DE723951C - Arbeitsverfahren fuer Kolbenkraftmaschinen - Google Patents

Arbeitsverfahren fuer Kolbenkraftmaschinen

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DE723951C
DE723951C DEH147615D DEH0147615D DE723951C DE 723951 C DE723951 C DE 723951C DE H147615 D DEH147615 D DE H147615D DE H0147615 D DEH0147615 D DE H0147615D DE 723951 C DE723951 C DE 723951C
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piston
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troughed
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HEINRICH HARDENSETT DIPL ING D
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HEINRICH HARDENSETT DIPL ING D
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B17/00Reciprocating-piston machines or engines characterised by use of uniflow principle
    • F01B17/02Engines
    • F01B17/04Steam engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B2170/00Steam engines, e.g. for locomotives or ships
    • F01B2170/04To-be-deleted with administrative transfer to parent group
    • F01B2170/0405To-be-deleted with administrative transfer to parent group
    • F01B2170/0423Single acting steam engines with 1, 2 or 3 cylinders

Description

  • Arbeitsverfahren für Kolbenkraftmaschinen In dem Patent 671976 wird eine Kolbenbrennkraftmaschine mit äußerer Verbrennung beschrieben, die gekennzeichnet ist durch ZufÜhrung der gespannten Verbrennungsgase über eine an ihrer Einmündung in den Zylinderraum vorzugsweise düsenförmig ausgebildete und parallel zur Zylinderachse angeordnete Leitung in den durch eine nach außen mulden- bzw. schaufelförmige Wölbung des Bodens des Kolbens und des Zylinderdeckels gebildeten Arbeitsraum des Maschinenzylinders im Sinne einer Umlenkung und mehrfachen auf den Kolben wirkenden Beaufschlagung der Verbrennungsgase unter Ausnutzung von deren Bewegungsenergie.
  • Die durch diese Kennzeichnung gegebene Anordnung -kann vorteilhaft nicht nur bei Kolbenbrennkraftmaschinen mit äußerer Verbrennung angewendet werden, sondern auch bei allen mit Kolben arbeitenden Kraftmaschinen mit Zuführung gespannter Gase (Gasgemisch, Dämpfe, Luft) oder unter Druck stehender Flüssigkeiten. Hierher gehören also z. B. auch Kc>Ibendampfmaschinen.
  • DieAnwendung der Anordnung, wie sie. im Patent 671976 beschrieben wurde, geht wie-. folgt vor sich: In den Zylinder Z der auf der Zeichnung dargestellten Kolbenkraftmaschine tritt das g(#spannte Gas bzw. die unter Druck stehende Flüssigkeit durch das Einlaßorgan E mit Geschwindigkeit ein, und zwar wird es durch entsprechende Ausbildung des Zylinders Z oder durch Einbauten so gelenkt, daß es auf den Kolben K auftrifft. Der Strahl des Mediums wird durch den schaufelförrnigen Kolbenboden B uffigelenkt ' und verläßt den Boden B an der entgegengesetzten Seite, in der Abbildung rechts nach oben. Am oberen Zvlinderteil und am Zylinderdeckel D wird der Strahl so umgeleitet, daß er wiederum auf den Kolbenboden B trifft. Dadurch wird der Kolbenboden B wiederholt vom Strahl beaufschlagt, wodurch dieser seine Geschwindigkeitsenergie an den Kolben K und damit an das Triebwerk abgibt. Gleichzeitig drückt auch der Druck des ein-eführten Mittels den Kolben K nach unten, wobei sich das Gas ausdehnt bzw. die Flüssigkeit sich entspannt. Bei theoretisch bester Durchführung würde, wenn der Kolben K die untere Totlage erreicht hat, das- zugeführte Mittel keine Geschwindizkeit mehr haben, da es seine ganze Geschwindigkeitsenergie an den Kolben K abgegeben hätte. Dann öffnet das Auslaßorgan A und das zugeführte Mittel wird durch seinen restlichen Überdruck bzw. seine restliche Strömung bzw. durch den aufwärts gehenden Kolben K ausgeschoben. Es könnte auch nur durch seinen Überdruck, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Spülmittels, durch ein z. B. am unteren Teil des Zylinders Z befindliches Auslaßorgan hinausgebracht werden.
