Titel: | Neue Erdölkraftmaschinen. |
Fundstelle: | Band 295, Jahrgang 1895, S. 57 |
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Neue Erdölkraftmaschinen.
(Fortsetzung des Berichtes S. 30 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neue Erdölkraftmaschinen.
Vergaser.
Bei der Anordnung von Chr. Mansfeld in Reudnitz-Leipzig (* D.
R. P. Nr. 71218 vom 24. September 1892) findet Ladung und Vergasung in
einem mit der Aussenluft frei verbundenen Raum vor dem geschlossenen Cylinder statt.
In einem der beiden Wege, welche die Ladung dem Cylinder zuführen, findet die
Zündung statt.
Textabbildung Bd. 295, S. 56
Fig. 30.Vergaser von Mansfeld.
Aus Fig. 30 ist der Cylinder mit angeschraubtem
Deckel, Lade- und Vergasungsapparat nebst Zündrohre im senkrechten Schnitte
ersichtlich. Luft und Erdöl werden gemeinschaftlich durch eine und dieselbe
Oeffnung, mit a bezeichnet, in die Maschine eingeführt,
und zwar in solcher Weise, dass während des freien Einzuges der Luft zu Zeiten des
Saughubes eine von der Regulatorstellung abhängige Menge Erdöles in den Ladeapparat
eintritt. Die mehr dampfartige Beschaffenheit des dabei entstehenden Gemisches von
Erdöl und Luft geht auf dem schrittweise namentlich durch das von der Flamme
erhitzte Rohr f stärker erwärmten Wege allmählich in
eine gasartige über. In diesem Zustande wird das fertige Mischgas durch das
geöffnete Ventil in die Kammer g hineingeführt,
woselbst die Vergasung durch die erhitzte Wand vervollkommnet bezieh. dem Gemische
alle noch innewohnende Feuchtigkeit entzogen wird. Aus der Kammer g tritt das Gasgemisch auf zwei Wegen, nämlich theils
unmittelbar, theils durch den rechteckigen Kanal und das Zündrohr b nach dem Laderaum r des
Cylinders über. Dadurch, dass das Zündrohr so als ein vom Ladungsgemische
beständig mit zu durchfliessender Kanal auftritt, ist nicht allein dessen
Reinhaltung und Anfüllung mit einem Gasgemenge stets von der Beschaffenheit des im
Cylinder befindlichen Ladegemisches gesichert, sondern ist auch eine aus beiden
Enden des Rohres b herausschlagende und das zu
entzündende Gemisch an drei Stellen treffende Zündflamme erzielt worden.
Die Röhre b ist beiderseits im Cylinderdeckel befestigt,
und zwar in solcher Weise, dass die explosiblen Gase zu beiden Seiten, auf der
oberen Seite sogar doppelt (mithin von drei Stellen her) in das Rohr b eintreten können. Sind sie darin zur Explosion
gebracht (am Ende des Compressionshubes), so treffen mithin auch drei Zündstrahlen
die zu entzündende Cylinderladung, ein Umstand, der wesentlich mit zur zuverlässig
wirksamen Zündung beiträgt. Um so mehr dies, als die in das Zündrohr eintretenden
Gase dasselbe gewissermaassen im Kreislauf durchziehen, in Folge wovon das Rohr
stets mit reinem und brennbarem Gemische gefüllt erhalten wird, wodurch dem
Uebelstande der sonst bekannten Zündhüte, fast immer von einer Menge unverbrennbarer
Gase mit erfüllt zu sein, begegnet ist.
Textabbildung Bd. 295, S. 56
Fig. 31.Mansfeld's Erdölzuführungsapparat.
Fig. 31 veranschaulicht den Erdölzuführungsapparat,
bestehend aus einer metallenen Düse d, welche rückwärts
mit der Erdöl- oder Gasrohrleitung in Gelenkverbindung steht, um zu ermöglichen,
dass sie (die Düse) in wagerechter Ebene, d. i. in Fig.
31 in der Bildfläche, hin und her bewegbar ist.
Der die Düse tragende Hebel x1 steht in Verbindung mit dem Regulatorgestänge G. Durch das Auf- und Abwärtssteigen der Regulatorhülse wird die Düse der
Achse des Gefässes c, in welches die Luft einströmt,
näher gerückt (s. gestrichelte Lage) oder davon entfernt (s. ausgezeichnete
Stellung). Die Düse wird dadurch in den einziehenden Luftstrom mit ihrer Mündung
hineingeführt oder daraus entfernt. Im letzteren Falle kann keine Ladung in den
Vergasungsraum gelangen, wohl aber im ersteren. Auf diese Weise ist eine besondere, bequem von aussen in ihrer Wirkung zu
übersehende Regelung der Maschine geschaffen, so zwar, dass der Zufluss der zu einer
Ladung gehörigen Erdöl- oder Gasmenge je nach Bedarf ermöglicht oder abgesperrt
wird.
Je nach dem senkrecht (d. i. auch senkrecht zur Bildfläche) gemessenen Abstande der
Längsachse der Düse d vom oberen Gefässrande ferner
ändert sich die Stärke der ansaugenden Wirkung des Luftstromes auf das Erdöl oder
Gas, durch Einstellen dieses Rohres näher dem oberen Rande von c wird die eingezogene Lademenge grösser; sie wird
geringer, wenn der betreffende Abstand vergrössert wird. Dies geschieht durch
geeignete Verschiebung des Hebels x1 auf seiner Achse e
während der Adjustirung der Maschine.
