DE247442C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 247442 — KLASSE 14«. GRUPPE- M 247442 - CLASS 14 «. GROUP

JOHANN STUMPF in CHARLOTTENBURG.JOHANN STUMPF in CHARLOTTENBURG.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Mai 1908 ab.Patented in the German Empire on May 19, 1908.

Soll eine Dampfmaschine bei einem höheren Gegendruck arbeiten können, als dem Gegendruck bei normalem Betrieb entspricht, so müssen die Auslaßorgane so eingerichtet sein, daß die Kompression entsprechend dem Zuwachs an Gegendruck verkleinert wird, um unzulässige hohe Kompressionsendspannungen zu vermeiden. Statt eine Verstellung der Auslaßorgane vorzunehmen, hat man zu diesemShould a steam engine be able to work at a higher counterpressure than the counterpressure corresponds to during normal operation, the outlet devices must be set up in such a way that that the compression is reduced in accordance with the increase in back pressure to impermissible to avoid high compression end tensions. Instead of adjusting the outlet organs to undertake, one has to do this

ίο Zweck bereits bei einer Erhöhung des Gegendruckes an den vorhandenen schädlichen Raum einen zusätzlichen schädlichen Raum angeschlossen, so daß die größere Dampfmenge, die gegenüber dem normalen Betrieb infolge der unveränderten Kompression bei deren Beginn im Dampfzylinder zurückbleibt, in einen größeren Raum hinein verdichtet wird als bei normalem Betrieb.ίο Purpose already when the counter pressure is increased an additional harmful space is connected to the existing harmful space, so that the larger amount of steam, which compared to normal operation due to the unchanged compression at the beginning remains in the steam cylinder, is compressed into a larger space than with normal Operation.

Dieser zusätzliche schädliche Raum ist bisher nur bei Dampfmaschinen verwendet worden, bei welchen der Arbeitsdampf an demselben Zylinderende ein- und austritt. Durch die Zuschaltung eines besonderen schädlichen Raumes bei Dampfmaschinen dieser Bauart wirdThis additional harmful space has so far only been used in steam engines, in which the working steam enters and exits at the same end of the cylinder. Through the Activation of a particularly harmful space in steam engines of this type

S5 jedoch der Wärmeaustausch zwischen dem Dampf und den Wandungen dieses schädlichen Raumes derartig ungünstig beeinflußt, daß durch die auftretenden Übelstände der erzielte Vorteil des zusätzlichen schädlichen Raumes hei weitem aufgewogen wird. Die beim Eintritt des Dampfes an die Wandungen des zusätzlichen schädlichen Raumes abgegebene Wärmemenge wird zum größten Teil aus der Maschine wieder abgeführt, da der an demselben Zylinderende austretende Abdampf an den zusätzlichen schädlichen Flächen vorbeizustreichen gezwungen ist und infolge seiner niedrigen Temperatur eine beträchtliche Wärmemenge aus den Wandungen des zusätzlichen schädlichen Raumes aufnimmt. Durch die immer wieder ausgekühlten zusätzlichen schädlichen Flächen wird infolgedessen die schädliche Eintrittskondensation des Frischdampfes bei einer Maschine dieser Bauart wesentlich erhöht.S5, however, the heat exchange between the Steam and the walls of this harmful space affected so unfavorably that due to the evils that arise, the advantage of the additional harmful space achieved is far outweighed. When the steam enters the walls of the additional The amount of heat given off in the harmful space is for the most part dissipated again from the machine, since the one at the same end of the cylinder Exiting steam is forced to brush past the additional harmful surfaces is and due to its low temperature a considerable amount of heat from the walls absorbs additional harmful space. Because of those who have cooled down again and again As a result, the harmful inlet condensation becomes additional harmful surfaces the live steam is significantly increased in a machine of this type.

Diese Übelstände werden nach der Erfindung durch die Verwendung einer Dampfmaschine vermieden, bei welcher der Arbeitsdampf ausschließlich durch vom Arbeitskolben gesteuerte, an dem einen Kolbenhubende vorgesehene Auslaßöffnungen entweicht, während der oder die zuschalt baren schädlichen Räume am anderen Kolbenhubende an das Zylinderinnere angeschlossen sind.These inconveniences are alleviated according to the invention through the use of a steam engine avoided in which the working steam is exclusively controlled by the working piston, outlet openings provided at one end of the piston stroke escapes during the or the Switchable harmful spaces connected to the inside of the cylinder at the other end of the piston stroke are.

