DE40654C

DE40654C - Innovations in gas engines with two working pistons

Info

Publication number: DE40654C
Application number: DENDAT40654D
Authority: DE
Original assignee: J. FlELDING in Atlas Works, Gloucester, England
Anticipated expiration: 1907-01-12

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die Erfindung bezieht sich auf Gasmotoren, bei welchen zwei Kolben, die entweder in zwei Cylindern oder in nur einem arbeiten, durch ihre Bewegung seitliche Oeffnungen auf- und zumachen und dadurch das Einlassen, die Compression und die Entzündung einer explosiven Gasladung, sowie das Austreiben der Verbrennungsproducte bewirken, nachdem sie Arbeit verrichtet haben. Die Neuerungen beziehen sich auch auf die Entzündungsapparate für solche Motoren, die aber auch allgemein für Motoren dieser Gattung anwendbar sind.The invention relates to gas engines in which two pistons, either in work two cylinders or in only one, opening lateral openings through their movement. and closing and thereby letting in, compression and ignition of an explosive Gas charge, as well as the expulsion of the combustion products after they have done work. Relate the innovations also applies to the ignition apparatus for such engines, but also in general are applicable to engines of this type.

Fig. ι der Zeichnungen ist der Verticalschnitt einer Construction solcher Motoren, wobei zwei Cylinder in einem Winkel von 45⁰ gegen einander stehen.Fig. Ι of the drawings is the vertical section of a construction of such engines, with two cylinders at an angle of 45 ⁰ to each other.

Fig. 2, 3 und 4 sind schematische Zeichnungen der verschiedenen Stellungen der Kolben in entsprechenden Theilen einer Kurbelumdrehung. Figures 2, 3 and 4 are schematic drawings of the various positions of the pistons in corresponding parts of a crank turn.

Der eine Cylinder A hat drei seitliche Oeffnungen, / zum Einlassen der Zündflamme, R zum Ablassen des Gasdruckes und JV zum Einlassen der Gasladung.One cylinder A has three lateral openings, / for admitting the pilot flame, R for releasing the gas pressure and JV for admitting the gas charge.

Der andere Cylinder B hat vier seitliche Oeffnungen, D zum Einlassen von Luft, F mit N communicirend, R¹ zum Ablassen des Druckes und E für Auspuff, welcher durch ein Ventil regulirt wird.The other cylinder B has four lateral openings, D for the intake of air, F communicating with N , R ¹ for releasing the pressure, and E for exhaust, which is regulated by a valve.

Die Oeffnungen RR¹ stehen mit einander durch einen äufseren Kanal oder eine Röhre in Verbindung, wie bei jR² punktirt angedeutet. The openings RR ¹ are connected to one another by an external canal or a tube, as indicated ^{in dotted lines at jR 2.}

In dem Kanal F befindet sich das Gaseinlafsventil G, welches durch die Maschine bewegt wird. Die beiden Cylinder A und B stehen frei mit einander in Verbindung durch einen unteren Kanal H. Der Kolben b von B hat Höhlungen K und L an seinen gegenüberliegenden Seiten. Beide Kolben sind mit einer Kurbel C verbunden, deren Welle 5 sich in der Richtung des Pfeiles dreht. Ist der Kolben b am Ende des abwärts gehenden Hubes angelangt und α im Aufgang begriffen, wie bei Fig. 1, und wird dabei angenommen, dafs beide Cylinder unter den Kolben eine comprimirte Gasladung haben, so wird beim weiteren Aufgang von α der Zündkanal / geöffnet und die Ladung entzündet. Hierdurch werden beide Kolben weiter nach oben getrieben , bis, wie aus Fig. 2 ersichtlich, α den Kanal R aufmacht und L R¹ in Verbindung mit E setzt.In the channel F there is the gas inlet valve G, which is moved by the machine. The two cylinders A and B are freely in communication with each other through a lower channel H. The piston b of B has cavities K and L on its opposite sides. Both pistons are connected to a crank C , the shaft 5 of which rotates in the direction of the arrow. When the piston b has reached the end of the downward stroke and α is rising, as in Fig. 1, and it is assumed that both cylinders under the piston have a compressed gas charge, the ignition channel / is opened when α continues to rise and ignite the charge. As a result, both pistons are driven further upwards until, as can be seen from FIG. 2, α opens channel R and puts LR ¹ in connection with E.

