DE11263C - Heifsluftmaschine - Google Patents

Description

1879.

Klasse 46.

EMIL HERMANN NACKE in DRESDEN. Heifsluftmascliine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 16. December 1879 ab.

Die Neuerungen beziehen sich auf die Cylinderanordnung der Maschine und auf die Steuerung der Ventile, insbesondere des Lufteinlafsventils.

Während die bisher angewendeten offenen Heifsluftmaschinen zur Erzielung des besten Nutzeffects Cylinderräume von verschiedener Gröfse für die Verdichtung der aus der Atmosphäre angesaugten, zu erhitzenden Luft und für die Arbeitsleistung der vom Erhitzer kommenden erhitzten Luft haben, also verschieden gröfse Räume für Luftpumpe und Arbeitscylinder besitzen, werden bei diesen Maschinen Cylinderräume von gleicher Gröfse (abgesehen von dem Volumen einer dünnen Kolbenstange) für Luftpumpe und Arbeitscylinder angewendet, und zur Herstellung des richtigen Verhältnisses zwischen den Räumen für die kalte und die heifse Luft ist dem Saugventil eine besondere Steuerung gegeben. Hierdurch wird erreicht, dafs die offene Luftmaschine dieselbe einfache Anordnung wie eine Dampfmaschine mit Ventilsteuerung erhält und zugleich die Kolbenreibung der Maschine auf das kleinste Mafs verringert wird.

In dem Cylinder A₁ Fig. 1, bewegt sich ein Kolben fi, welcher seine Bewegung mittelst Kolbenstange, Geradführung und Lenkstange auf die Kurbel der Schwungradwelle überträgt.

Der Kolben geht auf beiden Seiten in den Endstellungen so dicht als möglich an die Cylinderdeckel heran, damit der schädliche Raum möglichst klein bleibe. Auf der der Stopfbüchse zugekehrten Kolbenseite findet im Cylinder A abwechselnd Einsaugimg frischer atmosphärischer Luft und Verdichtung und Fortpressung derselben statt, auf der entgegengesetzten Kolbenseite findet im Cylinder A abwechselnd Eintritt heifser gespannter Luft, sowie Ausdehnung derselben und beim Rückgang des Kolbens Ausstofsen der verbrauchten Luft oder der Ofengase statt.

Das Zulafsventil x, Fig. 4, für frische Luft sitzt auf der Stopfbüchsenseite des Cylinders A. ν ist das Ventil, durch welches die eingesaugte und dann verdichtete Luft nach dem Erhitzer oder Ofen abgeführt wird. Das Zulafsventil y, Fig. 3, für die vom Erhitzer kommende heifse und gespannte Luft nach dem Cylinder A, und das Auslafsventil w für die verbrauchte Luft, welche im Cylinder A sich ausgedehnt und Arbeit verrichtet'hat, sitzen auf der Deckelseite des Cylinders.

Das Ventil ν ist zweckmäfsigerweise ein selbsttätiges, dagegen wird das Saugventil χ mit den beiden andern Ventilen y und w von einer gemeinschaftlichen Steuerwelle s aus bewegt. Diese Steuerwelle wird von der Schwungradwelle aus vermittelst Kegelräder so angetrieben, dafs sie gleiche Umdrehungen mit der Schwungradwelle macht.

Auf ί sitzen drei Daumenscheiben fg h, Fig. 2, 3 und 4, welche mittelst Winkelhebel das Oeffnen und Schliefsen der Ventile χ y w bewirken. Zur Erzielung sicheren Ventilschlusses sind unter die Ventilstangen P'edern i i gelegt, welche die Ventile gegen die Sitze drücken.

Die Maschine arbeitet in folgender Weise. Beim Hingang des Kolbens in der Pfeilrichtung steht auf der Deckelseite das Ventil y offen, gespannte . heifse Luft tritt aus dem Erhitzer hinter den Kolben und treibt denselben arbeitverrichtend vorwärts. Nachdem der Kolben einen gewissen Weg zurückgelegt hat, wird y geschlossen, und die hinter dem Kolben befindliche heifse Luft wirkt arbeitend durch Ausdehnung bis zum Ende des Hubes.

