EP0896140A1 - Steam engine with integrated condensation - Google Patents

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EP0896140A1
EP0896140A1 EP97113660A EP97113660A EP0896140A1 EP 0896140 A1 EP0896140 A1 EP 0896140A1 EP 97113660 A EP97113660 A EP 97113660A EP 97113660 A EP97113660 A EP 97113660A EP 0896140 A1 EP0896140 A1 EP 0896140A1
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EP
European Patent Office
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steam
piston
pressure
engine
hot water
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Withdrawn
Application number
EP97113660A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rüdiger GRAF VON GÖRTZ
Ulrich Finger
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.)
Von Gortz & Finger Techn Entwicklungs Gesmbh
Original Assignee
Von Gortz & Finger Techn Entwicklungs Gesmbh
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Classifications

    • 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
    • F01B29/00Machines or engines with pertinent characteristics other than those provided for in preceding main groups
    • F01B29/04Machines or engines with pertinent characteristics other than those provided for in preceding main groups characterised by means for converting from one type to a different one
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B69/00Internal-combustion engines convertible into other combustion-engine type, not provided for in F02B11/00; Internal-combustion engines of different types characterised by constructions facilitating use of same main engine-parts in different types

Definitions

  • the invention has for its object in one unit Generate steam and in a piston engine in mechanical Convert energy.
  • the steam generation is achieved in that with a commercially available burners gaseous or liquid fuels in a combustion chamber made of ceramic material or Highly heat-resistant steel can be burned. This creates temperatures of over 1,000 ° C in the combustion chamber.
  • the advantage of this method is that weak gases such as biogas, landfill gas or wood gas over a longer period Burning period burned at very high temperature become. Remaining pollutants that are after the Purification of the gases should still be in these at the high temperatures and over the duration of the Cracked burn time.
  • Flash steam is used for steam generation, which means that there is a water jacket around the ceramic combustion chamber . This water is superheated to hot water and then fed to the expansion space of the steam engine, where it evaporates. The expanded steam is expelled from the piston through the opened valves.
  • Fig.1 shows such a steam engine.
  • Fuel is supplied to the burner 14 through the control plug 13 .
  • the fuel is burned and hot water is generated in the ceramic combustion chamber 15 .
  • the 16 thermometers and 17 manometers display the current status of the hot water.
  • the safety valve 18 is blown off.
  • the pressure sensor 11 measures the actual pressure in the hot water chamber and controls the pressure maintaining pump via the controller 10 .
  • the angle sensor 4 which controls the solenoid valves 6 via the control device 5 .
  • the control unit 5 of the time and duration can be eiocyte 6 for opening the solenoid valves.
  • Fig. 8 Fig. 1 When steam is sprayed in, a pressure builds up above the piston 12 , which opens the control piston 6 against the spring 4 via the control line 1 . The resulting pressure also presses the condensate 16 through the opening 7 into the feed water tank. About 20 ° after TDC , the piston 12 closes the control line 1 so that no further pressure presses on the control piston.

Abstract

The steam engine (1) has an integrated condensation. At the end of a power stroke, cold water is injected in the finest form and the resulting vacuum gives a better output from the generated energy than with a fossil fuel or a byproduct fuel. The ceramic combustion chamber (15), to generate the flash steam at the hot water chamber (10) directly on the engine. The outlet valves (2) are operated automatically through steam pressure.

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Einheit Dampf zu erzeugen und in einem Kolbenmotor in mechanische Energie umzuwandeln.The invention has for its object in one unit Generate steam and in a piston engine in mechanical Convert energy.

Die Dampferzeugung wird dadurch erreicht, daß mit einem handelsüblichen Brenner gasförmige oder flüssige Brennstoffe in einer Brennkammer aus keramischen Material oder Hochhitzebeständigen Stahl verbrannt werden. Dabei entstehen in der Brennkammer Temperaturen von über 1.000°C.The steam generation is achieved in that with a commercially available burners gaseous or liquid fuels in a combustion chamber made of ceramic material or Highly heat-resistant steel can be burned. This creates temperatures of over 1,000 ° C in the combustion chamber.

