DE391043C - Verfahren zum Betriebe von Heissluftmotoren mit innerer Verbrennung - Google Patents

Verfahren zum Betriebe von Heissluftmotoren mit innerer Verbrennung

Info

Publication number
DE391043C
DE391043C DEW58634D DEW0058634D DE391043C DE 391043 C DE391043 C DE 391043C DE W58634 D DEW58634 D DE W58634D DE W0058634 D DEW0058634 D DE W0058634D DE 391043 C DE391043 C DE 391043C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
working
compressed
fuel
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEW58634D
Other languages
English (en)
Inventor
Hermann Scharbau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WOLF AG R
Original Assignee
WOLF AG R
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WOLF AG R filed Critical WOLF AG R
Priority to DEW58634D priority Critical patent/DE391043C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE391043C publication Critical patent/DE391043C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G3/00Combustion-product positive-displacement engine plants

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

  • Verfahren zum Betriebe von Heißluftmotoren mit innerer Verbrennung. Es sind Heißluftmotorenanlagen bekannt, bei denen -die Arbeitsluft durch eine mit Mantelkühlung versehene einstufigeLuftpumpe verdichtet, darauf einem Erhitzer zugeführt und nach Erhöhung der Temperatur zur Arbeitsleistung ausgenutzt wird. Der Zweck der Mantelkühlung war, .die Verdichtung isothermisch durchzuführen. Die Wärmeentziehung durch den Zylindermantel der Luftpumpe ist indessen so gering, daß die Verdichtung trotz der Kühlung nahezu adiabatisch erfolgte. Die Anlagen arbeiten nur mit einer geringen Spannung. Wurde eine höhere Spannung vorgesehen, so erhöhte sich infolge der nahezu adiabatischen Verdichtung auch die Temperatur der verdichteten Arbeitsluft, so daß dieser bis zu einer bestimmten Höchsttemperatur mir eine geringere Wärineinenge zugeführt «-erden konnte. Eine größere Leistung wurde also hiermit nicht erzielt. Hieran änderte auch nichts der Vorschlag, durch Einspritzung von Wasser die Verdichtungstemperatur herabzusetzen.
  • Da die erwähnten Motoren unwirtschaftlich arbeiten, sind sie durch den Dieselmotor vollständig verdrängt.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren, durch das die Leistung des Arbeitszylinders und der Wirkungsgrad des Luftmotors erhöht wird. Die Arbeits:uft wird außerhalb des Arl,eitszyl-inders durch eine mehrstufige Luftpumpe mit Benutzung von Zwischenkühlern an sich bekannter Weise isotlierinisch hoch verdichtet und delle Arbeitszylinder, in dessen kleinem Kompressionsraum Restgase oder Frischluft bis zur Zündtemperatur des Brennstoffes adia@batisch verdichtet sind oder durch die eintretende Arbeitsluft verdichtet werden, zugeführt und hier durch Einführung und innere Verbrennung von Brennstoff erhitzt. Dieses Verfahren kann dadurch verbessert «erden, daß die von der mehrstufigen Luftpumpe kommende hoch verdichtete Arbeitsluft vor ihrer Einführung in den Arbeitszylinder durch die Abgase des Motors vorerlritzt wird, so daß die Wärine der Abgase ausgenutzf und die mit ihnen abgeführte Wärme verringert wird.
  • Es wird dann in der Nähe des Totpunktes Brennstoff zugeführt und darauf die außerhalb des Zylinders isothermisch verdichtete Luft zum Zylinder einge:assen. Hierbei mu.ß aber die Arbeitsluft eire nahezu gleiche oder höhere Spannung erhalten wie der für die Zündung des Brennstoffes erforderliche Verdichtungsdruck im Zylinder.
  • Die Zeichnung zeigt in Abb. i eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Motorenanlage, Abb. 2 ein dem neuen Verfahren entsprechendes Arbeitsdiagramm, Abb.3 ein Veraleichsdiagranim eines Dieselmotors.
