NL8007070A - Reciprocating external-combustion engine - has liquid water injected directly into cylinder with reciprocating piston - Google Patents

Reciprocating external-combustion engine - has liquid water injected directly into cylinder with reciprocating piston Download PDF

Info

Publication number
NL8007070A
NL8007070A NL8007070A NL8007070A NL8007070A NL 8007070 A NL8007070 A NL 8007070A NL 8007070 A NL8007070 A NL 8007070A NL 8007070 A NL8007070 A NL 8007070A NL 8007070 A NL8007070 A NL 8007070A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
gas
cylinder
transfer agent
engine
piston
Prior art date
Application number
NL8007070A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Thermal Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thermal Systems Ltd filed Critical Thermal Systems Ltd
Publication of NL8007070A publication Critical patent/NL8007070A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F01C1/3441Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • F01C1/3442Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the working space, being surfaces of revolution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/60Pump mixers, i.e. mixing within a pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00Steam engine plants not otherwise provided for
    • F01K21/005Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of liquid and steam or evaporation of a liquid by expansion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00Steam engine plants not otherwise provided for
    • F01K21/02Steam engine plants not otherwise provided for with steam-generation in engine-cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00Steam engine plants not otherwise provided for
    • F01K21/04Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2244/00Machines having two pistons
    • F02G2244/50Double acting piston machines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2258/00Materials used
    • F02G2258/10Materials used ceramic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2270/00Constructional features
    • F02G2270/50Crosshead guiding pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

The reciprocating external combustion engine has energy transferred to a working gas from a heated liquid transfer medium. It has a cylinder with a reciprocal piston defining a working space. A heat exchanger heats the heat transfer medium externally of the cylinder under a pressure sufficient to maintain it liquid. The heat exchanger has an inlet to receive the medium and an outlet to deliver heated medium. An induction feed passes gas into the working end space. An injector is connected to the heat exchanger outlet to inject heated liquid medium into the gas before expansion of the gas in the working end space. An outlet from the cylinder exhausts heat transfer medium and working gas from the working end space near the end of the expansion stroke of the piston.

Description

- ί 2 * -- ί 2 * -

Lx 577½ ' Heen- en weergaande motor met uitwendige verbranding.Lx 577½ 'Reciprocating engine with external combustion.

De uitvinding heeft betrekking op een heen- en weergaande motor met uitwendige verbranding, d.w.z. een motor met een of meer cilinders en bijbehorende zuigers, waarvan de heen- en weergaande beweging een krachtbron vormt, en waarbij de warmte voor het aan-5 drijven daarvan buiten de cilinder wordt voortgebracht. De uitvinding verschaft in het bijzonder een nieuwe werkingskringloop.The invention relates to an reciprocating external combustion engine, ie an engine with one or more cylinders and associated pistons, the reciprocating movement of which is a power source, and the heat for driving it outside the cylinder is generated. In particular, the invention provides a new mode of action.

Er zijn reeds vele pogingen gedaan om een motor te verschaffen, die zowel een groot nuttig warmte-effekt wat betreft het omzetten van toegevoerde warmte-energie in nuttige arbeid, als een 10 aanvaardbare verhouding tussen vermogen en gewicht en vermogen en in-houd van de motor heeft. De motor met inwendige verbranding heeft een goede verhouding tussen vermogen en gewicht, doch een betrekkelijk gering nuttig warmte-effekt. De dieselmotor heeft het beste nuttige warmte-effekt (tot ongeveer ^0 %>) · Thermodynamisch meer doel-15 treffend werkende machines, die op de Carnot-, Stirling- en Ericsson-kringloop berusten, zijn reeds gebouwd, doch deze zijn in het algemeen niet technisch geslaagd, en wel voornamelijk wegens de moeilijkheden bij het verschaffen van een kleine en doeltreffende warmtewisselaar, die toelaat het arbeidsgas snel en doeltreffend te verwarmen 20 door middel van een uitwendige warmtebron.Many attempts have already been made to provide an engine which has both a great useful heat effect in converting supplied heat energy into useful work and an acceptable ratio of power to weight and power and content of the engine. The internal combustion engine has a good power-to-weight ratio, but a relatively little useful heat effect. The diesel engine has the best useful heat effect (up to about ^ 0%>) · Thermodynamically more effective machines that run on the Carnot, Stirling and Ericsson cycles have already been built, but these are in the generally not technically successful, mainly because of the difficulties in providing a small and efficient heat exchanger which allows the working gas to be heated quickly and efficiently by means of an external heat source.

De stoommachine is een bekende vorm van een machine met uitwendige verbranding, doch de verhouding tussen vermogen en gewicht is in het algemeen klein, en dit wegens het feit, dat een afzonderlijke stoomketel en condensor vereist zijn. De stoommachine gebruikt 25 gewoonlijk gedroogde stoom of een andere droge damp als het arbeidsmiddel. De uitvinding heeft echter niet betrekking op een dergelijke machine, doch op een motor met uitwendige verbranding, waarbij een gas zoals lucht als het arbeidsmiddel wordt gebruikt.The steam engine is a known form of external combustion machine, but the power-to-weight ratio is generally small, due to the fact that a separate steam boiler and condenser are required. The steam engine usually uses dried steam or other dry vapor as the work tool. The invention does not, however, relate to such a machine, but to an external combustion engine using a gas such as air as the work equipment.

De uitvinding verschaft een heen- en weergaande motor met 30 uitwendige verbranding, waarin energie op een arbeidsgas wordt overgedragen vanuit een verwarmd vloeibaar warmte-overdrachtsmiddel, welke motor bestaat uit: - een cilinder met een daarin verschuifbare zuiger, die samen een arbeidsruimte begrenzen; 35 - een warmtewisselaar voor het verwarmen van het warmte-overdrachts- 8007070The invention provides a reciprocating external combustion engine in which energy is transferred to a working gas from a heated liquid heat transfer means, the engine comprising: - a cylinder with a piston slidable therein, which together define a working space; 35 - a heat exchanger for heating the heat transfer 8007070

{ I{I

- 2 - middel buiten de cilinder, en dit onder een zodanige druk, dat dit middel in de vloeibare toestand wordt gehouden; - invoermiddelen voor het invoeren van gas in de arbeidsruimte; - een inspuitonderdeel voor het inspuiten van het verwarmde vloei-5 bare middel in het gas voor of na het invoeren van het gas in de arbeidsruimte; en - een uitlaat in de cilinder, die zodanig .kan worden bestuurd, dat het warmte-overdrachtsmiddel vanuit de arbeidsruimte kan worden afgevoerd nabij het einde van een uitzettingsslag van de zuiger.- 2 - agent outside the cylinder, under pressure such that this agent is kept in the liquid state; - import means for introducing gas into the working space; - an injection part for injecting the heated liquid medium into the gas before or after introduction of the gas into the working space; and - an outlet in the cylinder, which can be controlled such that the heat transfer means can be discharged from the working space near the end of an expansion stroke of the piston.

10 Deze cilinder kan een enkele,dubbelwerkende cilinder zijn met een zuiger, die aan één zijde daarvan (gewoonlijk de drijfstang-zijde) een samenpersingsruimte en aan de andere zijde de arbeidsruimte begrenst, zoals bij een tweeslagsmotor. Dit sluit echter niet uit het gebruik van daarmède gelijkwaardige mechanische uitvoeringen, 15 zoals bijvoorbeeld twee met een gemeenschappelijke as gekoppelde cilinders, waarbij de zuiger van de ene cilinder de samenpersingsruimte, en die van de andere de arbeidsruimte bepaalt. De motor kan voorts zijn uitgevoerd om in een vierslagskringloop te werken, waarbij één slag een invoerslag is. De samenpersingsverhouding is bij voorkeur 20 tenminste '2. ; 1.This cylinder may be a single, double-acting cylinder with a piston which defines a compression space on one side thereof (usually the connecting rod side) and the working space on the other side, as with a two-stroke engine. However, this does not exclude the use of equivalent mechanical embodiments, such as for instance two cylinders coupled to a common shaft, in which the piston of one cylinder determines the compression space, and that of the other the working space. The engine may further be configured to operate in a four-stroke cycle, where one stroke is an input stroke. The compression ratio is preferably at least 2. ; 1.

Ook kan deze motor een paar in een gemeenschappelijke cilinder geplaatste tegen elkaar werkende zuigers omvatten, waarbij de kopvlakken van deze zuigers met de cilinderwand de arbeidsruimte bepalen.This engine can also comprise a pair of mutually acting pistons placed in a common cylinder, the front surfaces of these pistons with the cylinder wall determining the working space.

25 Er zijn middelen aanwezig voor het invoeren van gas in elke arbeidsruimte. In de eenvoudigste vorm kan hiervoor een vulpomp met een in de arbeidsruimte uitmondende inlaatpoort worden gebruikt om het uitlaatgas uit te drijven en door een verse gasvulling te vervangen, hetgeen gewoonlijk in de omgeving van het onderste dode punt 30 geschiedt. Ook kan een perspomp worden gebruikt om samengeperst gas naar de arbeidsruimte te voeren. Bij een tweeslagsmotor kan de perspomp worden gevormd door de samenpersingsruimte van de cilinder. Er kan echter ook een afzonderlijke draaiende of heen- en weergaande perspomp worden gebruikt, bijvoorbeeld een schoepen- of turbinepomp.25 Means are available for the introduction of gas into every work space. In the simplest form, a filling pump with an inlet port opening into the working space can be used to expel the exhaust gas and replace it with a fresh gas filling, which usually takes place in the vicinity of the bottom dead center. A press pump can also be used to supply compressed gas to the work area. With a two-stroke engine, the press pump can be formed by the compression space of the cylinder. However, a separate rotary or reciprocating press pump can also be used, for example a vane or turbine pump.

35 Bij een vierslagsmotor dient de invoerslag voor het invoeren van het gas.35 With a four-stroke engine, the intake stroke serves to introduce the gas.

Verschillende inlaat- en uitlaatkleppen van de gangbare soort kunnen zonodig worden aangebracht, welke kleppen de vorm van terugslagkleppen kunnen hebben, dan wel door middel van een door de 8007070 » i - 3 - motor aangedreven nok kunnen worden bediend. Pit sluit ecbter de afwezigheid van kleppen niet uit, daar bijvoorbeeld de zuiger kan worden gebruikt voor het openen en sluiten van inlaat- en uitlaatpoorten, zoals dit bij een tweeslagsmotor gebruikelijk is.If necessary, different inlet and outlet valves of the conventional type can be fitted, which valves can be in the form of non-return valves or can be operated by means of a cam driven by the 8007070 i-3 engine. Pit does not exclude the absence of valves, for example, as the piston can be used to open and close inlet and outlet ports, as is common with a two-stroke engine.

5 Verder is een inspuitrnondstuk aanwezig voor het inspuiten van voorverwarmd vloeibaar warmte-overdrachtsmiddel in het gas. Het doel van het ingespoten vloeibare middel is de warmte-overdracht vanuit de warmtewisselaar naar het gas doeltreffend te doen plaatsvinden. Er zijn derhalve veel kleinere warmtewisselingsoppervlakken vereist 10 voor het verwarmen van een bepaalde hoeveelheid vloeistof in vergelijking met de oppervlakte, die nodig is om dezelfde gasmassa te verwarmen. De uitvinding beoogt derhalve het middel in de vloeibare toestand te verwarmen, en het gas te verwarmen door aanraking met het warme vloeibare middel.Furthermore, an injection nozzle is provided for injecting preheated liquid heat transfer agent into the gas. The purpose of the injected liquid medium is to effectively effect the heat transfer from the heat exchanger to the gas. Therefore, much smaller heat exchange areas are required to heat a certain amount of liquid compared to the area needed to heat the same gas mass. The object of the invention is therefore to heat the agent in the liquid state, and to heat the gas by contact with the hot liquid agent.

15 Het warmte-overdrachtsmiddel kan daarbij al dan niet onder de werkomstandigheden van de motor verdampen, na in het arbeidsgas te zijn ingespoten. Een niet verdampende vloeistof zal in het algemeen in de vorm van druppeltjes met een grote oppervlakte in de arbeids-ruimte worden ingevoerd. Een verdampende vloeistof kan tenminste ge-20 deeltelijk tot een damp verdampen, waardoor een uiterst goede warmteoverdracht wordt verkregen tussen de van dit overdrachtsmiddel afkomstige warme damp en het arbeidsgas.The heat transfer agent can evaporate or not under the operating conditions of the engine, after it has been injected into the working gas. A non-evaporating liquid will generally be introduced into the working space in the form of droplets with a large surface area. An evaporating liquid can at least partially evaporate to a vapor, whereby an extremely good heat transfer is obtained between the hot vapor originating from this transfer agent and the working gas.

Het vloeibare warmte-overdrachtsmiddel kan in het gas worden ingespoten voor of na het invoeren daarvan in de arbeidsruimte.The liquid heat transfer agent can be injected into the gas before or after its introduction into the working space.

