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Gebläse.
Die Erfindung betrifft ein Gebläse, bei dem die in die Luft eingeführte Wärme unmittelbar die Druckerhöhung und das Hinausschieben des verdichteten Gases sowie das Einsaugen frischer Gase bewirkt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Gebläses schematisch dargestellt.
Gemäss diesem Beispiel besteht der Arbeitsraum des Gebläses aus einem Zylinder 1, in dem ein Kolben 2 mittels der Stange 3 verschoben werden kann, die durch irgendwelche Antriebsmittel, z. B. einen Elektromotor 5 und eine Kurbelwelle 4, in eine hin und her gehende Bewegung versetzt wird. An dem einen Ende des Zylinders 1 ist ein Wärmespeicher 6 angeordnet und eine Leitung 7 verbindet die beiden Enden des Zylinders. In dem einen Zylinderkopf befinden sich die Saug-und Dmokvennle bzw. 9. 10 ist eine Düse zur Einführung des Brennstoffes.
Auf dem Saugventil 8 lastet der atmosphärische Druck Po und auf dem Druckventil 9 der Druck P der Druckleitung. Im Betriebe ist die der Brennstoffdüse 10 abgekehrte Seite 6a des Wärmespeichers kalt (Temperatur Ta), während die Temperatur gegen das andere Ende 6b des Wärmespeichers allmählich bis T o zunimmt.
Die Wirkungsweise eines solchen Gebläses ist die folgende :
Es sei angenommen, dass der Wärmespeicher sich bereits in dem Betriebszustande, also mit den Temperaturgrenzen Ta-Tb angewärmt, befindet und der ganze Raum des Zylinders 1 sowie auch der Kanal 1 mit kalter Luft von atmosphärischem Druck Po angefüllt ist. Es sei zunächst angenommen, dass überhaupt keine Brennstoffzufuhr stattfindet, sondern dass die ganze Wärme vom Wärmespeicher geliefert wird.
Bewegt sich der Kolben 2 in der Richtung des Pfeiles 11, so wird die vor dem Kolben befindliche kalte Luft von der Temperatur Ta über den Kanal 7 durch den Wärmespeicher 6 hindurchgetrieben und gelangt auf die andere Seite des Kolbens, wobei sich die Luft im wesentlichen auf die obere Temperatur Tb des Wärmespeichers erwärmt. Da während dieser Erwärmung der Gesamtinhalt der Luft keine Veränderung erfährt, steigt der Druck im Arbeitsraume an.
Ist der Kolben etwa am Ende der Hubstrecke a ; in die mit gebrochener Linie gezeichnete Stellung 2/ gelangt, in der der Druck in Zylinder 1 den auf dem Druckventil 9 lastenden Druck P überwindet, so wird im zweiten Teil ?/des Hubes 11 ein Teil der Luft durch die Leitung 7 und durch den Wärmespeicher 6 getrieben, während ein Teil der Druckluft durch das Ventil 9 in die Druckleitung M entweicht. Hieraus
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Druckluft verwertet wird, wogegen ein grösserer Teil des Hubvolums innerhalb des Arbeitsraumes verbleibt und lediglich von dessen kalte Seite auf die warme Seite hinübergedrängt wird, wobei durch die Erwärmung den Druck der Luft von Po auf P gesteigert und sodann die Nutzluftmenge in die Druckleitung verdrängt wird.
Bewegt sich der Kolben nach dem Hubweehsel in der Richtung des Pfeiles 12, so wird die unter dem Kolben 2 befindliche warme Luft durch den Wärmespeicher 6 und durch den Kanal 7 auf die kalte Seite des Kolbens 2 hinübergeschoben und gibt seine Wärme hiebei an den Wärmespeicher 6 ab, wodurch sich die Luft auf die Temperatur Ta abkühlt. Da die Abkühlung bei unveränderlichem Inhalt btattfindet, so tritt eine entsprechende Druckverminderung ein. Hat die Druckverminderung den Wert Po erreicht, so öffnet sich das Saugventil 8 und es tritt bei weiterem Niedergange des Kolbens 2 Frischluft in den Zylinder 1 ein.
Es ist bereits vorgeschlagen worden (vgl. die deutsche Patentschrift Nr. 66427), eine Verbesserung des Wirkungsgrades durch Anordnung einer Anzahl von unter verschiedenen Drücken stehenden Druck-
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einander mit dem Arbeitszylinder verbunden und während der Druckabnahme in umgekehrter Reihenfolge wieder an den Arbeitszylinder angeschlossen werden sollten. Die bauliche Ausführung einer solehen Einrichtung ist jedoch bei praktisch brauchbaren Hubzahlen des Gebläses mit grossen Schwierigkeiten verknüpft.