  • Es bezeichnet Z' den einfach. wirkenden, mit Ventileinlaß und Schlitzauslaß ausgerüsteten Luftkraftzylinder. Die Arbeitsluft wird voll einer mehrstufigen Luftpumpe P angesaugt tinrl in drei Stufen, zwischen welche Zwischenkühler eil, K_ eingeschaltet sind, hoch verdichtet. Durch die Zwisaienküliler wird das Luftvolumen und damit die \-erdichtungsarbeit wesentlich verringert, außerdem wird bei der mehrstufigen Luftpumpe die Zylinderkühlfläche vergrößert und damit die Wirkung der Zylinderkühlung erhöht. Der Antrieb der Luftpumpe erfolgt durch eine Dampfmaschine, im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Gleichstromdampfmaschine Z". Der für den Betrieb dieser Dampfmaschine erforderliche Betriebsdampf wird erzeugt in einem Kessel K, der beliebig, z. B. als Siederohrkessel, ausgebildet sein kann. Der vom Kessel kommende Dampf wird durch einen in der Rauchkammer des Kessels eingebauten fiberhitzer D überhitzt und gelangt dai»i zur Dampfmaschine.
  • Der Betrieb der Anlage gestaltet sich wie folgt: Die von der Pumpe angesaugte Luft gelangt aus der ersten Stufe zu einem Zwischenkühler K, von hier zur zweiten Stufe und <<: e'tcr zu einem Zwischenkühler K_ und wird schließlich in der letzten Stufe hoch verdichtet durch eine Rohrleitung zu einem Lberhi.tzer I_ geführt, der hinter den Dampfüberhitzer D in die Rauchkammer eingeschaltet ist. :1us dein ersten Teil des L berhitzers L tritt die Luft in seinen zweiten Teil L', der vor dein Dainpfü.berhitzer D in die Rauchkammer eingebaut ist und infolgedessen von den heißesten Rauchgasen bestrichen wird. Die hoch verdichtete und überhitzte Luft tritt dann durch das Ventil E zum Zylinder Z'. Im Totpunkt oder während der Füllung des i\Iotorzylinders wird durch das Brennstoffventil B Brennstoff zugeführt, der :ich in der heißen Luft entzündet und das Arbeitsvermögen der Luft vergrößert. Die zum Zerstäuben des Brennstoffes erforderliche Luft wird der Luftleitung vor ihrem Eintritt in den Luftüberhitzer L entnommen und durch eine besonders kleine Luftpumpe F auf eine höhere Spannung gebracht und in den Behälter C gepreßt, der durch eine Leitung mit dem Brennstoffventil B in Verbindung stellt. Nach der Expansion der mit Verbrennungsgasen gemischten Luft entweicht diese zum größten Teil durch die Auslaßschlitze S.
  • Es ist nicht unbedingt erforderlich, die voll der letzten Luftpulnpenstufe kommende Luft einem besonderen Cberhitzer zuzuführen, da die in dem Arbeitszylinder des Heißluftinotors verbliebene Luft infolge der hohen Anfangstemperatur und des geringen schädlichen Raumes nach der Verdichtung eine so hohe Temperatur besitzt, daß der eingespritzte Brennstoff mit Sicherheit zur Entzündung kommt.
  • Infolge der Verdichtung außerhalb des Arbeitszylinders kann der Verdichtungsraum klein gehalten werden. Der Luftmotor arbeitet im Zweitakt. Eine besondere Spülpumpe ist nicht unbedingt erforderlich. Uni beine Rückgang des Kolbens eine durch die geringe Bemessung des kleinen schädlichen Raumes etwa bedingte übermäßig hohe Verdichtung zu vermeiden, ist im Zylinderdeckel eile Auslaßventil A angebracht, mit dessen Hilfe die Verdichtungsperiode derart geregelt wird, daß die verdichtete Luft im Totpunkt die Zündungstemperatur des Brennstoffes sicher erreicht. Nachdem im Totpunkt Brennstoff zugeführt ist, wird die außerhalb des Zylinders durch die mehrstufige Luftpumpe isothermisch höher verdichtete Luft in den Zylinder gelassen und hier durch den Brennstoff erhitzt. Durch. die hohe isothermische Verdichtung der Arbeitsluft wird auch die Nutzleistung des Motors erhöht.
  • Die Verbindung des Motors mit der Dampfmaschinenanlage gewährleistet den Vorteil, die Abgase des Kessels zur Luftüberhitzung heranzuziehen. Die Auspuffgase des Motors werden, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, durch die Leiturig G in die Rauchkammer eingeführt, und zwar an einer Stelle, wo diese etwa die gleiche Temperatur besitzt wie die Auspuffgase. Durch diese Maßnahme tragen .die Auspuffgase außer zur Überhitzung zur Verstärkung des Feuerungszuges und zur Reinigung der Überhitzer von Flugasche bei.
