DE2023C - Atmosphärische Gaskraftmaschine - Google Patents

Description

1877.

Klasse 46.

JOS. WERTHEIM in FRANKFURT a. M. Atmosphärische Gaskraftmaschine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 19. August 1877 ^a^· Längste Dauer: 5. September 1891,

Vorliegende Erfindung besteht in der Construction einer atmosphärischen Gaskraftmaschine, bei welcher die Explosionskraft und der Druck der Atmosphäre als treibende Kräfte benutzt werden. Dieses wird auf folgende Weise zu erreichen gesucht:

Ein cylinderförmiges Gefäfs (Explosionsdom) steht durch eine heberartige Röhre mit einem Reservoir in Verbindung. In dieser Röhre und zwar an ihrer tiefsten Stelle, befindet sich ein Schaufelrad, welches zum Aufnehmen und Uebertragen der Kraft dient. Das Reservoir und die heberartige Röhre, ebenso auch der Explosionsdom sind mit Flüssigkeit, gefüllt.

In den Explosionsdom bringt man, in den geeigneten. Verhältnissen gemischt, Luft und Leuchtgas und entzündet dieses Gemisch. Die hierdurch entstehende Explosion drängt die Flüssigkeit durch die heberartige Röhre nach dem Reservoir; sie mufs hierbei infolge einer weiter unten beschriebenen Einrichtung die unteren Schaufeln des genannten Schaufelrades passir^n und setzt dadurch das Rad in Bewegung.... Nach der Explosion bildet sich in dem Dom und der Röhre^in Vacuum. Infolge dessen geht die Flüssigkeit aus dem Reservoir unter dem Druck der Atmosphäre wieder nach dem Dom zurück,^ wobei sie infolge einer besonderen, später zu. beschreibenden Einrichtung den oberen Theil des Schaufelrades passirt und hier ihre Kraft abgiebt, sowie sie die Röhre und den Dom wieder anfüllt, nachdem sie die Verbrennungsgase, wie weiter unten beschrieben, ausgestofsen hat.

Hierauf wird eine frische Mischung von Luft und Leuchtgas eingelassen, aufs neue entzündet und das Spiel beginnt von vorn. >

In der beiliegenden Zeichnung beziehen sich die nämlichen Buchstaben auf die nämlichen Theile.

Fig. ι ist eine Seitenansicht der ganzen Maschine.· Fig. 2 ist ein Längenschnitt nach der Linie g h, Fig. 3, durch das Schaufelradgehäuse, das Schaufelradund die Klappenkammer. Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie ef, Fig.'i, durch das Schaufelradgehäuse und das Schaufelrad mit Ansicht der heberartigen Röhre und des Explosionsdoms. Fig. 4, 5, 6, 7 sind Seitenansichten des Explosionsdoms mit dem Hauptschieber und seiner Deckplatte; der Schieber ist hier in seinen verschiedenen Stellungen gezeichnet. Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie i k, Fig. 6, durch den Zünder an der Stelle, wo derselbe an der continuirlich brennenden Flamme 5 entzündet wird. Fig. 9 Schnitt durch den Zünder von unten oder von oben gesehen. Fig. 9a Specialschnitt durch den Zünder Q in vergröfsertem Maafsstabe. Fig. 10 senkrechter Schnitt durch das Klappengehäuse mit der Einrichtung zur Führung des Entleerungsschiebers m. Fig. 11, 12, 13 Details des Schiebervorgeleges in Verbindung mit dem Regulator. Fig. 14, 15, 16 Details der Einrichtung für die Entfernung der Verbrennungsgase. Fig. 17 Schnitt nach der Linie α b, Fig. 14, durch den Entlerungskanal. Fig. 18 Querschnitt nach der Linie c d, Fig. 15, durch den Explosionsdom. Fig. 19 Schnitt durch den Apparat und Pumpe, zwecks Luftzuführung zum Zünder. Die Hauptbestandtheile der Maschine, sind: i. Der Expansionsdom; 2. der Hauptschieber; 3. der Zünder; 4. der Regulator; 5 die Vorrichtung zur Entfernung der Verbrennungsgase; 6. die Klappenkammer; 7. das Schaufelrad mit Gehäuse; 8. das Reservoir; 9. die Einrichtung der Luftzuführung zum Zünder.

