DE564170C - A machine set with piston cooling consisting of a two-stroke internal combustion engine with an upstream compressor and downstream gas turbine - Google Patents

A machine set with piston cooling consisting of a two-stroke internal combustion engine with an upstream compressor and downstream gas turbine

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Publication number
DE564170C
DE564170C DES98977D DES0098977D DE564170C DE 564170 C DE564170 C DE 564170C DE S98977 D DES98977 D DE S98977D DE S0098977 D DES0098977 D DE S0098977D DE 564170 C DE564170 C DE 564170C
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DE
Germany
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gas turbine
internal combustion
combustion engine
piston
machine set
Prior art date
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Expired
Application number
DES98977D
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German (de)
Inventor
Dr-Ing Ferdinand Koehler
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.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P1/00Air cooling
    • F01P1/04Arrangements for cooling pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

Aus Zweitakt-Brennkraftmaschine mit vorgeschaltetem Verdichter und nachgeschalteter Gasturbine bestehender Maschinensatz mit Kolbenkühlung Es ist bekannt, einer Brennkraftkolbenmaschine eine Gasturbine nachzuschalten und die Brennkraftkolbenmaschine durch einen Verdichter aufzuladen. Der Verdichter wird entweder von der Gasturbine angetrieben, wenn die Leistung des Maschinensatzes von der Brennkraftmaschine abgenommen wird, oder er wird von der Brennkraftmaschine angetrieben, wenn diese nur als Energieumformer wirken soll, während die Nutzleistung dann von der Gasturbinenwelle abgenommen wird. In beiden Fällen wird die Energie der Treibgase, welche die Brennkraftmaschine verlassen, in einer Gasturbine weiter ausgenutzt. Bei der bisherigen Ausführung derartiger Maschinensätze wird bei jedem Kolbenspiel einmal ein bestimmtes Treibgasquantum der Turbine zugeleitet, nämlich in dem Zeitraum. zwischen der öffnung der Auspuffschlitze und deren Abschluß. Während des ganzen übrigen Teiles des Arbeitsspieles ist die Gasturbine ohne Verbindung mit der Brennkraftmaschine. Es leuchtet ein, daß eine derart stoßweise Beaufschlagung einen ungünstigen Einfuß auf den Betrieb der Gasturbine haben muß. Diese stoßweise Beaufschlagung läßt sich mildern, wenn man gemäß der Erfindung außer der an sich bekannten Verbindung zwischen Verdichter und Gasturbine in der Nähe des unteren Totpunktes des Brennkraftkolbens eine weitere Verbindung zwischen Verdichter und Gasturbine in der Nähe des oberen Totpunktes herstellt, und zwar über Kühlkanäle im Brennkraftkolben, die von diesem selbst gesteuert werden. Es wird hierdurch die Zahl der sekundlichen Beaufschlagungen der Gasturbine auf das Doppelte erhöht, also eine Vergleichmäßigung der Beaufschlagung erreicht. Hierzu tritt ein weiterer wesentlicher Vorteil, nämlich die Rückgewinnung der Kolbenwärme zur Erzielung mechanischer Arbeit in der Gasturbine. Zwar wird auch bei bekannten Anordnungen eine gewisse Verlustwärmemenge in den Kreislauf zurückgeführt, doch ist diese gering gegenüber der Wärmemenge, die bei der Anordnung gemäß der Erfindung dadurch abgeführt wird, daß in der Nähe des oberen Totpunktes Luft durch den Kolben selbst hindurchgeführt wird.From two-stroke internal combustion engine with upstream compressor and downstream gas turbine existing machine set with piston cooling It is known to connect a gas turbine downstream of an internal combustion engine and the internal combustion engine charged by a compressor. The compressor is either from the gas turbine driven when the power of the machine set is taken from the internal combustion engine is, or it is driven by the internal combustion engine, if this is only an energy converter should act, while the useful power is then taken from the gas turbine shaft. In both cases, the energy of the propellant gases leaving the internal combustion engine further exploited in a gas turbine. In the previous version such Machine sets produce a certain propellant gas quantity for each piston clearance fed to the turbine, namely in the period. between the opening of the exhaust port and their completion. During the entire remaining part of the working cycle, the Gas turbine without connection to the internal combustion engine. It stands to reason that one such intermittent loading has an unfavorable influence on the operation of the gas turbine must have. This intermittent loading can be mitigated if one according to the Invention apart from the connection, known per se, between the compressor and the gas turbine another connection near the bottom dead center of the internal combustion piston between the compressor and the gas turbine in the vicinity of the top dead center, via cooling channels in the internal combustion piston that are controlled by the piston itself. This increases the number of times the gas turbine is acted upon doubled, so the admission is made more even. For this Another important advantage occurs, namely the recovery of the piston heat to achieve mechanical work in the gas turbine. Although it is also known with Arrangements fed back a certain amount of heat loss into the circuit, however this is small compared to the amount of heat generated in the arrangement according to the invention is discharged in that near top dead center air through the piston itself is passed through.