DE30564C - Geschlossene Heifsluftmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Fig. ι stellt den Schnitt einer geschlossenen Heifsluftmaschine dar. Zur Verringerung der Höhe der Maschine und doch Erzielung grofser, mit Wasser berührter Abkühlungsflächen ist der Treibcylinder i faltenförmig in die Maschine eingebaut.

Der Verdränger α ist oberhalb haubenförmig geformt und mufs die durch den Verdränger vertriebene Luft, ζ. B. beim höchsten Stand desselben, die durch diese Faltenform entstandene Kühlfläche ganz bestreichen.

Der Treibcylinder i wird bei obiger Anordnung gleichfalls auch mit Wasser gekühlt. Damit das Kühlwasser eine nicht zu hohe Temperatur erhält, sind, um die äufsere Abkühlungsfläche zu vergröfsern, durch den äufseren Wasserraum der Maschine Rohre τη η eingesetzt, durch welche äufsere Luft kreisen kann. Beim Austritt der Luft aus den Rohren m η umspült dieselbe, veranlafst durch einen angebrachten Mantel 0, noch die ganze Aufsenfläche der Maschine, nimmt die noch ausstrahlende Wärme aus derselben auf und gelangt durch unten angebrachte Oeffnungenp nach dem Feuerherd.

Auf diese Weise wird ein Theil der zur Kraftentwickelung benutzt gewesenen Wärme wieder dem Feuerherd von neuem zugeführt und dadurch gleichzeitig eine lästige Wärmeausstrahlung der Maschine vermieden.

Eine künstliche Ventilation kann durch einen durch die Maschine selbst betriebenen Ventilator bewerkstelligt werden. Es würde alsdann, wie beispielsweise in Fig. 19 dargestellt, der Ventilator durch Stutzen F Luft einblasen und durch Stutzen W die Luft wieder austreten. Die entweichende Luft hat dann annähernd sämmtliche von der Maschine verbrauchte und ausstrahlende Wärme der Ventilationsluft abgegeben.

Da aber bei Luftmaschinen infolge der starken Erhitzung des Glühcylinders ein sehr grofser Theil der vom Feuer entwickelten Wärme nutzlos mit den abgehenden Verbrennungsgasen entweicht, so sind; um diese sonst verloren gehende Wärme zu anderen Heizzwecken auszunutzen,^; ari dem Kanal der abziehenden Feuergase ein oder mehrere Wärmerecipienten B₁ eingeschaltet.

Dieselben können auf verschiedene Arten eingerichtet sein, um daraus die Wärme zu Heizzwecken wieder zu entnehmen.

Fig. 15 stellt eine solche Anordnung dar, wo der Wärmerecipient B₁ ein Wasserkessel ist, welcher hier durch die Circulationsrohre χ und y mit dem Wasserkühlraum der Maschine verbunden ist.

Fig. 21 stellt eine Anordnung dar, wo die zu heifs abgehenden Gase zur Heizung eines Kochherdes benutzt werden.

Es ist selbstverständlich, damit das Wasser nicht überheifs wird, dafs eine entsprechend vergröfserte Abkühlungsfläche angeordnet ist, was hier in Fig. 13 durch die Ventilationsrohre m xx. s. w. erreicht wird.

Damit eine beliebige Verwendung dieser Wärmerecipienten möglich ist, so können dieselben durch Klappen \, wie in Fig. 15 dargestellt, ausgeschaltet werden.

Soll für beliebig vorgesehene Heizzwecke

gleichzeitig die Ventilationsluft ein gröfseres Wärmequantum als die, welche die Maschine für ihren Betrieb benöthigt, erhalten, so kann dies gleichzeitig dadurch geschehen, dafs das vergröfserte Feuer die übrige, nicht zum Betriebe der Maschine benöthigte Wärme direct der entsprechend vergröfserten Heizfläche, Fig. 19 und 20, abgiebt, welche letztere mit dem Kühlwasserraum in Verbindung steht oder einer besonderen Heizfläche, Fig. 13 und 14, abgiebt, an welcher die Ventilationsluft direct vorbeistreicht.

Fig. 19 und 20 stellen die Anordnung dar, wo das Kühlwasser der Maschine auch die • Feuerbüchse U benetzt.

