DE303255C

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AUSGEGEBEN AM 23. JUN11919 ISSUED JUNE 23, 1919

Es ist bekannt, daß bei hohen Temperaturen und hohen Drücken eine Verbindung zwischen dem atmosphärischen Stickstoff und Sauerstoff eintritt, und man hat vorgeschlagen, mit Luft gemischte Gase in geschlossenen Verbrennungsräumen zu entflammen. Man hat auch erkannt, daß es wichtig ist, die Zersetzung des gebildeten StickoxydsIt is known that at high temperatures and high pressures a connection occurs between atmospheric nitrogen and oxygen, and it has been suggested that ignite gases mixed with air in closed combustion chambers. It was also realized that it was important is the decomposition of the nitrogen oxide formed

• .zu verhindern und zu diesem Zwecke einen•. To prevent and for this purpose a

ίο schnellen Druck- bzw. Temperaturabfall anzuwenden. Der Gedanke lag nahe, diese unter Druck stehenden Verbrennungsräume im Zylinder von Verbrennungskraftmaschinen anzubringen/ um die durch die Drucksteigerung gewonnene Arbeit nutzbar zu machen. Man hat aber hier kein praktisch brauchbares Ergebnis erzielt, weil man nicht erkannte, daß in den bisher betriebenen Verbrennungskraftmaschinen die Vorbedingungen für die Stick-ίο apply rapid pressure or temperature drop. The idea was obvious, these pressurized combustion chambers to be installed in the cylinder of internal combustion engines / around the pressure increase to make the work gained usable. But you don't have a practical one here Result achieved because it was not recognized that in the previously operated internal combustion engines the preconditions for embroidery

ao öxyderzeugurig nicht erfüllt sind und dementsprechend keine besonderen Mittel anwandte, durch die die Bildung von Stickoxyd bei der Verbrennung der Gemischladung in der Verbrennungskraftmaschine regelmäßig und wirtschaftlich herbeigeführt wird.ao öxyderzeugurig are not fulfilled and accordingly did not use any special means, due to the formation of nitrogen oxide during the combustion of the mixture charge in the internal combustion engine is brought about regularly and economically.

Soll nämlich die Verbrennungskraftmaschine zur Bildung von Stickoxyd benutzt werden, so erfordert die Durchführung dieses Prozesses, daß in erster Linie die Vorbedingungen für die chemische Vollkommenheit berücksichtigt werden.Namely, the internal combustion engine is supposed to be used for the formation of nitrogen oxide So the implementation of this process requires that the prerequisites in the first place to be considered for chemical perfection.

Für den chemischen Prozeß sind erforderlich: möglichst hohe Temperaturen und an' die Höchsttemperatur anschließend ein mögliehst rascher Temperaturabfall zur Beschränkung der Zerfalls des gebildeten Stickoxyds. The following are required for the chemical process: the highest possible temperatures and an ' the maximum temperature then a temperature drop as quickly as possible for restriction the decomposition of the nitrogen oxide formed.

Die Höchsttemperatur nach der Zündung wird um so mehr ein Vielfaches der Temperatur sein, die dem physikalischen Wärmeinhalt der Ladung vor Einleitung der Zün- ,· dung entspricht, je mehr chemisch gebundene Wärme mit der Ladung dem Zylinder zugeführt wird, d. h. je reicher und reiner das Gemisch ist und ferner je ^kleiner das Vo- +5 lumen ist; bei dem die vollständige Verbrennung erfolgt. Die ersten Bedingungen kön- _x nen durch geeignete Wahl der. Zusammensetzung der Ladung, z. B. durch Verweildung hochwertigen -Gases und Zuführung von Sauerstoff beeinflußt werden, die letzte durch Beschleunigung der Verbrennung.The maximum temperature after ignition will be all the more a multiple of the temperature that corresponds to the physical heat content of the charge prior to initiation of ignition, the more chemically bound heat is supplied to the cylinder with the charge, i.e. the richer and purer it Mixture is and furthermore the smaller the volume is +5 lumen; in which the complete combustion takes place. The first conditions kön- _x nen by appropriate choice of. Composition of the charge, e.g. B. can be influenced by the retention of high-quality gas and supply of oxygen, the latter by accelerating the combustion.

