DE206704C

DE206704C -

Info

Publication number: DE206704C
Application number: DENDAT206704D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

^PATENTSCHRIFT^ PATENT LETTERING

- M 206704 KLASSE 46^. GRUPPE- M 206704 CLASS 46 ^. GROUP

- THEODOR SCHTCHERBAKOFF in MOSKAU.- THEODOR SCHTCHERBAKOFF in MOSCOW.

Es sind Verfahren zur Erzeugung eines Gasdampfgemisches bekannt geworden, bei denen die Mischung des Wasserdampfes nicht nur mit dem zugleich mit Druckluft in einen Gasdampfkessel eingeführten Brennstoff während der Verbrennung des Brennstoffluftgemisches, sondern auch mit dem zur Kraftmaschine strömenden Gasdampfgemisch erfolgt. Die Erzeugung des in den Verbrennungsraum einzuführenden Wasserdampfes erfolgte hierbei durch Mischung von Wasser mit der erhitzten' bzw. zu erhitzenden Luft.There are methods for generating a gas vapor mixture have become known in which the mixture of the water vapor not only with the at the same time with compressed air in one Fuel introduced into gas steam boiler during combustion of the fuel-air mixture, but also takes place with the gas-vapor mixture flowing to the engine. The generation of the in the combustion chamber The water vapor to be introduced was carried out by mixing water with the heated air or air to be heated.

Die Erfindung betrifft eine besondere Ausbildung eines zur Erzeugung eines derartigen Gasdampfgemisches dienenden Kessels und zeichnet sich dadurch aus, daß der den Verbrennungsraum in bekannter Weise umgebende Dampfkessel mit einem Dampfsammler in Verbindung steht, welcher die den Verbrennungs- - 20 raum mit der Kraftmaschine verbindende Leitung als Heizmantel umgibt. Diese Anordnung ermöglicht, die Temperatur der Verbrennungsgase in dem Gasdampfkessel nicht nur zur Erzeugung des dem fertigen Gasdampfgemisch in der Leitung zuzumischenden Wasserdampfes zu verwenden, sondern auch zur Bildung des Wasserdampfes, der in den Verbrennungsraum selbst eingeführt werden soll, so daß an der Eintrittsstelle des Verbrennungsraumes Druckluft, Brennstoff und Wasserdampf in voneinander unabhängigen Kanälen zugeführt werden können.The invention relates to a special embodiment of a device for producing such a device Gas-vapor mixture serving boiler and is characterized by the fact that the combustion chamber in a known manner surrounding steam boiler is connected to a steam collector, which the combustion - 20 space with the power engine connecting line surrounds as a heating jacket. This arrangement allows the temperature of the combustion gases in the gas boiler not only to generate the finished gas-vapor mixture to be used in the line to be admixed water vapor, but also for the formation of the water vapor that is in the Combustion chamber itself should be introduced so that at the entry point of the combustion chamber Compressed air, fuel and steam can be supplied in independent channels.

Durch diese unabhängige Zuleitung der drei das Gasdampf gemisch bildenden Aggregate wird erreicht, daß der Durchtrittsquerschnitt der drei Zuführungsleitungen unabhängig voneinander geregelt werden kann.Through this independent supply of the three aggregates forming the gas-vapor mixture it is achieved that the passage cross-section of the three supply lines is independent of one another can be regulated.

Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. -The subject matter of the invention is illustrated in the drawing in an exemplary embodiment. -

Fig. χ ist die Gesamtanordnung im Längsschnitt, Fig. Χ is the overall arrangement in longitudinal section,

Fig. 2 das Arbeitsdiagramm,Fig. 2 the working diagram,

Fig. 3 ein Längsschnitt des die Injektoren tragenden Stutzens des Gasdampfkessels, Fig. 4 eine Vorderansicht zu Fig. 3.3 shows a longitudinal section of the nozzle of the gas steam boiler carrying the injectors, FIG. 4 shows a front view of FIG. 3.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen Einzelheiten zu dem Stutzen nach Fig. 3.FIGS. 5, 6 and 7 show details of the connection piece according to FIG. 3.