Bei dem in Fig. 32 dargestellten Vergaser von R.
Scherfenberg in Berlin (* D. R. P. Nr. 75624 vom 3. Februar
1893 und * Zusatz D. R. P. Nr. 77515 vom 7. April 1894) ist unter dem
Gemischeinlassventil B ein Gehäuse k mit Sauglöchern eingeschraubt. Dieses Gehäuse k bildet unterhalb der Sauglöcher l eine Pfanne m, welche
zur Aufnahme des mit der vorgewärmten Luft noch nicht innig vermischten, bei c etwa übergetretenen Erdöles dient. Die Pfanne m ragt in die Explosionskammer C und wird durch die Explosionshitze in heissem Zustande erhalten. Das
angesaugte Gemisch wird von der Wand n gezwungen, die
heisse Pfanne m zu bestreichen, welche das sich in
derselben ansammelnde flüssige Erdöl vollständig verdampft. Der so entstandene
Erdöldampf vermengt sich alsbald mit dem übrigen Gemisch, welches durch die
Sauglöcher l in den Explosionsraum C und den Cylinder eintritt, wo dasselbe verdichtet und
entzündet wird. Da die Sauglöcher l nicht direct am
Boden der Pfanne m, sondern höher angeordnet sind, so ist ein Uebertreten flüssigen
Erdöles und somit eines feuchten Gemisches in den Explosionsraum bezieh. den
Arbeitscylinder ausgeschlossen.
Textabbildung Bd. 295, S. 57
Fig. 32.Vergaser von Scherfenberg.
Bei einer abgeänderten Form wird über dem inneren Boden der Pfanne m eine Platte gelegt, so dass die durch den Kanal
eingesaugte Erdölladung auf dieser Platte vergast, sich aber beim Verdichtungshub am
äusseren Boden der Pfanne entzündet.
In dem Vergaser von E. Häbler in Lodz (* D. R. P. Nr.
63301 vom 13. November 1891) findet zunächst eine Zerstäubung des Erdöles
durch vorgewärmte Luft statt, dann eine Verdampfung und Trocknung des Gemenges. Fig. 33 und 34 erläutern die
bezügliche Anordnung.
Die in einem Vorwärmer erwärmte frische Luft geht beim Saughub des Cylinderkolbens
durch einen Zerstäubungsraum, in welchen durch eine Pumpe das zu je einer Explosion
nöthige Quantum flüssigen Brennstoffes eingespritzt wird. Die warme Saugluft reisst
den Brennstoff, denselben zerstäubend, mit sieb fort und führt ihn in eine heiss
gehaltene Retorte, in welcher der Brennstoff vergast, erhitzt und getrocknet wird
und sich gleichzeitig mit der eingesaugten Luft innig mischt. Am Ende der Retorte
gelangt das so gebildete Gas durch ein sich unter der Saugwirkung selbsthätig
öffnendes Klappventil in den Explosionsraum. Da auf solche Weise in die
Explosionskammer nur ganz trockene und erhitzte Gase gelangen, so findet eine
Condensation während der Dampfcompressionsperiode nicht statt, was zu einer
vollständigen Verbrennung des Brennstoffes unbedingt nothwendig ist. Alle bisher
gebräuchlichen Verfahrungsarten leiden an dem Uebelstande, dass diese Condensation
eintritt. Die zur Vergasung und Erhitzung, sowie zur Vorwärmung der
atmosphärischen Luft nothwendige Hitze erlangt der Erfinder durch Mitverwendung der
zur Entzündung an und für sich schon nothwendigen Flamme und durch Verwendung der
Auspuffgase.
Die Einrichtung zur Vorwärmung der vom Cylinderkolben angesaugten Luft, sowie zur
Zerstäubung und Verdampfung der Kraftflüssigkeit besteht aus einem Luftvorwärmer a, einem Flüssigkeitszerstäuber b und einer Retorte c, welche letztere durch
eine sich selbsthätig öffnende Klappe d mit dem
Explosionsraum des Cylinders in Verbindung treten kann. Luftvorwärmer a und Retorte c bilden
zwei am hinteren Theil des Cylinders unter einander angeordnete Rohrkästen, welche
sich mit einer Seite an die Auspuffkammer c
anschliessen, so dass die heissen Auspuffgase die wagerechten Rohre f des Luftvorwärmers a und
gleichzeitig diejenigen g der Retorte c durchströmen müssen, bevor sie durch das Auspuffrohr
h abgehen.
Die Flamme i erhitzt einerseits das Zündrohr k – bestehend aus einer ∪-förmig gebogenen Röhre, deren beide Enden in die Explosionskammer münden –
und andererseits den Boden der Retorte c, während die
Verbrennungsgase dieser Flamme zwischen den Retortenseitenwänden und einem
Hohlmantel l, welcher in zwei gekrümmten, die Retorte
seitlich umfassenden Theilen vom Luftvorwärmer a
ausgeht, hinströmen und so zur Erhitzung des Hohlmantels und des übrigen Theiles der
Retorte nutzbar gemacht werden. Nachdem die von der Flamme i kommenden heissen Gase auf diese Weise die Retorte c auf ihrem ganzen Umfang umspült haben, durchstreichen
sie das senkrechte Röhrensystem des eigentlichen Luftvorwärmers a und entweichen alsdann nach aussen.
