NO810420L - Stempelvarmekraftmaskin. - Google Patents

Description

:

.Foreliggende oppfinnelse vedrører en stempelvarmekraftmas.kin med utvendig forbrenning, dvs. en maskin av en type som har<j>en eller flere sylindre, hvis alternerende bevegelse gir Ln kraftkilde og hvor varmen som driver maskinen dannes utenfor ! i i .sylinderen. Videre tilveiebringer oppfinnelsen en ny funksjonssyklus. j i i Mange forsøk er blitt gjort for å fremstille en maskin som kombinerer høy termisk virkningskraft når det gjelder å omdanne^ den tilførte varmeenergi til nyttig arbeide, med akseptablejforhold mellom ytelse og vekt,og ytelse og volum. Forbren.-ningsmotoren har et gunstig forhold mellom ytelse og vekt, men relativt,lav termisk virkningsgrad. Dieselmotoren harj den beste termiske virkningsgrad (opp mot 40%). Termodynamisk mere virkningsfulle motorer basert på Carnot-, Stirling- og Ericsson syklusene har vært bygget, men disse har stort sett ikike vært noen kommersielle suksesser, hovedsakelig på grunn avl problemet med å tilveiebringe en liten og effektiv varme- i :<!>'i yeI ksler som gjør det mulig a varme den arbeidende gass raskt ii og, effektivt ved hjelp av en utvendig varmekilde. j i<.>i! Daim<p>maskinener en velkjent maskin med utvendig forbrenning, mi en dens forhold mellom ytelse og vekt er vanligvis lav på griunn av at den krever en separat dampkjele og kondensator, Dampmaskinen benytter vanligvis tørr vanndamp eller annen' i tørr damp som arbeidsfluid. Videre er dampmaskinens virknings-gI rad begrenset av Rankine syklusens begrensninger. i: I

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en alternerende maskin med ekstern forbrenning hvor energi tilføres et arbeidsrom i maskinen ved hjelp av et varmeoverførende medium, hvilken! maskin omfatter I

M \ ! ■

i i en sylinder som har et stempel og definerer et ;

arbeidsrom, hvilket stempel er alternerbart i sylinderen for i å utføre et kompresjonsslag og et ekspansjonsslag; , [

i i M

i

en varmeveksler for på sylinderens utside å varme varmeoverføringsmediet under et trykk som er slik at mediet holdes i væskefase;

en injektor som kontrolleres slik at den injiserer det oppvarmede væskemediumet inn i arbeidsrommet nær enden jav stempelets kompresjonsslag, hvorved væskemediumet spontant i Ji fordamp' er i arbeidsrommet;

i hvilken sylinder har et utløp som kontrolleres ifor å utstøte varmeoverføringsmediet fra arbeidsrommet nær

..slutten av stempelets ekspansjonsslag. j

Varmeveksleren omfatter fortrinnsvis en brenner for oppvarming ! 1 av væskemediet. Fortrinnsvis er en kompressor anordnet for å j mate forbrenningsgass, vanligvis luft, til brenneren. Imidlertid er en kompressor ikke nødvendig. j f . i Kompressoren kan være tilveiebragt ved et kompresjonsrom i sylinderen. Imidlertid kan en separat roterende eller alter- ; nerende kompressor være tilveiebragt, så som en vingekompres-sor eller turbinkompressor.

Sylinderen kan omfatte en enkelt dobbeltvirkende sylinder! I som!

er forsynt med et stempel som på sin ene side (vanligvis j

; i

l stempelstangsiden). definerer kompressor-rommet og på sin , andre side definerer arbeidsrommet. Imidlertid vil dette ikke forhindre bruk av mekaniske ekvivalenter til dette arrange-ment, f.eks. bruk av to sylindre koblet til en felles aksel, : idet den ene av sylindrene med sitt stempel danner kompressor-rommet og den andre sylinderen med sitt separate stempel j i danner arbeidsrommet. j

Maskinen kan også omfatte et par motstående stempler som er al' ternerbare i en felles sylinder, slik at arbeidsrommeti<1>dannes av de to stempeltopper og sylinderveggene. : ,ii il ! : s ! I forskjellige innløps- og utløpsventiler av konvensjonell: konstruksjon er tilveiebragt som nødvendige og kan være i form av tilbakeslagsventiler eller de kan drives ved hjelp av en kam betjent av maskinen. Imidlertid forhindrer ikk!e

dette at ventilene utelukkes, f.eks. ved at stemplet kan' anordnes til å åpne og lukke utløpsporter som i en totakts-J motor.

~l En injektor er også anordnet for å injisere et forvarmet flytende varmeoverføringsmedium inn i arbeidsrommet. Formålet med det injiserte væskemedium er å muliggjøre varmeoverføring fra varmeveksleren til arbeidsrommet, for således å øke j trykket av damp i arbeidsrommet. Under maskinens arbeid vilj arbeidsrommet inneholde en viss restmengde varmeoverførings--mediumsdamp og vanligvis noe væskeformet medium. Varmeover- \ i føringsmediet vil fordampe i det minste delvis i arbeidsrom-I met under maskinens arbeidsbetingelser etter injiseringen. ! I 1 F1 or å unngå misforståelser skal følgende uttrykk klargjøres.i!. Varmeoverf øringsmediet kan foreligge i sin væskefase eller i i sin dampfase. Uttrykket våt damp er ment å bety at den j j injiserte væske foreligger både i væskef asen (f. eks. som

dråper og i sin dampfase samtidig). j

I i

i j fortrinnsvis oppvarmes væskemediet ved hjelp av en brenner i ! en kontaktvarmeveksler, f.eks. en rørkveil med trang boring,

> til et høyt trykk og en høy temperatur (dvs. til høy indre energi). Siden slike rør med trang boring kan motstå høye I trykk, er det vanligvis mulig å varme væsken opp til sitt j- kritiske punkt. I spesielle anvendelser hvor varmeover-

I føringshastigheten skal være høy, kan det være å foretrekke ; å varme opp mediet til en temperatur og et trykk over dettes j kritiske punkt. Oppvarmet væske under trykk injiseres som I

! i arbeidsrommet. Den indre energi av varmeoverføringsmedietji i blir ved injeksjonen raskt overført til arbeidsrommet fra de varme væskedråper ved væskens fordampning for således, å i øke trykket. Dampen i sylinderens arbeidsrom ekspanderer (vanligvis polytropisk, dvs. ikke-adiabatisk) for å drive j stemplet og utføre arbeidet. ] j

