DE393869C - Verbrennungsmotorlokomotive - Google Patents
VerbrennungsmotorlokomotiveInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C7/00—Other locomotives or motor railcars characterised by the type of motive power plant used; Locomotives or motor railcars with two or more different kinds or types of motive power
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM 8. APRIL 1924
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 20 b GRUPPE 7 (A36991 III20b)
Aktiebolaget Vaporackumulator in Stockholm.
Verbrennungsmotorlokomotive. Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Januar 1922 ab.
Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund
der Anmeldung in Schweden vom 22. Januar 1921 beansprucht.
Im Lokomotivbetrieb hat man bisher von dem in stationären Anlagen und Schiffen mit
so großem Vorteil eingeführten Verbrennungsmotor, besonders vom Dieselmotor, keinen ausgedehnten
Gebrauch machen können, teils weil der Verbrennungsmotor kein erhebliches Arilaßmoment entwickeln kann und teils weil
er denjenigen Bedingungen der Überlastungsfähigkeit, die im Lokomotivbetrieb in Steigungen
und Krümmungen erforderlich sind, nicht entspricht.
Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist die Verbindung eines Verbrennungsmotors mit
elektrischen Maschinen vorgeschlagen, indem durch den Verbrennungsmotor ein Generator
angetrieben wird, der einem oder mehreren
Fäm
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elektrischen Motoren Strom liefert, wobei der Verbrennungsmotor beim Anlassen zuerst den
elektrischen Generator im Leerlauf antreibt. Nachdem dann die normale Umdrehungszahl
erreicht ist, werden die elektrischen Motoren mit Hilfe des vom Generator erzeugten Stromes
angelassen. Zufolge der schweren und kostspieligen Vorrichtungen hat aber diese Lösung
besonders für größere Einheiten nicht durchgeführt werden können.
Man hat ,auch vorgeschlagen, durch einen besonderen Verbrennungsmotor einen Luftverdichter
anzutreiben, der Druckluft erzeugt, die aufgespeichert wird, um in dem Antriebsmotor
der Lokomotive beim Anlassen verwendet zu werden. Weiter hat man elastische Übertragung
auf mechanischem Wege zwischen dem Verbrennungsmotor und der Treibwelle, z. B. mit Hilfe von Flüssigkeitstransformatoren, vorgeschlagen.
In dieser Weise wird aber nur ein Anlassen ermöglicht, während keine Überlastung
in Steigungen usw. erhalten werden kann.
Die vorliegende Erfindung bezweckt eine vollständige Lösung der Aufgabe und besteht
aus der Kombination eines Diesel- oder anderen Verbrennungsmotors mit einem Dampfspeicher,
derart, daß der normale Antrieb mit diesem Motor erfolgt, während das Anlassen bzw.
bestimmte Überlastungen mit Hilfe von Dampf aus dem Speicher durchgeführt wird, welcher
Dampf entweder in einer besonderen Dampfmaschine oder im Verbrennungsmotor zur Wirkung kommt.
Dieser Speicher, der auf der Lokomotive oder 5 auf einem besonderen Anhängewagen angeordne t
wird, wird zweckmäßig als ein gut isolierter Behälter ausgeführt, der zum größten Teil mit
Wasser oder einem anderen Stoff gefüllt ist zwecks Aufspeicherung von Dampf und Wärme.
In diesem Speicher wird zweckmäßig die überschüssige Wärme des Verbrennungsmotors aufgespeichert.
Die Abgase des Motors haben gewöhnlich eine Temperatur von etwa 500 ° C,
und man kann deshalb aus diesen Abgasen eine nicht unbedeutende Wärmemenge zurückgewinnen.
Dies kann zweckmäßig derart erfolgen, daß der Kessel, in dem die Wärme der Abgase
ausgenutzt wird, und der Speicher zu einer Einheit zusammengebaut sind. Selbstverständlich
ist es auch möglich, die Speicherungsfähigkeit des Kessels durch Anordnung eines damit zusammenwirkenden,
von dem Kessel getrennten Speichers zu erhöhen.
Auch kann der Speicher dadurch geladen ' werden, daß man ihm Wärme in anderer Weise
zuführt.
