DE3928A - Open hot air machine with closed furnace - Google Patents
Open hot air machine with closed furnaceInfo
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Description
1878.1878.
TSCH RIFFCH REEF
Klasse 46.Class 46.
■rßROWN in NEW-YORK (V. S. A.). le i fs I uft maschi η e mit geschlossener Feuerung. ■ rßROWN in NEW-YORK (VSA). L uft maschi η e with closed furnace.
Patentirt im Deutschen Reiche vom i. Mai 1878 ab.Patented in the German Empire from i. May 1878.
Die auf der Zeichnung dargestellte offene Heifsluftmaschine mit geschlossener Feuerung ist von anderen derartigen Maschinen in ihren einzelnen Theilen sowohl, als in ihrer ganzen Zusammensetzung wesentlich unterschieden, so namentlich von den in letzter Zeit veröffentlichten von Rider, Shau & Unger und Hock; sie zeichnet sich durch einfache Anordnung und Zugänglichkeit zu allen Theilen aus und ist durch ihre eigenthümliche Construction zu einer verhältnifsmäfsig grofsen Arbeitsleistung befähigt. Es sind nach Angabe des Erfinders an Maschinen der vorliegenden Construction mit dem Pronyschen Zaum neun bis zehn Pferdestärken bei sechzig Umdrehungen in der Minute gemessen worden.The open hot air machine with closed furnace shown in the drawing is of other such machines in their individual parts as well as in their whole composition are essentially different, especially from those recently published by Rider, Shau & Unger and Hock; it is characterized by simple arrangement and Accessibility to all parts and, by their peculiar construction, is proportional to one great work performance. According to the inventor, there are machines the present construction with the Prony bridle adds nine to ten horsepower sixty revolutions per minute have been measured.
Allgemeine Beschreibung.General description.
Die Maschine besteht aus den Haupttheilen: Heizer, Arbeitscylinder und Speise-(Luft-) Pumpe, welche auf einer Grundplatte neben einander angeordnet sind. Die Kanäle zur Leitung der Speiseluft von der Speisepumpe nach dem Heizer sind in der Grundplatte eingegossen; die Verbindung zwischen Heizer und Arbeitscylinder dagegen ist durch Rohre hergestellt. Die Maschine ist einfach wirkend, und zwar hebt die gespannte heifse Luft den Kolben des Arbeitscylinders, der die Kraft durch einen Balancier und eine Pleuelstange auf eine Welle mit Schwungrad überträgt, während von dem Balancier zugleich und direct die Speisepumpe getrieben wird, die ebenfalls einfach wirkend ist, doch entgegengesetzt arbeitet als der Kolben im Arbeitscylinder, nämlich abwärts, während jener aufwärts arbeitet. Die gespannte heifse Luft tritt daher unten in den Arbeitscylinder ein und hebt den Kolben; ihr Ein- und Austritt wird durch eine Ventilsteuerung einfachster Construction (die nicht gezeichnet ist) geregelt, und zwar derart, dafs mit Expansion gearbeitet wird.The machine consists of the main parts: heater, working cylinder and feed (air) pump, which are arranged next to each other on a base plate. The ducts for guiding the feed air from the feed pump to the heater are cast in the base plate; the connection between the heater and the working cylinder, on the other hand, is made by pipes. The machine is acting simply, namely the tense hot air lifts the piston of the working cylinder, which the power through a balancer and a connecting rod on a shaft with a flywheel transmits, while the feed pump is driven at the same time and directly by the balancer, which is also single acting, but works in the opposite direction to the piston in the working cylinder, namely downwards, while the other works upwards. The tense, hot air occurs therefore down into the working cylinder and lifts the piston; their entry and exit is through a valve control of the simplest construction (which is not shown) regulated in such a way, that expansion is being used.