A ist der Explosionsdom; i?ist die Klappenkammer; C das Schaufelradgehäuse; D das Reservoir; E Oeffhung zum Eintritt des Gas- und Luftgemenges; F Endzündungsstelle; G Scheibe, wodurch der Hauptschieber H bewegt wird; / Deckplatte des Schiebers H; K Schraube am Arme L; M¹ M- M³ Mⁱ Stifte zur Festlegung der Deckplatte J; IV' Oeffnung in der Deckplatte J zum Eintritt der atmosphärischen Luft,; Ν' Oeffnung in der Deckplatte J, verbunden mit dem Gasrohr O; P Schlitz im Schieber H; Q der Zünder; R Schlitz bezw. Führung des Schiebers in der Scheibe G; S Gasflamme; T der Hut, in welchen der Zünder mündet; U Feder, welche den Schieber nach unten zieht; X Luftzuführungsrohr zum Zünder; Y Luftbehälter; Z Absperrhahn; «Fläche, an welcher der Griff des Hahnes Z entlang gleitet; b Welle, auf welcher sich die Riemscheibe c, das Zahnrad e und

der Mitnehmer / befinden (c und <f sind nur zeitweilig mit b verbunden); d Schwungrad; g Zahn am Mitnehmer f; h Regulator; i Hebel; k Schiebergehäuse für den Schieber m; I Oeffnung zum Entweichen der Verbrennungsgase; m Schieber für die Verbrennungsgase; ;/ Klappe; ο Führungsstange, welche den Hebel/ und den daran befestigten Schieber ;// mit der Kurbel r bezw. der Klappe q im Klappengehäuse B verbindet; ί Feder, welche zum Schliefsen des Schiebers m mitwirkt; / heberformig gebogenes Rohr zur Verbindung der Haupttheile der Maschine: Reservoir, Schaufelrad und Klappengehäuse einerseits und Explosionsdom anderseits; // Oeffnungen in der Zwischenscheibe des Klappengehäuses, verdeckt und geöffnet durch das Spiel der Klappen q und je; χ Kanal, durch welchen die Flüssigkeit in der Pfeilrichtung strömt und das Schaufelrad in Bewegung setzt; ζ Kanal, durch welchen die Flüssigkeit aus dem Reservoir nach der Röhre t und dem Explosionsdom zurückströmt; a' Platte am Entleerungschieber;«; b' Stift an der unteren Seite der Platte α ', an welchem die Hülse c' mit ihren beiden Flügeln oder Klappen auf- und niedergleitet; d' Flüssigkeitsstandlinie; e' Behälter für die übergerissene Flüssigkeit; /' Rohr, um die übergerissene Flüssigkeit aus e' zum Reservoir D zurückzuführen; g' Schaufelrad; /' /' stückweiser Abschlufs der Peripherie des Schaufelrades bezw. der Schaufeln; m' Abweisstellen bezw. Führungsschaufeln; «'Luftpumpe; ο' Luftrohr, über dem Reservoir D stehend; /' Blech, um das Ausspritzen der Flüssigkeit durch das Rohr ο' zu verhindern; ^'Stelle des Bleches/', an welcher das Rohr/"¹ gegen das Einspritzen der Flüssigkeit aus dem Reservoir geschützt ist; r' Hahn zum Ablassen überschüssiger Flüssigkeit aus dem Reservoir D; s* Rohr im Luftbehälter Y; t' Rohr zur Luftzuführung zum Zünder; w¹ Feder, welche die Kapsel ti' nach jeder Explosion des Gasgemenges wieder vorschiebt, um das Gas aus den Seitenöffnungen x' x' ausströmen zu lassen; y' eine zweite Kapsel, welche w' u' und χ' umgiebt, um das Gas nur zu der einen kleinen Oeffnung z^l austreten zu lassen; y" Kapsel für das Rohr X; u* Hahn zum Entlassen der Luft beim Füllen der Maschine.

Der Explosionsdom.

