DE23729C - Neuerung an Feuerluftmaschinen - Google Patents

Description

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1./ λ', t S

Die durch die Luftpumpe zugeführte Luft wird vor ihrem Eintritt in den Feuertopf in zwei Ströme zerlegt.

Der eine derselben wird nach einem durch das feuerfeste Futter des Feuertopfes und die äufsere Hülle gebildeten ringförmigen Raum geleitet, aus dem er sodann, unter die Roststäbe gehend, das Feuer durchstreicht. Hierbei kommt der Sauerstoff der Luft mit dem Brennmaterial in Berührung und verursacht die Verbrennung, wobei sich Kohlensäure bildet, die beim Durchstreichen durch die obere Brennmaterialschicht Kohlenstoff aufnimmt und sich zu Kohlenoxyd umwandelt. Auf diese Weise bildet der über dem Feuer befindliche Raum eine Kohlenoxyd und Stickstoff enthaltende Verbrennungskammer.

Der zweite Strom wird in diese Verbrennungskammer geleitet, in welcher er mit dem Kohlenoxyd und dem Stickstoff zusammenkommt, wodurch das erstere sofort verbrennt.

Auf diese \Veise wird eine intensive Hitze und ein grofser Druck erzeugt, welch letzterer hierauf zum Betriebe des Arbeitskolbens der Maschine verwendet wird. .

Fig. ι ist eine .Seitenansicht der nach dieser Erfindung ausgeführten calorischen Maschine, Fig. 2 eine zu Fig. 1 rechtwinklige Ansicht und Fig. 3 ein Grundrifs.

α ist der aus feuerfesten Ziegeln bestehende, von einem ringförmigen Raum a¹ umgebene Feuertopf, in welchen Raum ein Theil der Luft aus den Luftpumpen b b mittelst der Rohre b^l b* und dem Centralrohr c eingeführt wird. Rohr c hat zwei Zweigrohre c^x c*, von denen c¹ nach dem ringförmigen Raum a', c³ nach dem oberen Theil a"¹ des Feuerlopfcs <i führt. Die "durch jedes Zweigrohr hindurchgehende Menge wird von dein hohlen cyliinlrischcn Ventil d regulirt, das von dem Regulator c, wie aus Fig. ι ersichtlich, bewegt wird.

Die durch <·' und um den Luftraum <r' streichende Luft geht unter den Rost des Feuertopfes und geht dann in der Richtung der Pfeile durch das Brenn material.

Die durch Rohr c' streichende Luft wird nach dem oberen Theil des Fcuertopfcs geleitet (welche Richtung ebenfalls durch Pfeile angegeben ist), in welchem sie mit dem Kolilenoxyd in Berührung kommt. Das erhitzte, unter hohem Druck stehende Gas wird dann vom Feuertopf aus durch die von der gekröpften Kurbelwelle bewegten Ventile gg in die Arbcitscylinder ff eingeführt, um dann durch die auf ähnliche Weise wie g g bewegten Auslafsventile y¹/¹ zu entweichen.

Das hohle, cylindrische Ventil d ist in Bezug auf die Zweigrohre c^l c² so construirt, dafs, wenn die Geschwindigkeit der Maschine abnimmt und demzufolge . der Regulator füllt, dieses Ventil gehoben wird; auf diese Weise kann eine gröfsere Luftmenge durch <r' nach dem Luftraum a' und durch das brennende Material streichen, während gleichzeitig eine kleinere Luftmenge durch <r³ nach der Verbrennungskammer geht.

Die Regulirung der Verbrennung an Material findet also im Verhältnifs zu der von der Maschine abgegebenen Arbeit statt. Da die aus den Pumpen b b kommende atmosphärische Luft durch die Rohre b' b^l und c nach dem Feuertopf α getrieben wird, so ist sie genöthigt,

durch einen um ein jedes der Ventile g gebildeten Raum g^x zu gehen, welcher Raum in Fig. 4 im Querschnitt und in Fig. 5 im Grundrifs dargestellt ist. Hierdurch wird ein Th eil der aus der heifsen Luft entwickelten Wärme auf ihrem^ Wege nach den Cylindern ff aufgenommen und nutzbar gemacht, wenn jene heifse Luft plötzlich durch den Schlufs der genannten Ventile abgesperrt werden sollte, deren aufsergewöhnliche Erhitzung durch die eben beschriebene Anordnung vermieden wird.

