CH89817A - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von sauerstoffarmen Gasgemischen. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung     von        saum.,toffarinen        Grasgewischen.       Sauerstoffarme Gasgemische von     Stiekstoff     und Kohlensäure finden in der Technik An  wendung bei Anlagen zur     feuer-    und explo  sionssicheren Lagerung von feuergefährlichen  Flüssigkeiten, wie Benzin, Benzol, Spiritus  und dergleichen, um die     Hohlräume    in dem  Lagerbehälter über der Flüssigkeit auszufüllen.  Mit Vorteil gewinnt man solche Gasgemische  bei der arbeitsleistenden Verbrennung eines  Kohlenwasserstoffes in einem Verbrennungs  motor.

   Die dabei gewonnene Arbeit kann dazu  benutzt werden, (im die Abgase     in    einem ver  dichteten Zustand in einem     Sammelbehälter     aufzuspeichern.  



       Schutzgaserzeuger    dieser Art sind bekannt.  Sie bestehen im Wesen aus einem Verbren  nungsmotor und einem von diesem     angetrie-          beneu    Gaskompressor. Im Verbrennungszylin  der wird Arbeit geleistet,     während'im        Kom-          pressiongzylinder    die Umsetzung der geleisteten  Arbeit in Kompressionsarbeit     ei-folgt.     



  Gegenstand der Erfindung bildet ein Ver  fahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung  von     sauerstoffarinen        Gasgernischen,    bei wel  chen die Verbrennung und deren Verdichtung    in einem einzigen Zylinder durchgeführt  werden.  



  Das Verfahren gemäss der Erfindung be  steht darin,     d"ti,)    ein Teil der Verbrennungs  gase eines Verbrennungsmotors     ini    verdich  teten Zustande aus dem Arbeitszylinder über  einen Druckregler in einen Sammelbehälter  abgeführt wird.  



  Zur Ausführung dieses Verfahrens dient  ein Verbrennungsmotor, der ausser     deni    nor  malen Auspuffventil mit einem zweiten mit  einer druckgebenden Einrichtung zusammen  wirkenden     Auspuffventil    versehen ist, an wel  ches     ein    Sammelbehälter mit einer Druck  leitung angeschlossen ist.  



  In der Zeichnung sind zwei beispielsweise  Ausführungsformen der Vorrichtung zur Aus  führung des Verfahrens gemäss der Erfindung       scheinatisch        mit    den zugehörigen     Dia-rammen     dargestellt.  



  Bei dem     Ausführungsbeispie1    der     Fig.   <B>1-3</B>  ist a der Zylinder des Verbrennungsmotors,  <B>b</B> der Kolben,<B>g</B> die Kurbelwelle,<B>c</B> das An  saugventil und     (1    das normale Auspuffventil.

    Nebst diesem Auspuffventil ist ein Auspuff-           ventil   <B>k</B> vorgesehen, an das eine Rohrleitung<B>h</B>  angeschlossen ist, die zu einer nicht gezeich  neten     Kühlsehlange    und aus dieser zu einem  gleichfalls nicht gezeichneten Sammelbehälter  <B>führt.</B> In die Rohrleitung<B>k</B> ist ein     Rück-          seblagventil   <B>/ </B> und hinter diesem ein Druck  regler<B>f</B> eingebaut, welcher dazu dient, in  der Rohrleitung h einen bestimmten Gas  druck aufrecht zu erhalten.  



       B,-i    dem Ausführungsbeispiel der     Fig.    4  bis<B>6</B> besitzt der Motor ebenfalls zwei Aus  puffventile, und. zwar     ein    normales Auspuff  ventil<B>d</B> und ein federbelastetes Auspuffventil<B>k.</B>  Es können jedoch auch beide Ventile k und<B>d</B>  entsprechend gesteuert werden.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel nach     Fig.   <B>1</B>  wird abweichend von     clein    üblichen     Arbeits-          vorgange    der sonst übliche     Auspuffhub    des  Kolbens als Kompressionshub verwendet,  durch welchen die beim     Expansionshube    expan  dierten Gase wieder verdichtet und durch  das Ventil     Ij    über das unter einen entspre  chenden Druck gesetzte     Rückschlagventil    i  und dein     Druckregler   <B>f</B> in einem Kühler und  aus diesem in einen Sammelbehälter gefördert  werden.

   Etwas vor dem Ende der Kompres  sionsperiode, somit vor Beginn der     darauf-          folo,enden        Ansatigperiode,    wird das     Auspuff-          veritil   <B>k</B> geschlossen und das zweite Auspuff  ventil<B>d</B> geöffnet, um den Kompressionsraum  des Motors vollkommen von Verbrennungs  gasen zu befreien und diese zu entspannen,  so     dass    bei der folgenden Ansaugperiode ein  neues Brennstoffgemisch ohne Verminderung  des     volumetrischen        "\#virkungsgrades    des An  saughubes angesaugt werden kann.  



  In der Leitung h wird durch den Druck  regler<B>f</B> hinter dem Auspuffventil<B>k</B> stets ein  Druck erhalten, der<I>grösser</I> ist als die Kom  pressionsspannung der verdichteten     brenn-          bat-en    Betriebsgase, und zwar wird dieser  Druck durch den Regler     /'    immer auf einer  Spannung erhalten, die grösser ist als die  höchste Kompressionsspannung des verdich  teten brennbaren Gasgemisches. Tritt eine  Fehlzündung ein, so kann daher niemals ein  brennbares, also ein     sauerstoffreiches    Gas  gemisch in den Sammelbehälter gedrückt    werden, weil das     Rückschlagventil   <B>;</B> nicht  geöffnet werden kann.  



