DE27349C - Geschlossene Heifsluftmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES 5

PATENTAMT.

Die Erwärmung der Luft erfolgt hier indirect durch eine Flüssigkeit. Die arbeitende Luft, welche fortwährend den Kreislauf durch die Maschine und den Heizapparat macht, ist mit einer Flüssigkeit in fein vertheiltem Zustande gesättigt.

Diese Flüssigkeit besitzt aber einen so hohen Siedepunkt, dafs dieselbe bei der herrschenden Temperatur und Spannung nicht zum Sieden kommt/ In beiliegender Zeichnung, welche eine einfach wirkende Heifsluftmaschine darstellt, ist Fig. ι der Grundrifs, Fig. 2 der Längsschnitt, Fig. 3 die Seitenansicht, Fig. 4 die Oberansicht.

A in Fig. 1 ist der Kalt- und auch zugleich Wärmcylinder. Die beiden auf einer Kolbenstange sitzenden Kolben desselben bilden die Grenze zwischen Kalt- und Wärmcylinder, denn die Kolben sind so weit von einander entfernt, dafs die heifse Luft nicht den Kaltcylinder und die kalte Luft nicht den Wärmcylinder berühren kann. Die vordere Cylinderseite an den Stopfbüchsen bildet den Kaltcylinder bezw. die Compressionspumpe, während die hintere Cylinderseite den Wärmcylinder bezw. den Arbeitscylinder bildet. Jede dieser Cylinderseiten wird durch Schieber gesteuert. Die Steuerung des Arbeitscylinders erfolgt genau wie bei einer einfach wirkenden Dampfmaschine, welche mit o,₇₅ Füllung arbeitet, indem das Excenter der Kurbel um 120⁰ vorauseilt.

Da der Inhalt beider Cylinder (wie es aber nicht bei Heifsluftmaschinen dieser Art sein soll) durch den Kolbenhub gleich grofs ist, so ist die Steuerung des Compressionscylinders so angeordnet, dafs, wenn die Saugperiode vollendet ist, also der Kolben wieder auf dem todten Punkt steht, derselbe nun auf seinem Zurückgange, wo er die Luft eigentlich comprimiren soll, dieselbe erst auf '/₄ oder ¹J₃ seines Weges wieder in den Saugraum zurückdrückt und nach diesem erst die Compression bezw. der Austritt in den Druckraum erfolgt. Aufserdem ist die Steuerung so eingerichtet (das Excenter eilt der Kurbel um 40 ° voraus), dafs der Schieber durch Ueberdeckung den Kanal zum Cylinder während der Compressionsperiode schliefst, wie dies in Fig. b gezeigt ist, wo der Kolben eben die Luft auf Y₄ seines Weges in den Saugraum b zurückgedrückt hat und nun die Compressionsperiode beginnt, welche so lange dauert, bis der Schieber den Kanal zum Austritt der Luft in den Schieberkasten bezw. in den Druckraum öffnet, und nachdem der Kolben die Luft herausgeprefst hat und derselbe nun in Begriff ist, den todten Punkt zu verlassen, hat der Schieber auf seinem Rückwärtswege den Kanal eben wieder geschlossen, und es kann sich nun die in dem schädlichen Räume befindliche Luft so lange ausdehnen, bis die Schieberüberdeckung den Kanal zur Verbindung mit dem Saugraum wieder öffnet. Die Ausdehnung der Luft im schädlichen Räume ist also abhängig von der Zeit der Schliefsung bezw. von der Breite der Schieberüberdeckung. Sobald nun .nicht das Maximum in der Spannung der Luft erreicht ist, wird die Ausdehnung derselben jedesmal unter die Spannung der äufseren Atmosphäre

sinken und durch ein am Cylinderdeckel angebrachtes , nach innen sich öffnendes Ventil von aufsen Luft einsaugen, und zwar so lange, bis die Spannung der Luft in der Maschine ihr Maximum erreicht hat und die Luft nach der Ausdehnung jedesmal den Druck der äufseren Atmosphäre erreicht.

Durch das Rohr d gelangt die comprimirte Luft aus dem Schieberkasten in den Gegenstromvorwärmer B. Derselbe besteht aus zwei in einander gewundenen, in Gufseisen eingegossenen schmiedeisernen Rohrspiralen. Durch die eine geht die warme verbrauchte Luft aus dem Arbeitscylinder, während durch die andere Spirale die kalte comprimirte Luft geht, und zwar in entgegengesetzter Richtung von jener. Die kalte, im Gegenstromvorwärmer erwärmte Luft tritt durch das Rohr e in den Heizapparat D. Derselbe ist ähnlich gebildet wie der Gegenstromvorwärmer und hat eine Feuerung, ähnlich der bei cylindrischen Füllöfen. Die Heizgase geben durch die verticalen Röhren ν ihre Wärme zunächst an das Gufseisen ab, und in denselben liegen zwei in einander gewundene, eingegossene sch miedeiserne Rohrspiralen. In der einen Spirale ist eine Flüssigkeit, welche mit dem Kühlkasten r in Verbindung steht. Wenn nämlich durch übermäfsiges Feuern dem Heizapparat zu viel Wärme zugeführt wird, steigen die Dämpfe dieser Flüssigkeit durch das Rohr η in den Kasten m, aus diesem gelangen die Dämpfe in die kleine Spirale w, welche in dem Wasserkasten r liegt. Nachdem sich die Dämpfe wieder im Wasserkasten verdichtet haben, fliefsen dieselben wieder durch das Rohr /, welches unter dem Flüssigkeitsspiegel des Kastens m mündet, in denselben zurück. Es kann somit bei übermäfsigem Feuern eine fortwährende AVarmeentziehung stattfinden. Der durch die Krümmung des Rohres w gebildete Wassersack hat den Zweck, einen Abschlufs zu bilden, damit sich die bei normaler Feuerung gebildeten Dämpfe oder Dünste nicht ohne Weiteres in der Spirale abkühlen können. Eventuell wird auch statt dieser Wasserkühlung nur die Luftkühlung benutzt, und zwar durch Vergröfserung der Abkühlungsflächen der Spirale. Durch die andere Spirale im Heizapparate geht die durch Rohr e zugeführte Luft, welche stark mit einer Flüssigkeit in fein vertheiltem Zustande gesättigt ist und fortwährend den Kreislauf durch die Maschine und den Heizapparat mitmacht.

