DE103781C

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Publication number: DE103781C
Application number: DENDAT103781D
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Heifsluftmaschine, bei welcher die vom Arbeitskolben verdichtete Luft durch einen Hülfskolben in den Erhitzer gesaugt und aus demselben in den Cylinder zurückgedrückt wird. Die Hitze wird der Luft oder den Gasen durch Wandungen, welche durch eine äüfsere Wärmequelle erhitzt werden, mitgetheilt.The subject of the invention is a hot air machine in which the air compressed by the working piston is carried out by an auxiliary piston is sucked into the heater and pushed back from the same into the cylinder. The heat is passed through to the air or the gases Walls, which are heated by an external heat source, communicated.

Diese Maschine wird auf der Zeichnung durch Fig. ι im senkrechten Schnitt,This machine is shown on the drawing by Fig. Ι in vertical section,

Fig. 2 im Querschnitt nach Linie x-x und in Fig. 3 im Grundrifs veranschaulicht.Fig. 2 illustrates in cross section along line xx and in Fig. 3 in outline.

Im Cylinder A bewegt sich ein Kolben B und ein Hülfskolben C, dessen Weg kürzer als der des Arbeitskolbens B ist. Der Cylinder A ist an seinem mittleren Theil von einer ringförmigen Kammer D umgeben. Das untere Ende des Cylinders ist zu einer Luftkammer E erweitert, welche mittels eines Kanals F mit der Kammer D und so mit dem Innern des Cylinders verbunden ist. Die Luftkammer E ist mit einem Lufteinlafsventil G versehen. Das obere Ende des Cylinders A hat Luftkanäle /;, welche die Verbindung mit einem Erhitzer H herstellen, sowie ein Ausblasrohr k mit dem Ventil K. A piston B and an auxiliary piston C move in cylinder A, the path of which is shorter than that of working piston B. The central part of the cylinder A is surrounded by an annular chamber D. The lower end of the cylinder is expanded to form an air chamber E , which is connected by means of a channel F to the chamber D and thus to the interior of the cylinder. The air chamber E is provided with an air inlet valve G. The upper end of the cylinder A has air ducts /; which establish the connection with a heater H , as well as an exhaust pipe k with the valve K.

Der Kolben B ist bei b drehbar mit der Pleuelstange / verbunden, welche die Verbindung mit der auf der Kurbelwelle L' befestigten Kurbel L herstellt. Letztere liegt innerhalb der Luftkammer E, während die Welle L' sich durch die Wandungen der Kammer erstreckt und in Lagern Z¹ sich dreht, welche luftdicht verpackt sind.The piston B is rotatably connected at b to the connecting rod /, which establishes the connection with the crank L attached to the crankshaft L ' . The latter lies within the air chamber E, while the shaft L ' extends through the walls of the chamber and ^{rotates in bearings Z 1} , which are packed airtight.

Der Erhitzer H, welcher mit dem Cylinder A durch die Luftkanäle h verbunden ist, besteht aus zwei concentrischen Cylindern h' h". Der Weg der Luft geht durch das Innere des Cylinders h' und hierauf zwischen diesem und. dem Cylinder h". Ein Rohr M führt Gas oder brennbare Dämpfe einem Brenner zu, dessen Flamme den Aufsencylinder h" bespült. Eine Verbrennungskammer m ist rund um letzteren durch einen Mantel M' gebildet, welcher mit Asbest oder .einem anderen nichtleitenden Material gefuttert ist.The heater H, which is connected to the cylinder A by the air ducts h , consists of two concentric cylinders h'h ". The air path passes through the interior of the cylinder h ' and then between it and the cylinder h". A pipe M supplies gas or combustible vapors to a burner, the flame of which washes the outer cylinder h " . A combustion chamber m is formed around the latter by a jacket M ' which is lined with asbestos or some other non-conductive material.

Das. Lufteinlafsventil G öffnet sich, wenn der Druck in der Luftkammer E geringer als ■ derjenige der Aufsenluft ist; dies geschieht bei der Rückkehr des Kolbens B in die obere Stellung. Das Auslafsventil K wird mittels eines Daumens N der Kurbelwelle L' geöffnet, welcher auf einen schwingenden Hebel η wirkt, der mit der Ventilstange k' durch eine Zugstange n' verbunden ist. Das Schliefsen des Ventils K erfolgt durch eine Feder k". That. Air inlet valve G opens when the pressure in the air chamber E is lower than that of the outside air; this happens when piston B returns to the upper position. The outlet valve K is opened by means of a thumb N of the crankshaft L ' , which acts on an oscillating lever η which is connected to the valve rod k' by a pull rod n ' . The valve K is closed by a spring k ″.

Der Hülfskolben C an dem oberen Ende des Cylinders wird durch einen Daumen O der Kurbelwelle L' einwärts bewegt, welcher auf einen schwingenden Hebel P wirkt, der mit einem zweiten schwingenden Hebel P' durch eine Stange ρ verbunden ist. Das eine Ende des schwingenden Hebels P' legt sich gegen das Ende der Kolbenstange C und bewegt den Kolben C in einer Richtung, während er durch den Innendruck des Cylinders nach dem . Deckel des letzteren zurückbewegt und in dieser Stellung durch die Feder c gehalten wird.The auxiliary piston C at the upper end of the cylinder is moved inward by a thumb O of the crankshaft L ' which acts on a swinging lever P connected to a second swinging lever P' by a rod ρ . One end of the swinging lever P 'lies against the end of the piston rod C and moves the piston C in one direction while it is pushed by the internal pressure of the cylinder. Lid of the latter is moved back and held in this position by the spring c .

