DE500124C - Austrittsventilgehaeuse am Verbrennungszylinder eines Druckgaserzeugers - Google Patents

Description

• Austrittsventilgehäuse arn Verbrennungszylinder eines Druckgaserzeugers Die Erfindung bezieht sich auf eine Gas-oder Ülkraftanlage, in (ler durch Verbrennung eines Brennstoffes als Triebmittel ein Druckgas erzeugt wird, das in .einem Motor zur Leistung äußerer Arbeit verwendet wird. Bei Anlagen dieser Art ist es zur Erzielung eines hohen von wesentlicher Bedeutung, claß das als Druckgas verwendete Verbrennungserzeugnis aus (lern Druckgaserzetiger bei hoher Temperatur und hohem Druck abströmt, Aufgabe der Erfindung ist die Verringerung der Wärmeverluste des Druckgases an ,ler Auspufföffnung des Glas Druckgas erzeugenden Verbrennungszvlinclers und gleichzeitig eine Kühlung des Auspuffventils derart, (laß (las Druckgas mit höchster Temperatur auspuffen kann, die ohne Störung der Ventilarbeit zulässig ist.
• Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck das Ventilgehäuse doppelwandig so ausgeführt, (laß in den Zwischenraum zwischen seiner Außenwand und seiner Innenwand unter Druck eingeführte Kühlluft in der Xülie des Ventils in den von der Innenwand umschlossenen Raum übertreten kann. 1-orzugsweise wird die Innenwand durch eine Einsatz-hülse gebildet, die beispielsweise aus feuerfestem Stoff oder aus übereinandergelegten Schichten von Nietall und feuerfestem Werkstoff bestehen kann, weil' ihre beiden Seiten im wesentlichen unter gleichen Drükken stehen, so daß sie von Kräftebeanspruchungen im wesentlichen frei ist. An <lern dem Ventilsitz zugekehrten Ende kann die Hülse so ausgebildet sein, daß Kanäle entstehen, welche das Kühlmittel über den Ventilteller leiten. Weiter können Ventilstange und Ventilführung in ähnlicher Weise wie das Ventilgehäuse gekühlt «erden, indem man die Innenwand dort, wo die Ventilführung hindurchtritt, mit einem konzentrischen Zylinderteil ausrüstet, so daß sie von einem Ringkanal oder einem Ring von Luftleitungen umgeben ist, durch die ein Teil des Kühlmittels hindurchströmen kann.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar ist Abb. i ein Längsschnitt durch ein gemäß der Erfindung, Abb.2 ein Querschnitt nach Linie 11-II der Abb. i, wobei jedoch drei -.L\7titen in der Ventilstange angedeutet sind, statt nur einer wie in Abb. i, Abb. 3 und d zeigen Abändrerungen an dem Auspuffventilgehäuse gemäß Abb. i. Das Auspuffventil gemäß Abb. i besteht aus einem Gehäuse i, das in geeigneter Weise auf dem Gehäuse des Verbrennungszylinders z befestigt «erden kann und einen Führungsteil 3 für die Stange d des eigentlichen Auslaßventiles 5 aufweist, ferner einen mit Anschluß versehenen seitlichen Stutzen 6 zur Anbringung der Leitung, durch die die Auspuffgase abgeleitet werden. Im Gehäuse i und im Abstand von den Wandungen ist eine die Ventilstange 4 umgebende Einsatzhülse 7 angeordnet.
• Die Hülse 7 besitzt einen Fortsatz io, der an einem Ende mit dem Flanschstutzen 6 und am anderen Ende mit dem Teil 7 in beliebig geeigneter Weise verbunden ist. Vorzugsweise wird zwischen den beiden Teilen 7 und io eine Gleitverbindung verwendet derart, daß eine freie Ausdehnung und Zusammenziehung infolge Temperaturschwankungen möglich ist.
