DE154120C

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Publication number: DE154120C
Application number: DENDAT154120D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Gegenstand der Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren für Explosionskraftmaschinen, bei welchen' flüssiges, sehr stark erhitztes und dadurch unter hohem Druck stehendes Wasser in den Arbeitszylinder eintritt.

Durch dieses Arbeitsverfahren wird erreicht, daß von der Gesamtwäi me, welche in der Explosionskraftmaschine zur Auslösung gelangt, ein größerer Teil in Überhitzungswärme ίο übergeleitet und in mechanische Arbeit !umgesetzt wird. . ν_;;:·Η^:

Bei den Explosionskraftmaschinen muß ein großer Teil der aufgewendeten Gesamtwärme mittels Kühlwasser abgeführt werden, um.den Betrieb aufrecht erhalten 7U können:.; ■

Bei diesem Arbeitsverfahren wird-;diese durch Kuhlwasser abgeführte Wärme in dem Arbeitsprozeß mit verwendet und. :.als Verdampf ting sw arme von dem eingetretenen sehr stark erhitzten flussigen Wasser und als- überhitzungswarmc von dem entstandenen Wasserdampf aufgebraucht. . ^ "

Da nut die Warme, welche als Uberhitzungswärme Verwendung findet, mechanische Arbcit leistet, so wird nur so ^ viel, verhetztes, flussiges Wasser eingeführt, als unbedingt erforderlich ist, um den Betrieb ohne Kühlwassci aufrecht erhalten zu können. ,Dadurch wird von der Warme, welche sonst durch Kühlwasser abgeführt wird, ein verhältnismäßig großer Teil in Überhitzung wärme übergeleitet und nur so viel als Dampfbildungäwärme; aufgebraucht, als unbedingt erforderlich ist:

vorherige starke Überhitzung unter Druck des eintretenden flüssigen Wassers wird aus folgenden Gründen vorgenommen:

Da flüssiges Wasser ein sehr guter Wärmespeicher ist, so wird durch Erhitzung des Wassers mittels der Wärme der Abgase ein Teil dieser sonst verloren gehenden Wärme dem Arbeitsprozeß wieder zugeführt und damit ein Teil der' Verdampfungswärme gedeckt, .so. daß .die im Arbeitszylinder vorhandene : Wärme nur den Rest der Verdampfungswärme zu decken hat und ein sehr bedeutender Teil 4-5 dieser Wärme als Uberhitzungswärme Verwendung finden kann.

Durch die starke Erhitzung unter auflastendem Druck wird die Kohäsion der einzelnen Flüssigkeit&teilchen sehr stark gelockert, so daß bei Eintritt des stark erhitzten Wassers in den Arbeitszylinder infolge Druckentlastung die Verteilung in feinste Flüssigkeitsteilchen erfolgt, welche sofort verdampfen und die vorhandene Wärme aufbrauchen. -

Das Bestreben, einen größeren Teil der_t aufgewendeten Gesamtwärmc nutzbar zu machen, ist allgemein, und sind bereits die verschiedensten Arbeitsverfahren angewendet worden, um einen größeren Prozentsatz davon in mechanische Arbeit überzuführen.

Unter anderem wird bei einer bekannten Maschine dieses dadurch erstrebt, daß in dem Verbrennungsraum selbst ein Wärmeaustauscher eingebaut wird, in welchem sich Wasser befindet, und nimmt dieses Wasser ·ζίιγ* Dampfbildung unter Druck einen größeren Teil dieser abzuführenden Wärmemenge auf,

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Der hier entstandene Wasserdampf wird je nach Bedarf entweder nach erfolgter Überhitzung dem Arbeitsprozeß als überhitzter Dampf wieder zugeführt oder er kann auch in einem anderen Arbeitszylinder oder auf andere Weise nutzbringende Verwendung finden. .

Diese Einrichtung ist nur imstande, einen sehr geringen Teil der sonst verloren gehenden

ίο Wärme in Arbeit überzuführen, da erstens bei dieser Einrichtung die Wärmeaufnahme durch den Wärmeaustauscher nicht schnell genug bewirkt wird und durch Ausstrahlung im Dampferzeuger viel Wärme verloren geht.

Es wird also bei diesem Verfahren Wasserdampf in den Verbrennungsraum eingeführt. Bei einer anderen Maschine wird die Vergrößerung der Arbeitsleistung dadurch erstrebt, daß nach erfolgter Expansion heißes Wasser in die expandierten Abgase eingeführt wird, welches infolge der Druckentlastung sofort im Zylinder fein verteilt wird und die entstandenen kleinen Wasserteilchen die in den Abgasen enthaltene Wärme sofort als Verdampfungswärme aufbraucht.