Die Wirkungsweise der Maschine würde dieselbe sein, wenn die Kammer E mit dem Gehäuse des Ventils K und die ringförmige Kammer D mit dem Ausblasrohr verbunden wäre. In diesem Falle würde die Richtung der in den Cylinder eintretenden Luft umgekehrt sein.The operation of the machine would be the same if the chamber E were connected to the housing of the valve K and the annular chamber D were connected to the exhaust pipe. In this case the direction of the air entering the cylinder would be reversed.

Der Cylinder wird mittels eines Wassermantels R gekühlt.The cylinder is cooled by means of a water jacket R.

Die Maschine arbeitet in folgender Weise.The machine works in the following way.

Sobald der Kolben B sich an der in der Zeichnung angedeuteten Stelle, d. h. am unteren Ende des Cylinders befindet, ist die Oeffnung der Kammer D unbedeckt und wird der Cylinder mit einer frischen Luftladung gefüllt. Bei der Aufwärtsbewegung geht der Kolben B bis zu der punktirten Linie y-y, wobei er den unteren Luftkanal h unbedeckt lä'fst, die Luft in dem Cylinder zusammenprefst und gleichzeitig eine frische Luftladung in die Kammer E durch das Ventil G saugt. Sobald der Kolben B sich der durch die punktirte Linie y-y angedeuteten Grenze nähert, wirkt der Daumen O auf die Hebel P und P' und treibt den Hülfskolben C nach dem Arbeitskolben B zu. Durch den in dem Cylinder sich nun ergebenden, auf die innere Fläche des Kolbens C wirkenden Ueberdruck wird der Kolben nach dem Cylinderdeckel zurückbewegt und in dieser Stellung durch die Feder c gehalten. Infolge dieser Bewegungen des Kolbens C wird die geprefste Luft durch die Luftkanäle h nach dem Erhitzer H und hinter die eine geringere wirksame Gröfse als die innere Fläche besitzende äufsere Fläche des Kolbens C und hierauf wieder zurück in den Cylinder zwischen den beiden Kolben getrieben; die Luft ist nun erhitzt und ihr Druck erhöht. Der erhöhte Druck wirkt auf den Kolben B und treibt ihn nach auswärts. Hierbei wird die frische Luftladung der Kammer O verdichtet. Der Daumen JV wird das Auslafsventil K ein wenig öffnen, bevor die Kammer D freigelegt ist. Die expandirte Luft entweicht und wird schliefslich durch den Eintritt der frischen Luftladung durch die Kammer D ganz ausgetrieben. As soon as the piston B is at the point indicated in the drawing, ie at the lower end of the cylinder, the opening of the chamber D is uncovered and the cylinder is filled with a fresh charge of air. On the upward movement, the piston B goes up to the dotted line yy, leaving the lower air duct h uncovered, compressing the air in the cylinder, and at the same time sucking a fresh charge of air into the chamber E through the valve G. As soon as the piston B approaches the limit indicated by the dotted line yy , the thumb O acts on the levers P and P ' and drives the auxiliary piston C towards the working piston B. As a result of the overpressure now resulting in the cylinder and acting on the inner surface of the piston C , the piston is moved back towards the cylinder cover and held in this position by the spring c . As a result of these movements of the piston C , the compressed air is driven through the air ducts h after the heater H and behind the outer surface of the piston C, which has a smaller effective size than the inner surface, and then back again into the cylinder between the two pistons; the air is now heated and its pressure increased. The increased pressure acts on piston B and drives it outwards. The fresh air charge in chamber O is compressed here. The thumb JV will open the outlet valve K a little before the chamber D is exposed. The expanded air escapes and is finally driven out completely by the entry of the fresh air charge through chamber D.

Um die Geschwindigkeit der Maschine zu regeln, wird der Hub des Kolbens C verändert, so dafs eine verschiedene Menge Prefsluft erhitzt und dadurch ein entsprechend veränderter Druck erzielt wird. In Verbindung mit diesem kann auch eine entsprechend veränderte Wärmemenge dem Erhitzer durch Regelung der Heizung zugeführt werden.To regulate the speed of the machine, the stroke of piston C is changed, so that a different amount of air is heated and thus a correspondingly changed amount Pressure is achieved. In connection with this, a correspondingly changed Amount of heat can be supplied to the heater by regulating the heater.

Behufs Anlassens der Maschine wird der Erhitzer zunächst auf die geeignete Temperatur gebracht. Wenn dann der Kolben am unteren Ende des Cylinders, wie in der Zeichnung dargestellt, steht, wird der Kurbelwelle L' eine halbe Drehung gegeben. Die Maschine läuft jetzt in derselben Richtung ununterbrochen weiter. Wenn die Maschine während längerer oder kürzerer Zeit zum beliebigen Anlassen bereit steht, so kann die Anordnung so getroffen werden, dafs nur während jener Perioden die durch Ausstrahlung oder anderen Abgang verlorene Wärme dem Erhitzer H ersetzt wird.When starting the machine, the heater is first brought to the appropriate temperature. When the piston is then at the lower end of the cylinder, as shown in the drawing, the crankshaft L 'is given a half turn. The machine now continues to run in the same direction without interruption. If the machine is ready for any start-up for a longer or shorter period of time, the arrangement can be made in such a way that the heat lost through radiation or other discharge is replaced in the heater H only during those periods.

Claims

Patent claim:

Hot air machine, characterized by an auxiliary piston (C) moving in the working cylinder, which sucks the air compressed by the working piston through the heater and pushes it back into the working cylinder.

For this purpose ι sheet of drawings.