25 Wanneer het warmte-overdrachtsmiddel niet verdampt, wordt het bij voorkeur in het gas gesproeid in de vorm van druppeltjes. Wanneer een verdampend middel wordt gebruikt, kan dit na het inspuiten volledig dan wel onvolledig verdampen. Hoewel het vloeibare middel in het niet onder druk gezette arbeidsgas kan worden ingespoten, is het bekend, 50 dat een groter nuttig warmte-effekt wordt verkregen door dit vloeibare middel in het samengeperste gas in te spuiten.When the heat transfer agent does not evaporate, it is preferably sprayed into the gas in the form of droplets. When an evaporating agent is used, it can evaporate completely or incompletely after injection. Although the liquid agent can be injected into the unpressurized working gas, it is known that a greater useful heat effect is obtained by injecting this liquid agent into the compressed gas.

Teneinde verwarring te voorkomen, zullen de volgende gebruikte uitdrukkingen worden verduidelijkt. Het arbeidsgas, waarin het vloeibare middel is ingespoten, zal in het algemeen een nat gas 55 worden genoemd. Gas, waarin het vloeibare middel nog niet is ingespoten, wordt dan droog gas genoemd. Het ingespoten warmte-overdrachtsmiddel kan in het gas als een vloeistof of als een damp aanwezig zijn.In order to avoid confusion, the following expressions used will be clarified. The working gas into which the liquid agent has been injected will generally be referred to as a wet gas 55. Gas, into which the liquid medium has not yet been injected, is then called dry gas. The injected heat transfer agent can be present in the gas as a liquid or as a vapor.

Het verwarmen van het vloeibare warmte-overdrachtsmiddel en het inspuiten ervan in het arbeidsgas kan op verschillende wijzen 8007070 i * .- k - plaatsvinden. In het algemeen omvat de warmtewisselaar een brander voor het verwarmen van het vloeibare middel.The heating of the liquid heat transfer agent and the injection thereof into the working gas can take place in various ways 8007070 i *. -K -. Generally, the heat exchanger includes a burner for heating the liquid medium.

In de eerste plaats kan de vloeistof in een gedrongen warmtewisselaar, bijvoorbeeld een spoel uit buis met een nauwe boring, 5 worden verwarmd tot een hoge druk e* aen hoge temperatuur (d.w.z. tot een grote inwendige energie). Daar een nauwe buis hoge drukken kan weerstaan, is het gewoonlijk mogelijk de vloeistof tot aan het kritische punt te verwarmen. Voor bijzondere toepassingen, waarin de warmte-overdrachtssnelheid groot moet zijn, kan het de voorkeur ver-10 dienen het middel tot een temperatuur en druk boven het kritische punt te verwarmen.. Het warme onder druk staande vloeibare middel wordt dan in een mengkamer in het gas ingespoten. Een niet verdampend vloeibaar middel wordt bij voorkeur door middel van een verstuiver ingespoten. De inwendige energie van het middel wordt snel vanuit de 15 hete vloeistofdruppeltjes op het gas overgedragen, waarbij de druk ervan toeneemt. Het verwarmde en onder druk gezette natte gas wordt dan naar de arbeidsruimte van de cilinder gevoerd, waar het kan uitzetten (gewoonlijk polytropisch, d.w.z. niet adiabatisch), en dan de zuiger kan aandrijven.In the first place, the liquid in a compact heat exchanger, for example a coil from a narrow bore tube, can be heated to a high pressure and a high temperature (i.e. to a large internal energy). Since a narrow tube can withstand high pressures, it is usually possible to heat the liquid to the critical point. For particular applications where the heat transfer rate must be high, it may be preferable to heat the agent to a temperature and pressure above the critical point. The hot pressurized liquid agent is then introduced into a mixing chamber in the injected gas. A non-evaporating liquid agent is preferably injected by means of an atomizer. The internal energy of the agent is rapidly transferred from the hot liquid droplets to the gas, its pressure increasing. The heated and pressurized wet gas is then fed to the cylinder working space where it can expand (usually polytropic, i.e. not adiabatic), and then drive the piston.

20 Bij een tweede zeer gunstige uitvoeringsvorm wordt echter de mengkamer achterwege'gelaten, terwijl het warme vloeibare middel onder hoge druk, dat in de warmtewisselaar is verwarmd, rechtstreeks in de arbeidsruimte van de cilinder wordt ingespoten. Er wordt dan een vulling van spoelgas samengedrukt tot een druk, die voldoende is 25 om het snel in de arbeidsruimte in te voeren, zodra de zuiger zich nabij het onderste dode punt bevindt. Vervolgens wordt het droge spoelgas adiabatisch samengedrukt, waarbij het wordt verwarmd, naarmate de zuiger zich naar het bovenste dode punt beweegt. Dichtbij het bovenste dode punt wordt het verwarmde onder druk gezette vloeibare 30 middel in de arbeidsruimte ingespoten, waardoor de druk van het samengeperste gas nog verder toeneemt, waarna door uitzetting ervan de . zuiger weer naar het onderste dode punt wordt teruggedreven.In a second very favorable embodiment, however, the mixing chamber is omitted, while the high pressure hot liquid medium heated in the heat exchanger is injected directly into the working space of the cylinder. A fill of flushing gas is then compressed to a pressure sufficient to introduce it quickly into the working space as soon as the piston is near the bottom dead center. The dry purge gas is then compressed adiabatically, heating as the piston moves to the top dead center. Near the top dead center, the heated pressurized liquid medium is injected into the working space, further increasing the pressure of the compressed gas, and then expanding it. piston is driven back to the bottom dead center.

Warmte-overdracht tussen het warme warmte-overdrachtsmiddel en het arbeidsgas geschiedt zeer snel. Naarmate de zuiger het onder-35 ste dode punt nadert, zet het gas (gewoonlijk polytropisch) uit, waarbij het wordt afgekoeld, zodat de vloeistof of damp inwendige energie afgeeft.Heat transfer between the hot heat transfer agent and the working gas takes place very quickly. As the piston approaches the bottom dead center, the gas expands (usually polytropically), cooling it so that the liquid or vapor releases internal energy.

Bij voorkeur is de vloeistof een verdampende vloeistof, bijvoorbeeld water, die tenminste gedeeltelijk onmiddellijk bij het 8007070 c f * i -5- inspuiten in de arbeidsruimte zeer snel tot damp verdampt. De warmteoverdracht tussen de warme waterdamp en het arbeidegas geschiedt zeer snel.Preferably, the liquid is an evaporating liquid, for example water, which evaporates very quickly to vapor at least in part immediately upon injection into the working space. The heat transfer between the hot water vapor and the working gas takes place very quickly.

Bij deze tweede uitvoeringsvorm wordt derhalve het ingespo-5 ten vloeibare middel uitsluitend gebruikt als een warmte-overdrachts-middel, dat het mogelijk maakt dat het samengeperste gas inwendige energie in mechanische arbeid omzet. Wanneer een verdampend middel wordt gebruikt, is de warmte-overdracht bijzonder doeltreffend, mits het grootste gedeelte van de damp de cilinder in de vloeibare vorm 10 verlaat, zodat de latente verdampingsruimte niet verloren gaat.Therefore, in this second embodiment, the injected liquid agent is used exclusively as a heat transfer agent, which allows the compressed gas to convert internal energy into mechanical work. When an evaporating agent is used, the heat transfer is particularly effective, provided that most of the vapor leaves the cylinder in the liquid form, so that the latent evaporation space is not lost.

De motor volgens de uitvinding moet worden onderscheiden van een stoommachine, daar het middel in de vloeibare vorm blijft, en niet zal verdampen, voordat het in het gas is ingevoerd. Dit staat in scherpe tegenstelling tot een stoommachine, waarin, zelfs wanneer een 15 ketel met snelle verdamping wordt gebruikt, het water steeds in de vorm van stoom in de cilinder wordt gevoerd. Daar het nodig is in een gebruikelijke stoommachine oververhitte stoom te gebruiken om waterdruppeltjes te verwijderen, is het niet mogelijk vloeibaar water rechtstreeks in de cilinder ervan snel te laten verdampen, aangezien · 20 dit aanleiding zou geven tot waterdruppeltjes in deze cilinder. In de motor volgens de uitvinding daarentegen kan de aanwezigheid van waterdruppeltjes in de arbeidsruimte worden toegelaten. In sommige gevallen kan het zelfs gewenst zijn de zuiger en/of cilinder zodanig uit te voeren, dat na het aflaten vloeibaar middel in de arbeidsruimte achter-25 blijft. Daartoe kunnen de zuiger of de cilinder van geschikte uitsparingen worden voorzien.The engine according to the invention must be distinguished from a steam engine, since the agent remains in the liquid form and will not evaporate before it is introduced into the gas. This is in sharp contrast to a steam engine, in which, even when a rapid evaporation boiler is used, the water is always fed into the cylinder in the form of steam. Since it is necessary to use superheated steam in a conventional steam engine to remove water droplets, it is not possible to rapidly evaporate liquid water directly into its cylinder, since this would give rise to water droplets in this cylinder. In the motor according to the invention, on the other hand, the presence of water droplets in the working space can be permitted. In some cases it may even be desirable to design the piston and / or cylinder such that liquid medium remains in the working space after it has been drained. The piston or cylinder can be provided with suitable recesses for this purpose.

Het is nodig, dat het verwarmde middel voor het inspuiten in de vloeibare toestand wordt gehouden. Hoewel dit kan worden bereikt door gebruik te maken van geschikte tasters, die verzekeren, dat de 30 temperatuur bij een bepaalde druk nooit de kooktemperatuur overschrijdt, is gebleken, dat, wanneer een mondstuk met bepaalde afmetingen met de warmtewisselaar wordt verbonden, waarin het vloeibare middel wordt verwarmd, en een stroom van het vloeibare middel door de warmtewisselaar wordt gehandhaafd, het toevoeren van warmte op dit middel niet 35 tot het koken daarvan leidt. Door een geschikte keus van de afmetingen van dit mondstuk kunnen ingewikkelde temperatuur- en druktasters worden vermeden. Het mondstuk maakt uiteraard deel uit van het inspuit-onderdeel, waardoorheen het vloeibare middel in het gas wordt ingespoten. Het wordt dan mogelijk de werkingssnelheid van de motor te 8007070 4 9 - 6 - regelen door eenvoudigweg de hoeveelheid warmte te regelen, die door de brander wordt toegevoerd, bijvoorbeeld door de brandstoftoevoer naar de brander (bij een bepaalde inspuitsnelheid daarvan) te veranderen.It is necessary to keep the heated injection means in the liquid state. Although this can be achieved by using suitable probes which ensure that the temperature at a given pressure never exceeds the boiling temperature, it has been found that when a nozzle of certain dimensions is connected to the heat exchanger in which the liquid medium is is heated, and a flow of the liquid medium is maintained through the heat exchanger, the application of heat to this medium does not lead to its boiling. Complex temperature and pressure probes can be avoided by a suitable choice of the dimensions of this nozzle. The nozzle is of course part of the injection part, through which the liquid medium is injected into the gas. It then becomes possible to control the operating speed of the engine by simply controlling the amount of heat supplied by the burner, for example by changing the fuel supply to the burner (at a given injection speed thereof).

5 Gewoonlijk wordt het warmte-overdrachtsmiddel uit het uit laatgas teruggewonnen nadat dit gas uit de arbeidsruimte is afgevoerd. Het teruggewonnen middel, dat nog warm kan zijn, kan weer naar de warmtewisselaar worden teruggevoerd, zodat de inwendige energie ervan niet verloren gaat. Op deze wijze werkt dit middel uitsluitend 10 als een warmte-overdrachtsmiddel, en wordt het nauwelijks verbruikt.Usually, the heat transfer agent is recovered from the exhaust gas after this gas has been removed from the working space. The recovered agent, which may still be warm, can be returned to the heat exchanger so that its internal energy is not lost. In this way, this agent acts only as a heat transfer agent, and is hardly consumed.

Water is een bij voorkeur gebruikt warmte-overdrachtsmiddel, niet alleen omdat het kan verdampen, doch ook omdat het een warmte-geleidendheid heeft, die groot is in vergelijking met die van andere vloeistoffen, zoals bijvoorbeeld warmte-overdrachtsoliën. Voorts, zo-15 als nog nader zal worden toegelicht, kunnen middelen worden gebruikt om door verbranding in de brander gevormd water terug te winnen. Het wordt dan mogelijk elke aanvulling van water te vermijden, daar hiervoor het door verbranding in de brander verkregen water kan worden gebruikt. Uiteraard is het mogelijk andere vloeistoffen te gebruiken, 20 zoals bijvoorbeeld kwik, waarvan de warmtegeleidendheid tienmaal groter is dan die van water, of natrium. Kwik heeft echter andere duidelijke nadelen, zoals de prijs en de giftigheid ervan. Wanneer water wordt gebruikt, kan daaraan een olie worden toegevoegd in de vorm van een dispersie, emulsie of oplossing, teneinde tot de smering van de 25 motor bij te dragen.Water is a preferred heat transfer agent not only because it can evaporate, but also because it has a heat conductivity that is high compared to that of other liquids, such as heat transfer oils, for example. Furthermore, as will be further explained, means can be used to recover water formed by combustion in the burner. It then becomes possible to avoid any addition of water, since the water obtained by combustion in the burner can be used for this. It is of course possible to use other liquids, such as, for example, mercury, whose thermal conductivity is ten times greater than that of water or sodium. Mercury, however, has other obvious drawbacks, such as its price and toxicity. When water is used, an oil in the form of a dispersion, emulsion or solution may be added thereto to assist in lubrication of the engine.