  • In Abb. z ist ein Diagramm der Luftpumpen- und Zylinderarbeit nach dem Verfahren unter Vernachlässigung der schädlichen Räume dargestellt. Das Ansaugen in der ersten Stufe der Luftpumpe erfolgt nach Linie a, b, die Verdichtung nach der nur wenig von, der Adiabate abweichenden Polytrope b, c. Nachdem das Volumen der Luft durch den Kühler K in der durch die Linie c, d dargestellten Weise verringert ist, wird sie in der zweiten Stufe nach Linie d, e. und nach nochmaliger Volumenverringerung durch den Kühler K. - Linie e, f - in, der dritten Stufe nach der Linie f, g verdichtet. Hierauf wird die Luft in den Lufterhitzer gedrückt (im Diagramm Linie g, la). Im Lufterhitzer sowie durch die Verbrennung im Zylinder wird das Luftvolumen auf die Füllung des Arbeitszylinders hin vergrößert. Hieran schließt sich die Expansion nach Linie i, k und daran: die Vorausströmung k, 1. Der Austritt erfolgt nach. Linie 1, a. Die nutzbare Arbeit ergibt sich aus der Fläche b, c, d, e, f, g, i,_ k, 1, b.
  • In Abb.3 ist das Arbeitsdiagramm eines Dieselmotors dargestellt unter der Annahme, daß die durch Brennstoff zugeführte Wärme im Totpunktbei höchster Spannung übertragen würde. Hier ist die Arbeitsfläche U, o, p, q, n kleiner als die Arbeitsfläche nach Abb. a.
  • Da nach dem Verfahren der Verdichterzylinder vom Luftzylinder unabhängig ist, kann entweder durch Vergrößerung des Verdichterzvlinderhubvolumens die Wärme mehr zur Leistungserhöhung oder nach Verkleinerung mittels der Abgase im Erhitzer ausgenutzt werden. In beiden Fällen wird die mit den Abgasen abgeführte Wärme verringert.
  • Auch die für die Leistungseinheit mit dem Kühlwasser abgeführte Wärme ist kleiner als beim Dieselmotor, da die Leistung bei gleicher Anfangstemperatur größer als bek diesem ist.
  • Im Arbeitszylinder bleibt während- der Füllungsperiode die Spannung eine Zeitlang annähernd gleich. Während dieser Zeit kann bei hoher Spannung die Wärmeabgabe stattfinden; im Dieselmotor dagegen tritt gleich nach Überschreitung desTotpunktes ein Spannungsabfall ein.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betriebe von Heißluftmotoren mit kleinem Verdichtungsraum, Verdichtung der Arbeitsluft außer-halb des Arbeitszylinders und inneren Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsluft in an sich bekannter Weise durch einen mehrstufigen Verdichter mit Benutzung von Zwischenkühlern isothermisch auf eine hohe Spannung gebracht und. dem Kraftzylinder, in dessen kleinem Verdichtungsraum Restgase oder Frischluft bis zur Zündtemperatur des Brennstoffes adiabatisch verdichtet sind oder durch die eintretende Arbeitsluft verdichtet werden, zugeführt und hier durch innere Verbrennung von Brennstoff erhitzt werden. a. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung eines mit den heißen Auspuffgasen des Luftmotors beheizten Lufterhitzers, in dem .die verdichtete Luft vor ihrem Eintritt in den Arbeitszylinder erwärmt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil. der hochverdichtetenArbeitsluft vor Beginn der Erhitzung mit Hilfe einer besonderen Pumpe noch höher verdichtet und zur Einpressung des Brennstoffes benutzt wird. 4. ' Heißluftmotoranlage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i in Verbindung mit einer Dampfkesselanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftvorerhitzung in Lufterhitzern erfolgt, die in die Feuerungsabgase des Dampfkessels eingebaut sind. 5. Heißluftmotoranlage nach Anspruch4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffgase des Luftmotors in die Rauchkammer derart eineführt «erden, daß sie die-22. Überhitzer von Flugasche frei blasen.
DEW58634D 1921-06-19 1921-06-19 Verfahren zum Betriebe von Heissluftmotoren mit innerer Verbrennung Expired DE391043C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEW58634D DE391043C (de) 1921-06-19 1921-06-19 Verfahren zum Betriebe von Heissluftmotoren mit innerer Verbrennung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEW58634D DE391043C (de) 1921-06-19 1921-06-19 Verfahren zum Betriebe von Heissluftmotoren mit innerer Verbrennung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE391043C true DE391043C (de) 1924-12-05