Indem das Ventil in E nun geöffnet wird, entweichen die Verbrennungsproducte durch RR²R¹L und E so, dafs der Druck in den Cylindern bis zu dem der Atmosphäre sinkt. Während die Kolben noch im Steigen begriffen sind, und bis sie in die Stellung gelangen, wie in Fig. 3 gezeichnet ist, tritt Luft in den Cylinder A durch DKF und N, und wenn das Ventil G geöffnet wird, tritt Gas und Luft gemengt in A durch N ein. Die Kolben gehen nun herunter, indem sie die Verbrennungsproducte aus B durch E treiben, bis E durch b gedeckt wird, wie bei Fig. 4 gezeichnet. Beim weiteren Niedergang comprimiren die Kolben die Ladung unter sich, bis sie wieder in die Stellung Fig. 1 gelangen, von wo aus der Cyclus der Bewegungen wiederholt wird. Die Cylinder können auch seitlich neben einander gestellt werden, wennAs the valve in E is now opened, the products of combustion escape through RR ² R ¹ L and E in such a way that the pressure in the cylinders falls to that of the atmosphere. While the pistons are still rising, and until they reach the position shown in Fig. 3, air enters cylinder A through DKF and N, and when valve G is opened, gas and air mixed in A through N. The pistons now go down by driving the combustion products from B through E until E is covered by b , as shown in FIG. On further descent, the pistons compress the charge until they come back to the position in Fig. 1, from where the cycle of movements is repeated. The cylinders can also be placed side by side, if

FilmMovie

die Kolben mit zwei Kurbeln verbunden sind, , die um 45⁰ gegen einander versetzt worden, wie dies in Fig. 5 und 6 angedeutet, ist. Fig. 7 und 8 sind Vorder- bezw. Rückansicht der eben erwähnten Construction. "Fig. 7a ist eine Ansicht wie Fig. 7 nach Entfernung des Deckels, um die Verbindung von F und N mit dem centralen Gaskanal zu zeigen. Fig. 9 ist ein Grundrifs und Fig. 9 a ein Horizontalschnitt. Der Kolben α des Cylinders A ist mit der Kurbel C' verbunden, welche ca. 45 ° vor der Kurbel C² des Kolbens b von Cylinder B steht.the pistons are connected to two cranks, which ^{have been offset from one another by 45 °} , as indicated in FIGS. 5 and 6. Figs. 7 and 8 are front or Rear view of the construction just mentioned. "Fig. 7 is to show a view like Fig. 7 after removal of the lid to the compound of F and N with the central gas duct. Fig. 9 is a Grundrifs and Fig. 9 a is a horizontal section. The flask α of the cylinder A is connected to the crank C ', which is about 45 ° in front of the crank C ^{2 of} the piston b of cylinder B.