De werkingssnelheid van de motor kan voorts worden geregeld door de inspuitsnelheid van het vloeibare middel te regelen, bijvoorbeeld door gebruik te maken van een pomp met veranderbare verplaatsing.The operating speed of the engine can further be controlled by controlling the injection speed of the liquid medium, for example, using a variable displacement pump.

30 In een bij voorkeur gebruikte uitvoeringsvorm van de uit vinding is het arbeidsgas een gas, dat deel kan nemen aan de verbranding, die in de brander plaatsvindt. Op deze wijze kan de inwendige energie van het uit de cilinder afgevoerde gas worden teruggewonnen. Dit gas kan een gas zijn, dat de verbranding ondersteunt, zoals zuur-35 stof, lucht of een ander zuurstofhoudend gas, of stikstofoxyde. Ook kan het gas zelf een brandbaar gas zijn, waarvoor elk bekend brandbaar gas kan worden gekozen, zoals gasvormige koolwaterstoffen, kool-monoxyde of waterstof. In dat geval kan al het uitlaatgas of een deel ervan naar de brander worden gevoerd.In a preferred embodiment of the invention, the working gas is a gas which can participate in the combustion taking place in the burner. In this way, the internal energy of the gas discharged from the cylinder can be recovered. This gas can be a combustion supporting gas, such as oxygen, air or other oxygen-containing gas, or nitrogen oxide. The gas itself can also be a flammable gas, for which any known flammable gas can be chosen, such as gaseous hydrocarbons, carbon monoxide or hydrogen. In that case all or part of the exhaust gas can be fed to the burner.

8007070 - 7 ** * fc8007070 - 7 ** * fc

De in de brander verbrande vloeistof kan elke bekende brandstof zijn, zoals benzine, stookolie, vloeibare of gasvormige koolwaterstoffen, alkoholen, hout, steenkool of kooks.The liquid burned in the burner can be any known fuel, such as gasoline, fuel oil, liquid or gaseous hydrocarbons, alcohols, wood, coal or coke.

Het verdient in het algemeen de voorkeur verschillende 5 warmteterugwinningsmiddelen te gebruiken. Zo kan de gehele motor in een isolerende omhulling worden opgenooen, en van warmtewisselaars worden voorzien, teneinde verstrooide warmte op te vangen, en deze naar bij-boorbeeld het samengeperste gas over te dragen, of daarmede de brandstof voor de brander voor te verwarmen. Het verdient verder de voor-10 keur de in de verbrandingsgassen achtergebleven warmte terug te winnen, hetgeen kan geschieden door de verbrandingsgassen door een sproei-kamer te voeren, waarin een vloeistofstroom (in het algemeen dezelfde vloeistof als die in de motor wordt ingespoten) door het verbrandingsgas wordt gesproeid. Wanneer een verdampend vloeistofmiddel wordt in-. 15 gespoten, verdient het de voorkeur de verdampende vloeistof door de verbrandingsgassen te sproeien, teneinde deze vloeistof tot dichtbij het kookpunt te verwarmen, alvorens naar de warmtewisselaar te worden gevoerd. Wanneer voorts water wordt gebruikt als het in te spuiten overdrachtsmiddel, is het gebruik van een watersproeikamer of conden-20 sor gunstig, daar dan water uit de brander uit de verbrandingsgassen kan worden gecondenseerd, zodat het niet nodig is aanvullingswater naar de motor te voeren.It is generally preferred to use different heat recovery agents. For example, the entire engine can be insulated and provided with heat exchangers to collect scattered heat and transfer the compressed gas, for example, or preheat the fuel for the burner. It is further preferable to recover the heat remaining in the combustion gases, which can be done by passing the combustion gases through a spray chamber into which a flow of liquid (generally the same liquid as that into the engine is injected) by the combustion gas is sprayed. When an evaporating liquid medium is injected. When sprayed, it is preferable to spray the evaporating liquid through the combustion gases in order to heat this liquid close to the boiling point before being fed to the heat exchanger. Furthermore, when water is used as the transfer agent to be injected, the use of a water spray chamber or condenser is advantageous since water from the burner can then be condensed from the combustion gases, so that it is not necessary to supply make-up water to the engine.

De uitvoering van de motor volgens de uitvinding wordt in verschillende opzichten aanmerkelijk vereenvoudigd in vergelijking met 25 bekende motoren, bijvoorbeeld die met inwendige verbranding.The design of the engine according to the invention is considerably simplified in several respects compared to known engines, for example those with internal combustion.

De in de arbeidruimte optredende tempraturén zijn -betrek-kfelijk laagi zodat het dichten van de zuigers wordt vereenvoudigd.The temperatures occurring in the working space are relatively low, so that sealing of the pistons is simplified.

Er wordt opgemerkt, dat vermogen in de motor volgens de uitvinding kan worden opgewekt bij lagere temperaturen dan bijvoorbeeld in een 30 motor met inwendige verbranding. Voorts heeft een motor met inwendige verbranding een geringer nuttig warmte-effekt, aangezien middelen moeten worden gebruikt om de cilinders af te koelen en het vastlopen van de motor te voorkomen.It is noted that power in the engine according to the invention can be generated at lower temperatures than, for example, in an internal combustion engine. Furthermore, an internal combustion engine has a lower useful heat effect, since means must be used to cool the cylinders and prevent the engine from seizing up.

Daar de in de motor· optredende temperaturen betrekkelijk 35 laag zijn, bijvoorbeeld minder dan 350 °C, is het gewoonlijk niet nodig de cilinder uit metaal te vervaardigen.. Kunststoffen zoals poly-tetrafluoretheen (PTEE), met siliconenhars gedrenkte glasvezels, en andere in de techniek gebruikte kunststoffen, zijn bijzonder gunstig wegens hun lage prijs en gebruiksgemak. Andere warmte-isolatiemateri- 8007070Since the temperatures occurring in the engine are relatively low, for example less than 350 ° C, it is usually not necessary to manufacture the cylinder from metal. Plastics such as poly-tetrafluoroethylene (PTEE), silicone resin-impregnated glass fibers, and others Plastics used in the art are particularly advantageous because of their low price and ease of use. Other heat insulation material 8007070

» II

- δ - alen zoals hout of keramiek kunnen eveneens worden gebruikt.- δ - eels such as wood or ceramic can also be used.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt i het warme vloeibare middel in een uiteinde van de arbeidsruimte ingespoten, waarbij de in- en uitlaat zich nabij het ander einde van 5 de zuigerslag bevinden. Het gebruik van kunststoffen met geringe warmtegeleidendheid laat toe, dat het ene uiteinde van de cilinder heet is, terwijl het inlaat- en uitlaatgebied betrekkelijk koud is.In a preferred embodiment of the invention, the hot liquid medium is injected into one end of the working space, the inlet and outlet being near the other end of the piston stroke. The use of plastics with low thermal conductivity allows one end of the cylinder to be hot, while the inlet and outlet areas are relatively cold.

Het vermogen wordt van de motor afgenomen door middel van een met de heen- en weergaande zuiger verbonden zuigerstang. Het vrije 10 uiteinde van de zuigerstang kan rechtstreeks met een krukpen op een draaibaar vliegwiel zijn gekoppeld, terwijl ook een afzonderlijke krukas kan worden gebruikt, teneinde de heen- en weergaande beweging in een draaiende beweging om te vormen.Power is taken from the engine by a piston rod connected to the reciprocating piston. The free end of the piston rod can be coupled directly to a rotary flywheel with a crank pin, while a separate crankshaft can also be used to convert the reciprocating motion into a rotary motion.

Hoewel de uitvinding met betrekking tot een motor met een 15 enkele cilinder is beschreven, zal het duidelijk zijn, dat motoren met twee of meer cilinders in het algemeen in de praktijk de voorkeur verdienen. In een tweeslagsmotor zal het in het algemeen gunstig zijn de saraenpersingsruimte van een cilinder met de arbeidsruimte van een andere cilinder in verbinding te stellen, teneinde het gevormde samen-20 geperste gas op het meest geschikte ogenblik in de werkingskringloop van een bepaalde cilinder te kunnen invoeren.While the invention has been described with respect to a single cylinder engine, it will be appreciated that two or more cylinder engines are generally preferred in practice. In a two-stroke engine, it will generally be beneficial to communicate the cylinder compression space of a cylinder with the working space of another cylinder in order to introduce the compressed gas formed into the operating cycle of a given cylinder at the most appropriate time. .

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het doen werken van een heen- en weergaande motor met uitwendige verbranding, en op een samenstel van onderdelen om een motor (bijvoor-25 beeld met inwendige verbranding zoals een dieselmotor) tot een motor volgens de uitvinding om te vormen.The invention further relates to a method for operating an reciprocating external combustion engine, and to an assembly of components for converting an engine (eg internal combustion such as a diesel engine) into an engine according to the invention to transform.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht aan de hand van een tekening; hierin toont: fig. 1 een schematische voorstelling van een eerste uitvoe-30 ringsvorm van een motor met uitwendige verbranding volgens de uitvinding; fig. 2 een vereenvoudigde voorstelling van deze eerste uitvoeringsvorm ter verduidelijking van het werkingsbeginsel; fig. 3 een schematische doorsnede van een cilinder van deze 35 motor; fig. k een schematische doorsnede van een warmtewisselaar van deze motor; fig. 5 een schematische doorsnede van een sproeikamer voor het afkoelen van verbrandingsgas van de brander; 8007070 - 9 - fig. 6 een schematische voorstelling van een viercilinder-motor volgens de uitvinding; fig. 7 diagrammen van het verhand tussen de druk en de in-houd resp. de temperatuur en de entropie voor het eerste uitvoerings-5 voorbeeld; fig. 8 ter vergelijking overeenkomstige diagrammen voor een bekende tweeslagsmotor met inwendige verbranding; fig. 9 en 10 schematische voorstellingen van een tweede resp. derde uitvoeringsvorm van de motor volgens de uitvinding; en 10 fig. 11 een schematisch aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van deze derde uitvoeringsvorm.The invention will be explained in more detail below with reference to a drawing; 1 shows a schematic representation of a first embodiment of an external combustion engine according to the invention; Fig. 2 is a simplified representation of this first embodiment to clarify the operating principle; fig. 3 shows a schematic cross-section of a cylinder of this engine; Fig. k is a schematic cross section of a heat exchanger of this engine; Fig. 5 shows a schematic cross-section of a spraying chamber for cooling the combustion gas of the burner; 8007070 - 9 - Fig. 6 is a schematic representation of a four-cylinder engine according to the invention; Fig. 7 diagrams of the relationship between the pressure and the content, respectively. the temperature and entropy for the first embodiment; FIG. 8 is a comparative diagram for a prior art internal combustion two-stroke engine; 9 and 10 schematic representations of a second and third embodiment of the engine according to the invention; and Fig. 11 is a schematic view, partly in section, of this third embodiment.

Zoals uit fig. 1 blijkt, omvat de motor met uitwendige verbranding volgens de uitvinding in hoofdzaak een cilinder 5 met een zuiger 6, die een samenpersingsruimte C en een arbeidsruimte. P bepa-15 len, een verwarmingsspoel H voor het verwarmen van vloeibaar water onder druk met behulp van een brander B, zonodig een voorverwarmer PH voor het voorverwarmen van brandstof voor de brander door middel van de verbrandingsgassen, een sproeitoestel S voor het koelen van uitlaatgassen van de brander, een pomp X voor het toevoegen van water on-20 der druk aan de verwarmingsspoel, en een val T voor het terugwinnen van vloeibaar water uit het natte uitlaatgas, dat van de arbeidsruimte afkomstig is.As can be seen from Fig. 1, the external combustion engine according to the invention mainly comprises a cylinder 5 with a piston 6, which has a compression space C and a working space. P, determine a heating coil H for heating liquid water under pressure by means of a burner B, if necessary a preheater PH for preheating fuel for the burner by means of the combustion gases, a sprayer S for cooling exhaust gases of the burner, a pump X for adding water under pressure to the heating coil, and a trap T for recovering liquid water from the wet exhaust gas from the working space.