Gleichzeitig steht auf der anderen Kolbenseite, wo sich bei Beginn des Hubes kalte Luft von atmosphärischer Spannung befindet, das Ventil χ anfänglich auch noch offen, so dafs zuerst ein Wiederausstofsen der eingesaugten Luft stattfindet. Erst wenn der Kolben ein Stück vorwärts gegangen ist, wird χ geschlossen, und nun beginnt die Verdichtung der im Cylinder verbliebenen Luft. Ist diese Verdichtung so weit vorgeschritten, dafs die Spannung der im Erhitzer befindlichen Luft erreicht ist, so hebt sich das Ventil v, und die verdichtete Luft wird durch dasselbe und durch das Rohr t in den Erhitzer geprefst, um daselbst weiter erhitzt zu werden. Wenn der Kolben p am Stopfbüchsenende des Cylinders angelangt ist, somit alle verdichtete Luft nach dem Erhitzer geprefst hat und seinen Rückgang beginnt, werden die Ventile χ und w gehoben, und der . Kolben saugt auf der kalten Cylinderseite frische atmosphärische Luft ein und stöfst auf der heifsen Seite die verbrauchten Gase aus, bis

kurz vor Ende des Rücklaufs w wieder geschlossen wird und die noch in A befindlichen Gase während der letzten Hubstrecke verdichtet werden, um beim Kolbenwechsel als elastisches Kissen zu dienen. Nachdem der Rückgang beendet ist, öffnet sich wieder y, es beginnt wieder das Einströmen heifser gespannter Gase hinter den Kolben und auf der anderen Kolbenseite das Ausstofsen von eingesaugter Luft durch das offen stehende Ventil χ und damit von neuem der oben beschriebene Kreislauf.

Würde man das Ventil χ wie bei einer gewöhnlichen Luftpumpe am Ende der Saugperiode sofort schliefsen lassen, so würde die gesammte, dem Kolbenhub entsprechende eingesaugte Luftmenge beim Vorschub des Kolbens verdichtet und in den Erhitzer geprefst werden. Dadurch würde aber bei dieser ([zylinderanordnung dem Erhitzer so viel Luft zugeführt, dafs man die von demselben kommenden heifsen Gase während der Arbeitsperiode im Cylinder A nur mit wenig Oder gar keiner Ausdehnung arbeiten lassen könnte, keinesfalls könnte man dann die Triebkraft der heifsen Gase vollständig ausnutzen, sondern müfste sie noch mit beträchtlicher Spannung durch das Ventil w entweichen lassen.

Um dies zu vermeiden und ohne schädlichen. Kraftaufwand dasjenige Verhältnifs zwischen Verdichtung der eingesaugten Luft und Ausdehnung der arbeitenden Luft herzustellen, welches den besten Wirkungsgrad ergiebt, ist es nothwendig, durch das Ventil χ wieder einen Theil der eingesaugten Luft vor Beginn der Verdichtung auszustofsen. Dasselbe Resultat könnte auch dadurch erreicht werden, dafs man für dies Ausstofsen überschüssiger Luft ein besonderes Ausstofsventil anordnete.

Diese Luftausstofsung vor der Verdichtung ist nicht zu verwechseln mit der bei Luftmaschinen üblichen bekannten Regulirmethode der Umlaufsgeschwindigkeit, darin bestehend, dafs man einen Theil der verdichteten Luft durch ein Ventil ausblasen läfst und somit die Spannung der Luft im Erhitzer vermindert. Die Regulirung der Geschwindigkeit der Maschine bewirkt der Erfinder entweder dadurch, dafs er einen Regulator auf eine im Äbstofsrohr für verbrauchte Luft sitzende Drosselklappe o, Fig. 3, oder ein entsprechendes Drosselventil wirken läfst, oder indem er das Ventil χ mittelst einer Klinkensteuerung hebt und durch Einwirkung des Regulators dieselbe früher oder später ausklinkt und somit das Ventil früher oder später schliefsen . läfst, je nachdem die Maschine, gröfsere oder geringere Leistungen entwickeln soll.

E in Fig. 1 und 2 ist eine Cylinderschmiervorrichtung.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   In einer offenen Heifsluftmaschine, in welcher ein gemeinschaftlicher Cylinder und Kolben auf der einen Seite als Kraftmaschine und auf der anderen Seite als Luftpumpe wirkt, die Menge der auf der Luftpumpenseite angesaugten Luft dadurch zu reguliren, dafs man einen Theil derselben nach dem Ende der Saugperiode, ohne dieselbe vorher zu verdichten, wieder ausstöfst, entweder durch verlängerte OfFenhaltung des mechanisch bewegten Saugventils, oder durch ein besonderes Ausstofsventil, welches nur während eines Theils des Hubes offen gehalten und dann wie das vorstehend beschriebene Saugventil mechanisch geschlossen wird, worauf die Verdichtung der im Cylinder verbliebenen Luft beginnt, wie in vorliegender Beschreibung und Zeichnung dargestellt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.