DE385235C

DE385235C - Device for utilizing the exhaust steam in the blowpipe in two or more cylinder locomotive steam engines with exhaust ports controlled by the piston

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Publication number: DE385235C
Application number: DEST33677D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1920-10-15
Filing date: 1920-10-15
Publication date: 1923-11-20

Description

Vorrichtung zur Nutzbarmachung des Abdampfes im Blasrohre bei zwei- oder mehrzylindrigen Lokomotivdampfmaschinen mit vom Kolben gesteuerten Auspuffschlitzen. Die Gleichstromlokomotiven und andere mehrzylindrige Auspuffdampfmaschinen mit Auspuffschlitzen leiden an dem Mangel eines durch die große Kompressionslänge erfordertenübergroßen schädlichen Raumes und eines dadurch hervorgerufenen übergroßen Raumschadens. Dieser Mangel kann beseitigt werden, indem der Gegendruck erniedrigt wird.Device for utilizing the exhaust steam in the blowpipes with two- or multi-cylinder steam locomotive engines with piston-controlled exhaust ports. The direct current locomotives and other multi-cylinder exhaust steam engines with exhaust ports suffer from the lack of an oversize required by the long compression length harmful space and the resulting excessive damage to space. This Deficiency can be eliminated by lowering the counter pressure.

DerGegendruck schwankt bei Lokomotiven je nach der Belastung zwischen z,x und 1,5 Atmosphären absolut, da das Auspuffrohr an sich viel Widerstand bietet und am Ende des gemeinsamen Auspuffrohrs der Zylinder eine Querschnittsverengung angebracht ist; diese Verengung bezweckt eine Druckerhöhung, um so auch zwischen den einzelnen Auspuffstößen ein vergleichmäßigtes Fließen des Dampfstromes und damit dessen Ausnutzbarkeit zur Feueranfachung herbeizuführen. Dies bedeutet aber einen Kraftverlust und demgemäß eine Erhöhung des Dampfverbrauches.In locomotives, the back pressure fluctuates between z, x and 1.5 atmospheres, depending on the load, since the exhaust pipe itself offers a lot of resistance and a cross-sectional constriction is made at the end of the common exhaust pipe of the cylinders; the purpose of this constriction is to increase the pressure in order to bring about an even flow of the steam flow between the individual exhaust blows and thus its usability for fanning the fire. However, this means a loss of power and, accordingly, an increase in steam consumption.

Nach der Erfindung ist die drosselnde Wirkung eines solchen engsten Querschnittes beseitigt, indem die im expandierten Dampf noch enthaltene Energie, die sich in dem Verlustzipfel des Diagramms darstellt, durch regelrechte Expansion zur Erzeugung einer starken Dampfströmung ausgenutzt ist; die eine hinreichende Blaswirkung ergibt und dabei zeitweilig noch unterhalb des Atmosphärendruckes verläuft, so däß die in zeitlichem Vorsatz zueinander arbeitenden Zylinder vermöge der Verbindung ihrer Auslaßrohre sich gegenseitig ausschöpfen, d. h. teilweise evakuieren. Hier ist also im Gegensatz zur jetzt üblichen Konstruktion hinter der Zusammenführungsstelle der Rohre keine Verengung mehr vorgesehen, sondern die engsten Stellen bestehen in jeder der einzelnen Leitungen, und zwar wenigstens zeitweise zwischen den steuernden Kanten des Arbeitskolbens und des Auspuffschlitzes. Der erforderliche Ausgleich der Auspuffstöße ist dabei in der ejektorartig ausgebildeten Zusammenführung dadurch gegeben, daß Strömungsenergie von den in der engsten Stelle expandierten und schnell fließenden Dampfteilen eines Auslaßrohres an die langsamer fließenden Dampfteile eines anderen Auslaßrohres abgegeben wird.According to the invention, the throttling effect is such narrowest Cross-section eliminated by removing the energy still contained in the expanded steam, which is shown in the loss tip of the diagram, through regular expansion is used to generate a strong steam flow; the one sufficient Gives a blowing effect and at times still runs below atmospheric pressure, so that the cylinders working with one another in temporal resolution are by virtue of the connection their outlet pipes exhaust each other, d. H. partially evacuate. here is therefore, in contrast to the construction that is now common, behind the merging point the pipes are no longer narrowed, but rather exist in the narrowest places in each of the individual lines, at least temporarily between the controlling ones Edges of the working piston and the exhaust port. The necessary compensation the exhaust shock is thereby in the ejector-like convergence given that flow energy from those in the narrowest point expanded and rapidly flowing steam parts of an outlet pipe to the slower flowing steam parts another outlet pipe is discharged.