Das vergröfserte Feuer in der Feuerbüchse U giebt alsdann die erzeugte Wärme theilweise dem Glühcylinder und theilweise dem die Feuerbüchse U umschliefsenden Wasser ab.

Zur Vergrößerung der äufseren Kühlflache sind auch hier durch den Kühlwasserraum Rohre η gezogen, desgleichen ist die Maschine -mit einem Mantel 0 umgeben. In den Stutzen ν treibt ein durch die Maschine selbst betriebener Ventilator Luft, welche, nachdem sie die Abkühlungsflächen der Maschine bestrichen hat, erwärmt durch Stutzen n> wieder austritt. Damit bei Nichtbetrieb des Ventilators eine nicht zu grofse Erhitzung des Kühlwassers eintritt, so ist der Wasserraum der Maschine abstellbar mit dem Rohrsystem einer Wasserheizungsanlage verbunden, so dafs durch den Stutzen y das warme Wasser nach dem Rohrsystem entweicht und abgekühlt durch Stutzen χ wieder zurückkehrt, wie in Fig. 17 und 18 dargestellt.

Fig. 13 und 14 stellen die Anordnung dar, wo das vergröfserte Feuer in der Feuerbüchse U die erzeugte Wärme theilweise an den Glühcylinder der Maschine und theilweise gleichzeitig durch die Feuerbüchse U an die Ventilationsluft der Maschine direct abgiebt.

Soll die die äufseren Kühlflächen der Maschine bestreichende Luft dem Feuer ohne Ventilatorbetrieb theilweise zugeführt werden, so mufs sie in einen damit in Verbindung stehenden Luftregulirbehälter, Fig. 8, treten, was hier durch die Saugwirkung des Schornsteins bewerkstelligt wird.

In diesem Behälter befinden sich zwei Oeffnungen q und r, mit Klappen, Ventilen oder Schiebern q₁ und r_x versehen; die Oeffnung r führt nach dem Feuer der Maschine, die Oeffnung q führt direct nach dem Schornstein.

Beide Oeffhungen sind durch die an einem Balancier t angebrachten Klappen q₁ und T₁ abwechselnd verschliefsbar.

Dieser Balancier t wird durch die Auf- und Abbewegung des Regulators u gesenkt bezw. gehoben; bei langsamem Gang bezw. tiefstem Stand des Regulators u ist Klappenöffnung q geschlossen und Klappenöffhung r geöffnet, so dafs die Luft nach dem Feuer treten kann; bei zu schnellem Gang bezw. höchstem Stand des Regulators u ist Klappenöffnung q geöffnet und Klappenöffhung r geschlossen, so dafs die Luft nach dem Schornstein entweichen kann; bei normalem Gange der Maschine bezw. mittlerem Stande des Regulators u sind beide Klappenöffnungen halb geöffnet, so dafs die Luft halb nach dem Feuer, halb nach dem Schornstein zieht.

In jedem Falle bezw. bei jeder Tourenzahl der Maschine tritt immer ein annähernd gleiches Luftquantum zur Kühlung der Maschine durch die Rohre m n.

Soll, wie oben beschrieben, die um die Maschine gehende Girculationsluft bei dieser Anordnung zu anderen Heizzwecken verwendet werden, z. B. im Winter, so mufs dieselbe durch einen anderen Stutzen jp, wie in Fig. 9 dargestellt, abgeführt werden.

Es ist alsdann der Zuführungskanal jv, Fig. 8, zu verschliefsen, die Klappe ^₁ auszuhängen, der Rohrsutzen χ zu öffnen, und es tritt alsdann frische Aufsenluft zum Betriebe des Feuers der Maschine in den Luftregulirbehälter.

Fig. 5 stellt dieselbe Maschine wie Fig. 1 dar, ημΓ mit noch einem zweiten, oberhalb des Treibcylinders 2 in verschlossenem Raum angebrachten Verdränger O₁.

Derselbe greift haubenförmig nach unten in die Falten des Treib- und unteren Verdrängercylinders, welche in Fig. 1 mit Wasser gefüllt sind.

Beide Verdränger α und a_x sind durch ein Kreuzstück F und Führungsstangen G an einander gekuppelt, so dafs sie dieselbe Bewegungsrichtung und denselben Hub mit einander haben.