De motor met uitwendige verbranding werkt op de volgende wijze. Lucht A met de omgevingstemperatuur en -druk wordt in de sa-• 25 menpersingsruimte C van de cilinder 5 gevoerd bij een verplaatsing van de zuiger 6 naar rechts (zoals gezien in fig. 1), waardoor een inlaatterugslagklep k wordt geopend. De uitlaat in de samenpersingsruimte C wordt door middel van een terugslagklep 2 gesloten. Zodra de zuiger 6 de rechtse eindstand heeft bereikt (bovenste dode punt, BDP), 30 wordt de inlaatklep k gesloten. Bij verdere beweging van de zuiger naar links wordt de lucht samengeperst.The external combustion engine operates in the following manner. Air A with the ambient temperature and pressure is introduced into the compression space C of the cylinder 5 upon displacement of the piston 6 to the right (as seen in Fig. 1), thereby opening an inlet check valve k. The outlet in the compression space C is closed by means of a non-return valve 2. As soon as the piston 6 has reached the right-hand end position (top dead center, TDC), the inlet valve k is closed. As the piston moves further to the left, the air is compressed.

Het samenpersen wordt voortgezet om een voldoende luchtdruk in de ruimte C te verkrijgen, die geschikt is om het uitlaatgas uit de arbeidsruimte P te drijven, wanneer de samengeperste lucht 35 juist voor het onderste dode punt (ODP) door de inlaatklep 2 in de arbeidsruimte P wordt toegelaten. Wanneer de zuiger ODP nadert, wordt de uitlaatklep 3 geopend om natte uitlaatlucht te laten afvloeien, en kort daarna wordt de terugslagklep 2 geopend om met samengeperste en enigszins verwarmde lucht de arbeidsruimte P te spoelen en met 8007070 ί - 10 - droge lucht met nagenoeg de omgevingsdruk te vullenCompression is continued to obtain a sufficient air pressure in the space C, which is suitable for expelling the exhaust gas from the working space P, when the compressed air 35 passes through the inlet valve 2 in the working space P just before the bottom dead center (ODP). is allowed. When the piston approaches ODP, the outlet valve 3 is opened to drain wet exhaust air, and shortly afterwards the check valve 2 is opened to flush the working space P with compressed and slightly heated air and with 8007070 ί - 10 - dry air with almost the ambient pressure

Kort na ODP worden de kleppen 2 en 2 gesloten, waarna, daar de zuiger dan weer naar BDP beweegt, de droge lucht adiabatisch en isoëntropisch wordt samengeperst· 5 Nabij het bovenste dode punt wordt heet water onder druk door een klep en een bijbehorend inspuitmondstuk 51 ingespoten, waardoor de druk binnen de cilinder zeer snel toeneemt (langs de lijn bc in fig. 7)· De zuiger beweegt dan terug naar het onderste dode punt, waarbij de gasdruk afneemt en het gas wordt afgekoeld. Het uitzetten 10 van het gas in de cilinder wordt door de lijn cd in fig. 7 voorgesteld. Nabij het onderste dode punt wordt het gas uit de cilinder gedreven door binnenstromende lucht, waarbij de uitgedreven lucht naar de val T stroomt, die van een schot 10 is voorzien. In de val T wordt vloeibaar water teruggewonnen, dat naar de verwarmer H wordt teruggevoerd, 15 waar het wordt verwarmd en onder druk gezet. De uitlaatlucht en waterdamp lopen voorts vanaf de val T door een droger D naar de brander, waar de inwendige energie ervan wordt teruggewonnen. In de droger gevormd condensaat wordt door een leiding 7 naar de val teruggevoerd. Mogelijkerwijs in de voorverwarmer PH gecondenseerd water wordt door 20 een leiding 9 naar de pomp X gevoerd.Shortly after ODP, valves 2 and 2 are closed, after which, as the piston then moves back to TDC, the dry air is compressed adiabatically and iso-tropically · 5 Near the top dead center, hot water is pressurized through a valve and an associated injection nozzle 51 injected, causing the pressure inside the cylinder to increase very quickly (along the line bc in fig. 7) · The piston then moves back to the bottom dead center, decreasing the gas pressure and cooling the gas. The expansion of the gas in the cylinder is represented by the line cd in fig. Near the bottom dead center, the gas is expelled from the cylinder by air flowing in, the expelled air flowing to the trap T, which is provided with a baffle 10. In the trap T, liquid water is recovered, which is returned to the heater H, where it is heated and pressurized. The exhaust air and water vapor also pass from the trap T through a dryer D to the burner, where its internal energy is recovered. Condensate formed in the dryer is returned to the trap through a conduit 7. Water possibly condensed in the preheater PH is fed through a conduit 9 to the pump X.

Afhankelijk van de samenpersingsverhouding en de werkings-snelheid op het beschouwde tijdstip, kan de temperatuur van het ingespoten water hoger zijn dan of gelijk zijn aan de temperatuur van de samengeperste lucht in de arbeidsruimte.Depending on the compression ratio and the operating speed at the time considered, the temperature of the injected water may be higher than or equal to the temperature of the compressed air in the working space.

25 Fig. 2 benadrukt het feit, dat het water zelf in hoofdzaak als een warmte-overdrachtsmiddel werkt, dat na gebruik wordt teruggevoerd. Het enige water, dat uit het stelsel verloren gaat, is het water, dat in de afgekoelde verbrandingsgassen uit de sproeikamer S wordt gevoerd. De kringloop zal nu uitvoeriger worden beschreven. .FIG. 2 emphasizes the fact that the water itself acts essentially as a heat transfer agent which is recycled after use. The only water lost from the system is the water that is fed from the spray chamber S in the cooled combustion gases. The cycle will now be described in more detail. .

50 Verwarmd water bij de omgevingsdruk en een temperatuur be neden 100 °C wordt vanuit de val T (en eventueel uit de sproeikamer en voorverwarmer) naar de perspomp X gevoerd, van waaruit het onder hoge druk naar de verwarmer H wordt gevoerd. Het water wordt in de verwarmer H verwarmd tot een temperatuur van ongeveer 300 °C onder 55 een druk van ongeveer 8,6 MPa. Het water wordt gewoonlijk tot een temperatuur beneden de kritische temperatuur en druk (22 MPa resp.50 Heated water at ambient pressure and a temperature below 100 ° C is fed from trap T (and optionally from the spray chamber and preheater) to the press pump X, from which it is fed under high pressure to the heater H. The water is heated in the heater H to a temperature of about 300 ° C under 55 and a pressure of about 8.6 MPa. The water is usually heated to a temperature below the critical temperature and pressure (22 MPa resp.

57^ °C) verwarmd, doch de druk dient steeds zodanig te zijn, dat bij elke temperatuur het water in de vloeibare toestand blijft.57 ° C), but the pressure should always be such that at any temperature the water remains in the liquid state.

Omgevingslucht wordt in de samenpersingsruimte C gevoerd 8007070 * - 11 - door tussenkomst van de inlaatklep 4, en naar de arbeidsruimte P gevoerd tijdens de periode van 45° voor tot 45° na ODP. Daardoor wordt de verbruikte lucht uit de arbeidsruimte P gespoeld, en door koude lucht vervangen. Wanneer de zuiger weer naar BDP beweegt, wordt de 5 lucht tot ongeveer 1,2 MPa samengedrukt, waarbij (voor een samenper- singsverhouding van 6 ! 1) de temperatuur in het bovenste dode punt o tot ongeveer 330 C oploopt. De samenpersingsverhouding in de cilinder is meestal 2 : 1..10 ; 1.Ambient air is introduced into the compression space C 8007070 * - 11 - through the inlet valve 4, and is supplied to the working space P during the period from 45 ° before to 45 ° after ODP. As a result, the consumed air is flushed from the working space P and replaced by cold air. When the piston moves back to TDC, the air is compressed to about 1.2 MPa, with (for a compression ratio of 6 µl) the temperature in the top dead center o rising to about 330 ° C. The compression ratio in the cylinder is usually 2: 1..10; 1.

In BDP wordt warm water onder een druk van ongeveer 8,6 MPa 10 en een temperatuur van ongeveer 300 °0 in de arbeidsruimte P ingespoten door middel van het inspuitmondstuk 51, waarbij een deel van het water onmiddellijk stootsgewijs tot damp verdampt, waardoor het overblijvende vloeibare water zeer fijn wordt verdeeld, en de druk in de ruimte P snel toeneemt. De waterinspuiting vindt plaats gedurende on-15 geveer 20..25 °p van de gehele slag. De bereikte druk hangt af van de hoeveelheid en de temperatuur van het ingespoten vloeibare water, en van de hoeveelheid ervan die verdampt.In BDP, warm water is injected into the working space P under a pressure of about 8.6 MPa 10 and a temperature of about 300 ° 0 by means of the injection nozzle 51, whereby part of the water immediately evaporates in a burst manner into vapor, whereby the remaining liquid water is distributed very finely, and the pressure in the space P increases rapidly. The water injection takes place during about 20..25 ° p of the entire stroke. The pressure achieved depends on the amount and temperature of the injected liquid water, and on the amount of it evaporating.

De snelle toeneming in de druk doet de zuiger 6 weer naar ODP bewegen. Rond 45 voor ODP worden de uitlaatklep 3 en de inlaat- ' 20 klep 2 weer geopend, teneinde nat uitlaatgas uit de ruimte P af te voeren. De temperatuur van het natte uitlaatgas wordt laag gemaakt, teneinde te verzekeren, dat het grootste deel van de waterdamp in de ruimte P weer tot de vloeibare vorm condenseert, zodat de latente verdampingswarmte ervan wordt teruggewonnen. De uitlaatlucht en de 25 waterdruppeltjes worden uit de cilinder gespoeld door de binnenkomende stroom vullucht, en naar de val T geleid, waar het vloeibare water van de verbruikte lucht wordt afgescheiden, alvorens deze lucht naar de brander wordt gevoerd. Het warme teruggewonnen vloeibare water wordt naar de warmtewisselaar teruggevoerd.The rapid increase in pressure causes the piston 6 to return to ODP. At about 45 before ODP, the exhaust valve 3 and the inlet valve 2 are opened again in order to discharge wet exhaust gas from the space P. The temperature of the wet exhaust gas is made low to ensure that most of the water vapor in the space P condenses back into the liquid form, so that its latent heat of evaporation is recovered. The exhaust air and the water droplets are flushed out of the cylinder by the incoming flow of fill air, and passed to trap T, where the liquid water is separated from the consumed air before this air is fed to the burner. The warm recovered liquid water is returned to the heat exchanger.

30 Hoewel de uitvinding is beschreven aan de hand van een zui- gerperspomp in dezelfde dan wel een andere cilinder als waarin de werkzame ruimte aanwezig is, zal het duidelijk zijn, dat elke andere soort van perspomp kan worden gebruikt, bijvoorbeeld een draaibare of een heen- en weerbewegende perspomp.Although the invention has been described with reference to a piston press pump in the same or a different cylinder as in which the working space is present, it will be clear that any other type of press pump can be used, for instance a rotary or reciprocating - and weather-moving pressure pump.

35 Het beschouwde uitvoeringsvoorbeeld maakt een bijzonder eenvoudige cilinderuitvoering mogelijk, zoals in fig. 3 is weergegeven. De betrekkelijk lage optredende temperaturen maken het mogelijk technische kunststofmaterialen voor het vervaardigen van de cilinder te gebruiken, welke dikwijls wat de warmtegeleidendheid betreft bij- 8007070 * ’ - 12 - zondere voordelen hebben.The exemplary embodiment considered enables a particularly simple cylinder design, as shown in Fig. 3. The relatively low operating temperatures make it possible to use technical plastic materials for the manufacture of the cylinder, which often have special advantages in terms of thermal conductivity.

De cilinder volgens fig. 3 omvat een cilinderlichaam 52 met een rij van over de omtrek verdeelde poorten 55» die de inlaat en de uitlaat voor de arbeidsruimte P van de cilinder vormen. Een cilin-5 derkop met een waterinspuitmondstuk 51 is aan het ene uiteinde van het lichaam 52 bevestigd, terwijl een eindplaat 55 met een inlaat 56 en een uitlaat 57 met bijbehorende terugslagkleppen aan het andere einde van de cilinder is aangebracht. Een zuiger 58 en een zuiger-stang 59 zijn in deze cilinder geplaatst.The cylinder of FIG. 3 comprises a cylinder body 52 having a row of circumferentially distributed ports 55 »which form the inlet and outlet for the working space P of the cylinder. A cylinder head with a water injection nozzle 51 is attached to one end of the body 52, while an end plate 55 with an inlet 56 and an outlet 57 with associated check valves is mounted on the other end of the cylinder. A piston 58 and a piston rod 59 are placed in this cylinder.