Hierdurch ist nicht nur der Kraftverlust durch Gegendruckerhöhung erspart, sondern auch ein Energiegewinn durch Unterdruck, eine Verkleinerung des schädlichen Raumes und die Durchführung des dampfsparenden Gleichstromprinzips bei Auspuffmaschinen ermöglicht. Eine wertvolle. Ausgestaltung ergibt sich, wenn jede Auspuffleitung vom Dampfzylinder mit möglichst großem Querschnitt bis zu der ejektorartigen Zuführung sich erstreckt und dort den engsten Düsenquerschnitt besitzt. Durch c'ie-e Leitung wird dann der Dampf schnell und verlustfrei bis zur Düse gebracht, so daß er in dieser reichliche Strömungsenergie entwickeln und diese dicht dahinter, also wiederum ohne we:.entliche Verluste, in der Zusamm-nführung=stelle durch Ejektorw:rktng nutzbar machen kann. Zugleich ist dabei durch den verhältnism@.ßig großen Inhalt jedes einzelnen Aus laßrohres ein Pufferbehälter ges chaffen,derauf gute Awgleichungder Aus pc@ff_töße mit hinwirkt und die Vakuumbildung in den Zylindern befördert.This not only results in the loss of power due to an increase in counter pressure saved, but also an energy gain through negative pressure, a reduction of the harmful space and the implementation of the steam-saving direct current principle Exhaust machines made possible. A valuable one. Design results when each exhaust pipe from the steam cylinder with the largest possible cross-section extends up to the ejector-like feed and there the narrowest nozzle cross-section owns. Through this line the steam is then quickly and without loss up to Brought nozzle so that he can develop ample flow energy in this and this close behind, so again without significant losses, in the merger can make usable through ejectorw: rktng. At the same time, the relative @. large content of each individual outlet pipe created a buffer container, which on good balancing of the pc @ ff_t thrusts and the vacuum formation in the cylinders promoted.

Um die Auspuffstöße schon von vornherein gering zu halten bzw. zu dehnen, wird ferner die Voraus#trömung so groß au:gcb=ldet, daß eine reichliche gegenseitige Überdeckung der Arsströmzeiten der einzelnen Zylinder erzielt wird, derart, daß bei richtiger Zusammenführung der beiden oder mehreren Auspuffleitungen durch die entstehenden Dampfauspuffwellen außer einer SelbItabsaugung für jeden Zylinder auch gleichzeitig eine besonders energische Ejektorwirkung des einen Zylinders auf den anderen entsteht. Der Auslaßquerschnitt wird dabei so bemessen, daß möglichst Mährend der ganzen Eröffnungszeit des Ausströmquerschnittes unter dein noch verfügbaren Druckgefälle Ausströmung stattfindet.In order to keep or close the exhaust shocks from the outset stretch, the forward flow will also be so great that an abundant mutual overlap of the Arsström times of the individual cylinders is achieved, such that when the two or more exhaust lines are correctly combined due to the resulting waves of steam exhaust except for self-extraction for everyone Cylinder also at the same time a particularly energetic ejector effect of one cylinder arises on the other. The outlet cross-section is dimensioned so that if possible During the entire opening time of the outflow cross-section, under what is still available Pressure gradient outflow takes place.

Als besonders günstig erwei--t sich die Bem2ssung der Vorausströmung auf etwa 25 Proz@nt des Kolbenhubes und damit die Bemessung der Kompressionslänge auf etwa 75 Prozent des Hubes, und zwar bei zweizylindrigrn und auch b°i dreizylindrigen Maschinen. Hierdurch wird nicht nur eine besonders reichliche Überdeckung &-r Ausströmzeiten und besonders kräftige Ejektorwirkung der Zylinder aufeinander erreicht, sondern es ist zugleich durch v erhältni@-mäßig geringe Kompressionslänge ein besonders kleiner schädlicher Raum ermöglicht, ohne daß am Ende des Kompress#onshubes Schleifenb=1-dung im Diagramm durch'zu hohe: Kompression eintritt.The dimensioning of the pre-flow expands to about 25 percent of the piston stroke and thus the dimensioning of the compression length to about 75 percent of the stroke, both in two-cylinder and also with three-cylinder machines. This not only achieves a particularly abundant overlap & -r outflow times and particularly powerful ejector effect of the cylinders on one another, but at the same time, thanks to the relatively short compression length, a particularly small harmful space is made possible without grinding b = at the end of the compression stroke 1-tion in the diagram by too high: compression occurs.

Wichtig für die Erfindung ist weiter, daß unter Ausnutzung der großen Voraus#.trömlänge jeder Zylinder nur eine einzige ohne Au:--puffwulst unmittelbar in das Auspuffrohr übergehende Auspufföffnung erhält. So ergeben sich bei einer Zweizylinderlokomotive zwei Leitungen, die an der Vereinigungs,telle sehr günstig und einfach zusammenzuführen sind, und die Expansionsdüsen der Auslaßrohre lassen sich dann nicht nur besonders günstig entwickeln, sondern sie erhalten auch großen Querschnitt und demgemäß geringe Dampareibungsverliiste.It is also important for the invention that taking advantage of the large Advance # .flow length of each cylinder only a single one without Au: - puff bead immediately Exhaust opening merging into the exhaust pipe receives. This results in a Two-cylinder locomotive, two lines, which at the union point are very cheap and are easy to merge, and leave the expansion nozzles of the outlet pipes then not only develop particularly favorably, but they also get big ones Cross-section and accordingly low levels of friction.

