DE413354C

DE413354C - Betriebsverfahren fuer Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE413354C
Application number: DEG57250D
Authority: DE
Original assignee: EBERHARD GOTTSCHAU; FRIEDRICH WILHELM WILKENS
Current assignee: EBERHARD GOTTSCHAU; FRIEDRICH WILHELM WILKENS
Priority date: 1922-08-15
Filing date: 1922-08-15
Publication date: 1925-05-05

Description

Betriebsverfahren für Verbrennungskraftmaschinen. Es sind Motoren bekannt, bei denen der Brennstoff vor seinem Eintritt in den Verbrennungsraum verdampft wird. Ferner ist es bekannt, zur Verhinderung zu schneller und deshalb unvollständiger Verbrennung Wasser in den Verbrennungsraum einzuspritzen, und es ist auch bekannt, dieses Zusatzwasser vor der Einführung in . den Zylinder durch die heißen Abgase des Motors zu verdampfen und mittels des erzeugten Wasserdampfes den flüssigen Brennstoff einzublasen.
Die Erfindung betrifft nun ein Betriebsverfahren für Motoren, insbesondere Schwerö1motoren, bei welchen, wie bekannt, mittels der Abgase des Motors verdampftes Zusatzwasser verwandt wird. Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren werden gemäß der Erfindung sowohl' das Wasser als auch der Brennstoff durch die Abgase des Motors vorver@ darr pft. und zwar auf eine höhere Spannung als die Konpressionzspannung und in Dampfform so stark überhitzt, daß sie nach Eintritt in den Verbrennungsraum des Motors eine mindestens ebenso hohe oder noch höhere Temperatur besitzen, als ihrer Spannung entspricht. Dadurch wird vermieden, daß ein Teil der Kompressionswärme zur Verdampfung des Brennstoffes und des Wassers verbraucht wird, während anderseits eine Ausnutzung der Abwärme des Motors erfolgt. Da das Gemisch aus Brennstoffdampf und Wasserdampf ein nicht zündfähiges Gas ist, so lassen sich beide Teile hoch erhitzen, und zwar so hoch, daß auch bei geringerem Kompressionsdruckim Verbrennungsraum nach dem Einspritzen des Gemisches die Zündtemperatur im Zylinderraum erhalten ist.
Ein weiterer Schritt der Erfindung ist, daß das Gemisch aus Brennstoff- und Wasserdampf durch eine de Lavalsche Düse in den Verbrennungsraum eingeblasen wird, derart, daß die hohe Spannung des Gemisches in Geschwindigkeit umgesetzt wird, und zwar in eine Geschwindigkeit, welche höher als die Zündgeschwindigkeit des Brennstoffes ist. Die Folge davon ist, daß, bevor die Zündung' eintritt, eine gute Durchwirbelung und Durchrrischung des Brennstoffes mit der im Verbrennungsraum komprimierten Luft stattfindet. Erst bei dem allmählichen Sinken der Geschwindigkeit des Gemisches wird die Zündung ermöglicht.
Die Verdampfung des Brennstoffes und des Wassers erfolgt in Röhren von sehr geringe- m lichten Querschnitt, die etwa schraubenförmig gewunden sind und in den Weg der Auspuffgase verlegt werden. Beide Rohrleitungen können parallel zueinander- oder auch hintereinandergeschaltet werden. Im letzteren Falle durchspült der Wasserdampf das Verdampferrohr für den Brennstoff, aus dem er sich etwa festsetzende Bestandteile herausreißt. Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß nur die Wasserrohrschlangen in den Abgasen des Motors liegen und der '\i'asserdampf so stark überhitzt wird, daß seine Wärme noch zur Verdampfung und Überhitzung des Brennstoffes ausreicht, der flüssig in ein Rohrstück eingespritzt wird, durch welches der -überhitzte Wasserdampf hindurchtreten muß. Das Wasser wird dem Kühlwasser des Motors entnommen, das besonders bei Verdampfungskühlung chemisch rein ist und die Heizrohrschlangen nicht verstopfen kann.
Die Wirkungsweise des Verfahrens nach der Erfindung ist folgende: Wasser und Brennstoff werden durch Pumpen, die in Übereinstimmung mit dem Arbeitsgang der Maschine arbeiten, in die von den Auspuffgasen beheizten Verdampferrohrschlangen gedrückt und in diesen zu einem hohen Druck verdampft und stark überhitzt. Das hochüberhitzte Brennstoffwasserdampfgemisch wird durch geeignete gesteuerte Ventile o. dgl. etwa bei der oberen Totpunktstellung des Kolbens durch eine de Lavalsche Düse in den Verbrennungsraum eingelassen,. Es mischt sich infolge der künstlich herbeigeführten hohen Geschwindigkeit ohne Rückzündung zunächst sehr gut mit der im Verbrennungsraum vorhandenen komprimierten Luft und gelangt allmählich zur Entzündung. Der Brennstoff verbrennt vollständig und die entzündeten Gase beginnen den Kolben vorzuschieben.. Infolge der bei der Verbrennung entstehenden Drucksteigerung im Zylinder kann der Dampf zunächst noch nicht expansieren, wird vielmehr noch weiter überhitzt; erst nach Beendigung der Verbrennung beginnt seine Expansion, so daß die Maschine bis fast zu ihrem untern Totpunkt unter Hochdruck arbeitet. Sinkt infolge Überlastung die Drehzahl, so muß natürlich' auchirgendein an sich bekanntes Regelorgan für größere Brennstoffzufuhr sorgen, dabei steigert sich die Abwärmemenge und umgekehrt, so daß bezüglich Vorüberhitzung bei schwankender Belastung eine selbsttätige Regelung vorhanden ist.
Brennstoff und Wasser sind bezüglich ihrer Mengen so einzuregeln, daß die Temperatur und Wärmemenge der Auspuffgase nach beendetem Verbrennungs- und Expansionsvorgang für die Verdampfung und Überhitzung des Brennstoffes und Wassers für die nächste Zylinderfüllung gerade ausreichen..

Claims

PATENT-ANSPRUCH: Betriebsverfahren für Verbrennungskraftrrasc'hinen, insbesondere für Schwerölmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff- und Wasserdämpfe überhitzt und mit einer Geschwindigkeit, die höher als die Zündgeschwiindigkeit ist, in den Zylinder eingeblasen werden.