DE2953036A1 - IC engine with compressed combustion gases - has water added and steam-gas mixture allowed to expand and do work - Google Patents

IC engine with compressed combustion gases - has water added and steam-gas mixture allowed to expand and do work

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DE2953036A1 DE19792953036 DE2953036A DE2953036A1 DE 2953036 A1 DE2953036 A1 DE 2953036A1 DE 19792953036 DE19792953036 DE 19792953036 DE 2953036 A DE2953036 A DE 2953036A DE 2953036 A1 DE2953036 A1 DE 2953036A1
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Abstract

The combustion engine has an output-side system for producing steam and for mixing the combustion gases and steam in order to obtain additional energy. The fuel can burn unhindered and completely. The combustion gases are then compressed in a cylinder space increased in size by a special chamber (decompression chamber). Water is introduced into the space and vaporised. Steam generation also proceeds unhindered and completely. The steam together with the exhaust gases is allowed to expand against the piston of the combustion engine. The steam and exhaust gases drive a turbogenerator to generate electricity.

Description

Verb@ennungskra tmaschine mit nachgeordneter @@zeu@ung von Wasser-Connection power machine with downstream control of water

dampf und Vermischung der Verb@ennungsgase @@@ Tasserdampf in einer Maschine zwecke zusätzlicher @ner @iegewinnung. Kolbenm@ter.Steam and mixing of the verb @ enngase @@@ Tasserdampf in one Machine for the purpose of additional @ner @ie recovery. Piston m @ ter.

@s ist wiederh@lt versucht worden, die @ärne von Abgasen und Kühlwasser von Verbrennungskra tmaschinen zu erne@ter @ner iegewinnung zu nutzen, z.B.Attempts have been made again to eliminate exhaust gases and cooling water from internal combustion engines to use energy recovery, e.g.

durch @@zeugung von @asserdanpf vermittels @ärmeaustauschern. Dies k@nnte si h nur in beschränkten Maße und nur bei stationären @roßanla en (@@n) durchführen lassen. Es wurde versucht, dem Brennstoff Wasser zuzusetzen oder während der Verbrennung @asser in @en Zylinder einzuspritzen, um durch zusätzliche Dampferzeugung die Leistung der Maschine su erhöhen. jes hat sih alles als un@öglich erwiesen, weil zur @ampferzeugung d@@ Verbrennungsgasen zuviel Wärme entzogen und der Verbrennungsvorgan selbbst dadurch @estört wird. Auch durch @inspritzung von wasser in den Zylinderraum während oder am Ende einer Komp@ession der nicht aus @estossenen Abgase läßt sich bisher keine nutzba@e energie gewinnen.by @@ creation of @asserdanpf via @ ärmeaustauschern. this could only be carried out to a limited extent and only with stationary @ roßanla en (@@ n) permit. An attempt was made to add water to the fuel or during combustion To inject water into the cylinder in order to increase the power through additional steam generation the machine su increase. everything has proven to be impossible, because it is used to generate steam d @@ Combustion gases too much heat withdrawn and the combustion process itself as a result @ is disturbed. Also by @injection of water into the cylinder chamber during or at the end of a compression of the exhaust gases not emitted, no Generate usable energy.

Durch die vorliegende E@@indun@ sollten diese Mängel vermieden werden, d.h. es solite de@ Kraftstoff suerdt restlos und ungestört verbrennen und dabei Arbeit leisten, danach aber durch die noch vorhandene Wärme unter Kompression der Abgase durch Wassereinspritzung Dampf erzeugt und dieser zur erneuten Energiegewinnung durch Arbeitsleistung über den kolben der Verbrennun @kraftmaschine benützt werden.The present E @@ indun @ should avoid these deficiencies, i.e. it should burn the @ fuel completely and undisturbed and at the same time Perform work, but then through the still existing heat under compression of the Exhaust gases are generated by water injection and steam is used to generate energy again can be used through work performed on the piston of the internal combustion engine.

Das @esen der Er@indung ist also, daß zwei verschiedene physikalis@he Vorgänge voneinander ge@@ennt, ungestort in einer Maschine ablau@en können und daß von den bei@en Vorgänge Arbeit geleistet wird.The reading of the invention is that two different physical Processes are mutually exclusive, can run undisturbed in a machine and that work is being done by the two processes.