Für Sonderfälle ergibt sich noch eine wertvolle Ausgestaltung, indem genau dieselbe Auslaßrohranordnung, also insbesondere mit düsenartiger Ausbildung am Zylinder und mit ejektorartiger Zusammenführung der von mehreren Zvlindern kommenden Rohre, ein zweites Mal und gegebenenfalls noch mehrfach vorgesehen ist, wwim Dampfabzapfung für Vorwärmer oder andere Sonderanordnungen anzubringen ist.For special cases, there is still a valuable design by exactly the same outlet pipe arrangement, so in particular with a nozzle-like design on the cylinder and with ejector-like merging of the coming from several cylinders Pipes are provided a second time and possibly more than once, such as steam extraction is to be attached for preheaters or other special arrangements.

Jede dieser Anordnungen arbeitet dann unter genau so günstigen Verhältnissen wie der Hauptauslaß, und es kann eine weitgehende Unabhängigkeit der Drucke voneinander in den mehreren Auslässen erreicht werden, so daß beispielsweise im Vorwärmer etwas erhöhte Drucke und Temperaturen erzielbar sind.Each of these arrangements then works under just as favorable conditions as the main outlet, and there can be a large degree of independence of the prints from each other can be achieved in the multiple outlets, so that something in the preheater, for example increased pressures and temperatures can be achieved.

Bei Anordnung der Auslaßdüsen unmittelbar am Zylinder sind weiter mit besonderem Vorteile die Querschnitte dieser Düsen an ihrer Einmündung in die Zylinderlaufbahn und die Form der steuernden Kolbenkante so ausgebildet, daß in jedem Teile der Eröffnungsbewegung immer der gerade freigelegte Düscneintrittsquerschnitt so groß i: t, daß er mit dem weitesten Düsenquerschnitt das dem gerade herr-chenden Druckgefälle entsprechende richtige Erweiterungsverhältnis ergibt. Hierdurch ändert sich das Düsenerweiterungsverhältnis bei jedem Hube in entsprechendem Sinne, wie das Druckgefälle während der Ausströmung abnimmt, und es kann ein hoher Düsenwirkungsgrad während der gesamten Ausströmung erreicht werden, :o daß auch die Strömung und die Ejektorwirkung besonders kräftig wird.If the outlet nozzles are arranged directly on the cylinder, they are further with particular advantages are the cross-sections of these nozzles at their confluence with the Cylinder liner and the shape of the controlling piston edge designed so that in For each part of the opening movement always the just exposed nozzle inlet cross section so large that the widest nozzle cross-section matches the current one Corresponding correct expansion ratio results. This changes the nozzle expansion ratio for each stroke in a corresponding sense, such as the pressure gradient decreases during the outflow, and there can be a high nozzle efficiency can be achieved during the entire outflow: o that also the flow and the Ejector effect is particularly strong.

Die ejektorartige Zusammenführungsstelle wird weiter in günstiger «'eise derart ausgebildet, daß die einzelnen Auspuffrohre in Gestalt verbreiterter flacher Teile mit ihren Breitseiten ineinander übergehen. Dadurch ist große Berührungsfläche für die einzelnen Dampfströme geboten, vermöge derer ihre Einwirkung aufeinander hoch vollkommen wird.The ejector-like merging point will continue to be cheaper "'' Also designed in such a way that the individual exhaust pipes are wider in shape flat parts merge with their broadsides. This means there is a large contact area for the individual streams of steam, let their effect on one another high becomes perfect.

In ähnlicher Weise wird auch die Berührung_ oberfläche zwischen dc m Dampfstrahl und den abzusaugenden Rauchgasen besonders groß und wirksam, wenn der große Gesamtauslaßquer: chnitt, der sich hinter der Zusammenführungsstelle ergibt, zur Rauchgasabsaugung voll ausgenutzt ist, indem er als Blaskopf in die Rauchkammer vor einem entsprechend weit ausgebildeten Schornstein eingebaut ist. Die mitreißend wirkende Berührungsfläche zwischen Dampf und Rauchgas ist hierbei außerordentlich viel größer als bei sonst üblichen Blasköpfen, und sie kann leicht noch weiter vergrößert werden, wenn die Dampastrahloberfläche vergrößernde Querschnittsunterteilungcn vorgesehen sind.The contact surface between dc The steam jet and the smoke gases to be extracted are particularly large and effective when the large overall outlet cross-section that results behind the junction point, for smoke evacuation is fully utilized by acting as a blow head in the smoke chamber is installed in front of a correspondingly wide chimney. The rousing effective contact surface between steam and flue gas is extraordinary much larger than usual blow heads, and they can easily be enlarged even further are provided when the steam jet surface enlarging cross-sectional subdivisions cn are provided are.