Das Arbeitsverfahren gemäß der Erfindung gestaltet sich nach dem aus Fig..2 ersichtlichen Diagramm in folgender Weise:The working method according to the invention is based on that shown in FIG Diagram in the following way:

Zwischen den Kurvenpunkten 0 -1 wird die reine atmosphärische Luft isothermisch und teils adiabatisch durch einen Kompressor bis 5 oder mehr Atmosphären komprimiert und durch Rohrleitungen zugleich mit den Brennstoffen in das Flammrohr oder in den Feuerraum eines Gasdampfkessels geleitet, wo die Entzündung des Gemisches erfolgt.The pure atmospheric air becomes isothermal between the curve points 0 -1 and partly adiabatically compressed by a compressor to 5 or more atmospheres and through pipelines at the same time with the fuels in the flame tube or in the Combustion chamber of a gas boiler, where the mixture is ignited.

Die beim Verbrennen der Heizstoffe erzeugte Wärme wird teils zum Erwärmen der Verbrennungsprodukte, teils zum Verdampfen des Wassers im Gasdampfkessel und teils zur Überhitzung des aus dem letzteren in das Gasgemisch der Verbrennungsprodukte eingeleiteten Dampfes verbraucht.The heat generated when the fuel is burned is partly used to heat the combustion products, partly to evaporate the water in the gas boiler and partly to Overheating of that introduced from the latter into the gas mixture of the combustion products Consumed steam.

Die Verbrennung des Heizstoffes, die Verdampfung des Wassers, die Zusetzung von Dampf zu den Verbrennungsprodukten und die Vergrößerung ihres Volumens bzw. die isothermische Expansion bei einer Temperatur von höher als 300 ° C. vollziehen sich zwischen den Punkten 1-2 (Fig. 2) der Kurve.The combustion of the fuel, the evaporation of the water, the addition of Steam to the products of combustion and the increase in their volume or isothermal expansion at a temperature higher than 300 ° C. occur between points 1-2 (Fig. 2) of the curve.

Zwischen den Punkten 2-3 (Fig. 2) findet eine adiabatische Expansion des Gasdämpfgemisches in kalorischen Kraftmaschinen statt, ' die zur Arbeit mit einem bis zu einer Temperatur von 300 bis 500 ° C. und höher erwärmten Gas- und Dampfgemisch eingerichtet sind.
Alle Brennstoffe können dabei in jedem physikalischen Zustande ausgenutzt werden. Sind sie flüssig oder gasförmig, so kann man sie unter Druck im zerstäubten Zustande mittels Injektoren in das Flammrohr oder den Feuerraum einführen; feste Brennstoffe werden durch mechanischen Druck in Pulver- oder Staubform hineingeleitet.Between points 2-3 (FIG. 2) there is an adiabatic expansion of the gas vapor mixture in caloric power machines which are set up to work with a gas and vapor mixture heated up to a temperature of 300 to 500 ° C. and higher.
All fuels can be used in any physical state. If they are liquid or gaseous, they can be introduced under pressure in the atomized state by means of injectors into the flame tube or the furnace; Solid fuels are fed in in powder or dust form by mechanical pressure.

Der zur Ausführung des Verfahrens dienende Gasdampfkessel besteht im wesentlichen aus einem Flammrohr oder einem Feuerraum A, von welchem aus eine Verbindungsleitung A' zum Motor C führt. In die Verbindungsleitung ist ein Abschlußorgan K zum Absperren des Gasdampfgemisches, ein Pyrometer P zur Bestimmung der Temperatur des letzteren und ein weiteres Abschlußorgan k eingebaut, welch letzteres die Zuführung des aus dem Kessel kommenden .Wasserdampfes zu dem an der Verbrennungsstelle gebildeten Gasgemisch ermöglicht. An dem Gasdampfkessel ist weiterhin ein Stutzen A² vorgesehen, in welchem drei Injektoren a, b, c (s. Fig. 3 bis 6) vorgesehen sind, die in-die Verbrennungskammer Brennstoff, Luft und eine bestimmte Menge Dampf unter einem Drucke von 5 oder mehr Atmosphären hineinleiten.The gas steam boiler used to carry out the process consists essentially of a flame tube or a combustion chamber A, from which a connecting line A ′ leads to the engine C. A closing element K to shut off the gas vapor mixture, a pyrometer P to determine the temperature of the latter and a further closing element k are installed in the connecting line, the latter allowing the supply of the water vapor coming from the boiler to the gas mixture formed at the point of combustion. A connection A ^{2 is also} provided on the gas steam boiler, in which three injectors a, b, c (see FIGS. 3 to 6) are provided, which feed fuel, air and a certain amount of steam under a pressure of 5 to the combustion chamber or introduce more atmospheres.