Textabbildung Bd. 295, S. 57
Vergaser von Häbler.
Beim Saughub des Cylinderkolbens n dringt die angesaugte
frische Luft durch eine Oeffnung o in den einen
(rechten) Schenkel des Hohlmantels l ein, steigt in ihm
aufwärts, durchdringt den eigentlichen Vorwärmer a,
geht in dem zweiten Schenkel des Hohlmantels l abwärts
und gelangt, nachdem sie vermöge der Leitungen p q den
Flüssigkeitszerstäuber b passirt hat, mit den aus
diesem mitgenommenen Flüssigkeitstheilchen bezieh. Dämpfen in die Retorte c. Die letztere ist durch Zwischenwände r in Abtheilungen getheilt, welche derartig unter
einander verbunden sind, dass das Luftgasgemisch die Retorte in Schlangenwindungen
durchströmen muss. Die heisse Innenfläche der Retorte ist durch in die Abtheilungen
ausgespannte Drahtspiralen c1 vergrössert, welche dazu dienen, eine innigere Vermischung von Luft und Gas zu
sichern. Erst nachdem in der Retorte eine völlige Trocknung des Gemisches
stattgefunden hat, gelangt dasselbe durch das Klappenventil d in den Explosionsraum des Cylinders. Bei der geschilderten Anordnung
steht die Retorte durch den Vorwärmer mit der atmosphärischen Luft in stetiger
Verbindung.
Der Kolben der Pumpe ist hohl, so dass die zu zerstäubende Flüssigkeit, welche durch
eine vom Reservoir herkommende Leitung in den Pumpencylinder selbsthätig eintritt,
den hohlen Kolben füllt; ausserdem ist im unteren Theil des Kolbens eine Oeffnung
vorgesehen, welche in der gehobenen Stellung des Kolbens durch die Cylinderwandung
geschlossen wird. Der Kolben wird unter Einwirkung des Steuerungsmechanismus im
richtigen Augenblick schnell gesenkt und wieder gehoben. Bei dieser Hin- und
Herbewegung erfolgt eine Wirkung, welche der Pumpe den Charakter einer
Zerstäubungspampe verleiht. Während der raschen Senkung des Kolbens vermindert sich
der Druck im Raum, d.h. es fliesst durch die frei gewordene Oeffnung des Kolbens
keine Flüssigkeit aus, vielmehr tritt durch die Leitung weitere Flüssigkeit zu.
Während des Hinabganges des Kolbens befindet sich also die Pumpe in der Saugperiode.
Beim Zurückschlagen des Kolbens, d.h. beim raschen Aufwärtsgang desselben, muss die
durch die Leitung zufliessende Flüssigkeit plötzlich entgegengesetzte Richtung
nehmen, d.h. es entsteht ein Schlag bezieh. ein Druck auf die im hohlen Kolben
befindliche Flüssigkeit, so dass diese in einem scharfen Strahl durch die Oeffnung
in die Zerstäubungskammer ausgeworfen wird und aus dieser durch die unter
Saugwirkung stehende, vom Vorwärmer kommende warme Luft zerstäubt und in die Retorte
c mitgeführt wird. Diejenigen Flüssigkeitstheile,
welche von diesem Luftstrom nicht sofort mitgetragen werden, fallen auf den Schild
am unteren, in die Zerstäubungskammer ragenden Theil des Kolbens und werden beim
Abfliessen von diesem Schild der zerstäubenden Wirkung der Luft noch einmal
ausgesetzt. Die Flüssigkeitsmenge, welche die Pumpe bei jedem Schlag gibt, ist mit
dem Hub des Kolbens veränderlich. Verbindet man also den Steuerungsmechanismus des
Kolbens mit einem Regulator, dann kann man den Flüssigkeitszufluss selbsthätig
quantitativ regeln bezieh. ganz verhindern und auf diese Weise bequem den Motor
reguliren, was auch von Hand geschehen kann.
Eine auf wesentlich gleicher Grundlage beruhende Vergasungsvorrichtung ist von P.
Teichmann in Leipzig (* D. R. P. Nr. 65612 vom 17. März
1892) angegeben.
Auf dem Gehäuse C (Fig.
35) des Vergasers ist ein Aufsatz D
befestigt, dessen Inneres am Untertheil durch den Steg G abgetheilt ist, so dass daselbst zwei gegen das Innere von C mittels Ventiles V
abgeschlossene Räume D1
und D2 entstehen. In
D2 mündet das zum
Einspritzen des Erdöles dienende Rohr O, während E die Luftzuführungsöffnung ist. Das sich mit seiner
Spindel S im Steg G und
dem Obertheil von D führende Ventil V wird durch eine Feder F
stets nach oben zum Ansitz und Abschluss von D gegen
das Innere von C angehoben, und geschieht durch die
Regulatorbeeinflussung dessen dem Bedürfniss entsprechende zeitweise Eröffnung. Das
Innere von C ist durch Stege in wagerechter und
senkrechter Richtung so in zwei Kammerpartien K1 und K2 abgetheilt, dass der von D1 und D2 getheilte,
zerstäubtes Erdöl enthaltende Luftstrom dieselben getheilt zu passiren hat. Die Wege
der beiden Luftströme sind mit P1 bezieh. P2 bezeichnet. Die Stege der Kammer K1 sind mit Querrippen
J versehen, zu dem Zwecke, den durchgehenden
Luftstrom P1 sowohl in
eine wirbelnde, das Mischen noch besser geschehen lassende Bewegung zu bringen, als
auch die Wärmeausstrahlung energisch erfolgen zu lassen. Der mit zerstäubtem Erdöl
verhältnissmässig reicher geschwängerte, von D2 ausgehende Luftstrom P2 durchstreicht die mehr nach aussen
verlegten, durch die unterhalb des Gehäuses C
angebrachte Lampe L mehr erhitzten Abtheilungen K2 des Gehäuses.