Eine wertvolle Einzelausgestaltung ergibt sich endlich, wenn die Auspuffleitung hinter der Zusammenführungsstelle zu einem Diffusor ausgebildet ist, d. h. zu einer erweiterten Düse, die die überschüssige Strömungsenergie in Druckenergie umsetzt, derart, daß einwandfreies Ausschießen des Dampfes und der Rauchgase in die Außenluft ermöglicht ist. Dabei wird zugleich der gesamte Ausströmungsquerschnitt in vorteilhafter Weise noch besonders groß, und hierdurch sowie durch die Verlangsamung der Ausströmung eine wesentliche Geräuschdämpfung erreicht.A valuable individual design finally arises when the exhaust pipe formed into a diffuser behind the merging point is, d. H. to an enlarged nozzle that converts the excess flow energy into pressure energy converts in such a way that proper imposition of the steam and the flue gases in the outside air is enabled. At the same time, the entire outflow cross-section is used in an advantageous manner still particularly large, and thereby as well as through the slowing down the outflow achieved a substantial noise reduction.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an Hand von Diagrammen und Ausführungsbeispielen. Es sind Abb. i ein Diagramm der Auslaßeröffnungswege einer Zweizylindermaschine mit um go° versetzten Kurbeln, Abb. 2 ein Dampfdiagramm, das die ausgenutzte Energie des Auspuffverlustzipfels und die dadurch gewonnene Verminderung der Kompression zeigt, Abb. 3 ein Diagramm der Auslaßeröffnungswege einer Dreizylindermaschine mit um i2o° versetzten Kurbeln, Abb. ¢ eine Reihe von drei Dampfdiagrammen, die bei verschieden großen Füllungen die durch die neue Auslaßeinrichtung sich ergebenden verschiedenen Kompressionen zeigen, Abb. 5 ein Querschnitt einer zweizylindrigen Lokomotive mit der neuen Einrichtung durch die Zylinder und die Rauchkammer, Abb. 6 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines Zylinders mit Tellereinlaßventilen nebst dazugehöriger Walschaerts-Steuerung mit Kurvenschubübertragung.The drawing illustrates the invention with the aid of diagrams and working examples. Fig. I is a diagram of the exhaust port paths a two-cylinder machine with cranks offset by go °, Fig. 2 a steam diagram, that is the utilized energy of the exhaust loss tip and the resulting gain Fig. 3 shows a decrease in compression, a diagram of the exhaust port paths a three-cylinder machine with cranks offset by i2o °, Fig. ¢ a series of three vapor diagrams, which are generated by the new outlet device for different sized fillings The various compressions that result are shown in Fig. 5, a cross-section of a two-cylinder locomotive with the new facility through the cylinders and the Smoke chamber, Fig. 6 is a partially broken away side view of a cylinder with Plate inlet valves together with the associated Walschaerts control with cam thrust transmission.

Das Diagramm (Abb. i) zeigt, wie bei einer Zweizylindermaschine mit um go° versetzten Kurbeln und je 25 Prozent Vorausströmung die den Auspufferöffnungszeiten entsprechenden Kurbelkreisbögen a, b des einen Zylinders mit den entsprechenden KurbelkreiEbögen c, d des zweiten Zylinders sich überdecken, was durch die schraffierten Strecken e, f, g, h angedeutet ist.The diagram (Fig. I) shows how, in a two-cylinder engine with cranks offset by go ° and 25 percent advance flow, the crank arcs a, b of the one cylinder, corresponding to the exhaust buffer opening times, overlap with the corresponding crank arcs c, d of the second cylinder, which is caused by the hatched lines e, f, g, h are indicated.

Das Diagramm (Abb. 2) zeigt die Flächen A, B, die zusammen den verfügbaren Energieinhalt des auspuffenden Abdampfes, beispielsweise dem Kurbelkreis a (Abb. i), entsprechend darstellen. Von diesen Flächen bedeutet die Fläche A zwischen den Punkten i und k den Teil, der während des gleichzeitigen Ausströmens beider Zylinder umgesetzt wird, beispielsweise der Strecke c (Abb. i) entsprechend; die Fläche B zwischen den Punkten k und l bedeutet ferner den Energieumsatz während der Zeit, wo nur der eine Zylinder auspufft ; im dritten Teile der Ausströmung zwischen den Punkten l und m endlich wirkt gemäß der überdeckung der Auspuffzeiten beider Zylinder, beispielsweise entsprechend der Strecke g (Abb. i), der zweite Zylinder ejektorartig saugend auf den ersten ein, indem in jenem zweiten Zylinder gerade der Energieumsatz entsprechend der Fläche A (Abb. 2) vor sich geht.The diagram (Fig. 2) shows the areas A, B, which together represent the available energy content of the exhausting exhaust steam, for example the crank circle a (Fig. I). Of these areas, the area A between points i and k denotes the part that is converted during the simultaneous outflow of both cylinders, for example corresponding to distance c (Fig. I); the area B between the points k and l also denotes the energy expenditure during the time when only one cylinder is exhausted; Finally, in the third part of the outflow between points l and m, according to the overlap of the exhaust times of both cylinders, for example according to the distance g (Fig corresponding to area A (Fig. 2).