Bei der Verwendung einer Maschine dieser Bauart ist der Vorteil des zusätzlichen schädliehen Raumes, die Dampfmaschine bei verschiedenen Gegendrücken betriebssicher arbeiten lassen zu können, gewahrt, ohne daß durch die Zuschaltung dieses Raumes die Eintrittskondensation des Frischdampfes erhöht wird. Der Frischdampf tritt bei einer Maschine dieser Bauart durch die lediglich zum Einlaß dienenden Einlaßorgane stets nur an dem Zylinderende in den Zylinder ein, an welchem der zusätzliche schädliche Raum liegt, und gibt einen Teil seiner Wärme an die zusätzlichenWhen using a machine of this type, the advantage of the additional damage is borrowed Room, the steam engine work reliably at different counter pressures to be able to be preserved, without the inlet condensation of the live steam is increased by the connection of this room. In a machine of this type, the live steam passes through the inlet channels Inlet organs only enter the cylinder at the end of the cylinder at which the additional harmful space lies, and gives some of its warmth to the additional

(S. Auflage, ausgegeben am i6. Juli(See edition, issued on July 16

schädlichen Flächen ab, während der kühlere Abdampf mit diesen Flächen nicht in Berührung kommt, da er stets nur durch.die vom Kolben gesteuerten Auslaßöffnungcn am anderen Kolbenhubende austritt. Die zusätzlichen schädlichen Flächen bleiben infolgedessen ständig auf einer verhältnismäßig hohen Temperatur. harmful surfaces, while the cooler exhaust steam does not come into contact with these surfaces comes, since it always only passes through the outlet openings on the other, controlled by the piston Piston stroke end exits. As a result, the additional harmful areas remain constant at a relatively high temperature.

Wenn der zuschaltbare schädliche Raum unmittelbar vor dem Zylinderdeckel liegt und durch eine auf letzteren aufgesetzte Haube umgrenzt wird, so dient er gleichzeitig bei normalem Betrieb der Maschine als Luftisolierschicht, welche die Wärmeausstrahlung des Zylinderdeckels nach Möglichkeit verhütet.If the switchable harmful space is directly in front of the cylinder cover and is delimited by a hood placed on the latter, it serves at the same time with normal Operation of the machine as an air-insulating layer, which prevents heat radiation from the cylinder cover as far as possible.

Die während der Füllung von dent Frischdampf an die Flächen des zusätzlichen schädlichen Raumes abgegebene Wärme wird bei der Expansion des in diesem Raum enthaltenen Dampfes in die Wandungen des Laufzylinders übergeführt, so daß letzterer durch die Zuschaltimg des zusätzlichen schädlichen Raumes auf einer sogar höheren Temperatur gehalten wird als bei normalem Betrieb. Infolgedessen kann die sonst erforderliche Heizung des Laufzylinders ganz oder zum Teil in Wegfall kommen. Bei einer Heizung des zusätzlichen schädlichen Raumes, beispielsweise durch seine Anordnung zwischen zwei vom Frischdampf erfüllten Heizräumen, wird auch die von dem Dampf des zusätzlichen schädlichen Raumes aufgenommene Heizwärme bei der Expansion in die Wandungen des Laufzylinders übergeführt. The live steam during the filling of dent to the surfaces of the additional harmful The heat given off in the room is absorbed by the expansion of the steam contained in this room into the walls of the barrel transferred, so that the latter by the addition of the additional harmful space is kept at an even higher temperature than during normal operation. Consequently the otherwise required heating of the barrel can be completely or partially omitted. When heating the additional harmful space, for example by its arrangement between two boiler rooms filled with live steam, there is also that of the steam from the additional harmful room Heat absorbed during expansion is transferred into the walls of the barrel.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen eines Zylinders der Dampfmaschine nach der Erfindung dargestellt.In the drawing are several embodiments of a cylinder of the steam engine shown according to the invention.

Fig. ι zeigt eine teilweise im Schnitt gezeichnete Ansicht eines doppeltwirkenden Zylinders bei Anordnung eines zusätzlichen schädlichen Raumes.Fig. Ι shows a partially drawn in section View of a double-acting cylinder with an additional damaging one Space.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Teiles des Zylinders nach Fig. 1 bei Anordnung zweier zusätzlicher schädlicher Räume, undFig. 2 is a schematic representation of a portion of the cylinder of Fig. 1 when in place two additional harmful spaces, and

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Teiles des Zylinders nach Fig. 1 bei Anordnung von drei zusätzlichen schädlichen Räumen.Fig. 3 is a schematic representation of a portion of the cylinder of Fig. 1 when in place of three additional harmful spaces.