■-1'Varmeoverf øringsmediet er en fordampbar væske, så, som vann,

i

og noe av denne går raskt over til damp etter injeksjon inn

I

i arbeidsrommet. Således skjer varmeoverføringen mellom den varmeinjiserte vanndamp og dampen i arbeidsrommet meget raskt. Derfor vil det synes at den injiserte væske virker kun som varmeoverføringsmedium som gjør det mulig for dampen

i arbeidsrommet å omdanne indre energi til mekanisk arbeid. J Det er ønskelig at varmeoverføringsmediet har en høy termisk ledningsevne for å maksimalisere varmeoverføringen i varme- I

veksleren. Mediet kan med fordel være vann, olje, natrium, kvikksølv eller blandinger av disse. Blanding kan skje inne , i eller utenfor arbeidsrommet. Det er mulig at arbeidsrommet kan inneholde fordampbart varmeoverføringsmedium som kan, ! bringes til å fordampe ved injisering av oppvarmet væskemedium (som i seg selv ikke behøver å være fordampbart).i For å hjelpe smuring av maskinen, kan vannet benyttes som en blanding vann og olje, f.eks. som en emulsjon, dispersjon eller en oppløsning av vann og en vannløselig olje. j

i Under maskinens funksjon vil det være igjen en rest av damp! ! f' ra fordampningen av varmeoverføringsmediet o' g vanligvis' ' noei yæske i arbeidsrommet. Det er ønskelig at en rest væske-| | medium forblir i arbeidsrommet etter utstøtning av grunner j I som vil bli klarere i det følgende, fordi dette reduserer j trykket som oppstår under operasjonsslaget. Det vil således i i være ønskelig å konstruere sylinderen og/eller stemplet slik j at noe væskemedium tilbakeholdes i arbeidsrommet etter ut-j støtningen. Vanligvis kan dette oppnås ved å utforme passende utsparinger i stemplet eller sylinderen. I j ! ! j I Trykket i arbeidsrommet ved nedre dødpunkt vil vanligvis: . være større enn atmosfæretrykket (1 bar) , og det vil vanlig-,

vis være å foretrekke å senke trykket i det utstøtte medium i til hovedsakelig et trykk på en bar. Trykket ved øvre død-j punkt bestemmes av kompresjonsforholdet, som får høy virk-

' ningsgrad er vanligvis i det minste 10:1. Imidlertid er ' m' askinen istand til å fungere ved meget lave kompresjons-i

.forhold, ..£ .eks. under. 5:1. Maskinen har fortrinnsvis et.-

forhold mellom boring og slaglengde på mellom 1:1 og 1:3.

foreliggende oppfinnelse adskiller seg fra dampmaskinen ved at varmeoverf øringsmediet opprettholdes i sin væskeform jog tillates ikke å fordampe før det er innført i arbeidsrommet: Dette står i skarp kontrast til en dampmaskin, hvor vann,' alltid innføres i sylinderen i form av damp, selv om en hurtig

-fordampende kjele benyttes. Siden det er nødvendig å over- ji hete dampen for å fjerne vanndråper i en konvensjonell damp-f maskin, er det i realiteten ikke mulig å hurtigfordampe yæske-formet vann i sylinderen av en dampmaskin fordi dette ville gi vanndråper i sylinderen. I en maskin ifølge foreliggende

oppfinnelse er det imidlertid å foretrekke at mesteparten av yj annet i arbeidsrommet foreligger som væskedråper fordi jI

i dette reduserer mengden av rekondensasjon som behøver å skje

DfI oa r mgesjetnevpairnntein ng av av valnanteent t infojridseamrpens iong gsvutarsmtøet. es i væskefai J sen !j, er det hovedsakelig ingen entropiøkning på grunn av fordampning. I dampmaskinen Rankine syklus representerer denne fordampning en teoretisk grense for virkningsgraden av en ideell maskin fordi arbeid må utføres for å rekondensere den utstøtte damp til væskeformet vann. Dette er unødvendig i foreliggende oppfinnelse, slik at omtrent all den indre energi som tapesj<i>av det injiserte væskeformede vann kan omdannes til nyttig j arbeid. Mesteparten av varmeoverføringsmediet forandrer vanlig-; vis ikke sin tilstand. Således er den teoretiske virkningsgrad for syklusen ifølge foreliggende oppfinnelse større^ enn

.virkningsgraden for Rankine's dampsyklys. j

! ' D' et er nødvendig at det oppvarmede varmeoverføringsmedium I j opprettholdes i væskefase før injisering. Selv om dette kanj oppnås ved å benytte passende følere for å sikre at tempe-r<i>åturen ved et gitt trykk ikke overskrider væskens kokepunkt, I har man funnet at dersom én åpning av egnet størrelse er; j

i forbundet med varmeveksler, hvor væskemediet oppvarmes og en strøm av væskemediumet opprettholdes gjennom varmeveksleren, vil tilførsel av varme til væskemediet ikke bringe væsken<1>i

til å koke. Således kan man ved riktig valg av åpningens i størrelse unngå komplekse føleanordninger for temperatur log trykk. Åpningen kan naturligvis utgjøre en del av injektor-innretningen som væske injiseres gjennom. Således er det mulig å kontrollere maskinens ytelse ganske enkelt ved å jre-igulere mengden av varme som tilføres av brenneren, eksempelvis ved å kontrollere brennstofftilførselen til brenneren

(ved konstant injeksjonshastighet for væskevolumet).