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß Schwachgase wie Biogas, Deponiegas oder Holzgas über einen längeren Verbrennungszeitraum bei sehr hoher Temperatur verbrannt werden. Restliche Schadstoffe die sich nach der Reinigung der Gase noch in diesen befinden sollten, werden bei den hohen Temperaturen und über die Dauer der Verbrennungszeit gecrackt.The advantage of this method is that weak gases such as biogas, landfill gas or wood gas over a longer period Burning period burned at very high temperature become. Remaining pollutants that are after the Purification of the gases should still be in these at the high temperatures and over the duration of the Cracked burn time.

Für die Dampferzeugung wird Flashdampf verwendet, daß bedeutet, um die Keramikbrennkammer befindet sich ein Wassermantel. Dieses Wasser wird auf Heißwasser überhitzt und dann dem Expansionsraum des Dampfmotors zugeführt, wo es verdampft. Der entspannte Dampf wird von dem Kolben durch die geöffneten Ventile wieder ausgestoßen. Flash steam is used for steam generation, which means that there is a water jacket around the ceramic combustion chamber . This water is superheated to hot water and then fed to the expansion space of the steam engine, where it evaporates. The expanded steam is expelled from the piston through the opened valves.

Fig.1 zeigt einen solchen Dampfmotor. Durch die Regelstecke 13 wird dem Brenner 14 Brennstoff zugeführt. In der Keramikbrennkammer 15 wird der Brennstoff verbrannt und Heißwasser erzeugt. Die Anzeigegeräte 16 Thermometer und 17 Manometer geben den Istzustand des Heißwassers an. Fig.1 shows such a steam engine. Fuel is supplied to the burner 14 through the control plug 13 . The fuel is burned and hot water is generated in the ceramic combustion chamber 15 . The 16 thermometers and 17 manometers display the current status of the hot water.

Sollte der gewünschte Druck in der Heißwasserkammer überschritten werden, wird über das Sicherheitsventil 18 abgeblasen. Der Drucksensor 11 mißt den tatsächlichen Druck in der Heißwasserkammer und steuert über den Regler 10 die Druckhaltepumpe.If the desired pressure in the hot water chamber is exceeded, the safety valve 18 is blown off. The pressure sensor 11 measures the actual pressure in the hot water chamber and controls the pressure maintaining pump via the controller 10 .

Über dem Schwungrad 2 befindet sich der Winkelgeber 4 , der über das Steuergerät 5 die Magnetventile 6 ansteuert. Am Steuergerät 5 kann der Zeitpunkt und die Dauer für das Öffnen der Magnetventile 6 eigestellt werden.Above the flywheel 2 is the angle sensor 4 , which controls the solenoid valves 6 via the control device 5 . On the control unit 5 of the time and duration can be eigestellt 6 for opening the solenoid valves.

Der Dampfmotor 1 treibt über das Schwungrad 2 den Generator 3 an, der den erzeugten Strom in das Netz einspeist. Der entspannte Dampf, der vom Kolben durch die geöffneten Ventile ausgestoßen wird, gelangt in den Kondensator 7, wo er kondensiert wird und in den darunter angeordneten Speisewasserbehälter 8 abfließt. Aus diesem Speisewasserbehälter 8 saugt die Druckhaltepumpe 9 das Speisewasser an und drückt es in die Heißwasserkammer 15. The steam engine 1 drives the generator 3 via the flywheel 2 , which feeds the electricity generated into the network. The expanded steam, which is expelled by the piston through the opened valves, arrives in the condenser 7 , where it is condensed and flows into the feed water container 8 arranged underneath. From this feed water tank 8 , the pressure maintenance pump 9 draws the feed water and presses it into the hot water chamber 15 .

Für die Wärmeerzeugung wird Kaltwasser von unten in den Kondensator 7 gepumpt wo es durch die Wärmeabgabe des entspannten Dampfes vorgewärmt wird. Anschließend strömt das vorgewärmte Wasser in den Wärmetauscher 12, in dem es die Abgase aus der Brennkammer 15 abkühlt. Als Warmwasser kann dieses einer weiteren Nutzung zugeführt werden.For the generation of heat, cold water is pumped from below into the condenser 7 where it is preheated by the heat released by the relaxed steam. The preheated water then flows into the heat exchanger 12 by cooling the exhaust gases from the combustion chamber 15 . This can be used as hot water for further use.