• Im Gehäuse i ist eine Anzahl von Einlaßkanäl.en i i vorhanden, durch die verdichtete Luft in den Raum zwischen Gehäuse i und die Hülsen 7 und io eingeleitet werden kann. Nahe dem Ventilsitz 8 sind Öffnungen 12 vorhanden, die der Luft gestatten, in das Innere zu strömen. Gegebenenfalls können weitere Öffnungen 13 in der Führung 3 vorhanden sein, die mit einer oder mehreren :`Tuten 14 in der Ventilstange d. in Verbindung sind; weiter sind Öffnungen 15 zwischen der Führung 3 und dem Teil 7' der Hülse 7 gelassen, durch die der Teil 3 hindurchtritt. Statt der, oder außer den Nuten 14 in der Ventilstange .4 können ähnliche Nuten in der Bohrung der Führung 3 angebracht sein; sie bilden in jedem Fall eine Verbindung zwischen der Außenseite und der Innenseite des Hülsenteils 7.
• Wenn verdichteteLuft mit einem Druck, der ein wenig oberhalb des Druckes des durch den Auspuffkanal .bei offenem Ventil 5 auspuffenden Triebmittels liegt, bei einer im wesentlichen tieferen Temperatur als dieses durch eine oder mehrere Öffnungen i i eingetrieben ",-irr], so erkennt man leicht, daß Biese Luft ,las Äußere der Hülsen 7 und io umspülen und -;tann durch die (Öffnungen 12, 15, 13 und Nuten 14 in der durch Pfeile in Abb. i angedeuteten Weise strömen und sich mit dem Triebmittel mischen wird, das durch die Hülse fließt.
• Ersichtlich wird der Teil der Führung 3, der in die Hülse 7 einspringt, durch den Hülsenteil e', der in im wesentlichen gleicher Weise gekühlt und gegen Wärmeeinwirkung der Auspuffgase geschützt ist wie die Wandlungen der Ventilkammer r, geschützt -werden. Denn in beiden Fällen strömt Kühlluft zwischen der Hülse und dem zu schützenden Teil hindurch und mischt sich finit den heißen Gasen innerhalb der Hülse, so daß in .doppelter Richtung eine Kühlwirkung erzielt wird.
• Abänderungen zur weiteren Verbesserung der Kühlung des Au.spuffventiles 5 und seines Sitzes -8 sind in Abb. 3 und 4 dargestellt. Bei Abb. 3 ist der Sitz 8 mit einer Mehrzahl von Schlitzen 16 ausgerüstet, durch die die Luft in das Innere der Hülse 7 strömt. Die Schlitze 16 dienen dazu, die Lage der Hülse 7 zu sichern. Sie sind überdies so gestaltet, daß sie den Strom verdichteter Luft gegen das Ventil 5 leiten. Bei Abb..I ist das Ende der Hülse 7 so ausgebildet, daß es die verdichtete Luft über das Ventil 5 und die Wandungen seines Sitzes 8 leitet; eine Mehrzahl von Rippen 17 zwischen dem Sitz und der Hülse 7 dient zur Sicherung der Lage der Hülse und zur Erleichterung des Überganges der Wärme auf die verdichtete Luft.
• Da .der Druck auf beiden ;Seiten der Hülsenteile 7 und io im wesentlichen gleich ist, kann die Hülse lediglich unter Berücksichtigung ihrer Wirkung als feuerfester Mantel zur Erhaltung des Wärmeinhaltes des Triebmittels ausgebildet und zweckmäßig aus feuerfestem .Stoff hergestellt werden. Die Hülse kann auch aus einer. oder mehreren Metallschichten bestehen, die mit feuerfestem oder wärmeisolierendem Stoff überzogen oder ausgekleidet sind. Die Außenwandungen des Gehäuses, die dem Druckunterschied zwischen Luftpressung innerhalb des Gehäuses und Atmosphärenpressung an der Außenseite zu widerstehen haben, werden auf verhältnismäßig kühler Temperatur durch die umspülende Preßluft gehalten, ebenso Ventilführung 3, Stange d., Ventilteller 5 und Sitz B. Gleichzeitig wird die Temperatur des Triebmittels so wenig, wie nur praktisch möglich oder zweckmäßig ist, herabgesetzt, und die auf die Preßluft übertragene Wärme ist nicht verloren, sondern wird wieder zurückgeführt und kann in der Kraftanlage in nutzbringende Arbeit verwandelt werden.