Maskinens ytelse kan også reguleres ved å regulere injeksjons-mengden av væskemediumet, eksempelvis ved å benytte en pumpe| med variabel kapasitet. Vanligvis blir varmeoverføringsmediet ^gjenvunnet etterat det er utstøtt fra arbeidsrommet. Det i j utstøtte mediumet vil fremdeles være noe oppvarmet og kan resirkuleres til varmeveksleren på nytt slik at dets indre l .1 energi ikke går tapt. På denne måte virker mediet kun som varmeoverføringsfluid og brukes generelt sett ikke opp. ! M j Vann er et foretrukket varmeoverføringsmedium. Midler kan j være anordnet for å gjenvinne vannet som dannes ved forbrenningen i brenneren. Såldes kan det bli mulig å unngå etter- j fylling av vann fordi dette tilveiebringes av vann fra for-

i i brenningen i brenneren. ! ! il Gassen som mates til brenneren kan ta del i forbrennings-: prosessen som skjer i brenneren. Gassen kan være en gass som er, i stand til å understøtte forbrenning så som oksygen, luft eller annen oksygenholdig gass, eller nitrogenoksyd. Alternativt kan gassen selv være en brennbar gass så som gassformede hydrokarboner, karbon monoxyd eller hydrogen. i !! li Brennstoffet som brennes i brenneren kan være brennstoffer 1 så; som bensin, flytendegjorte eller gassformede hydrokarboner, alkohol, tre, kull eller koks. j i<1>i

I '

Det er vanligvis å foretrekke å benytte forskjellige varme-gjenvinningsinnretninger. Således kan hele maskinen være j j innelukket i et varmeisolerende hus og være forsynt med varme-L !..... ! 1<]>jvekslere for å oppta tapt varme og overføre den eksempelvis ' jfor forvarming av brennstoff til brenneren. Det er også fore-I jtr1ukket å gjenvinne varmen som forblir i brennerens avgasser/i 1 '■ |og dette kan oppnås ved å la avgassene passere gjennom et spraykammer hvor en strøm av væske (vanligvis samme væskemedium som injiseres i maskinen) sprayes gjennom avgassene. j .De1 t er hensiktsmessig at væskemediet sprayes gjennom avgais-

isene for å oppvarme væskemediet til nær dets kokepunkt føx ,! de'■ t føres videre til varmeveksleren.

' Når vann benyttes, vil videre bruk av et vannspraykammer i eller en kondenser være fordelaktig ved at vann fra brenneren ' i kan kondenseres ut av avgassene, slik at det ikke er nødvend-i å maskinen.<;>I ig å tilveiebringe etterfyllingsvann for maskinen. Varme-j ;

pverføringsmediumet som vanligvis utstøtes omfatter en del j damp. Denne damp kan adskilles fra væskemediet i en felle og ;

føres med brenngassen til brenneren for således å forvarme ;

brenngassen og kondensere mere av dampen. • i -! i ' i Konstruksjonen av en maskin ifølge foreliggende oppfinnelse j er, betydelig forenklet på visse måter i sammenligning med

kjente maskiner, så som forbrenningsmotorer. Således vil de\temperaturer som foreligger i arbeidsrommet hovedsakelig være redusert, slik at problemene med tetning rundt stemplene er forenklet. Det vil forstås at kraft kan tilveiebringes i ■ j maskinen ifølge foreliggende oppfinnelse ved lavere temperaturer enn f.eks. i en forbrenningsmotor. Videre vil for-br.enningsmotoren ha mindre termisk .virkningsgrad på grunn, av ;

de midler som må tilveiebringes for å kjøle sylindrene og; j forhindre skjæring..

Siden temperaturene som foreligger i maskinen er relativt! ! lave, eksempelvis opp til 250°C, er det videre vanligvis ikke nødvendig å konstruere sylinderen av metall. Plaster så som

polytetrafluoretylen (PTFE), fiberglass impregnert med silicon harpiks og andre plaster som benyttes i teknikken, er spesi- i elt hensiktsmessige på grunn av deres lave pris og lette bruk.

■ i : Andre varmeisolerende materialer så som tre eller keramiske j materialer kan også benyttes. j i i I en foretrukket utførelse blir den varme væsken injisert; ;i en ende av arbeidsrommet og utløpet befinner seg ved den^ndre ende av stempelslaget. Bruken av materialer med lav varme-ledningsevhe gjør det mulig for en ende av sylinderen å være

.yarm mens utløpsområdet er relativt kjølig. i i i Kraft tas vanligvis fra maskinen ved hjelp av en stempelstang som er festet til det alternerende stempelet. Den frie ende I av stempelstangen kan være forbundet med en eksentrisk aksel ' på et roterende svinghjul eller man benytter en veivaksel' for å jomdanne den alternerende bevegelse til roterende bevegelse.'

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i forbindelse med ,en j maskin som har en enkelt sylinder, vil det forstås at fler-sylindrede maskiner med to eller flere sylindre vanligvis vil være å foretrekke i praksis. Hver maskin vil vanligvis kreve<1>kun en varmeveksler og ett sprengkammer. i

I

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for bruk av en alternerende maskin med utvendig forbrenning, og videre e,t sett deler for konvertering av en maskin, eksempelvis en forbrenningsmotor(så som en dieselmotor1 til en maskin ifølge foreliggende oppfinnelse. '

Utførelseseksempler på oppfinnelsen skal beskrives i det I ;

følgende under henvisning til vedføyede tegninger. i Fig. 1 er et skjematisk riss av et første utførelseseksempel ' på en maskin med utvendig forbrenning ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et forenklet riss av det første utførelseseksempel og illustrerer dennes funksjonsprinsipp.

I i ii

Fig. 3 er et skjematisk snitt gjennom en sylinder i maskinen;

i i ■ i I ! i!

Fig. 4 er et skjematisk snitt av en varmeveksler for maskinen.

I- i I<!>Fig. 5 er et skjematisk snitt av en sprayanordning for kjøling ! av ' avgasser fra brenneren. ! 1 j!j

Fig. 6 viser diagrammer for trykk (P) som funksjon av volum

i '

(y) og temperatur (T) som funksjon av entropi (3) for detj f• ørste utførelseseksempel. i i<!>j ii i

. i Fig. 7 viser for sammenligning PV og TS diagrammer for en kjent totaktsforbrenningsmotor. j

Fig. 8 er et skjematisk oppriss av et andre utførelseseksem-j pel på oppfinnelsen. i i ; i ; t i ; i i Fi' g. 9 er et enderiss i delvis snitt av fig. 8.

i Fig. 10 er et strømningsdiagram som viser kretsen for re-; ! Ii 1!sirkulert vann. i

' ! I

Som vist på fig. 1, omfatter maskinen med ekstern forbrenning ifølge foreliggende oppfinnelse hovedsakelig en sylinder ,5 som har et stempel 6 som definerer et kompressorrom C og et arbeidsrom P, en varmekveil H for oppvarming av væskeformet vann under trykk ved hjelp av en brenner B, en valgfri forvarmer PH for forvarming av brennstoff til brenneren ved 1 hjelp av avgassvarme fra brenneren, en sprayanordning S for , kjøling og vasking av avgasser fra brenneren, en pumpe X for , tilførsel av vann under trykk til varmekveilen, og en felle T I for gjenvinning og separering av damp og væskeformet vann fra eksosen fra arbeidsrommet. \