  • Die Anwendung dieses Verfahrens hat fol-,-ende Vorteile: Man kann das zugeführte Mittel durdli einen Verdichter oder eine sonstige Vorrichtung oder durch teilweise Dehnung bzw. bei Flüssigkeit durch teilweise Entspannung im Einlußorgan E oder mittels einer vorgeschalteten Düse d oder durch Saugkolben K auf beträchtliche Geschwindigkeit bringen, ohne daß die dafür aufgewendete Energie im Zylinder Z verl « orengeht. Die nunmehr zulässige höhere Eintritts- oder Füllungs-Geschwindigkeit fuhrt zu kleineren Ventilquerschnitten und daher leichterer Unterbringung der Ventile, zu Id-eiiteren Ventilmassen und daher kleineren Massenkräften zu einer schnelleren Füllung, wodurch höhere Drehzahlen ermöglicht werden, zu kleineren Drückenund Temperaturen von der Entspannungsstelle an bis in den Füllraum und damit zu leichterer Gestaltung und geringerer albzuführender Kühlwärme. Denn durch die Entspannung nimmt der Druck des zugeführten Mittels und bei Gasen damit auch die Dichte ab, es erniedrig t sich die Temperatur und ferner wird die zu kühlende Fläche kleiner. Diese drei Umstände vermindern die Wärmeabgabe, während die erhöhte Geschwindigkeit die Wärmeabfuhr steigert. jedoch ist insgesamt -weniger Kühlwärme abzuführen, so daß sich auch die thermische Schwierigkeit bei hocherhitzten Mitteln verringert.
  • Da bei gegebenem Anfangsdruck und -temperatur im Zylinder nunmehr ein um die umgesetzte Geschwindigkeitsenergie größeres Gefälle ausgenutzt werden kann, so erhöht sich der thermische Wirkungsgrad der Anlage und die Gesamtleistung in der gleichen Maschine. Da zudem jeweiligen Druck des zugeführten Mittels in irgendeiner Kolbenstel-Itin- noch der Beaufschlagungsdruck des umlaufenden Strahls hinzukommt, so wird das Drehmoment der Maschine günstiger. Man kann des weiteren auch für das Entleeren des Zylinders eine Restströmung übriglassen und so führen, daß nach dem Öffnen des Auslaßorgans die Strömung das Entleeren fördert.
  • Es ist bereits bekannt, die Geschwindigkeit des eintretenden Mittels zu erhöhen und dadurch kleinere Ventile und höhere Drehzahlen zu erreichen. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die erhöhte Eintrittsgeschwindigkeit wieder dadurch zurückzugewinnen, daß man durch geeignete Gestaltung von Deckel und Kolben den Dampf wieder aufstaut, so daß man nun im Zylinder wieder im wesentlichen den gleichen Druck und die gleiche Temperatur hat wie vor dem Eintrittsorgan. Durch diesen Aufstau aber nimmt der Druckunterschied vor und hinter dem Einlaßorgan ständig ab und damit nimmt auch die Durchströtugeschwindigkeit durch das Einlaßorgan ab, so daß der beabsichtigte Erfolg beeinträchtigt wird. Da sich bei dem Aufstau-Nerfahren im Gegensatz zum vorliegenden Verfahren Druck und Temperatur wieder erhöhen, so bringt das Aufstau-Verfahren nicht die Vorteile der kleineren Wärmeverluste, der leichteren Gestaltung bzw. des höheren thermischen Wirkungsgrades und der höheren Maschinenleistung, der Verminderung der thermischen Schwierigkeiten am Einlaßventil, des günstigeren Drehrnomentes und der besseren Entleerung mittels Ausnützung einer Restströmung.
  • Die Ausbildung des zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens verwendeten Kolbens läßt sich konstruktiv verändern. Außer dem abgebildeten Schaufelkolben lassen sich auch Schaufelkolben mit mehreren Schaufeln oder Mulden anwenden. Die Führung im Eintrittsorgan. läßt sich mit bekannten Mitteln verbessern, z. B. durch teilweise Abschirmung des Ventils oder bei Schlitzen durch die besondere Richtung der Schlitze und ihre gegenseitige Zuordnung.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Anwendung des Arbeitsverfahrens für Kolbenbrennkraftmaschinen mit äußerer Verbrennung gemäß Patent 67 1976, bei dem die gespannten Gase über eine an ihrer Einmündung in den Zylin(lerraum vorzugsweise düsenförmig ausgebildete und parallel zur Zylinderachse angeordnete Leitung in den durch eine nach außen mulden- bzw. schaufelförmige Wölbung des Bodens des Kolbens und des Zylinderdeckels gebildeten Arbeitsraum des Maschinenzylinders im Sinne einer Umlenkung und mehrfachen auf den Kolben wirkenden Beaufschlagung der Gase unter Ausnutzung von deren Bewegungsenergie zugeführt werden, auf Kolbenkraftmaschinen mit Zuführung gespannter Gase (Gasgemisch, Dämpfe, Luft) oder unter Druck stehender Flüssigkelten.
DEH147615D 1936-05-20 1936-05-20 Arbeitsverfahren fuer Kolbenkraftmaschinen Expired DE723951C (de)

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