Wird das den Ein- und Auslafs des wirkenden Fluidums von und nach dem Arbeitscylindcr controlirende Ventil durch die aus der Pumpe eintretende Luft kühl erhalten, so kann die Vertheilung auch durch einen Schieber vorgenommen werden.

Eine für diesen Zweck geeignete Anordnung ist in den Fig. 15 bis 26 dargestellt.

Fig. 15 ist die Ansicht des Schieberspiegels auf dem Cylinder, Fig. 16 ein halber Schnitt nach A-B der Fig. 15, Fig. 17 ein solcher nach C-D und Fig. 18 ein voller Schnitt nach E-F der Fig. 15.

Fig. 19 ist der Grundrifs des Schieberkastens, Fig. 20 die Endansicht des Schiebers, Fig. 21 die Seitenansicht der Schieberfiäche, Fig. 22 die Ansicht des Schieberkastens, Fig. 23 die Ansicht des Excenters zum Antrieb des Schiebers, Fig. 24 ein Schnitt desselben nach A-B der Fig. 23, Fig. 25 eine Seitenansicht des Excenters mit der Schieberstange, deren Antifrictionsröllchen und der Führung, und endlich Fig. 26 der Grundrifs des Führungsbockes.

B ist der auf der Fläche B' arbeitende Schieber, der durch die justirbare Feder B* und Schraube B³ angeprefst wird. Der Schieber wird von der in Fig. 25 ersichtlichen Schieberstange c bewegt, die durch die Stopfbuchse c¹ geht und von dem Excenter D Antrieb erhält. Diese Stange schiebt sich in einer Führung c^l hin und her und trägt eine Rolle JD¹, die in einer Nuth auf der Vorderfläche des Excenters geführt wird.

Der Schieber hat drei Kanäle E E^: E³, von denen E mit dem Feuertopf, E' mit dem Cylinder und E³ mit dem Auslafsrohr in Verbindung steht. An dem einen Ende der Schieberfläche ist ein Kanal F angebracht, durch welchen die bei F¹ von der Pumpe eintretende und bei F* austretende kalte Luft nach dem Feuertopf streicht. An dem anderen Ende ist ein zweiter Kanal F³ angebracht, in welchen die kalte Luft ebenfalls eintreten kann.

Die Gröfsc der Schieberfiäche ist so bemessen, dafs ein Thcil des Schiebers an jedem Ende des gröfsten Schieberweges über den Spiegel übersteht und für die Einwirkung der kalten Luft auf allen Seiten frei ist. Auf diese Weise bildet der Schieberkasten einen Theil des Luftdurchganges zwischen der Pumpe und dom Behälter.

Fig. 6 ist eine Seiten-, Fig. 7 eine Endansicht and Fig. 8 der Grundrifs der Steuerung, durch welche die Zustimmung der heifsen Luft aus dem Feuertopf nach den Arbcitscylindern ff durch den Regulator automatisch regulirt und • abgesperrt wird. Für jeden Cylinder ist eine besondere Anordnung vorhanden, welche beide unter sich gleiche Mechanismen durch den einen Regulator rcgulirt werden.

h ist eine an dem einen Ende mit dem Gelenk //', an dem anderen Ende mit: dem auf. die Ventilspindel /' wirkenden Hebel /i'^} drehbar verbundene Stange. In Stange Ii gleitet ein bewegliches Stück j, das durch Hebel und Gelenke mit dem Regulator verbunden ist und gegen den an Stange // sitzenden Träger //' anliegt. Das Gleitstück/ ist mit dem Gelenk_/' durch eine Schraube /' zur Veränderung der Länge von / verbunden. Hierdurch kann das Maximum der Absperrung rcgulirt werden.

Dreht sich nun die Kurbelwelle in Richtung des bei Fig. 6 angegebenen Pfeiles, so nimmt, sie das Excenter oder den Hcbcdaiimcn k mit, der bei seinem Anstofs gegen das Gleitstück j die Stange h bewegt, die durch den Winkclhebel ä³ auf die Ventilspindel / einwirkt. Nimmt die Maschinengeschwindigkeit zu, so hebt der Regulator das Gleitstück /, worauf das Excenter k dieses früher verläfst, dadurch die Ventilspindel / niederdrückt und das Einlafsyentil und den heifsen Luftstrom nach dem Cylinder vor dem Hubende absperrt.

