DE19723748A1 - High pressure steam engine - Google Patents
High pressure steam engineInfo
- Publication number
- DE19723748A1 DE19723748A1 DE19723748A DE19723748A DE19723748A1 DE 19723748 A1 DE19723748 A1 DE 19723748A1 DE 19723748 A DE19723748 A DE 19723748A DE 19723748 A DE19723748 A DE 19723748A DE 19723748 A1 DE19723748 A1 DE 19723748A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- steam
- control
- pressure
- piston
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B25/00—Regulating, controlling, or safety means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B29/00—Machines or engines with pertinent characteristics other than those provided for in preceding main groups
- F01B29/08—Reciprocating-piston machines or engines not otherwise provided for
- F01B29/10—Engines
- F01B29/12—Steam engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L25/00—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means
- F01L25/08—Drive, or adjustment during the operation, or distribution or expansion valves by non-mechanical means by electric or magnetic means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochdruckdampfmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a high pressure steam engine according to the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, daß für den Antrieb von Kraftfahrzeugen überwiegend mit Benzin oder Dieselkraftstoff betriebene Motoren verwendet werden. Außer diesen Motoren werden in geringer Zahl Elektroantriebe verwendet. Die Nachteile des Elektroantriebs sind: die geringe Kapazität der Akkubatterie, - das hohe, durch die Batterie verursachte Leistungsgewicht und die lange Aufladezeit der Batterie.It is known to drive motor vehicles mainly operated with petrol or diesel fuel Motors are used. In addition to these engines are in small number of electric drives used. The disadvantages of the electric drive are: the low capacity the accumulator battery, - the high one, caused by the battery Power to weight ratio and the long charging time of the battery.
In den mit Benzin oder Dieselkraftstoff betriebenen Motoren kann wegen des vor jedem Arbeitshub neu zu entzündenden Kraftstoff-Luftgemisches in der kurzen Brennzeit eine vollständige Verbrennung, die als Verbrennungsprodukt unschädliches Kohlendioxid, CO₂ und Wasser liefert, nicht erreicht werden. Wegen der unvollständigen Verbrennung verlassen viele die Umwelt belastende Nebenprodukte der Verbrennung den Auspuff.In the engines operated with petrol or diesel fuel can be re-ignited before each working stroke A complete air-fuel mixture in the short burning time Combustion that is harmless as a combustion product Carbon dioxide, CO₂ and water supplies can not be achieved. Because of the incomplete combustion, many leave the environment burdensome by-products of combustion the exhaust.
In den mit innerer Verbrennung arbeitenden Hubkolbenmotoren
wird die im Kraftstoff enthaltene Wärmeenergie nur zu einem
geringen Teil ausgenutzt. In Verbrennungsmotoren läßt man ein
Arbeitsmittel einen Kreisprozeß durchlaufen, das heißt, eine
Reihe von Änderungen ihres Volumen-, Temperatur- und Druckzustandes,
der immer wieder zum Anfangszustand bei frischer Ladung
bei Brennkraftmaschinen - oder frischer Füllung bei Dampfmaschinen,
zurückkehrt. Der größte Nutzeffekt bei der Umwandlung
von Wärme in mechanische Arbeit wird mit einem umkehrbaren Prozeß
erzielt. Dann ist: thermischer Wirkungsgrad (Carnot-Kreisprozeß)
η th = (Q₁-Q₂)/ Q₁ = (T₁-T₂)/T₁
Arbeit bei einem Umlauf W = Q₁(T₁-T₂)/T₁
Im folgenden wird anhand von Rechnungsbeispielen aufgezeigt,
wieviel von dem theoretisch möglichen Wärmegefälle in nutzbringende
Arbeit umgewandelt werden kann.In the reciprocating piston engines working with internal combustion, only a small part of the thermal energy contained in the fuel is used. In internal combustion engines, work equipment is allowed to go through a cycle, that is, a series of changes in its volume, temperature and pressure state, which always returns to the initial state with fresh charge in internal combustion engines - or fresh filling in steam engines. The greatest benefit in converting heat to mechanical work is achieved with a reversible process. Then: thermal efficiency (Carnot cycle)
η th = (Q₁-Q₂) / Q₁ = (T₁-T₂) / T₁
Work in one cycle W = Q₁ (T₁-T₂) / T₁
In the following, examples are used to show how much of the theoretically possible heat gradient can be converted into useful work.
Das Verhältnis der im Zylinder geleisteten Arbeit, zu der durch
die Verbrennung zugeführten Wärmemenge, nennt man den thermischen
Wirkungsgrad, der mit ηt (eta) bezeichnet wird. Man findet
den thermischen Wirkungsgrad, da 75 mkg/sek = 1 PS sind,
indem man das 75fache der indizierten Leistung Ni durch die
zugeführte Wärmemenge Q in kcal/sek und das mechanische Wärmeäquivalent
E teilt.
The ratio of the work done in the cylinder to the amount of heat supplied by the combustion is called the thermal efficiency, which is denoted by ηt (eta). The thermal efficiency is found since 75 mkg / sec = 1 PS by dividing 75 times the indicated power Ni by the amount of heat Q in kcal / sec and the mechanical heat equivalent E.
