CH149515A - Wärmekraftmaschine. - Google Patents

Wärmekraftmaschine.

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CH149515A
CH149515A CH149515DA CH149515A CH 149515 A CH149515 A CH 149515A CH 149515D A CH149515D A CH 149515DA CH 149515 A CH149515 A CH 149515A
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CH
Switzerland
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piston
heat
steam
gases
heat engine
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English (en)
Inventor
Oerlikon Maschinenfabrik
Original Assignee
Oerlikon Maschf
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Application filed by Oerlikon Maschf filed Critical Oerlikon Maschf
Publication of CH149515A publication Critical patent/CH149515A/de

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/02Hot gas positive-displacement engine plants of open-cycle type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description


      Wärmekr        aftmaschine.       Die     Wärmekraftmaschinen    arbeiten in der  Weise, dass ein gasförmiges Arbeitsmittel  Wärme teilweise in mechanische Arbeit um  setzt. Ein Teil der zugeführten Wärme muss  dem Arbeitsmittel wieder entzogen werden;  nicht der ganze Betrag an zugeführter Wärme  kann als mechanische Arbeit gewonnen  werden.  



  Der thermische Wirkungsgrad der Wärme  kraftmaschine ist durch das Verhältnis
EMI0001.0004  
    bestimmt, worin     Ti    die absolute Temperatur  des Arbeitsmittels nach der Wärmeaufnahme,       Tz    die absolute Temperatur nach der Ex  pansion bedeuten.  



  Bei     Wärmekraftmaschinen,    welche mit  Wasserdampf betrieben werden, ermöglicht  die leichte     Kondensierbarkeit    des Dampfes,  die Wärmeabfuhr bei befriedigend tiefen  Temperaturen zu bewerkstelligen (20-30   C).  Die Wärmezufuhr erfolgt bei Temperaturen  bis 4500 C. Schwierigkeiten konstruktiver  Natur erlauben bis auf weiteres nicht, die  Temperatur noch höher zu wählen.

      Bei     Verbrennungskraftmaschinen        geling     es, dein Arbeitsmittel eine sehr hohe An  fangstemperatur (etwa 1600   C), zu geben;  dagegen bedingen konstruktive Erfordernisse,  dass die Wärmeabfuhr bei noch hoben  Temperaturen erfolgen muss (etwa<B>600'</B> C),  so dass in dieser Beziehung die Dampf  maschine der     Verbrennungskraftmaschine     überlegen ist.  



  Die den Gegenstand der Erfindung bil  dende     Wärmekraftmaschine    arbeitet mit zwei  Medien:     Z.B.    Verbrennungsgase und Wasser  dampf, wovon mindestens das eine Treibmittel       kondensierbar    ist. Erfindungsgemäss dient das       kondensierbare    Treibmittel neben der Ar  beitsleistung durch Expansion gleichzeitig  zur Übertragung der von dem andern Treib  mittel geleisteten Arbeit auf die Maschinen  welle.  



  In     h'ig.    1 und 2 beiliegender Zeichnung  sind in schematischer Darstellung eine     Ver-          brectnungskraftmaschine    üblicher Bauart und  ein Ausführungsbeispiel einer Maschine gemäss  der Erfindung einander gegenübergestellt.           Fig.    7. zeigt die     Verbrennungskraftma-          schine    üblicher Bauart mit einem Zylinder     G,     einem Kolben     K,    einer Kolbenstange S und  einer Kurbelstange P.

   Am Zylinder sind drei  Ventile angeordnet: Das     Einlassventil        1'E    für  Frischluft, das Ventil     VB    für die Brennstoff  zufuhr, das     Auspuffventil        Y,     Die Maschine nach     Fig.    2 arbeitet mit  zwei Kolben im gleichen Zylinder; der Kolben       gi    ist frei beweglich und der Kolben     K    2 ist  mit der nicht gezeichneten Kurbelwelle ver  bunden.

   Zwischen dem Zylinderboden und  dem Kolben     K1    befindet sich der Arbeits  raum für die Verbrennungsgage G, während  von den beiden Kolben     K1   <B>und</B>     K2    Wasser  dampf D eingeschlossen wird. Der von den  Verbrennungsgasen G auf den Kolben     Ni     ausgeübte Druck wird von diesem auf den  Wasserdampf übertragen, welcher im weitern  auf den Kolben K2 drückt. Wenn sich in  folge der Bewegung der Kurbelwelle der  Kolben     K2    vom Kolben     Ki    einwenig entfernt,  so vergrössert sich der mit Dampf gefüllte  Zwischenraum; der Dampf expandiert.

   Nun  drücken die Verbrennungsgase den Kolben     Ni     dem Kolben K2 nach, so dass sich ihr Ar  beitsraum ebenfalls vergrössert und sie eben  falls expandieren. Die Drücke von Dampf  und Verbrennungsgasen stehen immer in  einem bestimmten Verhältnis zueinander,  welches durch die beiden Seitenflächen des  Kolbens     Ni    gegeben ist; sind wie in     Fig.    2  die beiden Kolbenflächen gleich gross, so ist  das Verhältnis der genannten Drücke gleich  1/1.  



