DE30089C - Dampfmaschine mit Dampfüberhitzer - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Dampfmaschine mit Dampfüberhitzer.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dampfmaschinensystem, bei welchem der Dampf vor seinem Eintritt in die Maschine auf einen hohen Grad erhitzt wird.

In den Patentschriften No. 9284 und 17138 ist eine Heifsluftmaschine beschrieben, in welcher die Luft erhitzt wird, indem sie durch einen aus Chamotte oder sonstigem feuerfesten Material hergestellten Heizapparat geführt wird, welcher vorher mittelst eines Feuers unter gewöhnlichem Luftdruck erhitzt und dann in Verbindung mit der Maschine gesetzt wird.

Bei der vorliegenden Dampfmaschine wird eine ähnliche Construction von Heizapparaten benutzt, um den vom Kessel kommenden Dampf bis zu einem hohen Grade zu überhitzen und alsdann in die Maschine eintreten zu lassen.

Die Construction des Heizapparates ist dahin abgeändert, dafs aufeerhalb der Chamottefüllung ein ringförmiger Raum gebildet wird, durch welchen die theilweise abgekühlten Heizgase bei ihrem Abzüge geführt werden, so dafs die äufsere Hülle des Apparates nicht der höchsten Temperatur dieser Gase ausgesetzt ist. Diese Modification kann auch gebraucht werden, wenn Luft statt Dampf angewendet wird.

Fig. ι der Zeichnung zeigt einen Verticalschnitt und Fig. 2 eine obere Ansicht des Motors.

Die Maschine besteht aus folgenden Haupttheilen: einem Dampfkessel G, zwei gleichen Heizapparaten A^v A², zwei einfach wirkenden Dampfcylindern B¹ B², wovon der zweite einen gröfseren Durchmesser besitzt als der erste, in welchem der überhitzte Dampf wirkt, und endlich einem gewöhnlich wirkenden Dampfcylinder C." Die Kolben von B^ und B² haben eine gemeinsame Kolbenstange und wirken auf dieselbe Kurbel. Der Kolben von C wirkt auf eine um 90° gegen die erstere versetzte Kurbel.

Der Dampfkessel G kann von jeder bekannten Construction sein, um Plochdruckdampf zu erzeugen, und ist mit den nöthigen Ventilen und sonstigem Zubehör versehen. Von dessen Dampfraum führt ein Rohr g mit Abschlufsventil nach drei Zweigröhren g¹g²g^s, welche je mit einem Abschlufsventil versehen sind, g' führt nach dem Heizapparat^¹, g² nach A² und g³ nach einer Röhre, welche mit B¹ in Verbindung steht. Die Heizapparate sind von folgender Construction:

Ein aufrecht stehendes cylindrisches Gehäuse ist unten mit einem Feuerherd α und mit dicht verschlossener Thür a¹ versehen. Ueber dem Feuerherd sind eine Anzahl kreisförmiger Chamotteplatten a^$ über einander aufgebaut, welche mit vielen Durchlochungen versehen sind und auch zwischen einander Räume zum Durchströmen der Gase oder des Dampfes haben. Anstatt der durchlöcherten Platten kann man auch gewöhnliche Chamotteziegel anwenden, zwischen welchen Fugen gelassen werden.. Ueber diesen Platten ist ein Gewölbe a³ von Chamotte angebracht, welches auf einem ringförmigen Rahmen ruht. Von letzerem hängt eine cylindrische Theilvrand a* herunter, beinahe bis zum Boden des Gehäuses reichend, welche den ring-

förmigen Raum, der die Füllung umgiebt, in zwei ringförmige Kanäle theilt. Vom oberen Theil des Gehäuses führt ein Kanal nach einem Schornstein, der mit einem Ventil «⁵ versehen ist, um denselben dicht verschliefsen zu können. Zwei Röhren g^s und a⁷, beide mit Abschlufsventilen, stehen mit dem Innern des Heizapparates in Verbindung, die eine oben, die andere unten.