10 Er wordt opgemerkt, dat de zuiger een gevormd bovenopper vlak heeft, zodat de naar de arbeidsruimte P gevoerde vullucht volgens een' met een onderbroken lijn aangeduide baan door deze ruimte P zal stromen, waardoor de met water beladen verbruikte lucht doeltreffend uit de ruimte P wordt gespoeld. Voor een zo groot mogelijk nuttig 15 effekt is het van belang, dat de verbruikte lucht doeltreffend uit de ruimte P wordt verwijderd, zodat deze ruimte met koele dichte vullucht kan worden gevuld.It is noted that the piston has a formed upper surface, so that the filling air supplied to the working space P will flow through this space P in a path indicated by a broken line, so that the air loaded with water is effectively discharged from the space P is rinsed. For the greatest possible effect, it is important that the consumed air is effectively removed from the space P, so that this space can be filled with cool, dense filling air.

Het zal duidelijk zijn, dat het einde van de cilinder nabij het inspuitmondstuk 51 zich op een betrekkelijk hoge temperatuur be-20 vindt, terwijl het einde van de cilinder nabij de inlaat- en uitlaat-poorten 53 zich op een betrekkelijk lage temperatuur bevindt. Het gebruik van kunststoffen met een geringe warmtegeleidendheid laat toe dit gunstige temperatuurverschil te handhaven. Wanneer immers de warmte naar de uitlaatpoorten 53 zou kunnen vloeien, zou de temperatuur 25 van het verbruikte gas oplopen, hetgeen tot een vermindering van het nuttig warmte-effekt zou leiden.It will be understood that the end of the cylinder near the injection nozzle 51 is at a relatively high temperature, while the end of the cylinder near the inlet and outlet ports 53 is at a relatively low temperature. The use of plastics with a low thermal conductivity makes it possible to maintain this favorable temperature difference. After all, if the heat could flow to the exhaust ports 53, the temperature of the consumed gas would rise, which would lead to a reduction in the useful heat effect.

De motor met uitwendige verbranding volgens de uitvinding vertoont een goede verhouding tussen vermogen en gewicht in vergelijking met een motor met inwendige verbranding. Hoewel de verhouding 30 tussen vermogen en cilinderinhoud minder goed kan zijn, is de totale verhouding tussen motorvermogen en inhoud wel vergelijkbaar. Daar het echter mogelijk is de verbrandingsomstandigheden in de brander optimaal te maken, wordt het mogelijk een nagenoeg volledige verbranding van de brandstof tot kooldioxyde en water te verkrijgen, zodat wordt 35 vermeden, dat koolmonoxyde en onverbrande brandstofresten in de uit-geblazen uitlaatgassen achterblijven. Daar verder de verbranding bij nagenoeg de omgevingsdruk plaatsvindt, ,zal er nagenoeg geen vorming van stikstofoxyden tijdens de verbranding plaatsvinden. Deze motor stelt derhalve een verbetering voor met betrekking tot de motoren 8007070 - 13 - met inwendige verbranding, niet alleen wat betreft bet nuttig warmte-effekt, doch ook wat betreft de verontreiniging van de omgeving.The external combustion engine of the present invention exhibits a good power-to-weight ratio compared to an internal combustion engine. Although the ratio between power and displacement may be less good, the overall ratio between engine power and displacement is comparable. However, since it is possible to optimize the combustion conditions in the burner, it becomes possible to achieve a nearly complete combustion of the fuel to carbon dioxide and water, thereby avoiding retention of carbon monoxide and unburned fuel residues in the exhaust gases exhausted. Furthermore, since combustion takes place at substantially ambient pressure, there will be virtually no formation of nitrogen oxides during combustion. This engine therefore proposes an improvement over the internal combustion engines 8007070-13, not only in terms of useful heat effect, but also in pollution of the environment.

Verder is deze motor in staat een groot aantal verschillende brandstoffen te gebruiken, zoals benzine, stookolie, gasvormige of 5 vloeibaar gemaakte koolwaterstoffen (met inbegrip van methaan, butaan en propaan), alkohol, en zelfs vaste - brandstoffen zoals steenkool. De brandereigenschappen kunnen zodanig worden ingesteld, dat een althans nagenoeg volledige en verontreinigingsvrije verbranding optreedt. Voorts kan een dergelijke motor rustiger lopen dan een gebruikelijke 10 motor met inwendige verbranding.Furthermore, this engine is capable of using a wide variety of fuels, such as gasoline, fuel oil, gaseous or liquefied hydrocarbons (including methane, butane and propane), alcohol, and even solid fuels such as coal. The burner properties can be adjusted in such a way that a substantially complete and pollution-free combustion occurs. Furthermore, such an engine can run more quietly than a conventional internal combustion engine.

Fig. 4· toont de uitvoering van de warmtewisselaar, die bestaat uit de verwarmingsspoel H en de brander B. Deze warmtewisselaar omvat een binnenhuis 60 en een coaxiale buitenhuis 61, die een dubbele weg voor verbrandingsgas van de brander begrenzen. Een isolatie 6½ 15 is rond de buitenzijde van de warmtewisselaar aangebracht. Een brandstof invoerstraalpijp dient voor het toevoeren van brandstof F in een luchtstroom A, die door middel van een luchttoevoeropening wordt toegelaten. Water W stroomt door de verwarmingsspoel H, die uit een binnenspoel 62 en een buitenspoel 63 bestaat, waarbij de stroomzin met 20 pijlen is aangegeven, een en ander zodanig, dat het water uit de binnenspoel 62 wegstroomt in een punt dicht bij het punt met de hoogste temperatuur'van de brander. Het hete water onder druk wordt dan door de leiding 50 afgevoerd om in de arbeidsruimte P te worden ingespoten.Fig. 4 shows the embodiment of the heat exchanger, which consists of the heating coil H and the burner B. This heat exchanger comprises an inner tube 60 and a coaxial outer tube 61, which define a double way for the combustion gas of the burner. An insulation 6½ 15 is fitted around the outside of the heat exchanger. A fuel inlet nozzle is for supplying fuel F into an air stream A, which is admitted through an air supply opening. Water W flows through the heating coil H, which consists of an inner coil 62 and an outer coil 63, the current sense of which is indicated by 20 arrows, such that the water flows out of the inner coil 62 at a point close to the point with the highest burner temperature. The pressurized hot water is then discharged through line 50 to be injected into working space P.

Wanneer een meercilindermotor wordt gebruikt, kunnen afzon-25 derlijke met nokken bestuurde inspuitmondstukken voor elke cilinder worden aangebracht. Ook kan een verdeler worden gebruikt, die het hete water onder druk steeds naar die cilinder kan voeren, waarin het moet worden ingespoten. Deze spuitmondstukken kunnen een vaste waterstroom bij een verschillende temperatuur afgeven. Het is echter ook 30 mogelijk inspuitmondstukken te gebruiken, die een veranderbare waterstroom bij een vaste temperatuur afgeven, in het bijzonder wanneer een snellere verandering in de draaisnelheid van de motor gewenst is.When a multi-cylinder engine is used, separate cam-controlled injection nozzles can be provided for each cylinder. A distributor can also be used, which can always carry the hot water under pressure to the cylinder into which it must be injected. These spray nozzles can deliver a fixed water flow at a different temperature. However, it is also possible to use injection nozzles which deliver a changeable water flow at a fixed temperature, especially when a faster change in the speed of rotation of the engine is desired.

Fig. 5 toont een sproeitoestel voor het afkoelen en wassen van de verbrandingsgassen van de brander B, teneinde een deel van de 35 warmte en van het water, die tijdens de verbranding worden gevormd, terug te winnen. Dit toestel omvat een sproeikamer 17 niet een trechter 18, waarop water vanuit een sproeikop hl door een stroom van warme verbrandingsgassen wordt gesproeid. Deze verbrandingsgassen worden door een inlaat 19 toegevoerd, en zullen rakend rond de kamer lopen, 8007070 - 14 - alvorens door een uitlaat 20 als afgekoeld verbrandingsgas af te vloeien. Het verbrandingsgas stroomt dan door bet versproeide water, en tenslotte door een watergordijn, dat langs de binnenrand van de trecbteropening 18 naar beneden valt. Bij voorkeur worden de verbran-5 dingsgassen tot beneden 100 °C afgekoeld, teneinde de latente ver-dampingswarmte van bet water uit de brander terug te winnen. Water met een temperatuur van ongeveer 100 °C stroomt af door de afvoer 21, alvorens door de pomp X naar de warmtewisselaar te worden gevoerd.Fig. 5 shows a spraying device for cooling and washing the combustion gases of the burner B, in order to recover part of the heat and of the water generated during the combustion. This appliance comprises a spraying chamber 17, not a funnel 18, onto which water is sprayed from a spraying head hl through a stream of hot combustion gases. These combustion gases are supplied through an inlet 19, and will pass around the chamber 8007070-14 before flowing through an outlet 20 as cooled combustion gas. The combustion gas then flows through the sprayed water, and finally through a water curtain, which falls down along the inner edge of the trigger opening 18. Preferably, the combustion gases are cooled to below 100 ° C in order to recover the latent heat of vaporization of the water from the burner. Water at a temperature of about 100 ° C flows out through the drain 21 before being passed by the pump X to the heat exchanger.

Koud toevoerwater W wordt in de kamer gevoerd door tussenkomst van 10 een afsluiter 40, die een vast waterpeil in bet bodemgedeelte van de sproeikamer handhaaft. Een rondvoerpomp E met een bijbehorende leiding 22 dient voor bet water door de sproeier te voeren, teneinde dit tot aan de kooktemperatuur te verwarmen. Wanneer het echter in de praktijk gewenst is de verbrandingsgassen tot beneden 100 °C af te koelen, 15 kan het nodig zijn water door de afvoer 21 bij een aanmerkelijk lage temperatuur, bijvoorbeeld 50 °C af te voeren.Cold supply water W is introduced into the chamber through the intermediary of a valve 40, which maintains a fixed water level in the bottom portion of the spray chamber. A circulating pump E with an associated pipe 22 serves to pass the water through the nozzle in order to heat it up to the boiling temperature. However, if it is desired in practice to cool the combustion gases below 100 ° C, it may be necessary to discharge water through the outlet 21 at a considerably low temperature, for example 50 ° C.

Fig. 6 toont een viercilindermotor met uitwendige verbranding volgens de uitvinding. Deze motor bestaat uit een plat samenstel van vier cilinders 40, 41, 42 en 43· Elke cilinder omvat een zuiger 20 met een bijbehorende zuigerstang, welke zuigerstangen met een gemeenschappelijke krukas 44 in aangrijping zijn. Er wordt opgemerkt, dat elk paar van naburige cilinders 180° faseverschil vertoont. Deze opstelling komt in hoofdzaak overeen met die van een motor met een enkele cilinder volgens fig. 1, zodat een aantal onderdelen is weggelaten. 25 Elke cilinder heeft een bijbehorende warmtewisselaar-brander-samen-stel HX. Elk paar van tegengesteld werkende cilinders 40, 41, resp.Fig. 6 shows a four-cylinder external combustion engine according to the invention. This engine consists of a flat assembly of four cylinders 40, 41, 42 and 43. Each cylinder comprises a piston 20 with an associated piston rod, which piston rods are engaged with a common crankshaft 44. It is noted that each pair of adjacent cylinders exhibits 180 ° phase difference. This arrangement is substantially similar to that of a single cylinder engine of Figure 1, so that some parts are omitted. Each cylinder has an associated heat exchanger-burner-assembly HX. Each pair of counter-acting cylinders 40, 41, respectively.

42, 43 bezit een gemeenschapellijke uitlaatleiding, die naar de branders voert, zodat schommelingen in de luchtdruk in de branders worden gedempt.42, 43 has a common exhaust line that leads to the burners, so that fluctuations in the air pressure in the burners are damped.

30 Fig. 7 toont de geïdealiseerde thermodynamisehe werking van de motor van fig. 1, terwijl fig. 8 ter vergelijking de werking van een gewone tweeslagsmotor toont.FIG. 7 shows the idealized thermodynamic operation of the engine of FIG. 1, while FIG. 8 shows the operation of a conventional two-stroke engine for comparison.

Fig. 7 (i) toont het pV-diagram voor het geval, dat nauwelijks enig ingespoten water plotseling tot damp verdampt, zodat het 35 grootste gedeelte ervan als druppeltjes in de vloeibare toestand blijft. Dit zal geschieden, wanneer de verdampingssnelheid klein is in vergelijking met de slagtijd van de zuiger.Fig. 7 (i) shows the PV diagram in case hardly any injected water suddenly evaporates to vapor, so that most of it remains as droplets in the liquid state. This will occur when the evaporation rate is small compared to the piston stroke time.

Fig. 7 (ü) toont de theoretische pV- en TS-diagrammen voor het geval, dat al-het ingespoten water tot de gasvormige toestand 8007070 - 15 - verdampt. Dit kan optreden in een langzaam draaiende motor.Fig. 7 (ü) shows the theoretical PV and TS diagrams in case all the injected water evaporates to the gaseous state 8007070-15. This can occur in a slow-running engine.