  Am Anfang des Arbeitsvorganges be  finden sich die beiden Kolben in den durch  die Abstände so, so' vom Zylinderboden an  gegebenen Stellungen. Der Arbeitsraum der  Gase ist mit einem komprimierten, explosiblen  Gasgemisch gefüllt; zwischen die beiden  Kolben ist durch das Ventil SE Dampf ge  geben worden. Sobald nun die Verbrennung  des Gasgemisches einsetzt, die entweder durch  künstliche Zündung mittelst elektrischer Fun  ken oder infolge der Temperaturerhöhung  durch die vorangegangene Kompression ver  ursacht wird, beginnen beide Kolben sich in    Richtung gegen die Kurbelwelle zu bewegen.

    Nach einer gewissen Zeit greift ein ge  steuerter Anschlag H in den Zylinder hinein  und hemmt die weitere Vorwärtsbewegung  des Kolbens     Ni.    Der Abstand des Kolbens     Ki     vom Zylinderboden ist in dieser Stellung     si;     inzwischen hat sich der Kolben     K.-    bis zum  Abstands,' vom Zylinderboden bewegt.  Während jetzt der Kolben     .g',    stillsteht und  die Gase G durch das Auspuffventil     VA    ent  weichen, vollendet der Kolben     K2    seine Vor  wärtsbewegung bis zum Abstand     si"    vom  Zylinderboden, wobei der Dampf weiter  expandiert und Arbeit leistet.  



  Wenn hierauf der Kolben K2 durch das  Kurbelgetriebe rückwärts bewegt wird, so  schiebt er den expandierten Dampf durch  das Ventil     SA    aus dem Zylinder hinaus.  Während des     Ausstossens    des Dampfes wird  der Arbeitsraum der Gase durch das Ventil VE  mit frischer Luft geladen. Nachdem der  Kolben     K2    am Ventil     SA    vorbei geglitten ist,  komprimiert er den Dampfrest; sobald dessen  Druck auf einen gewissen Wert angestiegen  ist, setzt sich auch der Kolben K2 in Rück  wärtsbewegung. Nun muss der gesteuerte  Anschlag H aus dem Zylinder zurückgezogen  werden, damit der Kolben K2 freie Bahn  bekommt.  



  Während sich nun beide Kolben rück  wärts bewegen, werden Dampfrest und Luft  gleichzeitig verdichtet. Unmittelbar vor der       Totpunktlage    des Kolbens     K2    öffnet sich das  Ventil     Vr    und lässt frischen Dampf zwischen  die beiden Kolben einströmen. Dadurch wird  der anfängliche Zustand der Maschine wieder  hergestellt; nach dem Einführen des Brenn  stoffes durch das Ventil VB beginnt der  Arbeitsvorgang aufs neue.  



  Während des beschriebenen Arbeitsvor  ganges, insbesondere während der Expansion  von Verbrennungsgasen und Dampf, strömt  Wärme durch den Kolben     Ni    hindurch von  den Gasen an den Dampf über. Dadurch  wird ermöglicht, dass die Gase nach der  Expansion mit tieferer Temperatur aus dem  Zylinder austreten, als es bei einer     Ver-          brennungskraftmaschine    üblicher Bauart der      Fall ist; die Wärme der Gase wird also  besser ausgenutzt.und somit eine Steigerung  des Wirkungsgrades bewirkt.

   Die Abgase  können dann noch in bekannter Weise einer       Abwärmeverwertung    unterzogen werden  Mit der beschriebenen     Maschine    wird  eine     Verbesserung    der Wärmenutzung er  reicht, indem     Verbrennungs-    und Konden  sationsmaschine vereinigt sind. Zunächst  werden die mechanischen Verluste, sowie  Verluste durch Strahlung und Wärmeleitung  herabgesetzt. Weiter treten die Abgase  mit tieferer Temperatur aus der Maschine  aus, als es bei bisher gebauten Verbren  nungskraftmaschinen der Fall ist, weil  ihnen schon während des Arbeitsvor  ganges Wärme entzogen wird, welcher der  Dampf aufnimmt.

   Diese Wärme wird dem  Dampf während seiner Arbeitsleistung zuge  führt, weshalb die Zustandsänderung des  Dampfes teilweise angenähert     isotherm    vor  sich geht. Die während der     isothermen    Zu  standsänderung zugeführte Wärme wird, so-    fort vollständig in mechanische Arbeit umge  wandelt und daher besser ausgenützt, als  wenn sie, wie bei     Abwärmeverwertung    nach  bekannter Weise, zur Dampferzeugung ver  wendet würde.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Wärmekraftmaschine, welche mit minde stens zwei gleichzeitig arbeitenden Treib mitteln betrieben wird, wovon mindestens das eine kondensierbar ist, dadurch gekenn zeichnet, dass das kondensierbare Treibmittel neben der Arbeitsleistung durch Expansion gleichzeitig zur Übertragung der von dem andern Treibmittel geleisteten Arbeit auf die Maschinenwelle dient. UNTERANSPRUCH: Wärmekraftmaschinenach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Treib mittel dem andern Wärme abgibt.
CH149515D 1930-06-05 1930-06-05 Wärmekraftmaschine. CH149515A (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH149515T 1930-06-05

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CH149515A true CH149515A (de) 1931-09-15

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ID=4405128

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CH149515D CH149515A (de) 1930-06-05 1930-06-05 Wärmekraftmaschine.

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