Durch diese Einrichtung wird das Volumen der ausgestoßen werdenden Abgase infolge Temperaturerniedrigung bedeutend vermindert, wodurch die Arbeit des Ausstoßhubes wesentlich verringert und die gesamte Arbeitsleistung dadurch gesteigert wird. Bei diesem Verfahren muß die Kühlung des Arbeitszylinders beibehalten werden;

Die Kühlung der Abgase bewirkt zu gleicher Zeit eine Kühlung des Arbeitszylinder im Innern, wodurch eine größere Menge Luft und brennbarer Dampf angesaugt werden kann. Bei Verbrennung dieses Dampf luft-

. "gemisches muß die abzuführende Wärme nach

wie vor durch Kühlwasser abgeführt werden. Es wird also' das heiße Wasser zu den ausgestoßen werdenden Abgasen bei diesem Verfahren eingeführt.. . '
Bei dem den Gegenstand der Erfindung bil-

denden Arbeitsverfahren tritt das sehr stark erhitzte und dadurch unter hohem Druck stehende flüssige Wasser in die Explosionskraftmaschine, und zwar zum kleineren Teil zur Erreichung einer ;hohen Verdichtung des Gasluftgemisches bei mäßiger Temperatur kurz vor Beendigung der Verdichtung des Gasluftgemisches, und zum größeren Teil kurz nach erfolgter; Zündung, wodurch die Temperatur im Explosionsraum gemäßigt, .aber das ; Volumen der entstandenen Verbrehnungsgase . urii' das Volumen des entstandenen und über-r hitzten Wasserdampfes vergrößert wird.

In der Zeichnung ist die Darstellung des Verfahrens zum Betriebe einer Explosionskraftmaschine beispielsweise dargestellt.

Durch Pumpe g wird das Einspritzwasser durch Rohr h in den Wasserreiniger i gedrückt, woselbst die Alkalien des Wassers ausgeschieden werden. Dieses gereinigte Wasser tritt durch Rohr q zur Pumpe f, welche es in den Akkumulator u und in das Schlangenrohr ν preßt. Das Schlangenrohr ν ist im Behälter d eingebaut. Hier wird das gereinigte Wasser durch Abgase und direkte Beheizung sehr stark erhitzt, so daß die Kohäsion der Flüssigkeitsteilchen sehr stark gelockert wird und das Wasser einen Wärmespeicher bildet.

Um das Gasluftgemisch bei niedrigerer Temperatur auf möglichst hohe Spannung zu bringen, ohne Vorzündungen befürchten zu müssen, tritt ein kleiner Teil des stark erhitzten Wassers kurz vor Beendigung der Verdichtung des Gasluftgemisches durch den Arbeitskolben mittels Ventil w zu den Gasluftgemischen in den Arbeitszylinder.

Das eingetretene, sehr stark erhitzte Wasser verdampft zum Teil infolge Druckentlastung sofort, so daß die fein verteilten Flüssigkeitsteilchen die vorhandene Verdichtungswärme sofort als Verdampfungswärme aufbrauchen, wodurch die Temperatur des Gasluftgemisches stark heruntergezogen wird. Es kann das nunmehr entstandene' Gaslufdampfgemisch sehr stark verdichtet werden, ohne daß Vorzündungen zu befürchten sind.

Dieses sehr stark verdichtete Gasluftdampfgemisch wird durch Zündung zur Explosion gebracht. Sofort nach der Explosion des Gas-, luftdampfgemisches tritt der größere Teil des stark erhitzten Wassers durch Ventil w in den Explosionsraum ein.

Die Mengen des zu dem verdichteten Gasluftgemisch und zu den explodierten Gasen tretenden, sehr stark erhitzten Wassers werden genau bestimmt. >_:

•Infolge Druckentlastung verdampft ein Teil ; _: des eingetretenen stark erhitzten Wassers sofort, während der Rest desselben die zu seiner Verdampfung erforderliche Wärme, sowie der entstehende Dampf die zu seiner Überhitzung benötigte Wärme den Wandungen des Arbeitszylinders, ; des Arbeitskolbens und dem Gasdämpf gemisch entnimmt.. :_:

Die Dampfbildung und Überhitzung des entstandenen Dampfes bewirkt eine Temperaturemiedrigung der Brenngase und damit einen Druckabfall, welcher jedoch durch die Volumvergrößerung: der Gase sofort ausgeglichen wird, welche mit der Dampfbildung verbunden ist. Bei der weiteren Expansion erfolgt eine fortdauernde Überhitzung ■ des entstandenen Dampfgasgemisches durch ; Aufnahme der Wärme, welche von den Wandungen des Arbeitszylinders und des Arbeitskolbens abgegeben wird. - lao

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Der Druckabfall ist kein schneller, und es hält der höhere Druck bis .zum Ende des Hubes an.

Der zurückgehende Kolben preßt schließlich das Gasgemisch bei mäßiger Temperatur durch Rohre e und den Behälter d und Schornstein f ins Freie.

Claims

Patent-Anspruch :

Arbeitsverfahren für Explosionskraft? maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß unter Druck stehendes, sehr stark erhitztes Wasser im '.' flüssigen Zustande zum kleineren Teil zur Erreichung einer hohen Verdichtung des Gasluftgemisches bei mäßiger Temperatur kurz vor Beendigung der Verdichtung des Gasluftgemisches, und zum größeren Teil kurz nach erfolgter Zündung in den Explosionsraum des Arbeits-Zylinders eingeführt wird, wodurch die Temperatur im Explosionsraum gemäßigt, aber das Volumen der entstandenen Verbrennungsgase und das Volumen des entstandenen und überhitzten Wasserdampfes vergrößert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.