Da es sich bei dieser Anlage um ein geschlossenes System handelt, können dem Speisewasser Zusatzstoffe, Additive, Ammoniak NH3 beigemischt werden. Damit ist zu erreichen, daß die Viscosität verbessert wird, geringere Korrisionsschäden auftreten oder durch die Beimischung von NH3 der Siedepunkt erheblich herabgesetzt wird. ( Salmiakgeist )Since this system is a closed system, additives, additives, ammonia NH 3 can be added to the feed water. This can be achieved that the viscosity is improved, less corrosion damage occurs or the boiling point is considerably reduced by the addition of NH 3 . (Ammonia spirit)

Eine solche Anlage kann überall als BHKW eingesetzt werde da alle flüssigen und gasförmigen Brennstoffe verwendet werden können. Durch die Nachverbrennung bei sehr hohen Temperaturen ergeben sich sehr gute Abgaswerte, so daß keine Abgasnachbehandlung durch Rußfilter oder Katalysator erfolgen muß.Such a system can be used anywhere as a CHP unit because all liquid and gaseous fuels can be used. Afterburning at very high temperatures results in very good exhaust gas values, so that no exhaust gas aftertreatment by soot filter or catalytic converter has to be carried out.

Ferner arbeitet diese Anlage ruhig, da keine Explosion des Brennstoffes statfindet, sondern nur die Expansion des Flashdampfes . Furthermore, this system works quietly, since there is no explosion of the fuel, only the expansion of the flash vapor .

Fig.2 zeigt einen Dampfmotor, der auch mit Flashdampf betrieben wird. Dieser wird in der Heißwasserkammer 10 erzeugt.
Dieser Dampf wird von der Hochdruckpumpe 1 nachverdichtet und dem jeweiligen Zylinder durch Einspritzdüsen 3 zugeführt. Der Flashdampf entspannt blitzartig in dem Expansionsraum und drückt den Kolben 7 nach unten. Dabei gibt der Kolben 7 die Kraft auf die Kurbelwelle ab.
Fig. 2 shows a steam engine that is also operated with flash steam. This is generated in the hot water chamber 10 .
This steam is post-compressed by the high-pressure pump 1 and fed to the respective cylinder through injection nozzles 3 . The flash vapor flashes in the expansion space and presses the piston 7 down. The piston 7 releases the force on the crankshaft.

Der entspannte Dampf wird dann von den Kolben 7 durch geöffneten Ventile 2 in die Abdampfleitung 5 gedrückt. Die Nockenwelle 4 ist durch einen Zahnriemen mit der Kurbelwelle 1:1 verbunden, so daß beim Erreichen des Kolbens von UT das Ventil 4 öffnet. Dabei muß die Nockenwelle 4 die Ventilfeder zusammendrücken und es geht Kraft verloren.The expanded steam is then pressed into the exhaust line 5 by the pistons 7 through open valves 2 . The camshaft 4 is connected by a toothed belt to the crankshaft 1: 1 , so that the valve 4 opens when the piston reaches UT . The camshaft 4 must compress the valve spring and force is lost.

Fig.3 zeigt ein selbsttätig arbeitendes Auslaßventil, daß durch den Dampfdruck gesteuert wird. Wie in der Fig.4 dar gestellt ist, arbeitet das Ventil wie folgt:

  • 1) Bei der Stellung OT wird Dampf in den Hohlraum eingesprüht. Dadurch baut sich über dem Kolben 2 ein Druck auf, der über die Baypaßleitung 3 den Steuerkolben 4 gegen den Federdruck 5 nach unten drückt. Damit ist der obere Auslaßschlitz 7 geschlossen und der expandierende Dampf drückt den Kolben 2 nach unten.
  • 2) Der Kolben 2 hat bei einem Kurbelwinkel von 165° die Oberkante der unteren Aulaßöffnung erreicht. Bis dahin wirkt der volle Dampfdruck auf den Kolben 2.
  • 3) Beim Erreichen des UT ist die untere Öffnung völlig offen und der Restdampf kann entweichen.Dadurch baut sich der Druck im Zylinder 1 und in der Baypaßleitung 3 ab, so daß die Feder 5 den Steuerkolben 4 nach oben drückt. Damit ist auch die obere Öffnung 7 zum Asströmen des Restdampfes offen.
  • 4) Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 wird der Rest dampf bis zu einem Kurbelwinkel von 315° durch die obere Öffnung 7 ausgestoßen. Da sich in der Baypaßleitung 3 kein Druck aufbauen kann, bleibt der Steuerkolben 4 durch den Federdruck 5 geöffnet. Auf dem Weg zum OT wird durch den Kolben 2 die obere Öffnung 7 verschlossen.
  • 5=1) Der Arbeitstakt beginnt von vorne.
  • Fig. 3 shows an automatic exhaust valve that is controlled by the vapor pressure. As shown in Figure 4 , the valve works as follows:
  • 1) At the OT position, steam is sprayed into the cavity. As a result, a pressure builds up above the piston 2 , which presses the control piston 4 downward against the spring pressure 5 via the Baypass line 3 . So that the upper outlet slot 7 is closed and the expanding steam pushes the piston 2 down.
  • 2) The piston 2 has reached the upper edge of the lower outlet opening at a crank angle of 165 °. Until then, the full steam pressure acts on piston 2 .
  • 3) When the UT is reached, the lower opening is completely open and the residual steam can escape, which reduces the pressure in cylinder 1 and in the Baypass line 3 , so that the spring 5 presses the control piston 4 upwards. This also opens the upper opening 7 for the aeration of the residual steam.
  • 4) By the upward movement of the piston 2 , the rest of the steam is expelled up to a crank angle of 315 ° through the upper opening 7 . Since no pressure can build up in the Baypass line 3 , the control piston 4 remains open by the spring pressure 5 . On the way to the TDC , the upper opening 7 is closed by the piston 2 .
  • 5 = 1) The work cycle starts from the beginning.
  • Fig.5-6 Um eine bessere kinetische Energie aus der Expansion des Dampfes zu erreichen, ist es möglich, durch Kaltwassereinspritzung eine Kondensation des Naßdampfes direkt im Zylinder zu erreichen. Fig. 5-6 In order to achieve better kinetic energy from the expansion of the steam, it is possible to achieve a condensation of the wet steam directly in the cylinder by cold water injection.

    Dieser Dampfmotor kann, als eine der Möglichkeiten, in liegender Ausführung gebaut werden, da es sonst beim Erreichen des Kolbens von OT zu Wasserschlägen kommt, die den Dampfmotor beschädigen würden.This steam engine can, as one of the possibilities, be built in a horizontal version, otherwise water hammer will occur when the piston reaches TDC , which would damage the steam engine.

    Fig.5+6 Zeigt ein Kugelventil, daß für den Auslaßvorgang geeignet wäre.Bild 1 Beim Einprühen des Dampfes durch die Düse 8 wird Druck auf das Ventil 1 und den Steuer-Kolben 4 erzeugt. Dadurch schließen beide gegen die Feder 3. Bild 1 und Fig.6 Bild 1 Der Dampf expandiert und drückt den Kolben 11 in Richtung Kurbelwelle. Fig. 5 + 6 shows a ball valve that would be suitable for the exhaust process. Image 1 When spraying the steam through the nozzle 8 , pressure is generated on the valve 1 and the control piston 4 . As a result, both close against the spring 3 . Fig. 1 and Fig. 6 Fig. 1 The steam expands and pushes the piston 11 towards the crankshaft.

    Fig.6 Bild 2 Nach Erreichen von UT wird durch die Düse 9 kaltes Wasser eingespritzt, so daß der Naßdampf kondensiert. Durch das Kondensieren des Dampfes im Zylinder 12 entsteht in diesem ein Vakuum, daß den Kolben 10 zurückzieht.Fig.5 Bild 2 Dadurch wird auch die Kugel nach oben gesaugt, so daß durch das geöffnete Ventil 1 kein Speisewasser angesaugt werden kann. Fig. 6 Fig. 2 After reaching UT , cold water is injected through the nozzle 9 so that the wet steam condenses. Due to the condensation of the vapor in the cylinder 12 , a vacuum is created in the cylinder that pulls the piston 10 back. Fig. 5 Fig. 2 This also causes the ball to be sucked upwards, so that no feed water can be sucked in through the opened valve 1 .