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Abbildung dargestellt. In dem mit Wasserkühlung versehenen Zylinder r ist der Kolben a in seiner oberen Totlage gezeichnet. Der Einströmkanal für die Spül- und Ladeluft ist mit 3, der Abgaskanal mit q. bezeichnet. Diese beiden Kanäle sind so angeordnet, daß die Spülung und Ladung des Zylinders in bekannter Weise vor sich geht, wenn der Kolben in der Nähe seines unteren Totpunktes die Schlitze freigelegt hat. Der Kolben selbst ist mit einem Kühlmantel 5 versehen, der durch die Schlitze 6 und 7 mit dem EinlaB-kanal3 und mit dem Abgaskanal 4 in Verbindung steht, wenn der Kolben sich in der Nähe seines oberen Totpunktes befindet. Bei dieser Anordnung kann also Luft durch den in geeigneter `leise ausgestalteten Kühlraum des Kolbens gerade zu der Zeit hindurch= strömen, wo im Zylinder die höchsten Temperaturen herrschen und viel Wärme in den Kolben übergeht. Je nach der Längenausdehnung der Schlitze 6 und 7 läßt sich die .Zeit, während der der Kühlstrom durch den Kolben hindurchgeleitet wird, so bemessen, daB eine ausreichende Kühlung erfolgt. Durch den Kanal 4 strömt die erwärmte Kühlluft zu einer Abgasturbine, die in der Hauptsache von den in der unteren Kolbenstellung aus dem Zylinder ausströmenden Abgasen beaufschlagt wird und nunmehr durch die erwärmte, unter dem Aufladedruck stehende Kühlluft zusätzlich Energiezufuhr erhält.An exemplary embodiment is shown in the figure. In the with Water-cooled cylinder r, the piston a is drawn in its top dead center. The inlet duct for the scavenging and charge air is marked with 3, the exhaust duct with q. designated. These two channels are arranged so that the flushing and loading of the cylinder in familiar Way goes on when the piston is near his the bottom dead center has exposed the slots. The piston itself is with one Cooling jacket 5 provided, which through the slots 6 and 7 with the inlet channel 3 and communicates with the exhaust duct 4 when the piston is in the vicinity of his top dead center is located. With this arrangement, air can pass through the in a suitable manner `` quietly designed cooling space of the flask just at the time flow through = where the highest temperatures prevail in the cylinder and a lot of heat in the pistons transforms. Depending on the length of the slots 6 and 7, the .Zeit, during which the cooling flow is passed through the piston, dimensioned so that there is sufficient cooling. The heated cooling air flows through channel 4 to an exhaust gas turbine, which mainly depends on the piston in the lower position exhaust gases flowing out of the cylinder is acted upon and now through the heated, Cooling air under the boost pressure is additionally supplied with energy.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Aus Zweitakt-Brennkraftmaschine mit vorgeschaltetem Verdichter und nachgeschalteter Gasturbine bestehender Maschinensatz mit Kolbenkühlung, bei welchem eine Verbindung zwischen Verdichter und Gasturbine in der Nähe des, unteren Totpunktes des Brennkraftkölbens besteht, dadurch gekennzeichnet, daB eine weitere Verbindung zwischen Verdichter und Gasturbine in der Nähe des oberen Totpunktes über vom Kolben gesteuerte Kühlkanäle (6, 5, 7) im Brennkraftkolben hergestellt ist. PATENT CLAIM: A machine set with piston cooling consisting of a two-stroke internal combustion engine with an upstream compressor and a downstream gas turbine, in which there is a connection between the compressor and the gas turbine near the bottom dead center of the internal combustion piston, characterized in that there is a further connection between the compressor and the gas turbine in the vicinity of the top dead center via cooling channels (6, 5, 7) controlled by the piston in the internal combustion piston.
DES98977D 1931-05-31 1931-05-31 A machine set with piston cooling consisting of a two-stroke internal combustion engine with an upstream compressor and downstream gas turbine Expired DE564170C (en)

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DE564170C true DE564170C (en) 1932-11-18

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DE (1) DE564170C (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE768085C (en) * 1939-03-30 1955-11-03 Messerschmitt Boelkow Blohm Device for carrying out the process for operating a power generation system
DE1253189B (en) * 1960-09-19 1967-10-26 Bradley Washfountain Company Row shower or communal wash, in particular round shower fountains

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE768085C (en) * 1939-03-30 1955-11-03 Messerschmitt Boelkow Blohm Device for carrying out the process for operating a power generation system
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