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Die Erfindung betrifft einen Gasdampferzeuger für Verbrennungsbraftmaschinen, insbesondere Brennkraftturbinen, bei dem der als Druckmittel dienende Gasdampf dadurch erzeugt wird, dass seine beiden Bestandteile durch die Saugwirkung der Explosionsgase auf den Dampf in einer Strahlpumpe innig miteinander gemischt werden.
Die bisher bekannten Gasdampferzeuger dieser Art haben den Nachteil, dass der zur Mischung mit den Explosionsgasen bestimmte Wasserdampf entweder in einer besonderen Anlage erzeugt werden muss oder aber, falls er etwa in einem die Explosionskammer umgebenden Wassermantel erzeugt wird.
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ist die Kraftmaschine hereits ausserordentlich stark erhitzt worden. In beiden Fallen ist es also ausgeschlossen, Gasdampf-Brennkraftmaschinen, beispielsweise Gasdampfturbinen. etwa zum Antriebe von Kraftwagen oder gar Fluzeugen zu verwenden, obgleich gerade Gasturbinen wegen ihrer hohen Fmlaufzahl und ihres hohes Wirkungsgrades hiezu ganz besonders geeignet erscheinen.
Durch die Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, schon beim ersten Explosionsstoss Wasserdampf in ausreichender Menge in der Maschine selbst zu erzeugen und damit die Temperatur des Betriebsmittels von Anfang an derart gering zu erhalten, dass die Verwendung derartiger Explosionskraftmaschinen auch bei Kraftwagen. Flugzeugen usw. ohne weiteres möglich ist.
Dieser Zweck wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass die Strahlpumpe in einer besonderen Kammer untergebracht ist. und dass auf die Düsen dieser Strahlpumpe Rohre schraubenförmig aufgewickelt sind, die innerhalb einer Verdampfungspfanne in einen mit Austrittsöffnungen versehenen Ring münden und mit Frisehwasser oder dem Kondensat der Maschine gespeist werden. Das durch diese Rohre durchfliessende Frischwasser oder Kondensat wird schon beim ersten Explosionsstoss derart stark erhitzt, dass es spätestens auf der gleichfalls stark erhitzten Verdampfungspfanne in Dampf verwandelt wird. der durch die Saugwirkung der Explosionsgase sofort mit diesem gemischt wird.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Gasdampferzeugers schematisch im Schnitt.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Explosionskammer 1 zur Erzeugung eines
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rohre bilden eine Strahlpumpe. Die Dampfkammer kann zwar von einer beliebigen Dampfquelle gespeist werden, doch wird. wie im Ausführungsbeispiel, der Kühlwassermantel 11 der Explosionskammer als
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Ausserdem sind auf die Düsen 9 und 10 Rohre 20 und 21 aus gut wärmeleitendem Stoff, z. B.
Kupfer schraubenförmig aufgewickelt, die mittels einer Pumpe durch eine gemeinsame Leitung 22 mit Wasser oder dem Kondensat der Maschine gespeist werden und in einen Ring 2) mit Austrittsöffnungen 24 innerhalb der Verdampfungspfanne 18 einmünden. Diese Einrichtung dient insbesondere zur raschen Dampierzeugung schon vom ersten Explosionsstoss an.
An die 1\Iischdüse 10 schliesst sich eine Leitung 25 an, die in eine Vorrats-und Druckausgleichskammer 26 einmündet, und in die ein Rückschlagventil 27 eingebaut ist. An die Kammer 26 ist die Speiseleitung zum Betriebe der Kraftmaschine angeschlossen.
Die Einrichtung wirkt in folgender Weise : Der Explosionskammer 1 wird durch das Ventil. 3 mittels einer Ladepumpe ein zündfähiges Gas-Luftgemisch zugeführt und dieses durch die Kerze 4 gezündet. Die dabei auftretende Drucksteigerung bewirkt das Öffnen des Ventils 6. Die Explosionsgase treten schussartig durch die Strahldüse 9 in die Saugdüse 10 der Dampfkammer 2 und führen hiebei eine sofortige hochgradige Erhitzung sowohl der beiden Düsen 9 und 10 als auch der sie dicht umgebenden' Rohrschlangen 20 und 21 herbei.
Das diese Rohrschlangen durchströmende Frischwasser oder Kondensat wird infolgedessen augenblicklich in Dampf verwandelt, der durch die Austrittsöffnungen 24 des Ringes : ? 8 ausströmt und auf die Verdampferpfanne 18 auftrifft, die inzwischen gleichfalls stark erhitzt worden ist. und somit den Verdampfungsprozess, falls überhaupt erforderlich, wirksam zu Ende führt.
Der auf diese Weise erzeugte Dampf füllt sofort die Dampfkammer 2 an, wird aber durch die Saugwirkung des die Düsen 9 und 10 durchströmenden Explosionsgases alsbald mitgerissen, wobei sich ein homogenes Gemisch von Dampf und Gas bildet und vollständiger Temperaturausgleich zwischen beiden Medien stattfindet. Es wird also auf die eben geschilderte Weise schon während des ersten Explosionsstosses eine ausreichende Menge Dampf erzeugt, die sich sofort den Explosionsgasen beimischt.
Das Ventil 6 bleibt solange geöffnet, bis die Explosionsgase auf den Ladedruck expandiert sind.
Sobald das Ventil geschlossen ist, wird das Auspuffventil 5 geöffnet, um die Kammer von den Restgasen zu befreien und für die Aufnahme einer neuen Ladung frei zu machen.
Der eben beschriebene Vorgang wiederholt sich nun von neuem. u. zw. solange, bis der die Explosionskammer 1 umgebende Wassermantel 11 genügend stark erhitzt ist, um in kontinuierlichem Betriebe selbst die zur Erzeugung des Gasdampfes erforderliche Dampfmenge zuliefern. Durch die hohe Temperatur der Explosionsgase wird der in den Rohrschlangen 20 und 21 bzw. dem Wassermantel 11 erzeugte Dampf überhitzt und gleichzeitig die Temperatur des Gemisches so stark erniedrigt, dass es eine zerstörende Wirkung auf die Kraftmaschine nicht mehr ausüben kann. Die in der Dampfkammer 2 auftretendes Drucksteigerung kann sieh wegen der Einschaltung des Rückschlagventils 14 nicht auf die Dampfhaube 1 ! übertragen.
Das erzeugte Gemisch von Explosionsgasen und Dampf tritt durch die Leitung 25 in die Sammelkammer 26, in der die Druckschwankungen des Treibgemisches derart ausgeglichen werden, dass das Treibgemisch mit annähernd gleichem Druck und gleicher Geschwindigkeit zu der Kraftmaschine abströmt.
An Stelle eines selbsttätigen Ventils 6 kann auch ein gesteuertes Ventil verwendet werden. Das gesteuerte Ventil hat den Vorteil, dass die Expansion der verbrannten Gase tiefer getrieben werden kann, so dass eine grössere Energieausbeute des Gasluftgemisches erreicht wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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dem der als Druckmittel dienende Gasdampf dadurch erzeugt wird. dass seine beiden Bestandteile durch die Saugwirkung der Explosionsgase auf den Dampf in einer Strahlpumpe innig miteinander gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlpumpe (9, 10) in einer besonderen Dampfkammer (2) untergebracht ist, die zwischen der Explosionskammer (1) und der Kraftmaschine eingeschaltet und durch eine mit einem Rückschlagventil (14) versehene Leitung 7J an eine Dampfhaube (12) des die Explosionskammer (1) umgebenden an sich bekannten Kühlwassermantels (11) angeschlossen ist.