    Fig.6 Bild 4 Wenn das Vakuum nachläßt, fällt die Kugel 2 ab und das Kondensat kann an der schwimmenden Kugel vorbei in den Speisewasserbehälter abfließen. Fig.5 Bild 3 zeigt diesen Kondensatausschub. Fig.6 Fig. 4 When the vacuum subsides, the ball 2 falls off and the condensate can flow past the floating ball into the feed water tank. Fig. 5 Figure 3 shows this condensate discharge.

    Fig.7+8 zeigt eine weitere Variante für ein selbsttätiges Auslaßventil mit Steuerleitung 1 und Steuerkolben 6 für Dampfmotore mit Einspritzkondensation. Fig. 7 + 8 shows a further variant for an automatic exhaust valve with control line 1 and control piston 6 for steam engines with injection condensation.

    Fig.8 Bild1 Durch das Einsprühen von Dampf baut sich oberhalb vom Kolben 12 ein Druck auf, der über die Steurleitung 1 den Steuerkolben 6 gegen die Feder 4 öffnet. Der entstehende Druck drückt auch das Kondensat 16 durch die Öffnung 7 in den Speisewasserbehälter. Ca.20° nach OT schließt der Kolben 12 die Steuerleitung 1, so daß kein weiterer Druck auf den Steuerkolben drückt. Fig. 8 Fig. 1 When steam is sprayed in, a pressure builds up above the piston 12 , which opens the control piston 6 against the spring 4 via the control line 1 . The resulting pressure also presses the condensate 16 through the opening 7 into the feed water tank. About 20 ° after TDC , the piston 12 closes the control line 1 so that no further pressure presses on the control piston.

    Fig.8 Bild 2 Ca.30° nach OT überdeckt die Kolbennut 2 die Steuerleitung 1 und die Kondensatleitung 7, so daß der Steuerdruck entweichen kann und die Feder 4 den Steuerkolben 6 schließt. Fig. 8, picture 2, approx. 30 ° after TDC , the piston groove 2 covers the control line 1 and the condensate line 7 , so that the control pressure can escape and the spring 4 closes the control piston 6 .

    Fig.8 Bild 3 Nach Erreichen des Kolbens 12 von UT wird durch die Düse 9 kaltes Wasser eingespritzt und es entsteht ein Vakuum.Der Kolben 12 wird dadurch nach OT zurückgezogen. Fig. 8 Fig. 3 After reaching the piston 12 of UT , cold water is injected through the nozzle 9 and a vacuum is created . The piston 12 is thereby withdrawn after TDC .

    Fig.8 Bild 4 Das Kondensat 16 sammelt sich über dem Steuerkolben 6 und wird, nach Erreichen des Kolbens 12 von OT und beim Einspritzen des Dampfes, durch die Öffnung 7 abfließen. Fig. 8 Fig. 4 The condensate 16 collects above the control piston 6 and, after reaching the piston 12 by TDC and when the steam is injected, will flow out through the opening 7 .

    Um aus der Kobenmaschine eine höhere Leistung zu erreichen, kann die in Fig.7+8 dargestellte selbsttätige Steuerung auch in einer doppelseitig beaufschlagten Kolbenmaschine angewand werden.In order to achieve a higher output from the piston machine, the automatic control shown in Fig. 7 + 8 can also be used in a piston machine with double-sided action.

    Fig.9 zeigt eine solche Anordnung, bei der auf beiden Seiten sowohl Dampf als auch entgegengesetzt Kaltwasser für die Kondensation eingespritzt werden kann. FIG. 9 shows such an arrangement in which both steam and, in the opposite direction, cold water can be injected for the condensation on both sides.

    Zusätzlich ist bei dieser stehenden Ausführung ein Überdruckventil 14 eingebaut, das bei Wasserschlägen eine Beschädigung der Kolbenmaschine verhindern soll. Die Kolbenstange 16 wird durch ein Speziallager 17 geführt, das den Über- und Unterdruck abdichtet und der Kolbenstange eine Führung gibt. Mit dem Pleuel 15 wird die Druck- und Zugkraft auf die Kurbelwelle übertragen.In addition, a pressure relief valve 14 is installed in this standing version, which is intended to prevent damage to the piston machine in the event of water hammer. The piston rod 16 is guided through a special bearing 17 , which seals the excess and negative pressure and gives the piston rod a guide. The connecting rod 15 transmits the pressure and tensile force to the crankshaft.