Der Gang der Maschine wird durch einen Regulator geregelt, der von der Schwungradwelle getrieben wird und die in den Heizer eintretende Luftmenge begrenzt. Es ist nämlich die Speisepumpe gröfser construirt als erforderlich, und der Regulator hat die Aufgabe, das Zuviel der gelieferten Luft vor dem Eintritt in den Heizer wieder zu entlassen.The gear of the machine is regulated by a regulator that operates on the flywheel shaft is driven and limits the amount of air entering the heater. Because it is the feed pump is constructed larger than necessary, and the regulator has the task of To release too much of the supplied air before entering the heater.
Der Heizer besteht aus einem inneren Thcil, dem eigentlichen Heizer, der oben in einen beweglichen Blechschornstein mündet, und einem diesen umgebenden Mantel. Beide Theil.e sind geschlossen und stehen nur durch bestimmte Oeffnungen mit einander in Verbindung, von denen ein Theil über, der andere Theil unter dem in dem inneren Heizer liegenden Rost mündet, so dafs nur ein Theil der zugeführten Luft zum Anblasen des Brennmaterials benutzt wird, während der andere direct in den Feuerraum eintritt und sich mit den Verbrennungsgasen mengt. Diese Oeffnungen sind innerhalb der Heizthüren angeordnet, so dafs diese zugleich durch die frische Luft gekühlt werden. Aus dem inneren Feuerungsraum geht das Zuleitungsrohr zum Arbeitscylinder direct ab. Der Raum um den inneren Heizer ist entweder mit feuerfestem Material gefüllt (eine neueste Einrichtung), oder er dient zum Vorwärmen der Speiseluft und Benutzung der ausstrahlenden Wärme des Feuerraumes (er ist in der Zeichnung schraffirt). In ersterem Falle ist in ihm ein Kanal zur Zuleitung der Speiseluft zum inneren Heizer ausgespart. The heater consists of an inner part, the actual heater, which is inserted into a top part movable sheet metal chimney opens, and a jacket surrounding it. Both parts are closed and are only in connection with each other through certain openings one part over them, the other part under the grate lying in the inner heater opens out, so that only part of the air supplied is used to blow the fuel while the other goes directly into the combustion chamber and deals with the combustion gases mingles. These openings are arranged inside the heating doors so that they are at the same time be cooled by the fresh air. The feed pipe goes out of the inner furnace to the working cylinder. The space around the inner heater is either fireproof Material filled (a newest facility), or it is used to preheat the feed air and use of the radiant heat of the combustion chamber (it is hatched in the drawing). In the first case, a channel for supplying the feed air to the inner heater is cut out in it.
Da während der Arbeit der Heizer nicht geöffnet werden darf, wenn die Spannung in demselben nicht verloren gehen soll, so sind zum Anheizen und zum Brennmalerialaufgeben während des Ganges der Maschine geschiedene Vorrichtungen angebracht. Zum Anheizen dienen zwei Thüren, von denen die eine unter, die andere über dem Rost mündet, und welche, nachdem das Brennmaterial in Glut ist, bei Beginn der Arbeit luftdicht geschlossen werden. Zum Aufgeben von Brennmaterial während der Arbeit dient eine Luftschleuse, die über dem Heizer zwischen diesem und dem beweglichen unteren Theile des Schornsteines eingeschaltet ist und das Aufgeben ermöglicht, ohne dafs der Druck im Heizer abnimmt. Dies zu erreichen, ist innerhalb der Schleusenkammern eine von aufsen. bewegliche Klappe, die Aufschüttklappe, angeordnet, und über derselben eine luftdicht schliefsende horizontale obere Thür. Erstcre ist während der Arbeit geschlossen, letztere offen, so dafs der Druck im Heizer jene luftdicht schliefst. Soll Brennmaterial aufgegeben werden, so wird dies durch die obere Thür eingeschüttet, so dafs es sich auf der Aufschütt-Since during work the heater must not be opened if the voltage is in the same should not be lost, so are for heating up and firing paintwork during separate devices attached to the aisle of the machine. Two are used for heating Doors, one of which opens below, the other above the grate, and which one after the fuel is glowing, must be closed airtight when starting work. To give up of fuel while working is used an air lock that is above the heater between this and the movable lower part of the chimney and giving up without decreasing the pressure in the heater. Achieving this is one from the outside within the lock chambers. movable flap, the filling flap, arranged, and above it an airtight, horizontal upper door it is closed during work, the latter open, so that the pressure in the heater makes it airtight slept. If fuel is to be given up, it is poured through the upper door, so that it is on the embankment
.klappe lagert. Nun wird die obere Thür luftdicht geschlossen, durch ein Verbindungsrohr mit Ventil der Druck auf beiden Seiten der Aufschüttklappe gleich gemacht, diese heruntergeklappt, so dafs das Brennmaterial auf den Rost fällt, dann wieder heraufbewegt und durch den aufsen liegenden Hebel angedrückt, das Verbindungsrohr geschlossen und endlich die obere Thür wieder geöffnet. Der Schornstein ist nur beim Anheizen in Thätigkeit..flap is stored. Now the upper door becomes airtight closed, through a connecting pipe with the pressure on both sides of the valve The pouring flap made the same, this folded down so that the fuel on the Grate falls, then moved up again and pressed on by the lever on the outside, the Connection pipe closed and finally the upper door opened again. The chimney is only active when heating up.
