SU1668A1 - Locomotive with internal combustion and steam engines - Google Patents

Description

Цель насто щего изобретени  заключаетс  в создании мощного тепловоза с применением высокоэкономичного двигател  внутреннего сгорани , как основной машины движени , и в применении частей тепловоза к использованию отработавших газов основного двигател  дл  приведени  в действие добавочного парового двигател . На фиг. 1 схематически изображено взаимное расположение основных частей тепловоза в боковом виде; на фиг. 2-3 изображены варианты устройства дл  подогревани  парового котла выхлопными газами. Силовое оборудование тепловоза состоит из одного или двух основных горизонтальных двухтактных двигателей 1,1 со встречно-движущимис  поршн ми, привод щими во вращение расположенные по концам двигателей кривошипные валы 2. Движение от валов передаетс  непосредственно на ведущие оси тепловоза или шатунами-треугольниками 3, расположенными по бокам тепловоза и действующими на кривошипы ведущих колес. расположенные тождественно с кривощипами валов 2, или при помощи шатунов 4, тоже действующих непосредственно на ведущие оси, или же, наконец,. шатунами при посредстве промежуточных валов (фиг. 4), сопр женных таким образом, чтобы осуществл лось действительно встречное движение поршней двигател . Компрессоры 5 двигател  или обоих двигателей расположены спереди над тележкою и привод тс  в движение штоками, св занными с головкой шатуна переднего двигател . Здесь же могут быть установлены насосы дл  топлива и дл  охлаждающей воды. Цилиндры 6 воздушных насосов (фиг. 1) располагаютс  в передней части тепловоза; при одном двигателе они помещаютс  внутри, при двух двигател х два цилиндра внутри и два цилиндра снаружи, действующие от штоков цилиндров 11. Кроме основных двигателей внутреннего сгорани , на тепловозе устанавливаетс  еще паровой двигатель, состо щий: из парового котла, снабженного одной или несколькими форсунками , а также сухопарником аккумул тором 9, соединенным с паровым пространством котла. В топку парового котла выход т выхлопные трубы 10 от двигателей внутреннего сгорани  тепловоза, так что паровой котел может отапливатьс  или форсунками , или выхлопными газами двигателей , или же одновременно и тем, и другим способом. Цилиндры паровой машины 11 расположены, как прин то в паровозах, с соответствующими приспособлени ми дл  реверсировани  и пуска тепловоза при троганьи с места. Парова  машина передает движение , как и в паровозах на ведущие оси. Дл  перегрева пара может быть установлен перегреватель любой конструкции в дымовой коробке или дымогарных трубах, или же он может быть устроен в выхлопной трубе двигателей , при чем пар может служить одновременно и дл  охлаждени  стенок выхлопной трубы. Дл  питани  котла может служить охлаждающа  вода двигателей непосредственно, так что рубашки цилиндров служат как бы экономайзером, через который питательна  вода перекачиваетс  в котел, но в виду опасени  образовани  накипи на стенках двигател  внутреннего сгорани , предпочитают установку отдельного подогревател  дл  воды, питающей котел.The purpose of the present invention is to create a powerful diesel locomotive using a highly efficient internal combustion engine as the main driving machine, and to apply the parts of the diesel locomotive to using the exhaust gases of the main engine to drive an additional steam engine. FIG. 1 schematically shows the relative position of the main parts of a diesel locomotive in a side view; in fig. 2-3 shows variants of a device for heating a steam boiler with exhaust gases. The power equipment of a locomotive consists of one or two main horizontal two-stroke engines 1.1 with counter-moving pistons driving the crank shafts 2 located at the ends of the engines. The movement from the shafts is transmitted directly to the driving axes of the locomotive or by connecting rods-triangles 3 on the sides of the locomotive and acting on the cranks of the drive wheels. located identically with the crankshafts of the shaft 2, or with the help of connecting rods 4, also acting directly on the driving axles, or, finally,. connecting rods by means of intermediate shafts (Fig. 4), mated in such a way as to make a truly counter-movement of the engine pistons. The compressors 5 of the engine or both engines are located in front of the bogie and are driven by rods connected to the front engine connecting rod head. Here, pumps for fuel and for cooling water can also be installed. The cylinders 6 of the air pumps (Fig. 1) are located in the front of the locomotive; with one engine, they are placed inside, with two engines, two cylinders inside and two cylinders outside, operating from cylinder rods 11. In addition to the main internal combustion engines, the locomotive also has a steam engine installed: consisting of a steam boiler equipped with one or more injectors as well as a dry-steam accumulator 9 connected to the steam space of the boiler. Exhaust pipes 10 are fed from the internal combustion engines of a diesel locomotive to the furnace of the steam boiler, so that the steam boiler can be heated either by injectors or engine exhaust gases, or at the same time by that or another method. The cylinders of the steam engine 11 are arranged, as is customary in steam locomotives, with appropriate devices for reversing and starting the diesel locomotive when starting off. The steam engine transmits the motion, as in steam locomotives to the leading axles. To superheat steam, a superheater of any design can be installed in a smoke box or fire tubes, or it can be arranged in the exhaust pipe of engines, and steam can simultaneously serve to cool the walls of the exhaust pipe. To feed the boiler, engine cooling water can be used directly, so that cylinder liners act as an economizer through which feed water is pumped into the boiler, but because of the risk of scaling on the walls of the internal combustion engine, they prefer to install a separate heater for the water that feeds the boiler.