Bei dem Abwärtsgang der beiden Verdränger α und U₁ wird durch den unteren Verdränger α die heifse Luft aus dem Glühcylinder nach oben gedrängt; gleichzeitig wird die Luft unterhalb des oberen Verdrängers α_λ über denselben getrieben; bei diesen entgegengesetzten, an einander vorbeiziehenden Luftströmungen nimmt die obere kühlere Luft im oberen Verdrängercylinder die Wärme der unteren erhitzten Luft aus dem unteren Verdrängercylinder auf.

Während nun unten eine Verminderung des Luftvolumens durch Abkühlung derselben stattfindet, tritt oberhalb eine Vergröfserung durch Erwärmung derselben ein; beim Aufwärtsgang der beiden Verdränger wird von dem unteren Verdränger α die vorher abgekühlte Luft wieder nach dem Glühcylinder getrieben und aus-

gedehnt; die oberhalb des oberen Verdrängers CL₁ befindliche Luft bestreicht beim Verdränger die oberen Kühlungsflächen und tritt durch Zusammenziehung vermindert wieder in den unteren Raum oberhalb des Treibcylinders.

Bei dieser Anwendung eines zweiten oberen Verdrängers a_x wird die Wärme zweimal zur Ausdehnung der Luft benutzt und somit eine annähernd doppelte Wirkung auf den Treibkolben verursacht.

Der Verdränger α_λ ist mit abwechselnd verschliefsbaren Circulationskanälen H und J versehen, Fig. 5 und 7.

Diese Kanäle H und J können durch einen ringförmigen, an der Verdrängercylinderwand abdichtenden und sich reibenden Schleppschieberring K oder extra durch anzuordnende Ventile beim Gang der Maschine selbstthätig geöffnet oder geschlossen werden.

Auch kann dieses Oeffnen oder Schliefsen der Circulationskanäle H und J durch einen Steuermechanismus mit Schiebern oder Ventilen bewerkstelligt werden.

Diese Circulationskanäle H und J haben den Zweck, dafs beim Austritt der Luft aus dem kalten Theile des Verdrängercylinders dieselbe nach den Erhitzungsflächen gelangen kann, ohne dabei nochmals die Abkühlungsflächen zu bestreichen, und umgekehrt die Luft zur Abkühlung gelangt, ohne nochmals die Erhitzungsflächen zu bestreichen, wie die Pfeile andeuten.

Damit die Luft auch in jedem Falle genöthigt ist, diese Circulationskanäle H und / zu passiren, so mufs der Verdränger a_x in der Mitte durch einen Ring abgedichtet sein, was hier in Fig. 5 und 7 gleichzeitig durch den Schleppschieber K bewerkstelligt wird.

Die Circulationskanäle H und J können desgleichen auch im unteren Verdränger α angeordnet sein, jedoch müfste da die Bewegungsrichtung der Luft durch die Circulationskanäle eine entgegengesetzte sein.

Durch diese Art und Weise der Luftcirculation wird eine nochmalige weitere schädliche Erhitzung oder Kühlung der verdrängten Luft verhindert, was also eine Ersparnifs des Brennmaterials bewirkt.

Der Treibkolben b in Fig. 4 a und 4 b ist hier durch Metallringe gedichtet.

Zur Schmierung desselben dient OeI, welches an den Wänden des Cylinders i herunterläuft und in einer Oelvase L aufgefangen wird.

Damit nun die Schmierung des Kolbens b immer wieder selbstthätig durch das in der Oelvase L angesammelte OeI erneuert wird, so ist eine Schmiernuth M im Kolben eingedreht,. welche durch eingebohrte Kanälchen N mit dem unteren Theil der Oelvase L auf einem gewissen Standpunkte correspondirt.

Mit dieser eingedrehten Oelnuth M verbinden sich noch verschiedene Oelkanäle O, Fig. 10, welche nach oben hin verlaufen.

In dieser momentanen Stellung, wo diese Oelnuth M mit der Oelvase L durch die Kanäle N verbunden ist, herrscht ein Druck im Innern der Maschine, so dafs das in der Oelvase L befindliche OeI, durch den inneren Ueberdruck geprefst, theilweise sich durch die Kanäle N in die Oelnuth M ergiefst und von da aus weiter in die damit verbundenen OeI-kanälchen O verzweigt.

Die Oelnuth M in Fig. 4b ist so angeordnet, dafs sich die in dem OeI bildenden Unreinigkeiten darin niederschlagen können.