Die Entflammung soll in allen Teilen der 'Ladung möglichst gleichzeitig auftreten und die Verbrennung mit Erreichung der Höchsttemperatur beendigt sein. Gasteilchen, die dann noch unverbrannt sind, sind nicht nur für die maximale Temperaturerzeugung verloren, sondern halten . die erreichte Temperatur unerwünscht lange auf großer Höhe. Eine vollkommene, plötzlich beendete Verbrennung hat höchste Temperaturen und schnellen Temperaturabfall zur Folge. Sie begünstigt die Stickoxydbildung und beschränkt den Zerfall. &5The ignition should occur simultaneously in all parts of the 'cargo and the combustion will end when the maximum temperature is reached. Gas particles that then still unburned are not only lost for maximum temperature generation, but hold. the temperature reached undesirably long at great heights. A complete burn that ended suddenly results in extremely high temperatures and a rapid temperature drop. she promotes the formation of nitrogen oxide and limits the breakdown. & 5

Je schneller und explosionsartiger die Verbrennung ist, um so kleiner ist.das Volumen, bei dem sie erfolgt, um so größer sind die erreichten Temperaturen und um so rascher auch der Temperaturabfall, der infolge desThe faster and more explosive the combustion, the smaller the volume, at which it takes place, the higher the temperatures reached and the faster also the temperature drop that occurs as a result of the

sofort nach dem Hubwechsel einsetzenden Druckabfall^ i|i}f|tri|t{ r:_;; ' ,··. |immediately after the onset of stroke change pressure drop ^ i | i} f | tri | t _{r:; ; ', ··. |

Bei den Sißhengen.,,. .der ·Krafterzeugung · allein di&£na&ü'^y Gasmaschinen mußte map¹ V die explosionsartige' Verbrennung vermeiden, ' da die übliche, durch wirtschaftliche Ge-■ Sichtspunkte bestimmte konstruktive Ausbii-· dung dieser Maschinen eine solche Betriebs- , weise nicht vertragen würde. Die für denAt the Sißhengen. ,,. The · power generation · alone di & £ na & ü ' ^y gas machines map ¹ V had to avoid the explosive' combustion ', since the usual structural design of these machines, determined by economic points of view, would not tolerate such an operating mode . The for the

ίο thermisch -chemischen Prozeß erforderlichen hohen Temperaturen waren ferner in den bisher betriebenen Gaskraftmäschinen nicht zu erreichen und entsprachen auch nicht den An-. forderungen thermisch günstiger Krafterzeugung, da bei den nur der Krafterzeugung dienenden Maschinen wegen der Wärmeverluste än~das Kühlwasser anzustreben ist, ein möglichst hohes Druckgefälle bei möglichst niedrigen Temperaturen zu erzielen. Deshalb waren in den Abgasen der bis jetzt betriebenen Verbrennungskraftmaschinen entweder gar keine Stickoxydmengen oder höchstens nur Spuren davon enthalten., \ _; -Furthermore, the high temperatures required by the thermal-chemical process could not be achieved in the gas-powered machines operated up to now and also did not correspond to the requirements. Requirements for thermally favorable power generation, since in machines that are only used for power generation, because of the heat losses, the cooling water should be aimed at achieving the highest possible pressure gradient at the lowest possible temperatures. Therefore, the exhaust gases of the internal combustion engines operated up to now either contained no amounts of nitrogen oxide at all or at most only traces of it., \ _; -

Nachdem diese Verhältnisse erkannt waren, zeigten praktische Versuche, daß den vorher"" angeführten Anforderungen des thermisch chemischen Prozesses in der Verbrennungskraftmaschine nur bei Anwendung, besonderer Mittel, die für das Arbeitsverfahren von Maschinen für Stickoxyderzeugung neu sind, entsprochen werden kann.After these relationships were recognized, practical tests showed that the previously "" listed requirements of the thermal chemical process in the internal combustion engine only when using special means that are necessary for the work process of machines for nitrogen oxide generation are new, can be met.

"Zu diesen Mitteln gehört die Einführung eines scharfen Strahles von Dampf, Luft oder Gasen unter Überdruck in die Ladung, zweck-"One of these means is introduction a sharp jet of steam, air or gases under excess pressure into the cargo,

.35 mäßig während der Verdichtung". Durch die dadurch hervorgerufene kräftige Wirbelung der Ladung wird von den stärker erhitzten Teilen' der Zylinderwand, das sind solche, welche infolge größerer Materialanhäufung,.35 moderate during compaction ". By the the resulting strong turbulence of the charge is caused by the more heated ones Parts of the cylinder wall, i.e. those which, as a result of a larger accumulation of material,

z. B. in den Durchbruchsstellen für Ventile und Zünder durch das Kühlwasser eine geringere Kühlung erfahren, Wärme abgeführt und auf diese Weise die Temperaturen , sowohl in der Zylinderwand als in der Ladung gleichmäßig verteilt. Hierdurch wird der für Stickoxyderzeugung bedingte heißere Gang der Maschine durch die Herabsetzung der Selbstzündungsgefahr des Gemisches überhaupt erst ermöglicht.z. B. in the breakthroughs for valves and igniters experience less cooling due to the cooling water, heat dissipated and in this way the temperatures, both in the cylinder wall and in the cargo equally distributed. This becomes the hotter gear required for nitrogen oxide production of the machine by reducing the risk of self-ignition of the mixture in general only made possible.