В виду того, что двигатели внутреннего сгорани  не удовлетвор ют некоторым требовани м тепловозного двигател , например, они не удобны дл  разгона и в период трогани  поезда с места не могут быть значительно перегружены, реверсирование их сложно и особенно затруднительно ввиду необходимости одновременного развити  большой скорости, а также затруднительно быстрое торможение и быстрый перевод на обратный ход, то дл  устранени  указанных недостатков , примен етс  на тепловозе паровой двигатель, состо щий из котла локомобильного типа и паровой паровозной машины, с каким-нибудь из прин тых приспособлений дн  реверсировани  и пуска с развитием больщих крут щих моментов и тормажени  контр-паром. Поверхность нагрева па-.In view of the fact that internal combustion engines do not satisfy certain requirements of a diesel engine, for example, they are not convenient for acceleration and cannot be significantly overloaded during moving the train, reversing them is difficult and especially difficult because of the simultaneous development of high speed and also it is difficult to decelerate quickly and revert to fast, then to eliminate these drawbacks, a steam engine consisting of a locomobile-type boiler and ApoB steam locomotive, with some of the received devices reversal day and start with the development of bolschoy torques and counter-tormazheni steam. Heating surface PA-.

рового котла, в данном случае, беретс  значительно меньше, чем у паровоза . Отопление котла во врем  хода при работе двигател  внутреннего сгорани  производитс  выхлопными газами двигател , вводимыми по выхлопной трубе 10 в топку парового котла. Питание котла на ходу тепловоза производитс  так же, как указано выше, водой охлаждающей двигатели. Пар, во врем  хода, используетс  в паровой машины и дает некоторую добавочную мощность к мощности основного двигател  внутреннего сгорани .The level of the boiler, in this case, is significantly smaller than that of the locomotive. Heating of the boiler during the course of operation of the internal combustion engine is produced by engine exhaust gases introduced through the exhaust pipe 10 into the furnace of the steam boiler. The power supply of the boiler on the run of the locomotive is made in the same way as above, with water cooling engines. Steam, during running, is used in the steam engine and provides some added power to the power of the main internal combustion engine.