Verbraucht ein Kraftwagen für 100 km Fahrt 8 Liter Vergaserkraftstoff
mit dem Einheitsgewicht (Gewicht von 1 dcm³ eines
Stoffes in kg oder von 1 cm³ in Gramm), EG = 0,88 und einer
Wärmeenergie von 10 000 kcal/kg, und fährt der Wagen mit einer
Geschwindigkeit von 65 km/h, so ist die zugeführte Wärmemenge
A motor vehicle consumes 8 liters of carburetor fuel with the unit weight (weight of 1 dcm³ of a substance in kg or 1 cm³ in gram), EG = 0.88 and a thermal energy of 10 000 kcal / kg, and drives the vehicle with it at a speed of 65 km / h, is the amount of heat supplied
Ist zum Beispiel die Anzahl der indizierten Pferdestärken
Ni = 19,3 PS, so ist der thermische Wirkungsgrad
For example, if the number of horsepower indicated is Ni = 19.3 HP, the thermal efficiency is
Das Verhältnis der effektiven Pferdestärken Ne, das sind
die am Schwungrad durch eine Bremse (Bremsdynamometer) gemessenen
Pferdestärken, zu den indizierten Pferdestärken Ni,
nennt man den mechanischen Wirkungsgrad und bezeichnet ihn mit
The ratio of the effective horsepower Ne, that is the horsepower measured on the flywheel by a brake (brake dynamometer), to the indicated horsepower Ni, is called the mechanical efficiency and denotes it
Da innerhalb des Motors durch Reibung
Arbeit verloren geht, ist der Wirkungsgrad stets kleiner als
I. Ist die indizierte Leistung eines Motors Ni = 19,3 PS, die
effektive Leistung Ne = 16 PS, so ist der mechanische Wirkungsgrad
Since work is lost due to friction within the engine, the efficiency is always lower than I. If the indicated power of a motor is Ni = 19.3 HP, the effective power Ne = 16 HP, the mechanical efficiency is
Der wirtschaftliche Gesamtwirkungsgrad ist
The overall economic efficiency is
Für den als Beispiel vorgestellten Motor ist danach η =
0,83.0,27 = 0,224 oder 22,4%. Von der dem Motor zugeführten
Wärmemenge werden nur 22,4% an der Kupplung als Arbeit
abgegeben. Durch das Kühlwasser gehen etwa 34%, durch die
Auspuffgase und durch Strahlung etwa 37%, durch die Auspuffleitung
und den Auspufftopf etwa 2,1% und durch mechanische
Verluste innerhalb des Motors etwa 4,5% verloren.
Für die Nutzleistung des Wagens verbleiben, da weitere Verluste
durch Reibung der Triebwerksteile im Getriebe und im
Ausgleichsgetriebe entstehen und die Räder etwas gleiten,
wodurch sich Energie in Wärme umsetzt, verbleiben für die
Nutzleistung des Wagens etwa 14%. Da ein PS gleich 75 mk/sek
ist, so ist eine PS/h = 75.3600 mkg; da andererseits 427 mkg
gleich 1 kcal sind, so ist eine
For the motor presented as an example, η = 0.83.0.27 = 0.224 or 22.4%. Of the amount of heat supplied to the engine, only 22.4% is given off as work on the coupling. About 34% is lost from the cooling water, about 37% from the exhaust gases and radiation, about 2.1% from the exhaust pipe and muffler, and about 4.5% from mechanical losses within the engine. There remains about 14% for the useful performance of the car, since further losses result from friction of the engine parts in the transmission and in the differential and the wheels slide somewhat, whereby energy is converted into heat. Since a PS is 75 mk / sec, a PS / h = 75.3600 mkg; on the other hand, since 427 mkg is 1 kcal, one is
Verbraucht der Motor stündlich 4,5 kg Kraftstoff mit 10 000 kcal/kg,
so leistet er theoretisch
The engine theoretically consumes 4.5 kg of fuel at 10,000 kcal / kg every hour
Da aber nur 22,4% der im Kraftstoff enthaltenen Energie zur
Ausnutzung gelangen, so ist die effektive Leistung des Motors
However, since only 22.4% of the energy contained in the fuel is used, the effective performance of the engine is
Bei einer Dampfmaschine, die eine Kennung aufweist, die in Anfahren
ohne Kennungswandler ermöglicht, kommt dieser Vorteil
wegen der langen Anheizzeit bis zur Inbetriebnahme nicht
zur Geltung. Im Sankey-Diagramm ist für eine Verbund-Dampfmaschine
mit guter Steilrohrkesselanlage, die Nutzleistung
mit 14%, die Abdampfwärme mit 62%, die Kesselverluste mit
21% und die Restverluste mit 3% angegeben. Der Wirkungsgrad
einer Dampmaschine kann am einfachsten unter Einschätzung
des Gütegrades ηi an Hand der h, s-Tafel, mit dem in einer
verlustlosen wärmedichten Maschine ohne schädlichen Raum und
ohne Drosselung verglichen und ermittelt werden. Das adiabatische
im h, s-Diagramm dargestellte Wärmegefälle h₁-h'₂ stellt
hierbei die größtmögliche in mechanische Arbeit umsetzbare
Wärmemenge dar. In der wirklichen Maschine wird nur der
Enthalpieunterschied h-h'₂ ausgenutzt. Der Unterschied h'₂-h
ist demnach, wenn man von den mechanischen Verlusten absieht,
der Wärmewert aller in der wirklichen Maschine auftretenden
nachstehend aufgeführten Verluste:
In the case of a steam engine that has an identifier that enables start-ups without an identifier converter, this advantage does not come into play because of the long heating-up time before commissioning. In the Sankey diagram, for a composite steam engine with a good steep tube boiler system, the useful output is 14%, the heat of exhaust steam is 62%, the boiler losses are 21% and the residual losses are 3%. The efficiency of a steam engine can be most easily compared and determined by assessing the quality grade ηi using the h, s table, with that in a lossless heat-tight machine without harmful space and without throttling. The adiabatic heat gradient h₁-h'₂ shown in the h, s diagram represents the greatest possible amount of heat that can be converted into mechanical work. In the real machine, only the enthalpy difference h-h'₂ is used. The difference h'₂-h is therefore, apart from the mechanical losses, the calorific value of all losses occurring in the real machine listed below:
- a) Wärmetausch mit den Zylinderwänden (Wandungsverlust).a) Heat exchange with the cylinder walls (loss of wall).