Das Anlassen der Maschine geschieht in folgender Weise. Der Arbeitskolben steht unten, der der Speisepumpe oben. Bei offenen Thüren, offener Aufschüttklappe und herunter gelassenem Schornstein wird Feuer angezündet. Ist das Brennmaterial in Glut, so werden die Seitenthüren und die Klappe geschlossen, und mit einer Handluftpumpe wird ein Druck von 4 bis 6 Pfund im Heizer und den Zuführungskanälen hergestellt. Ein Mann genügt, um bei den gröfsten Maschinen in wenigen Minuten diesen Druck zu erreichen. Nun wird die Handpumpe abgestellt und das Schwungrad gedreht. Bei der angegebenen Kolbenstellung zieht die Maschine meist nach einer Umdrehung durch.The machine is started in the following way. The working piston is down, that of the feed pump above. With the doors open, the pouring flap open and the one lowered Chimney is lit fire. If the fuel is glowing, the side doors will open and the flap is closed, and with a hand air pump a pressure of 4 to 6 pounds made in the heater and supply ducts. One man is enough to help with the largest machines to achieve this pressure in a few minutes. Now the hand pump turned off and the flywheel turned. The machine pulls at the specified piston position usually after one revolution.
Specielle Beschreibung.Special description.
In der beiliegenden Zeichnung stellt Fig. 1 den Längendurchschnitt einer Heifsluftmaschine dar. Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht des mit dem Saugventil der Luftpumpe verbundenen Luftkanals. A ist der Feuerraum, welcher von feuerfesten Steinen B eingeschlossen und von einem luftdicht schliefsenden Mantel C umgeben ist. Der Raum zwischen dem Mantel und den den Feuerraum umgebenden feuerfesten Steinen ist ebenfalls mit einem feuerfesten Material ausgefüllt, doch so, dafs ein Luftkanal C1 frei bleibt, welcher die Mündung des Regulators mit den in den Thüren P und Q befindlichen Oeffnungen α α verbindet.In the accompanying drawings, Fig. 1 is a longitudinal section of a hot air machine. Fig. 2 is an isometric view of the air duct connected to the suction valve of the air pump. A is the furnace, which is enclosed by refractory bricks B and surrounded by an airtight jacket C. The space between the jacket and the refractory bricks surrounding the furnace is also filled with a refractory material, but in such a way that an air duct C 1 remains free, which connects the mouth of the regulator with the openings α α in the doors P and Q.