Hebel /, der lose auf die Welle in aufgesteckt, dient zum Abstellen der Maschine; wird dieser gehoben, sp werden die beiden Stücke/ mittelst der Stange u vom Excenter k abgehoben. Spindel η ruht auf dem Hebel / auf, wird in zwei lose auf der AVelle in gelagerten Armen «' w² gehalten und greift an beiden Enden derart unter die Arme m^] m², dafs sie bei ihrem Gehobenwerden auch diese Arme und mit ihnen das Gleitstück / hebt.

Hebel m³ ist auf Achse m aufgekeilt und dreht letztere bei Auf- und Abwärtsbewegung der Regulatorarme. Die Hebel m* sind ebenfalls auf derselben Welle aufgekeilt und übertragen ihre Bewegung auf die Hebel ///'///', die 'durch die Gelenke/¹/¹ mit den Gleitstücken // verbunden sind.

Der Zweck dieser Anordnung ist der, dafs,' wenn die Gleitstücke durch den Handhebel gehoben werden sollen, dies ohne Aenderung der Lage der Schwungkugeln geschehen kann, da die Hebel w¹;«² von den Hebeln m* frei wegbewegt werden können.

Um die Maschine anzulassen, mufs das Einlafsventil des einen Cylinders geöffnet werden, zu welchem Zweck der Hebel 0 angebracht ist. Er sitzt lose auf der Welle ρ und kann auf

Claims (2)

derselben' entlang gleiten, wodurch er entweder auf die Vcntilstange / oder /' durch Gelenk /;', Gleitstange /;, Hebel /;s und die Vorsprünge oxo% wirken kann. Der Umsteuerungsinechanismus ist der Deutlichkeit halber separat in Fig. 9 in Stirn-, in Fig. ι ο in Kndansicht und in Fig. 11 im Grundrifs dargestellt, in welchen Figuren der Regulator und die Vorrichtung zur automatischen Absperrung weggelassen sind. Die Hebedaumen k k sitzen auf Gleitstücken r1 auf der Kurbelwelle, von denen ein jedes der letzteren mit der Welle durch Nuth und Feder verbunden und mit einer Nuth versehen ist, in welche die beiden Enden eines gabelförmigen Hebels r2 hineinragen. Die Hebel r3 sind mit dem Handhebel q verbunden; wird dieser aus seiner Mittelstellung gebracht, so gleiten die Stücke r1 in der gleichen Richtung auf der Welle hin, so dafs die Hebedaumen k k mit den auf den Stangen oder Hebeln h sitzenden Theilen j in Eingriff kommen, wodurch die Ventilspindeln ti so bewegt werden, dafs die Maschine in der einen Richtung rotirt. Wird der Hebel q in der anderen Richtung bewegt, so werden die Gleitstücke so bewegt, .dafs der andere Hebedaumensatz kl α1 mit dem Stück j in Verbindung gebracht wird. Um die Gabelhebel r' durch einen Handgriff q bewegen und gleichzeitig ausschwingen zu können, wenn die Daumen kl beide nicht gleichzeitig mit den Stücken j in Berührung sind, sind die Hebel r3 mit der Welle t durch lose auf dieser sitzende Gleitmuffen verbunden, gegen die die Federn s s andrücken und die mit dem Gabelhebel r3 drehbar verbunden sind. Zur Vermeidung oder Verminderung des vom Schlufs der Ventile 'g herrührenden Geräusches ist ein mit dem Ventilgehäuse verbundener Cylinder ^3, der in Fig. 12 im Schnitt, in Fig. 13 im Grundrifs dargestellt ist, mit einem Plunger^·3 versehen, der mit dem auf die Ventilspindel i wirkenden Schwinghebel /ι3 verbunden ist. In dem Plunger g3 ist ein sich nach innen öffnendes Ventil g* angebracht, durch welches beim Heben des Plungers und dem damit verbundenen Oeffnen des Ventils g (s. Fig. 4) Luft unter dem Plunger einströmt. Wird der Hebel /ι3 zum. Schliefsen des Ventils g niedergedrückt, so drückt er auch den Plunger g* nieder, worauf dann die Luft unter demselben comprimirt wird, um dann durch die Oeffnung gs zu entweichen. Die Luft wirkt hier wie ein Kissen und bietet gerade vor dem wirklichen Schlufs des Ventils g den nöthigen Widerstand, wodurch ein starkes Aufschlagen desselben gegen seinen Sitz vermieden wird. Die Gröfse des von der Luft dem Plunger gebotenen Widerstandes kann durch Vergröfserung oder Verringerung der Auslafsöftnung g* verändert werden. <i*, Fig. i, ist eine an dem oberen Thcil des Feuertopfes α sitzende Brennmaterialkammer, durch welche das Brennmaterial mittelst des in Fig. 14 im Schnitt dargestellten Ventils <rn nach dem Behälter α geleitet wird. Zur Sicherung des dichten Abschlusses des Ventils gegen seinen Sitz behufs Vermeidung des Entweichens. heifser Luft aus dem Feuertopf nach der Brennmaterialkammer, was dadurch eintreten kann, dafs die Kette a* nicht immer vollkommen central steht und so das Ventil umkippt, hat das genannte Ventil eine combinirtc konische und thcils kugelige Form, so dafs, während der obere Theil die leichte Vertheilung des Brennmaterials auf das Feuer begünstigt und das Haftenbleiben von Lösche oder Brennmaterialthcilchen beim Schlufs des Ventils vermeidet, der untere oder kugelige Theil das Entweichen heifser Luft, wie schon oben angedeutet, vermeidet. Beim Stoppen der Maschine kann die lebendige Kraft derselben benutzt werden, Luft mittelst der Pumpe in den Feuertopf oder in ein Separates Reservoir zu treiben. Auch kann eine besondere Pumpe z, Fig. 1, von der Kurbelwelle aus betrieben werden, um Luft nach einem Reservoir w zu treiben, das durch ein Ventil χ mit dem Feuertopf Verbindung hat. Diese Pumpe kann an- oder abgestellt werden, je nachdem die Maschine ihre volle Arbeit zu leisten hat oder nicht. Der im Reservoir 10 angesammelte Druck kann nach dem Verbrennungsraum in dem Feuertopf geleitet werden, um die Maschine wieder anlassen zu können. Für Strafscnbahnmaschincn u. dcrgl. kann der von der Pumpe durch Ansammeln dieses Druckes ausgeübte Widerstand als Bremse zum Anhalten des Fahrzeuges benutzt werden. Ρλτεντ-Ansprüche: An der dargestellten Feuerluftmaschine:

1. Die Anordnung einer oder mehrerer Kammern oder Räume um und über dem Abschlufsventil derart, dafs die atmosphärische Luft den Raum auf ihrem Wege von derV Pumpe nach dem Feuertopf durchstreichen mufs, um einen Theil der vom Ventil ausstrahlenden Wärme aufzunehmen und so eine aufsergewöhnliche Erhitzung desselben zu verhindern.

2. In Ausführung dieser Einrichtung die in : Fig. 4 und 5 dargestellte Anordnung des Ventils g mit dem umgebenden Raum g^l, durch welchen die atmosphärische Luft auf ihrem AVege von der Pumpe nach dem Feuertopf strömt, oder die in Fig. 15 bis 18 dargestellte Schieberconstruction. -

Zum Zweck der Regulirung der Einströmung der Heizluft in den Arbcitscylinder die Anordnung eines durch den Regulator bceinflufsten Gleitsttickes j, welches von dem Hebedaumen k der Kurbelwelle oder aber von Hand unter Vermittclung der Hebel ο p <?³/j' gesteuert wird, Fig. 6, 7 und 8.
Die in den Fig. 9, io und n dargestellte Umsteuerungseinrichtung, charakterisirt durch die Gleitimiffc r r¹ mit den beiden Siit/.en Hebedaumen k k und /.·' /c¹, welche xlurch die gegabelten Hebel r* r³ auf Spindel / durch Handhebel </ verstellt werden können. Die Anbringung eines Brennmaterinlzul'ührungsventils, welches durch seine Combinirtc kegel- und kugelförmige Gestalt den Abschlufs des Feuortopfes nach dem Bvcnnmaterialraum sichert, Fig. 14.

Hierzu 3 nintt Zciclmungcn.