При повышенном давлении в котле и достаточном размере сухопарников аккумул торов 9, можно после кратковременной остановки, при трогании с места и разгоне, при благопри тных услови х, обойтись без пуска форсунок котла точно так же, как и при быстром реверсировании. При более трудных услови х разгона, в помощь могут быть пущены форсунки топки котла. Форсунка работает паром или сжатым воздухом, последнее предпочтительно дл  получени  лучшего зажигани . С целью более совершенного управлени  добавочными силовыми аггрегатами, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорани  направл ютс  не непосредственно в топочное пространство парового котла,а предварительно поступают по трубам 12, в головную часть парового котла (фиг. 2), где . при помощи трехходного крана 13 могут быть направлены или по трубе 14 в топочное пространство котла, откуда по прогарным трубам 15 газы уход т в обратном направлении в атмосферу, или же направл ютс  непосредствен) в атмосферу по трубе паровоза, в первом -случае, выхлопные газы обогревают котел, во втором случае, котел отапливаетс  только сжиганием топлива . Наконец, паровой котел может быть разделен на две части (фиг. 3), камерой 23, из которых передн   часть 6 всегда отапливаетс  выхлопными газами двигателей, идущими по трубе 17, затем по трубам 18, откуда через трехходовой кран 19 направл ютс  или в атмосферу по трубе 22, или в заднюю часть котла 6 по трубе 20 в топку и по прогарным трубам 21 до камеры 23 из которой выход т в атмосферу; задн   же часть парового котла может быть изолирована краном 19 от обогрева выхлопными газами и может отапливатьс  только форсунками. ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА, 1. Тепловоз с двигател ми внутреннего сгорани  и паровыми, характеризующийс  совокупным применением: а) двух двутактных двигателей внутреннего сгорани  1 с встречно движущимис  поршн ми, работающих каждый на два параллельные вала 2, св занные кривошипами и треугольной передачей 3 или 4 непосредственно с цапфами кривощипов ведущих колес тепловоза, или при посредстве промежуточных осей и двойной шатунной передачи, при чем передний двигатель приводит также в движение компрессоры 5; б) парового котла 8 с прогарными трубками и аккумул тором сухопарником 9, обогреваемого также выхлопными трубами 10 двигателей 1; в) паровых цилиндров 11, поршни которых сочленены шатунами и спарниками с колесами тепловоза, и г) воздушных насосов 6, расположенных два между рамами и два снаружи на продолжении штоков поршней паровых цилиндров 11 (фиг. 1, 2). 2.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 тепловоза, отличающеес  применением парового котла с прогарными трубками (фиг. 1), топочной камерой и жаровой трубой 13, по которой могут быть через посредство вентил  12 в дымовой камере пропускаемы отводимые по трубам 11 газы, отработавшие в двигателе. 3.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 тепловоза, отличающеес  применением парового котла с прогарными трубками, состо щего из двух частей (фиг. 3), задн   6 из которых снабжена топкой и жаровой трубой 13, по которой могут быть пропускаемы через вентиль 12 газы, отработавшие в двигателе и пропущенные из трубопровода 11 по трубе 13 через переднюю часть 6 котла.With an elevated pressure in the boiler and a sufficient size of the accumulator's dry steamers 9, after a short stop, when starting off and accelerating, under favorable conditions, it is possible to do without starting the boiler nozzles in the same way as with fast reversing. Under more difficult overclocking conditions, nozzles of the boiler furnace can be used to help. The nozzle is operated with steam or compressed air, the latter is preferable to get a better ignition. In order to better control the additional power units, the exhaust gases of internal combustion engines are not sent directly to the combustion chamber of the steam boiler, but are previously supplied through pipes 12 to the head of the steam boiler (Fig. 2), where. using a three-way valve 13 can be directed either through the pipe 14 into the furnace space of the boiler, from where the gases go through the fire tubes 15 in the opposite direction to the atmosphere, or sent directly to the atmosphere through the pipe of the engine, in the first case, the exhaust gases heat the boiler; in the second case, the boiler is heated only by burning fuel. Finally, the steam boiler can be divided into two parts (Fig. 3), chamber 23, of which the front part 6 is always heated by engine exhaust gases going through pipe 17, then through pipes 18, from where it is directed through a three-way valve 19 or into the atmosphere through pipe 22, or to the back of the boiler 6; through pipe 20 into the firebox and through the burner tubes 21 to chamber 23 from which they are released into the atmosphere; the rear part of the steam boiler can be insulated by a faucet 19 from the heating with exhaust gases and can only be heated by nozzles. SUBJECT OF THE PATENT, 1. A diesel locomotive with internal combustion engines and steam engines, characterized by cumulative use: a) two two-stroke internal combustion engines 1 with oppositely moving pistons, each working on two parallel shafts 2, connected by cranks and triangular gear 3 or 4 directly with the axles of the crankshafts of the driving wheels of a locomotive, or through intermediate axles and a double connecting rod gear, and the front engine also drives compressors 5; b) a steam boiler 8 with hotpipe tubes and a suction steam battery 9, also heated by exhaust pipes 10 of the engines 1; c) steam cylinders 11, the pistons of which are articulated by connecting rods and steam wheels with locomotive wheels, and d) air pumps 6, located two between the frames and two outside on the continuation of the piston rods of the steam cylinders 11 (Fig. 1, 2). 2. Variation of a locomotive described in paragraph 1, characterized by the use of a steam boiler with a burner tube (Fig. 1), a combustion chamber and a flame tube 13, which can be passed through pipes 11 in the smoke chamber through exhaust gases the engine. 3. Variation of a diesel locomotive described in paragraph 1, characterized by the use of a steam boiler with heating tubes, consisting of two parts (Fig. 3), rear 6 of which are equipped with a furnace and a flame tube 13, through which gases can be passed through the valve 12, spent in the engine and passed from the pipe 11 through the pipe 13 through the front part 6 of the boiler.

Фиг.FIG.

Фиг. 2FIG. 2

22 1922 19

6 186 18

f7 f7