Dies bedeutet, daß vom Anfang der Eröffnung, Punkt i, bis zum Verschluß der Auspufföffnung des anderen Zylinders; Punkt k, eine starke Absenkung eintritt; von diesem Punkte an erfolgt bis zur Eröffnung des Nachbarauspuffes, Punkt I, weitere Absenkung bis auf die atmosphärische Linie in dem einzelnen Zylinder, und von diesem Punkte I an bis kurz vor Schluß des Auspuffquerschnittes, Punkt na, eine lebhafte Absenkung infolge der Ejektorwirkung durch den Auspuff des zweiten Zylinder. Die stärkste Absenkung tritt etwas vor Auspuffschluß ein, wo die Auspuffquerschnittsverengung und die Kompression durch den rückkehrenden Kolben schon so erheblich werden, daß hierdurch die Absaugewirkung des zweiten Zylinders ausgeglichen wird.This means that from the beginning of the opening, point i, to the closure the exhaust port of the other cylinder; Point k, a sharp drop occurs; From this point on until the opening of the neighboring exhaust, point I, more takes place Lowering to and from the atmospheric line in the individual cylinder Points I on until shortly before the end of the exhaust cross-section, point well, a lively one Lowering due to the ejector effect through the exhaust of the second cylinder. the The greatest decrease occurs a little before the exhaust closure, where the exhaust cross-section constriction and the compression by the returning piston is already so great that this compensates for the suction effect of the second cylinder.

Der so erzeugte Unterdruck ergibt dann eine Erniedrigung der Kompression, was einen Gewinn entsprechend der Fläche C (Abb. 2) zur Folge hat.The negative pressure generated in this way then results in a reduction in compression, which results in a gain corresponding to area C (Fig. 2).

Bei Maschinen mit drei oder mehr Zylindern können genau dieselben Verhältnisse vorgesehen sein; es kann aber auch durch Beibehaltung' von 25 Prozent Vorausströmung bei Dreizylindermaschinen eine größere Überdekkung der Auspuffzeiten und noch mehr verbesserte Absaugewirkung erreicht werden. Wie Abb. 3 zeigt, ist dann in keinem Augenblicke nur ein Zylinder in Ausströmung begriffen, sondern es arbeiten stets wenigstens zwei Zylinder sich gegenseitig ausschöpfend zusammen, so daß auch die Fläche C (Abb. 2) für Absaugung ausgenutzt ist.For machines with three or more cylinders, exactly the same Conditions should be provided; But it can also be done by maintaining 25 percent Pre-flow in three-cylinder engines provides a greater coverage of the exhaust times and even more improved suction can be achieved. As Fig. 3 shows, is then in no moment just a cylinder in the process of emanating, but rather it at least two cylinders always work together to the full, so that area C (Fig. 2) is also used for suction.

Die Verschiedenheit der Kompression gemäß verschiedenen Füllungen zeigt das Diagramm (Abb. 4). Bei 44Prozent Steuerungsfüllung ergibt sich rechnungsmäßig beispielsweise ein Druck von o,68 Atm. absolut. Diese Druckabsenkung von 0,32 Atm. an Stelle der bei gewöhnlichen Lokomotiven vorhandenen Druckerhöhung und die gleichzeitige Verspätung des Kompressionsanfangs gestatten nur die Beibehaltung des unter diesen Umständen üblichen schädlichen Raumes von etwa 12 Prozent. Eine Verminderung des Raumschadens auf den bei den sonstigen Lokomotiven üblichen Betrag ist damit sichergestellt. Eine noch weitergehende Raumschadenverminderung ist bei Dreizylindermaschinen erreichbar.The difference in compression according to different fillings is shown in the diagram (Fig. 4). With 44 percent control filling, the calculation results in, for example, a pressure of 0.68 atm. absolutely. This pressure drop of 0.32 atm. Instead of the pressure increase present in ordinary locomotives and the simultaneous delay in the start of compression, only the harmful space of around 12 percent that is usual under these circumstances can be retained. This ensures that the damage to space is reduced to the amount customary for other locomotives. A further reduction in space damage can be achieved with three-cylinder machines.

Die Druckabsenkung ist um so energischer, je größer der Verlustzipfel (Fläche A, B, Abb. 2) ist, aus dessen Energie die Druckabsenkung hergeleitet wird, so daß die kleinste Kompression sich bei großer Füllung und die größte Kompression bei Nullfüllung ergibt, ein Zusammenhang, der mit den Forderungen der Theorie in vollem Einklang steht.The pressure drop is all the more energetic, the larger the tip of the loss (area A, B, Fig. 2), from whose energy the pressure drop is derived, so that the smallest compression results with a large filling and the greatest compression with zero filling which is fully consistent with the requirements of the theory.