Bei der dargestellten Dampfmaschine besteht der doppeltwirkende Dampfzylinder aus dem Laufzylinder 1 und den beiden Zylinderköpfen 2 und 3. In diesen Zylinderköpfen sind die lediglich zum Einlaß des Dampfes dienenden, beispielsweise als Drehschieber ausgebildeten Einlaßorgane 4 angeordnet, welchen der Dampf durch an die Frischdampfleitungen 5 angeschlossene Stutzen 6 zugeführt wird. Der durch Kanäle 7 an dem einen Kolbenhubende des Arbeitskolbens 8 in den Zylinder eintretende' Dampf kann nach erfolgter Expansion aus dem Laufzylinder 1 nur durch in diesem am anderen Kolbenhubende vorgesehene Auslaßöffnun gen 9 entweichen, die vom Arbeitskolben 8 gesteuert werden, indem dieser am Hubende die Öffnungen 9 beim Hingang freigibt und beim Rückgang wieder überdeckt.In the illustrated steam engine, the double-acting steam cylinder consists of the Barrel cylinder 1 and the two cylinder heads 2 and 3. In these cylinder heads are the serving only for the inlet of the steam, for example designed as a rotary valve Inlet organs 4 arranged, which the steam through to the main steam lines 5 connected Nozzle 6 is supplied. The 'entering the cylinder through channels 7 at one end of the piston stroke of the working piston 8 After expansion has taken place, steam can only exit the barrel cylinder 1 through the outlet opening provided in it at the other end of the piston stroke gene 9 escape, which are controlled by the working piston 8 by this at the end of the stroke the openings 9 releases when going and covered again when going back.

Infolge dieser Bauart der Dampfmaschine ist die Kompression konstant, und der Dampf durchströmt den Zylinder ständig nur von den Zylinderköpfen 2,3 aus nach eier Mitte zu. Die Auslaßöffnungen 9 münden zweckmäßig in einen sie umgebenden Ringwulst 10, welcher mit einem Stutzen 11 an die ■ Abdampfleitung angeschlossen ist.As a result of this design of the steam engine, the compression is constant and so is the steam flows through the cylinder only from the cylinder heads 2, 3 towards the middle. The outlet openings 9 expediently open into an annular bead 10 surrounding them, which with a nozzle 11 to the ■ exhaust steam line connected.

Die Zylinder köpfe 2, 3 sind so ausgebildet, daß der durch die Stutzen 6 eintretende Frischdampf, bevor er zu dem Einlaßorgan 4 gelangt, einen Heizraum 12 durchstreichen muß. An der Außenseite des eigentlichen den Raum 12 umschließenden Zylinderdeckels ist ein sich über dessen ganze Außenwandung erstreckenderHohlraum 13 vorgesehen, der durch einen den Heizraum 12 durchdringenden Kanal 14 und eine Öffnung 15 mit dem Zylinderinnern in Verbindung steht. Die Öffnung 15 ist durch ein von außen einstellbares, beispielsweise als Ventil ausgebildetes Absperrorgan 16 verschließbar.The cylinder heads 2, 3 are designed so that the live steam entering through the nozzle 6, before it reaches the inlet element 4, a heating space 12 must be crossed out. At the outside of the actual cylinder cover enclosing the space 12 is covered over the entire outer wall of which extending cavity 13 is provided, which is passed through a boiler room 12 penetrating channel 14 and an opening 15 with the cylinder interior in connection stands. The opening 15 is adjustable from the outside, for example as a valve trained shut-off element 16 closable.

Arbeitet die als Kondensationsmaschine gebaute Dampfmaschine bei ihrem normalen Gegendruck, d. h. bei angeschlossener Kondensation, so ist das Absperrventil 16 geschlossen, und der durch den Kanal 15 in den Zylinder eintretende Dampf entweicht am anderen Kolbenhubende zum Teil durch die Auslaßöffnungen 9 aus dem Zylinder, während der nach Wiederabschluß dieser Öffnungen durch den Arbeitskolben 8 in dem Zylinder zurückbleibende Dampf in den normalen schädlichen Raum hineinkomprimiert wird. Bei diesem normalen Betrieb der Maschine dient der Raum 13, in welchem nur Luft enthalten ist, als Luftisolierschicht für den eigentlichen Zylinderdeckel. Durch die Verhinderung oder doch starke Verringerung des Ausstrahlens der Wärme, welche der Frischdampf beim Durchströmen des Heizraumes 12 an dessen Außenwandung abgibt, wird einerseits die Kondensation des Frischdampfes in dem Raum 12 liintangehalten, andererseits an der Rahmenseite des Zylinders, insbesondere bei Verwendung von überhitztem Dampf, eine schädliche Einwirkung dieser Wärme auf die Schmierung des Kreuzkopfes und der zugehörigen Teile vermieden.Does the steam engine, built as a condensation engine, work at its normal? Back pressure, d. H. if condensation is connected, the shut-off valve 16 is closed, and the steam entering the cylinder through passage 15 escapes at the other end of the piston stroke partly through the outlet openings 9 from the cylinder, during the after reclosure of these openings through the working piston 8 remaining in the cylinder steam into the normal harmful space is compressed into it. During this normal operation of the machine, room 13, in which only contains air, as an air insulating layer for the actual cylinder cover. By preventing or at least greatly reducing the radiation of heat, which the live steam emits on its outer wall as it flows through the boiler room 12, on the one hand, the condensation of the live steam in the space 12 is maintained, on the other hand on the frame side of the cylinder, especially when using overheated Steam, a detrimental effect of this heat on the lubrication of the crosshead and the associated parts avoided.

