DE648491C

DE648491C - Gaskraftanlage

Info

Publication number: DE648491C
Application number: DESCH103312D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-02-02
Filing date: 1934-02-02
Publication date: 1937-08-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gaskraftanlagen, bei denen hochverdichtetes Brenngas und hochverdichtete Luft unter hoher Temperatur getrennt in den Arbeitsraum eingeführt werden und anschließend die Verbrennung und Dehnung erfolgt. Die verfügbare Wärmeenergie soll möglichst vollkommen dadurch ausgenutzt werden, daß die Abgaswärme den in den Brennraum eintretenden Medien durch Wärmeaustauscher wieder zugeführt wird und die Arbeitsabgabe mit möglichst hoher Temperatur stattfindet.

Bei derartigen Gaskraftanlagen hat man z. B. die gemeinsam verdichtete Verbrennungsluft für den Motor und die Vergasungsluft für einen Gaserzeuger durch die aus den Arbeitszylindern austretenden Abgase vorgewärmt. Diese Einrichtung ist deshalb unzweckmäßig, weil der wärmeverzehrende Vergasungsvorgang nach der Vorwärmung der Luft stattfindet, so daß das fertige Brenngas beim Eintritt in den Arbeitsraum eine geringere Temperatur besitzt. Dem fertigen Gas sollte bei der bekannten Anlage außerdem ein Teil der fühlbaren Wärme für die Überhitzung des'Vergasungsdampfes entzogen werden, so daß die Temperatur weiterhin herabgesetzt wird. Die Abgase werden ihrerseits im gekühlten Zylinder und auf dem langen Wege nach den Wärmetauschern abgekühlt. Für eine andere Gaskraftanlage wurde vorgeschlagen, nicht die Verbrennungsluft des Motors, sondern nur die, Vergasungsluft mit Hilfe der Abgase vorzuwärmen. Da diese Luftmenge wesentlich kleiner als die Abgasmenge ist, wird nur ein entsprechender Teil der Abgaswärme für die Vorwärmung der Brennmedien benutzt. Ferner ist ein Vorschlag bekannt, nur einen Teil der Verbrennungsluft vor dem Eintritt in eine Brennkammer durch die Abgase anzuwärmen und die übrige Luft dann kalt den Brenngasen beizumischen, damit die zu Beginn der Dehnung im Motor vorhandene Temperatur herabgesetzt wird.

Bekannt sind endlich Gaskraftanlagen mit Vorwärmung von Gas und Luft durch die Abgase des Motors und eine daran anschließende Verdichtung und Verbrennung. Hierbei muß wegen der durch Temperaturerhöhung ₅c hervorgerufenen Dehnung eine erhöhte Verdichtungsarbeit geleistet werden, die den Ge-,samtwirkungsgrad verschlechtert.

Die Mängel der bekannten Anlagen werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß das Brenngas zwischen Gaserzeuger und Arbeitsraum durch einen mit Abgasen beheizten Wärmetauscher geleitet wird. Dadurch wird gegenüber dem Bekannten eine einwandfreie Zündung und höchster thermischer Wirkungsgrad gewährleistet. Dieser Erfolg wird in gleicher Weise erreicht bei Verwendung von kaltem gereinigtem Brenngas wie bei Anlagen, die mit Rohgas arbeiten und bei denen die teerigen Bestandteile des Brennstoffes mit Sicherheit gasförmig erhalten bleiben.

Die Verbrennung kann unmittelbar im Arbeitsraum einer Kolbenmaschine oder Turbine

g
geschieht

g zweckmäßig durch Drehoder in einer besonderen Brennkammer stattfinden. Ein Teil der Abgase kann in an sich bekannter Weise zur Erhitzung der vorverdichteten Verbrennungsluft benutzt werden, S so daß dann die gesamte Abgaswärme mit höchstem thermischem Wirkungsgrad für den Arbeitsvorgang zurückgewonnen wird. Die Abgase können endlich nach Aufheizung der Ladeluft und der Brenngase weiterhin ίο zur Anwärmung der Vergasungsluft oder zur Überhitzung des Vergasungsdampfes herangezogen werden.