- b) Strömungsverluste in den Steuerorganen (Drosselverluste).b) Flow losses in the control elements (throttle losses).
- c) Verluste, die bei Betrieb mit schwach überhitztem oder Sattdampf entstehen (Eintrittskondensation).c) Losses that occur when operating with slightly overheated or Saturated steam is created (inlet condensation).
- d) Verlust durch unvollständige Dehnung. Dieser Verlust wird größer, je mehr die wirtschaftliche Füllung überschritten wird.d) loss due to incomplete stretching. This loss will bigger, the more the economic filling exceeded becomes.
- e) Verlust bei kleinen Füllungen, bei denen durch die Dehnung die Gegendrucklinie überschritten wird. Bei diesem Verlust muß die Wärmeenergie des in den Zylinder zurückströmenden Gegendruckdampfes, durch die Verdichtungsarbeit dem Arbeitsprozeß wieder zugeführt werden. Durch die tiefer reichende Dehnung wird die Zylinderwandtemperatur erniedrigt und der Wärmeaustauschverlust erhöht.e) Loss in the case of small fillings, due to the expansion the back pressure line is exceeded. With this Loss must be the thermal energy flowing back into the cylinder Back pressure steam, through the compression work be returned to the work process. By the deeper stretch becomes the cylinder wall temperature decreased and the heat exchange loss increased.
Bei Betrieb mit schwach überhitztem oder Sattdampf, bei dem die Zylinderwände beschlagen, erhöht sich die Reibung des Kolbens im Zylinder. Bei großer Überhitzung, bei hohem Gegendruck und hoher mittlerer Zylinderwandtemperatur und hoher mittlerer Kolbengeschwindigkeit ist die Reibung wegen der schlechten Schmierungsverhältnisse besonders groß. Wegen der geringen Dampfdruckhöhe, die bei Dampfkesselbetrieb anwendbar ist, kann nur ein kleines Wärmegefälle ausgenutzt werden, von dem nach Abzug der Verluste nur etwa 75% in Arbeit umgewandelt werden kann. Die einzige Möglichkeit, ein größeres Wärmegefälle auszunutzen, bietet nur eine Bauart bei Landdampfkesseln, der Zwangdurchlaufkessel (Bensonkessel), bei dem ein Wärmegefälle mit überkritischer Temperatur (ab 374°C) und überkritischem Druck (ab 225 ata) ausgenutzt werden kann.When operating with slightly overheated or saturated steam, in which fogging up the cylinder walls increases the friction of the Piston in the cylinder. In the event of great overheating, with high back pressure and high mean cylinder wall temperature and high medium piston speed is the friction because of the poor lubrication conditions particularly large. Because of the low steam pressure level which can be used for steam boiler operation only a small heat gradient can be exploited of which only about 75% in Work can be converted. The only way to get one Exploiting greater heat gradients offers only one design in the case of land steam boilers, the once-through boiler (Benson boiler), where a heat gradient with supercritical temperature (from 374 ° C) and supercritical pressure (from 225 ata) can be.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampfmotor
zu schaffen, mit dem ein Wärmegefälle mit überkritischer
Temperatur (ab 374°C) und überkritischem Druck (ab 225 at)
ausgenutzt werden kann,
The invention has for its object to provide a steam engine with which a heat gradient with supercritical temperature (from 374 ° C) and supercritical pressure (from 225 at) can be used,
- - der mit allen zur Verfügung stehenden flüssigen Brennstoffen und mit der Wärme von Latentwärmespeichern betrieben werden kann,- the one with all available liquid fuels and with the heat of latent heat storage can be operated
- - bei dem die Abdampfwärme- und Strahlungsverluste auf ein Minimum reduziert werden können,- where the heat of exhaust steam and radiation losses can be reduced to a minimum,
- - bei dem eine Energierückgewinnung möglich ist,- where energy recovery is possible,
- - der schadraumfreie und reibungsarme, vollentlastete Einlaßventile aufweist,- The damage-free and low-friction, fully relieved intake valves having,
- - der keine Schmierungsprobleme hat,- who has no lubrication problems,
- - der eine geringe Wartung beansprucht,- which requires little maintenance,
- - der ein kleines Leistungsgewicht aufweist,- which has a low power-to-weight ratio,
- - der ohne Verzug gestartet werden kann,- which can be started without delay,
- - der mit geringen Kosten herzustellen ist- Which can be produced at low cost
- - und der eine große Betriebssicherheit bietet.- and which offers great operational reliability.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Kennzeichnungsteile des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of Identification parts of claim 1 solved.
