DE332227C

DE332227C - Vereinigte Viertaktexplosionskraft- und Dampfmaschine

Info

Publication number: DE332227C
Application number: DE1919332227D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1919-10-21
Filing date: 1919-10-21
Publication date: 1921-01-25

Description

Vereinigte Viertaktexplosionskraft- und Dampfmaschine. Die Maschine ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase während des vierten Takte einen Wärmespeicher erhitzen, in welchem beim folgenden ersten Takte durch Wassereinspritzung Dampf erzeugt wird, welcher zusammen mit dem Dampf, der aus dein in den Verbrennungsraum unmittelbar eingespritzten Wasser entsteht, den Kolben während des ersten Taktes antreibt. Gegenüber ähnlichen Erfindungen bedeutet die Anwendung eines Wärmespeichers den Vorteil, daß die Auspuffgase auf bedeutend niedrigere Temperatur gekühlt werden können und daher mehr Wärme wiedergewonnen werden kann. Die direkte Einspritzung von Wasser in den Zylinderraum ist bekannt, sowohl zum Kühlen als auch um Dampfkraft zu erzeugen, jedoch ist diese Dampfkraft nicht im ersten Hub, sondern zusammen mit den Explosionsgasen ausgenutzt worden, wodurch diese jedoch abgekühlt wurden und daher an potentieller Energie verloren.
Besonders ist dieser Dampf noch nirgends zusammen mit dem aus der Wärme der Abgase gewonnenen gleichzeitig in einem besonderen Takte, dem ersten Hub im Zylinderraum gewonnen und verwendet worden. Ein. großer Vorteil liegt auch darin, daß im ersten Moment Dampf bei hohem Druck und entsprechender Temperatur gewonnen werden kann, was die Diagramme vorteilhaft beeinflußt.
Die Zeichnung veranschaulicht eine solche Maschine.
Fig. i stellt schematisch den im vorliegenden Falle geeigneten Verbrennungszylinder ii;it Zubehör dar. i ist der Verbrennungsraum im Zylinder, 2 der zugehörige Kolben. ,; ist beispielsweise das Einlaßventil für Luft hzw. für ein Brennstoffluftgemisch. q. ist das Kondensatorventil. 5 ist das die Verbindung zwischen Zylinder und Wärmespeicher steuernde Ventil. 6 ist ein darauffolgendes Auspuffventil. 7 und 8 sind die Düsen für Wasser, welches am Anfang des ersten Taktes durch Hochdruck oder durch eine an sich bekannte Pumpe 12 in den Verbrennungsraurn und den Wärmespeicher eingespritzt @vird.
Das Verhältnis der Durchtrittsöffnung der Düse 7, welche möglichst vorgewärmtes Wasser in den Wärmespeicher io spritzt, zu der Durchtrittsöffnung der Düse 8 wird durch ein an sich bekanntes Ventil 13 eingestellt. Düse g ist vorgesehen für den Fall, daß der Verbrennungsmotor nach Art eines Dieselmotors arbeitet und in diesen das Öl-Luft-Gemisch eingespritzt wird. Mit i i sind die Gestänge der Ventile bezeichnet, die auf beliebige bekannte Weise angetrieben werden können. i¢ ist die Verbindung des K.ondensatorventilraumes mit dem Kühler 15. Der Kühler ist mit Eintritts- und Austrittsröhren i9 und 20 versehen. 