Zwecks Vermeidung von Wärmeverlusten wird der für die Erhitzung des Brenngases dienende Wärmetauscher unmittelbar hinter dem Auslaß des Arbeitszylinders angeordnet. Das gleiche gilt für den Wärmetauscher für die Verbrennungsluft. Es können Rekuperatoren oder Regeneratoren als Wärmetauscher Verwendung linden. Vorzugsweise werden als Auslaßorgane des Arbeitszylinders kolbengesteuerte Öffnungen vorgesehen, die den Auslaß beschleunigen und weniger durch die hohe Temperatur gefährdet sind. Die Einführung der Verbrennungsluft und des Gases
schieber.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Im Zylinder 2 der gezeigten. Zweitaktmaschine arbeitet ein Kolben i, dessen oberer Tfeil ebenso wie die Brennraumwandungen aus einem hochhitzebeständigen Werkstoff,' vorzugsweise keramischen Werkstoff, besteht. Die Einführung der Brenngase und der Verbrennungsluft geschieht durch Drehschieber 3, die ebenfalls aus einem keramischen Werkstoff hergestellt sein können. Das Brenngas und die Luft werden vor dem Eintritt in den Zylinder von den durch die Auslaßöffnungen 5 ausströmenden Abgasen in den Wärmetauschern 4 erhitzt. Die Abgase können weiterhin einer Abgasturbine zugeführt oder zur Anwärmung der Vergasungsluft oder zur Überhitzung des Vergasungsdampfes herangezogen werden. Durch das Ventil 6 im Zylinderkopf werden die restlichen Verbrennungsgase aus dem Zylinder ausgeschoben. Die Verdichtung der Vergasungsluft, die dem Gaserzeuger 7 durch die Leitung 8 zugeführt wird, geschieht durch das Gebläse io, das beispielsweise von einer Abgasturbine angetrieben werden kann. Das Brenngas gelangt vom Gaserzeuger durch einen Reiniger und die Leitung 9 in den einen Wärmetauscher 4. An den Wassermantel 11 des Gaserzeugers 7 ist eine Leitung 12 angeschlossen, durch die Vergasungsdampf in die Luftzuführungsleitung 8 eingeblasen wird. Das Gebläse 10 fördert außer der Vergasungsluft noch die Verbren- '60 nungsluft durch eine Leitung 13 nach dem Wärmetauscher 4 auf der rechten Seite.

Die dargestellte Zweitaktmaschine mit kolbengesteuerten Auslaßöffnungen ist deshalb für die Durchführung des Arbeitsvorganges besonders geeignet, weil der Wärmeübergang wegen der kurzen Berührungszeiten zwischen den Brenngasen und den Zylinderwandungen klein ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Gaskraftanlage, bei der hochverdichtetes Brenngas und hochverdichtete Luft unter hoher Temperatur getrennt in den Arbeitsraum eingeführt werden und anschließend die Verbrennung und Dehnung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenngas zwischen Gaserzeuger (7) und Arbeitsraum (2) durch einen mit Abgasen beheizten Wärmetauscher (4) geleitet wird. 8_U

2. Gaskraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Abgase der Maschine, wie an sich bekannt, zur Erhitzung der vorverdichteten Verbrennungsluft dient.

3. Gaskraftanlage nach den Ansprüchen I und 2, bei der der Vergasungsluft vor Eintritt in den Gaserzeuger Wasserdampf zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase nach Aufheizung der Ladeluft und der Brenngase weiterhin zur Anwärmung der Vergasungsluft oder zur Überhitzung des Vergasungsdampfes herangezogen werden.

4. Gaskraftanlage nach den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erhitzung des Brenngases dienende Wärmetauscher (4) unmittelbar hinter'dem Auslaß (5), vorzugsweise kolbengesteuerten Öffnungen, des Arbeitszylinders (2) angeordnet ist.

5. Gaskraftanlage nach den Ansprüchen ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erhitzung der Verbrennungsluft dienende Wärmeaustauscher (4) unmittelbar hinter dem Auslaß (5), vorzugsweise kolbengesteuerten Öffnungen, des Arbeitszylinders (2) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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