Dies wird dadurch erreicht, daß nach dem ersten Arbeitshub - Einspritzung des T@eibstoffs in komprimierte Luft - die Ventile ges hlossen bleiben, die Verbrennungsgase nicht entweichen sondern komprimiert @eisen und Sabel vollstan@i, verb ennen @@nnen.This is achieved by the fact that after the first working stroke - injection of the fibrous matter in compressed air - the valves remain closed, the combustion gases not escape but compressed @eisen and Sabel completely @ i, verb ennen @@ nnen.

durch @ffnung einer lekompressionkammer im Zylinderkopf wird der Druck komprimierten Verbrennungs@a@e scweit @edrosselt, daß er in etwa dem Kompressionsdruck vor @luspri@zen des Treibstoffs entspricht.the pressure is increased by opening a compression chamber in the cylinder head compressed combustion @ a @ e scweit @drosselt that it is roughly the compression pressure before @ luspri @ zen the fuel.

Am @n@e der askup@e@sich wird in der Zylinder durch @c@@ekompressionskammer hindurch eiser ein espritzt. Bei n hohen Temperaturen im Zylinderinnern ve@ np@@ das @asein @@@@@t @chlagartig und @rückt aus, zusammen mit den @esch@ump@ten @@ asen den Kolben w@@@@ auch unte@. @@ @n@e @@@@@ Arbeitshubes Öffnet sich das Auslaßventil, dan@ auch das Einlaßventil. Der zylinder und die Teko@ essionskammer @e@den aus@espült und letztere sofort versehen @en. Danach wird der Zylinder mit rischluft au@@reladen und dann das Einla@ventil verschlossen. Nach Kompression der @rischluft und Einspritzung von Treibstoff kann der erste Arbeitshub wieder beginnen.On @ n @ e the askup @ e @ is in the cylinder by @ c @@ ekompression chamber through ice an espritzt. At n high temperatures inside the cylinder ve @ np @@ the @asein @@@@@ t @chlagartig and @ moves out, together with the @ esch @ ump @ ten @@ Asen the piston w @@@@ also under @. @@ @ n @ e @@@@@ Working stroke If the outlet valve opens, dan @ also the inlet valve. The cylinder and the Teko @ essionskammer @ e @ den @ e @ espls and @en the latter immediately. Then the cylinder is reloaded with air and then the inlet valve closed. After compression of the fresh air and injection of fuel, the first working stroke can begin again.

Zu disem Zw@@e kann ein @iesel-Zweit@@tmotor in @ t umgebaut werden, daf die Ein- und @uslaße auf die @ffnung zur @ekom@ essi@@ekammer durch Ventile e@teuert erden. For this purpose, a @ iesel second @@ t engine can be converted into @ t, that the inlets and outlets on the opening to the @ ekom @ essi @@ e chamber through valves E @ earth expensive.

Der Wassderdampf nimmt von Zylinderwand, Zyslinderkopf und @olbenboden Wärme auf und wird überhitzt, kühlt aber dadurch @leichzeitig das Zylinderinnere. The water vapor takes off from the cylinder wall, cylinder head and piston bottom Heat and is overheated, but at the same time cools the inside of the cylinder.

Um einen ruhigen Lauf der Maschine zu erreichen werden zwei gleiche @iesselmaschinen mit einer Phasenverschiebung um eine Kurbelwellenumdrehung miteinander @est gekoppelt. Zwei sol he Maschinen bilden also ein komplettes A@@@e@at. @@bei k@nnen diese in heinenform, in V-Form oder als Boxermotor gebaut werden. Bei letzteren ist zu beachten, daß die Kolben gegenltu@ig au die Kurbelwelle zu und von iht weg sich bewegen.To ensure that the machine runs smoothly, two of the same @iesselmaschinen with a phase shift of one crankshaft revolution with each other @est coupled. Two such machines form a complete A @@@ e @ at. @@at can these be built in a straight shape, in a V-shape or as a boxer engine. With the latter it should be noted that the pistons are opposite to the crankshaft and away from it move.