    Bei Einzylindermaschinen oder Kolbenmaschinen in Boxeranordnung ergeben sich beim Erreichen des Kolbens von OT+UT Totpunkte, wo keine Kraft auf die Kurbelwelle übertragen wird. Bei Mehrzylindermaschinen, bei denen die Kröpfung der Kurbelwelle 120° oder 90° beträgt, ergibt sich ein besserer Rundlauf und es ist auch ein Selbstanlauf der Kolbenmaschine möglich. In single-cylinder machines or piston machines in a boxer arrangement, dead centers occur when the piston reaches OT + UT , where no force is transmitted to the crankshaft. In multi-cylinder machines in which the crankshaft crank is 120 ° or 90 ° , the runout is better and the piston machine can also start itself.

    Fig.10 zeigt eine Anordnung von zwei Zylindern die im 90° Winkel zueinander stehen und bei denen die Kolbenstangen am Ende Kurbelschlaufen haben. Da beide Kolben doppelt beaufschlagt sind und sowohl drücken als auch ziehen, ergibt sich ein absoluter Rundlauf, da immer ein Kolben im im vollen Einsatz ist. Fig. 10 shows an arrangement of two cylinders which are at a 90 ° angle to each other and in which the piston rods have crank loops at the end. Since both pistons are acted on twice and both push and pull, this results in absolute concentricity, since one piston is always in full use.

    Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß kein Pleuel benötigt wird und daher die Kolbenmaschine mit kleinen Abmessungen gebaut werden kann.