In fig. 7 (i) wordt de lucht in de arbeidsruimte P tijdens de samenpersingsslag-adiabatisch samengeperst (d.w.z. de gasconstante is ongeveer 1,39)» hetgeen door de lijn ab wordt voorgesteld. De sa-5 menpersing is tevens isoëntropisch, zodat de lucht wordt verwarmd.In Fig. 7 (i) the air in the working space P is compressed adiabatically during the compression stroke (ie the gas constant is approximately 1.39), which is represented by the line ab. The compression is also iso-tropical, so that the air is heated.

Bij een vaste inhoud wordt vloeibaar water ingespoten, en wordt een kleine hoeveelheid waterdamp voortgebracht bij dezelfde temperatuur als de samengeperste lucht, zodat de druk langs de lijn bc toeneemt. Wanneer alleen de lucht in de arbeidsruimte wordt beschouwd, is er 10 geen verandering in T, mits het ingespoten water zich op dezelfde temperatuur bevindt. Wanneer de zuiger neerdaalt, zet de natte lucht uit langs de lijn cd, doch wegens de aanwezigheid van warme vloeibare waterdruppeltjes zal de uitzetting niet adiabatisch doch polytro-• pisch zijn (waarbij de gasconstante 1,33··1»35 zal bedragen), zodat 15 de kromme cd in het pV-diagram wordt afgeplat. De uitzetting leidt verder tot een daling van T en een toeneming van S. Het gas wordt vervolgens uit de arbeidsruimte afgevoerd, zodat de druk van het gas in deze ruimte langs da afneemt.At a solid content, liquid water is injected, and a small amount of water vapor is generated at the same temperature as the compressed air, so that the pressure along the line bc increases. When only the air in the working space is considered, there is no change in T, provided the injected water is at the same temperature. When the piston descends, the wet air expands along the line cd, but due to the presence of warm liquid water droplets, the expansion will not be adiabatic but polytropic (with the gas constant being 1.33 ·· 1 »35), so that the curve CD is flattened in the PV diagram. The expansion further leads to a decrease of T and an increase of S. The gas is then discharged from the working space, so that the pressure of the gas in this space decreases along da.

Deze vervanging van warme uitlaatlucht door koudere vul-20 lucht leidt tot een vermindering van zowel T als S.This replacement of warm exhaust air with colder fill-20 air reduces both T and S.

Fig. 7 (ii) toont de toestand, wanneer al het water plotseling in de dampvorm overgaat. In dit geval is de druktoeneming langs bc veel groter, doch de drukval langs cd geschiedt eveneens sneller, daar de afwezigheid van waterdruppeltjes ervoor zorgt, dat de lucht 25 nagenoeg adiabatisch uitzet. De verrichte arbeid (d.w.z. de oppervlakte van de figuur abcd) is in beide gevallen (i) en (ii) dezelfde.Fig. 7 (ii) shows the state when all the water suddenly turns into vapor. In this case, the pressure increase along bc is much greater, but the pressure drop along cd also occurs faster, since the absence of water droplets causes the air to expand substantially adiabatically. The work performed (i.e. the area of the figure abcd) is the same in both cases (i) and (ii).

Zonder een beperking door theoretische beschouwingen in te voeren, tonen de pV- en TS-diagrammen het theoretische evenwicht, wanneer al het ingespoten water wordt verdampt, d.w.z. bij een langzaam 30 draaiende motor, wanneer minder dan de voor het verzadigen van de lucht vereiste hoeveelheid water wordt ingespoten. Voor de duidelijkheid is aangenomen, dat de temperatuur van het ingespoten water iets lager is dan die van de samengeperste lucht in de cilinder.Without entering a limitation by theoretical considerations, the pV and TS diagrams show the theoretical equilibrium when all the injected water is evaporated, ie with a slow running engine, when less than the amount required to saturate the air water is injected. For the sake of clarity, it is assumed that the temperature of the injected water is slightly lower than that of the compressed air in the cylinder.

Zoals in het voorgaande wordt de lucht adiabatisch samenge-35 perst (gasconstante ongeveer 1,39) langs de lijn ab met vaste entropie. De druk p in het punt a bedraagt-bijvoorbeeld 0,1 MPa, terwijl deAs in the foregoing, the air is compressed adiabatically (gas constant about 1.39) along the line ab with fixed entropy. The pressure p at point a is, for example, 0.1 MPa, while the

& O& O

temperatuur T daar 3°0 K (27 C) bedraagt. Bij een samenpersingsver-temperature T there is 3 ° 0 K (27 C). With a compression

Si houding van 6 ï 1 is de luchtdruk p^ en de temperatuur in het puntb ongeveer 1,2 MPa resp. 603 K (330 °C).Si attitude of 6 ï 1, the air pressure p ^ and the temperature in the point b is approximately 1.2 MPa, respectively. 603 K (330 ° C).

8007070 — 16 —8007070 - 16 -

Vloeibaar water van 573 K (300 °C) en 8,6 MPa wordt vervolgens in de samengeperste lucht ingespoten, en wordt volledig verdampt. Dit veroorzaakt een toeneming in de druk langs bc (waarbij p c =2,5 MPa) en een verlaging van de temperatuur door het inspuiten van 5 het iets koudere water (T = 5δ6 K). Vanneer het water dezelfde tempe- c ratuur als de samengeperste lucht, heeft, is de lijn bc in het T&-dia-gram horizontaal. De vermindering van de entropie langs bc van de lucht in de cilinder vloeit voort uit de toegevoegde deeldruk van de waterdamp.Liquid water of 573 K (300 ° C) and 8.6 MPa is then injected into the compressed air and completely evaporated. This causes an increase in pressure along bc (where p c = 2.5 MPa) and a decrease in temperature by injecting the slightly colder water (T = 5δ6 K). When the water has the same temperature as the compressed air, the line bc in the T & d chart is horizontal. The reduction in entropy of the air in the cylinder along bc results from the added partial pressure of the water vapor.

10 Wanneer de zuiger terug naar BDP beweegt, zet het natte gas uit (gasconstante ongeveer 1,3*0 langs cd tot een druk p^ van onge-* veer Q,2 MPa en een theoretische temperatuur T^ van ongeveer 319 K (b6 °C). In de praktijk zal wegens het niet-theoretische gedrag de temperatuur wat hoger zijn, bijvoorbeeld 80..90 °C.10 When the piston moves back to TDC, the wet gas expands (gas constant about 1.3 * 0 along cd to a pressure p ^ of about Q * 2 MPa and a theoretical temperature T ^ of about 319 K (b6 ° C) In practice, because of the non-theoretical behavior, the temperature will be somewhat higher, for instance 80..90 ° C.

15 Het gas wordt dan uit de arbeidsruimte uitgespoeld volgens de lijn da zoals in het voorgaande, waardoor de temperatuur, druk en entropie van het gas in de arbeidsruimte worden verminderd.The gas is then flushed out of the working space along the line da as above, thereby reducing the temperature, pressure and entropy of the gas in the working space.

In het TS-diagram zijn met p ..p, Vaste drukken weergegeven. Be totale oppervlakte van de beide gesloten figuren in het TS-dia.gram 20 stelt de aan de lucht toegevoerde hoeveelheid warmte voor. In het af-gebeelde geval is deze negatief, aangezien door inspuiting van het water de lucht wordt afgekoeld. Wanneer het water op dezelfde temperatuur is als de samengeperste lucht in het punt b, zullen de oppervlakten Van de beide gesloten figuren in het TS-diagram aan elkaar gelijk 25 zijn, hetgeen wil zeggen, dat geen warmte wordt toegevoerd.In the TS diagram, p ..p indicates Fixed pressures. The total area of the two closed figures in the TS diagram 20 represents the amount of heat supplied to the air. In the illustrated case, this is negative, since the air is cooled by injection of the water. When the water is at the same temperature as the compressed air in point b, the surfaces of the two closed figures in the TS diagram will be equal to each other, ie no heat is supplied.

Fig. 8 toont ter vergelijking de overeenkomstige krommen voor een bekende tweeslagsmotor. Deze komen overeen met het geval (ii) van fig. 7· De lijn ae stelt het openen van de uitlaatklep vóór het einde van de slag in een gewone tweeslagsmotor voor.Fig. 8 shows the corresponding curves for a known two-stroke engine for comparison. These correspond to the case (ii) of fig. 7 · The line ae represents the opening of the exhaust valve before the end of the stroke in a conventional two-stroke engine.

50 Fig. 9 toont een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvin ding, die in hoofdzaak met die van fig. 1 overeenkomt, met uitzondering van het feit, dat het water naar een mengkamer M wordt gevoerd, waarin het in de samengeperste lucht wordt ingespoten om de druk en de temperatuur daarvan te verhogen. De hete samengeperste lucht en 35 waterdamp worden dan in de arbeidsruimte P van de cilinder gevoerd, zoals in het voorgaande geval.Fig. 50 9 shows a second embodiment of the invention substantially similar to that of FIG. 1, except that the water is fed to a mixing chamber M, into which it is injected into the compressed air to reduce the pressure and pressure. increase its temperature. The hot compressed air and water vapor are then fed into the working space P of the cylinder, as in the previous case.

De val T dient om vloeibare waterdruppeltjes uit het uitlaatgas van de ruimte P terug te winnen. Deze val T is uitgevoerd op een uit de stoommachinetechniek bekende wijze voor.het verwijderen van 8007070 3 * - 17 - vloeibaar water uit een gas. Deze val kan echter ook als een cykloon-droger worden uitgevoerd. Het.in deze val verzamelde water wordt naar de sproeikamer S teruggevoerd.The trap T serves to recover liquid water droplets from the exhaust gas of the space P. This trap T is carried out in a manner known from the steam engine technology for removing 8007070 3 * 17 liquid water from a gas. However, this trap can also be implemented as a cyclone dryer. The water collected in this trap is returned to the spray chamber S.

De werking van deze motor is als volgt. Voorverwarmd water 5 uit de sproeikamer S wordt door middel van een hogedrukporap (bijvoorbeeld een zuigerpomp) naar een verwarmingsspoel H gevoerd, die uit buizen met nauwe boring bestaat. Het water wordt door middel van de • brander B tot een hoge temperatuur en druk verwarmd, bijvoorbeeld 300 °C resp. 8,6 MPa. Het hete water onder druk loopt dan door een 10 leiding 50 naar een inspuitklep 51 in de mengkamer M. Deze mengkamer bevat samengeperste en enigszins verwarmde lucht, die van de samen-persingsruimte C en door de uitlaatklep 1 daaraan is toegevoerd. Wanneer de uitlaatklep 1 en de inlaatklep 2 gesloten zijn, wordt heet water onder druk door middel van het inspuitmondstuk 51 in de kamer M 15 gespoten, waardoor de temperatuur en de druk van de lucht daarin zullen toenemen. Zodra de zuiger 6 het bovenste dode punt heeft bereikt, wordt de lucht, die hete waterdamp bevat, uit de mengkamer M door de inlaatklep 2 in de ruimte P ingevoerd, waarbij de uitlaatklep 3 is gesloten. De toegelaten hete samengeperste lucht zet in de cilinder 20 uit, waardoor de zuiger 6 naar het onderste dode punt wordt gedreven, en de lucht daarbij wordt afgekoeld. Zodra de zuiger het onderste dode punt bereikt, wordt de klep 2 gesloten, terwijl kort daarna de klep 3 wordt geopend, teneinde verbruikte lucht, die nog steeds warm is en onder enige druk staat, naar de brander B te laten afvloeien.The operation of this engine is as follows. Pre-heated water 5 from the spray chamber S is fed by means of a high-pressure porap (for example a piston pump) to a heating coil H, which consists of narrow-bore pipes. The water is heated to a high temperature and pressure by means of • burner B, for example 300 ° C resp. 8.6 MPa. The pressurized hot water then passes through a conduit 50 to an injection valve 51 in the mixing chamber M. This mixing chamber contains compressed and slightly heated air which is supplied from the compression space C and through the outlet valve 1 to it. When the outlet valve 1 and the inlet valve 2 are closed, pressurized hot water is injected into the chamber M 15 by means of the injection nozzle 51, whereby the temperature and the pressure of the air therein will increase. As soon as the piston 6 has reached the top dead center, the air containing hot water vapor is introduced from the mixing chamber M through the inlet valve 2 into the space P, the outlet valve 3 being closed. The admitted hot compressed air expands in the cylinder 20, driving the piston 6 to the bottom dead center, thereby cooling the air. As soon as the piston reaches the bottom dead center, the valve 2 is closed, while shortly afterwards the valve 3 is opened in order to let spent air, which is still warm and under some pressure, flow to the burner B.