Textabbildung Bd. 295, S. 58
Fig. 35.Vergasungsvorrichtung von Teichmann.
An der Unterseite von C sind zur besseren Heizwirkung
Längsrippen R angebracht, während ein Kanal L1, bestimmt zum
Abführen der Verbrennungsluft von der Lampe, sich am Ende zwischen den senkrechten
Wänden der die Luftströme P1 und P2
führenden Kanäle K1 und K2 befindet.
Indem das Erdöl bei O in D2 eingespritzt wird, geschieht durch das
Anschlagen des feinen Strahles gegen die Wandung von D
dessen Zerstäuben. Der durch E ins Innere von D eingesaugte Strom frischer Luft führt das zerstäubte
Erdöl beim Eröffnen des Ventils in das Innere des Gehäuses C. Hier geschieht, wie bereits erwähnt, Getrennthalten der aus D1 und D2 eintretenden
Luftströme P1 und P2, deren ersterer (aus
D2 kommend),
schwächer als der letztere, mit Erdöl geschwängert ist. Der weniger Erdöl
enthaltende Strom P1
verfolgt seinen durch Pfeile angegebenen Weg durch die inneren Kammern K1 des Gehäuses C, der mehr Erdöl enthaltende P2 dagegen den durch die äusseren Kammern
K2. Hierbei tritt
noch entsprechende Erhitzung eines jeden Stromes und Vergasung des von ihm
mitgeführten Erdöles ein, so dass, wenn beide Ströme an der in B befindlichen Mündung zusammentreffen, ein mittels
entsprechender Zündung leicht zur Explosion zu bringendes inniges Gemisch von Luft
und Erdölgas vorhanden ist.
Vergaser von G. A. List, V. List und J. Kosakow in Moskau (* D. R. P. Nr.
72869 vom 20. December 1892).
Der doppelwandige, cylindrische Körper H (Fig. 36 und 37) ist zwischen dem
Cylinderdeckel B1 einer
Erdölmaschine und dem Querbalken D1 eingesetzt, doch von diesen durch Asbest oder
irgend eine andere Packung gut isolirt. In der Längsachse dieses Vergasers befindet
sich, darin verschiebbar, eine gut eingepasste Stange m; dieselbe endigt unten als Ventil I; dieses ist
genau in die Ventilöffnung I1 eingeschliffen und wird durch Federdruck s2, welcher mittels Gestänges t2 und Hebels h auf m übertragen ist,
auf seinen Sitz gepresst. Die Ventilstange m geht oben
vorsorglich durch eine Stopfbüchse b1 hindurch. Vermöge Röhrchens q wird von einer
geeigneten Pumpe zwischen die Wand d1
d1 und bezieh. die
Stange m flüssiger Kohlenwasserstoff unter hohem Druck
durchgepresst. Es wird das hierbei in dem concentrischen engen Spalt, welcher zwischen Stange
m und den von aussen erwärmten Wänden oder Wand d1
d1 verbleibt,
befindliche Erdöl so stark erhitzt, dass die leichter flüchtigen Bestandtheile der
Kohlenwasserstoffe noch in besagtem engen Raum selbst verdampfen, die dichteren
Theile aber wegen des grossen Druckes theilweise überhitzt werden und erst, wenn sie
durch das geöffnete Ventil I1 strömen, in Folge des nunmehr geringeren Druckes sich augenblicklich in
Dampf verwandeln, während die ganz schwer verdampfenden Bestandtheile endlich
unverdampft durch I1
herausgedrückt und von den mit herausströmenden Dämpfen in kleine und kleinste
Theilchen zerrissen werden, welche bei der folgenden Explosion dann der Verbrennung
unterliegen.
Textabbildung Bd. 295, S. 59
Vergaser von List und Kosakow.
Anstatt, wie hier geschehen, das Erdöl zwischen die Wand d1
d1 und unmittelbar die
Stange m zu führen, könnte die Stange m noch von einer besonderen Führungshülse umgeben sein
und das Erdöl zwischen diese und eine sie umgebende zweite Hülse d1
d1 eingeführt
werden.
Das Hindurchpressen der zu verdampfenden Flüssigkeit und das Oeffnen des Ventils I geschehen zu gleicher Zeit während des im
Explosionsraum C herrschenden Verdichtungsspiels.