Die beiden Apparate A¹ IJ werden auf folgende Weise abwechselnd gebraucht. Angenommen, die Ventile von g^l und a^r des Apparates A¹ seien geschlossen, und Thür a¹ und Schornsteinventil α⁵ offen, und es befinde sich auf dem Rost α Feuer, so streichen die Flammen und Feuergase durch die Löcher oder Zwischenräume der Chamottefüllung a² nach aufwärts, um alsdann an der inneren Seite der Theilwand a^l wieder herunter und endlich an der äufseren Seite derselben in die Höhe zu ziehen, und von da durch den Schornstein zu entweichen. Nachdem die Chamottefüllung auf diese Weise bis zu einem hohen Grade erhitzt worden ist, werden die Thür a' und Ventil «⁵ dicht verschlossen und die Ventile von £■' und a¹ geöffnet. Es strömt alsdann Dampf vom Kessel G durch g^l in den oberen Theil des Heizapparates, und nachdem er erst in dem äufseren ringförmigen Kanal herunter und in dem inneren Kanal hinaufgezogen ist, wird er dann durch das Gewölbe a³ wieder nach abwärts durch die erhitzte Füllung geführt und somit bis zu einem hohen Grade überhitzt, in welchem Zustand der Dampf durch Röhre a¹ nach der Maschine geleitet wird. Die beiden Apparate A¹ und A² werden abwechselnd geheizt und mit dem Dampfkessel in Verbindung gesetzt.

Indem der äufsere, ringförmige Kanal stets mit verhältnifsmäfsig kühlem Dampf und Feuergasen erfüllt ist, findet nur ein geringer Wärmeverlust durch Leitung oder Strahlung statt.

Der Cylinder Β^λ ist in zwei Theile getheilt; der obere Theil, in welchen der heifse Dampf tritt, ist aus zwei Metallcylindern gebildet, die durch eine Füllung von schlechten Wärmeleitern b⁹ getrennt sind. Der untere Theil besteht aus einem Cylinder von gewöhnlicher Construction und ist mit einem Mantel P versehen, in welchen Dampf vom Kessel G geleitet wird, um somit verhältnifsmäfsig kühl gehalten zu werden. Zwischen den Flantschen b^l der beiden Theile des Cylinders werden Zwischenlagen b' von schlechten Wärmeleitern angebracht, um die Leitung der Wärme vom oberen nach dem unteren Theil so viel wie möglich zu verhindern. In dem unteren Theil arbeitet ein Kolben b^z, oben mit einem Ansatz b* versehen, der den oberen Theil des Cylinders ausfüllt, wenn der Kolben sich im höchsten Punkte befindet. Unten trägt der Kolben einen Holzcylindei" b^b (oder sonstigen schlechten Wärmeleiter), der ebenfalls den unteren Theil des Cylinders ausfüllt, wenn der Kolben oben ist. Der Dampfzu- und Abflufs nach und von dem oberen Theil des Cylinders wird durch zwei Ventile b¹ und b^s regulirt, die durch Excenter auf der Kurbelwelle F bewegt werden. Der Dampfkanal, in welchem sich Ventil b⁷ befindet, steht durch Röhre b⁶ mit den Röhren a⁷ der beiden Heizapparate A¹ A² in Verbindung. Der Kanal, in welchem sich P befindet, steht durch Röhre b¹⁰ mit dem unteren Theil des Cylinders B² in Verbindung.

Dieser Cylinder B² ist ähnlich wie B¹, aber umgekehrt angeordnet, und unten mit einem kleinen Feuerherd oder mit Gasbrennern versehen, um den unteren Theil heifs zu halten. Vom unteren Theil von B² führt ein Kanal c^l, durch ein Ventil regulirt, das von , einem Excenter auf F bewegt wird, nach einem Behälter c², in welchem sich der Cylinder C befindet, dessen Schieberkasten c^% mit dem Behälter communicirt. Der Behälter kann dadurch heifs gehalten werden, dafs man die Verbrennungsgase des Herdes oder Brenners b durch den doppelten Boden cⁱ vermittelst Röhre <r⁵ führt, indem diese Gase alsdann durch Röhre c^G entweichen. Man kann auch den Behälter c² getrennt vom Cylinder C aufstellen.

