DE398924C

DE398924C - Compressed air locomotive with internal combustion engine

Info

Publication number: DE398924C
Application number: DEM81456D
Authority: DE
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1923-05-15
Filing date: 1923-05-15
Publication date: 1924-07-24

Description

Druckluftlokomotive mit Brennkraftmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf Druckluftlokomotiven, bei welchen die in einem durch eine Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Verdichter erzeugte Druckluft zunächst von den Abgasen der..Verbrennungskraftinaschine vorgewärmt und dann zur Arbeitsleistung nach dem Lokomotivzylinder geleitet wird.Compressed air locomotive with internal combustion engine. The invention relates on compressed air locomotives, in which the in one by an internal combustion engine driven compressor initially generated compressed air from the exhaust gases of the combustion engine preheated and then directed to the locomotive cylinder for work.

Um die Leistung derartiger Lokomotiven vorübergehend, z. B. zur Überwindung von Steigungen, wesentlich zu erhöhen, wird gemäß der Erfindung die vorgewärmte, sehr sauerstoffhaltige Druckluft nicht unmittelbar dem Lokomotivzylinder zugeführt, sondern sie gelangt in einen zylindrischen Verbrennungsraum, in den zunächst Brennstoff so eingespritzt wird, daß er in Form einer langen Stichflamme vollständig verbrennt. Die entstehenden Verbrennungsgase haben nun eine sehr hohe Temperatur, so daß sie mit Rücksicht auf Baustoferhaltung und Schmierung zur Arbeitsleistung in den Lokomotivzylindern nicht geeignet _ sind. Um diese hohen Temperaturen auf ein brauchbares Maß herabzudrücken, wird daher hinter der Stichflamme Wasser in den Verbrennungsraum eingespritzt, das hierbei verdampft, so !daB ein Dampfgasgemisch mit einer Temperatur von etwa 300° in dem Verbrennungsraum entsteht, das nunmehr in der üblichen Weise in den Lokomotivzylindern Arbeit leisten kann. Soweit die Leistungssteigerung in Betracht kommt, wirkt das ganze wie ein Dampfkessel, bei dem die in dem Brennstoff enthaltene Wärme vollständig auf das Arbeitsmittel, den Dampf, übeftragen wird.To temporarily improve the performance of such locomotives, e.g. B. to overcome of inclines, to increase significantly, according to the invention, the preheated, very oxygen-containing compressed air is not supplied directly to the locomotive cylinder, Instead, it enters a cylindrical combustion chamber, which initially contains fuel is injected in such a way that it burns completely in the form of a long jet flame. The resulting combustion gases now have a very high temperature, so that they with regard to building maintenance and lubrication for work performance in the locomotive cylinders are not suitable _. In order to reduce these high temperatures to a usable level, water is therefore injected into the combustion chamber behind the jet flame evaporates in the process, so that a vapor gas mixture with a temperature of about 300 ° arises in the combustion chamber, which is now in the usual way in the locomotive cylinders Work can do. As far as the increase in performance is taken into account, it works whole like a steam boiler, in which the heat contained in the fuel is completely to the working medium, the steam.

Die so erzielte Leistungssteigerung der Lokomotive ist sehr erheblich, sie kann, wie die Berechnung ergibt, bis zu r5o Prozent über die -Normalleistung betragen. Natürlich läB,t sich das Verfahren. nur vorübergehend während des Betriebes anwenden, für den Dauerbetrieb ist es wegen der damit zusammenhängenden Verschlechterung des thermischen Wirkungsgrades nicht geeignet und nicht bestimmt.The increase in performance of the locomotive achieved in this way is very considerable, As the calculation shows, it can be up to 50 percent above normal output be. Of course, the process could be done. only temporarily during operation apply, for continuous operation it is because of the associated deterioration the thermal efficiency not suitable and not determined.