  Die     Schutzgasmasehine    wird also ausser  Betrieb gesetzt,     wem)    die Bildung eines sauer  stoffarmen     Schtitzgases    nicht möglich ist.  



  Die     Fig.    2 zeigt das Diagramm des Mo  tors bei einem fehlerfreien Arbeitsvorgang,  das heisst bei Lieferung von     sauerstoffarmen     Abgasen     und        Fig.   <B>3</B> zeigt das Diagramm bei  einer Fehlzündung.  



  Bei<B>1</B> beginnt die Ansaugperiode, bei 2  die Verdichtung des Ladegemisches, bei<B>3</B>  wird die höchste Verdichtungsspannung er  reicht. Es folgt nun die Zündung des Gas  gemisches und bei 4 ist der Beginn des     Ex-          pansionsliubes,    während bei<B>5</B> das Ende der  Expansion erreicht wird. In diesen Punkt  fällt der Beginn der Verdichtung der Ver  brennungsgase, welche durch das erste Aus  puffventil     Ic    über das     Rückschlagventil    i durch  das Rohr     li    in den Sam     melbehälter    abgeleitet  werden.  



  Nach     Abstrün:tung    der verdichteten Gase  wird das Ventil<B>k</B> geschlossen und das nor  male Auspuffventil     d    geöffnet, durch welches  die     Abgaie    des Motors vollkommen entspannt  und ausgeblasen werden, so     dass    bei Beginn  des Saughubes bei<B>1</B> wieder     Ladegetnisch    an  gesaugt werden kann.  



  Im Diagramm nach     Fig.   <B>3</B> ist gezeigt,     dass     bei einer Fehlzündung die nachfolgende Ver  dichtung beim     Ausschtibhube    nicht imstande  ist, den hinter dem     Rüekschlagventil    i in  der Leitung herrschenden Druck zu über  winden; die verdichteten     unverbrannten    Gase  können nur durch das zweite Auspuffventil<B>d</B>  ins Freie     entweiehen.     



  Das in     Fig.    4 gezeigte.     Ausführungsbeispiel     unterscheidet sich in der Wirkungsweise von  dem Ausführungsbeispiel der     Fig.   <B>1</B> dadurch,       dass    während der Explosionsperiode das feder  belastete Auspuffventil<B>k</B> sich bei einem be  stimmten, der Federspannung entsprechenden  Druck.

   öffnet und eine bestimmte     Gasmerige     mit einer der Federspannung entsprechenden  Spannung in den Sammelbehälter abströmen       lässt.         Gegenüber der     Sehutzgasmaschine    nach       Fig.   <B>1</B> ist bei dem Motor nach     Fig.    4 die  Arbeitsleistung gemäss den niedrigeren     Drük-          ken    während der     Exparisionsperiode    eine ge  ringere.

   Die Arbeitsleistung der Maschine  kann durch Einstellung der Federspannung  des Ventils<B>k</B> derart geregelt werden,     dass     sie noch ausreicht,<B>(im</B> die     angesatigten    brenn  baren Gasgemische entsprechend zu ver  dichten.  



  Die in     Fig.   <B>5</B> und<B>6</B> gezeichneten Dia  gramme veranschaulichen den Arbeitsvorgang.  Tritt -eine Fehlzündung ein, so wird die zum  Öffnen des Ventils<B>k</B> erforderliche Gasspan  nung nicht     ei-reicht    und infolgedessen ist ein  -Abströmen der Gase in den     Schutzgassammel-          behälter    verhindert.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH 1:</B> Verfahren zur Erzeugung von sauerstoff armen Gasgemischen, dadurch gekennzeieh- net, dass ein Teil der Verbrennungsgase eines Verbrennungsmotors im verdichteten Zustande aus dem Arbeitszylinder über einen Druck regler in einen Sammelbehälter abgeführt wird. UNTE-RANSPRUCH: <B>1.</B> Verfahren nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsgase nach erfolgter Expansion in demselben Arbeitszylinder einer neuerlichen Verdich tung unterworfen werden.

   PATENTANSPRUUH II: Vorrichtung zur Ausführung des Verfahren-, nach Patentanspruch<B>1,</B> gekennzeichnet durch einen Verbrennungsmotor, der ausser den) normalen Auspuffventil mit einem zweiten mit einer druckgebenden Einrichtung zusam menwirkenden Auspuffventil versehen ist, an welches ein Sammelbehälter mit einer Druck leitung angeschlossen ist.

   UNTERANSPRüCHE: 2. Vorriehtung nach Patentanspruph II, da durch gekennzeichnet. dass dem einen Ans- puffventil, durch welches die verdichteten Verbrennungsgase abgeführt werden, ein Druckregler nacho-eselialtet ist, der unter einen höheren Druck gesetzt ist als der Verdichtungsspannung des brennbaren<B>G</B> as- gemisches iiii Arbeitszylinder entspricht,

   so dass die bei einer Fehlzündung beim Aussehubhube unverbrannten verdichteten Gase nur durch das am Totpunkte öffnende. normale Auspuffventil entweichen können. <B>3.</B> Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass das eine Ans- puffventil, durch welches die verdichteten Verbrennungsgase abgeführt werden, als federbefastetes Druckventil ausgebildet ist.