Im Anspruch 2 wird die Aufgabe gelöst, die Gegenzylinder (4, Fig. 1, 5, 6, 12, 15, 17 und 18) für die Aufnahme der Zwillingskolben (6, Fig. 1, 5, 6, 12 und 18) auszubilden. Eine Ausführung der Gegenzylinder ist vorgesehen, bei der eine Keramikinnenzylinderschicht (174, Fig. 15) mit einer Stahlzylinder- Ummantelung umschlossen ist. In claim 2, the object is achieved to form the counter cylinder ( 4 , Fig. 1, 5, 6, 12, 15, 17 and 18) for receiving the twin pistons ( 6 , Fig. 1, 5, 6, 12 and 18) . An embodiment of the counter cylinder is provided in which a ceramic inner cylinder layer ( 174 , Fig. 15) is enclosed with a steel cylinder jacket.
Im Anspruch 3 wird die Aufgabe gelöst, die Verbindung der Zwillingskolben (6) mit der Kurbelwelle durch ein Pleuel, durch eine auseinandernehmbare Bauweise zu ermöglichen. Die hohen gegeneinander gerichteten Drücke, durch die die Zwillingskolben beaufschlagt werden, werden vom Doppeljoch (7) abgefangen. Die Pleuel und die Kurbelwelle werden nur von den Drücken, die bei der Dehnung für den Antrieb des Motors und für die Verdichtung des Restdampfes auftreten, beaufschlagt.In claim 3, the object is achieved to enable the connection of the twin pistons ( 6 ) to the crankshaft by means of a connecting rod, by means of a detachable construction. The high opposing pressures, through which the twin pistons are acted upon, are intercepted by the double yoke ( 7 ). The connecting rods and the crankshaft are only acted on by the pressures that occur during the expansion for driving the engine and for compressing the residual steam.
Im Anspruch 4 wird die Aufgabe gelöst, für eine Kühlung und Schmierung der Zylinderlaufbuchsen und der Zwillingskolben eine Kühleinrichtung auszubilden.In claim 4, the object is achieved for cooling and Lubrication of the cylinder liners and the twin pistons to form a cooling device.
Im Anspruch 5 wird die Aufgabe gelöst, für eine kontinuierliche Speisewasserzufuhr eine Speisewasserpumpe auszubilden.In claim 5 the object is achieved for a continuous Feed water supply to form a feed water pump.
Im Anspruch 6 wird die Aufgabe gelöst, für die Einspeisung des Speisewassers in den Verdampfer (2) oder in den Wärmespeicher (8, Fig. 48), mit gleichbleibend hohem Druck, einen Kolbendruckregler für eine selbsttätige Druckhöhenregelung auszubilden.In claim 6, the object is achieved to design a piston pressure regulator for an automatic pressure level control for feeding the feed water into the evaporator ( 2 ) or into the heat accumulator ( 8 , FIG. 48) with a constant high pressure.
Im Anspruch 7 wird die Aufgabe gelöst, für eine selbsttätige Entfernung des Wasserpfropfens, der bei stillstehendem, abgekühlten Motor im Verdampfer entsteht, einen Wasserabscheideregler (206, Fig. 9) auszubilden, der den Wasserpfropfen vor Anfang des Betriebes in den Kondensator ausschiebt. In claim 7, the object is achieved to form a water separation regulator ( 206 , FIG. 9) for an automatic removal of the water plug which arises in the evaporator when the engine is stopped and cooled, which pushes the water plug out into the condenser before operation begins.
Im Anspruch 8 und 9 wird die Aufgabe gelöst, eine selbsttätig arbeitende Umschalteinrichtung für eine Einspeisung des Speisewassers in den Verdampfer oder für eine Einspeisung in den Wärmespeicher auszubilden.In claims 8 and 9, the object is achieved, one automatically working switching device for an infeed of the feed water into the evaporator or for a feed train in the heat accumulator.
Im Anspruch 10 und 11 wird die Aufgabe gelöst, eine Einrichtung zu schaffen, durch die der Dampfmotor bei einer genügend hohen Betriebstemperatur in Betrieb genommen werden kann.In claim 10 and 11, the object is achieved, a device to create by which the steam engine at a sufficient high operating temperature can be put into operation.
In den Ansprüchen 12 bis 14 wird die Aufgabe gelöst, die Kolbeneinlaßventile (5, Fig. 1 und 10) für eine volle Entlastung, - für eine Kühlung durch einen Kühlmitteldurchfluß (255, Fig. 1) - und für eine wartungsfreie Abdichtung der Ventilöffnungshebelwelle (164) und der Ventilschließhebelwelle (159) auszubilden.In claims 12 to 14, the object is achieved, the piston inlet valves ( 5 , Fig. 1 and 10) for full relief, - for cooling by a coolant flow ( 255 , Fig. 1) - and for a maintenance-free sealing of the valve opening lever shaft ( 164 ) and the valve closing lever shaft ( 159 ).
