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Description

KAISERLICHES

PATEN

PATENTSCHRIF

- M 269959 KLASSE 46 d. GRUPPE

Kraftmaschinen.

Patentiert im Deutschen Reiche'vom 7. Juli 1912 ab.

Die Herstellung von Treibmitteln für Kraftmaschinen durch Verbrennen von Kohle, Öl u. dgl. Brennstoffen und Mischen der Verbrennungsprodukte mit Dampf ist bekannt. Es wurde auch vorgeschlagen, vorgewärmtes Öl zu verbrennen, die Verbrennungsprodukte in einem vertikal aufsteigenden Strom gegen eine aus Drahtnetzen bestehende Heizfläche zu leiten, auf welche Wasser von einem oberhalb derselben angeordneten Siebkopf aufgegossen wird. Es wurde ferner vorgeschlagen, öl zu verbrennen, welches in einen Strahl von einem Zerstäuber ausgespritzt wird und die Verbrennungsprodukte durch eine mit Wasser getränktem, feuerbeständigem Material gefüllte Kammer zu leiten. Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, Luft durch die Wärme der Verbrennungsprodukte vorzuwärmen und diese so vorgewärmte Luft durch mit Wasser gesättigtes, feuerfestes Material hindurchzusenden.

Es hat sich nun als schwierig herausgestellt, die Temperatur zu regeln, bei welcher das Treibmittel zu den Arbeitszylindern der Maschine zutritt. Ferner zeigte es sich als schwierig, die Verbrennungsprodukte hinreichend zu kühlen, und das Treibmittel trat daher in die Zylinder mit einer solch hohen Temperatur ein, daß die Arbeitsteile der Zylinder beschädigt wurden. Manchmal wurden die Verbrennungsprodukte zu sehr gekühlt und die von ihnen abgebene Wärme so verteilt, daß sie für die Kraft erzeugung in der

Maschine nicht ausgenutzt werden konnte. Bei manchen Vorrichtungen wurde die Verbrennungskammer mit Wasser überflutet, so daß die praktische Ausführung des allgemeinen Gedankens sich als unmöglich herausstellte. '

Diesen erwähnten Nachteilen soll die vorliegende Erfindung abhelfen, gemäß welcher die in bekannter Weise mit Wasser versetzten Verbrennungsprodukte über zahlreiche, eine möglichst große Oberfläche darbietende kleine Stücke eines Materials zu leiten sind, welches Wärme von den Verbrennungsprodukten aufnimmt und sie an die mitgenommenen Wasserteilchen abgibt.

Als solche kleine Stücke des zum Wärmeaustausch dienenden Materials werden insbesondere Metalle, namentlich aber die aneinandergefügten Glieder einer Metallkette gewählt, die lose in der Dampferzeugungskammer angehäuft sind und den aufsteigenden Strom der mit Wasser versetzten Verbrennungsprodukte in zahlreiche feine Ströme unterteilen und so ein Verdampfen des mitgerissenen Wassers und Überhitzen bereits vorher gebildeten Wasserdampfes neben der erforderlichen Kühlung der Verbrennungsprodukte unterstützen. Die durch die Abkühlung der Verbrennungsprodukte entstehende VoIu- · menverringerung wird durch die Verdampfung des Wassers ausgeglichen. Die Leistung der Vorrichtung kann dadurch erhöht werden, daß das zugeführte Wasser aus den Wasserkühl-

mänteln der Luftverdichter oder von dem Heißwasserkasten des Kondensators genommen wird, wenn ein solcher in Verwendung steht. Die Verbrennungskammer wird gleichfalls wassergekühlt, und dieses so vorgewärmte Wasser wird zur Dampferzeugungskammer geführt. _.Λ Χ''"

In der Zeichnun/g,-sind Ausführungsformen der wesentlichen Teile ,von Vorrichtungen zur

ίο Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in den Fig. i, 2 und 3 in lotrechten Längsschnitten, dargestellt, während "Fig. 4 eine Draufsicht, einer Einzelheit der Vorrichtung zeigt, ;hämlich ein die öffnung zwischen Verbrennungskammer und Dampferzeugungskammer regelndes Ventil.

Der aus einem unter Druck stehenden Be-

' halter 15 zur Einspritzdüse geförderte Brenn^v stoff, Öl o. dgl., tritt nach Mengung mit Luft in zerstäubtem Zustande in die Verbrennungskammer 17 ein und wird daselbst verbrannt. Die Verbrennungsprodukte strömen nun aus der Verbrennungskammer 17 durch den U-förmig gestalteten Weg iy^x zur Dampferzeugungskammer 23, welcher von einem Behälter 20 durch einen Kanal 22 Wasser zugeführt wird, das sich auch am Boden der Kammer 23 ansammeln kann. Die Dampferzeugungskammer ist mit kleinen Stücken eines einen. Wärmeaustausch sichernden Materials, vorzugsweise mit Kettengliedern 32, gefüllt, von welchen ein Teil von dem zugeführten Wasser benetzt wird. Die Verbrennungsprodukte, die in der Verbrennungskammer von Wasser frei gehalten sind — denn der in letzterer herrschende Druck ist ausreichend groß, um ein Eindringen von Wasser in schädlichem Maße zu hindern, da er ihm nicht gestattet, über die mit χ in Fig. ι bezeichnete Höhe anzusteigen —, kom-

4.0 men nun in innige Berührung mit dem einen Wasserabschluß darstellenden Wasser am Boden der Verbrennungskammer 23,' nehmen es auf und erhitzen bzw. verwandeln es in Dampf, während die Verbrennungsprodukte sich dementsprechend abkühlen.