Die Einrichtung der neuen Dampfmaschine enthält bei einer Zweizylinderlokomotive gemäß Abb. 5 zunächst an den Arbeitszylindern i, 2 je eine einzige, im Beispiele als sich verengende und wieder erweiternde Düse ausgebildete Auslaßöffnung 3, 4. An diesen Düsen, die durch vollwertige Umsetzung der Druckenergie einen sehr schnell fließenden Dampfstrom erzeugen, sind unmittelbar mit gleichem Querschnitt glatte, nirgends scharf gebogene Auslaßrohre 5, 6 angeschlossen, die den Dampfstrom möglichst verlustfrei weiterleiten, und diese Rohre münden an einem Zusammenführungsstück 7, das mittels einer zungenartigen Zwit.chenwand 8 die runden Querschnitte zunächst in flache oder halbkreisähnliche Querschnitte überführt und dann beide Querschnitte an dem scharfen Rande g der Zunge ineinander übergehen läßt. Hierdurch üben die aus den Rohren 5, 6 kommenden Abdampfströme aufeinander eine sehr vollkommene Ejektorwirkung aus, vermöge deren sie gemäß der ihnen in den Düsen 3, 4 erteilten großen Energie in den Zylindern =, 2 keinen Gegendruck, sondern eher einen Unterdruck erzeugen. Dadurch ist trotz der großen Kompressionslänge von 75 Prozent ein schädlicher Raum von nur 12 Prozent ermöglicht, ohne daß zii hohe Kompressionsenddrücke entstehen.The establishment of the new steam engine contains at of a two-cylinder locomotive according to Fig. 5 initially on the working cylinders i, 2 each a single, in the example designed as a narrowing and again widening nozzle Outlet opening 3, 4. At these nozzles, the full conversion of the pressure energy Generating a very fast flowing stream of steam are immediate with the same Cross-section smooth, nowhere sharply curved outlet pipes 5, 6 connected to the pass the steam flow on with as little loss as possible, and these pipes open into one Merging piece 7, which by means of a tongue-like Zwit.chenwand 8 the round Cross-sections initially converted into flat or semicircular-like cross-sections and then both cross-sections merge into one another at the sharp edge g of the tongue. As a result, the exhaust steam flows coming from the tubes 5, 6 exercise one on the other very perfect ejector effect, by virtue of which they correspond to that in the nozzles 3, 4 given great energy in the cylinders =, 2 not counter pressure, but rather create a negative pressure. This is despite the large compression length of 75 Percent allows a harmful space of only 12 percent without zii high compression end pressures develop.

Das gemeinsame Auslaßrohr erweitert sich in einem Diffusorteil io, so daß der Dampfstrom in dem immer größer werdenden Querschnitte sich verlangsamt und seinen Druck erhöht, und ferner ist ein Aufsatzstück ii angeschlossen, das drei Rippen 12 mit zugeschärften Kanten 13 besitzt. Dieser Aufsatz ii mündet in der Rauchkammer 14 des Lokomotivkessels und entsendet in diese einen durch die Rippen 12 zerteilten Dampfstrom von großer Oberfläche bei verhältnismäßig geringem Querschnitt. Oben auf der Rauchkammer 14 ist der Schornstein 15 aufgesetzt, der an seinem Einlaufkragen 16 durch ein Sieb 17 mit dem Aufsatz ii verbunden ist und gemäß dem weit zerteilten Dampfstrome einen ungewöhnlich großen Querschnitt besitzt, der zNrirksam ausgenutzt ist.The common outlet pipe widens in a diffuser part io, so that the steam flow slows down in the ever larger cross-section and its pressure increased, and also an attachment piece ii is connected, the three Ribs 12 with sharpened edges 13 has. This essay ii opens into the smoke chamber 14 of the locomotive boiler and sends into this one divided by the ribs 12 Steam flow from a large surface with a relatively small cross-section. Above The chimney 15 is placed on the smoke chamber 14, which is at its inlet collar 16 is connected by a sieve 17 to the attachment ii and according to the widely divided Steam streams have an unusually large cross-section, which is used effectively is.

Der aus dem Aufsatz ii kommende Dampfstrom erzeugt beim Schornstein 15 eine Saugwirkung, vermöge deren er die in der Rauchkammer 14 befindlichen Rauchgase unter Abscheidung der Funken an dein Siebe 17 absaugt. In Verbindung mit der Zerteilung durch die Rippen 12, die auch durch hohle Zuleitungskörper nach Art der Strahlappaxate oder Ejektoren ergänzt oder ersetzt sein können, ergibt der große Querschnitt des Dampfstromes eine gleichmäßige Absaugung der Rauchgase, da der mit höchster Geschwindigkeit fließende Auspuffdampf mit dem trägsten Abdampf des zweiten Zylinders zusammentrifft, das Ergebnis ist dabei eine derartige Ausgleichung der Ausströmung, daß die resultierende Auspuffgeschwindigkeit ungefähr der mittleren Auspuffgeschwindigkeit entspricht. Damit ist eine günstige Grundlage für eine gleichmäßige Feueranfachung gegeben.The steam flow coming from attachment ii is generated by the chimney 15 a suction effect, by virtue of which it removes the smoke gases in the smoke chamber 14 sucks off the sparks on your sieve 17 while separating them. In connection with the division through the ribs 12, which are also through hollow supply body in the manner of blasting apparatus or ejectors can be supplemented or replaced, results in the large cross-section of the Steam flow a uniform suction of the smoke gases, since that with the highest speed flowing exhaust steam meets the slowest exhaust steam of the second cylinder, the result is such an equalization of the outflow that the resulting Exhaust speed roughly corresponds to the mean exhaust speed. This provides a favorable basis for evenly fanning the fire.