21 ist der Ab.. lauf des Kondenswassers, welches sinngemäß aus dem Kühler unter Unterdruck abgeführt werden muß. 16 ist die Verbindung des Wärmespeicherraumes mit dem Auspuffraum 18, in dem 'noch eine besondere Tasche 17 für sich etwa bildende Kondensate vorgesehen ist. Fig. 2 stellt schematisch das Druckdiagramm des Viertaktverbrennungsmotors dar. Die Takte sind bezeichnet mit I, II, III und IV. Ebenso sind die offenen Ventile und Düsen in dieser Figur angegeben. Beim ersten Niedergang des Kolbens (erster Hub) wird Wasser aus der Düse 7 möglichst staubförmig in den Wärmespeicher ro eingespritzt und verdampft in diesem entsprechend der aufgespeicherten Wärmemenge. Das Wärmespeicherventil5 ist geöffnet, und der Dampf tritt in den. Zylinderraum i ein und drückt den Kolben z nach abwärts. Die Diagrammkurve a bezeichnet schematisch den Arbeitsdruck während des ersten Teiles des ersten Kolbenniederganges. Während des ersten Hubes wird zugleich aus Düse 8 Wasser eingestäubt, welches die Wandungen des Zylinderraumes kühlt und zusätzlichen. Dampf bildet. Die Dampferzeugung im Zylinderraum findet während des ganzen ersten Hubes statt. Am Ende des ersten Hubes wird das Kondensatorventil 4. geöffnet. Es tritt der Dampf aus dem Zylinder i, einen Unterdruck erzeugend, in den Kühler 15 ein, wo er sich an den Röhren niederschlägt und durch Rohr 2i abgezogen wird. Am Anfang des ersten Aufwärtsganges des Kolbens bzw. des zweiten Hubes wird das Eintrittsventil 3 geöffnet und das Ventil d. vor oder zugleich mit Ventil 3 geschlossen. Die Luft tritt dabei unter geringem Unterdruck in den Zylinder ein. Das Stück b-c der Diagrammkurve wird je nach. der längeren oder kürzeren Eröffnung der Ventile 3, 4. verschieden ausfallen. Das Stück c-d der Diagrammkurve .bezeichnet die Druckzunahme im Zvlinder während der Kompression. Beim zweiten Niedergang des Kolbens (Hub III) erfolgt die Zündung und Expansion entsprechend dem Druckdiagramm d-e wie bei bekannten Maschinen. Während des zweiten Aufwärtsganges des Kolbens (Druckdiagramm e-f) werden die verbrannten Gase ausgestoßen, wobei sie durch ihre Hitze den Wärmespeicher io erwärmen, Ventile 5 und V müssen dabei geöffnet sein. Die gewinnbare Wärme entspricht annähernd 12 Prozent der sonst verlorengehenden Wärmemenge. Der Kühlwasserverbrauch ist entsprechend größer als früher, da der größte Teil der Auspuffwärme zur Dampferzeugung ausgenutzt wird und die gesamte Dampfmenge nach dem ersten Hub kondensiert werden muß. Im Kondensator werden auch einige Öle kondensiert, die sonst im Auspuff verlorengehen würden. Die Auspuffgase gehen bei einer niedrigen Temperatur, etwa i40°, ab. Bei jedem ersten Hub oder dem Dampfhub entspricht das Gewicht des verdampften Wassers ungefähr dem drei- bis fünffachen Gewicht des verbrauchten Öles. Der theoretische Kraftgewinn. ist 9 Prozent und mehr der Gesamtwärme. Die Wärmemenge, die dem Kondensator mit jedem Hub entzogen werden muß, läßt sich aus der Wärmemenge in der Zeiteinheit berechnen. Der iHotor wird auch gleichmäßiger laufen, da die Welle während eines Viertaktes zwei Antriebe erhält.

Claims

PATENT-ANSPRUCII: Vereinigte Viertaktexplosionskraft- und Dampfkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase während des ganzen vierten Taktes einen absatzweise vom Zylinderraum durch ein Ventil abgesperrten oder mit ihm verbundenen Wärmespeicher (io) erhitzen, in welchem beim folgenden ersten Takte durch Wassereinspritzung Dampf erzeugt wird, welcher zusammen mit dem Deampf, der aus dem in den Verbrennungsraum unmittelbar eingespritzten Wasser entsteht, den Kolben während des ersten Taktes antreibt.