Der zur Erzeugung des Wasserdampfes dienende Kessel B umgibt das Flammrohr A und steht durch einen Stutzen mit einem Dampfsammler B' in Verbindung, welcher die den Verbrennungsraum A mit der Kraftmaschine C verbindende Leitung A' als Heizmantel umgibt. The boiler B used to generate the steam surrounds the flame tube A and is connected to a steam collector B ' through a nozzle, which surrounds the line A' connecting the combustion chamber A with the engine C as a heating jacket.

Die Anordnung der Injektoren a, b und c ist zweckmäßig derart, daß dieselben in einer von dem Stutzen A^% getragenen Büchse u unter einem Winkel von 120 ° gegeneinanderThe arrangement of the injectors a, b and c is expediently such that they are in a bushing u carried by the nozzle A ^% at an angle of 120 ° to one another

- versetzt untergebracht sind; der eine Inj ektor a ist durch eine Rohrleitung mit dem Behälter für den flüssigen, gasförmigen oder festen Heizstoff verbunden, der zweite, b, mit dem Luftbehälter oder dem Kompressor und der dritte, c, mit dem Dampfsammler. Durch Längsbohrungen der Büchse u ist außerdem ein positiver und ein negativer isolierter Platinkontakt an die Verbrennungsstelle geführt.- are staggered; One injector a is connected by a pipe to the container for the liquid, gaseous or solid fuel, the second, b, to the air container or the compressor, and the third, c, to the vapor collector. A positive and a negative isolated platinum contact is also led to the combustion point through longitudinal bores in the sleeve u.

In die öffnungen der Injektoren a, h, c sind als Nadelventile ausgebildete Stifte a', V, ti zur Regelung des Brennstoff-, Luft- und Dampfeintritts eingesetzt. Das Verschieben der Stifte a', b', ti geschieht mit Hilfe von Hebeln e, f, g, die mittels einer mit drei schrägen Schlitzen ti, f, g' versehenen Hülse 0 eingestellt werden. Dreht man diese Hülse O mit Hilfe eines Handgriffes χ nach der einen oder der anderen Seite, so werden durch die Ver-Schiebung der Führungsschlitze die Stifte a', V, ti aus den konischen Öffnungen der Injektoren heraus- bzw. in dieselben hineingeschoben, wobei die öffnungen vergrößert bzw. verkleinert werden. Pins a ', V, ti designed as needle valves are inserted into the openings of the injectors a, h, c to regulate the entry of fuel, air and steam. The pins a ', b', ti are moved with the aid of levers e, f, g, which are adjusted by means of a sleeve 0 provided with three inclined slots ti, f, g '. If you turn this sleeve O with the help of a handle χ to one side or the other, the pins a ', V, ti are pushed out or into the conical openings of the injectors by shifting the guide slots, whereby the openings are enlarged or reduced.

Zwecks besserer Zerstäubung des flüssigen Brennstoffes ist der Injektor α innen mit einem Gewinde versehen.For the purpose of better atomization of the liquid fuel, the injector α is provided with a thread on the inside.

Die Inbetriebsetzung des Gasdampfkessels erfolgt entweder auf elektrischem Wege unter Einführung von Brennmaterial und Luft durch die Injektoren α und b und die -Zuführung von elektrischem Strom zu den Platinkontakten oder' durch Anwärmen des Brennstoffes und der Luft mittels einer unter dem Rohr des Injektors b angezündeten Lötlampe, wobei das bei geöffneten Injektoren α und b entzündete Feuer durch die ununterbrochene Zufuhr von Brennstoff und Luft unterhalten wird. Wenn bei beiden Arten der Inbetrieb-Setzung die Rohrmündung der Injektoren in eine solche Glut gerät, daß die Verbindung von Luft und Brennstoff selbständig sich fortsetzen kann, kann der Induktiönsstrom unterbrochen bzw. die Lötlampe entfernt werden. Der Kessel ist betriebsfähig, wobei er die erste Zeit mit angewärmten Verbrennungsprodukten und dann nach Erhöhung des Dampfdruckes mit einem Gemisch von Verbrennungsprodukten und Dampf arbeitet.The gas steam boiler is put into operation either electrically with the introduction of fuel and air through the injectors α and b and the supply of electrical current to the platinum contacts or by heating the fuel and the air by means of a blowtorch lit under the tube of the injector b The fire ignited with the injectors α and b open is maintained by the uninterrupted supply of fuel and air. If, with both types of start-up, the pipe mouth of the injectors gets into such a glow that the connection of air and fuel can continue independently, the induction current can be interrupted or the blowtorch can be removed. The boiler is operational, initially working with heated combustion products and then after increasing the steam pressure with a mixture of combustion products and steam.