Zur Speisung eines Speisewasservorwärmers ist gemäß der Zeichnung an jedem der Zylinder i, 2 ein zweiter kleinerer Auspuff 18, ig vorgesehen, wobei ebenfalls an der Zylinderwand der engste Querschnitt angebracht und zu je einer Düse entwickelt ist, von denen je eine Leitung ohne Querschnittsänderungen und Energieumsetzung bis zu der ejektorähnlichen Verbindung (vgl. 7 bis g) führt, von der die Sammelleitung zu einem Diffusor (vgl. io) und weiter zum Vorwärmer führt.To feed a feed water preheater is according to the drawing a second, smaller exhaust 18, ig is provided on each of the cylinders i, 2, wherein The narrowest cross-section is also attached to the cylinder wall and one at a time Nozzle is developed, each of which has a line without changes in cross-section and without energy conversion up to the ejector-like connection (cf. 7 to g) from which the collecting line leads to a diffuser (see. io) and further to the preheater.

Die Querschnittsgestalt der Düsen 3, 4. in Verbindung mit den Düsen 18, ig ist zweckmäßig im Zusammenhang mit der Vorausströmung und der Kolbenbewegung so zu entwickeln, daß in jedem Eröffnungspunkte des Auspuffquerschnittes angenähert ein solches Verhältnis des engsten Querschnitts zum Endquerschnitt entsteht, wie es dem derzeitigen Druckgefälle entspricht, d. h. so lange noch hoher Druck herrscht, muß die Düse stark erweitert sein, während sie beim Abnehmen des Druckes immer weniger erweitert sein muß. Der engste Querschnitt ist der zwischen den an der Kolbenlaufbahn mündenden Düsenflächen und der steuernden Kolbenkante eingeschlossene Querschnitt, der sich fortgesetzt ändert, während der weiteste Querschnitt, der der Rohre 5, 6 bzw. 2o, 21, konstant bleibt Die gesamten Verhältnisse für die Zylinder und für die Rauchgasabsaugungwerden wesentlich günstiger, wenn an Stelle der Zwillingsmaschinenlokomotiven eine Drillingsmaschinenlokomotive mit i2o° Versetzung der Kurbeln gegeben ist. Hier ist selbst bei kleinerer Vorausströmung als 25 Prozent die Absaugung des Abdampfes aus den Zylindern ausgiebiger und gleichmäßiger, und gleichzeitig ist die Rauchabsaugung eine gleichmäßigere.The cross-sectional shape of the nozzles 3, 4. in connection with the nozzles 18, ig is useful in connection with the pre-flow and the piston movement to be developed in such a way that approximated at each opening point of the exhaust cross-section such a ratio of the narrowest cross-section to the final cross-section arises as it corresponds to the current pressure gradient, d. H. as long as there is still high pressure, the nozzle must be greatly expanded, while it becomes less and less when the pressure is reduced must be expanded. The narrowest cross-section is that between those on the piston track opening nozzle surfaces and the controlling piston edge enclosed cross-section, which continues to change, while the widest cross-section, that of the tubes 5, 6 or 2o, 21, remains constant The entire ratios for the cylinders and for the smoke evacuation will be much cheaper if instead of the twin engine locomotives a triple machine locomotive with i2o ° offset of the cranks is given. here is the extraction of the exhaust steam even with a smaller advance flow than 25 percent from the cylinders more extensive and more evenly, and at the same time the smoke evacuation is a more even one.

Unter Umständen kann auch eine absichtlich besonders lang ausgebildete Auspuffleitung in Frage kommen, durch die eine verstärkte Seibstabsaugung jedes Zylinders gegenüber der Absaugung durch die anderen Zylinder erhalten wird, indem die in der langen Auspuffleitung in Bewegung befindliche Dampfmasse hinter sich einen Unterdruck erzeugt.Under certain circumstances, an intentionally long-term training can also be used Exhaust pipe come into question, through which a reinforced Seibstabsaugung each Cylinder opposite to the suction obtained by the other cylinder the mass of steam in motion in the long exhaust pipe behind you creates a negative pressure.

Zur weiteren Ausnutzung des in der neuen Maschine verwirklichten Gleichstromprinzips ist für sie der Antrieb mit einem besonders hohen Frischdampfdruck vorteilhaft verwendbar; dabei kann dann auch eine höhere Kompression und entsprechend kleiner schädlicher Raum und eine weitere Wirkungsgradverbesserung erreicht werden.To make further use of the direct current principle implemented in the new machine the drive with a particularly high live steam pressure can advantageously be used for them; a higher compression and a correspondingly smaller one can be more damaging Space and a further improvement in efficiency can be achieved.