Dieser Raum ist hierbei mit Luft gefüllt, welche durch Ventile h1 und h2 in denselben gelangt
war und theilweise noch mit den Verbrennungsgasen der vorhergegangenen Explosion
gemischt ist. Um eine Sicherheit zu haben, dass die Kohlenwasserstoffdämpfe bezieh.
die fein zerstäubten unverdampften Kohlenwasserstoffe sich innig und gut mit der
Luft im Verbrennungsraum C mischen, ist am unteren Ende
des Vergasers unter der Ventilöffnung I1 eine nach zwei Seiten abgeschrägte Platte J2 befestigt, gegen
welche die herausströmenden Dämpfe anprallen und in wirbelartiger Bewegung nach den
beiden Seiten abgelenkt werden, um hier in innige Vereinigung mit der Luft zu treten
und bezieh. das Explosionsgemisch zu bilden. Bei fortgesetzter Verdichtung des
Gemisches im Raum C (an den sich sogleich der Cylinder
der Erdölmaschine anschliesst) schreitet die Grenze zwischen Verbrennungsrückständen
und frischem Ladungsgemisch allmählich durch Kanäle p
in den Hohlraum K so lange vor, bis bei erreichter
Todtpunktstellung des Kolbens noch gerade frische Mischung in das Zündröhrchen
gelangt, hier an den glühenden Wänden explodirt und die Explosion sich durch K und Kanal p nach C fortpflanzt, von welchem Raum aus die so
entwickelte Betriebsarbeit dem Arbeitskolben der Maschine mitgetheilt wird.
Die Erdölgaslampe besteht aus einem gebogenen Rohr p2, welches mit einer Düse p3 versehen ist. Das unter Druck in das
Rohr p2 gelangende
Erdöl verdampft in dem durch die Flamme erwärmten gebogenen Theile desselben und
strömt als Dampf unter dem Druck des im Rohr nachströmenden Erdöles durch die Düse
p3 heraus, welcher
in der Nähe des Zündröhrchens o sich mit Luft mengt und
hier verbrennt, den Zünder glühend erhält und durch seine Verbrennungsgase, welche
den Vergaser im Ofen Y bestreichen, den Vergaser
erwärmt.
Beim Anlassen einer mit dem Vergaser versehenen Erdölmaschine wird der Vergaser durch
die Lampe erwärmt, während des Ganges aber ihm ausserdem noch Wärme durch die im
Umfangsraum K mit stattfindenden Explosionen
mitgetheilt.
In Fällen, wo durch den Regulator in Folge zu raschen Ganges der Maschine ein
Auslassen von Explosionen herbeigeführt wird, erfährt der Vergaser eine Erwärmung
allein durch die Lampe.
Fig. 38 erläutert einen Vorschlag von J. Richardson von der Firma Robey und Co. und W. Norris in Lincoln (* D. R. P. Nr.
67289 vom 12. April 1892), nach welchem derselbe Körper als Vergaser,
Zünder und Explosionskammer dient.
Textabbildung Bd. 295, S. 59
Fig. 38.Richardson's Vergaser.
Nach Fig. 38 wird der Flansch A, welcher das Gehäuse trägt, an das Ende des Wassermantels des
Maschinencylinders angebolzt. B ist der Kolben der
Maschine, und das Lufteinlassventil D sowohl wie das
Auspuffventil E werden von einer Steuerungsweile
bethätigt, die mit der Maschinenwelle in Eingriff steht, um die Steuerung in
geeigneter Weise zu vollziehen. Das Lufteinlassventil kann erforderlichenfalls
selbsthätig sein, es empfiehlt sich indessen, das Oeffnen und Schliessen der Ventile
unvermittelt zu bewerkstelligen. Die Verbrennungskammer C wird in das Gehäuse von hinten eingesetzt und gegen den Sitz b und die Dichtungsfläche a durch Bolzen angedrückt. Der Ventildeckel D1 wird ebenfalls durch Bolzen befestigt
und gestattet den leichten Zugang zu dem Lufteinlassventil D. Ein Kanal F1 und die eingepasste Deckelplatte F, welche
einen Hahn oder ein Ventil F2 trägt, gestatten, dass für das Anlassen der Maschine eine Gebläselampe
oder andere Wärmequelle zur Erhitzung der Verbrennungskammer C angewendet werden kann. Wenn diese Kammer genügend heiss ist, so wird
die Maschine angelassen und arbeitet in folgender Weise: Der Kolben B zieht bei einem Hub nach aussen eine Charge Luft in
den Cylinder durch das Ventil D ein, welches, wie
vorher erwähnt, in geeigneter Weise geöffnet wird. Nach oder während dieses
Saugehubes wird Erdöl oder ein anderer Kohlenwasserstoff in den Verbrennungsraum
durch die Bohrung G eingepumpt und die Flüssigkeit
verdampft sofort, nachdem sie die heissen Flächen trifft, um sich mit den Gasen in
dem Cylinder zur Bildung einer verbrennbaren Ladung zu mischen. Diese Ladung wird beim Rückhub
des Kolbens in den Cylinder C verdichtet und entzündet
sich bei Berührung mit den heissen Wänden desselben, wenn der Kolben nahe dem Ende
seines Hubes angelangt ist, so dass der Kolben für seinen nächsten Hub nach aussen
Antrieb erhält. Bei dem folgenden Rückhub wird das Auspuffventil E geöffnet und die verbrannten Gase bezieh.