Der Explosionsdom A, Fig. r, ist ein cylindrisch ausgedrehter, oben geschlossener Körper, der an der einen Aufsenseite, Fig. 3, 4, S, 6, 7 eine ebene Fläche hat, in welcher sich die Oeffnung E zum Eintritt des Gas- und Luftgemenges, daneben die Oeffnung F als Entzündungstelle befindet. Auf dieser ebenen Fläche gleitet, durch die Scheibe G bewegt, der Schieber H in elliptischer Linie.

Der Hauptschieber.

Die Scheibe G hebt den Schieber H, Fig. 6, über den oberen todten Punkt, Fig. 4, indem er sich unten schlittenförmig auf einer viereckigen, sich drehenden Führung bewegt; alsdann wird er durch die Feder U rasch herabgezogen, indem ihm der Schlitz R der Scheibe G Führung bis zum tiefsten Punkte abgiebt. Bei der Aufwärtsbewegung des Schiebers communicirt sein Schlitz P mit dem Füllungsloch E des Doms, während das Zündloch F durch den Schieber verdeckt bleibt. Bei dem Herabschnellen des Schiebers wird das Loch E geschlossen, dagegen streicht der am Schieber befestigte Zünder Q über das Zündloch F und bewirkt die Entzündung.

Der Schieber H ist durch die Deckplatte J, Fig. 3, 4, 5, 6, 7, abgedeckt und diese letztere durch die Schraube K im Arme L, Fig. 7 und 12, angedrückt und durch die Stifte M¹ M¹ M³ M\ Fig. 4, in Richtung gehalten.

In der Deckplatte J befindet sich ein mit dem Loche E in dem Dom A correspondirendes viereckiges Loch JV' und ein schmäleres JV- daneben, Fig. 4, 5, 6, 7. Loch JV' dient zum Eintritt der atmosphärischen Luft; JV* verbunden mit einem Gasrohr O, Fig. 3, für den Eintritt des Gases, welches vermittelst eines Hahnes zwecks richtiger Mischung regulirt wird.

Die viereckige Form und die spitzkantige Stellung der Oeffnungen JV' und JV~ im Deckel J, sowie die eigenthümliche Form des Schlitzes P im Schieber H bedingen sich durch die Nothwendigkeit, dafs die atmosphärische Luft und das Gas gleichzeitig in den Dom eintreten und gleichzeitig wieder abgeschnitten werden.

Der Zünder.

Am Schieber H ist der geschlossene, nur an der Befestigungsstelle offene Hut T, Fig. 9, befestigt. Durch seinen Boden ist das Gasrohr O geführt. Dieses bildet den Zünder.

Der Hut T communicirt mit der freien Luft, wenn der Schieber H an seinem tiefsten Punkt steht und sich aufwärts bewegt. Ist jedoch der Schieber über seinen oberen todten Punkt hinweggehoben und beginnt er herabzuschnellen, so wird durch die Domwand die Oeffnung des Zünders zugedeckt; der Brenner Q gleitet über die Zündstelle F des Doms hinweg, um an der tiefsten Stelle des Schiebers wieder mit der freien Luft in Verbindung zu treten und durch die Flamme S, Fig. 8, wieder entzündet zu werden, da die Zündflamme Q durch die Explosion erloschen ist.

Der Brenner Q ist durch eine kleine Kapsel u' verdeckt, welche den Eintritt von Explosionsgas in das Gasrohr im Augenblick der Explosion hindert, aber durch eine kleine Feder w' nach der Explosion wieder vorgestofsen, den Austritt von Gas durch die kleinen Seitenöffnungen χ χ gestattet, Fig. ga.

Das Ganze ist durch eine zweite Kapsel je', welche für den Gasaustritt ein kleines Loch ζ' in der Mitte hat, verdeckt.

Um den Hut T, welcher sich Während der Explosion mit Verbrennungsgasen gefüllt hat, rasch zu entleeren, und damit die Zündflamme

im Hut lebendig brenne, führt das Rohr X, Fig. 9, frische Luft zu. Die Mündung des Luftrohres im Hut T ist ebenfalls durch eine bewegliche Kapsel y* zur Verhinderung des Eintritts von Explosionsgas verdeckt. Aufserdem trägt das Luftrohr X einen Hahn Z, welcher sich in dem Moment, wo die Zünderöffnung durch die Domwand abgeschlossen wird, schliefst, indem sein Griff an die Fläche a, Fig. 3 anstöfst.

