DE404276C - Kolben-Brennkraftmaschine mit Verwendung von Dampf - Google Patents

Description

• Kolben-Brennkraftmaschine mit Verwendung von Dampf. Bei Kolben-Brennkraftmaschinen, deren Kolben zwischen einem Verbrennungsraum und einem Dampfraum arbeiten, wie dies z. B. der Fall (ist, wenn Dampf oder dessen Erzeugung als Heißkühlmittel für die Kolben verwendet wird, ist das Lecken des einen Mittels in das andere nachteilig.
• Entweicht der Dampf aus dem Dampfraum in den Verbrennungsraum und dessen Kanäle, so entstehen an Flächen, die eine niedrigere Temperatur besitzen als die Sättigungstemperatur des Dampfes, Niederschläge, die zu Säurebildung führen, namentlich bei Verwendung von schwefelreichen Brennstoffen. Wenn andererseits zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Anlage die Erzeugung von Dampf als Kühlmittel gewählt wird, so bedeutet dessen teilweiser Verlust ein vermindertes Erreichen des gewollten Zweckes.
• Findet umgekehrt ein Lecken aus dem Verbrennungsraum in den Dampfraum statt, so entsteht einmal der Nachteil, daß diese nichtkondensierbaren Gase bei Anlagen mit Expansion des Dampfes auf Kondensatorspannung das Vakuum verschlechtern, andererseits die vom Dampf berührten Kondensator- und V erdampfungsoberflächen durch Öl- und Verbrennungsreste verschmutzt werden, wodurch der Wärmeübergang beeinträchtigt wird. Vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben. Sie besteht in der Anbringung von einem vom Kolben nicht abgedeckten, denselben umschließenden oder teilweise umschließenden Entlästungskanal oder Kanäle, die den Durchgang von Dampf- oder Verbrennungsgasteilen von dem einen Kolbenraum in den anderen durch Ableiten teilweise oder vollkommen unterbinden. Der Druck in diesen Kanälen wird so niedrig gehalten, daß ein unzulässiges Lecken den Kolben entlang über den Kanal hinweg nicht stattfindet.
• Abb. i zeigt beispielsweise eine Anwendung der Erfindung auf einen Viertaktmotor. Oberhalb des Kolbens i befindet sich der .Verbrennungsraum 2, unterhalb desselben der Dampfraum 3. Die Kolbenkühlung wird in diesem Beispiel durch Einspritzen von Wasser durch das Rohr- und Düsensystem 4, 5 bewirkt, der Dampf entweicht durch 6 nach der weiteren Verwendungsstelle. Wird der Dampfkörper im Raum 3 als hydraulisches Gestänge verwendet, das durch freien Zutritt zu den benachbarten Kolben die Verdichtungsarbeit, unter Umgehung des mechanischen Gestänges, von dem einen Kolben auf den anderen überträgt, so wird dessen Druck mehrere kg/cm' betragen, und ein noch höherer Druck wird benötigt, wenn die einfachwirkende Verbrennungsleistung in eine doppeltes irkende, auf die Kurbel bezogen, umgeformt werden soll.
• Es findet dann entsprechend den wechselnden Druckunterschieden wechselseitiges Lecken statt, sowie die Kolbenringe nicht vollkommen dicht sind, und zwar findet, wie in Abb. 2 veranschaulicht ist, in der 7 das Diagramm des Arbeitskreislaufes und 8 einen Dampfdruck bedeuten, ein Lecken von Verbrennungsgasen nach dem Dampfraum während der Kolbenstrecken 9, io und von Dampf nach dem Verbrennungsraum während der Kolbenstrecken i i, 12 statt. Durch Anbringen von einem von dem Kolben i oder von seinen Ringen 13, 14 nicht abgedeckten, umschließenden Entlastungskanal 15 werden diese durchleckenden Mengen abgefangen und nach außen oder nach einer Verwendungsstelle durch den Austritt 16 abgeleitet. Die Wärme des Leckdampfes oder Dampfluftgeinisches kann beliebige Verwendung finden, z B. für Speisewasservorwärmung, Rohwasserverdampfung oder zur Arbeitsleistung durch Expansion in den Niederdruckstufen eines kondensierenden Dampfmotors.
• Abb. 3 zeigt die Anwendung der*Erfindung auf einen Zweitaktmotor mit Schlitzspül- und Auspuffkanälen 17, 18, die vom Entlastungskanal 15 durch einen Zylinderlaufabschnitt i9 getrennt sind. Um den Leckdampf im Kanal 15 von Verbrennungsbeimengungen rein zu halten, genügt es, dem Dampf einen kleinen Überdruck gegenüber dem höchsten, in den Kanälen 17, 18 vorkommenden, zu geben.
• Abb. 4 zeigt eine weitere Vervollkommnung, indem zwischen den obenerwähnten Kanälen 15, 17 und 18 ein weiterer Kanal 2o eingeschaltet wird. (Kanal 17 ist, weil die rechte Hälfte der Abb. 4 weggelassen, nicht zu sehen.) Diese Anordnung bezweckt, durch gesondertes Abfangen der durchleckenden Verbrennungsgase und durch Abführen derselben durch Ausmündung 2,1 nach einer Stelle konstanten Druckes und ebenso derjenigen des Dampfes aus 15 durch die Mündung 16, den für das Reinhalten dieses Dampfes notwendigen Überdruck gegenüber den durchleckenden Gasmengen auf ein Mindestmaß, z. B. o,o i km/cin2, zu halten. Dieser vollständig gasfreie Dampf kann z. B. in der Niederdruckstufe einer Dampfturbine auf Kondensatorspannung expandieren.
• Der Dampfdruck im Damp.fauffangkanal kann durch ein Druckminderventil auf die erforderliche Höhe konstant gehalten werden. Abb. 5 veranschaulicht die Anordnung eines Dampfentlastungskanals 15 in der Kolbenwand. Hier entweicht der Leckdampf durch die Kanäle 22 in die Bohrung 23 der hohlen Kolbenstange 24, um durch das Gelenkrohr 25 nach außen zu entweichen.
• In Fällen, in denen Kolbenringe über die bffnungen des Entlastungskanals hinwegstreichen, empfiehlt es sich, die Schlitzöffnungen etwa gemäß Abb. 6 und 7 in Form von runden Löchern 25 auszuführen. Sie können auch in zwei Reihen 26, 27 (Abb. 8) angeordnet werden.
• Die Erfindung kann auch auf gegenläufige oder irgendeine andere Gattung von Kolben-Brennkraftinaschinen Anwendung finden.

