DE564170C - Aus Zweitakt-Brennkraftmaschine mit vorgeschaltetem Verdichter und nachgeschalteter Gasturbine bestehender Maschinensatz mit Kolbenkuehlung - Google Patents

Description

• Aus Zweitakt-Brennkraftmaschine mit vorgeschaltetem Verdichter und nachgeschalteter Gasturbine bestehender Maschinensatz mit Kolbenkühlung Es ist bekannt, einer Brennkraftkolbenmaschine eine Gasturbine nachzuschalten und die Brennkraftkolbenmaschine durch einen Verdichter aufzuladen. Der Verdichter wird entweder von der Gasturbine angetrieben, wenn die Leistung des Maschinensatzes von der Brennkraftmaschine abgenommen wird, oder er wird von der Brennkraftmaschine angetrieben, wenn diese nur als Energieumformer wirken soll, während die Nutzleistung dann von der Gasturbinenwelle abgenommen wird. In beiden Fällen wird die Energie der Treibgase, welche die Brennkraftmaschine verlassen, in einer Gasturbine weiter ausgenutzt. Bei der bisherigen Ausführung derartiger Maschinensätze wird bei jedem Kolbenspiel einmal ein bestimmtes Treibgasquantum der Turbine zugeleitet, nämlich in dem Zeitraum. zwischen der öffnung der Auspuffschlitze und deren Abschluß. Während des ganzen übrigen Teiles des Arbeitsspieles ist die Gasturbine ohne Verbindung mit der Brennkraftmaschine. Es leuchtet ein, daß eine derart stoßweise Beaufschlagung einen ungünstigen Einfuß auf den Betrieb der Gasturbine haben muß. Diese stoßweise Beaufschlagung läßt sich mildern, wenn man gemäß der Erfindung außer der an sich bekannten Verbindung zwischen Verdichter und Gasturbine in der Nähe des unteren Totpunktes des Brennkraftkolbens eine weitere Verbindung zwischen Verdichter und Gasturbine in der Nähe des oberen Totpunktes herstellt, und zwar über Kühlkanäle im Brennkraftkolben, die von diesem selbst gesteuert werden. Es wird hierdurch die Zahl der sekundlichen Beaufschlagungen der Gasturbine auf das Doppelte erhöht, also eine Vergleichmäßigung der Beaufschlagung erreicht. Hierzu tritt ein weiterer wesentlicher Vorteil, nämlich die Rückgewinnung der Kolbenwärme zur Erzielung mechanischer Arbeit in der Gasturbine. Zwar wird auch bei bekannten Anordnungen eine gewisse Verlustwärmemenge in den Kreislauf zurückgeführt, doch ist diese gering gegenüber der Wärmemenge, die bei der Anordnung gemäß der Erfindung dadurch abgeführt wird, daß in der Nähe des oberen Totpunktes Luft durch den Kolben selbst hindurchgeführt wird.
• Ein Ausführungsbeispiel ist in der Abbildung dargestellt. In dem mit Wasserkühlung versehenen Zylinder r ist der Kolben a in seiner oberen Totlage gezeichnet. Der Einströmkanal für die Spül- und Ladeluft ist mit 3, der Abgaskanal mit q. bezeichnet. Diese beiden Kanäle sind so angeordnet, daß die Spülung und Ladung des Zylinders in bekannter Weise vor sich geht, wenn der Kolben in der Nähe seines unteren Totpunktes die Schlitze freigelegt hat. Der Kolben selbst ist mit einem Kühlmantel 5 versehen, der durch die Schlitze 6 und 7 mit dem EinlaB-kanal3 und mit dem Abgaskanal 4 in Verbindung steht, wenn der Kolben sich in der Nähe seines oberen Totpunktes befindet. Bei dieser Anordnung kann also Luft durch den in geeigneter `leise ausgestalteten Kühlraum des Kolbens gerade zu der Zeit hindurch= strömen, wo im Zylinder die höchsten Temperaturen herrschen und viel Wärme in den Kolben übergeht. Je nach der Längenausdehnung der Schlitze 6 und 7 läßt sich die .Zeit, während der der Kühlstrom durch den Kolben hindurchgeleitet wird, so bemessen, daB eine ausreichende Kühlung erfolgt. Durch den Kanal 4 strömt die erwärmte Kühlluft zu einer Abgasturbine, die in der Hauptsache von den in der unteren Kolbenstellung aus dem Zylinder ausströmenden Abgasen beaufschlagt wird und nunmehr durch die erwärmte, unter dem Aufladedruck stehende Kühlluft zusätzlich Energiezufuhr erhält.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Aus Zweitakt-Brennkraftmaschine mit vorgeschaltetem Verdichter und nachgeschalteter Gasturbine bestehender Maschinensatz mit Kolbenkühlung, bei welchem eine Verbindung zwischen Verdichter und Gasturbine in der Nähe des, unteren Totpunktes des Brennkraftkölbens besteht, dadurch gekennzeichnet, daB eine weitere Verbindung zwischen Verdichter und Gasturbine in der Nähe des oberen Totpunktes über vom Kolben gesteuerte Kühlkanäle (6, 5, 7) im Brennkraftkolben hergestellt ist.