NO328416B1 - Kombinert forbrenningsmotor og dampmotor - Google Patents

Abstract

Kombinert forbrenningsmotor og dampmotor samt en fremgangsmåte for en kombinert forbrenningsmotor og dampmotor medkoplede sylindere (1, 2, 3, 4, 14, 15, 16, 17) for forbrenning og damp. Forbrenningssylindrenes (1, 2, 3,4) kjølevæske overopphetes av forbrenningssylindrenes (1, 2, 3, 4) avgasser i en varmeveksler (12) og overføres til dampsylindrene (14,15, 16,17) hvorfra avkjølt damp etter utført arbeidsslag kondenseres i en temperaturregulator (23) og deretter tilbakeføres til forbrenningssylindrene som kjølevæske. Forbrenningssylindrenes stempler er forbundet med dampsylindrenes stempler og at stemplenes lineære bevegelse omsettes til rotasjonsbevegelse.

Description

Oppfinnelsen angår en kombinert forbrennings- og dampmotor med koplede forbrenningssylindere og dampsylindere.

Virkningsgraden for Otto-motoren er som kjent relativt liten i forhold til energien i det brennstoffet som forbrennes. Utallige forsøk har vært utført for å forbedre virkningsgraden. Fremdeles medfører imidlertid forbrenningsmotorer store varmetap til atmosfæren.

Motorer av ovennevnte type finnes beskrevet blant annet i GB 125 395,

GB 125 174, GB 189 373, GB 300 631, US 2 737 014 og DE 10 2004 013 854.

Med foreliggende oppfinnelse sikres utnyttelse av de store varmemengdene fra forbrenningsmotorens forbrenningsprosess til drift av en med forbrenningsmotoren koplet dampmotor. Dette oppnås med motoren ifølge oppfinnelsen slik den der definert med de i kravet anførte trekk. Forbrenningsmotoren kan være en to- eller firetaktsmotor med valgfritt brennstoff.

På tegningen viser den eneste figur et blokkskjema over en kombinert forbrennings- og dampmotor i en utførelse med fire sylindere i en totakts forbrenningsmotor som er forbundet med fire sylindere i dampmotoren.

Forbrenningsmotoren omfatter sylindere 1,2, 3 og 4 hvor motstående stempler i sylindrene 1 og 3 er forbundet med en felles stempelstang 5 og motstående sylindere 2 og 4 er forbundet med en felles stempelstang 6. Stempelstengene 5 og 6 er forbundet med en balansearm 7 som samordner stempelstengenes bevegelse. Balansearmen 7 er i en ende koplet til en arm 8 for et ikke vist svinghjul. Hver sylinder 1-4 har en kjølekappe 9. Hver sylinder 1-4 har videre en ventil 10 for brennstoff, en ventil 24 for luftinnblåsing og en ventil 11 for avgasser. Kjølekappen 9 er forbundet med en varmeveksler 12 hvor det oppvarmede kjølevannet oppvarmes ytterligere av avgassen fra avgassventilen 11 inntil kjølevannet foreligger i form av overopphetet vanndamp. Avkjølt avgass slippes deretter ut til atmosfæren fra varmeveksleren 12 eller for utnyttelse på annen måte. Vanndampen overføres til en sylinder 14 i dampmotoren gjennom en ledning 13.

Stemplene i dampmotorens sylindere 14 og 15 er forbundet med en felles stempelstang 19 og dampsylindrenes 16 og 17 stempler er tilsvarende forbundet med en felles stempelstang 20. Stempelstengene 19 og 20 er forbundet med en balansearm 18. Balansearmenes 7 og 18 vippebevegelser er samsvarende med en forbindelse 21. Etter utført arbeid i dampsylinderen 14 føres damp/kondensat via en ledning 22 til en temperaturregulator 23 hvorfra kjølevann føres tilbake til forbrenningsmotorens kjøleribbe 9 som nedkjølt kondensat.

På tegningen er sylinderen 1 vist ved avslutning av et arbeidsslag. Det oppvarmede kjølevannet i kappen 9 føres inn i varmeveksleren 12 og etter fordampning i varmeveksleren 12 gjennom ledningen 13 til dampsylinderen 14. Avgassen spyles ut av luft fra et luftinntak 24 og gjennom en ventil til varmeveksleren 12 for oppvarming og fordampning av kjølevannet. Deretter føres brennstoff inn gjennom en ventil 10 for komprimering og forbrenning.

Dampen fra varmeveksleren 12, som overføres gjennom ledningen 13, bringer dampsylinderen 14 til å utføre et arbeidsslag ved at stempelet i dampsylinderen 14 presser stempelstangen 19 ned på figuren, samtidig som sylinderens 1 stempelstang 5 presses opp. Ved dampsylinderens 14 returslag vanndamp fra dampsylinderen 14 gjennom ledningen 22 til temperaturregulatoren 23 slik at avkjølt kjølevann overføres fra temperaturregulatoren til kjølekappen 9 rundt sylinderen 1. Med armen 8 kan de koplede balansearmenes 7 og 18 bevegelser dreie et ikke vist svinghjul av armen 8 ved rotasjon eller lineær bevegelse.

Sylinderen 3 med stempelet koplet til stempelstangen 5 og dampsylinderen 15 arbeider i motsatt fase av sylinderen 1 og dampsylinderen 14. Tilsvarende arbeider sylinderen 4 og dampsylinderen 17 i fase med sylinderen 1 og dampsylinderen 17 via varmeveksler 12 og temperaturregulator 23. Sylinderen 2 og dampsylinderen 16 arbeider i motsatt fase av sylinderen 1 og dampsylinderen 14.

På tilsvarende måte er forbrenningsmotorens sylinder 2 forbundet med dampsylinderen 16, sylinderen 3 forbundet med dampsylinderen 15 og sylinderen 4 forbundet med dampsylinderen 17. Likeledes ledninger tilsvarende ledningene 13,22 og temperaturregulatorer tilsvarende temperaturregulatoren 23 som forbindelser disse sylinderne.

Geometrien mellom balansearmens 7 forbindelse med stempelstengene 5 og 6 og balansearmens 18 forbindelse med stempelstengene 19 og 20 i forhold til forbindelsens 21 dreiepunkt samt avstanden til svinghjularmens 8 dreipunkt på balansearmen 7 optimeres med hensyn på å oppnå størst mulig kraftmoment. Samtidig optimeres dampmotorens effekt i forhold til forbrenningsmotorens varmeutvikling for å oppnå optimal virkningsgrad.

Claims (1)

1. Kombinert forbrenningsmotor og dampmotor med koplede forbrenningssylindere (1,2,3,4) og dampsylindere (14,15.16,17), karakterisert ved at den omfatter minst to sett, hvert med to motvirkende forbrenningssylindere (1,2, 3,4) med en felles stempelstang (5,6), at de to stempelstengene (5,6) er forbundet med en balansearm (7), minst to sett, hvert med to motvirkende dampsylindere (14,15,16,17) med en felles stempelstang (19,20), at de to stempelstengene (19, 20) er forbundet med en balansearm (18), at balansearmene (7, 18) er fast forbundet med en forbindelse (21), at hver forbrenningssylinder (1,2, 3,4) har en varmeveksler (12) for fordampning av kjølevæsken med avgassene, at oppvarmet damp fra hver forbrenningssylinders (1,2, 3, 4) varmeveksler (12) overføres til hver sin dampsylinder (14,15,16,17) gjennom rørsystemer (13) og at dampen etter utført arbeidsslag returnerer til forbrenningssylindrenes kjølekapper (9) gjennom rørsystemer (22) via en temperaturregulator (23).