Claims (1)

1. PATFNT-ANSPRÜCEII,: i. Kolben-Brennkraftmaschine, deren Kolben zwischen einem Verbrennungsraum und einem Dampfraum arbeitet, wie dies z. B. der Fall ist bei der Verwendung von Dampf oder dessen Erzeugung als Heißkühlmittel für die Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Endstellungen des Kolbens ein denselben ganz oder teilweise umschließender und von ihm nicht abgedeckter Leckkanal oder mehrere übereinander gelagerte Leckkanäle eingebaut sind, die das Durchlecken von dem einen Raum zum anderen durch Abfangen und Ableiten des durchleckenden Mittels verhindern. z. Brennkraftmaschine nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckkanal in der Zylinderwand eingebaut ist. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckkanal in der Kolbenwand eingebaut ist. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei L eckkanäle iin der Achsrichtung nebeneinander gelagert- werden, wovon der eine die durchleckenden Verbrennungsgase, der andere den durchleckenden Dampf abfängt und ableitet. 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfdruck im Dampfleckkanal um ein bestimmtes Maß über dem Druck im Auspuffkanal der Verbrennungsgase oder in deren Leckkanal konstant gehalten wird, vorzugsweise durch Einbau eines Druckininderventils in der Ableitung des durchleckenden Dampfes.