Soll nun die Kondensationsmaschine mit einem höheren Gegendruck arbeiten, indem man sie beispielsweise durch ein Wechselventil auf Auspuff umschaltet, so wird das Zylinderinnere durch das Ventil 16 mit dem Raum 13 in Verbindung gesetzt, so daß dieser Raum als zusätzlicher schädlicher Raum wirkt. Die bei dem höheren Gegendruck in dem Zylinder nach Wiederabschluß der Auslaß Öffnungen 9 durch den Arbeitskolben 8 zurückbleibende Dampf-Should the condensation machine now work with a higher counter pressure by if you switch it to exhaust using a shuttle valve, for example, the inside of the cylinder becomes set by the valve 16 with the space 13 in communication, so that this space as additional harmful space acts. That after the higher back pressure in the cylinder Re-closure of the outlet openings 9 through the working piston 8 remaining steam

menge wird nunmehr nicht allein in den normalen schädlichen Raum, sondern auch in den zusätzlichen schädlichen Raum 13 hineingedrückt, wodurch eine unzulässig hohe Kornpressionsendspannung vermieden wird. Die von dem Frischdampf durch Heizwirkung und während der Füllung an die Flächen des.zusätzlichen schädlichen Raumes abgegebene Wärme wird bei der Expansion des in diesem enthaltenen Dampfes ständig in die Wandungen des Laui'zylinders 1 übergeführt, da infolge der konstanten Vorausströmung und Kompression sowie der einseitigen Strömungsrichtung des Dampfes eine Auskühlung des zusätzlichen schädlichen Raumes durch den entweichenden Dampf nicht eintreten kann.amount is now not only in the normal harmful space, but also in the additional harmful space 13 is pressed, creating an impermissibly high compression end tension is avoided. The from the live steam through the heating effect and during the filling to the surfaces of the additional The heat given off in the harmful space is absorbed by the expansion of the space it contains Steam constantly transferred into the walls of the Laui'zylinders 1, as a result of the constant advance flow and compression as well as the one-sided flow direction of the Steam a cooling of the additional harmful space by the escaping Steam cannot enter.

Bei den in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen des Dampfzylinders der Maschine sind mehrere an das Zylinderinnere an-In the embodiments of the steam cylinder of the machine shown in FIGS are several attached to the inside of the cylinder

ao schließbare zusätzliche schädliche Räume 13, 17,18 vorgesehen. Zwischen je zwei dieser schädlichen Räume 13, 17 bzw. 17, 18 ist ein Heizraum 19 bzw. 20 eingeschaltet, der beispielsweise durch den Frischdampf geheizt wird, indem er mit der Zudampfleitung 5 durch eine Zweigleitung 21 bzw. 22 in Verbindung steht Wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Dampfzylinders der normale schädliche Raum durch das Ventil 16 mit dem zusätzlichen schädlichen Raum 13 in Verbindung gesetzt werden kann, so kann der zusätzliche schädliche Raum 17 durch ein von außen einstellbares Ventil 23 mit dem Raum 13 und der zusätzliche schädliche Raum 18 durch ein Ventil 24 mit dem Raum 17 verbunden werden.ao lockable additional harmful spaces 13, 17.18 provided. Between each two of these harmful spaces 13, 17 or 17, 18 is a Heating room 19 or 20 switched on, which is heated, for example, by the live steam, by being in communication with the steam supply line 5 through a branch line 21 and 22, respectively As in the embodiment of the steam cylinder shown in FIG. 1, the normal one harmful space through the valve 16 with the additional harmful space 13 in connection can be set, the additional harmful space 17 by one of externally adjustable valve 23 with the space 13 and the additional harmful space 18 through a valve 24 can be connected to the space 17.