Dieselben werden durch ein angebrachtes abstellbares Rückstauchventilchen A₁ beseitigt, und zwar ist das Ventil A₁ so angeordnet, dafs bei Oeffnung desselben und bei einem inneren Ueberdruck in der Maschine durch dasselbe dieselben abgeblasen werden können.

Dieser Schmierölkreislauf kann auch noch auf verschiedene andere Weisen erzielt werden.

Fig. 11 und 12 stellen beispielsweise eine andere Anordnung dar.

Hier wird das OeI durch eine kleine Pumpvorrichtung aus der Oelvase L durch die Kanälchen N in den oberen Theil des Arbeitscylinders befördert.

Das OeI wird in gleicher Weise, wie vorher beschrieben, durch den im Innern der Maschine herrschenden Druck in den Oelkanälchen N bis unter den kleinen Kolben P getrieben; das Absperrventil Q. verhindert alsdann den Rücklauf des Oeles nach der Oelvase L.

Der kleine, oben befindliche Kolben P ist noch mit einer Bohrung versehen, welche durch ein Ventil R, welches, durch eine Spiralfeder S nach oben gehalten, abgeschlossen wird.

Durch eine Vorrichtung kann von der Maschine aus dieser Kolben P ein wenig nach unten gedrückt werden.

Dieser Knaggen T, welcher das von oben her besorgt, mufs während des Niederdrückens zuvörderst erst das Ventilchen R öffnen, so dafs beim Niedergang des Kolbens P das OeI auch abfüefsen kann.

Nachdem der Knaggen T wieder zurückgeht, schliefst zuvörderst Spiralfeder 5 das Ventilchen R wieder; nach jedem Spiel treibt der im Innern der Maschine herrschende Druck von neuem OeI aus der Oelvase L nach oben durch Kanälchen N und Ventil Q. unter den Kolben P, indem es denselben wieder in die Höhe treibt.

Claims (14)

1. Fig. 23 und 24 stellen einen Glühtopf G₁, welcher im Innern durch Zwischenwände E¹ in beliebig viele Zellen getheilt ist, dar.

   Fig. 25 stellt den unteren Theil des Verdrängers α dar, welcher in diese Zellen genau einpafst.

   Beim Hinein- und Herausgang des Verdrängers α im Glühtopf G₁ wird die verdrängte oder eintretende Luft aus oder in die Zellen gleichmäfsig vertheilt und dadurch bei gleichzeitig durch die Zwischenwände etwas vergröfserter Heizfläche schneller erwärmt.

   Fig. 26 und 27 stellen einen Glühtopf G₁ und eine Feuerbüchse H₁, aus einem Stück gefertigt, dar. Der Glühtopf G₁ ist desgleichen, wie in Fig. 23 und 24 dargestellt, zellenförmig eingerichtet.

   Damit aber die Feuergase aus der Feuerbüchse H₁ entweichen können, so sind hier die Zwischenwände E₁ nochmals getheilt.

   Dieser aus einem Stück gefertigte Glühtopf mit Feuerbüchse ist mit einem Mantel K₁ umgeben und wird der Raum zwischen Feuerbüchse und Mantel mit Isolirmaterial gefüllt.

   Der obere Raum zwischen Mantel K₁ und Glühtopf G₁ dient zur Führung der Feuergase um den Glühtopf, und kann dieser obere Theil des Mantels K₁ gleichfalls noch von aufsen isolirt werden.

   Die in der Feuerbüchse H₁ durch Verbrennung erzeugte Wärme wirkt nun nicht nur durch Strahlung auf den Glühtopf G₁, sondern auch durch metallische Leitung in den mit dem Glühtopf in Verbindung stehenden Wandungen der Feuerbüchse.

   Durch diese combinirte Anordnung des aus einem Stück gefertigten Glühtopfes G₁ und Feuerbüchse H₁ mit dem mit Isolirschichten versehenen Mantel K₁ fällt eine Ausmauerung weg und wird dadurch gleichzeitig eine Wärmeausstrahlung der Feuerungsanlage selbst möglichst verhindert.

   Fig. 21 und 22 stellen eine Maschine liegender Construction dar, wo der Verdränger a durch eine untere Schlittenführung C₁, welche aufserhalb des Verdrängercylinders sich befindet, getragen und geführt wird.