25 Fig· 10 en 11 tonen een praktische uitvoeringsvorm van de motor volgens de uitvinding, die in beginsel met de uitvoeringsvorm van fig. 1 overeenkomt, waarbij echter geen sproeikamer wordt gebruikt. Deze motor bezit vier cilinders in V-vorm onder 90°. Water wordt uit een voorraadvat 100 door een hogedrukpomp 101 door een buis 102 naar 30 een tweetraps-tegenstroom-warmtewisselaar IO3 gevoerd, die op de wijze van fig. 1 is uitgevoerd. Een ontspanningsklep 10^ is tussen de leiding 102 en een val 100 aangebracht. Uitlaatlucht wordt naar de warmtewisselaar 103 geleid door een leiding 105 vanaf de val 100. De luchtstroom wordt door een klep 107 geregeld. Brandstof (bijvoorbeeld 35 propaangas) wordt vanuit een drukvat 106 door tussenkomst van een voor-verwarmer 126 in de luchtstroom door de brandstofklep 108 gevoerd. Verbrandingsgassen verlaten de warmtewisselaar door een afvoerpijp 109.Fig. 10 and 11 show a practical embodiment of the motor according to the invention, which in principle corresponds to the embodiment of Fig. 1, but no spray chamber is used. This engine has four V-shaped cylinders at 90 °. Water is passed from a storage vessel 100 by a high-pressure pump 101 through a tube 102 to a two-stage counterflow heat exchanger IO3, which is constructed in the manner of Fig. 1. A release valve 10 ^ is disposed between line 102 and a trap 100. Exhaust air is led to heat exchanger 103 through a conduit 105 from trap 100. The air flow is controlled by a valve 107. Fuel (for example, propane gas) is fed from a pressure vessel 106 through the pre-heater 126 into the air stream through the fuel valve 108. Combustion gases exit the heat exchanger through a flue 109.

Elke zuiger 110 loopt in een bijbehorende dubbelwerkende 8007070 - 18 - cilinder 111, en is met een kruiskop 112 verbonden door tussenkomst van een zuigerstang 113. De kruiskop is met een krukas 114 gekoppeld door middel van een bijkomende drijfstang 115· Elke cilinder heeft een cilinderkop 116, die van een inspuitmondstuk 117 is voorzien, dat 5 door middel van een nokkenas 118 en een tuimelaar 119 wordt bediend.Each piston 110 runs in a corresponding double-acting 8007070 - 18 - cylinder 111, and is connected to a crosshead 112 through a piston rod 113. The crosshead is coupled to a crankshaft 114 by means of an additional connecting rod 115 · Each cylinder has a cylinder head 116, which is provided with an injection nozzle 117, which is operated by means of a camshaft 118 and a rocker arm 119.

De cilinderruimte aan de zuigerstangzijde werkt als een perspomp, waarbij lucht door tussenkomst van een inlaatklep 129 wordt ingevoerd, en naar de inlaat 127 van het andere cilindereinde wordt gevoerd door middel van een pijp 128. Elke cilinder heeft verder een uitlaatpoort 10 120, die in een gemeenschappelijke uitlaatleiding 127 uitmondt, die de lucht en vloeibaar uitlaatwater naar de val 100 voert. Een vliegwiel 124 is op de krukas geplaatst.The piston rod side cylinder space acts as a pressure pump, introducing air through an inlet valve 129, and passing it to the inlet 127 of the other cylinder end by means of a pipe 128. Each cylinder further has an outlet port 120, which a common exhaust line 127 opens, which carries the air and liquid exhaust water to the trap 100. A flywheel 124 is placed on the crankshaft.

Deze motor heeft bijvoorbeeld een samenpersingsverhouding van 6:1, een zuiger met een middellijn van 100 mm, en een slag van 15 100 mm, waarbij elke cilinder een vermogen van ongeveer 7»5 kW kan leveren bij een waterinspuittemperatuur van rond 300 °C en een in-spuitdruk van 8,6 MPa. De helling van de cilinders draagt bij tot het afvoeren van het vloeibare water door de zwaartekracht. Bij JQQ °C dient ongeveer 5 g water te worden ingespoten bij elke inspuiting.For example, this engine has a compression ratio of 6: 1, a piston with a diameter of 100 mm, and a stroke of 15 100 mm, each cylinder capable of delivering about 7 »5 kW of power at a water injection temperature of around 300 ° C and an injection pressure of 8.6 MPa. The inclination of the cylinders contributes to the draining of the liquid water by gravity. At JQQ ° C, approximately 5 g of water should be injected with each injection.

20 De gehele motor is binnen een isolerende omhulling opgenomen.20 The entire motor is contained within an insulating enclosure.

Warm vloeibaar water verlaat de warmtewisselaar door een leiding 122, en wordt naar de inspuitmondstukken 117 gevoerd. Een drukregelklep 123 is in de leiding 122 opgenomen.Hot liquid water exits the heat exchanger through a conduit 122 and is fed to the injection nozzles 117. A pressure control valve 123 is included in line 122.

De afgebeelde motor met uitwendige verbranding kan een zeer 25 groot nuttig warmte-effekt bereiken. Theoretisch worden koude lucht A en koud water W (indien aanwezig) in de motor gevoerd, terwijl koud verbrandingsgas wordt afgevoerd. Derhalve zal nagenoeg alle door de brander afgegeven warmte in arbeid worden omgezet. In de praktijk kan met nuttige warmte-effekten van ongeveer 50..60 % worden gerekend.The depicted external combustion engine can achieve a very great useful heat effect. Theoretically, cold air A and cold water W (if any) are fed into the engine, while cold combustion gas is vented. Therefore, virtually all heat released by the burner will be converted into work. In practice, useful heat effects of about 50..60% can be expected.

80070708007070

Claims (29)