  • Fig.1 - Sechszylindermotor stehend mit Ventilauslaß.
    1)
    Dampfmotor
    2)
    Schwungrad
    3)
    Generator
    4)
    Winkelsensor
    5)
    Zeitschaltrelais
    6)
    Magnetventil
    7)
    Kondensator
    8)
    Speisewasserbehälter
    9)
    Druckhaltepumpe
    10)
    Druckregler
    11)
    Drucksensor
    12)
    Wärmetauscher
    13)
    Gasregelstrecke
    14)
    Gas/Ölbrenner
    15)
    Keramikbrennkammer
    16)
    Thermometer
    17)
    Manometer
    18)
    Sicherheitsventil
    19)
    Thermostat
    20)
    Temperaturfühler
  • Fig.2 - Stehender Motor mit Hochdruckpumpe
    1)
    Hochdruckpumpe
    2)
    Keramikventil
    3)
    Einspritzdüse
    4)
    Nockenwelle
    5)
    Abdampfleitung
    6)
    Teflonkolbenringe
    7)
    Keramikkolben
    8)
    Kondensator
    9)
    Gas/Ölbrenner
    10)
    Keramikbrennkammer
    11)
    Speisewasserbehälter
    12)
    Druckhaltepumpe
    13)
    Druckregler
    14)
    Drucksensor
    15)
    Thermostat
    16)
    Temperaturfühler
  • Fig.3 + 4 - Abdampfsteuerung mit Steuerkolben
    1)
    Zylinder
    2)
    Kolben
    3)
    Baypaß
    4)
    Steuerkolben
    5)
    Druckfeder
    6)
    Stellschraube
    7)
    Gehäuse
  • Fig.5 + 6 - Selbsttätiges Auslaßventil mit Kugel
    1)
    Ventil
    2)
    Kugel
    3)
    Feder
    4)
    Kolben
    5)
    Stellschraube
    6)
    Gehäuse
    7)
    Speisewasserbehälter
    8)
    Flashdampfdüse
    9)
    Kaltwasserdüse
    10)
    Teflonkolbenringe
    11)
    Alukolben
    12)
    Zylinder beschichtet
    13)
    Pleulstange
    14)
    Flaschdampf
    15)
    Kaltwasserstrahl
    16)
    Kondensatablauf
  • Fig.7 + 8 - Liegende Ausführung mit selbstätigen Ventil
    1)
    Steuerleitung
    2)
    Kolbennut
    3)
    Stellschraube
    4)
    Druckfeder
    5)
    Ventilgehäuse
    6)
    Steuerkolben
    7)
    Kondensatleitungen
    8)
    Flashdampfdüse
    9)
    Kaltwasserdüse
    10)
    Zylinderkopf Alu
    11)
    Teflonkolbenringe
    12)
    Alukolben
    13)
    Zylinder beschichtet
    14)
    Flashdampf
    15)
    Kaltwasser
    16)
    Kondensat
  • Fig.9 - Stehende Ausführung doppelseitig wirkend
    1)
    Steuerleitung
    2)
    Kolbennut
    3)
    Stellschraube
    4)
    Druckfeder
    5)
    Ventilgehäuse
    6)
    Steuerkolben
    7)
    Kondensatleitung
    8)
    Flashdampfdüse
    9)
    Kaltwasserdüse
    10)
    Zylinderkopf Alu
    11)
    Teflonkolbenringe
    12)
    Alukolben
    13)
    Zylinder beschichtet
    14)
    Sicherheitsventil
    15)
    Pleuelstange
    16)
    Kolbenstange
    17)
    Speziallager
  • Fig.10 - V-Motor mit Kurbelschlaufen
    1)
    Kolben-A
    2)
    Kolben-B
    3)
    Kolbenstange
    4)
    Kurbelschlaufe
    5)
    Gleitschuh
    6)
    Kurbelwelle
    7)
    Speziallager
    8)
    Schwungrad
    9)
    Einspritzventile
    10)
    Auslaßventile
  • Another advantage of this arrangement is that no connecting rod is required and therefore the piston machine can be built with small dimensions.
  • Fig. 1 - Six-cylinder engine standing with valve outlet.
    1)
    Steam engine
    2)
    flywheel
    3)
    generator
    4)
    Angle sensor
    5)
    Timing relay
    6)
    magnetic valve
    7)
    capacitor
    8th)
    Feed water tank
    9)
    Pressure maintenance pump
    10)
    Pressure regulator
    11)
    Pressure sensor
    12)
    Heat exchanger
    13)
    Gas control system
    14)
    Gas / oil burner
    15)
    Ceramic combustion chamber
    16)
    thermometer
    17)
    manometer
    18)
    Safety valve
    19)
    thermostat
    20)
    Temperature sensor
  • Fig. 2 - Standing engine with high pressure pump
    1)
    high pressure pump
    2)
    Ceramic valve
    3)
    Injector
    4)
    camshaft
    5)
    Steam pipe
    6)
    Teflon piston rings
    7)
    Ceramic flask
    8th)
    capacitor
    9)
    Gas / oil burner
    10)
    Ceramic combustion chamber
    11)
    Feed water tank
    12)
    Pressure maintenance pump
    13)
    Pressure regulator
    14)
    Pressure sensor
    15)
    thermostat
    16)
    Temperature sensor
  • Fig. 3 + 4 - steam control with control piston
    1)
    cylinder
    2)
    piston
    3)
    Bay pass
    4)
    Control piston
    5)
    Compression spring
    6)
    Set screw
    7)
    casing
  • Fig. 5 + 6 - Automatic exhaust valve with ball
    1)
    Valve
    2)
    Bullet
    3)
    feather
    4)
    piston
    5)
    Set screw
    6)
    casing
    7)
    Feed water tank
    8th)
    Flash steam nozzle
    9)
    Cold water nozzle
    10)
    Teflon piston rings
    11)
    Aluminum pistons
    12)
    Coated cylinder
    13)
    Connecting rod
    14)
    Bottle steam
    15)
    Cold water jet
    16)
    Condensate drain
  • Fig. 7 + 8 - horizontal version with automatic valve
    1)
    Control line
    2)
    Piston groove
    3)
    Set screw
    4)
    Compression spring
    5)
    Valve body
    6)
    Control piston
    7)
    Condensate lines
    8th)
    Flash steam nozzle
    9)
    Cold water nozzle
    10)
    Alu cylinder head
    11)
    Teflon piston rings
    12)
    Aluminum pistons
    13)
    Coated cylinder
    14)
    Flash steam
    15)
    Cold water
    16)
    condensate
  • Fig. 9 - Standing version, double-sided
    1)
    Control line
    2)
    Piston groove
    3)
    Set screw
    4)
    Compression spring
    5)
    Valve body
    6)
    Control piston
    7)
    Condensate line
    8th)
    Flash steam nozzle
    9)
    Cold water nozzle
    10)
    Alu cylinder head
    11)
    Teflon piston rings
    12)
    Aluminum pistons
    13)
    Coated cylinder
    14)
    Safety valve
    15)
    connecting rod
    16)
    Piston rod
    17)
    Special warehouse
  • Fig. 10 - V-engine with crank loops
    1)
    Piston-A
    2)
    Piston B
    3)
    Piston rod
    4)
    Crank loop
    5)
    Sliding shoe
    6)
    crankshaft
    7)
    Special warehouse
    8th)
    flywheel
    9)
    Injectors
    10)
    Exhaust valves
  • Claims (11)