Die @isch- und Spül-Luft wird, wie bei@üblichen Zweitakter, aus dem abgekapselten Kurbelgehäuse entnommen. Da ster im Gegensatz zu diesen nur die durch jeden zweiten Arbeitshub @erörderte Luft zu Spülung und Füllung des Zylinders bgenötigt wird, kann die überschüssige Luft in einem Druckgefäß gespeichert werden, spült und füllt somit unter größerem Druck und kann zur Aufladung des Zylinders ausgenützt we@den.The @ isch and scavenging air is, as with @ usual two-stroke, from the removed from the encapsulated crankcase. As opposed to these only through Every second working stroke @ required air to flush and fill the cylinder can, the excess air is stored in a pressure vessel , flushes and fills under greater pressure and can be used to charge the cylinder are exploited.

Nach dem gleichen Konstruktionsgedanken können auch Viertaktmaschinen verwendet werden, so ern sie in ein- oder mehrfacher Dreierkombination gebaut werden. eine Lekompressionskammer besitzen und durch Veränderung der Ventilsteuerung in eine Sehhstaktmaschine verwandelt werden.Four-stroke machines can also use the same design concept are used, they are built in one or more combinations of three. have a compression chamber and by changing the valve control in to be transformed into a visual clock machine.

Für die oben beschriebenen Maschinen gilt in gleicher Weise: 1. daß ausreichend Zeit zur Verfügung steht, um restlos und ungestört auch weniger brennbare Treibstoffe zu verbrennen, so daß weniger Schadsto fe entstehen.The same applies to the machines described above: 1. that Sufficient time is available to completely and undisturbed even less flammable Burn fuels so that fewer pollutants are produced.

2. daß die Verbrennungsgase bei der Kompression Wärme aufnehmen, 3. daß die Kompression durch die Dekompressionskammer etwa auf den leichen Druck gedrosselt wird @ie bei der Kompression vor Einspritzung des Treibstoffes.2. that the combustion gases absorb heat during compression, 3. that the compression through the decompression chamber is throttled to approximately the same pressure is @ie during compression before fuel injection.

4. daß die Maschinen drei verschiedene Bauelemente in sich vereinigen, namlich a) Verbrennungskraftmaschine b) Wasserüberhitzer c) Dampfmaschine.4. that the machines combine three different components, namely a) internal combustion engine b) water superheater c) steam engine.

5. daß durch den ausreichendem Druck stehenden Wasserdampf weitere Energie über den Kolben der Arbeitsmaschinken gewonnen wird.5. that by the sufficient pressure standing water vapor more Energy is obtained via the piston of the working machine.

6. daß die Übgerhitzung des Wasserdampfes zugleich eine Kühlung des Zylinderinneren bewirkt.6. that the overheating of the steam also cools the Cylinder interior causes.

7. daß etwaige wasserlösliche Schadstoffe bei der Kondensation des Dampfes zurückgehalten werden und dabei auch das eingespritzte und bei der Verbrennung des Treibstoffes entstehende Wasser zurückgewonnen und regeneriert werden kann.7. that any water-soluble pollutants in the condensation of the Steam are retained and also the injected and during the combustion The water produced by the fuel can be recovered and regenerated.

8. dass die Abwärme des Dampfes zur Verwärmung des Einspritswassers verwendet und durch das Abgas-Dampfgemisch zusätzliche Aggregate betätigt werden können.8. that the waste heat of the steam to heat the injection water and additional units are operated by the exhaust gas / steam mixture can.

9. daß die Maschine betriebsstoffsparend und um@eitireundlioh arbeitet und daß außer Dieselöl auch schwer brennbarer Treibstoff, u.U. auch Kohlestaub mit Kohleöl vermischt verwendet werden kann und daß solche Maschinen vorerst als @roßkra tmaschinen zum Einsatz kommen sollen.9. That the machine works in a fuel-efficient way and at @ eitireundlioh and that, in addition to diesel oil, there are also non-combustible fuels, possibly also coal dust Coal oil can be mixed and that such machines are initially known as @ roßkra t machines are to be used.

10. daß beim Anfahren die Maschine zunächst wie ein üblicher Zweitaktmotor arbeitet und erst nach Erreichung der Betriebstemperatur vorsichtig auf Wassereinspritzung bus zur vollen Belastbarkeit umgestellt werden soll.10. that when starting the machine initially like a conventional two-stroke engine works and only after reaching the operating temperature carefully on water injection bus is to be converted to its full capacity.

Durch entsprechende Dosierung von Betriebsstoff- und Wassereinspritzung kann die Leistung der Maschine variiert werden. Through appropriate metering of fuel and water injection the performance of the machine can be varied.

