DE584408C

DE584408C - Dieselmaschine mit Verwertung der Abgas-, und Zylinderwaerme durch Einstaeubung von hocherhitztem Druckwasser in den Arbeitszylinder

Info

Publication number: DE584408C
Application number: DEB154922D
Authority: DE
Original assignee: KONRAD BAETZ
Current assignee: KONRAD BAETZ
Priority date: 1932-03-20
Filing date: 1932-03-20
Publication date: 1933-09-19

Description

Dieselmaschine mit Verwertung der Abgas-,und Zylinderwärme durch Einstäubung von hocherhitztem Druckwasser in den Arbeitszylinder Es sind eine Reihe von verschiedenen Verfahren bekanntgeworden., um durch Dampferzeugung aus den Abgasen und aus dem Kühlwasser von Verbrennungskraftmaschinen eine höhere Nutzleistung solcher Maschinen zu erzielen. Auch hat man die Abgase dazu benutzt, heißes Hochdruckwasser herzustellen, das dann als Dampf zur Kraftleistung nutzbar gemacht wurde. Alle diese Verfahren ergeben aber insbesondere, wenn ein Dampfzylinder oder auch nur die Gegenseite des Kolbens der Verbrennungskraftmaschine als Dampfzylinder ausgeführt wird, eine wesentliche Komplikation der Maschine. Das vorliegende Verfahren beruht demgegenüber darauf, daß das auf hohen Druck gepreßte und durch die Abgase hochgradig erhitzte Wasser in einen verdichteten Abgasrest des Arbeitszylinders der Dieselmaschine eingestäubt wird. Das Wasser wird im Zylinder zunächst nur etwa zur Hälfte in Druckdampf übergehen, während sich der übrige Teil erst beim Expansionshub unter Bindung großer Wärmemengen aus dem Zylindermantel in arbeitleistenden Dampf verwandelt.
Das Verfahren sei zunächst an einer Zweitaktmaschine mit Kurbelkastenspülung und Strahlzerstäubung des Brennstoffes erläutert. Die Spülluft werde durch ein Ventil E und die Abgase durch eine Klappe K gesteuert. Es sind zwei Steuerwellen S1 und S2 gezeichnet, welche bei einem Viertaktmotor nur die Hälfte der Drehzahl der Kurbelwellen ausführen. Die Steuerwelle S1 treibt die Brennstoffpumpe P1 zür Einstäubung des Brennstoffes zum Brennstoffventil B, die Steuerwelle S2 die Preßwasserpumpe, das durch die Heizschlangen H zum Wassereinstäubventil W strömt. Letzteres muß besonders gesteuert werden. Der Arbeitsvorgang ist folgender: Die Spülluft tritt nahe dem unteren Totpunkt durch das Einlaßventil E aus dem Kurbelkasten in den Zylinder. Die Abgase entweichen (mit Dampf gemischt), wie üblich, auf der gegenüberliegenden Seite durch die Auslaßschlitze. Die eingeblasene Luft wird komprimiert, nahe dem oberen Totpunkt beginnt die Brennstofteinstäubung durch das Brennstoffventil B mit Hilfe der Pumpe P1. Es erfolgt Verbrennung und Expansion. Gegen Ende des Hubes ist die Auslaßklappe K in die punktierte Lage gestellt, so daß jetzt die heißen Abgase um die D@ruckwasserwindungen strömen müssen. Das Einlaßventil E bleibt ganz oder teilweise geschlossen. Der Rest der Abgase wird nun neuerdings verdichtet, worauf in der Nähe des oberen, Totpunktes heißes Druckwasser eingestäubt wird, wodurch jetzt ein neuer Krafthub ohne weiteren Brennstoffaufwand entsteht. Besonders günstig wirkt das nachverdampfende Wasser, das noch viel Wärme aus dem Zylinderinneren entnimmt, wodurch sich voraussichtlich ein besonderer Wassermantel für den Zylinder erübrigt. Gibt jetzt der Kolben die Auslaßschlitze frei, so steht die Klappe K in der oberen (ausgezogenen) Stellung.- Der mit den Abgasen jetzt entweichende Dampf hat die Temperatur derselben wesentlich herabgesetzt, so daß es zweckmäßig ist, das Dampf-Gas-Gemisch frei ausströmen zu lassen bzw. es nur zum Vorwärmen des Einspritzwassers zu verwenden. Nun strömt wieder bei offenem Einlaßv entil E Spülluft in den Zylinder, und der ganze Arbeitsvorgang wiederholt sich. Durch das beschriebene Arbeitsverfahren wird zweifellos eine intensive Kühlung der Maschine unter Erhöhung ihrer Nutzleistung erreicht, weil auf zwei Krafthübe nur ein Brennhub trifft. Günstig wirkt ferner, daß die Spülwirkung erhöht wird, weil auch beim zweiten Aufwärtsgang nachgespült werden kann. Schließlich kann bei abnehmender Leistung die Zahl der Wassereinspritzhübe durch den Regler beeinflußt werden, so daß bei geringerer Nutzleistung und kleinerer Brennstoffzufuhr weniger D'ruckwasserhübe auf eine gleiche Zahl Brennstoffhübe treffen. Das Verfahren eignet sich vornehmlich für Zweitaktmaschinen, und zwar sowohl für kleine Maschinen mit Kurbelkastenspülung wie auch für große Maschinen mit besonderem Spülluftv erdichter. Die Zweitaktmaschine zeigt folgende Arbeitshübe, wie zur Deutlichkeit nochmals wiederholt werden soll, so daß sie zur Viertaktmaschine wird: Erster Hub: Ausspülen von Dampf- und Gasgemisch und Verdichtung der Frischluft. Zweiter Hub: Einstäuben von Brennstoff und Expansion der Verbrennungsgase; gegen Ende des Hubes Auspuff des Überdrucks. Dritter Hub: Verdichten des Restes der Abgase. Vierter Hub.: Einstäuben von Druckwasser und Expansion des gebildeten Dampf-Gas-Gemisches.
Aus Viertaktmaschinen werden durch dieses Verfahren Maschinen mit Sechstakt. Nachdem im ersten Hub, wie üblich, Luft angesaugt und im. zweiten Hub verdichtet war, wird im dritten Hub Brennstoff eingestäubt und der Krafthub ausgeführt und gegen Hubende der Überdruck ausgepufft. Im vierten Hub erfolgt die Verdichtung des Restes der Abgase und dann im fünften Hub die Wassereinstäubung und der Krafthub mit Dampf und schließlich im sechsten Hub das Ausschieben des Gemisches von Abgas und Abdampf.

Claims

PATENTANSPRUCH: Dieselmaschine mit Verwertung der Abgas- und Zylinderwärme durch Einstäubung von hocherhitztem Druckwasser in deal Arbeitszylinder, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auspuffen eines Teils der Abgase der im Zylinder verbleibende Abgasrest verdichtet und in der Nähe der Kolbentotlage hoch erhitztes Druckwasser in diesen verdichteten Abgasrest eingestäubt wird.