Das auf diese Weise erzeugte und in den Motor eingeführte Gasdampfgemisch kühlt sich während der Expansion und Arbeitsleistung sehr rasch ab und erfordert daher im Gegensatz zu den mit innerer Verbrennung arbeitenden Kraftmaschinen keine Abkühlung der Zylinderwandungen ; vielmehr werden letztere mit^; einem Dampfmantel oder mit einer für Wärme undurchdringlichen Schutzhülle zweckmäßig versehen.The gas-vapor mixture generated in this way and introduced into the engine cools down very quickly during expansion and work performance and therefore, in contrast to engines operating with internal combustion, does not require any cooling of the cylinder walls; rather, the latter are with ^; suitably provided with a steam jacket or with a protective cover that is impervious to heat.

Der Motor kann ein- oder mehrzylindrig, hin und her gehend oder umlaufend ausgebildet sein und als einfach wirkende Zweitaktmaschine arbeiten; während des ersten Taktes erfolgt die Füllung des Zylinders mit dem Gasdampf gemisch und die Expansion des letzteren, während des zweiten Taktes das Ausstoßen der Abgase. Die Arbeitsweise kann jedoch auch die eines zweifach wirkenden Motors sein, indem man das Gemisch auf beidenThe motor can be single or multi-cylinder, reciprocating or rotating be and work as a single-acting two-stroke machine; during the first measure the cylinder is filled with the gas vapor mixture and the the latter, during the second stroke, the exhausting of the exhaust gases. The way of working can however, it can also be that of a dual acting engine by mixing the mixture on both

Seiten des Zylinders eintreten läßt, wobei man Dampfmaschinen üblicher Bauart, welche bis - zur Temperatur von höher als 300 ° C. zu arbeiten vermögen, anwenden kann.
Die Regulierung der Arbeit des Gasdampfkessels sowie der mit dem Gasdampfgemisch ' arbeitenden Kraftmaschine geschieht lediglich auf Grund der Angaben des in die Verbindungsleitung A' zwischen Gasdampfkessel und Kraftmaschine eingebauten Pyrometers P. Die Temperaturangaben des Pyrometers zeigen auch die erforderlichen Quantitäten von Heizstoff, Luft und Wasser an, die in den Gasdampfkessel zum Speisen der Kraftmaschine eingeführt werden müssen.Lets enter the sides of the cylinder, steam engines of the usual type, which are able to work up to a temperature of higher than 300 ° C., can be used.
The regulation of the work of the gas steam boiler as well as the engine working with the gas / vapor mixture is done solely on the basis of the information provided by the pyrometer P built into the connecting line A between the gas boiler and engine that must be introduced into the gas boiler to feed the engine.

Durch die Verwendung des Pyrometers werden die bei den bisherigen Verfahren mit Gasdampfkesseln auftretenden Nachteile beseitigt, welche darin bestehen, daß man bisher keine Kontrolle über die Zusammensetzung des Gas-, Druckluft- und Wasserdampfgemisches hatte, so daß man die Wasserzuführung und die Größe der Kühlfläche des Verbrennungsraumes nicht zu regulieren vermochte.By using the pyrometer, the previous methods with Gas steam boilers occurring disadvantages eliminated, which consist in the fact that one hitherto no control over the composition of the gas, compressed air and water vapor mixture had so that the water supply and the size of the cooling surface of the combustion chamber was unable to regulate.

Die durch den Pyrometer bewirkte Überwachung der Anlage gewährleistet eine Steigerung des wärmetechnischen Wirkungsgrades.The monitoring of the system brought about by the pyrometer ensures an increase the thermal efficiency.

Claims

Patent Claims:

1. Device for generating a gas-vapor mixture with multiple admixture of steam, characterized by a device for regulating the temperature in the combustion chamber and regulating the temperature of the finished mixture in the supply line after the engine by supplying steam from a supply pipe (A ') surrounding and with the steam jacket (B ¹ ) connected to the steam boiler (B ) surrounding the combustion chamber (A ² ).

2. Apparatus for generating a gas-vapor mixture according to claim i, characterized in that the needle valves (a !, b ', c') which dominate the feed nozzles for fuel, compressed air and water vapor, run parallel to one another with the ends of their spindle under the Effect of radially arranged levers (e, f, g) , which are displaced by means of the inclined slots (e ', f, g') arranged in a sleeve (0) , whereby the passage cross-section of the nozzles can be regulated. -

For this purpose ι sheet of drawings.