DE480239C - Motoranordnung, bestehend aus einer Brennkraftmaschine in Verbindung mit einer Turbine - Google Patents

Description

• IYiotoranordnung, bestehend aus einer Brennkraftmaschine in Verbindung mit einer Turbine Die Erfindung bezieht sich auf eine Motoranordnung, bei welcher eine Brennkraftmaschine mit einer Turbine verbunden ist und letztere durch die Abgase des Motors und den aus dem Motorkühlwasser erzeugten Dampf gespeist wird.
• Bei bekannten Motoranordnungen dieser Art weist der Zylinder der Brennkraftmäschine eine öffnung auf, die von dem Kolben kurz vor dem Erreichen des Endes seines Entspannungshubes abgedeckt wird.
• Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht demgegenüber darin, daß ein Teil der in der Verbrennungskammer vorhandenen Gase bereits bei Beginn der Entspannung in die Turbine strömt.
• Der aus dieser Anordnung sich ergebende Vorteil ist darin zu erblicken, daß durch das plötzliche Ausströmen eines Teiles der Gase bei Beginn der Entspannung in dem Motorzylinder eine heftige Entspannung erfolgt, woraus sich wiederum eine beträchtliche Kühlung des Zylinderkopfes ergibt. Die in dem Zylinder verbleibende Gasmenge entspannt sich in dem gleichen Raum, den die Menge der im Augenblick der Explosion gebildeten Gase einnehmen würde, wenn die ganze Gasmenge im Zylinder verbleiben würde. =Diese um die in die Turbine abgeleitete Gasmenge verringerte Menge Gas wird daher einer verlängerten Entspannung unterworfen, wodurch die Leistung verbessert wird, ohne diesen Vorteil durch eine Erhöhung der passiven Widerstände aufzuheben. Die aus dem Zylinder ausströmende Gasmenge entspannt sich ebenfalls, und ihre durch die Entspannung in kinetische Energie umgewandelte Druckenergie wird unter den bestmöglichsten Bedingungen in der Turbine wiedergewonnen.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß im Kopf des Motorzylinders ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das sich bei der Explosion der Gase entgegen dem Druck einer Feder öffnet und die Verbrennungskammer mit dem nach der Turbine führenden Kanal verbindet. Infolge dieser Anordnung wird der Motorzylinder erst mit der Turbine verbunden, wenn der Druck im Zylinder hoch genug ist, um den Druck der das Ventil beeinflussenden Feder zu überwinden, wodurch ein Zurückströmen der verbrannten Gase in den Zylinder verhindert wird.
• Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß im Augenblick des Anwerfens das Rückschlagventil in seiner Schließlage gesichert wird.
• Gemäß der Erfindung hat ferner die Turbine zwei Entspannungsstufen,, von denen die Hochdruckstufe von den aus dem Verbrennungsraum zu Beginn der Verbrennung vorweg abgezogenen Gasen und gegebenenfalls von dem in bekannter Weise aus dem Motorkühlwasser erzeugten Dampf, die Niederdruckstufe durch die Abgase gespeist wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar geben ,die Abb. i bis 4 schematisch Längsschnitte in den verschiedenen Stellungen des Zylinders wieder.
• Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiele ist mit i der Motorzylinder bezeichnet, in dem der Kolben 2 hin und her geht. In der Kompressionskammer 3 des Zylinders i ist ein Ventilsitz 4 vorgesehen, auf welchem ein Ventil 5 sich befindet, dessen Stange 6 mit einem Hebel 7 in Verbindung gebracht ist. Die Spannfeder 8, unter deren Wirkung die Stange 6 steht, hat das Bestreben, das Ventil 5 ständig auf seinen Sitz 4 niederzudrükken. Mit g ist das Einlaßventil bezeichnet und mit io das Auslaßventil des Motors. Der Motor ist mit einem Kühlraum ii umgeben. Die durch Verdampfung entstehenden Wasserdämpfe gelangen .nach dem Überhitzungsraum 13. Bei 12" erfolgt die Wasserzuführung. Mit 17 ist ein unter der Wirkung einer Feder 18 stehendes Ventil bezeichnet, welches im Augenblicke der Explosion einen Teil der Gase nach der Turbine ig entweichen läßt. Die Turbine 1g besitzt doppelte Beschaufelung, wovon die eine, 24, für Niederdruck und die andere, 23, für Hochdruck bestimmt ist.
