DE13501C - Neuerungen an offenen Luftmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46:. Luft- und Gaskraftmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 20. April 1880 ab.

Wenn offene Heifsluftmaschinen mit gröfseren Spannungen arbeiten sollen, macht sich das Bedürfnifs geltend, die in der Luftpumpe entstehende Verdichtungswärme zu verringern, um die Curve des Luftpumpen-Diagramms, welche ohne Wärmeentziehung die adiabatische Curve ist, der isothermischen Linie näher zu bringen, d. h. um den Arbeitsverbrauch der Luftverdichtungspumpe zu vermindern. Diesen Zweck erreicht der Erfinder in der Weise, dafs er einen feinen Wasserstrahl in den Luftpumpencylinder einführt und ihn an seiner Mündung von einem feinen Windstrahle treffen läfst, welcher dem Druckraume der Maschine entnommen wird, wodurch das Wasser zerstäubt und in innige Berührung mit der angesaugten Luft gebracht wird. Unter Druckraum ist derjenige Raum verstanden, welcher einerseits durch die Druckventile der Luftpumpe, andererseits durch die Zulafsventile des Arbeitscylinders begrenzt ist. Der Druckraum schliefst also den Feuerraum ein.

In Fig. ι und 2 ist a der Luftpumpencylinder mit den Saugventilen b b und den Druckventilen c c. Der vor den Druckventilen liegende Raum d enthält demnach als ein Theil des Druckraumes stets verdichtete Luft. Durch die diesen Raum d durchdringende feine Düse e fliefst Wasser aus einem höher gelegenen Behälter in den Luftpumpencylinder und wird durch den Luftstrom, welcher aus der schrägen Durchbohrung f es bei seinem Eintritte in den Luftpumpencylinder trifft, fein zerstäubt. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie das Wasser aus dem höher liegenden Behälter g durch die Röhren h h unter Einschaltung eines Ventilgehäuses i naph beiden. Seiten des doppeltwirkenden, liegenden Luftpump encylinders α gelangt.

Das eingespritzte Wasser dient noch einem anderen Zwecke: es arbeitet, in Dampf von hoher Temperatur verwandelt, nachdem es den Druckraum passirt hat, hinter dem Arbeitskolben mit und vergröfsert die Leistung sowohl durch die Erhöhung der anfänglichen Spannung, als durch die im Verhältnifs zur Luft gröfsere Wärmecapacität, die während der Expansionsperiode in dem Diagramm, dessen Curve minder steil gegen die Abscisse abfällt, deutlich zu Tage tritt.

Um das Volllaufen der Luftpumpe mit Wasser zu vermeiden, ist eine selbstthätige Abstellung des Zuflusses angeordnet. Ein gewöhnlicher Wasserhahn, ein Ventil oder eine sonstige Absperrvorrichtung wird durch ein Gewicht oder durch eine Feder vermittelst eines Hebels so lange geschlossen gehalten, als der im Druckraume vorhandene Druck nicht grofs genug ist, um durch seine Einwirkung auf einen kleinen, in einem Cylinder sich dicht bewegenden Kolben den Widerstand des Gewichtes oder der Feder zu überwinden.

Die Schwere des Gewichts oder die Spannung der Feder und der Kolbendurchmesser werden so bemessen, dafs das Spiel bei jenem Ueberdrucke beginnt, welcher als Minimum zur Be-

veguiig der Maschine erforderlich ist, so dafs der Wasserzuflufs stets während des Ganges, aber niemals während des Stillstandes der Maschine stattfindet.

Die Construction eines dem vorstehenden Zwecke dienenden Absperrventiles zeigt Fig. 2 im Durchschnitt, Fig. 3 in allgemeiner Anordnung mit den anschliefsenden Röhren. In dem Absperrventilgehäuse i befindet sich zu oberst ein Kegelventil, unter diesem, mit ihm in fester Verbindung, ein voller, in seinem Cylinder dicht schliefsender Kolben, dieser endlich hängt mittelst einer durch die Stopfbüchse nach unten heraustretenden Stange mit einem einarmigen, durch Gewicht beschwerten Hebel zusammen. Der Raum unter dem Kolben ist durch eine Bohrung mit dem Druckraum d verbunden. Es ist demnach der Wasserabfiufs aus dem von oben in das Ventilgehäuse i einmündenden Wasserrohr h nach dem seitlich abzweigenden gleichen Wasserrohr h nur dann möglich, wenn der durch die verdichtete Luft des Druckraumes d unter dem Kolben wirkende Druck das Ventil unter Ueberwindung des Gegengewichtes anhebt.