Gemäss der Erfindung wird die volumetrische Wirkung des Gebläses in viel einfacherer Weise verbessert. Zu diesem Zwecke ist in einem mit dem Arbeitsraum verbundenen Hilfszylinder 21 ein mit der Hubzahl des Gebläses derart bewegter Hilfskolben 22 vorgesehen, dass dieser seinen Druckhub im wesentlichen am Anfang des Druckhubes des Hauptkolben und seinem Saughub im wesentlichen am Anfang des Saughubes des Hauptkolben vollzieht.
Die Wirkungsweise ist folgende : In der Zeichnung befindet sich der Hauptkolben 2 (mit vollen Linien gezeichnete Stellung) am Anfang seines Druck-oder Förderhubes. Der Kolben 22 befindet sich in der mit vollen Linien gezeichneten Stellung gleichfalls am Anfang seines Druckhubes. In dem Zylinder 1 sowie im Hilfszylinder 21 herrscht hiebei der niedrigste Druck Po. Es wird nun der Kolben 22 in der Richtung des Pfeiles 12 nach unten gestossen, während der Kolben 2 in seiner Stellung verharrt. Hiedurch wird der Druck in dem Arbeitsraum 1 auf den Druck P der Druckleitung 15 gesteigert, bevor noch der Kolben 2 seinen Hub in der Richtung 11 begonnen hätte. Der Kolben 22 verharrt nun in der striehliert gezeichneten Stellung 22', während der Kolben2 seinen Förderhub in der Richtung des Pfeiles11 vollzieht.
Sofort am Anfang dieses Hubes wird ein Teil der Luft durch die Leitung 7 und durch den Wärmespeicher 6
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Durch Einspritzen von Brennstoff durch die Düse 10 erfolgt eine weitere Erhitzung, so dass infolge der durch die Erhitzung bei gleichbleibendem Druck P bewirkten Volumzunahme ein Teil der im Arbeitsraum 1 befindlichen Luft durch das Ventil 9 in die Druckleitung 15 verdrängt wird. Es wird also sofort am Anfang des Förderhubes des Kolbens 2 und bis zum Ende dieses Hubes Druckluft in die Druckleitung 15 gefördert. Ist der Kolben 2 am Ende seines Hubes 11 angelangt, so wird während der Kolben 2 in seiner obersten Stellung verharrt, der Kolben 22 aus der punktierte Stellung 22'in die mit vollen Linien gezeichnete Stellung 22 in der Richtung des Pfeiles 11 bewegt.
Infolgedessen wird das beim Niedergang des Kolbens 22 vom Zylinder 21 in den Zylinder 1 geschobene Luftvolum wieder in den Hilfszylinder 21 zurückgedrängt, wodurch ein Druckabfall von P bis zu dem auf dem Saugventil 8 wirkenden Aussendruck Po stattfindet. Wenn nun der Kolben 2 in der Richtung des Pfeiles 12 bewegt wird, während der Kolben 22 in seiner mit vollen Linien gezeichneten Stellung verharrt, so wird die zwischen dem Kolben 2 und dem Wärmespeicher 6 befindliche Luft durch den Wärmespeicher und die Leitung 7 auf die kalte Seite des Kolbens hinübergeschoben, wobei die Luft auf die Temperatur Ta abgekühlt wird und bei gleichbleibendem Druck Po eine entsprechende Volumverminderung erleidet, so dass durch das Saugventil 8 Frischluft angesaugt wird.
Das Ansaugen der Frischluft beginnt also bereits am Anfang des Saughubes des Kolbens 2 und währt bis zum Ende dieses Hubes.
Selbstverständlich'ist es nicht erforderlich, die Kolben 2 und 22 genau in de beschriebenen Art absatzweise zu bewegen, sondern es kann praktisch die gleiche Wirkung auch bei ununterbrochener Bewegung beider Kolben erzielt werden, wenn die beiden Kolben durch ein an und für sich bekanntes geeignetes Gestänge miteinander gekuppelt sind. Es kann z. B. der Kolben 22, wie dies in der Zeichnung punktiert dargestellt ist, mit der Kurbelwelle 4 gekuppelt sein, wenn die beiden Kurbeln um einen geeigneten Winkel gegeneinander verkeilt sind. Bei dieser Art der Kupplung der beiden Kolben wird der Kolben 2 an seinen Hubenden nahezu in Ruhe verharren, während der Hilfskolben 22 seinen Druckbzw.
Saughub vollführt und anderseits wird der Kolben 22 an seinen Hubenden nahezu in Ruhe verharren, während der Hauptkolben 2 seinen Förder-bzw. Saughub vollführt.
Da der Hauptkolben nicht zwei unter verschiedenem Druck stehende Räume voneinander trennt, so ist eine genaue Abdichtung des Kolbens nicht erforderlich und es kann dieser durch eine gleichwertige Gastreibvorrichtung, z. B. einen Ventilator, ersetzt werden.