In der Zeichnung ist eine Einrichtung für das Verfahren schematisch dargestellt.. Es ist a die. beispielsweise aus- einer Dieselmaschine bestehende Verbrennungskraftmaschine; die den Verdichter b, der die zum Betrieb der Lokomotive erforderliche Druckluft liefert, antreibt. Von dem Verdichter gelangt die Druckluft nach einem von den Abgasen der V erbrennungskraftmaschine geheizten, Aufnehmer c und von diesem in einen seitlich an den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine horizontal angeordneten Verbrennungsraum d, der die Form eines engen Zylinders besitzt. An der Stirnseite dieses Zylinders ist eine Brennstoffeinspritzdüse e und etwa in der Mitte sind eine oder mehrere Wasserdüsen f angebracht, die zweckmäßig mit der Brennstoffdüse so gekuppelt sind, daß sie gemeinsam mit dieser betätigt werden können.In the drawing, a device for the method is schematically shown .. It is a the. for example consisting of a diesel engine Internal combustion engine; which is the compressor b which is responsible for operating the locomotive supplies and drives the required compressed air. The compressed air comes from the compressor after one of the exhaust fumes of the V combustion engine heated, Sensor c and from this into one on the side of the cylinders of the internal combustion engine horizontally arranged combustion chamber d, which has the shape of a narrow cylinder. At the end of this cylinder is a fuel injector e and about in the middle are one or more water nozzles f attached, which are useful with the Fuel nozzle are coupled so that they can be operated together with this.

Während des normalen Betriebes sind die Düsen e und f ganz oder fast geschlossen, so daß die in dem Aufnehmer c weiter erwärmte Druckluft ohne wesentliche Temperaturänderung durch den Verbrennungsraum d hindurch nach den Lokomotivzylindern gelangen kann. Soll die Leistung vorübergehend gesteigert werden, so werden die Brennstoffdüse e und die Wassereinspritzdüse f weiter geöffnet. In der stark sauerstoffhaltigen Luft verbrennt der Brennstoff, und in die hoch erhitzten Verbrennungsgase wird nun beim Durchgang durch den Verbrennungsraum durch die Düsen f Wasser eingespritzt, das verdampft und dadurch die Temperatur der Verbrennungsgase so weit erniedrigt, daß das Gasdampfgemisch ohne Nachteile in die Lokomotivzylinder zur Arbeitsleistung geleitet werden kann.During normal operation, nozzles e and f are full or almost closed, so that the compressed air further heated in the sensor c without substantial Change in temperature through the combustion chamber d after the locomotive cylinders can get. If the performance is to be increased temporarily, the Fuel nozzle e and water injection nozzle f open further. In the highly oxygenated Air burns the fuel, and in the highly heated combustion gases is now When passing through the combustion chamber, water is injected through the nozzles f, that evaporates and thereby lowers the temperature of the combustion gases so much, that the gas-vapor mixture without disadvantages in the locomotive cylinder for work performance can be directed.

Um bei der Inbenutzungnahme des Verfahrens jedesmal die Anfangszündung sicherzustellen, wird beim Übergang auf den normalen Betrieb die Brennstoffdüse e nicht vollkommen geschlossen. Es bleibt daher während des normalen Betriebes dauernd eine kleine Stichflamme in der Verbrennungskammer bestehen, die bei erhöhter Brennstoffzufuhr deren Zündung einleitet.To start the ignition every time the procedure is used ensure that the fuel nozzle is switched to normal operation e not completely closed. It therefore remains permanent during normal operation there is a small jet of flame in the combustion chamber, which occurs when the fuel supply is increased whose ignition initiates.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for temporarily increasing the performance of compressed air locomotives, in which the compressed air generated in a compressor driven by an internal combustion engine is first preheated by the exhaust gases of the internal combustion engine and then routed to the locomotive cylinders for work, characterized in that within a combustion chamber, fuel is first fed into the working air and then water is injected into the combustion gases formed and the resulting gas-vapor mixture is then fed to the locomotive cylinders for work. a. Method according to Claim i, characterized in that a small jet flame is continuously maintained in the combustion chamber even during normal operation, which flame initiates the ignition of the injected fuel when the power is increased. 3. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that the combustion chamber has the shape of a long narrow cylinder and is arranged horizontally along the cylinders of the internal combustion engine. q .. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that fuel and water injection nozzles are arranged one behind the other in the combustion chamber and. are coupled together so that they open together and. getting closed.