Abb. ι stellt beispielsweise schematisch eine
Lokomotive mit Anhängewagen für den Wasser als Speicherstoff enthaltenden Dampfspeicher
dar. Abb. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Anhängewagens mit Dampfspeicher.
i In Abb. ι bezeichnet 1 den Verbrennungsmotor,
beispielsweise eine Dieselmaschine, 2 den dazugehörigen Kompressor, 3 den Dampfmotor,
der durch eine Leitung 4 mit dem Dampfspeieher 5 in Verbindung steht, 6 ist ein Dampfkessel,
der mit zahlreichen Siederohren 7 versehen ist und in dem dieAbgase des Verbrennungsmotors,
die durch Leitung 8 dem Kessel zugeführt werden, zur Dampferzeugung ausgenutzt werden,
worauf sie bei 9 ins Freie entweichen. Der I Abhitzekessel 6 ist in diesem Falle auch mit
j einer ölfeuerung 10 ausgerüstet. 11 bezeichnet
i die Ladeeinrichtung des Speichers, durch die d':r im Kessel 6 erzeugte Dampf dem Speicher
■■ zugeführt wird. An die Ladeleitung ist auch eine Leitung 12 angeschlossen, durch die gegebenenfalls
Dampf von außen dem Speicher zugeführt werden kann. Dem Speicher kann auch durch das Ventil 13 Dampf für andere
Verbraucher als die Dampfmaschine 3, z. B. zur Erwärmung des Zuges, entnommen werden.
14 bezeichnet ein Sicherheitsventil.
Abb. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des mit dem Speicher 5 versehenen Anhängerwagens.
Hier sind die Siederohre 7 in den Speicher 5 eingebaut. Die Abgase werden durch das Rohr 8 zugeführt und entweichen nach
Durchströmung der Rohre 7 durch den Schornstein 9. Im übrigen sind dieselben Vorrichtungen
vorhanden wie bei der Ausführung nach Abb. i.
Beim Ingangsetzen ist der Speicher 5 geladen. Das Ingangsetzen wird derart erzielt,
daß Dampf aus dem Speicher dem Dampfmotor 3 zugeführt wird, mit dessen Hilfe der
Zug in Gang gesetzt wird. Die größte Kraft wird, wie bekannt, im Anlaßaugenblick beansprucht,
und bei dieser Gelegenheit ist ja auch der Druck im Speicher 5 am größten, was natürlich ein günstiges Anlassen ermöglicht.
Nachdem der Zug in dieser Weise bis auf eine ziemlich große Geschwindigkeit gebracht ist,
wird der Dampf abgestellt, und der Dieselmotor ι übernimmt dann die Arbeit des Dampfmotors.
Die Wrärme der Abgase des Dieselmotors wird
in der obenerwähnten Weise dem Speicher 5 zugeführt, der also während des Betriebes
allmählirh geladen wird. Zufolge der guten Isolierung 15 wird der Speicher 5 längere Zeit
aufgeladen bleiben.
Wie beim Anlassen kann Dampf vom Speicher 5 dem Dampfmotor 3 zugeführt werden,
um in Steigungen u. dgl. eine erhöhte Zugkraft zu erhalten. Selbstverständlich kann Dampf
vom Speicher auch für die Steuerung des Dieselmotors, z. B. für dessen Anlassen und Umsteuerung,
genommen werden.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß dem Speicher während des Betriebes immer die
Wärme der Abgase zugeführt werden kann,
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ro daß Anlassen und Überlastungen vom Speicher gut gedeckt werden können. Man kann
sich denken, daß das Sicherheitsventil des Speichers geneigt' ist, zufolge einer zu hohen
Ladung abzublasen. In diesem Falle kann man die Belastung des Dieselmotors vermindern
und den Dampfmotor in Tätigkeit setzen, so daß der Druck im Speicher wieder herabgesetzt
wird.
ίο Zufolge der guten Isolierung des Speichers
ist sein Wärmeverlust so gering, daß er sich mehrere Tage aufgeladen halten kann, wenn er
außer Betrieb ist," während welcher Zeit die so zusammengebaute Lokomotive also augenblicklieh
anlaßfähig ist.
Bei Bedarf kann aber, wie erwähnt, der Speicher dadurch aufgeladen werden, daß ihm
Wärme in anderer Weise, z. B. mittels ölfeuerung, zugeführt wird, und zwar falls der
Speicher beim Anlassen entladen sei wie auch bei längeren Überlastungen in langen Steigungen,
in welchem Falle, wie obenerwähnt, der Dampfmotor zu Hilfe genommen werden kann.
Unter Umständen kann man sich auch die Anordnung derart denken, daß der Speicher während der Aufenthalte an den Stationen in irgendeiner Weise aufgeladen wird.
Unter Umständen kann man sich auch die Anordnung derart denken, daß der Speicher während der Aufenthalte an den Stationen in irgendeiner Weise aufgeladen wird.