In dem Augenblick aber, wo der Zünder an der Domöffnung F angekommen ist, gleitet der Griff des Hahnes Z, durch eine Feder bewegt, von der Fläche α ab. Dem Zünder wird demnach in dem Moment des Zündens frische Luft zugeführt. Die zeitweilige Schliefsung des Hahnes Z, somit die Verhinderung der Zuströmung von Luft in den Hut T, bedingt sich durch folgendes:

Im Moment der vollständigen Absperrung des Zünders durch die Domwand würde ungestörte Einströmung von Luft die Flamme tödten, indem die Luft in das Gasrohr eindränge, bevor der Zünder an der Zündstelle F angekommen wäre.

Der Regulator.

Der Dom A trägt ein Vorgelege, Fig. 3. Die Welle b, an der die Scheibe G und der Mitnehmer/, Fig. 12, befestigt sind, bewegt sich iri einer Büchse, welche die Riemscheibe c und die verzahnte Scheibe e fest verbindet. Die Scheibe c ist durch einen Riemen mit dem Schwungrad d, Fig. 1, verbunden. Der Mitnehmer /, Fig. 3, 11, 12, 13, führt den Zahn g, welcher durch eine Feder in eine Zahnlücke der Scheibe e gedrückt wird, wodurch die Verbindung der Welle b mit der Riemscheibe c hergestellt ist.

Ein Regulator h, Fig. 1, senkt bei zu raschem Gange den Hebel z, Fig. 1, 11, 12, 13, so dafs der Zahn g an diesen anstöfst und aus der Zahnlücke der Scheibe e herausgezogen wird, wodurch die Bewegung der Welle b aufhört.

Es tritt somit ein zeitweiliger Stillstand des Schiebers H auf seinem tiefsten Standpunkt und damit eine Unterbrechung der tiefsten Explosionen ein.

Entfernung der Verbrennungsgase.
Der Dom A hat an seinem oberen Ende ein Schiebergehäuse k, Fig. 1, 14, 15, 16, welches zur Entweichung der Verbrennungsgase dient. Die Oeffnung / wird durch die Bewegung des Entleenmgsschiebers m geöffnet und verschlossen. Von aufsen ist die Oeffnung / durch eine Klappe η verdeckt. Der Schieber m wird durch die Stange 0, Fig. 1, 10, vermittelst des Hebels/ nach unten offen gestellt, indem die Stange ο durch die vermittelst Luftdruck aufgeschleuderte Klappe $ im Klappengehäuse B, Fig. 2, welche an einem nach aufsen führenden und durch Stopfbüchse verdichteten Stift den Hebel r, Fig. i, 10, trägt, gehoben wird.

Die auf dem Entleerungskanal aufsen aufliegende Klappe η verhindert die Einströmung von Luft und wird erst durch die Verbrennungsgase, welche durch die unter dem atmosphärischen Druck zurückströmende Flüssigkeit comprimirt worden sind, geöffnet, um sich sofort nach Entweichung derselben wieder zu schliefsen. Nachdem die Wirkung des Luftdruckes auf die Klappe q aufgehört, schliefst die Feder s, Fig. 1, 13, die Oeffnung / des Entleerungsgehäuses, indem sie den Schieber m nach oben bewegt und gleichzeitig die Klappe q wieder zudeckt. Diese schliefsende Bewegung des Schiebers m wird jedoch nicht allein durch die Feder ί bewirkt, es tritt hierzu noch eine andere, jetzt zu betrachtende Luft.

