SE458051B - Saett att tillfoera vaerme till en motor avsedd foer extern vaermetillfoersel jaemte motor avsedd foer extern vaermetillfoersel enligt naemnda saett - Google Patents

Description

458 051 2 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att integrera funktionen med intermittent förbränning í en varmgasmotors värmare på sådant sätt att villkoren för värmeöverföringen uppfylles samtidigt som den intermittenta förbränningen upprätthålles.

Detta ändamål uppnås genom att anordna den intermit- tenta brännkammarens ventilsystem före luftförvärmaren, om sådan finnes och före bränsleinsprutningen. I en turbo- lator blandas luft och bränsle och tändes vid start med ett tändstift, som vid fortsatt drift kan kopplas bort eftersom självantändning sker. I brännkammaren anordnas motorns värmare med värmarrör eller värmeflänsar på sådant sätt att förbränningsgasernas intermittenta rörelse ej hindras. Slutligen utformas avgassystemet på sådant sätt att restvärme tillvaratages, antingen för att värma inlopps- luften eller för att värma t ex vatten för varmvattenbruk. Även i denna del av förbränningssystemet gäller att vill- koren för intermittent strömming uppfylles. Den intermit- tenta funktionen uppnås genom utnyttjande av levande kraft i utströmmande varma avgaser. Styrningen av förloppet sker medelst de ovan beskrivna kalla och varma gaspelarna, av inloppsventilen och av den automatiskt återkommande tänd- ningen av bränsleluftblandningen i brännkammaren. Den intermittenta funktionen medför att luft och avgaserëfåf egencirkulation samtidigt som värmeöverföringen i motorns värmare avsevärt intensifíeras.

Exempel på dylika värmesystem visas i tvà olika ut- föranden. I figur l visas ett system där maximal axel- effekt eftersträvas och där en effektiv luftförvärmare därför kräves. I figur 2 visas ett enklare system, där den producerade energin tas ut dels i form av axeleffekt ochadels i form av varmvatten. I alla varmgasmotorer kan dessutom, såsom är fallet i både figur l och 2, det Épp: värmda kylvattnet från motorn utnyttjas för uppvärmnings- ändamål. Axeleffekten kan användas för att driva maskiner, för att generera elektricitet eller för att driva en värme- pump alternativt ett luftkonditioneringsaggregat. 458 051 3 I figur 1 visas ett motorsystem bestående av en varm- gasmotor l, som driver en anordning 2, som kan vara en maskin, en elgenerator, en värmepump eller ett luftkondi- tioneringsaggregat. Varmgasmotorn har pá sedvanligt sätt kylare la med kylvattentillförsel lb samt regeneratorer lc.

Värmetillförseln sker genom värmaren ld och värmerören le. Luft strömmar in vid 3a till brännkammarsystemet genom backventilen 3. I en motströms luftförvärmare 4 värmes luften och blandas därefter med bränsle Sa från bränsle- spfiidaren 5b, som ledes genom bränsleröret 5. Tändning av bränslet sker vid start med ett tändstift Sc, därefter automatiskt genom àterströmmande heta förbränningsgaser eller genom en särskild glödkropp Sd placerad i en s k turbulator 6, som bidrar till bränsleluftblandningens effektiva förbränning. Förbränningsgaserna strömmar där- efter genom varmgasmotorns värmare 7 pà utsidan av dess tidigare nämnda värmarrör le. Den värme, som ej kan till- godogöras direkt av varmgasmotorn átervinnes därefter i tidigare beskrivna motströms plàtvärmeväxlare 4 och av- gaserna bortföres genom avgasröret 8.

I figur 2 visas en enklare variant av motorsystemet där ändamålet är, dels att utvinna axeleffekt och dels vatteñvärmande effekt. Varmgasmotorn l driver i detta fall också en maskin, elektrisk generator, värmepump elleå lfift- konditioneringsaggregat 23 Motorn kyles med kylvatten lb, som kan användas, om så är lämpligt för uppvärmningsända- mål. Motorns regenerator och kylare är i detta exempel inbyggda i motorcylíndern. Motorns cylinder sticker in i avgasströmmen från bränslekammaren och är försedd med värmeflänsar för effektiv värmeöverföring. Förbrännings- luften 3a strömmar intermittent in genom inloppsventilerna 3, yarefter den blandas med bränsle Sa, som genom bränsle- röret 5 strömmar ut genom bränslemunstycket 5b. Vid štärt av brännkammaren tändes bränslet av tändstiftet SC, som därefter avstänges och den intermittenta tändningen sker genom tillbakaströmmande heta avgaser eller genom en glöd- kropp Sd. Efter förbränningen strömmar förbränningsgaserna 458 051 4 genom varmgasmotorns värmare 7, där en del av värmeinne- hállet i gasen överföres till varmgasmotorn. Resterande värme absorberas i huvudsaklig del i en vattenvärmare 9, som värmer vatten 9a för nyttoändamàl. Avgaserna strömmar därefter ut genom avgasröret 8.