Im Anspruch 15 wird die Aufgabe gelöst, die Ventilsteuerung für einen genau dosierten Dampfeinlaß bei Verdampferdruckschwankungen auszubilden. Der Dampf kann durch den Fahrfußhebel (17, Fig. 31 und 37), über die Leitung (77) und über die elektromagnetische Steuereinrichtung (Fig. 27 oder 34) und über das Schaltgestänge (300), auf verschieden hohe "Dampfeinlaß- Füllungsgradgrößen" eingestellt werden, bei denen der Dampfdruck am Ende der Dehnung auf verschieden hohe Enddrücke abfällt. Vom Indikatorschalter werden die Druckschwankungen in Steuerbewegungen umgewandelt, die über "Zahnstangen-Ritzel" (316), - über ein Schraubengetriebe (317) und über die Zahnstange (312) auf das Schiebekeilgetriebe (226) übertragen werden. Bei einer Einstellung einer kleinen Füllung durch den Fahrfußhebel, wird der Schiebekeil (301) durch die Zahnstange (313) in Richtung einer Hubspaltverringerung zwischen dem Schiebekeil (301) und dem Anschlagstift des Ankers (167) verschoben. Bei einer Einstellung für eine große Füllung wird der Schiebekeil (301) in die entgegengesetzte Richtung, für eine größere Hubhöheneinstellung verschoben.In claim 15 the object is achieved to design the valve control for a precisely metered steam inlet in the event of evaporator pressure fluctuations. The steam can be adjusted to different heights by means of the driving foot lever ( 17 , FIGS . 31 and 37), via the line ( 77 ) and via the electromagnetic control device ( FIG. 27 or 34) and via the shift linkage ( 300 ). can be set at which the vapor pressure at the end of the expansion drops to different high end pressures. From the indicator switch, the pressure fluctuations are converted into control movements which are transmitted to the sliding wedge gear ( 226 ) via "rack and pinion pinions" ( 316 ), - via a screw gear ( 317 ) and via the rack ( 312 ). When a small filling is set by the travel foot lever, the sliding wedge ( 301 ) is displaced by the rack ( 313 ) in the direction of a reduction in the lifting gap between the sliding wedge ( 301 ) and the stop pin of the armature ( 167 ). With a setting for a large filling, the sliding wedge ( 301 ) is moved in the opposite direction, for a larger lifting height setting.
Im Anspruch 16 wird die Aufgabe gelöst, das Zylinder-Auslaßschlitzventil (285, Fig. 1) für eine Restdampfauslaßmenge zu steuern, bei der die im Zylinder verbleibende Restdampfmenge, bei Ende des Verdichtungshubes auf die Betriebsdruckhöhe verdichtet werden kann. Für eine genaue Einstellung bei verschieden hohen Druckschwankungen des Verdampferdruckes werden die Schwankungen durch einen Indikatorschalter (218, Fig. 4 und 47) über die Feder (318) und über ein Hebelüberlagerungsgetriebe (227) mit Schieberollen (99), auf das Restdampfauslaßventil (285) übertragen. Bei ansteigendem Verdampferdruck wird die Feder (318) vom Kolben des Indikatorschalters zusammengeschoben und über das Zahnstangen-Differential (316) die Schieberolle (99) auf dem Hebelüberlagerungsgetriebe (227) für eine größere Übersetzung verschoben, so daß das Auslaßschlitzventil (285) gegen den Druck der Feder (318) bei einem höheren Restdampfdruck geöffnet wird. Bei fallendem Verdampferdruck wird die Schieberolle (99) in umgekehrte Richtung für eine kleinere Übersetzung verschoben, so daß das Auslaßschlitzventil bei einem kleineren Restdampfdruck geöffnet wird.In claim 16, the object is achieved to control the cylinder outlet slit valve ( 285 , Fig. 1) for a residual steam outlet quantity, in which the residual steam quantity remaining in the cylinder can be compressed to the operating pressure level at the end of the compression stroke. For an exact setting in the case of differently high pressure fluctuations in the evaporator pressure, the fluctuations are applied to the residual steam outlet valve ( 285 ) by an indicator switch ( 218 , FIGS. 4 and 47) via the spring ( 318 ) and via a lever superposition gear ( 227 ) with sliding rollers ( 99 ). transfer. As the evaporator pressure rises, the spring ( 318 ) is pushed together by the piston of the indicator switch and, via the rack differential ( 316 ), the sliding roller ( 99 ) on the lever superposition gear ( 227 ) is shifted for a larger transmission ratio, so that the outlet slit valve ( 285 ) counteracts the pressure the spring ( 318 ) is opened at a higher residual vapor pressure. When the evaporator pressure falls, the sliding roller ( 99 ) is shifted in the opposite direction for a smaller transmission ratio, so that the outlet slit valve is opened at a lower residual vapor pressure.
Im Anspruch 17 wird die Aufgabe gelöst, für die kontaktgesteuerten - und für die kontaktlos gesteuerten, elektromagnetischen Steuergetriebe, ein Anlaufgetriebe (306, Fig. 42) auszubilden, durch das die Steuerung eines Einlaßventiles von 2 Rotoren oder von 2 Kollektoren gesteuert wird, so daß ein sicheres Anlaufen des Dampfmotores in jeder Kurbelkreisstellung, mit größter Füllung und im ganzen Kurbelkreisumfang ermöglicht wird.In claim 17, the problem is solved to form a starter gear ( 306 , Fig. 42) for the contact-controlled - and for the contactless-controlled, electromagnetic control gear, through which the control of an inlet valve is controlled by 2 rotors or by 2 collectors, so that A safe start of the steam engine is possible in every crank circle position, with the largest filling and in the entire crank circle circumference.
Im Anspruch 18 wird die Aufgabe gelöst, das Anlaufgetriebe (306, Fig. 42) für eine Einstellung auf einen Rückwärtslauf auszubilden.In claim 18, the object is achieved to design the starting gear ( 306 , Fig. 42) for an adjustment to a reverse run.