Die Speiseluftpumpe R pumpt kalte Luft in den Kanal X, mit welchem ein Sicherheitsventil X1 verbunden ist, welches eine zu grofse Steigerung des Druckes im Kanal X verhindert. Von dem Kanal X geht die zusammengeprefste Luft durch das Rohr X1 zum Regulator, welcher den Zuflufs der Luft zum Heizer regulirt, und von dem Regulator in den Kanal C, sowie von hier durch die Oeffnungen α α. Auf diese Weise wird der Feuerraum regelmäfsig mit Luft gefüllt, während gleichzeitig die Thüren P und Q kühl erhalten werden.The feed air pump R pumps cold air into channel X, to which a safety valve X 1 is connected, which prevents the pressure in channel X from increasing too much. From the channel X the compressed air goes through the pipe X 1 to the regulator, which regulates the inflow of air to the heater, and from the regulator into the channel C , and from here through the openings α α. In this way the furnace is regularly filled with air, while at the same time the doors P and Q are kept cool.
Der Regulator A'3 regulirt den Zuflufs der Luft in derselben Weise wie der Regulator einer Dampfmaschine den Zuflufs des Dampfes. Die Stelle des Dampfkessels vertritt hier der Kanal X, welcher also ein mit comprimirter Luft angefüllter Behälter ist, aus welchem der Cylinder T seine Füllung erhält. Dieser Kanal kann demnach durch einen Behälter von entsprechender Form und Grcifse ersetzt werden, welcher einerseits mit dem Druckventile der Luftpumpe, anderseits mit dem Regulator und dem Sicherheitsventil verbunden ist.The regulator A '3 regulates the tributary stream of air in the same manner as the regulator of a steam engine the tributary stream of the steam. The place of the steam boiler is represented here by the channel X, which is therefore a container filled with compressed air, from which the cylinder T receives its filling. This channel can therefore be replaced by a container of the appropriate shape and size, which is connected on the one hand to the pressure valve of the air pump and on the other hand to the regulator and the safety valve.
Von dem oberen Ende des Feuerraumes geht ein Rohr D durch den Deckel des Mantels und ist an dem Untertheil der Aufschüttvorrichtung E in passender Weise befestigt. Der Brennmaterialbehälter F, welcher den oberen Th eil der Aufschüttvorrichtung bildet, ist mit einem Verschlussdeckel G versehen, welcher mit dem Hebel H verbunden ist, vermittelst dessen der Deckel aufgehoben werden kann. Ein Riegel / dient dazu, den Hebel Hund den damit verbundenen Deckel G nieder zu halten. Die Verbindung zwischen dem Behälter F und dem Feuerraum A wird durch eine Klappe K regulirt, verbunden mit dem Arm L, welcher auf der Axe M befestigt ist. Arm L und Axe M befinden sich über der Klappe K. Die Axe hat ihre Lager in der Wandung des Behälters, und am Ende der Axe befindet sich ein Handhebel N, vermittelst dessen sie bewegt werden kann. Die Bodenfläche des Behälters F bildet den Sitz für die Klappe K. Wird die Axe in die entsprechende Richtung gedreht, so hebt sich die Klappe vom Sitze, macht die ganze Oeffnung frei, und das im Behälter F befindliche Brennmaterial fällt in den Feuerraum. Durch eine entgegengesetzte Drehung der Axe wird die Klappe geschlossen, und der Druck der heifsen Luft im Feuerraum prefst sie luftdicht gegen den Sitz. Gleichzeitig werden der Arm L und die Axe M gegen die Einwirkung der Verbrennungsproducte geschützt. Weil jedoch die Klappe K einen grofsen Flächeninhalt hat, so ist es schwierig, dieselbe gegen den darauf lastenden Luftdruck zu öffnen, deshalb ist der untere Theil der Speisevorrichtung E mit dem oberen durch ein mit einem Absperrventile versehenes Rohr O verbunden, wodurch, sobald dies Ventil geöffnet wird, auf beiden Seiten des Ventils K der gleiche Druck hergestellt wird.From the top of the furnace a pipe D passes through the cover of the mantle and is suitably attached to the base of the pouring device E. The fuel container F, which forms the upper part of the pouring device, is provided with a closure cover G , which is connected to the lever H , by means of which the cover can be lifted. A latch / serves to hold the lever H and the cover G connected to it down. The connection between the container F and the furnace A is regulated by a flap K connected to the arm L, which is fixed on the axis M. Arm L and axis M are above the flap K. The axis has its bearings in the wall of the container, and at the end of the axis there is a hand lever N by means of which it can be moved. The bottom surface of the container F forms the seat for the flap K. If the axis is turned in the appropriate direction, the flap is lifted from the seat, exposing the entire opening, and the fuel in the container F falls into the combustion chamber. By turning the axis in the opposite direction, the flap is closed, and the pressure of the hot air in the combustion chamber makes it airtight against the seat. At the same time, the arm L and the axis M are protected against the effects of the products of combustion. However, because the flap K has a large surface area, it is difficult to open it against the air pressure on it, therefore the lower part of the feed device E is connected to the upper part by a pipe O provided with a shut-off valve, whereby as soon as this valve is opened is opened, the same pressure is produced on both sides of the valve K.