Nachdem die Explosion die im Rohr t, Fig. i, 3, befindliche Flüssigkeit verdrängt hat, ist im Rohr / und in dem Dom A ein Vacuum entstanden. In dem Bestreben der Flüssigkeit, durch die eigene Schwere und den Luftdruck veranlafst, diesen leeren Raum wieder zu füllen, drängt sie in das Rohr t zurück. Durch die der rückströmenden Flüssigkeit innewohnende lebendige Kraft stöfst sie, die Verbrennungsgase duch Kanal / verdrängend, gegen den durch Klappe q herabgeschobenen Schieber m auf folgende Weise: Der Schieber m trägt eine Platte a', Fig. 14, 15, 16, 18, welche zur gröfseren Hälfte an die Peripherie der Domhöhle anschliefst, an der einen Seite aber Raum zur Entweichung der Verbrennungsgase, Fig. 14, 18, giebt und an welcher sich der Stift b' befindet. An diesem Stift bewegt sich eine Hülse c^l, zwei nach unten sich zusammenlegende (wenn aufgeschlagen, die Höhlung bezw. die innere Peripherie des Doms schliefsende) Scharnierklappen tragend. Findet die Explosion statt, so ist der Schieber m geschlossen und die Hülse cⁱ hängt am tiefsten Ende der Stange b'; die Scharnierklappen neigen sich nach unten, dem Explosionsgase Entweichung gestattend. Sobald die rückströmende Flüssigkeit gegen die Scharnierklappen der Hülse c^l stöfst, fliegen diese auf, treiben die Verbrennungsgase vor sich weg und schliefsen durch Anstofs den Schieber m.

Fig. 15 zeigt den Moment, da die Flüssigkeit herankommt; in Fig. 14 ist die Hülse c^l in Bewegung nach oben, die Verbrennungsgase in der Richtung des Pfeiles verdrängend. Fig. 16 zeigt den Schieber m bereits angestofsen und gehoben. Fig. 17 zeigt einen Durchschnitt nach Linie α b, Fig. 14, durch das Schiebergehäuse.

Bei der Stellung, Fig. 16, ist der Dom von Verbrennungsgasen gesäubert und mit Flüssigkeit angefüllt. Da die Flüssigkeit aber über die communicirende Linie durch' ihre lebendige Kraft hinwegeilt, so ist es klar, dafs durch erneuten Einlafs von Mischgas die Flüssigkeit aus dem Dom bis zur communicirenden Linie d^l fällt, Fig. i, während die Hülse c^l mit ihren Klappen bereits gesunken war.

e' ist ein Gefäfs, welches die bei Entweichung der Verbrennungsgase mitgerissenen Flüssigkeits-

theile aufnimmt und sie durch das Rohr/¹, Fig. i, in das Reservoir D zurückfliefsen läfst.

Die Klappenkammer.

Die Klappenkammer B, Fig. 2, 10, gestattet der Flüssigkeit einen Aus- und Eingang, ersteren durch Oeffhen der Klappe y, letztere durch Oeffnen der Klappe q.

Die untere Hälfte der Kammer ist durch eine Scheidewand in zwei Abtheilungen getrennt, von denen die eine mit dem Kanal x, die andere mit dem Kanal ζ in Verbindung steht. In der natürlichen der Klappe y, nämlich der senkrecht herabhängenden, kann die Flüssigkeit sich bei eindringendem Mischgas aus dem Dom entfernen.

Bei der Explosion schliefst die Klappe q dicht. Die Klappe y fliegt bis an die Scheidewand der unteren Kammer auf und gestattet der Flüssigkeit den Eintritt in den Kanal x. Bei dem durch die eigene Schwere und den atmosphärischen Druck bewirkten Rückstofs der Flüssigkeit schliefst die Klappe y die Oeffhung ti nach dem Rohr t, es nimmt daher die Flüssigkeit ihren Weg durch den Kanal z, indem sie die Klappe q aufstöfst.

Die Klappe q bewirkt alsdann die Oeffnung des Entleerungskanals /, wie schon beschrieben.

Das Schaufelrad mit Gehäuse.

Das Schaufelradgehäuse C, Fig. 1, 2, 3, umschliefst das Schaufelrad g^l, welches möglichst dicht auf die Seiten pafst, während die Schaufeln an ihrer Peripherie nur an den Stellen/¹/¹ dicht schliefsen. Im Gehäuse sind die Abweisstellen bezw. Leitschaufeln m' befestigt. Die Kanäle χ und ζ correspondiren einerseits mit der Klappenkammer B, andererseits mit dem Reservoir.

Die durch die Explosion in den Kanal χ getriebene Flüssigkeit wird durch die Leitschaufeln m' gegen die Schaufeln des Rades geleitet, sie dreht infolge das Rad und entweicht in das Reservoir.

Vacuum.