Verbrennungsproducte entweichen durch dieses Ventil ins Freie. Die durch jede
Explosion entwickelte Wärme ist ausreichend, die Wände der Kammer C zu erhitzen und auf einer Temperatur zu erhalten,
welche eine wirksame Explosion und Verdampfung veranlasst.
Textabbildung Bd. 295, S. 60
Fig. 39.Vergaser von Waibel.
Bei den Vergasern, welche zur sicheren Verdampfung des Erdöles vor dessen Eintritt in
den Cylinder mit gekrümmten Kanälen ausgerüstet sind, besteht ein Uebelstand darin,
dass das in den Kanälen und unter dem Einlassventil befindliche Explosivgemisch
bemerkenswerth später als das im Cylinder befindliche zur Entzündung gelangt. Dies
hat zur Folge, dass der der Explosion entsprechende Theil des Indicatordiagramms
während des Aushubes noch wesentlich ansteigt bezieh. dass der höchste Punkt dieser
Curve nicht bei dem dem inneren Todtpunkt der Maschine entsprechenden Anfang des
Diagramms oder doch in der Nähe der Ordinatenachse, sondern erst an einer
verhältnissmässig weit von derselben entfernten Stelle liegt. Begünstigt wird dieses
unvortheilhafte Nachbrennen noch dadurch, dass der Raum unterhalb des
Einlassventils, von welchem sich die Verdampfungskanäle abzweigen, meist nicht viel
kleiner ist als der Gesammtinhalt dieser Kanäle, und dass die Zündflamme naturgemäss
erst ganz zuletzt in denselben gelangt, wodurch dann wegen der in Betracht kommenden
Menge des in diesem Raum enthaltenen Explosivgemisches ein kurzes, plötzliches
Ansteigen der Indicatorcurve verursacht wird. Um einerseits dieses Nachbrennen
möglichst einzuschränken bezieh. zum grössten Theil zu verhindern, andererseits aber
die gute Verdampfung des Erdöles nicht zu beeinträchtigen, ordnet J.
Waibel in Berlin (* D. R. P. Nr. 72554 vom 2. Februar
1893) einen geraden, vom Hauptverdichtungsraum zu dem dicht unter dem
Einlassventil befindlichen und den Verdampfungskanälen als Ausgang dienenden Raum
führenden Kanal an, welcher während der Explosion völlig geöffnet, dagegen während
des Einsaugens nahezu oder ganz geschlossen ist.
Der Einlasskegel V (Fig.
39), in dessen Achse der nur während der Explosion in Wirksamkeit tretende
Kanal D4 angeordnet
ist, besitzt an seiner Unterseite einen besonderen kleinen Kegel, welch letzterer in
der Geschlossenstellung des Ventils V am oberen Ende
des Kanals D4 einen
Durchgangsquerschnitt, der demjenigen dieses Kanals gleichkommt, freilässt. Die
durch das Zündrohr etwa bei dem Stutzen D3 beginnende Explosion pflanzt sich sowohl nach
unten nach dem grossen Compressionsraum als auch durch die Kanäle D1
D2 und D4 nach dem Raum D fort. Da aber z.B. der Weg D5
J D1 viel länger ist
als derjenige D4 und
ausserdem noch bei J einen schwachen Knick besitzt,
so wird sich naturgemäss die Zündung durch D4 viel schneller nach dem Raum D fortpflanzen, als durch die Kanäle D1
D2. Die Flamme wird
dementsprechend also gar nicht erst den ganzen Kanal D1 oder D2 durchschreiten brauchen, sondern bereits, nachdem
sie etwa den grösseren Theil der Kanäle D1
D2 durchschritten hat,
auf entzündetes Explosivgemisch treffen. Die Zeit also, welche vergeht, bis sowohl
der Inhalt der Kanäle D1
D2, als auch derjenige
des Raumes D1 entflammt
ist, wird durch Anordnung des Kanals D4 wesentlich kürzer ausfallen, als ohne diesen
Kanal. Sobald der Motor zu saugen beginnt, wird das Ventil V und der mit demselben verbundene kleine Kegel heruntergedrückt, so dass
der Querschnitt des Kanals D4 entweder vollständig oder doch je nach dem Verhältniss seines
Querschnittes zu dem gesammten Querschnitt der Kanäle D1 und D2 mehr oder weniger geschlossen ist.
Das nun am Umfang von V eintretende Gemisch von Luft und
Erdöl wird, wenn der Kanal D4 nur zum Theil abgeschlossen wurde, nicht auf dem kürzesten Wege in die
Kanäle D2
hineinschiessen, sondern auch zum geringen Theil durch den einen kürzeren,
widerstandsfreieren Weg darbietenden Kanal D4 gehen wollen; da dieser Kanal aber in Folge
theilweisen Schliessens desselben durch den kleinen Ventilkegel nur einen
verhältnissmässig kleinen Theil des eintretenden Gemisches durchlässt, so wird der
den Kanälen D1
D2 zuschiessende
Gemischstrom nur eine gewisse Ablenkung nach dem Kanal D4 bezieh. eine für das gute Verdampfen
und die Vermischung der Luft mit den Erdöldämpfen vortheilhafte Bewegungsstörung
erfahren.