Im Anspruch 19 und 20 wird die Aufgabe gelöst, für eine kontaktgesteuerte elektromagnetische Steuerung der Dampfeinlaß- Kolbenventile, ein Kollektorsteuergetriebe (Fig. 27 bis 33) auszubilden.In claims 19 and 20, the object is achieved to form a collector control gear ( Fig. 27 to 33) for a contact-controlled electromagnetic control of the steam inlet piston valves.
Im Anspruch 21 und 22 wird die Aufgabe gelöst, für eine kontaktlose elektromagnetische Steuerung des Dampfeinlaßventiles ein Hallgeber-Steuergetriebe auszubilden.In claims 21 and 22, the object is achieved for a contactless electromagnetic control of the steam inlet valve to train a Hall transmitter control gear.
Im Anspruch 23 und 24 wird die Aufgabe gelöst, für die kontaktlos, elektromagnetisch steuernde Hallgeber-Steuereinrichtung, ein Umsteuergetriebe auszubilden.In claims 23 and 24, the object is achieved for which contactless, electromagnetically controlling Hall transmitter control device, to train a reversing gear.
Im Anspruch 25 wird die Aufgabe gelöst, eine elektrodynamische Fremdkraft-Bremseinrichtung auszubilden, durch die eine Energierückgewinnung durch die Aufladung des Wärmespeichers (8, Fig. 48), durch einen Generatorretarder (221, Fig. 46), in Verbindung mit einer Gegendampfbremsung, bei der der Restdampf durch ein Gegendampf-Bremsventil (199, Fig. 5 und 14) in den Verdampfer zurückgepumpt wird, ermöglicht wird.In claim 25, the object is achieved to form an electrodynamic power brake device, by which energy recovery by charging the heat accumulator ( 8 , Fig. 48), by a generator retarder ( 221 , Fig. 46), in conjunction with counter-vapor braking the residual steam is pumped back into the evaporator through a counter-steam brake valve ( 199 , FIGS. 5 and 14).
Im Anspruch 26 wird die Aufgabe gelöst, bei einer Bremsung den Wärmespeicher durch einen Generatorretarder aufzuladen. Der Bimetallschalter (285, Fig. 48), der bei einem geringen Ladezustand des Wärmespeichers (8), für einen Ladestromdurchfluß eingeschaltet ist, bleibt während der Aufladung so lange für den Stromdurchfluß eingeschaltet, bis die Umwandlung des festen Speicherkörpers abgeschlossen ist und die Temperatur über den Schmelzpunkt angestiegen ist. Durch den Bimetallschalter (285) wird die Beheizung im größten Ladezustand des Wärmespeichers abgeschaltet. Durch die Kontrollampen (294 und 288) wird der Ladezustand des Wärmespeichers angezeigt. Die Abbremsung erfolgt dann nur durch die Gegendampfbremsung.In claim 26, the object is achieved in the event of braking, charging the heat store by means of a generator retarder. The bimetal switch ( 285 , Fig. 48), which is switched on for a charging current flow when the heat accumulator ( 8 ) is in a low state of charge, remains switched on for the current flow during charging until the conversion of the solid storage body is complete and the temperature is above the melting point has risen. The bimetallic switch ( 285 ) switches off the heating when the heat accumulator is in the highest state of charge. The charge status of the heat accumulator is indicated by the control lamps ( 294 and 288 ). The braking then takes place only by counter-vapor braking.
Im Anspruch 27 wird die Aufgabe gelöst, für eine Daueraufladung des Wärmespeichers auf ebenen Fahrbahnstrecken eine Regler-Schalteinrichtung auszubilden.In claim 27, the object is achieved for permanent charging of the heat accumulator on level road sections Train controller switching device.
Die Vorteile des Hochdruckdampfmotores sind:
The advantages of the high pressure steam engine are:
- 1. Die Ausnutzung eines Wärmegefälles mit überkritischer Temperatur (ab 374°C) und überkritischem Druck (ab 225 at).1. The exploitation of a heat gradient with supercritical Temperature (from 374 ° C) and supercritical pressure (from 225 at).
- 2. Die mögliche Energierückgewinnung durch einen Wärmepumpeneffekt, bei dem die in den Verdampfer-Brennraum eingepumpte Luft, die beim Durchströmen des Zuluftmantels von der Strahlungswärme des Zylinders aufgeheizt wird und für die Beheizung des Verdampfers mit hohem Druck in den Brennraum eingepumpt wird. 2. The possible energy recovery through a heat pump effect, where the pumped into the evaporator combustion chamber Air that flows through the supply air jacket is heated by the radiant heat of the cylinder and for heating the evaporator at high pressure is pumped into the combustion chamber.
- 3. Die Energierückgewinnung, die durch eine Gegendampfbremsung gewonnen wird, bei der der in den Zylinder eingelassene Dampf in den Verdampfer zurückgepumpt wird.3. The energy recovery by counter-vapor braking is won, in which the embedded in the cylinder Steam is pumped back into the evaporator.
- 4. Der Dampfeinlaß durch schadraumfreie Einlaßventile, die den Dampfeinlaß mit sehr kleinen Drosselverlusten ermöglichen.4. The steam inlet through inlet valves free of damage, which allow the steam inlet with very small throttling losses.