I I

Maskinen arbeider på følgende måte; Luft A ved atmosfærisk temperatur og trykk innføres i kompressorrommet C av sylinderen 5 ved at stemplet 6 beveger seg til høyre (som vist på fig. 1) for derved å åpne innløpsventilen 4. Utløpet fra kjom<p>ressorrommetC er lukket ved hjelp av en tilbakeslags-ventil 2. Når stemplet 6 har nådd den høyre ende av sin beive<g>els<e>(øvre dødpunkt) , lukker innløpsventilen 4-. Fortsatt bevegelse av det alternerende stempel tilbake mot venstre bevirker at luften komprimeres. '•■

<!>i i i Komprimeringen fortsetter for å gi tilstrekkelig lufttrykk ij rommet C til å betjene brenneren B. Når stemplet nærmer

i seg nedre dødpunkt, åpnes utløpsventilen 3 for å støte ut ivåtdampen fra arbeidsrommet P. Tilbakeslagsventilen 2 åpnes I også for å tilføre sammentrykket og noe oppvarmet luft til fellen T. !

i

! ' i Kort etter nedre dødpunkt lukkes ventilene 2 og 3, og når s<i>templet igjen beveger seg mot øvre dødpunkt, blir den gjenværende mettede, tørre vanndamp i arbeidsrommet P komprimert..

i i Nær øvre dødpunkt blir varmt væskeformet vann under trykk 1 I injisert gjennom en ventil 1 og tilhørende injektor 51, noe i

I som forårsaker en rask trykkøkning i sylinderen (langs linjen Ibc) på fig. 6). På grunn av oppvarmning av vanndamp som alle-irede befinner seg i arbeidsrommet, og på grunn av fordampning !a<y>noe av det injiserte vann. Stemplet beveger seg deretter !tilbake mot nedre dødpunkt, mens arbeidsrommet herunder trykk-<!>avlastes og kjøles. Ekspansjonen av dampen i sylinderen er i representert ved linjen cd på fig. 6. Ved nedre dødpunkt1 jstøtes våt damp ut av sylinderen og føres via ventilen 3 <og j jden sylindriske ledeplate 10 til fellen T. I fellen T blir Ivann gjenvunnet og resirkulert til varmeveksleren H hvor i det I oppvarmes og settes under trykk. Etterfyllingsvann W kan<1>'tilføres fellen T som nødvendig. i j

Den tørre, mettede damp i fellen T blandes med komprimert luft fra kompressorrommet C for således å forvarme forbren-! ningsluf ten, som deretter føres til brenneren B.

I

En valgfri tørrer er innskutt mellom fellen T og brenneren, i op væskeformet kondensat returneres langs ledningen 7 til fellen. ji .1 Fjorvarmeren PH forvarmer brennstoffet F som deretter føres til brenneren i ledningen 8. Eventuelt vann som derved kon-! !d! enseres ut av avgassene, resirkuleres via ledningen 9 ti!l j pumpen. i J i Avhengig av kompresjonsforholdet og ytelsesgraden på det i an'■ gjeldende tidspunkt, kan temperaturen av de injiserte j ' !

(vannet være over eller lik temperaturen av arbeidsrommet!like i i I ii fø! r injisering. j I i\ li \Fig. 2 understreker det faktum at vannet i seg selv virker i ;hovedsakelig som et varmeoverføringsfluid som resirkuleres

-i letter bruk. Det eneste vann som går tapt fra systemet, føres ut med de avkjølte avgasser fra spraykammeret S. i t

I ; i ' • ;

Syklusen skal nå beskrives i større detalj. i i

I

Oppvarmet vann ved atmosfæriske trykk og en temperatur på:under 100°C mates fra fellen T (og eventuelt fra spraykam-imeret S og forvarmeren PH) til trykkpumpen X, hvorfra det j leveres ved høyt trykk til varmeren H. Vannet i varmeren H oppvarmes til en temperatur på rundt 300°C og et trykk på i rundt 86 bar. I prinsippet kan vannet oppvarmes til hvilken ; ;som helst temperatur over eller under dets kritiske tempe-jratur og trykk (220,9 bar og 374°C), Imidlertid vil trykket ,

i i i alltid være slik at det ved en hvilken som helst temperatur !

i ! vi! l holde vannet i væsketilstand.ij

iArbeidsrommet P inneholder restvann fra foregående slag i i jform av væske og damp. Når stemplet beveger seg mot øvre dødy-i punkt, blir det gassformede vann komprimert til omtrent 22 bar I og (for et kompresjonsforhold på 16:1) til en temperatur på • jomtrent 217°C ved øvre dødpunkt. Sylinderens kompresjonsfor-| jhold er typisk mellom 10:1 og 20:1. Noe fordampning av rest-!

I 1

t

vannet kan skje under kompresjonen, alt avhengig av stemplets hastighet. Dette minimaliserer overheting av den komprimerte^ damp, for således å holde dampen i tørr, mettet tilstand.. [

'' ■ I i!!jVed øvre dødpunkt injiseres varmt vann under trykk ved omtrent 86 bar og 300 C inn i arbeidsrommet P via injektoren 51, og noe av det væskeformede vann går umiddelbart over!i dampform for således å atomisere det gjenværende injiserte

jvæskeformede vann og raskt øke trykket i rommet P. Vann-i ; injeksjon fortsettes i omtrent 5 - 25% av slaget. Det opp-I nådde trykk avhenger av mengden og temperaturen av væske-(formet vann som injiseres og av hvor mye av dette som fordamper.

i Denne raske økning i trykk bringer stemplet 6 til på nytt lå1 bevege seg mot nedre dødpunkt. Omtrent 3 5° før nedre i i

; I dødpunkt åpnes eksosventilen 3 for å støte ut vann i væski e-jog dampform fra rommet. Eksosen føres til fellen T, hvor' ivæskeformet vann gjenvinnes og deretter returneres til var- j Imeren H. Selv om foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet j ved bruk av en stempelkompressor enten i samme sylinder som j arbeidsrommet eller i en forskjellig sylinder, vil det for-! s.tås at en hvilken som helst annen type kompressor om nød-Ivendig kan benyttes, eksempelvis en roterende kompressor; i eller vifte.