   Diese Schlittenführung C₁ ist durch eine unterhalb angeschraubte Platte D₁ zugänglich.

   Pat ε ν τ-An Sprüche:

   ι . Die eigenthümliche Anordnung der faltenförmigen Einfügung des Arbeitscylinders i in den Verdrängercylinder behufs Vergröfserung der Abkühlungsflächen des Treib- und Verdrängercylinders bei Erzielung der Verringerung der Höhe der Maschine.
2. 2. Die Anordnung der durch die Rohre n, sowie den die Maschine nebst Feuerbüchse U umgebenden Mantel 0 entstehenden Kanäle, Fig. 13, 14, ig und 20, durch welche Luft durch ein von der Maschine bewegtes Gebläse getrieben wird, zum Zweck, die von der Maschine verbrauchte, sowie die von der Feuerbüchse ausstrahlende Wärme zu Heizzwecken durch künstliche Ventilation nutzbar zu machen.
3. 3. Die Anordnung eines oder mehrerer Wärmerecipienten B₁ in Form als Warmwasserkessel, Kochherd und Luftcalorifere, Fig. 15 und 16, am Kanal der abziehenden Feuergase, zum Zweck, die Wärme der von der Maschine zu heifs abgehenden Feuergase weiter auszunutzen.
4. 4., Die Anordnung der Feuerbüchse U, Fig. 19 und 13, als Calorifere, zum Zweck, der die Maschine bestreichenden Ventilationsluft mehr Wärme durch die Feuerungsanlage der Maschine zuführen zu können.
5. 5. Die Combination des Kühlwasserraumes der Maschine mit einer Wasserheizung, Fig. 17 und 18, verbunden durch die Rohre xy, zum Zweck, die durch die Maschine verbrauchte Wärme durch Ableitung zu Heizzwecken nutzbar zu machen.
6. 6. Die Anordnung des durch den Regulator der Maschine regulirten Luftregulirkastens, Fig. 8, verbunden mit den durch die Rohre m η und den Mantel ο der Maschine entstehenden - Ventilationskanälen, zum Zweck, bei ununterbrochener Ventilation in diesen Kanälen noch eine theilweise Ausnutzung dieser warmen Ventilationsluft bei Regulirung des Feuers der Maschine zu erzielen.
7. 7. Die Anordnung eines zweiten Verdrängers a₁₅ Fig. 5, zur nochmaligen Ausnutzung der Wärme behufs Vergröfserung des Nutzeffects der Maschine.
8. 8. Die Anordnung der abwechselnd verschliefsbaren Verdrängerkanäle H und J, Fig. 5 und 7, ,behufs Verhinderung zweckloser nochmaliger Kühlung oder Erwärmung der durch den Verdränger verdrängten Luft.
9. 9. Die Anordnung von Oelkanälen N in Verbindung mit der Oelvase L, Fig. 4 a, 11 und 12, so dafs beim Gang der Maschine durch eine selbsttätige Oelcirculation die Schmierung des Arbeitscylinders i und Arbeitskolbens b verursacht wird.
10. 10. Die Anordnung eines Oelbehälters M, Fig. 4b, zum Ansammeln der Oelunreinigkeiten in Verbindung mit dem Rückstauchventilchen A₁ zum Abblasen der sich angesammelten Oelunreinigkeiten.
11. Die in Fig. 23 und 24 dargestellte zellenförmige Einrichtung des Glühcylinders G₁ zum Zweck einer gleichmäfsigeren Vertheilung bei gleichzeitig schnellerer Erhitzung der Luft an den Erhitzungsflä'chen.
12. Die Anordnung des Glühtopfes G₁ und der Feuerbüchse AT₁, Fig. 26 und 27, aus einem Stück und der getheilten Zellenwände E₁ zur gleichzeitigen Ausnutzung der directen und indirecten Wärmeabgabe der Feuerungsanlage.
13. 13. Die Anordnung des Mantels K₁, welcher gleichzeitig in seinem unteren Theile zur Aufnahme des Isolirmaterials für die Feuerbüchse H₁ und in seinem oberen Theile zur Aufnahme der Feuergase dient.
14. 14. Die Anordnung der aufserhalb des Verdrängercylinders liegenden Führung C₁ des Verdrängers, wie in Fig. 21 und 22 dargestellt,

    in der durch die Beschreibung angegebenen Verbindung.

    Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.