Auf der Zeichnung sind nur zwei Kanäle D1
D2 angeordnet. In der
Zahl derselben ist man nicht beschränkt bezieh. wird sich nur so weit beschränken,
als die Herstellung des Ventilgehäuses durch die Anordnung mehrerer Kanäle nicht zu
sehr vertheuert wird. Es wird sich sogar empfehlen, mehr als zwei Kanäle anzuwenden,
weil der Erfinder die Beobachtung gemacht hat, dass es zweckmässig ist, sämmtliche
Kanäle nur an den inneren Wandungen von dem Explosivgemisch, dagegen an den äusseren
Wandungen möglichst von der atmosphärischen Luft bespülen zu lassen, und
gleichzeitig auch das Ventilgehäuse aus Rothguss herzustellen, damit der
Wärmedurchgang möglichst beschleunigt wird. Je mehr gekrümmte Kanäle für die
Verdampfung angeordnet werden, desto mehr äussere Wandflächen ergeben sich und desto
wirksamer wird auch die Kühlung sein. Die Ausbildung und Anordnung der
Verdampfkanäle in dieser Weise bringt den wesentlichen Vorzug mit sich, dass die
festen Rückstände des Erdöles wegen der weit geringeren Temperatur, auf welche sich
die Kanäle halten, nicht festbrennen und sobald sie, was nach ganz kurzer Zeit der
Fall ist, eine gewisse Stärke erreicht haben, die Verdampfung sehr träge machen, was
anderenfalls zu dem erwähnten Nachbrennen und auch zu frühen Zündungen führt. Die
Rückstände, soweit sie wirklich an den Kanalwänden haften bleiben, lassen sich bei
der dargestellten Anordnung mit grosser Leichtigkeit abstossen, was sehr viel
weniger der Fall ist, wenn die Kanalwände von beiden Seiten vom Explosivgemisch
bespült werden und daher eine das Festbrennen der Rückstände bewirkende bedeutende
Erhitzung, welche sich auf Glühtemperatur steigern kann, erfahren.
Bei Maschinen, welche mit flüssigen Kohlenwasserstoffen betrieben werden sollen,
deren spec. Gew. 0,8 erreicht oder übersteigt, hat man mit dem Uebelstand zu
kämpfen, dass eine gute Verbrennung nicht erzielt werden kann und sich relativ
grosse Mengen Kohlenstoff unverbrannt ausscheiden. Dieser unverbrannte Kohlenstoff
schlägt sich auf die Wandungen des Verbrennungsraumes und des Cylinders und auf den
Kolbendeckel nieder und verschmutzt auf diese Weise das Innere der Maschine.
Ausserdem tritt der noch grössere Uebelstand auf, dass sämmtliche Ventile schon nach
kurzer Betriebszeit den Dienst versagen, weil die daran haftenden Mengen von Russ
und Graphit die tiefere Wirkung beeinträchtigen. Aus diesem Grunde ist es noch nicht
möglich, Maschinen mit schwereren flüssigen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise mit
Roherdöl oder den bei der Erdölraffinerie sich ergebenden Rückständen, erfolgreich
zu betreiben.
Textabbildung Bd. 295, S. 61
Fig. 40.Brünler's Vergaser.
Gemäss der Erfindung von O. Brünler in
Eutritzsch (* D. R. P. Nr. 73008 vom
21. October 1892) wird den in einem besonderen Vergaser entwickelten
Dämpfen, in der Regel gleichzeitig mit der Luft, Wasserdampf beigemischt.
Die verdampften Kohlenwasserstoffe lässt man in der Weise der Verbrennungsluft
zutreten, dass die Dämpfe der leichter zu verflüchtigenden Oele, welche schwerer
condensiren, hauptsächlich während des Anfanges oder während der ganzen Dauer des
Gemischbildungsspieles in den Verbrennungsraum eintreten. Diejenigen Dämpfe dagegen,
welche von den schwerer zu verflüchtigenden Oelen herrühren, lässt man später, d.h.
gegen Ende des Füllungsspieles, oder auch in der Weise zufliessen, dass anfangs
weniger, nach und nach aber mehr dieser Dämpfe zugesetzt werden, dass also in der
Hauptsache die schwerer zu condensirenden Dämpfe meistens früher und die leichter zu
condensirenden Dämpfe meistens später zur Gemischbildung verwendet werden. Ausserdem
fügt man nun der Ladung eine bestimmte Menge Wasserdampf bei, welche Menge aber so
bemessen ist, dass sie die Zündung nicht erschwert und die Einleitung der
Verbrennung nicht beeinträchtigt, und welche Menge sich nach dem Kohlenstoffgehalt
des Brennstoffes richtet, d.h. bei grösserem Reichthum an Kohlenstoff wird die
Wasserdampfmenge grösser und bei geringerem Reichthum an Kohlenstoff wird die
Wasserdampfmenge kleiner bemessen.