Außerdem befördert die Wirbelung die Vollkommenheit der Mischung und infolge der lebhaften Ladungsbewegung bei Einleitung, der Zündung die Durchfiammung. Durch heiße Wirbelluft kann auch der physikalische Wärmeinhalt der Ladung vermehrt werden.In addition, the vortex promotes the perfection of the mix and consequently the lively movement of the charge upon initiation, the ignition, the ignition. By hot vortex air can also increase the physical heat content of the cargo.

Dieses sind wichtige Maßnahmen zur Er- -■höhung der Verbrennungsgeschwindigkeit. Die'Wirbelung trägt weiter dazu bei, daß nach beendeter Verbrennung ein. schneller Übertritt von Wärme an die gekühlte Zylinderwand stattfindet und hierdurch auch der schnelle Abfall der Temperatur günstig beeinflußt wird, . ■·These are important measures to - ■ increase the combustion rate. Die'Wirbelung further contributes to that after the combustion has ended. rapid transfer of heat to the cooled cylinder wall takes place and thereby also has a favorable effect on the rapid drop in temperature will, . ■ ·

■ . Man-hat schon bei der Herstellung von Stickoxyd aus Luft im Kompressor, wenn derselbe gleichzeitig als Kraftmaschine dienen soll, vorgeschlagen, sekundäre Energie in Form von Brennstoff in die Kompressorladung (Luft) einzublasen. Wenn hierbei überhaupt eine Durchwirbelung des Zylinderinhalts stattfindet, so kann diese jedenfalls nicht die Wirkungen ausüben, die vorstehend angeführt sind. Diese sind nur der mit fertigem brennbarem Gemisch aufgeladenen Verbrennungskraftmaschine eigentümlich. -■. Man-has been in the making of Nitrogen oxide from air in the compressor, if it is also used as a prime mover should, proposed secondary energy in the form of fuel in the compressor charge To blow in (air). If there is any turbulence in the contents of the cylinder takes place, this can in any case not have the effects that are described above are listed. These are only those charged with the finished combustible mixture Internal combustion engine peculiar. -

Weiter wird als Mittel .zur Temperaturerhöhung eine Vermehrung des chemischen Wärmeinhälts der Ladung vorgeschlagen, durch Ausspülung der sonst im Zylinder zu-Fückverbleibenden Abgasreste. Hierdurch wird die Reinheit und damit die Brennbarkeit des Gemisches verbessert . sowie der Heizwert erhöht. , Dementsprechend steigt die Stickoxydausbeute, die Kosten für die Gewinnungsanlage des Stickoxyds aus den Abgasen sinken. Es wächst also die Wirtschaftlichkeit dieser Anlage. Außerdem wird aber noch die Arbeitsleistung und damit die Wirtschaftlichkeit der Maschine vergrößert.Next is used as a means of increasing the temperature proposed an increase in the chemical heat content of the cargo, by flushing out what would otherwise remain in the cylinder Exhaust gas residues. This improves the purity and thus the flammability of the mixture. as well as the Increased calorific value. , Accordingly, the nitrogen oxide yield increases, the cost of the Extraction plant for nitrogen oxide from the exhaust gases sink. So the profitability grows this plant. In addition, however, the work performance and thus the The profitability of the machine is increased.

Die Ausspülung der Abgasreste erfolgt zweckmäßig mit warmer Luft. Es kann sich aber auch die Verwendung kalter Luft empfehlen, wenn die Maschine mit. sehr hoch- ^ wertigem Gas oder Sauerstoffzusatz arbeitet . und infolgedessen sehr heiß geht, so daß eine innere Kühlung der Zylinderwand wünschenswert erscheint. The exhaust gas residues are expediently flushed out with warm air. It can but also recommend using cold air when using the machine. very high- ^ valuable gas or oxygen addition works. and as a result goes very hot, so that one internal cooling of the cylinder wall appears desirable.

Claims

Patent Claims:

1. A ^ experience for the production of nitrogen oxide in gas engines, thereby

. · '· Denotes that the charge during the compression in Zylinderräum ^by: introducing a. is whirled through with a sharp jet of gas, steam or air.

2. The method according to claim. 1, ^data: characterized by that the exhaust gas residues from the cylinder are rinsed with hot or cold air. / 110