- 5. Der Betrieb mit überkritischem Dampf, bei dem keine Eintrittskondensation erfolgt.5. Operation with supercritical steam, in which none Entry condensation takes place.
- 6. Kein Verlust durch unvollständige Dehnung. Der Restdampf wird bis auf die Höhe des Verdampferdruckes verdichtet.6. No loss due to incomplete stretching. The residual steam is compressed to the level of the evaporator pressure.
- 7. Kein Verlust bei kleinen Füllungen. Die Gegendrucklinie wird nicht überschritten. Der Zylinderschlitz-Auslaßventil bleibt bei zu kleinen Füllungen geschlossen.7. No loss with small fillings. The back pressure line is not exceeded. The cylinder slot exhaust valve remains closed if the fillings are too small.
- 8. Die Führung der durch ein Doppeljoch miteinander verbundenen Zwillingskolben, die durch ein Pleuel mit der Kurbelwelle verbunden sind und ohne Kippen, in den Totpunkten nahezu berührungsfrei, mit kleinen Seitenkräften in den Zylindern geführt werden.8. The leadership of those connected by a double yoke Twin pistons through a connecting rod to the crankshaft are connected and without tipping, in the dead centers almost contact-free, with small side forces in the Cylinders are guided.
- 9. Die Schmiermöglichkeit. Mit Glykol angereichertes Speisewasser, das in einem Kühlkreislauf gekühlt wird.9. The possibility of lubrication. Feedwater enriched with glycol, which is cooled in a cooling circuit.
- 10. Der stoßfreie Lauf des Motors, bei dem, für die Pleuel- und die Kurbelwellenlagerung, die Verwendung von Wälzlagern vorteilhaft ist (es tritt kein Eisenbahneffekt auf).10. The smooth running of the engine at which, for the connecting rod and the crankshaft bearing, the use of rolling bearings is advantageous (there is no rail effect).
- 11. Ein kleines Leistungsgewicht.11. A small power to weight ratio.
- 12. Eine einfache, mit wenig Kosten verbundene Herstellung des Motores. 12. A simple, inexpensive manufacture of the engine.
- 13. Eine verzuglose Inbetriebnahme des Motores.13. Starting the engine without delay.
- 14. Eine große Betriebssicherheit des Motores. Bei einem Bruch der Verdampferrohre erfolgt ein Ausströmen des Dampfes in das Brennraumgehäuse (keine Explosion).14. Great operational reliability of the engine. In the event of a break the evaporator tubes the steam flows out into the combustion chamber housing (no explosion).
- 15. Eine elektromagnetische Steuereinrichtung, durch die ein Lauf mit hohen Drehzahlen möglich ist.15. An electromagnetic control device through which a run at high speeds is possible.
- 16. Ein umweltfreundlicher Betrieb. Durch die Beheizung des Verdampfers mit äußerer, kontinuierlicher Verbrennung wird eine vollständige Verbrennung erreicht, die als Verbrennungsprodukt unschädliches Kohlendioxid, CO₂ und Wasser liefert.16. An environmentally friendly company. By heating the Evaporator with external, continuous combustion a complete combustion is achieved which Combustion product harmless carbon dioxide, CO₂ and Water supplies.
Claims (27)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19723748A DE19723748A1 (en) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | High pressure steam engine |
EP98934864A EP0920573B1 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-08 | High-pressure steam engine |
PCT/DE1998/001541 WO1998055734A1 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-08 | High-pressure steam engine |
DE59800819T DE59800819D1 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-08 | HIGH PRESSURE STEAM ENGINE |
AT98934864T ATE201917T1 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-08 | HIGH PRESSURE STEAM ENGINE |
AU84330/98A AU8433098A (en) | 1997-06-06 | 1998-06-08 | High-pressure steam engine |
DE19880764T DE19880764D2 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-08 | High pressure steam engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19723748A DE19723748A1 (en) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | High pressure steam engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19723748A1 true DE19723748A1 (en) | 1998-12-10 |
Family
ID=7831585
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19723748A Withdrawn DE19723748A1 (en) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | High pressure steam engine |
DE59800819T Expired - Fee Related DE59800819D1 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-08 | HIGH PRESSURE STEAM ENGINE |
DE19880764T Expired - Fee Related DE19880764D2 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-08 | High pressure steam engine |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE59800819T Expired - Fee Related DE59800819D1 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-08 | HIGH PRESSURE STEAM ENGINE |
DE19880764T Expired - Fee Related DE19880764D2 (en) | 1997-06-06 | 1998-06-08 | High pressure steam engine |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0920573B1 (en) |
AT (1) | ATE201917T1 (en) |
AU (1) | AU8433098A (en) |
DE (3) | DE19723748A1 (en) |
WO (1) | WO1998055734A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19942548A1 (en) * | 1999-09-07 | 2001-03-08 | Mannesmann Vdo Ag | Conveying device provided for conveying fuel from a fuel tank to an internal combustion engine of a motor vehicle |
EP1589224A1 (en) * | 2004-04-24 | 2005-10-26 | AMK Arnold Müller GmbH & Co.KG | Double piston for compressor |