Mit dem Handhebel N, welcher daiu dient, die Axe M zu drehen, kann eine Vorrichtung von entsprechender Construction verbunden \verden, um die Axe in irgend einer Stellung festzuhalten.With the hand lever N, which serves to turn the axis M , a device of suitable construction can be connected to hold the axis in any position.
Wenn der Deckel G gehoben wird, während die Klappe K geschlossen ist, so kann der Behälter F mit Brennmaterial angefüllt werden, und sobald der Deckel wieder geschlossen ist, kann das Brennmaterial in den Feuerraum geschüttet werden, ohne dafs heifse Luft utier Verbrennungsproducte entweichen.If the cover G is lifted while the flap K is closed, the container F can be filled with fuel, and as soon as the cover is closed again the fuel can be poured into the furnace without the hot air and the combustion products escaping.
Vom Feuerraum A gehen zwei Rohre P und Q durch den Mantel C, das eine über, das andere unter dem Feuerrost. Diese Rohre bilden die Thüren nach dem Feuerraum und dem Aschenfall der Heizvorrichtung und sind mit Oeffnungen α α versehen, durch welche die Luft vom Luftkanal C1 in den Feuerraum eintreten kann.From furnace A , two pipes P and Q go through jacket C, one over, the other under the grate. These pipes form the doors to the furnace and the ash fall of the heating device and are provided with openings α α through which the air from the air duct C 1 can enter the furnace.
Die heifse Luft geht von dem Feuerraum durch das Rohr 5 in den unteren Theil des Cvlinders T, in welchem sich der hohle KoI-The hot air goes from the furnace through the pipe 5 into the lower part of the cylinder T, in which the hollow
ben U befindet. Dieser wird durch den Druck j der zusammengeprefsten Luft gehoben und so die Maschine in Bewegung gesetzt.ben U is located. This is lifted by the pressure j of the compressed air and the machine is set in motion.
Der Cylinder ist an seinem oberen Ende mit einer Dichtung versehen, welche aus zwei Ringen /1Z2 aus Leder oder einem anderen geeigneten Material besteht, welche durch den metallenen Ring i3 gehalten werden. Der Ring /' hat einen Flantsch, welcher nach unten vorsteht und von einer im Cylinder befindlichen Höhlung aufgenommen wird, während der Ring f1 mit ; einem nach oben stehenden Flantsch versehen j ist. Zwischen diesem und dem Ringe /3 be- j findet sich ein ringförmiger Behälter, um OeI ! oder anderes Schmiermaterial aufzunehmen. ! Durch diese Einrichtung wird der Kolben U \ gleichmäfsig, indem das OeI durch das Leder j dringt und letzteres tränkt, am Umfange geölt I und seine Bewegung im Cylinder erleichtert, während ein Entweichen von Luft zwischen Kolben und Cylinder vermieden wird.The cylinder is provided at its upper end with a seal, which consists of two rings / 1 Z 2 made of leather or another suitable material, which are held by the metal ring i 3 . The ring / 'has a flange which protrudes downwards and is received by a cavity located in the cylinder, while the ring f 1 with ; is provided with an upstanding flange j. Between this and the ring / 3 there is a ring-shaped container to store oil! or other lubricating material. ! This device makes the piston U \ uniform, in that the oil penetrates through the leather j and soaks the latter, oiled the circumference and facilitates its movement in the cylinder, while the escape of air between the piston and cylinder is avoided.
