die nicht nur durch ihre gedrängte, flache Bauart bei
großer Widerstandsfähigkeit wenig Platz beansprucht und sich deshalb ganz besonders
für den Einbau in Flugzeuge und vorzugsweise in Flugzeugflügel eignet, sondern auch
bei der gleichzeitig aus demselben Grunde selbst geringste Wärmeverluste bei dem
notwendigen überströmen der Gase vom Verdichterzylinder in die Brennkammer und von
dieser in den Kraftzylinder möglichst vollständig vermieden sind. Dadurch wird außer
den erwähnten räumlichen Vorteilen ein sehr hoher Gesamtwirkungsgrad ermöglicht.
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Diese beiden :gemeinsamen Vorteile der hohen Ausnutzung und der außergewöhnlichen
Zweckmäßigkeit
der baulichen Gesamtanordnung werden bei bekannten Maschinen nicht erreicht. Selbst
wenn man nach eitlem b;ekannten Vorschlag die Brennkammer quer über den Köpften
.der nebeneinanderliegenden beiden Zylinder anordnet, muß der Abstand der Brennkammer
von den Zylinderköpfen doch so groß :sein, daß genügend Raum für die Anordnung der
Ventile und ihrer Antriebsmittel bleibt. Außerdem geht bei einer solchen Anordnung
der Vorteil der gleichachsigen Anordnung der beiden Zylinder zu beiden Seiten einer
gemeinsamen Kurbel verloren, und die Brennkammer selbst muß ziemlich kurz werden,
so daß insbesondere auch kein Raum mehr für die erfindungsgemäß Verwendung findende
Vorkammer bleiben würde. Obwohl man demgegenüber gemäß der Erfindung die beiden
Zylinder mit der Brennkammer Wand an Wand anordnen kann, ergibt sich dennoch ein
absolut zwangloser Kreislauf des Arbeitsmittels vom Verdichtungszylinder über Vor-
und Brennkammer zum Arbeitszylinder, der für die Erzielung eines hohen Wirkungsgrades
von maßgeblicher Bedeutung ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung
gemäß der Erfindung in Form eines mittleren Querschnittes der Maschine: In dem Ver
dichterzylinder i arbeitet ein Verdichterkolben 2, der durch eine Schubstange 3
an eine Kurbel 4 axig;eschlossen ist. In einem um i 8o' zur Kurbelwelle versetzten
Kraftzylinder m läuft ein Kraftkolben 6, dessen Schubstange 7 mit gleicher Mitte
an dieselbe Iiurbe14 angeschlossen ist. Beide Schubstangen des Verdichter- und Kraftzylinders
sind ,also an eine gemeinsame Kurbe14 der Kurbelwelle 8 angeschlossen und gleichachsig
beiderseits dieser Kurbelwelle angeordnet.
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Zur Aufnahme ,atmosphärischer Luft besitzt der Verdichterzylinder
einen Einlaß 9 mit einem Einlaßventil i o, das gegen die Wirkung einer Feder i i
nach innen öffnet. Dieses Ventil wird durch einen N ocken i 2 einer-Nockenwelle
13 unter Vermittlung eines Zwischenhebels 14 in bekannter Weise gesteuert. Aus dem
Verdichterzylinder r wird die verdichtete Luft durch einen Auslaß 15, der durch
ein Druckventil 16 gesteuert wird, zu einer Vorkammer 17 eines Druckerzeugers geführt
und von dort zu einer Brennkammer 18. Diese besteht aus einer parallel zu den Zylindern
liegenden Gasflasche i 9 mit in der äußeren Wandungsfläche eingeschnittener Gewinderinne
2o und mit einem aufgepreßten Mantel 21, der seinerseits von ;einem hohlen Außenmantel
22 UM-geben ist. Die Gewinderinne 2o dient als Verdampferschlange für Wasser, das
ihr durch einen Einlaß 23 und einen Ringraum 24 zugepumpt wird und das aus ihr am
anderen Ende durch Ringraum 25 und 26 ausströmt und von dort durch Kanäle 27 zu
einer Düse 28 geleitet wird.
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Eine Brennstoffeinspritzdüse 29 am verdichterseitigen Ende dient zum
Einspritzen von Brennstoff in die Vorkammer i;. Eine in diese Vorkammer ragende
Glühspirale dient zum Anlassen der Maschine.
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Die heiße Mischung von Luft, Brennstoff und Dampf, die aus der Düse
28 in die Brennkammer 18 strömt, wird an deren anderem Ende durch einen Kanal 31
unter der Regelwirkung eines Ventils 32 mit Bedienungshebel 32' zu einem Kanal
33 und zum Kraftzylinder 5 geleitet.
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Der Einlaßkanal33 wird durch ein Ventil 34 gesteuert, das nach außen
gegen die Wirkung :einer Feder 35 öffnet und durch einen Nocken 36 von einer Nockenwelle
37 aus unter Vermittlung - eines Zwischenhebels 38 angetrieben mird. Dieselbe Nockenwelle
37 steuert auch ein Auslaßventil 39, das gegen die Wirkung einer Feder 4o nach innen
öffnet und den austretenden Gasen den Weg zu einem Auslaß 41 freigibt. An der Unterseite
der Maschine befindet sich eine Ül--,vanne 42. Die Zylinder i und 5 sind von Kühlmänteln
43 umgeben.
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Die Abbildung zeigt nur eine Maschineneinheit. Solche Einheiten können
in . bcliebiger Anzahl aneinandergereihtwer den, 1Ä-obei Kraft- und Verdichterzylinder
auf beiden Seiten der Kurbelwelle miteinander abwechselnd oder in jeder anderen
Weise angeordnet «>erden können. Auch können mehrere Einheiten .eine ,gemeinsame
Brennkammer haben.
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Die Unterteilung des Druckerzeugers in eine Vorkammer und eine Brennkammer
mit zwischengeschalteter Düse gibt den Vorteil, daß die brennenden Gase erst hinter
der Düse sich dehnen und entsprechend abkühlen, so daß sie das Wasser oder den Dampf
noch bei hoher Temperatur aufnehmen. Die Venturirohrausbildung mit Zufuhr von Wasser
oder Dampf im engsten Querschnitt unterstützt durch den dort herrschenden Unterdruck
diese Zufuhr.