ITMI20120497A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-09-29 | Roberto Rossetti | STEAM MOTOR WITH ADMISSION AND EXHAUST VALVES EQUIPPED WITH ELECTROMAGNETIC CONTROL. |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008064418A1 (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Henry Albert Bow | An engine |
CN114639556B (en) * | 2022-05-16 | 2022-07-15 | 南通江海储能技术有限公司 | Production equipment and process of super-capacitor composite electrode material |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE199110C (en) * | ||||
DE2617360A1 (en) * | 1976-04-21 | 1977-11-10 | Franz Kriegler | ULTRA-PRESSURE STEAM ENGINE |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4176586A (en) * | 1975-01-31 | 1979-12-04 | Manfred Rudle | Piston and cylinder device |
DE2747594A1 (en) * | 1977-10-24 | 1979-04-26 | Franz Kriegler | Steam inlet control valve of vehicle piston engine - has control piston lever connected to valve piston for steam governing |
DE3340733A1 (en) * | 1983-11-10 | 1985-05-23 | Bayrisches Druckguss-Werk Thurner GmbH & Co KG, 8015 Markt Schwaben | PISTON COMPRESSOR |
DE3412922A1 (en) * | 1984-04-06 | 1984-11-29 | Alfons Dipl.-Ing. Genswein (FH), 5160 Düren | Steam engine cycle with feedback of the waste heat by means of a multistage heat pump process, in particular for steam power stations (superheated and cold steam) |
US4603554A (en) * | 1984-10-25 | 1986-08-05 | Thermal Engine Technology | Method and apparatus for extracting useful energy from a superheated vapor actuated power generating device |
US4735043A (en) * | 1985-07-08 | 1988-04-05 | International Power Technology | Method and apparatus for improved start-up procedures in conventional steam power generators and dual fluid Cheng cycle engines |
DE3635047A1 (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-21 | Laufenberg Josef | Heat storage system and method and device for energy conversion |
-
1997
- 1997-06-06 DE DE19723748A patent/DE19723748A1/en not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-06-08 DE DE59800819T patent/DE59800819D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-08 AT AT98934864T patent/ATE201917T1/en not_active IP Right Cessation
- 1998-06-08 AU AU84330/98A patent/AU8433098A/en not_active Abandoned
- 1998-06-08 WO PCT/DE1998/001541 patent/WO1998055734A1/en active IP Right Grant
- 1998-06-08 DE DE19880764T patent/DE19880764D2/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-08 EP EP98934864A patent/EP0920573B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE199110C (en) * | ||||
DE2617360A1 (en) * | 1976-04-21 | 1977-11-10 | Franz Kriegler | ULTRA-PRESSURE STEAM ENGINE |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19942548A1 (en) * | 1999-09-07 | 2001-03-08 | Mannesmann Vdo Ag | Conveying device provided for conveying fuel from a fuel tank to an internal combustion engine of a motor vehicle |
US6422204B1 (en) | 1999-09-07 | 2002-07-23 | Mannesmann Vdo Ag | Feed device intended for feeding fuel out of a fuel tank to an internal combustion engine of a motor vehicle |
EP1589224A1 (en) * | 2004-04-24 | 2005-10-26 | AMK Arnold Müller GmbH & Co.KG | Double piston for compressor |
ITMI20120497A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-09-29 | Roberto Rossetti | STEAM MOTOR WITH ADMISSION AND EXHAUST VALVES EQUIPPED WITH ELECTROMAGNETIC CONTROL. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0920573A1 (en) | 1999-06-09 |
DE59800819D1 (en) | 2001-07-12 |
EP0920573B1 (en) | 2001-06-06 |
AU8433098A (en) | 1998-12-21 |
DE19880764D2 (en) | 1999-11-11 |
WO1998055734A1 (en) | 1998-12-10 |
ATE201917T1 (en) | 2001-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4235077A (en) | Combination engine | |
US4901531A (en) | Rankine-diesel integrated system | |
US4662177A (en) | Double free-piston external combustion engine | |
RU2293186C2 (en) | Piston machine with rotating cylinder | |
US4395880A (en) | Double acting stirling engine phase control | |
WO2007137525A2 (en) | Combustion engine with self-ignition of air-and-fuel mixture | |
DE2942212A1 (en) | THERMODYNAMIC MACHINE | |
EP1870575B1 (en) | Charged combustion engine with an expander unit in a heat recovery loop | |
DE19723748A1 (en) | High pressure steam engine | |
US4561252A (en) | Free piston external combustion engines | |
US7784280B2 (en) | Engine reversing and timing control mechanism in a heat regenerative engine | |
WO1996001362A1 (en) | Low-temperature heat engine | |
DE102007039912A1 (en) | Asynchronous power generator with free-piston engine | |
DE102018117066A1 (en) | Method for operating a free piston linear generator | |
DE19819233C2 (en) | Piston internal combustion engine composed of several machine units | |
EP0663984B1 (en) | Integral motor | |
DE10055524A1 (en) | Procedure for operating steam engine entails introducing via controlled pumps or controlled valves lying in cold section the required amount of working medium measured in fluid state for evaporation | |
DE3229108A1 (en) | Thermal drive system for motor vehicles | |
WO2008012006A2 (en) | Reciprocating-piston internal combustion engines | |
US4653273A (en) | Single free-piston external combustion engine with hydraulic piston detection | |
DE202007018776U1 (en) | Steam engine with rotating steam inlet and outlet pipes | |
DE10160593B4 (en) | Thermal power plant | |
JP2986919B2 (en) | Steam engine plant equipment | |
DE19635976A1 (en) | External combustion heat engine with rotating piston | |
NEIL | Thermodynamics of Vapor Powerplants for Motor Vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
8143 | Lapsed due to claiming internal priority |