Der Kolben ist mit dem Balancier durch die Lenkstange V verbunden, an deren unteren: Ende sich ein cylindrisches Querstück befindet, welches in das hohle Lager pafst und durch zwei über die Enden des Querstückes gehende Deckel gehalten wird. Das hohle Lager kann leicht mit OeI gefüllt werden, welches nicht herausfliefsen kann; auf diese Weise wird die Abnutzung des Gelenkes zwischen Lenkstange und Kolben vermindert.The piston is connected to the balancer by the steering rod V , at the lower end of which there is a cylindrical cross-piece which fits into the hollow bearing and is held by two covers extending over the ends of the cross-piece. The hollow bearing can easily be filled with oil which cannot flow out; in this way the wear and tear of the joint between the handlebar and piston is reduced.
Die Luftpumpe R ist mit einem Saugventil r' und mit einem Druckventil r2 ohne Gelenk und ohne Führung versehen. Das Saugventil r' besteht aus einer Platte aus Leder oder einem anderen geeigneten Material von der Form der Ventilöffnung, doch nur so viel gröfser, als nöthig ist, um einen luftdichten Verschlufs zu erzielen, und ist durch eine Metallscheibe von gleicher Gröfse, an welche das Leder befestigt ist, gegen Durchbiegen geschützt. Das Ventil hat an der unteren Seite gerade oder gekrümmte Stäbe ο o, welche in die Ventilöffnung hineingehen und ein seitliches Verschieben des Ventils verhindern. Das Oeffnen des Ventils wird durch den Deckel des Ventilkastens oder eine andere entsprechende Vorrichtung beschränkt, das Schließen desselben durch eine Schraubenfeder b beschleunigt. Das Druckventil r'1 ist von genau gleicher Beschaffenheit.The air pump R is provided with a suction valve r 'and with a pressure valve r 2 without a joint and without a guide. The suction valve r 'consists of a plate of leather or some other suitable material in the shape of the valve opening, but only so much larger than is necessary to achieve an airtight seal, and is provided by a metal disc of the same size to which it is attached Leather is attached, protected against sagging. The valve has straight or curved rods ο o on the lower side, which go into the valve opening and prevent the valve from shifting sideways. The opening of the valve is restricted by the cover of the valve box or another corresponding device, the closing of the same is accelerated by a helical spring b. The pressure valve r ' 1 is of exactly the same nature.
Die durch das Saugventil r1 gehende Luft mufs vorher einen Kanal IV durchströmen, welcher im Innern eine Anzahl nicht völlig abschliefsender Querwände zv1, tu1 u. s. w. hat (s. Fig. 2), und zwar so, dafs die erste Zwischenwand w', welche den Anfang des Kanals bildet, eice Oeffnung rechts frei läfst, die zweite w1 links, die dritte iv* wiederum rechts u. s. w. Die letzte Oeffnung steht mit dem Saugventile in Verbindung. Die Luft kann also nicht in gerader Richtung in dasselbe gelangen, sondern mufs den Kanal so oft der Breite nach durchstreichen, als Zwischenwände da sind. Durch liiese Einrichtung wird das durch Einströmen der Luft und Aufschlagen der Ventile entstehende unangenehme Geräusch beseitigt. In gleicher Weise und mit gleichem Erfolge läfst sich dieser Kanal für das Druckventil anwenden. The air passing through the suction valve r 1 must first flow through a channel IV , which inside has a number of not completely closing transverse walls zv 1 , tu 1 etc. (see Fig. 2), in such a way that the first partition w ', which forms the beginning of the canal, leaves one opening free on the right, the second w 1 on the left, the third iv * again on the right, etc. The last opening is connected to the suction valve. The air cannot get straight into it, but has to cross the canal as often as there are partitions. This device eliminates the unpleasant noise caused by the inflow of air and the opening of the valves. This channel can be used for the pressure valve in the same way and with the same success.
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