Durch dieses Verfahren erreicht man die folgenden Wirkungen: Durch das hauptsächlich
spätere Eintreten der leichter condensirenden Dämpfe wird die Zeitdauer verringert,
während welcher diese Dämpfe mit den Wandungen in Berührung kommen, und somit die
nachtheilige Condensation wesentlich vermindert. Der Zutritt des Wasserdampfes hat
folgende Wirkung: Zunächst wird der Wasserdampf die Wandungen, soweit solche kühl
sind, beschlagen. Die Wirkung des Wasserdampfes besteht darin, dass während des
Auftretens der hohen Temperaturen der sich ausscheidende Kohlenstoff nicht direct an
die Wandungen, welche mit Wasser bedeckt sind, gelangen kann, weil dieselben durch
Wasser und neu sich bildende Wasserdämpfe isolirt sind. Dieser Wasserdampf, im
Verein mit dem im Inneren der Ladung enthaltenen, zersetzt sich in Folge der
Dissociation und wird sich der dabei frei werdende Sauerstoff mit dem sich
ausscheiden wollenden Kohlenstoff chemisch verbinden. Der vorhin erwähnte, die
Dissociation befördernde Einfluss der Wandungen wird sich jetzt vorzugsweise auf die
Zersetzung des Wasserdampfes beschränken und auf diese Weise den Verbrennungsprocess
befördern helfen, anstatt denselben störend zu beeinflussen.
Die Anwendung des im Vorstehenden erläuterten Verfahrens ergibt sich für den
Constructeur ohne Schwierigkeit.
Der Cylinder a (Fig. 40)
einer im Viertakt arbeitenden Maschine ist mit einem Lufteinlasskanal b b1 versehen, an
dessen Ende sich das Lufteinlassventil c befindet.
Durch das Rohr l wird Wasser zugeführt, welches aus der
feinen Düse e ausströmt und in dem glühenden Rohr d verdampft wird. In gleicher Weise wird durch das Rohr
o schwerer flüssiger Kohlenwasserstoff zugeleitet,
der durch die Düse f zerspritzt und in dem glühenden
Rohr k verdampft wird. Zwischen diesem Rohr k und dem Kanal b ist noch
eine Sammelkammer m für die Kohlenwasserstoffdämpfe
angeordnet. Die gesteuerten Ventile g h i und die
Lampen n n zum Beheizen der Rohre d und k vervollständigen
die Einrichtung.
Die Wirkung ist folgende:
Schon lange vor dem Ansaugespiel wird durch Rohr o der
flüssige Kohlenwasserstoff und durch Rohr 1 Wasser in genau abgemessener Menge
gefördert. Beide Flüssigkeiten werden durch die feinen Düsen e und f in zerstäubtem Zustande nach dem
beheizten Boden der Verdampfrohre d und k gespritzt. In Rohr d
wird sich das Wasser sofort in Dampf verwandeln. In Rohr k dagegen verdampfen zuerst die leichter zu verflüchtigenden Oele. Oeffnet
man nun (vor Beginn des Ansaugespieles) das Ventil g,
so werden die Dämpfe der leichter zu verflüchtigenden Oele, welche Dämpfe schwerer
condensiren, in den heissen Raum m eintreten. Hierauf
wird das Ventil g wieder geschlossen. Die Dämpfe der
von nun an noch zu verdampfenden schwereren Oele werden sich in k befinden. Beim Eintritt des Ansaugespieles öffnet
sich das Ventil c, ferner werden die beiden Ventile h und i geöffnet. Es
treten hierdurch Luft, Wasserdampf und Dämpfe der leichter zu verflüchtigenden Oele
zuerst in den Cylinder. Erst später, einige Zeit vor Schluss des Ansaugespieles,
wird das Ventil g wieder geöffnet, so dass gegen
Schluss des Ansaugespieles die Dämpfe, welche leichter condensiren, der Ladung
beigegeben werden. Mit dem Ende des Füllungsspieles schliessen sich sämmtliche vier
Ventile.
Ein Zerstäuber von P. Lozar, D. Banki und J.
Czonka in Budapest (* D. R. P. Nr. 77764 vom 7. November
1893) ist in Fig. 41 dargestellt.
Textabbildung Bd. 295, S. 62
Fig. 41.Zerstäuber von Lozar.
Derselbe ist so eingerichtet, dass während der Saugperiode eine bestimmte
Flüssigkeitsmenge in die Windleitung eingesaugt und in den Cylinder mitgerissen
wird. Um eine gleichmässige Vertheilung der eingeführten Erdölmenge und somit ein
gleichmässig zusammengesetztes Gemisch auch bei grösseren Maschinen mit bedeutenden
Saugquerschnitten zu erhalten, münden mehrere Oeffnungen F in das Gehäuse B, welche mit einer
Erdölrohrleitung und Bohrung E durch senkrechte
Bohrungen verbunden sind. In letzteren soll das Erdöl in bekannter Weise auf einer
bestimmten constanten Höhe erhalten werden. Der Erdölstand ist auf einem Glasrohr
ersichtlich. Die Grösse der Durchflussöffnungen F ist
durch Schrauben G, welche in kegelförmigen Spitzen
endigen, veränderlich. Diese Schrauben sind in der Längsachse mit je einer Bohrung
H versehen, durch welche während der Saugperiode
Luft eingesaugt wird, wodurch eine vollkommene Zerstäubung des Erdöles erreicht
wird.
Die Luftzuführung wird entweder mit der Hand oder mit dem Regulator durch Verstellung
der Drosselklappe D eingestellt. Im Gehäuse B sind Räume C vorhanden,
durch welche zum Zweck des Heizens die Auspuffgase bei K und L durch geleitet werden.
(Fortsetzung folgt.)