Die verschiedenen Kanäle, die durch die Kolben bedient werden, sind wie mit Bezug auf Fig. ι beschrieben eingerichtet und sind überall mit denselben Buchstaben bezeichnet. In Fig. 5 bis 9 a sind aber folgende weitere Details angedeutet. Der Luftkanal D mündet in eine Höhlung D¹, Fig. 6, mit Drahtgaze gedeckt. Der Zündkanal J, Fig. 5, steht mit einer Zündkammer in Verbindung, welche späterbeschrieben werden wird, es können aber auch andere Zündvorrichtungen gebraucht werden. Die Auspuff- und Gasventile werden vermittelst Parabelzahnräder Q. auf der Welle. S und der senkrechten Welle U durch letztere getrieben, indem auf diese Welle zwei Excenter aufgekeilt sind, wovon eins, e, das Auspuffventil M, Fig. 6, durch den federnden Hebel e¹ rechtzeitig öffnet, während das andere, g, das durch eine Feder geschlossene Gasventil G, Fig. 8 und 9a, mittelst Hebels g¹ öffnet. Zum Reguliren der Maschine kann ein Centrifugalregulator X verwendet werden, der in nachstehend beschriebener Art und Weise wirkt. Dreht sich der Regulator X zu rasch, so hebt er eine Stange X¹ in die hohle Welle U, Fig. 8, und hebt damit das auf U gleitende Excenter g, wodurch zugleich der Hebel g^l gehoben wird. Dieser Hebel wird dadurch um seinen Stützpunkt g² so gedreht, dafs - sein anderes Ende nach unten bewegt wird und somit nicht auf den Stiel g³ des Gasventils G wirken kann. Hierdurch wird der Gaszuflufs nach A so lange abgeschlossen, bis die Maschine sich wieder mit normaler Geschwindigkeit dreht.The various channels that are served by the pistons are set up as described with reference to FIG. 1 and are denoted everywhere with the same letters. In Fig. 5 to 9 a, however, the following further details are indicated. The air duct D opens into a cavity D ¹ , FIG. 6, covered with wire gauze. The ignition channel J, Fig. 5, communicates with an ignition chamber which will be described later, but other ignition devices may also be used. The exhaust and gas valves are by means of parabolic gears Q. on the shaft. S and the vertical shaft U driven by the latter, in that two eccentrics are keyed on this shaft, one of which, e, the exhaust valve M, Fig. 6, opens in time by the resilient lever e ¹ , while the other, g, that by a Spring-closed gas valve G, Fig. 8 and 9a, opens by means of lever g ^1. A centrifugal regulator X can be used to regulate the machine, which operates in the manner described below. If the regulator X rotates too quickly, it lifts a rod X ¹ into the hollow shaft U, FIG. 8, and thus lifts the eccentric g sliding on U , whereby the lever g ^{l is} lifted at the same time. This lever is thereby rotated about its support point g ^{2 in} such a way that its other end is moved downwards and thus cannot act on the stem g ^{3 of} the gas valve G. This completes the gas supply to A until the machine rotates again at normal speed.

Bei dieser Geschwindigkeit steht der Hebel g¹ so, dafs bei jeder Umdrehung des Excenters g derselbe den Stiel g³ und somit das Ventil G hebt, so dafs Gas mit Luft in A tritt. Fig. 10 zeigt einen Lä'ngenschnitt, Fig. μ einen Horizontalschnitt und Fig. 12 einen Querschnitt einer Construction, wobei beide Kolben sich in einem und demselben Cylinder befinden. In diesem Falle ist der Kolben a des Vordertheiles A des Cylinders mit der Kurbel C¹ verbunden, und der Kolben b des Theiles B greift durch Querstück und Stangen an zwei Kurbeln C² an, die circa um einen Winkel von 225° hinter C¹ stehen. Die Kanäle INRE stimmen mit den gleichnamigen in Fig. 1 überein. G ist Gaszuflufs, der, wie schön beschrieben, durch einen auf den Stiel g³ wirkenden Regulator regulirt wird. Der Luftkanal D und die Abflufsöffnungen von R und E sind mit Abschlufs^ ventilen versehen. Der Cyclus der Bewegungen ist ähnlich, wie oben beschrieben; der Raum zwischen den Kolben stimmt mit den verbundenen Räumen unter den beiden Kolben, Fig. i, überein.At this speed the lever g ^{1 is in} such a way that with each revolution of the eccentric g it lifts the stem g ³ and thus the valve G so that gas and air enter A. FIG. 10 shows a longitudinal section, FIG. 1 shows a horizontal section and FIG. 12 shows a cross section of a construction, with both pistons being located in one and the same cylinder. In this case the piston a of the front part A of the cylinder is connected to the crank C ¹ , and the piston b of the part B ^{engages two cranks C 2} by means of a crosspiece and rods, which are about an angle of 225 ° behind C ¹ . The INRE channels correspond to those of the same name in FIG. 1. G is the influx of gas which, as nicely described, is regulated by a regulator acting on the stem g ^3. The air duct D and the drainage openings of R and E are provided with shut-off valves. The cycle of movements is similar to that described above; the space between the pistons corresponds to the connected spaces under the two pistons, Fig. i.