;Dette utførelseseksempel tillater en spesielt enkel sylinder-I konstruksjon, så som den som er vist på fig. 3. De relativt

I lave temperaturer som forekommer tillater bruk av plastmate-i rialer for konstruksjon av sylinderen, og slike materialer har viktige fordeler i form av lav varmeledningsevne.<1>

Sylinderen vist på fig. 3 omfatter et sylinderlegeme 52 som j har en rekke sirkumferentielt anordnede porter 53 som utgjør jutløpet fra arbeidsrommet P av sylinderen. Et sylinderhode

,54 som har en vanninjektor 51 montert deri, er festet til en jende av legemet 52, og en endeplate 55 som har et innløpi j 56 og et utløp 57 (og respektive tilbakeslagsventiler), \

I I

er anordnet for å gi et kompressorrom ved den andre endei av I sylinderen. Et stempel 58 og en stempelstang 59 er anordnet i sylinderen.

i Det vil forstås at enden av sylinderen ved injektoren 51i I befinner seg ved relativt høy temperatur, mens enden av I sylinderen ved utløpsportene 5 3 har relativt lav temperatur. I Bruk av plastmaterialer som har lav termisk ledningsevne, muliggjør opprettholdelse av dette fordelaktige temp.eratur-differential. Dersom varme ble gitt lov til å ledes mot ut-løpsporten 53, ville temperaturen av eksosen stige, noe som ville gi redusert termisk virkningsgrad. Når en flere- j j sylinders motor benyttes, kan individuelt betjente injektor-1 'i I ventiler anordnes på hver sylinder. Alternativt kan en fordeler benyttes til periodisk å fordele varmt vann under J trykk til den riktige sylinder. Injektorene kan levere et I konstant volum med vann ved variabel temperatur. Imidlertid kan injektorer som leverer et variabelt.volum vann ved i konstant temperatur også benyttes - spesielt når en raskere 1 i •- endring i arbeidsytelse er nødvendig.i<j>

[Fig. 4 viser konstruksjonen av varmeveksleren som kombinerer !varmekveilen H og brenneren B. Varmeveksleren omfatter indre: I ' •

|og ytre koaksiale hylser 60 hhv. 61, som danner en dobbel bane for avgassene fra brenneren. Isolasjon 64 er anordnet<!>rundt utsiden av varmeveksleren. En brennstoffsinnløpsdyse ier anordnet for brennstoff F i luft A som tilføres via■et. :luftinnløp. Vann W passerer gjennom en varmekveil H som om- j jfatter en indre kveil 6 2 og en ytre kveil 63, i den retning<1>I som er angitt med piler, slik at vann strømmer ut av den; i jin: dre kveil 62 med en temperatur nær den høyeste temperatur j: i av brenneren. Varmt vann under trykk føres i røret 50 frem til injeksjon inn i arbeidsrommet P. j

'

Fig. 5 viser en sprayanordning for kjøling og vasking av'

(avgassene fra brenneren B og således for gjenvinning av noe av den varme og noe av det vann som dannes ved forbrenningen.

I i

iDenomfatter et spraykammer 17 som har en trakt 18 som vannIsprayes på av en spray 41 gjennom strømmen av varme avgassere. I ^Avi gassene suges inn via et innløp 19 og bringes til å striømme ' taingensielt rundt kammeret før de strømmer ut gjennom ut^ ,10pet 20 som avkjølte gasser. Avgassene_passerer således) | gjennom sprayen og deretter gjennom et vannteppe som faller i ned fra den indre åpning av trakten 18. Avgassene kjøles for-?

(trinnsvis til under 1Q0°C for å gjenvinne den latente forlrr ! dampningsvarme for vannet fra brenneren. Vann ved' hovedsakelig 100°C strømmer ut gjennom utløpet 21 før det føres av, ' pumpen X inn i varmeveksleren. Kaldt fødevann W innføres-i kammeret via en flottørventil 4 0 for å opprettholde konstant vannivå i bunnen av spraykammeret. En resirkuleringspumpe! R j og: tilhørende kanaler 22 er anordnet for å resirkulere vannet gjennom sprayen for å bringe det opp til kokepunktet. Dersom det imidlertid i praksis er ønskelig å kjøle avgassene under ! 100°C, kan det være nødvendig å trekke vann ut gjennom utløpet 21i ved betydelig lavere temperatur, eksempelvis 50°C.<1>

Fig. 6 viser den idealiserte termodynamiske funksjon av maskinen! på fig. 1. Fig. 7 viser for sammenlignings skyld funksjon-<1>en av en konvensjonell totaktsmotor. i

'I

i

: I

I

Man ønsker ikke a begrense seg til noen spesiell teori, men ;

man tror at maskinens funksjon kan representeres på følgende'måte: \

Fig. 6 viser PV og TS diagrammer. Knapt noe av det injiserte vann bråfordamper til damp, idet den hovedsakelige del for- i blir i væskefase som dråper. ! li. !

I i Til enhver tid befinner det seg et restvolum av restvanndamp! 1 iarbeidsrommet. I en første tilnærmelse kan restvanndampen i

betraktes som et gassformig arbeidsfluid som opptar og avgir j varme under hver funksjonssyklus for derved å utføre arbeid. ,

Arbeidsrommet vil også inneholde en rest væskeformet vann. li'

Vanndampen i arbeidsrommet P komprimeres under kompresjons- I ! i slaget langs linjen ab. Kompresjonen er ikke isentropiskj j på grunn av fordampning av restvann i sylinderen. 1j

j Fordampning av restvann i arbeidsrommet under kompresjonen [. resulterer i en reduksjon av dampens entropi. Dersom det i ikke var noen rest av væskeformet vann i arbeidsrommet, ville adiabatisk kompresjon av vanndampen bringe linjen ab i TS diagrammet til å bli vertikal, dvs. vanndampen ville over-si krides. Ved tilstedeværelse av væskeformet vann vil imidleIr-j tid enhver tendens til overheting av vanndampen motvirkes av fordampning av noe av væsken. Således følger linjen ab ; i den tørre, mettede damplinje på entropiklokken (vist med brutt linje), for vann. |

! I Ved konstant volum injiseres varmt væskeformet vann under I trykk ved punkt b ved en høyere temperatur enn arbeidsrpmmets, I og en liten del av vannet fordamper slik at trykket øker

i

I langs bc fra P^til Pc. Temperaturen T av den tørre, mettede jdamp øker også, mens entropien av den tørre damp minker til<1>I i Når stemplet beveger seg nedover, vil den våte.vanndamp , ':ekspandere langs cd. På grunn av tilstedeværelsen av varme j[Vanndråper, vil imidlertid ekspansjonen ikke være adiabatisk, Imen polytropisk på grunn av varmeoverføring fra det væske-'formede vann, slik at kurven cd på PV diagrammet flates ut.<!>Ekspansjonen gir også et fall i T og en mindre økning i j 'entropien S.