Selbstverständlich kann anstatt eines Dieselmotors auch ein anderer Verbrennungsmotor,
z. B. ein Sauggasmotor, Glühkopfmotor 0. dgl., verwendet werden. Im letzten Falle kann man
sich auch denken, daß ein Gaserzeuger am Tender oder an der Lokomotive vorgesehen
wird, wobei zweckmäßig minderwertiger Brennstoff, z. B. Torf, Braunkohle u. dgl., zur Anwendung
gelangen kann.
Am Tender kann ein geeigneter Behälter für das Kühlwasser vorgesehen sein. Das Kühlwasser
kann, nachdem es die Mäntel der Zylinder durchströmt hat, entweder wegrinnen oder
auch in einem anderen Behälter bis zum nächsten längeren Aufenthalte aufgespeichert werden,
wobei das erhitzte Wasser durch Kaltwasser ersetzt wird.
Auch kann eine Anordnung derart getroffen werden, daß immer das gleiche Wasser verwendet
wird, in welchem Falle das Wasser in bekannter Weise in einem Oberflächenkondensator
oder in einem Gradierwerk durch Luft rückgekühlt wird.
Die Lösung der Aufgabe nach der vorliegenden Erfindung bietet folgende große Vorteile:
1. Zufolge Anwendung eines Dampfmotors
können erheblich große Anlaß- und Überlastungsmomente erhalten werden, in der gleichen
Weise wie bei einer gewöhnlichen Dampflokomotive, und zwar selbst in noch höherem
Grade zufolge der momentan zur Verfügung stehenden, außerordentlich großen Dampfmenge.
2. Gegenüber den gewöhnlichen Dampflokomotiven weist diese Lokomotive eine enorme
Ersparnis an Brennstoff auf, indem der thermische Wirkungsgrad von 3 bis 7 Prozent bis auf
denjenigen der Dieselmotoren gesteigert werden kann. Gegenüber den früher vorgeschlagenen
Lösungen der Aufgabe weist das neue Verfahren auch eine nicht unerhebliche Ersparnis an
Brennstoff auf, die dadurch erreicht wird, daß teils die Verluste, die mit elektrischer Übertragung
verknüpft sind, beseitigt werden können, und teils weil nach vorliegender Erfindung die
Wärme der Abgase verwertet wird.
3. Gegenüber der Lösung mit elektrischer Übertragung werden die Anlagekosten erheblich
kleiner.
4. Dampf für die Erwärmung des Zuges kann zweckmäßig dem Speicher entnommen werden.
5. Besonders wird sich eine Kombination mit einem Dampfspeicher für den Fall als geeignet
erweisen, wenn eine plötzliche Bremsung herbeizuführen ist, da diese, wie bekannt, wirkungsvoll
nur mit Dampf hervorgebracht werden kann.
6. Der Kessel bzw. der Speicher versieht den Dienst eines sehr wirkungsvollen Schalldämpfers.
7. Diese Vorrichtung zeigt außerdem, daß bestehende Lokomotiven nach vorliegendem
System leicht abgeändert werden können, wodurch die Anlagekosten verhältnismäßig gering
werden. Die Ausführung einer solchen Abänderung mag im folgenden näher beschrieben
werden.
Beispielsweise können besondere Motoren zum Dampfbetrieb sowohl als zum Verbrennungsmotorbetrieb
aufgestellt werden. Unter Umständen kann man sich denken, daß keine
besonderen Dampfmotoren angeordnet werden, sondern daß Dampf den Verbrennungsmotorzylindern
zugeführt wird, der dann z. B. auf den beiden Kolbenseiten zur Wirkung kommen
kann. Während des Anlassens wird in diesem Falle kein Kühlwasser den Mänteln des Motors
zugeführt, dagegen kann man ihnen Dampf zuführen, um Kondensationsverluste bzw. Wasserschläge
in den Zylindern zu vermeiden. Nachdem der Zug in dieser Weise bis auf eine ziemlich große Geschwindigkeit gebracht ist,
wird der Dampf abgestellt, Kühlwasser den Mänteln der Zylinder zugeführt, und der Verbrennungsmotor
übernimmt den Dienst des Dampfmotors, wie oben beschrieben.
Unter anderen Umständen kann es vorteilhaft sein, den Verbrennungsmotor derart einzurichten,
daß die eine Seite als Dampfmotor betrieben werden kann, während die andere Seite als Verbrennungsmotor arbeitet.
Um das kleinste Gewicht des Verbrennungsmotors zu erhalten, kann er zweckmäßig in
Zweitakt und in Doppelwirkung arbeiten.
In bezug auf die Manöverierung kann n?an
sich eine Vorrichtung denken, durch die die Dampfzufuhr zu den Dampfzylindern und
ihren Mänteln abgestellt, während gleichzeitig dem Verbrennungsmotor Kühlwasser, Öl und
Druckluft zugeführt wird.