Fig. ι 3 bis 16 zeigen schematisch eine Construction, wobei die beiden in zwei Cylindern befindlichen Kolben α b mit einem Querstück X verbunden sind, die eine rechtwinklig gestellte feste Stange Z trägt, deren. unteres Ende in geraden Leitschienen läuft, während das obere Ende mit der Kurbel C der Welle S verbunden ist. Die Kanäle sind wie bei Fig. 1 bis 4 bezeichnet , da auch die Kolben ebenso wie bei Fig. 1 wirken. Die Stellung der. Kolben bei Fig. 13 stimmt mit der der Fig. 1 überein, Fig. 14 mit Fig. 2; bei Fig. 14a sind die Kolben etwas weiter vorgeschritten, Fig. 1 5 stimmt mit Fig. 3 und Fig. 16 mit Fig. 4 überein.Fig. Ι 3 to 16 show schematically a construction, wherein the two pistons located in two cylinders α b are connected to a cross piece X , which carries a fixed rod Z placed at right angles, whose. The lower end runs in straight guide rails, while the upper end is connected to the crank C of the shaft S. The channels are designated as in FIGS. 1 to 4, since the pistons also act as in FIG. 1. The position of the. The piston in FIG. 13 corresponds to that of FIG. 1, FIG. 14 with FIG. 2; in FIG. 14a the pistons have advanced somewhat, FIG. 1 5 corresponds to FIG. 3 and FIG. 16 corresponds to FIG.

Bei den oben beschriebenen Constructionen wird die Cylinderladung entzündet, wenn der Kanal I geöffnet wird, wodurch die Verbindung mit einem Zündapparat hergestellt wird. Fig. 5 zeigt eine neue derartige Construction, während Fig. 17 und 18 diese etwas modificirte Construction in gröfserem Mafsstabe in zwei Schnitten zeigt, die rechtwinklig zu einander stehen.In the constructions described above, the cylinder charge is ignited when the channel I is opened, whereby the connection with an ignition apparatus is established. Fig. 5 shows a new construction of this type, while Figs. 17 and 18 show this somewhat modified construction on a larger scale in two sections which are at right angles to one another.

Hier ist I der Zündkanal, der eben durch den Kolben α geöffnet wird, während der Raum unter den Kolben mit comprimirter Ladung gefüllt ist. Ein kleiner Kanal f, durch eine Schraube regulirbar, verbindet diesen Raum mit dem Zünd kanal / und dieser steht in Verbindung mit dem Raum h, unter dessen Decke ein Ventil h¹ sitzt, das gewöhnlich durch die Feder /ζ² (auf dem Stiel h³) geschlossen gehalten wird, das aber während eines Augenblicks durch einen Hebel K (s. Fig. 8) mittelst eines Excenters k auf der Welle U geöffnet wird. Oberhalb des Ventils h^l befindet sich eine Zündflamme h^l, Fig. 8 und 18, die in einem Schornstein h ⁵ brennt. Während der Compression der Ladung fliefst ein kleiner Theil derselben durch f und / nach h. Gerade bevor der Kanal / durch den Kolben α geöffnet wird, wird h^l für einen Augenblick niedergedrückt, und die Flamme /2* entzündet den Inhalt von h, wonach h¹ geschlossen wird. Der Kolben α deckt dann den Kanal / auf, und die Ladung wird durch die Flamme in h zum Explodiren gebracht.Here I is the ignition channel which is opened by the piston α , while the space under the piston is filled with compressed charge. A small channel f, adjustable by a screw, connects this space with the ignition channel / and this is in connection with the space h, under the ceiling of which sits a valve h ¹ , which is usually operated by the spring / ζ ² (on the stem h ³ ) is kept closed, but which is opened for a moment by a lever K (see Fig. 8) by means of an eccentric k on the shaft U. Above the valve h ^l there is an ignition flame h ^l , FIGS. 8 and 18, which burns in a chimney h ^5. During the compression of the charge, a small part of it flows through f and / to h. Just before the channel / is opened by the piston α , h ^{l is} depressed for a moment and the flame / 2 * ignites the contents of h, after which h ^{1 is} closed. The piston α then reveals the channel /, and the charge is made to explode by the flame in h.