Zwischen der dem Ofenraum zugeführten Windmenge und der einzuspritzenden Wassermenge besteht eine gewisse Beziehung; denn von der Windmenge oder von der in ihr enthaltenen Menge Sauerstoff ist die Brennstoffmenge, welche verbrannt werden kann, sowie die Wärmemenge und wieder von dieser die Wassermenge abhängig, welche in Dampf von ■vorausbestimmter Temperatur verwandelt werden soll. Daraus geht hervor, dafs es zur Constanthaltung der Temperatur nothwendig ist, das einmal geschaffene Verhältnifs der Windmenge zur Wassermenge festzuhalten. Dies wird bewerkstelligt durch die Regulirung der Spannung im Druckraume. Die Regulirung der Geschwindigkeit des Ganges erfolgt durch eine gewöhnliche Präcisionssteuerung. Die Steuerventile werden durch die Hocker rotirender, , unrunder Körper geöffnet, durch Federn geschlossen. Die unrunden Körper der Einströmventile nehmen stets an der umlaufenden Bewegung ihrer Welle theil und sind auf derselben durch das Regulatorgestänge verschiebbar, so dafs der Regulator den Füllungsgrad beherrscht. Bei geringerwerdender Belastung der Maschine wird mithin die Füllung kleiner; dieses müfste eine Vermehrung der Spannung im Druckraume zur Folge haben, wenn dem nicht durch einen dem gewünschten Maximaldrucke entsprechend belasteten, dicht in einem Cylinder sich bewegenden Kolben vorgebeugt wäre, welcher Luftpumpe und Wasserpumpe-, erstere durch Festhalten ihrer Ventile, letztere durch Drehung des Speisehahnkegels aufser Thätigkeit setzt, und umgekehrt.

In den Fig. 3 und 4 ist dieser Vorgang veranschaulicht. An das den Druckraum d des Luftpumpencylinders α mit dem Feuerraum m verbindende Rohr η ist seitlich ein kleiner Cylinder 0 geschraubt, dessen abgedichteter, in ein Kegelventil endender Kolben einerseits durch ein Gegengewicht in dem Cylinder zurückgehalten (das Ventil sitzt dabei fest auf) andrerseits durch Gestänge und Hebel mit den Ventilen des Luftpumpencylinders und mit einem in das Saugrohr einer kleinen Wasserpumpe p eingeschalteten Hahne verbunden ist.

Wird bei einer Entlastung der Maschine und bei dadurch entstehendem schnelleren Gange die in den Arbeitscylinder eintretende Luftmenge verkleinert, also der Druck in dem Druckraum vergrößert, so verschiebt sich bei dem Eintritte eines gewissen Maximaldruckes der Kolben in dem Cylinder 0 nach rechts, hält dadurch die Druckventile der Luftpumpe offen und sperrt auch den Hahn im Saugrohr der Pumpe / ab, so dafs die durch diese Pumpe hervorgebrachten Wasseremspritzungen aufhören, also eine die Wirkung der Maschine fördernde Dampfbildung gleichfalls nicht mehr statthat.

Bei stärkeren Maschinen, besonders bei solchen, welche längere Zeit hindurch in Betrieb erhalten werden müssen, stellt sich das Bedürfnifs heraus, anstatt eines Feuerraumes oder Ofens deren zwei oder mehrere anzuordnen, von denen jeder beliebig durch gewöhnliche Absperrvorrichtungen mit den übrigen Maschinentheilen in Verbindung gebracht oder davon getrennt werden kann. So ermöglicht man es, jeden Ofen für sich auszuschalten, um Schlacke und Asche daraus zu entfernen, den Betrieb der Maschine aber dadurch nicht zu unterbrechen.

Claims (2)

Patent-AnSprüche:

1. Einführung fein zerstäubten Wassers in die Luftverdichtungscylinder von Heifsluftmaschinen, um durch Herabziehung der Verdichtungswärme den von der Luftverdichtungspumpe beanspruchten Kraftaufwand zu vermindern, und zwar die Einführung des Wassers während der jedesmaligen Saugeperiode hervorgebracht durch einfachen hydrostatischen Druck, das Zerstäuben des Wassers hervorgebracht durch einen dem mit verdichteter Luft gefüllten Druckraum entnommenen Luftstrom.

2. Selbsttätige Unterbrechung und Wiederaufnahme der Wassereinführung in die Luftverdichtungscylinder von Heifsluftmasc-hinen durch Absperrvorrichtungen, welche von dem Drucke der Luft im Druckraume gesteuert werden.

3· Begrenzung des Maximaldruckes in Heifsluftmaschinen durch einen kleinen, nach Art eines Sicherheitsventils belasteten Kolben, welcher je nach seiner äufseren Belastung einerseits und nach seiner von innen her erfolgenden Entlastung durch die Spannung im Druckraume andererseits auf die Luft- und Wasserzuführung einwirkt: auf die erstere dadurch, dafs er die fernere Verdichtung der Luft durch Offenhalten der Sauge- und Druckklappen bezw. auch besonders hierfür anzuordnender Hülfsklappen oder Ventile unterbricht, auf die letztere dadurch, dafs er die Thätigkeit der die Wasserzufuhr bewirkenden Druckpumpe ebenfalls aufhebt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.