Die Kettenglieder 32 bieten eine große Heizfläche dar, gegen welche die Verbrennungsprodukte und die von letzteren mitgerissenen Wasserteilchen stoßen. Die Verbrennungsprodukte werden in zahlreiche, feine Ströme geteilt, geben ihre Hitze an die Kettenglieder 32 ab, während die mitgerissene Feuchtigkeit und der Wasserdampf von letzteren und von den Gasen Wärme aufnehmen, so zwar, daß letztere gekühlt, dieWasserteilchen hingegen verdampft und der Wasserdampf selbst zu überhitztem Dampf ■ umgewandelt werden. Das durch diese Mischung entstehende Treibmittel tritt in die Arbeitszylinder mit einer Temperatur ein, welche die Arbeitsteile der Maschine nicht beschädigt. Die Kettenglieder 32 stellen eine Wärmeaustauschfläche von großer Ausdehnung dar, die leicht und rasch eingebracht und ausgewechselt werden kann. Gewünschtenfalls kann die Größe der Kettenglieder geändert und die größeren in der Nähe des Weges 17^x angeordnet werden, wo die auf die Kette einwirkende Hitze die größte ist. Zur Erleichterung der Handhabung sind die Kettenglieder zu einer Kette vereinigt.

Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Erzeugerform strömen die Verbrennungsprodukte nach aufwärts und heben infolge ihres Druckes ein Ventil 100, welches die Decke der Verbrennungskammer 17'abschließt. Dieses Ventil ist unterhalb des Scheitels des Wassermantels 101 angeordnet und wird durch das Wasser gekühlt, welches über den oberen Rand der Innenwand 102 der Verbrennungskammer überfließt. Weiter wird das gegen den Rost 103 geschleuderte Wasser, welcher Rost die Verbrennungskammer 17' von der Dampferzeugungs- und Überhitzerkammer 23 trennt, nach abwärts gegen das Ventil 100 geschleudert. Der aus der Verbrennungskammer xf durch das Ventil 100 ziehende Gasstrom führt also Wasser und Dampf mit sich, und der aufsteigende Strom wird beim Durchgange durch die im Rost 103 bestehenden öffnungen geteilt. Auch bei dieser Ausführurigsform geben die Verbrennungsprodukte einen großen Teil ihrer Wärme an die Kettenglieder 32 ab, von wo die Wärme in den Wasserdampf übergeht.

Zweckmäßig ist es, den Verbrennungsprodukten vorgewärmtes Wasser beizumischen; aus diesem Grunde ist der Wasserbehälter als Kühlmantel der Verbrennungskammer (Fig. 1) ausgebildet, und weiter kann, wie in Fig. 2 dargestellt, in der Verbrennungskammer eine Wasserrohrschlange 29 vorgesehen sein, die in die Mündung des schrägen Kanales 22 'eingesteckt ist und das durchfließende Wasser zum Boden der mit einem Abzugshahn 30 versehenen Dampferzeugungskammer führt. Die Rohrschlange 29 wirkt als Heizschlange; oberhalb ihres Scheitels sind auf einem Netz oder Rost 31, gleich wie bei den früher beschriebenen Vorrichtungen, Stücke aus Metall oder einem anderen geeigneten Material angehäuft, welche den Wärmeaustausch heben.

Claims

Pate nt-Ansprüche:

i. Vorrichtung zur Herstellung'eines aus einem Gemisch von Darnpf und den Verbrennungsprodukten flüssiger Brennstoffe (Kohlenwasserstoffe o. dgl.) bestehenden Treibmittels für Kraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Wasser versetzten Verbrennungsprodukte über zahlreiche, eine möglichst große Oberfläche

darbietende und nach der Wasserzumischstelle angeordnete kleine Stücke eines Materials geleitet werden, das Wärme von den Verbrennungsprodukten aufnimmt und sie an die mitgenommenen Wasserteilchen abgibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsprodukte in der Verbrennungskammer anfänglich in annähernd horizontaler Richtung geleitet und nach Versetzung mit Wasser nach aufwärts geführt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsweg zwischen Dampferzeuger- und Verbrennungskammer U-förmig ist und zeitweiligen Überschuß an Wasser auffängt, das dem Dampferzeuger an oder nahe seinem Boden zugeführt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsweg zwischen Dampferzeuger- und Verbrennungskammer ein Regelventil eingeschaltet ist, das von dem mit den Verbrennungsprodukten in Berührung zu brin^ genden Wasser bespült ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger eine vom zugeführten Wasser durchflossene und von den Verbrennungsprodukten umspülte Heizschlange enthält, um die Wasservorwärmung zu bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.