    Verfahren zum Umbau von Kolbenmaschinen in Dampfmotore dadurch gekennzeichnet, daß Oberflächen beschichtet, Teile ausgetauscht und Änderungen am Motor durchgeführt werden.Process for converting piston engines into steam engines characterized in that surfaces are coated, Parts replaced and changes made to the engine become. Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß die Heißwasserkammer zur Dampferzeugung direkt an den Dampfmotor angebaut ist.A method according to claim 1) characterized in that the hot water chamber for steam generation directly to the Steam engine is attached. Verfahren nach Anspruch 2) dadurch gekennzeichnet, daß Flashdampf in der Heißwasserkammer erzeugt und der Gegendruck durch eine Druckhaltepumpe automatisch erfolgt.A method according to claim 2) characterized in that Flash steam is generated in the hot water chamber and the back pressure done automatically by a pressure maintenance pump. Verfahren nach Anspruch 3) dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Flashdampfes zum Dampfmotor durch spez. Magnetventile automatisch gesteuert erfolgt.A method according to claim 3) characterized in that the supply of flash steam to the steam engine by spec. Solenoid valves are automatically controlled. Verfahren nach Anspruch 4) dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Flashdampfes durch eine Hochdruckpumpe erfolgt, die das Heißwasser zu den Einspritzdüse drückt.A method according to claim 4) characterized in that the supply of flash vapor by a high pressure pump takes place, which pushes the hot water to the injection nozzle. Verfahren nach Anspruch 5) dadurch gekennzeichnet, daß dem im geschlossen System arbeitendem Fluid Beimischungen zugegeben werden, um die Dampfbildung zu verbessern und den Siedepunkt herabzusetzen. A method according to claim 5) characterized in that the fluid admixtures working in the closed system be added to improve vapor formation and to lower the boiling point. Verfahren nach Anspruch 6) dadurch gekennzeichnet, daß durch das Einspritzen von kaltem Wasser die Kondensation im Zylinder stattfindet. Daß dabei entstehende Vakuum zieht den Kolben zurück und verbessert dadurch den Wirkungsgrad des Dampfmotors erheblich.A method according to claim 6) characterized in that condensation by injecting cold water takes place in the cylinder. That vacuum created pulls the piston back and improves the efficiency of the steam engine considerably. Verfahren nach Anspruch 7) dadurch gekennzeichnet, daß ein selbsttätig arbeitendes Auslaßventil nur vom Dampfdruck gesteuert wird.Method according to claim 7), characterized in that an automatic exhaust valve only from the steam pressure is controlled. Verfahren nach Anspruch 8) dadurch gekennzeichnet, daß bei einem liegend angeordneten Dampfmotor ein kombiniertes Auslaßventil mit Kegel und Kugel vorhanden ist, daß bei Vakuum schließt und bei Druckausgleich das Kondensat abfließen läst.A method according to claim 8) characterized in that combined with a horizontal steam engine Exhaust valve with cone and ball is present that closes at vacuum and the condensate at pressure equalization drains away. Verfahren nach Anspruch 9) dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensatauslaßventil durch eine Steuerleitung im Kolben betätigt wird. Durch den Dampfdruck wird der Steuerkolben gegen den Federdruck geöffnet.A method according to claim 9) characterized in that a condensate outlet valve through a control line in the piston is operated. Due to the steam pressure, the control piston opened against the spring pressure. Verfahren nach Anspruch 10) dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung des selbsttätigen Kondensatauslaßventiles auch bei doppeltseitig beaufschlagten Kolbenmaschinen möglich ist.A method according to claim 10) characterized in that the arrangement of the automatic condensate outlet valve even with piston machines acted on from both sides is possible.
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