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Wärmekraftmaschine oder Wärmekraftwasserhebevorrichtung.
Es sind Wärmekraftmaschinen und Wärmekraftwasserhebevorrichtungen bekannt, bei denen an Stelle des Kolbens bzw. der Kolbendichtung eine Membrane vorgesehen ist. Die Erfindung bezieht sich auf solche Maschinen und besteht darin, dass die einerseits vom Treibmittel, andrerseits von einer die Arbeitsleistung des Treibmittels aufnehmenden Flüssigkeit berührte Membrane und, falls solche vorhanden sind, die mit ihr verbundenen beweglichen, den Kolben vertretenden Teile auf gleich wirksamen Flächen dem Drucke des Treibmittels bzw. der die Arbeitsleistung aufnehmenden Flüssigkeit ausgesetzt, im übrigen aber ganz oder nahezu unbelastet sind. Dadurch wird die Membrane gegen mechanische Beanspruchung geschützt.
Die Membrane kann an der Innenseite mit einer wärmeisolierenden Verkleidung ausgestattet sein.
Verbrennungskraftmaschinen dieser Art würden eine ausserordentliche Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades aufweisen, da erstens die Diaphragmawand schlecht wärmeleitend ist und zweitens eine viel höhere Temperatur als der. geölte Zylinder haben kann.
Die Membrane schützt auch den Zylinder vor der Berührung mit den heissen Gasen und der hohe Zylinderölverbrauch, an welchem diese Maschinen leiden, fällt vollkommen weg.
Besonders fällt der Wärmeschutz, den die Membrane gewährt,'bei Wärmekra-ftwasser- hebevorrichtungen ins Gewicht.
Weiters betrifft die Erfindung eine Einrichtung, durch die die Membrane selbst gegen schädlichen Wärmeeinfluss geschützt werden kann.
Im Folgenden ist die Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben.
Fig. i zeigt die Anordnung eines Innendiaphragmas im Schema bei Wärmekraftwasserhebevorrichtungen. Die Membrane M ist mit einem Rande an das Gehäuse, mit dem anderen an die Platte P aufgeklemmt ; diese Platte wird durch die Stange S geführt, Der Raum unterhalb der Membrane ist mit dem Wasser gefüllt, in dem Raume oberhalb derselben expandiert der Dampf oder expandieren die Verbrennungsgase.
Was das Material der Membranen für Dampfmaschinen und Dampfwasserhebevorrichtungen betrifft, so eignen sich dazu verschiedene Kautschukplatten, wie sie bei Dampfmaschinen bei der höchsten Dampfspannung zu Dichtungszwecken zur Verwendung kommen, welche gleichzeitig einen vorzüglichen Wärmeisolator bilden.
Für Verbrennungskraftmaschinen und Verbrennungskraftwasserhebevorrichtungen eignen sich solche Kautschukplatten nur, wenn sie an der Innenseite eine wärmebeständige, stärker dimensionierte Verkleidung, z. B. Asbest, haben. Es gibt jedoch fast ebenso schmiegsame Platten, welche aus geeigneten Faserstoffen mit Minium und Leinöl als Bindemittel hergestellt werden und nach Ansicht des Erfinders eine aussergewöhnliche Wärmebeständigkeit besitzen.
Es können aber auch wärmeunbeständige Stoffe vor der Berührung mit den heissen Gasen dadurch geschützt werden, dass die mit dieser Membrane in Berührung kommenden Gaspartien in geeigneter Weise abgekühlt werden. Der thermische Nutzeffekt braucht dadurch keineswegs merklich herabgesetzt zu werden.
Fig. 2 stellt bespielsweise eine solche wärmeunbeständige Kautschukmembrane in Verwendung bei einem Verbrennungsmotor dar. Das Innendiaphragma ist in dem weiter ge-
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haltenen Zylinderkopf untergebracht ; es besteht im Wesen aus zwei Teilen, und zwar aus der Membrane M und der Platte P, welche durch die Stange S geführt wird. Unterhalb P befindet sich Flüssigkeit, z. B. Wasser. Die Membrane trägt an. der Innenseite eine schmiegsame Metallarmierung B, welche wieder durch die Asbestlage A bedeckt wird. Beide äusseren Ränder, sowohl der Rand der Membrane wie der der Asbeststofflage, sind umgebogen und, durch den U-förmigen Ring R von einander getrennt, zwischen den Flanschen FF eingespannt. Die inneren Ränder sind, durch den gefensterten Ring r von einander getrennt, an der Platte P befestigt.
Das Auspuffventil und Brennstoffzufuhr oder Zündung sind am Zylinderdeckel angebracht, wogegen das Luftzuführungsventil V in eine Öffnung des Ringes R führt.
Während der Saugperiode strömt die Luft vom Luftventile V in den Ring R und von hier durch den Zwischenraum von Mund A, welcher durch die Metallarmierung gebildet wird, und dann durch die Fenster des Ringes r in den Verbrennungsraum. Während der Verbrennung gelangt nur so viel Gas zur Metallarmierung B, als der geringe Zwischenraum von M und A ermöglicht, und eine Zirkulation des Gases kann nur durch die engen Fenster des Ringes r erfolgen, so dass nur eine geringe Gasmenge sich während der Verbrennungsperiode an der Metallarmierung abkühlen wird. Diese zur Metallarmierung gelangende heisse Gasmenge bewirkt wegen der geringen Wärmemenge, die sie besitzt, und wegen der raschen Wärmeaufnahmsfähigkeit des Metalles nur eine unschädliche Temperaturerhöhung an der Innenseite der Membrane.
Die ganze jeweilige Temperaturzunahme schwindet bei jeder Saugperiode infolge der verhältnismässig grossen, den Zwischenraum zwischen M und A passierenden Luftmenge.
Die Kühlung der Verbrennungsmotoren erfolgt zweckmässig durch auswechselnder Druckflüssigkeit im Zylinder mit der Flüssigkeit im Kühler.
PATENT-ANSPRÜCHE :
EMI2.1
Kolbens oder der Kölbendichtung eine einerseits vom Treibmittel, andrerseits von einer die Arbeitsleistung des Treibmittels aufnehmenden Flüssigkeit berührte Membrane vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Membrane und, falls solche vorhanden sind, die mit ihr verbundenen beweglichen, den Kolben vertretenden Teile, auf gleichwirksamen Flächen dem Drucke des Treibmittels bzw. der die Arbeitsleistung aufnehmenden Flüssigkeit ausgesetzt, im übrigen aber ganz oder nahezu unbelastet sind, 11m die Membrane gegen mechanische Beanspruchung zu schützen.