I ! I

<!>I i jVed utstøting av arbeidsrommet faller trykket og temperaturen ji arbeidsrommet langs da. i

I i

i'Betegnelsene a', b', c og d i TS diagrammet representerer Iden syklus som vannet utsettes for. Således varmes det væske-iformede vann i oppvarmningskveilen langs a'b' og injiseres

.i I arbeidsrommet ved bj_. | i i

Temperaturen av det væskeformede vann faller deretter langs

i bj'c etter injisering, og deretter er væske og damp i like-vekt. Typiske funksjonsbetingelser er som følger: | T> rykket P a ved a er 1,2 bar og temperaturen T aer 378 K jI (105 ). Ved et kompres jonsf orhold på 16:1., vil trykket P^ og temperaturen T^ved b stige til rundt 22 bar og 490K<!>, I(217°C). Væskeformet vann ved 573K (300°C) og 86 bar inji-iseres så i arbeidsrommet ved b og en mindre del blir damp, Imens resten forblir væske. Dette forårsaker en økning i<\>;trykket langs bc (typisk P = 30 bar) og en økning i tempe- | I råturen på grunn av injeksjon av varmere vann (T = 507K [ \ : o C i ,(23 4 C)). Dersom vannet har samme temperatur som den kompri-; jmerte vanndamp, er linjen bc på TS-diagrammet horisontal. I I Reduksjonen i entropi langs bc for vanndampen som opprinne-;lig befinner seg i sylinderen, skjer på grunn av injeksjon ,av vann i væsketilstand. Når stemplet beveger seg tilbake mot nedre dødpunkt, ekspanderer vanndampen langs cd til et ! ;trykk P^på omtrent 2 bar og en teoretisk temperatur T^ på j ■omtrent 393K (120°C). Vanndampen og det væskeformede vann Ijstøtes så ut fra arbeidsrommet langs da<p>g forårsaker en'! ■ minskning i temperatur og trykk, samt en økning i entropien I av dampen i arbeidsrommet. I , ;!

I ' i I Fig. 7 viser den kjente totaktsmotor for sammenligningens!skyld. Luft innføres ved a og komprimeres adiabatisk og ,isentropisk langs ab. Temperaturen ved b er større og 1 stigningen av ab steilere enn for syklusen for foreliggende I oppfinnelse. Tilstedeværelsen av væskeformet vann i arbeids-\rommet i sylinderen ifølge foreliggende oppfinnele flater ut ;ab fordi energi kreves for å fordampe væskeformet vann under, Ikompresjonen. i |

i i I[';totaktssyklusen brennes så brennstoff i sylinderen slik at; 'trykk, temperatur og entropi øker langs bc. I syklusen ifølge

'foreliggende oppfinnelse økes trykket bare litt på grunn av I at noe væskeformet vann fordamper, og temperaturen av vann-'jdampen i arbeidsrommet øker. Imidlertid, mens det i totakts-'

[syklusen skjer en økning i entropien langs bc_, vil det ij j

I syklusen ifølge foreliggende oppfinnelse skje en .økning i J entropi av dampen i arbeidsrommet på grunn av tilførslenj av

væskeformet vann ved injiseringen.

j Deretter skjer en adiabatisk isentropisk ekspansjon langs i cd, idet oppvarmet væskeformet vann i arbeidsrommet i syklusen ifølge foreliggende oppfinnelse oppgir varme og forårsaker ; derved en utflating av PV-kurven sammenlignet med kurven for totakts syklusen. j

<1>' j Den høye termiske virkningsgrad for syklusen ifølge forer i I i l1 iggende oppfinnelse skyldes det faktum at mens eksosgassen {i i som utstøtes fra sylinderen i totaktssyklusen befinner seg i ved en høy temperatur og et høyt trykk, vil i foreliggende i ' 1 i!oppfinnelse kun væskeformet vann og en mindre mengde damp ;støtes ut. Således blir væskeformet vann injisert i og ut-'støtt fra arbeidsrommet. i

i

.Mesteparten av det injiserte vann forblir i væsketilstand .!<;>etter injiseringen (bortsett fra den mindre mengde vann som jgår over til damp)., og således er det ingen nevneverdig

i entropi økning på grunn av fordampning, slik at den indre 'energi som tapes av det injiserte vann omdannes omtrent full-stendig til nyttig arbeid. I det hele tatt er det ikke noe behov for spyling av sylinderen ved enden av syklusen i•foreliggende oppfinnelse, slik at varmen i vanndampen går tapt. Tilstedeværelsen av restvann i dråpeform på veggene av arbeidsrommet sikrer at det inneholder den nødvendige : .restvanndamp som trenges for en ny syklus. Linjen ae representerer åpning av ekshaustventilen før enden av slaget, i'!> ,Fig. 8, 9 og 10 illustrerer en praktisk form av oppfinnelsen' etter samme prinsipp som utførelseseksemplet viste skjematisk på fig. 1, bortsett fra at det ikke benyttes noe spraykammer i og at en roterende luftvifte fører en blanding av luft

pg tørr, mettet damp til brenneren.

i i ! i :. i i

'<1>Maskinen omfatter 4 sylindre anordnet i 90° V-form. Vannet pumpes fra en lukket lagerfelle 100 (tilsvarende j fellen T på fig. 1) ved hjelp av en høytrykkspumpe 101 gljennom en ledning 102 til en to-trinns motstrøms varmevek-sier 103 av en konstruksjon som vist på fig. 4. En trykk- j aylastningsventil 104 er anordnet mellom røret 103 og fellen' 100. Luft og varm ekshaust vanndamp fra fellen 100 føres!til varmeveksleren 103 gjennom kanalen 105 ved hjelp av en roterende luftvifte 106. Luftstrømmen reguleres av en ventil 107. Brennstoff (f.eks. propangass) innføres fra tanken 127 j jgjennom forvarmeren 128 til luftstrømmen gjennom brennstoff-.