Claims (8)

P a t e n t a n s p r u c h ! 1. Verbrennun skraftmaschine mit nachgeo@@neter Erzeugung von wasserdampf und Vermischung der Verbrennungsgase und Wasserdampf in einer Maschine zwecks zusätzlicher Energiegewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung des Kraftstoffe ungestört und vollständi@ ablaufen kann, daß die Verbrennungsgase dann in einem um eine besondere Kammer - Dekompressionskammer - vergrößerten Zylinderraum komprimiert werden und dann darin Wasser zur Verdampfung gebracht wird, daß auch die Damp entwicklung sich ungehindert vollzieht und durch Expansion des Dampies zusammen mit den Abgasen über den Kolben der Verbrennungskraftmaschine Arbeit geleistet wird. P a t e n t a n s p r u c h! 1. Combustion engine with nachgeo @@ neter Generation of water vapor and mixing of the combustion gases and water vapor in a machine for the purpose of additional energy generation, characterized in that the combustion of the fuel can take place undisturbed and completely so that the Combustion gases then in one around a special chamber - decompression chamber - enlarged cylinder space are compressed and then water in it for evaporation is brought that the steam development takes place unhindered and through Expansion of the vapor together with the exhaust gases via the piston of the internal combustion engine Work is being done. 2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskraftmaschine drei Bauelemente in sich vereinigt: 1. Verbrennungskraftmaschine, 2. Wasserüberhitzer 3. Dampfmaschine.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that that the internal combustion engine combines three components: 1. internal combustion engine, 2. Water superheater 3. Steam engine. 3. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zweitaktmotoren außer den beiden seitlichen Schlitzen Oberhalb des unteren Kolbentotpunktes der Kolben auch noch im Zylinderkopf eine weitere Öffnung angebracht wird, die mit einer Dekompressionskammer in Verbindung steht und daß alle drei Öffnungen durch Ventile gesteuert werden.3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that that in two-stroke engines except for the two side slots above the lower one Piston dead center also has another opening in the cylinder head which is in communication with a decompression chamber and that all three openings controlled by valves. 4. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei derartige Maschinen mit einer Phasenverschiebung um eine Kurbelwellenumdrehung zu einem Aggregat fest verkoppelt sind und auf die gleiche Kurbelwelle wirken - Doppel-diesel-Dampfmaschine - und daß solche Aggregate in beliebiger Anzahl in Reihen- Boxer- und V-Form angeordnet werden können.4. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that that two such machines with a phase shift of one crankshaft revolution are firmly coupled to a unit and act on the same crankshaft - Double diesel steam engine - and that any number of such units in series Boxer and V-shape can be arranged. 5. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch Viertaktmotoren, nach dem gleichen Konstruktionsgedanken gebaut, in Dr@@erkombinationen als Sehhstaktmaschinen betrieben werden können.5. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that that also four-stroke engines, according to the same Design thoughts built, can be operated in drive combinations as visual cycle machines. 6. Verbrennun skraftmaschine nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Wärmeaufnahme der Dampf überhitzt und die Zylinderwande usw. gekühlt werden.6. combustion engine according to claim 1 and 5, characterized in that that by absorbing heat, the steam is superheated and the cylinder walls, etc. are cooled. 7. Verbrennungskraftmaschine nach Ansprach 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch das austretende Dapf-@as-Gemisch das einzuspritzende Wasser erhitzt und das bei der Verbrennung entstehende Wasser durch Kondensation und Aufbereitung wieder verwendbar wird.7. Internal combustion engine according to spoke 1 and 6, characterized in that that the water to be injected is heated by the exiting Dapf- @ as mixture and the water produced during the incineration is recovered through condensation and treatment becomes usable. 8. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Druck der Auspuffgase ein Turbogengenerator zur Erzeugung elektrischer Energie betrieben wird.8. Internal combustion engine according to claim 1 and 6, characterized in that that by the pressure of the exhaust gases a turbo-generator to generate electrical Energy is operated.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1339176A (en) * 1915-09-18 1920-05-04 Leonard H Dyer Internal-combustion engine
DE584408C (en) * 1932-03-20 1933-09-19 Konrad Baetz Diesel machine with utilization of exhaust gas and cylinder heat by dusting highly heated pressurized water in the working cylinder

Patent Citations (2)

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