Durch Öffnung der Ventile 16, 23, 24 nacheinander kann infolgedessen der normale schädliche Raum stufenweise vergrößert werden.By opening the valves 16, 23, 24 one after the other, the normal harmful Room can be enlarged gradually.

Um die Ventile 16, 23, 24 von außen einstellen zu können, sind die Spindeln der Ventile 23 und 24 beispielsweise als Hohlachsen ausgebildet und ineinandergelagert durch eine gemeinsame Stopfbüchse 25 nach außen geführt. In order to be able to adjust the valves 16, 23, 24 from the outside, the spindles are the valves 23 and 24, for example, designed as hollow axles and interposed by a common stuffing box 25 led to the outside.

Bei tier Anordnung mehrerer zuschaltbarer schädlicher Räume mit dazwischengeschalteten Heizräumen werden die Zylinder köpfe 2 und 3 gewissermaßen zu Rippenheizkörpern, so daß der Zylinderkopf auf einer Temperatur gehalten werden kann, bei welcher der in diesen Räumen enthaltene Dampf nicht kondensiert.With tier arrangement of several switchable harmful rooms with intervening Cylinder heads 2 and 3 are used in boiler rooms to a certain extent to ribbed radiators, so that the cylinder head is kept at one temperature in which the steam contained in these rooms does not condense.

Durch die Möglichkeit, den schädlichen Raum des Dampfzylinders stufenweise vergrößern zu können, ist man ferner in der Lage, die Dampfmaschine verschiedenen Gegendrücken anpassen zu können. Eine als Kondensationsmaschine gebaute Dampfmaschine dieser Bauart, bei welcher der zusätzliche schädliche Raum 13 beim Übergang zum Auspuff betrieb zugeschaltet wird Go (Fig. 1), kann beispielsweise bei weiterer Zuschaltung des zusätzlichen schädlichen Raumes 17 an eine vorhandene Kondensationsmaschinc beliebiger Bauart so angeschlossen werden, daß ihr Zylinder als Hochdruckzylinder zum Zylinder der vorhandenen Maschine arbeitet und dadurch eine Verbundmaschine entsteht (Fig. 2). Ist bereits eine Verbundmaschine vorhanden, so kann die vorliegende Maschine bei weiterer Zuschaltung des zusätzlichen schädlichen Raumes 18 mit der vorhandenen Verbundmaschine als Dreifachexpansionsmaschine zusammen arbeiten, indem ihr Zylinder als Hochdruckzylinder vor 'die Zylinder der Verbundmaschine geschaltet wird (Fig. 3).By the possibility of the harmful space To be able to increase the steam cylinder in stages, one is also able to use the steam engine to be able to adapt to different counter pressures. A steam engine of this type built as a condensation machine, in which the additional harmful space 13 is switched on at the transition to exhaust operation Go (Fig. 1), can, for example, when the additional harmful space is switched on 17 can be connected to an existing condensation machine of any type so that their cylinder works as a high pressure cylinder to the cylinder of the existing machine and this creates a compound machine (Fig. 2). If a compound machine already exists, so the present machine can with further connection of the additional harmful space 18 work together with the existing compound machine as a triple expansion machine, in that their cylinder is connected as a high-pressure cylinder in front of the cylinder of the compound machine becomes (Fig. 3).

Die zur Absperrung der einzelnen zusätzlichen schädlichen Räume 13, 17, 18 von dem Zylinderinnern dienenden Ventile 16, 23, 24 können auch als von außen einstellbare Sicherheitsventile in der aus Fig. 1 an dem Ventil 16 ersichtlichen Weise ausgebildet sein, die bei einer Überschreitung der zulässigen Kompressionsendspannung sich selbsttätig öffnen und dadurch einen Teil des Dampfes in den sich nach außen anschließenden zusätzlichen schädlichen Raum übertreten lassen. ,The one to shut off the individual additional harmful spaces 13, 17, 18 from the inside of the cylinder Serving valves 16, 23, 24 can also be used as externally adjustable safety valves in the manner shown in Fig. 1 on the valve 16, which when exceeded the permissible final compression tension will open automatically and thereby some of the steam will be released to the outside allow subsequent additional harmful space to pass over. ,

Claims

Patent claim:

Steam engine working at different counter pressures with the working piston controlled, provided at one end of the piston stroke in the barrel cylinder, exclusively outlet openings serving for the outlet of the steam, characterized in that the steam inlet serving cylinder ends one or more switchable harmful spaces to the Z) dmderinnere. are connected, which can only be rinsed by the hot admissions vapors.

1 sheet of drawings.