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Verfahren und Einrichtung zum Betriebe von Verbrennungskraftmaschinen.
Durch die Erfindung soll eine vollkommene Verbrennung des Brennstoffes bei beliebiger Drehzahl und beliebigem Verdichtungsdruok der Maschine erzielt und hiebei eine wärmeisolierende Ausführung des Arbeitszylinders ermöglicht werden.
In der Zeichnung sind einige nach dem vorliegenden Verfahren arbeitende Kraftmaschine dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1, 2 und 3,4 je eine Kolbenkraftmaschine und Fig. 5 eine Turbine in einem schematischen Schnitt. Ferner sind in sämtlichen Figuren Luft durch Punkte, Dampf durch
Kreuzchen und verbrannte Gase durch Striche bezeichnet.
Das Verfahren gestaltet sich wie folgt : Vor Beendigung der Verdichtung der im Arbeitszylinder angesaugten Luft (Fig. 1) spritzt eine Pumpe Brennstoff durch eine Düse f in einen vom Arbeitszylinder abgesonderten Verbrennungsraum e, worauf die verbrannten Gase durch ein Ventil b in den Arbeitsraum cl strömen, die vorverdichtete Luft vor sich herschieben und sie auf einen noch höheren Druck bringen. Am Anfange des Ausdehnungshubes (Fig. 2) spritzt eine Pumpe durch eine Düse a Wasser in die verbrannten Gase im Zylinder, wodurch infolge der Dampfentwicklung die Luft noch weiter verdichtet und durch ein Ventil ein den Verbrennungsraum e zurüekgedrüekt wird. Nach Abschluss des Verbrennungs- raumes vom Arbeitsraum durch die Ventile bund R leistet das im Arbeitsraum d befindliche Gas-und Dampfgemisch Arbeit.
Auspuffen der Abgase und Ansaugen der Luft erfolgen in bekannter Weise.
Eine andere Ausführung zeigen die Fig. 3 und 4. Vor Beendigung der Verdichtung spritzt eine Pumpe Brennstoff durch eine Düse l in ein Strahlgebläse Je, welcher Brennstoff sich im vergasten Zustande mit der aus dem Zylinder angesaugten, vorverdichteten Luft vermischt und infolge der erhitzten Wände der Verbrennungskammer i oder durch die infolge entsprechend hoher Verdichtung entstandene Temperatur verbrennt.
Die Strömungsgeschwindigkeit der verbrannten Gase aus der Verbrennungskammer in den Zylinder bzw. der Luft aus dem Zylinder in die Verbrennungskammer sowie der Druck wird bedeutend erhöht durch die Wasser-oder Dampfeinspritzung mittels einer Düse h in das Strahlgebläse y. Bei dieser Ausführungsform sind zwischen Zylinder und Verbrennungskammer keine Abschlussvorrichtungen vorgesehen und es gelangt daher das gesamte Gasdampfgemiseh in der Verbrennungskammer und im Arbeitsraum zur Arbeitsleistung.
Zur Verhinderung von Wirbelbildungen im Verdichtungsraum sind am Kolbenboden und Zylinderdeckel Rippen angebracht, die in der Strömungsrichtung der Gase verlaufen und am Ende des Verdichtunghubes ineinander greifen. Ferner kann die Verbrennungskammer in Form eines oder mehrerer Rohre innerhalb des Verdichtungsraumes und in der Richtung der Rippen angeordnet werden. Die Luftzufuhr vom Verdichtungsraum in den Verbrennungsraum, das Ableiten der verbrannten Gase vom Verbrennungsraum in den Verdichtungsraum sowie die Zuleitung von Brennstoff, Wasser oder Dampf kann mittels beliebiger Gebläse und Pumpen, wie Strahlgebläse od. dgl. unterstützt werden.
Aus dem ersten Beispiel ist zu erkennen, dass eine einzelne Verbrennungskammer mit mehreren Ab-und Zuleitungen für eine mehrzylindrige Maschine anwendbar ist. Ferner gestattet der abgesonderte Verbrennungsraum und die Wassereinspritzung eine wärmeisolierende Ausführung der Arbeitszylinder.
Die Anwendung des neuen Verfahrens bei einer Turbine ist in Fig. 5 abgebildet. Das Ausspülen des Gas-und Dampfgemisehes sowie das Füllen der Turbinenzellen mit Druckluft erfolgt durch irgend ein Gebläse, u. zw. so, dass die Druckseite des Gebläses mit Düsen verbunden ist. Ausspülen und Vorverdichtung kann bei Radialturbinen durch die bekannte Fliehkraftwirkung der Gase in den Zellen des Laufrades bewirkt werden.
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Dreht sieh das Laufrad in der Pfeilrichtung, so bewegen sich die Zellen s zuerst an der Auspuff- düse 1" vorbei, wodurch zunächst der Auspuff, sodann an der Stelle zwischen den Düsen 1" und n das Ausspülen und nach Abschluss der Düse 'eine Vorverdichtung erfolgen. Die mit verdichteter Luft gefüllte Zelle trifft weiter vor der Düse o ein, worauf die mit höherem Druck aus dem Verbrennungsraum m einströmenden verbrannten Gase die Luft auf die der Düse gegenüberliegende Seite schieben.
Bei Eintreffen der Zelle vor den Düsen p und t spritzt eine Pumpe Wasser oder Dampf durch die Düse p in die verbrannten Gase der Zelle, worauf die so entstandene Drucksteigerung die Luft durch die Düse t in den Verbrennungsraum m zurückschiebt. Nun gelangt die Zelle zuerst wieder zu einer Auspuffdüse u, dann zu einer Druckluftdüse q und das Spiel wiederholt sich von neuem.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Betriebevon Verbrennungskraftmaschinen nnd-turbinen, dadurch gekennzeichnet, dass in den mit verdichteter Luft gefüllten Arbeitsraum der Maschine (Verdichtungsraum bei Kolbenmaschinen bzw. Schaufelzellen bei Turbinen) kurz vor Beendigung der Verdichtung ein in einer Verbrennungskammer durch Verbrennung von Brennstoff in Luft gebildetes Gas eingeführt, dadurch die Druckluft im Arbeitsraume weiterverdichtet und schliesslich in die Verbrennungskammer zurückgedrückt wird, während gleichzeitig zum Zwecke der Drucksteigerung Wasser oder Dampf in den Arbeitsraum eingespritzt wird,
worauf entweder das in diesem nach Abschluss von der Verbrennungskammer verbliebene Gasdampfgemisch zur Arbeitsleistung gelangt oder das gesamte Gasdampfgemisch der Verbrennungskammer und des Arbeitsraumes an der Arbeitsleistung teilnimmt.