Family

ID=7605538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEW58634D Expired DE391043C (de) 1921-06-19 1921-06-19 Verfahren zum Betriebe von Heissluftmotoren mit innerer Verbrennung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE391043C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007118435A1 (de) Verbrennungsmotor mit direkter wassereinspritzung
DE20117271U1 (de) Verbrennungsmotor
DE391043C (de) Verfahren zum Betriebe von Heissluftmotoren mit innerer Verbrennung
DE2925230A1 (de) Waermekraftmaschine nach dem verdraengerprinzip
DE4038463C2 (de)
DE2440659A1 (de) Mit wasserdampf betriebener motor
DE3027415A1 (de) Verfahren zur umwandlung von brennstoffenergie in mechanische energie mit einem verbrennungsmotor
DE10062835A1 (de) Kolbenverbrennungsmotor mit sequentieller Dampfeinspritzung
DE344072C (de) Arbeitsverfahren fuer mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschinen
DE1451639B2 (de) Verfahren zum Betrieb einer Kolben-Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung
DE299978C (de)
DE441076C (de) Verfahren, das Anspringen von kompressorlosen Zweitakt-Dieselmaschinen aus dem kalten Zustand zu erleichtern
AT214215B (de) Verfahren und Einrichtung zur Verbesserung des Startverhaltens von Dieselmotoren
AT111123B (de) Verfahren zum Betriebe von Viertakt-Brennkraftmaschinen.
DE75068C (de) Verfahren und Einrichtung zur Zündung von Gasmaschinen
DE660359C (de) Einrichtung zur Inbetriebsetzung von Anlagen, bei denen zur Leistungserhoehung hohe Druecke verwendet werden, die durch gasturbinengetriebene Verdichter geliefert werden
DE506629C (de) Verfahren zum Ingangsetzen von Diesel-Lokomotiven mittels erwaermter Druckluft
CH659685A5 (en) Device for producing a torque
DE365640C (de) Verbrennungsmotor mit Waermespeicher
DE109982C (de)
DE4402254C2 (de) Verdichtungsbrenner zur Aufheizung z.B. der Ansaugluft eines Katalysators oder eines Rußfilters von Brennkraftmaschinen
DE650863C (de) Diesel- oder Halbdieselbrennkraftmaschine
DE804149C (de) Arbeitsverfahren fuer Waermekraftanlagen und Waermekraftanlage
AT92253B (de) Verfahren zum Betriebe von Einspritzverbrennungskraftmaschinen und für dieses Verfahren geeignete Maschine.
DE392169C (de) Verfahren zum Betriebe von Heissluftmotoren mit innerer Verbrennung