Durch das Rohr g tritt diese Luft aus dem Heizapparat in den Schieberkasten des Arbeitscylinders, und nachdem sich dieselbe im Cylinder, Arbeit verrichtend, ausgedehnt, gelangt dieselbe durch das Rohr g² in den Vorwärmer JB, aus demselben durch das Rohr g ³ in den Kühlkasten·.//, welcher zugleich als Fundament der ganzen Maschine dient. Hier durchläuft die Luft die in demselben gelagerte Spirale, und wird nun im kalten Zustande durch den Kanal b wieder in den Kaltcylinder eingesaugt, um wieder einen neuen Kreislauf zu beginnen. Dadurch, dafs die Schieberkasten durch die Rohrverbindung mit einander communiciren, herrscht auf beiden Seiten des Schieberkastens nahezu gleicher Druck, und es ist zur Trennung beider Schieberkästen nur eine aus schlechten Wärmeleitern bestehende Wand nöthig. Die Ingang- und Aufsergangsetzung der Maschine bezw. der Abschlufs der arbeitenden Luft erfolgt durch Verlängerung oder Verkürzung der Excenterstange bezw. der Schieberstange b¹ und wird hervorgebracht durch einen excentrischen Bolzen mit dahinter liegender Feder und Handgriff w. Durch Veränderung dieses Bolzenmittelpunktes kann die Schieberstange verlängert werden, was zur Folge hat, dafs der Schieber den Kanal zum Arbeitscylinder nicht mehr öffnet, also die Maschine abgestellt ist.

Fig. s stellt eine andere Anordnung des oberen Theiles des Heizapparates dar. Das Wesentlichste ist hierbei, dafs die die Luft erwärmende Spirale in einem erwärmten Flüssigkeitsbade liegt. Die Abführung der übermäfsigen Wärme erfolgt durch diese Flüssigkeit wie beim ersten Heizapparat.

^: Fig. 6 stellt eine andere Anordnung des Gegenstromvorwärmers dar. Derselbe besteht aus einer in einem Cylinder gelagerten und in einer Schnecke gewundenen Rohrspirale. Die Luft kann hierdurch in Strömen mit entgegengesetzter Richtung durch die Schnecke und die Rohrspirale geleitet werden,

Fig. 7 stellt eine doppeltwirkende Maschine mit Differentialkolben dar. Die Steuerung des Warm- bezw. des Arbeitscylinders erfolgt hier wieder durch einen Schieber; auch kann dieselbe durch eine besondere Expansionssteuerung ganz analog einer Dampfmaschine mit mehreren Schiebern oder Ventilen ersetzt werden. Die Steuerung des Kalt- bezw. Compressionscylinders erfolgt hier durch einen Grundschieber mit daraufliegenden Ventilen, welcher der Kurbel um 90⁰ nacheilt. Durch innere Ueberdeckungen des Schiebers läfst sich der Kanal zum Cylinder beim Hubwechsel ebenfalls wie bei der einfachwirkenden Maschine zeitweilig schliefsen, um den Luftverlust zu ersetzen. Statt der Ventile kann die Steuerung auch durch mehrere Schieber erfolgen.

Der Lüftverlust durch Undichtheiten läfst sich auch durch die in Fig. 8 dargestellte, von der Maschine continuirlich betriebene Pumpe ersetzen. Die Pumpe steht durch das Saugventil mit der Atmosphäre in Verbindung. Der schädliche Raum ist so grofs gewählt, dafs die bis auf ein Gewisses comprimirte Luft darin Platz hat. Nur wenn die Spannung in der Maschine in-

folge von Verlusten gesunken ist, öffnet sich das Druckventil und ersetzt den Verlust an Luft.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine geschlossene Heifsluftmaschine, bei welcher die aus dem Arbeitscylinder A entweichende Luft durch den Vorwärmer B in den Kühlkasten H gelangt, um von hier aus angesaugt, verdichtet und durch den Vorwärmer B in die mit einem Wärmeregulator versehene Heizkammer D geführt zu werden, wo sie ihre Wärme indirect von einer Flüssigkeit erhält, welche dem Feuer ausgesetzt ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.