• Die gleichen Grundsätze, die in der oben beschriebenen Weise auf ein Auspuffgehäuse angewendet sind, können in -gleicher Weise auf andere Teile der Anlage angewendet werden, die der hohen Temperatur und dem Druck des Triebmittels ausgesetzt sein würden, wenn diese Schutzeinrichtungen nicht vorhanden wären. Beispielsweise können die Verbrennungszylinder selbst mit 1länteln versehen werden, die mit hochverdichteter Luft in der beschriebenen Weise und zu dem beschriebenen Zweck gespeist werden. Es ist jedoch nicht immer notwendig, diese Luft dem aus den Veribrennungszvlindern auspuffenden Triebmittel zuzuleiten, sofern sie nur schließlich zum Betriebe einer Kraftmaschine nutzbar gemacht wird.
• Zur Verdichtung der bei Ausführung der Erfindung ,benötigten Luft wird vorzugsweise ein Verdichter verwendet, der vom Verbrennungssatz getrieben wird, weil diese Verdichtung eine Stufe in der Vorbereitung des Triebmittels für die Kraftmaschine bildet. Dieser Verdichter kann auch gewünschtenfalls zur Lieferung der .Spülluft für den Verbrennungszylinder benutzt -werden.
• Die Erfindung läßt sich auf .mannigfache verschiedene Weise auf die verschiedenen Teile der Anlage anwenden, wo ihre Benutzung vorteilhaft ist. Wo es sich um äußerst hohe Drücke oder Temperaturen handelt, kann es zweckmäßig sein, eine Reihe von konzentrischen Mänteln um die das Triebmittel leitenden Wandungen herumzulegen, wobei dann Luft von stufenweise herabgesetzter Pressung und Temperatur durch die verschiedenen Mäntel hindurchgeleitet wird, die das Triebmittel von der Außenluft trennen.
• Es kann auch in manchen Fällen zweckmäßig sein, Dampf- oder Wasserkühlsysteme neben den beschriebenen Maßnahmen anzuwenden. Dies bietet im Hinblick auf die bekannte Anwendung derartiger Systeme bei Wärmemaschinen im allgemeinen und bei .der hier in Frage kommenden Anlageart im besonderen keine Schwierigkeit.
• Wenn in der Beschreibung von verdichteter »Luft-t zum Kühlen und Schutz der Teile gegen Einwirkung des Triebmittels hoher Temperatur und hohen Druckes gesprochen ist, so können selbstverständlich auch andere verdichtete Gase oder Gasgemische statt oder neben,der Luft Anwendung finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Austrittsventilgehäuse an den Verbrennungszylindern des Druckgaserzeugers für eine Kraftmaschinenanlage, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse doppelwandig so ausgeführt ist, daß in den Zwischenraum zwischender Außenwand (i) und der Innernwand (7) unter Druck eingeführte Kühlluft in der Nähe des Ventils (5) in den von der Innenwand umschlossenen Raum übertreten kann. z. Ventilgehäuse nach Anspruch i, da-,durch gekennzeichnet, @daß eine Einsatzhülse (7) die Innenwandung des Ventilgehäuses bildet. 3. Ventilgehäuse nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzhülse (7) an dem dem Auspuffventil zugekehrten Ende so ausgebildet ist, daß Kanäle (i6) entstehen, welche das Kühlmittel über den Ventilteller leiten. d.. Ventilgehäuse nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Durchtrittsstelle der Ventilführung durch die Innenwand (7) diese mit einem zur Ventilführung konzentrischen zylindrischen Teil (7 ') versehen ist, so daß die Ventilführung (3) von einem Ringkanal zum Durchtritt eines Teiles des Kühlmittels umgeben ist.