Am zweckmäßigsten wird die Erfindung derart abgeändert, daß sie bei vorhandenen Dampflokomotiven
ohne weiteres verwendbar ist. Im folgenden wird beschrieben, wie die Erfindung in diesem Falle verwendet werden kann,
wobei jedoch zu bemerken ist, daß man sich mehrere andere derartige Modifikationen denken
kann.
Berechnungen haben erwiesen, dai3 der Wasserraum des vorhandenen Lokomotivkessels
mehr als ausreichend ist, um eine genügende Wassermenge für das Anlassen aufzuspeichern.
Unter Umständen kann dieser Wasserraum dadurch noch vergrößert werden, daß man einen etwas größeren Behälter aufbaut, der am
Platz des Kessels angebracht wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Speicherungsfähigkeit
des Kessels dadurch zu erhöhen, daß man an einem besonderen Wagen einen damit zusammenarbeitenden Speicher anbringt.
Die Dampfzylinder der Lokomotive werden durch Dieselmotorzylinder ersetzt. Sie erhalten
öl von einem Behälter, der zweckmäßig am Tender der Lokomotive angeordnet wird.
Die Abgase des Dieselmotors werden dem zum Speicher abgeänderten Lokomotivkessel zugeführt.
Es ist ersichtlich, daß diese abgeänderte Lokomotive in der obenerwähnten Weise arbeitet.
Die bei gewöhnlichen Dampflokomotiven vorhandene Einrichtung mit Blaserrohr, um die
Rauchgase durch den Kessel mit Hilfe des Abdampfes aus den Zylindern zu ziehen, fällt
natürlich weg, weil die Abgase des Dieselmotors von ihm durch den Kessel bzw. Speicher
hindurchgedrückt werden. Wenn Zusatzfeuerung erforderlich ist, wie oben erwähnt ist,
kann eine Dampfmenge dem Speicher direkt entnommen werden, um ein Blaserrohr zu betätigen.
Gegebenenfalls kann zu diesem Zweck auch ein Ventilator angeordnet werden.
Es ist ersichtlich, daß durch die obenerwähnte
Erfindung ermöglicht wird, daß der Verbrennungsmotor tatsächlich für den Lokomotivbetrieb
verwendbar wird, was von großer Be- 50 deutung ist, zuerst infolge der erheblichen Ersparnis
an Brennstoff, die durch die Einführung des Verbrennungsmotors als Treibmotor erreicht
wird, außerdem kommen aber andere große Vorteile hinzu, von denen hier nur der- 55
jenige erwähnt werden soll, daß Rauchentwicklung und Funkenbildung ganz oder beinahe
fortfallen.
Claims (5)
1. Verbrennungsmotorlokomotive, bei der Dampf zur Überwindung des Anfahrens und
sonstigen Überlastungen verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf einem auf der Lokomotive angebrachten
oder im Zug mitgeführten Dampfspeicher entnommen wird.
2. Verbrennungsmotor lokomotive gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abgase des Verbrennungsmotors in einem Abhitzekessel zur Dampferzeugung ausgenutzt
werden und der erzeugte Dampf dem Speicher zugeführt wird.
3. Verbrennungsmotorlokomotive gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abgase des Verbrennungsmotors dem Dampfspeicher zur Verwertung zugeführt werden, wobei der Speicher mit einer besonderen
Feuerung ausgestaltet sein kann.
4. Verbrennungslokomotive gemäß Anspruch ι, ζ oder 3, erhalten durch Umbau
einer vorhandenen, gewöhnlichen Dampflokomotive, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Dampfzylinder Verbrennungsmotorzylinder
eingebaut werden, in denen auch der Dampf zur Wirkung kommt, wenn mit Pampf gearbeitet wird.
5. Verbrennungslokomotive gemäß Anspruch i, 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß dieselbe Vorrichtung, durch die die go Dampfzufuhr zu den Zylindern abgestellt
wird, auch gleichzeitig zur Zuführung von Öl, Druckluft und Kühlwasser zum Verbrennungsmotor
dient.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE393869X | 1921-01-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE393869C true DE393869C (de) | 1924-04-08 |
Family
ID=20309344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA36991D Expired DE393869C (de) | 1921-01-22 | 1922-01-21 | Verbrennungsmotorlokomotive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE393869C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009023101A1 (de) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Hybrides Antriebssystem für Schienenfahrzeuge |
-
1922
- 1922-01-21 DE DEA36991D patent/DE393869C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009023101A1 (de) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Hybrides Antriebssystem für Schienenfahrzeuge |
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