Nachdem nun die Flüssigkeit durch die Explosion des Mischgases in das Reservoir D gedrängt ist und sich in dem Dom und im Rohr t ein Vacuum gebildet hat, nimmt die Flüssigkeit sofort unter dem Druck ihrer eigenen Schwere und dem der Atmosphäre ihren Rückweg durch den Kanal z, weil die Klappe y einerseits und die Schaufeln bei /¹Z¹ anderseits geschlossen sind.

Im Kanal ζ leiten die Abweiser m' die Flüssigkeit wieder gegen die Schaufeln des Rades, wodurch dasselbe gedreht wird; sie geht dann durch die Klappe q in das Rohr t und in den Dom A.

An der Axe des Schaufelrades gⁱ, Fig. 13, welche durch Stopfbüchsen verdichtet ist, befindet sich das Schwungrad d, Fig. 1, 3, und die Riemscheibe, welche zur Uebertragung der Kraft auf das Vorgelege des Doms, auf dasjenige des

/ff

Regulators und auf sonstige Betriebsmittel dient. Gleichzeitig treibt die Axe des Schaufelrades eine kleine Luftpumpe η', Fig. 3, 19, welche zur Speisung der Zündflamme im Hut T dient.

Das Reservoir.

Das Reservoir D, Fig. 1, dient zur Aufnahme der durch die Explosion ausgeschleuderten Flüssigkeit; es steht mit der äufseren Luft durch das Rohr o¹ in Verbindung. Unter diesem Rohr ο' ist ein Blech p' angebracht, welches das Ausspritzen der Flüssigkeit hindert, aber der Luft freien Ein- und Ausgang gestattet. An der Stelle q' schützt das Blech /' die Einmündung des Rohres/¹, welches die mitgerissene Flüssigkeit bei Gelegenheit der Entleerung der Verbrennungsgase dem Reservoir wieder zuführt.

Das Reservoir hat noch einen Hahn r\ der dazu dient, die überschüssige Flüssigkeit bis zur Linie d^l abzulassen, nachdem der Dom A gefüllt ist. Der Hahn ir des Doms A dient dazu, bei Füllung der Maschine mit Flüssigkeit die Luft aus dem Dom entweichen zu lassen; ist dieses geschehen, so wird er geschlossen.

Luftzuführung zum Zünder.
Fig. 19 zeigt einen Luftbehälter Y, in den von oben ein Rohr sⁱ bis beinahe .zum Boden eingelassen ist. Das Rohr wird mit Wasser gefüllt, welches die im Behälter Y befindliche Luft prefst. Durch das Rohr /' wird die Luft in den Hut T, Fig. 9, zur Speisung des Zünders geführt. Die Pumpe ηⁱ schafft Luft in das Gefäfs Y. Ueberschüssige Luft kann durch das Rohr s^l entweichen.

Claims (9)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Die Wirkung der Explosion auf eine Flüssigkeitsoberfläche (Wasser, OeI, Quecksilber etc. oder Luft) zum Zweck, dieselbe als Uebertragungsmittel der Triebkraft zu benutzen.
2. 2. Der Zünder, wie er oben genau beschrieben ist.
3. 3. Die ganze Construction des Hauptschiebers H.
4. 4. Die eigentümliche Form der Oeffnungen in dem Deckel J zum Einlassen von Luft und Gas in den Dom A in Verbindung mit dem Schlitz P im Schieber H.
5. 5. Die Uebertragung der Explosionskraft und des Druckes der Atmosphäre vermittelst irgend einer Flüssigkeit auf ein Schaufelrad irgend welcher Construction in der vorbeschriebenen Combination.
6. 6. Die Scheibe, welche den Hauptschieber langsam hebt und ihn zwecks des Zündens rasch fallen läfst.
7. 7. Der Entleerungsschieber, der durch die Wirkung des Luftdruckes geöffnet und durch die lebendige Kraft der rückströmenden Flüssigkeit geschlossen wird.
8. 8. Die Einrichtung der Klappenkammer in Verbindung mit der Stange ο bezw. der Klappe q, die den Entleerungsschieber m geöffnet.
9. 9. Die Verbindung des Schaufelrades mit Klappenkammer und Reservoir.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.