Der Kolben und die Kolbenstange des Cylinders C können von gewöhnlicher Construction sein; in der Zeichnung ist aber eine Einrichtung derselben angedeutet, durch welche der Kolben heifs gehalten werden soll. Zu diesem Zweck ist der Kolben hohl gemacht, und die Kolbenstange ist röhrenförmig und enthält eine kleinere Röhre. Die hohle Kolbenstange hat oben einen kolbenförmigen Kopf d¹, der durch eine Pleuelstange mit der Kurbel verbunden ist, und hat ferner einen hohlen Kolben d, der im Cylinder D arbeitet. Letzterer dient zugleich als Führung für den Kopf d\ Durch eine Röhre d² wird Dampf vom Kessel G nach dem unteren Theil des Cylinders D geleitet und gelangt durch seitliche Löcher in die hohle Kolbenstange und durch diese in den Kolben des Cylinders C. Das sich in diesem Kolben ansammelnde Condensationswasser wird vom Dampfdruck durch die innere Röhre der Kolbenstange in die Höhe getrieben und entweicht durch eine Oeffnung des Kolbens d in den oberen Theil des Cylinders D, von wo es durch Hahn d³ abgelassen wird.

Nachdem der Dampf in C seine Arbeit verrichtet hat, entweicht er durch Röhre c¹ entweder nach einem Condensator oder in die Luft, oder er kann auch nach einem weiteren Cylinder geführt werden, um durch weitere Expansion Arbeit zu verrichten. Die beschrie-

bene Einrichtung zum Erwärmen des Kolbens wäre besonders für den letzten Fall von Nutzen.

Die Wirkungsweise der Maschine ist wie folgt: Hochdruckdampf wird von G nach dem einen oder dem anderen der Heizapparate A¹A² geleitet, und nachdem er dort bis zu einem hohen Grade überhitzt worden ist, wirkt er erst im Cylinder B\ dann in B² und strömt alsdann in einem mehr oder weniger expandirten und abgekühlten Zustande nach dem Behälter c², von wo er in den Cylinder C geleitet wird. Man könnte, um die übergrofse Hitze des Dampfes im Cylinder B¹ zu mäfsigen, zugleich etwas Dampf direct vom Kessel G durch Röhre G^z in diesen Cylinder einführen.

Die beschriebene Einrichtung der Maschine kann auf verschiedene Weise abgeändert werden. So z. B. könnte man statt zwei eine gröfsere Anzahl Heizapparate anwenden, oder auch, wo continuirlicher Betrieb nicht verlangt wird, nur einen einzigen anordnen, indem derselbe dann während der Nacht geheizt und während des Tages zum Erhitzen des Dampfes gebraucht werden könnte.

Claims (2)

P ATENT-An Sprüche:

1. Bei Dampfmaschinen die Combination eines Dampfkessels mit einem mit Chamottefüllung (oder sonstigem feuerfesten Material) versehenen Heizapparate A¹ bezw. A² derart, dafs zeitweise der Heizapparat durch gewöhnliches Feuer unter atmosphärischem Druck geheizt und alsdann mit dem Dampfkessel G und mit der Dampfmaschine B¹ B² in Verbindung gesetzt wird, so dafs der Dampf auf seinem Wege vom Dampfkessel nach der Maschine durch die innige Berührung mit den hocherhitzten Flächen des Heizapparates A^x oder A² bis zu einem hohen Grade erhitzt wird und in diesem Zustande in den Cylinder tritt.

2. Eine Dampfmaschine, bestehend aus einem Hochdruckdampfkessel G, einem oder mehreren Heizapparaten A¹ A², zwei einfach wirkenden Dampfcylindern B' B² und einem gewöhnlichen Dampfcylinder C nebst entsprechenden Röhrenverbindungen und Ventilen.

Hierzu ϊ Blatt Zeichnungen.