[ventilene 108.Avgasser forlater varmeveksleren via skor- J steinen 109 . j i i Hvert stempel 110 beveger seg i en respektiv sylinder 111 og. 'er forbundet med et krysshode 112 ved hjelp av en stempel-I stang 113.Krysshodet er forbundet med en veivaksel 114 ved I i

;hjelp av en ytterligere stang 115. Hver sylinder har et topp-I lokk eller sylinderhode 116 som er forsynt med en injektor i 117 som opereres av en kamaksel 118 ved hjelp av en vippearm i 119. Hver sylinder har også en ekshaustport 120 som fører

jinn i et felles samlerør 121 som returnerer våt ekshaustdamp .'til fellen 100. Et svinghjul 124 er montert på veivakslen. ' En ventilasjonsåpning 129 er anordnet. i .Maskinen har typisk et kompresjonsforhold på 16:1, ca 10 cm

<!>stempeldiameter og ca. 10 cm slaglengde, og hver sylinder gir I omkring 15 HK ved en vanninjeksjonstemperatur på rundt 300^C og et trykk på 86 bar. Heldningen av sylindrene...befordrer: ut-støting av væskeformet vann ved hjelp av tyngdekraften,

jVed 300°C vil omtrent 5 g vann bli injisert pr. injeksjon. I Hele maskinen er anbragt i et varmeisolerende hus. j |

i Varmt væskeformet vann forlater varmeveksleren gjennom røretj i 122 og føres til injektoren 117. En trykkreguleringsventil j 1123 er anordnet mellom røret 122 og tanken. li i

I1. 'Fjig. 10 viser sirkulasjonskretsen i større detalj. En tili-jbakeslagsventil 125 er anordnet nedstrøms for pumpen 101 \ f1 or å forhindre tilbakestrømning av vanndamp inn i pumpen!. I En trykkreguleringsventil 12 6 er anordnet i parallell med j : t' rykkavlastningsventilen 104 og kan benyttes til å reguleire jmaskinens arbeidsytelse.

Den viste maskin med ekstern forbrenning kan gi meget høyt i it'ermisk virkningsgrad. Teoretisk føres kald luft A og

I (.eventuelt) kaldt vann W inn i maskinen, og kalce avgasser ventileres. Derfor vil nesten all varmen som har vist seg fra brenneren kunne omdannes til arbeide. I praksis kan man i håpe på termisk virkningsgrad av størrelsesorden 50 - 80%.

i li

Claims (1)

1. i i lj. Stempelmaskin med utvendig forbrenning hvor energi

   tilføres et arbeidsrom i maskinen ved hjelp av et varmeover-i i j f! I øringsmedium, hvilken maskin omfatter I : J :i!

   j en sylinder som har et stempel og danner et j arbeidsrom, hvilket stempel er bevegelig frem og tilbakej i sylinderen for syklisk å variere volumet av arbeidsrommet mellom et minimumsvolum og et maksimumsvolum; j en varmeveksler for oppvarmning av varmeoverførings-mediumet utenfor sylinderen; j I

   ! ! hvilken sylinder har et utløp som kontrolleres i for å utstøte varmeoverføringsmediumet fra arbeidsrommet! når. ' 1 a! rbeidsrommet befinner seg nær sitt maksimumsvolum; 1' ! karakterisert ved at varmeveksleren (H) ér ! I innrettet for oppvarmning av varmeoverføringsmediet under j et trykk som holder mediet i væskeform; og at maskinen videre omfatter en injektor (51) som kontrolleres for å

   injisere oppvarmet væskemedium i arbeidsrommet (P) når ar- i beidsrommet befinner seg nær sitt minimumsvolum, hvorved en del av væskemediet spontant fordamper i arbeidsrommet mens ; den øvrige del forblir i væskeform.

   ■ i i 2. Maskin ifølge krav 1, i ( karakterisert ved at varmeveksleren (H) om- i i - • ; • fatter et rør eller rør som inneholder varmeoverføringsmedium og en brennstoffbrenner (B) for oppvarmning av mediet i røret eller rørene slik at mediet opprettholdes i væske-

   fasen. i i 1

   I !! I 3. Maskin ifølge krav 2, , i j karakterisert ved at varmeveksleren omfatter et rør i form av en indre kveil (62) og en ytre kyeil

   <!> (63) som er koaksiale, idet brenneren (B) er plassert i I ; }j den innerste kveil slik at varme avgasser fra brenneren | !

   passerer gjennom den indre kveil og deretter mellom den indre kveil og den ytre kveil.

   4. Maskin ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at luft tilføres brenneren 1 •' i ved hjelp av en roterende kompressor.

   """ I 5. Maskin ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at sylinderen er en dobbeltvirkende sylinder som på en side av stemplet (6) danner ar- j beidsrommet (P) og på den andre side av stemplet danner et i kompressorrom (C), hvilket kompressorrom er forsynt med et i luftinnløp og et luftutløp som er forbundet med brenneren. ;

   II I il ii.

   \.. 6{. Maskin ifølge et hvilket som helst av de fore-i gående krav, karakterisert ved at stemplet j ! og/eller sylinderen er utformet i det minste delvis av et > ! varmeisolerende materiale så som plaster, fiberforsterket' i i harpiks, tre og keramiske materialer. .1i 11

   I I i

   ' 7,. Maskin ifølge et hvilket som helst av de fore-; gående krav, karakterisert ved at utløpet I omfatter en port (120) i sylinderveggen som avdekkes av stemplet når stemplet nærmer seg sitt maksimale volum, idet i injektoren er anordnet ved motsatt ende av sylinderen i for-

   . hold til utløpet. <1>

   ' I '8. Maskin ifølge et hvilket som helst av de fore-\ I ' ■ ; j gående krav, karakterisert ved at komprer jsjonsforholdet er mellom 1,5:1 og 20:1. j

   ! i i 9:. Maskin ifølge et hvilket, som helst av de forej -gående krav, karakterisert , vedat det er i anrr I ordnet en resirkuleringsanordning for oppsamling av utstøtt ' i varmeoverføringsmedium og resirkulering av dette til varme-. veksleren. j i jlO. Motor, ifølge krav 9, jkjarakterisert ved at resirkuleringsinnret-jningen er en lukket sløyfe som er opererbar ved stort sett jatmosfæriske trykk.