1. Heen- en weergaande motor met uitwendige verbranding, die door middel van een arbeidsgas werkt, omvattende een cilinder met een daarin verschuifbare zuiger, die samen een arbeidsruimte bepalen, een warmtewisselaar voor het verwarmen van een warmte-overdrachtsmiddel 5 buiten de cilinder, en invoermiddelen voor het invoeren van arbeidsgas in de arbeidsruimte, waarbij de cilinder van een uitlaat is voorzien, die kan worden bestuurd om het overdrachtsmiddel vanuit de arbeidsruimte nabij het einde van een uitzettingsslag van de zuiger af te voeren, met het kenmerk, dat de energie op het arbeidsgas 10 wordt overgedragen vanaf een verwarmd vloeibaar warmte-overdrachtsmiddel, waarbij de.'warmtewisselaar (H) is uitgevoerd om het overdrachtsmiddel onder een zodanige druk te verwarmen, dat dit middel in de vloeibare toestand blijft, en dat de motor verder een inspuitonder-deel (51, 117) omvat, dat verwarmd vloeibaar overdrachtsmiddel in het 15 gas kan inspuiten, voordat of nadat het gas in de arbeidsruimte (P) is ingevoerd.An external combustion reciprocating engine operating by a working gas, comprising a cylinder with a piston slidable therein, which together define a working space, a heat exchanger for heating a heat transfer means 5 outside the cylinder, and input means for introducing working gas into the working space, the cylinder being provided with an outlet, which can be controlled to discharge the transfer means from the working space near the end of an expansion stroke of the piston, characterized in that the energy is the working gas 10 is transferred from a heated liquid heat transfer medium, the heat exchanger (H) being configured to heat the transfer medium under such pressure that it remains in the liquid state, and the engine further injecting portion (51, 117) which can inject heated liquid transfer agent into the gas before or after the gas enters the working space (P) has been entered. 2· Motor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het in- · spuitonderdeel op de cilinder is aangebracht, teneinde het verwarmde vloeibare overdrachtsmiddel rechtstreeks in het arbeidsgas in -de ar-20 beidsruimte in te spuiten.2. Engine as claimed in claim 1, characterized in that the injection part is arranged on the cylinder in order to inject the heated liquid transfer agent directly into the working gas in the working space. 3· Motor volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het in-spuitonderdeel wordt bestuurd om het verwarmde vloeibare overdrachtsmiddel nabij het einde van een samenpersingsslag van de zuiger in te spuiten. 25 **· Motor volgens een van de conclusies 1..3, met het ken merk, dat de uitlaat een poort (120) in de cilinderwand omvat, die door de zuiger wordt vrijgegeven, zodra de zuiger het einde van de uitzettingsslag nadert, waarbij het inspuitonderdeel aan het tegenover de uitlaat gelegen einde van de cilinder is gelegen. 30 5· Motor volgens conclusie 1, gekenmerkt door een meng kamer (M) met een inlaat voor arbeidsgas, waarbij het inspuitonderdeel in deze kamer is opgesteld.teneinde het verwarmde vloeibare overdrachtsmiddel in het gas in te spuiten alvorens het natte gas in de arbeidsruimte wordt ingevoerd.The engine according to claim 2, characterized in that the injector part is controlled to inject the heated liquid transfer agent near the end of a piston compression stroke. ** Engine according to any one of claims 1..3, characterized in that the exhaust comprises a port (120) in the cylinder wall which is released by the piston as soon as the piston approaches the end of the expansion stroke, the injection part being located at the end of the cylinder opposite the outlet. Engine according to claim 1, characterized by a mixing chamber (M) with a working gas inlet, the injection part being arranged in this chamber in order to inject the heated liquid transfer agent into the gas before the wet gas is introduced into the working space. implemented. 6. Motor volgens een van de conclusies 1..5> met het ken merk, dat het gas wordt samengeperst alvorens het verwarmde vloeibare overdrachtsmiddel in het gas wordt ingespoten. 8007070 - 20 -6. Motor according to any one of claims 1..5> characterized in that the gas is compressed before the heated liquid transfer agent is injected into the gas. 8007070 - 20 - 7· Motor volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het gas wordt samengeperst met behulp van een draaiende perspomp.Engine according to claim 6, characterized in that the gas is compressed by means of a rotating press pump. 8. Motor volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de cilinder een dubbelwerkende cilinder is, waarbij aan de ene zijde 5 van de zuiger de arbeidsruimte (P) is gelegen, terwijl aan de andere zijde van deze zuiger een samendrukkingsruimte (C) is gelegen, welke samendrukkingsruimte een inlaat (127) voor het arbeidsgas en een uitlaat (120) bezit.Engine according to claim 6, characterized in that the cylinder is a double-acting cylinder, the working space (P) being located on one side of the piston, while a compression space (C) is located on the other side of this piston located, which compression space has an inlet (127) for the working gas and an outlet (120). 9· Motor volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de 10 motor volgens een vierslagskringloop werkt, die een invoerslag en een samenpersingsclag voor het arbeidsgas omvat.Engine according to claim 6, characterized in that the engine operates in a four-stroke cycle, which comprises an input stroke and a working gas compression stroke. 10. Mot'-T volgens een van de conclusies 1··9» met het kenmerk, dat hêt inspuitonderdeel een verstuiver is, die het overdrachts-middel. kan verstuiven, teneinde de warmte-overdracht op het gas te ver- 15 beteren.Mot'-T according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the injection part is an atomizer which is the transfer agent. can spray in order to improve the heat transfer to the gas. 11. Motor volgens een van de conclusies 1..10, met het kenmerk, dat de warmtewisselaar (H) een of meer buizen voor het opnemen van het warrate-overdrachtsmiddel, alsmede een brander (B) voor het verwarmen van dit middel in de buis of buizen omvat, een en an- 20 der zodanig, dat dit middel in de vloeibare toestand wordt gehouden.Motor according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the heat exchanger (H) has one or more tubes for receiving the heat transfer agent, as well as a burner (B) for heating this agent in the tube or tubes, one and the other such that this agent is kept in the liquid state. 12. Motor volgens conclusie 11, met het kenme rk, dat het arbeidsgas brandbaar is of de verbranding kan ondersteunen, waarbij de uitlaat van de cilinder met de brander is verbonden om het uitlaatgas naar de brander te voeren.12. Engine as claimed in claim 11, characterized in that the working gas is flammable or can support combustion, the outlet of the cylinder being connected to the burner to supply the exhaust gas to the burner. 13. Motor volgens conclusie 12, gekenmerkt door een val (T), die met de uitlaat van de cilinder is verbonden, teneinde vloeibaar warmte-overdrachtsmiddel uit het natte uitlaatgas terug te winnen.Engine according to claim 12, characterized by a drop (T) connected to the outlet of the cylinder to recover liquid heat transfer agent from the wet exhaust gas. 14. Motor volgens een van de conclusies 11..13, met het kenmerk, dat de warmtewisselaar een buis in de vorm van een binnen-30 spoel (62) en een daarmede coaxiale buitenspoel (63) omvat, waarbij de brander zodanig binnen de binnenspoel is opgesteld, dat het warme verbrandingsgas van de brander binnen de binnenspoel en vervolgens tussen de binnen- en de buitenspoel moet stromen.14. Motor according to any one of claims 11..13, characterized in that the heat exchanger comprises a tube in the form of an inner coil (62) and an outer coil (63) coaxial therewith, the burner being so within the inner coil is arranged that the hot combustion gas from the burner must flow within the inner coil and then between the inner and outer coil. 15· Motor volgens een van de conclusies 1..14, met het ken-35 merk, dat de samenpersingsverhouding tenminste 2': 1 bedraagt.Motor according to any one of claims 1..14, characterized in that the compression ratio is at least 2 ': 1. 16. Motor volgens een van de conclusies 1 ..15., met het kenmerk, dat de zuiger en/of cilinder tenminste gedeeltelijk uit een warmte-isolatiemateriaal zoals kunststof, met vezels versterkte kunsthars, hout of keramiek bestaat. 8007070 f - .» - 21 -Engine according to any one of claims 1 ..15., Characterized in that the piston and / or cylinder consists at least partly of a heat insulation material such as plastic, fiber-reinforced synthetic resin, wood or ceramic. 8007070 f -. » - 21 - 17. Motor volgens een van de conclusies 1..16, gekenmerkt door terugvoermiddelen voor het terugvoeren van het afgevoerde warmte-overdrachtsmiddel naar de warmtewisselaar.Engine according to any one of claims 1..16, characterized by return means for returning the discharged heat transfer means to the heat exchanger. 18. Motor volgens conclusies 17 en 11, met het kenmerk, 5 dat de terugvoermiddelen een sproeikamer (S) omvatten, die in een inlaat voor het warmte-overdrachtsmiddel en een inlaat voor de verbrandingsgassen omvat, die met de warmtewisselaar zijn verbonden, welke kamer een sproeier voor het sproeien van vloeibaar overdrachtsmiddel door het verbrandingsgas van de brander omvat, teneinde dit middel 10 voor te verwarmen, welke kamer verder van een uitlaat is voorzien, die het warmte-overdrachtsmiddel naar de warmtewisselaar kan voeren, en van een uitlaat voor verbrandingsgas.Motor according to claims 17 and 11, characterized in that the return means comprise a spray chamber (S), which comprises an inlet for the heat transfer agent and an inlet for the combustion gases, which are connected to the heat exchanger, which chamber a sprayer for spraying liquid transfer agent through the combustion gas of the burner, in order to preheat this medium 10, which chamber is further provided with an outlet which can carry the heat transfer agent to the heat exchanger, and with an exhaust for combustion gas . 19· Motor volgens een van de conclusies 1..18, met het kenmerk, dat het inspuitonderdeel een door middel van een nok bediende 15 uitlaatklep is.19. Engine according to any one of claims 1..18, characterized in that the injection part is a cam-operated exhaust valve. 20. Motor volgens een van de conclusies 1..19, gekenmerkt door snelheidsregelmiddelen voor het regelen van de draaisnelheid van de motor door het regelen van de inhoud van het ingespoten overdracht sraiddel.Motor according to any one of claims 1..19, characterized by speed control means for controlling the speed of rotation of the motor by controlling the contents of the injected transfer gear. 21. Motor volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de snelheidsregeling een pomp met veranderbare verplaatsing omvat.Motor according to claim 20, characterized in that the speed control comprises a variable displacement pump. 22. Motor volgens een van de conclusies 1..19, gekenmerkt door snelheidsregelmiddelen voor het regelen van de draaisnelheid van de motor door het regelen van de temperatuur van het ingespoten over- 25 drachtsmiddel.Motor according to any one of claims 1..19, characterized by speed control means for controlling the speed of rotation of the motor by controlling the temperature of the injected transfer means. 23. Motor volgens een van de conclusies 1..22, met het kenmerk, dat de cilinder en/of de zuiger zodanig zijn uitgevoerd, dat een deel van het vloeibare overdrachtsmiddel in de arbeidsruimte achterblijft nadat het overdrachtsmiddel is afgevoerd. 30 2*f. Motor volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de cilinder en/of de zuiger van een uitsparing voor het vasthouden van het vloeibare overdrachtsmiddel zijn voorzien.Motor according to any one of claims 1..22, characterized in that the cylinder and / or the piston are designed such that part of the liquid transfer agent remains in the working space after the transfer agent has been discharged. 30 2 * f. Engine according to claim 23, characterized in that the cylinder and / or the piston are provided with a recess for holding the liquid transfer agent. 25. Werkwijze voor het doen werken van een heen- en weergaande motor met uitwendige verbranding met een cilinder en een zuiger, die 35 een arbeidsruimte begrenzen, omvattende het invoeren van een arbeids-gas in de arbeidsruimte, het laten uitzetten van het gas in een uit-zettingsslag van de zuiger om de zuiger aan te drijven, en het afvoeren van gas uit de arbeidsruimte nabij het einde van deze uitzet-tingsslag, met het kenmerk, dat energie op het arbeidegas 8007070 - 22 - wordt overgedragen vanuit een verwarmd vloeibaar warmte-overdrachts-middel, en dat verder dit verwarmde overdrachtsmiddel buiten de cilinder wordt voortgebracht onder een zodanige druk, dat dit middel vloeibaar blijft, terwijl voor of na het invoeren het verwarmde 5 vloeibare overdrachtsmiddel in het arbeidsmiddel wordt ingespoten,teneinde de inwendige energie van het gas te vergroten.25. A method of operating a reciprocating external combustion engine with a cylinder and a piston defining a working space, comprising introducing a working gas into the working space, causing the gas to expand in a expansion stroke of the piston to drive the piston, and discharge of gas from the working space near the end of this expansion stroke, characterized in that energy is transferred to the working gas 8007070 - 22 - from a heated liquid heat transfer agent, and further that this heated transfer agent is generated outside the cylinder under a pressure such that this agent remains liquid while injecting the heated liquid transfer agent into the working medium before or after introduction, in order to increase the internal energy of the increase gas. 26. Werkwijze volgens conclusie 25> met het kenme r k, dat het overdrachtsmiddel water, olie, natrim of een mengsel daarvan is.26. Process according to claim 25, characterized in that the transfer agent is water, oil, natrim or a mixture thereof. 27· Werkwijze volgens conclusie 25 of 26, met het kenme rk, 10 dat het arbeidsgas wordt samengeperst, alvorens het verwarmde vloeibare overdrachtsmiddel in het gas wordt ingespoten.Method according to claim 25 or 26, characterized in that the working gas is compressed before the heated liquid transfer agent is injected into the gas. 28. Werkwijze volgens een van de conclusies 25·.2?» met het kenmerk, dat het verwarmde vloeibare overdrachtsmiddel in het arbeidsgas in de arbeidsruimte wordt ingespoten. 15 29· Werkwijze volgens een van de conclusies 25··27> met het kenmerk, dat het verwarmde vloeibare overdrachtsmiddel in het arbeidsgas in een mengkamer wordt ingespoten alvorens het gas in de arbeidsruimte wordt ingevoerd.28. A method according to any one of claims 25.2? » characterized in that the heated liquid transfer agent is injected into the working gas in the working space. A method according to any one of claims 25 · 27, characterized in that the heated liquid transfer agent is injected into the working gas in a mixing chamber before the gas is introduced into the working space. 50. Werkwijze volgens een van de conclusies 25··29ι met het 20 kenmerk, dat deze wordt uitgevoerd onder zulke omstandigheden van temperatuur en druk, dat tenminste een deel van het ingespoten overdrachtsmiddel bij inspuiting verdampt. 51* Werkwijze volgens een van de conclusies 25··30, met het. kenmerk, dat de temperatuur en de druk van het natte uitlaatgas 25 zodanig zijn, dat althans nagenoeg al het overdrachtsmiddel in de vloeibare vorm wordt afgevoerd.50. A method according to any one of claims 25, characterized in that it is carried out under such conditions of temperature and pressure that at least part of the injected transfer agent evaporates upon injection. A method according to any one of claims 25 · 30, comprising the. characterized in that the temperature and pressure of the wet exhaust gas 25 are such that at least substantially all of the transfer agent is discharged in the liquid form. 32. Werkwijze volgens een van de-conclusies 25··31ι met het kenmerk, dat het arbeidsgas een brandbaar gas of een de verbranding ondersteunend gas is. 30 33· Werkwijze volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat de warmtewisselaar een brander omvat, en dat het afvoergas naar de brander wordt gevoerd om daarin te worden verbrand. Werkwijze volgens een van de conclusies 25·«33» met het kenmerk, dat het verwarmde vloeibare overdrachtsmiddel een terape-35 ratuur en een druk boven of beneden het kritische punt heeft, doch hoger dan het kookpunt bij de cmgevingsdruk.32. A method according to any one of claims 25-31, characterized in that the working gas is a flammable gas or a combustion-supporting gas. A method according to claim 32, characterized in that the heat exchanger comprises a burner, and that the exhaust gas is fed to the burner for burning therein. Method according to any one of claims 25 - 33, characterized in that the heated liquid transfer agent has a temperature and a pressure above or below the critical point, but higher than the boiling point at the ambient pressure. 35· Werkwijze volgens een van de conclusies 25·.3^, het het kenmerk, dat het overdrachtsmiddel water is, en dat teruggewonnen afvoerwater naar de motor wordt teruggevoerd, waarbij warmte aan het 8007070 -23- middel wordt toegevoerd door middel van een brandstof-lucht-brander, terwijl verliezen in het rondgevoerde water worden aangevuld door condensatie uit het verbrandingsgas van de brander.A method according to any one of claims 25.3, characterized in that the transfer agent is water and reclaimed waste water is returned to the engine, heat being supplied to the 8007070 -23 agent by means of a fuel -air burner, while losses in the circulated water are supplemented by condensation from the combustion gas of the burner. 36. Samenstel van onderdelen voor het ombouwen van een motor 5 met inwendige verbranding tot een motor met uitwendige verbranding volgens conclusie 1, gekenme rkt door een warmtewisselaar en een brandstof-lucht-brander voor het verwarmen van water onder druk, door een geïsoleerde cilinder met zuiger, welke cilinder van een inlaat voor gas en een uitlaat voor nat uitlaatgas is voorzien, door 10 een perspomp voor het toevoeren van gas in de cilinder, door een drukpomp voor het inspuiten van vloeibaar water onder druk in de cilinder, door een afmeetmiddel voor het regelen van de hoeveelheid ingespoten water, en door een houder voor het bewaren van teruggevoerd water· 800707036. Assembly of components for converting an internal combustion engine 5 into an external combustion engine according to claim 1, characterized by a heat exchanger and a fuel-air burner for heating pressurized water through an insulated cylinder with piston, which cylinder is provided with an inlet for gas and an outlet for wet exhaust gas, by a pressure pump for supplying gas into the cylinder, by a pressure pump for injecting liquid water under pressure into the cylinder, by a metering means for controlling the amount of injected water, and through a container for storing recycled water · 8007070
NL8007070A 1980-07-16 1980-12-24 Reciprocating external-combustion engine - has liquid water injected directly into cylinder with reciprocating piston NL8007070A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU455380 1980-07-16
AU455480 1980-07-16
AU455380 1980-07-16
AU455480 1980-07-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8007070A true NL8007070A (en) 1982-02-16

Family

ID=25610805

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8007071A NL8007071A (en) 1980-07-16 1980-12-24 RUNNING MOTOR WITH EXTERNAL COMBUSTION.
NL8007070A NL8007070A (en) 1980-07-16 1980-12-24 Reciprocating external-combustion engine - has liquid water injected directly into cylinder with reciprocating piston

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8007071A NL8007071A (en) 1980-07-16 1980-12-24 RUNNING MOTOR WITH EXTERNAL COMBUSTION.

Country Status (1)

Country Link
NL (2) NL8007071A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NL8007071A (en) 1982-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4426847A (en) Reciprocating heat engine
US4393653A (en) Reciprocating external combustion engine
CA2650541C (en) Piston steam engine having internal flash vaporization of a working medium
US4747271A (en) Hydraulic external heat source engine
US4077214A (en) Condensing vapor heat engine with constant volume superheating and evaporating
US4437308A (en) Rotary heat engine
JP4048113B2 (en) In particular, a method of operating a steam heat engine as a vehicle drive device
US4055951A (en) Condensing vapor heat engine with two-phase compression and constant volume superheating
NO314643B1 (en) heat Machine
EP0043879A2 (en) Reciprocating external-combustion engine and method of operating the same
US4109468A (en) Heat engine
US4220005A (en) Combination vaporized driving fluid generator and engine unit
US3921404A (en) Internal combustion and steam powered engine
US4432203A (en) Rotary external combustion engine
JP6690822B2 (en) Thermodynamic engine
US20080053093A1 (en) Uniform pressure unequal surface engine and engine for power generators using the same
NL8007070A (en) Reciprocating external-combustion engine - has liquid water injected directly into cylinder with reciprocating piston
GB2082683A (en) External combustion reciprocating heat engine
US20050172623A1 (en) Rakh cycle engine
NL8007072A (en) Rotary sliding blade motor - has external heat supply and has heat exchanger for fluid partially vaporised when injected into chamber
CA2731299A1 (en) Novel simpler and efficient internal combustion engine
RU2050442C1 (en) Method of operating engine with external heat supply and engine with external heat supply
RU2107169C1 (en) Steam engine
EP0043880A1 (en) Rotary external combustion engine
RU2122125C1 (en) Method of and device for producing energy in internal combustion engine with release of cold

Legal Events

Date Code Title Description
BT A notification was added to the application dossier and made available to the public
BV The patent application has lapsed