An den Zylindern sind für Verwendung solcher hohen Drucke zunächst gemäß Abb. 6 als Einlaßglieder nicht entlastete Tellerventile 22, 22' vorgesehen. Diese halten vorzüglich dicht, brauchen nicht geschmiert zu werden, so daß nicht in den Heißdampf Öl hineingerückt zu werden braucht, und wirken ohne weiteres als Sicherheitsventile sowie auch als Umlaufventile für Leerlauf in folgender Weise Die Steuerstange 23, die am Kombinationshebel der nach System Walschaerts ausgebildeten Steuerung angelenkt ist, greift an einem Hebel 24 einer schwingenden Welle 25 an, die in einem Kasten 26 in der Mitte des Zylinders gelagert ist. Auf dieser schwingenden Welle 25 ist im Innern des Kastens eine Schwingscheibe 27 aufgesetzt, deren Kurven auf je einem Rollenschwinghebel28, 28' einwirken; diese Schwinghebel sind unten an je einen im Gehäuse 26 gelagerten Kolben 29, 29' angeschlossen, und diese Kolben drücken auf die Ventile 22, 22', so daß sie diese gemäß den Bewegungen der Steuerstangen öffnen oder sie durch Federkraft schließen lassen.On the cylinders are next for use of such high pressures according to Fig. 6 as inlet members non-relieved poppet valves 22, 22 'provided. These hold extremely tight, do not need to be lubricated, so that oil does not need to be pushed into the superheated steam and work without it others as safety valves as well as circulation valves for idling in the following Way The control rod 23, which is on the combination lever of the Walschaerts system trained control is hinged, engages a lever 24 of a swinging Shaft 25, which is mounted in a box 26 in the middle of the cylinder. on this vibrating shaft 25 a vibrating disk 27 is placed inside the box, the curves of which act on one roller rocker arm 28, 28 'each; this rocker arm are connected at the bottom to one piston 29, 29 'each mounted in the housing 26, and these pistons press on the valves 22, 22 'so that they move them according to the movements the control rods open or let them close by spring force.

Die Ventile selbst sind, wie die Zeichnung zeigt, nach dem Zylinderende hin entfernbar, ohne daß irgendwie die Steuerung demontiert werden muß.As the drawing shows, the valves themselves are after the end of the cylinder can be removed without the control unit having to be dismantled in any way.

Die Kolben 29, 29' laufen luftdicht in dem Gehäuse 26, und an dem zwischen ihnen liegenden Raume ist eine Druckluftleitung 3o angeschlossen, die vom Führerstande aus durch ein Ventil mit Druckluft versorgt werden kann. Wenn nun Druckluft eingeführt wird, werden die beiden Kolben 29, 29' nach außen gedrückt und damit die Ventile auf Offnungsstellung gebracht. Bei der so ermöglichten Leerfahrt, schiebt demnach der hin und her gehende Arbeitskolben den Zylinderinhalt durch die beiden geöffneten Einlaßventile und die angeschlossene Einstromleitung hin und her, so daß die Lokomotive widerstandslos und ohne übermäßige Erhitzung des hin und hergeschobenen Mediums die Leerfahrt oder Talfahrt durchführen kann. Das Ventil ist also gleichzeitig Einlaßventil, Sicherheitsventil und Umdaufventil. Die besondere Anbringung von Sicherheitsventilen und Umlaufventilen, wie das bei derzeitigen Kolbenschiebersteuerungen nötig ist, und alle damit in Zusammenhang stehende Komplikationen werden damit überflüssig.The pistons 29, 29 'run airtight in the housing 26, and on the A compressed air line 3o is connected between them, the space from The driver's cab can be supplied with compressed air through a valve. If now compressed air is introduced, the two pistons 29, 29 'are pressed outward and thus brought the valves to the open position. With the empty run made possible in this way, pushes accordingly the reciprocating working piston moves the cylinder contents through the two open inlet valves and the connected inflow line back and forth, so that the locomotive is pushed back and forth without resistance and without excessive heating Medium can carry out the empty run or downhill run. So the valve is at the same time Inlet valve, safety valve and circulation valve. The special attachment of safety valves and circulation valves, as is necessary with current piston valve controls, and all related complications are eliminated.

Claims

PATENT CLAIMS: i: Device for utilizing the exhaust steam in the Blowguns in two or more cylinder steam locomotive engines with the piston controlled exhaust ports, characterized in that the initial compression pressure is lowered under the usual back pressure by ejector-like merging (7, 8, 9) of the outlet pipes (5, 6) coming from the various cylinders (1, 2) provided with the narrowest nozzle points (3, 4) in front of the union point is such that using the energy shown in the diagram loss lobe and an overlap of the exhaust times a mutual exhaustion of the cylinders he follows.

2. Machine according to claim i, characterized in that of the cylinder a line with the largest possible cross-section up to the ejector-like junction extends and there just before the merging point a narrowest nozzle-like Has cross-section.

3. Machine according to claim i or 2, characterized in that that only a single one for the evacuation of steam, the one given by the large advance flow Period-utilizing outlet (3 or 4) provided with the omission of an outlet bead is, and that for special taps, for example for preheaters, except for the main outlet a separate cylinder outlet (18, i9) in a similar configuration to the main outlet, so in particular with ejector-like merging of the tubes of several cylinders ago, is provided.

4. Machine according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the joining point (7, 8, 9) of the exhaust pipes acting as an ejector closes wide, flat tubes which merge with one another with their broad sides.

5. Machine according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the behind large outlet pipe cross-section (at io) resulting from the junction, if necessary nor with a shape (11, 12) which enlarges the steam jet surface, for Smoke evacuation, is exploited by acting as a blow head in the smoke chamber a correspondingly wide chimney (15) is installed.

6. Machine according to claim i or 2, characterized in that the exhaust line behind the The merging point in the form of an expanding diffuser (io) continues which converts flow energy into pressure energy and only then the steam flow to Smoke evacuation points can occur.