De två figurerna utgör endast exempel pà tillämpningar av uppfinningen. Varmgasmotorn kan ersättas av annan motor för extern värmetillförsel, såsom gasturbin (öppen eller sluten Brayton-cykel), ångkolvmotor eller àngturbin (Rankine- cykel). Bränslet till brännkammaren kan vara gasformigt, flytande eller fast i pulverform. Den mekaniska luftven- tilen kan utgöras av en aerodynamisk ventil. Vattenvärme- växlaren i figur 2 kan i stället vara en gas- till- gas- värmeväxlare. Slutligen kan varmgasmotorn i båda figurerna vara en frikolvmotor, som producerar elektricitet, hydrau- lisk eller pneumatisk effekt.

Claims (6)

10 15 20 25 30 458 051 PÅTENTKRAV

1. l. Sätt att tillföra värme till en motor (1) avsedd för extern värmetillförsel genom förbränning av bränsle (5a) och förbränningsluft (3a) i en bränn- kammare (ld) med en anordning (3) för tillförsel av förbränningsluften (3a), ett insprutningssystem (5, 5bJ för tillförsel av bränslet (Sa). en värmare (7) för värmetillförseln och ett avgassystem (8) för bort- försel av avgaser, k ä n n e t e c k n a t av att förbränningen sker intermittent, att anordningen för tillförsel av förbränningsluften (3a) bildas av ett ventilsystem (3), som placeras före bränsleinsprut- ningssystemet (5, Sb), att en turbolator (6) placeras mellan bränsleinsprutningssystemet (5, Sb) och värmaren (7) för att blanda bränslet (Sa) med förbränningsluften (3a) och att värmaren (7) placeras så i brännkammaren (ld), att förbränningsgasernas intermittenta rörelse förblir ostörd.

2. Sätt enligt krav l, av_att avgassystemet (8) utformas så, att restvärme tillvaratas, företrädesvis för att förvärma förbrän? k ä n n e t e c k n a t ningsluften (3a) eller för att värma exempelvis vatfen för varmvattenbruk, varvid även här gäller att villkoren för intermittent strömning uppfylls.

3. Sätt enligt krav l och 2, k ä n n e t e c k - n a t av att den intermittenta strömningen uppnås genom utnyttjande av levande kraft i inströmmande kall förbränningsluft (3a) och motsvarande levande kraft i utströmmande varma avgaser. 9 *4. Motor avsedd för extern värmetillförsel gengm;_ förbränning av bränsle (Sa) och förbränningsluft (Ba) i en brännkammare (ld) med en anordning (3) för till- försel av förbränningsluften (3a), ett insprutnings- system (5, 5b) för tillförsel av bränslet (Sa), en värmare (7) för värmetillförsel till motorn (1) och 458 l0 l5 20 051 6 ett avgassystem (8) för bortförsel av avgaser, k ä n n e t e c k n a d av att för àstadkommande av intermittent förbränning är anordningen för till- försel av förbränningsluften (Ba) bildad av ett ven- tilsystem (3), som är placerat före bränsleinsprut- ningssystemet (5, fib), att en turbolator (6) är placerad mellan bränsleinsprutningssystemet (5, 5b) och värmaren (7) för att blanda bränsle (Sa) och förbrânningsluft (3a) och att värmaren (7) är så placerad i brännkammaren

4. (IE), att förbränningsgasernas intermittenta rörelse är obehindrad.

5. Motor enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att avgassystemet (8) är så utformat, att rest- värme är möjligt att tillvarata, företrädesvis för) att förvärma den inkommande förbränningsluften (3a) eller för att värma exempelvis vatten för varmvatten- bruk.

6. Motor enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k - n a d av att en luftförvärmare (4) är anordnad mellan ventilsystemet (3) och bränsleinsprutningssystemet (5) och är genomströmmad av förbränningsgaserna efter värmaren (7) för uppvärmning av den inkommande för- bränningsluften (3a) med restvärmet.