   \ |111 . Maskin ifølge krav 9 eller 10, ikarakterisert ved at resirkuleringsinnret-

   .ningen omfatter en felle(T) som har et innløp for varmeover-|føringsmedium forbundet med utløpet av sylinderen, et innløp for luft, et utløp for å mate luft og varmeoverfø ringsmediums-

   damp til en brenner for varmeveksleren, og et utløp for væske-

   i i medium forbundet med varmeveksleren.

   12. Maskin ifølge et hvilket som helst av de fore- I

   gående krav, karakterisert ved at injektoren ■ i ii er en tallerkenventil betjent ved hjelp av en kam.

   1 1 ' 13. Maskin ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at maskinen ' videre omfatter en hastighetskontrollinnretning som er innrettet til å regulere maskinens ytelse ved å regulere volumet av, væskeformet varmeoverf øringsmedium injisert i arbeids-! rommet.

   i 14. Maskin ifølge krav 13, <:>

   karakterisert ved at hastighetskontrollinn-

   retningen er en pumpe med variabel kapasitet.

   I i 'i <;>

   15,. Maskin ifølge et hvilket som helst av kravene 1-13, karakterisert ved at maskinen videre;

   omfatter en hastighetsreguleringsinnretning som er innrettet til å regulere maskinens ytelse ved å regulere temperaturen av! det væskeformede varmeoverføringsmedium som injiseres i i arbeidsrommet.

   16. Maskin ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at sylinderen! og/eller stemplet er slik konstruert at noe væskeformet '

   ! I m' edium tilbakeholdes i arbeidsrommet etter utstøting av i varmeoverføringsmediet.

   17. Maskin ifølge krav 16, | k1 arakterisert ved at sylinderen og/eller <i> stemplet er forsynt med en utsparing for tilbakeholdelsei, av ■I væskeformet medium. !

   i 18. Maskin ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at forholdet mellom boring og slaglengde er fra 1:1 til 1:3. j '

   19. Fremgangsmåte for operering av en stempelmaskin ;i i med utvendig forbrenning som har en sylinder og et stempel I i sylinderen som definerer et arbeidsrom, idet volumet av

   ! i j arbeidsrommet varieres syklisk mellom et minimumsvolum og j et maksimumsvolum, hvor energi tilføres arbeidsrommet ved [ \ hjelp av et varmeoverføringsmedium, karakteri-i i s e r t v e d de ytterligere trinn å I '

   M! 1 i

   1) frembringe utenfor sylinderen et oppvarmet varme-i qverføringsmedium under et trykk som er slik at mediet holdes I i væsketilstand;

   i j ; ' 1 i 2). injisere det oppvarmede væskemedium inn i mediums-

   dampen i arbeidsrommet, hvorved en del av væskemediet spontant j fordamper mens den gjenværende del forblir i væskeform, <p> g i hever den indre energi av arbeidsrommet, og <1> I i <!> 3) støte ut varmeoverføringsmediet fra arbeidsrommet I og etterlate i arbeidsrommet en rest varmeoverføringsmed.iums-

   damp. j j

   ' i i 1 .. 1 i

   ! 20. Fremgangsmåte ifølge krav 19, i ikarakterisert ved at varmeoverføringsmediet ■ er vann, en olje, natrium, kvikksølv eller blandinger av, disse. <1> j I 21. Fremgangsmåte ifølge krav 19 eller 20, !ikarakterisert ved at arbeidsrommet, før injisering, inneholder varmeoverføringsmedium både i væske- <:> form og dampform. j

   22. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av < kravene 19-21, karakterisert ved at

   i det minste noe av varmeoverføringsmediet som utstøtes fra

   i arbeidsrommet, befinner seg i væskeform. j

   i 23. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av i \

   kravene 19-22, karakterisert ved at det i

   ' oppvarmede væskeoverføringsmedium har en temperatur og et <1> trykk som er over eller under dets kritiske punkt, men er i

   større enn dets kokepunkt ved atmosfærisk trykk. I |

   i i i <:>

   i 24. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av 1

   : kravene 19-23, karakterisert ved at det • utstøtte medium etter utstøtningen befinner seg på et trykk '.

   av hovedsakelig en atmosfære.

   ! i i j

   , 25. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 19-24, karakterisert ved at hoveddelen av det injiserte væskemedium forblir i væskeform etter injisering i arbeidsrommet.

   26. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 19-26, karakterisert ved at ;

   varmeoverføringsmediet er vann og at utstøtt vann resirkuleres til maskinen, idet varme tilføres varme ved hjelp av en brennstoff-luft-brenner, mens tap i resirkulert vann I suppleres med kondensert vann fra avgassene fra brenneren.

   27. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av

   kravene 19 -26, karakterisert ved at varme- ' energien omdannes til nyttig arbeid med en virkningsgrad i som er større enn den teoretiske virkningrad for Rankine j syklusen arbeidende mellom samme øvre og nedre temperaturer..

   , 28. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst avI kravene 19-27, karakterisert ved at

   ' temperaturen av det injiserte væskemedium er større enn I temperaturen av arbeidsrommet på injiseringstidspunktet.;

   i i

   , 29. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av i i " <I> ' kravene 19 -28, karakterisert ved at <1> mediumsdampen i arbeidsrommet komprimeres av stemplet før injisering. j

   l i

   30. Sett av deler for omdannelse av en forbrennings-! motor til en stempelmaskin med utvendig forbrenning ifølge J krav 1, karakterisert ved at det omfatti er i;

   kombinasjonen av j i i

   i en varmeveksler og en brennstoff-luft-brenner, i

   .for oppvarming av væske under trykk;

   i

   en kompressor for tilførsel av forbrenningsluft til brenneren;

   en varmeisolert sylinder og et ditto stempel,' hvilken sylinder har et utløp for væske og damp;

   en trykkpumpe for tilførsel av væske til varmeveksleren;!

   en injektor for injisering av væske under trykk i i sylinderen; i

   en måleinnretning for å regulere volumet av væske som injiseres; og I i

   <!>

   i

   en separatorfelle som har et første innløp for :

   mottagelse av våt damp fra sylinderen, og et andre innløp for mottagelse av forbrenningsluft fra kompressoren, samt

   ! et første utløp for overføring av oppvarmet forbrenningsluft i - I i til brenneren og et andre utløp for tilførsel av væske

   til pumpen..

   31. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av I kravene 19-29, karakterisert ved at inji-! i s' eringen startes på et punkt fra 0-90 oetter at arbeids-I ; r; ommet når sitt maksimale volum. i! i ■-! I