• Die Wirkungsweise der Motorturbine ist folgende: Um den Motor in Gang zu bringen, wird die Stellung des Ventils 5 auf seinem Sitz 4 beispielsweise mittels des um die Achse 16 drehbaren Hebels 15, gesichert. Die Stellung des Hebels i5 in dieser Lage ist in Abb. 1 strichpunktiert gezeichnet. Darauf wird der Motor auf gewöhnliche Weise angeworfen. Da das den Zylinder 1 umgebende Wasser nicht umlaufen kann, wird es nach kurzer Zeit zum Verdampfen gebracht. Hierauf wird die für das Ventil 5 vorgesehene Sperrsicherung aufgehoben, das dann nur unter der Einwirkung der Feder g steht. Es findet bei der Explosion ein Übertritt von Druckgasen aus dem Zylinder nach dem Raum 2o statt. Durch die von dem Raum 2o und von dem Motorzylinder abgegebene Wärme wird Wasser verdampft. Der Dampf gelangt durch den Überhitzungsraum 13 nach der Turbine ig. Das Arbeitsverfahren ist folgendes: Im ersten Takt (Abb. i) geht der Kolben nach abwärts, wobei sich das Einlaßventil g öffnet und das Verbrennungsgemisch die Kammer 3 anfüllt. Beim zweiten Takt geht der Kolben 2 nach aufwärts, komprimiert das Gasgemisch in der Kammer 3; es tritt Explosion ein (Abb. 2), wobei der Gasdruck die Spannung der Feder 8 für das Ventil 5 überwindet und ein Teil der Gase in -den Raum 2o gelangt. Da die Spannung der Feder 18 geringer ist als der auftretende Gasdruck, hebt sich das Ventil 17, so daß Gas sich in den beiden Stufen 23 und 24 der Turbine entspannen kann. Sobald der Gasdruck sich um ein genügendes Maß verringert hat, schließen sich die beiden Ventile 5 und 17 wieder. Beim dritten Takt (Abb. 3) geht der Kolben 2 unter der Einwirkung der in der Kammer 3 zurückgebliebenen Gase weiter abwärts. Beim vierten Takt endlich (Abb.4) geht der Kolben aufwärts, die verbrannten Gase entweichen durch das Ventil io und entspannen sich in der Niederdruckstufe 24 der Turbine 1g, worauf das Spiel von neuem beginnt. Der in dem Raum i1 entwickelte Dampf gelangt durch den Kanal 26 nach dem Überhitzer 13 und von da durch die Leitung 27 in die beiden Stufen 23 und 24 der Turbine ig. An die Turbine ist ein nicht besonders dargestellter Kondensator angeschlossen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. "Motoranordnung, bestehend aus einer Brennkraftmaschine in Verbindung mit einer Turbine, die mit den Abgasen des Motors und finit dem aus dem Motorkühlwasser erzeugten Dampf gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß auch ein Teil der zu Beginn der Expansion im Verbrennungsraum vorhandenen Gase der Turbine zugeleitet wird.
2. 2. Motoranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden des Motorzylinders ein Sperrventil (5) angeordnet ist, das sich zu Beginn der Expansion öffnet und die Verbindung zwischen dem Verbrennungsraum und der Zuleitung zur ,Turbine herstellt.
3. 3. Motoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (5) im Augenblicke des Artwerfens in seiner Schließstellung gesichert ist.
4. 4. Motoranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine zwei Entspannungsstufen besitzt, wobei die Hochdruckstufe von den aus dem Verbrennungsraum zu Beginn der Verbrennung vorweg abgezogenen Gasen und gegebenenfalls von dem in bekannter Weise aus dem Motorkühlwasser erzeugten Dampf, die Niederdruckstufe durch die Abgase gespeist wird.