Bei der Einrichtung Fig. 5 befindet sich unter h ein Abschlufsventil (nicht angedeutet),, welches sich hebt und Luft in h einläfst, wenn die Kolben ihre Ladung einsaugen, wodurch man erzielt, dafs durch diese Luft der Raum h von Verbrennungsproducten entleert wird. Im Boden des Raumes h ist ein Abschlufsventil h¹ angeordnet, welches sich um ein Geringes nach unten öffnen kann und als Sicherheitsventil wirkt, wenn eine Explosion in h stattfindet.In the device of Fig. 5 there is a shut-off valve (not indicated) under h , which rises and lets in air in h when the pistons suck in their charge, so that the space h is emptied of combustion products through this air. A shut-off valve h ^{1 is} arranged in the floor of room h , which can open slightly downwards and acts as a safety valve if an explosion occurs in h .

Der oben beschriebene Zündapparat ist auf. alle Gasmotoren, welche mit comprimirter Ladung arbeiten, anwendbar.The igniter described above is on. all gas engines, which with compressed Charge work, applicable.

Claims

Patent claims:

i. For gas engines, the use of two working pistons, that having one or more cranks are connected on the same shaft in such a piston 'leads the other by about / ₈ rotation, in which motors also the spaces among the two pistons are connected and the pistons act on lateral channels for the inlet of the charge, for the ignition of the same, for the release of the pressure and for the exhaust, that during one revolution of the crankshaft the charge is introduced and compressed, the pressure is ignited and the pressure is released and the combustion gases are expelled, namely:

a) by having mutually inclined Cylinder AB piston from two, with one and the same crank are connected, in which cylinders further the lower ends through the channel H are connected, and at / the ignition channel, wherein RR ¹ the Ablafskanal, wherein FN have the inlet duct for the gas charge, at D the inlet duct for air and at E the exhaust duct, in that E and F are regulated by valves, as shown in FIGS. 1 to 4;

b) by placing two cylinders AB side by side, the pistons of which are connected to two cranks, while the channels are set up as drawn in FIGS. 1 to 4, FIGS. 5 to 9;

c contains by) a cylinder AB two pistons from which are connected to the cranks C ¹ C ² C ^3, while the channels as in Figures 1 to 4 are arranged, Fig 10 to 12..;

d) in that the pistons α b of two cylinders AB are connected to a single crank by a T-shaped connecting rod Z , while the channels are set up as in FIGS. 1 to 4, FIGS. 13 to 16.

In the construction of gas engines identified under 1., the use of ignition devices, a small channel f leading from the space below the cylinder piston to a space h , which is thus filled with compressed gas by the space h through the ignition channel / with the cylinder and through the valve h ¹ communicate with the ignition flame / z ⁴ , so that before the ignition channel is opened, the charge of h is ignited by momentarily opening W- and then, when the ignition channel is opened, the flame from h strikes the cylinder as it does in Figs. 5, 8, 17 and 18 is drawn.

In addition 3 sheets of drawings.