DE43188C - Dampfmaschine mit drei- oder vierstufiger Expansion - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT/

KLASSE 14: Dampfmaschinen, ι)

OTTO H. MUELLER in GMUNDEN. Dampfmaschine mit drei- oder vierstufiger Expansion.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 13. Juli 1887 ab.

Die Anordnung einer dreistufigen Expansionsmaschine wird durch Fig. 1 bis 4 dargestellt. Wie aus dem Grundrifs und den Aufrissen hervorgeht, wirken die Hochdruckcylinder C und der Niederdruckcylinder C" an einer gemeinsamen Kurbel, während der Mitteldruckcylinder C" an einer zweiten, gegen die erste um 90° versetzten Kurbel der Schwungradwelle arbeitet. Diese Anordnung der Cylinder gewährt den Vortheil, dafs die Unterlinie des Indicatordiagramms der Cylinder C C" wie bei Compoundmaschinen ausfällt, wobei die Differenz der Wärme in den Cylindern geringer wird als bei Maschinen nach dem Tandem-System.

Da bei dreistufigen Expansionsmaschinen nur der Hochdruckcylinder vom Regulator beherrscht werden kann und der Receiverdampf zwischen den Cylindern aufserhalb der Gewalt des Regulators steht und erst nach einer gewissen Anzahl von Hüben des Hochdruckcylinders sein Quantum derartig verändern kann, dafs ein Beharrungszustand eintritt, so ist es von Wichtigkeit, den Hochdruckcylinder so abzumessen, dafs derselbe einen möglichst grofsen Bruchtheil der Gesammtkraft der Maschine ausübt und dafs die Receiver so klein als möglich gemacht werden.

Während Schiffsmaschinen so gebaut werden, dafs die Gröfse des Hochdruckcylinders '/₇ bis Y₉ des Niederdruckcylinders beträgt, ist dieselbe bei der vorliegenden Maschine etwa ^]/₄ des Niederdruckcylinders, wobei noch ohne Benachtheiligung der anzustrebenden höchsten Dampfersparung die Leistung des Hochdruckcylinders 40 pCt. von der Gesammtkraft beträgt, also beiläufig so viel wie bei einer Compoundmaschine.

Um die Energie der Regulirung weiter zu steigern, verwendet man keinen Receiver im bisherigen Sinne des W^Tortes, sondern bringt die Verbindungsröhren r r zwischen den Cylindern an, welche mit einem eigenthümlichen, später zu beschreibenden Apparate versehen werden.

Das Volumverhältnifs zwischen dem Hochdruck- und Mitteldruckcylinder ist ca. 1:2, ebenso auch jenes zwischen Mittel- und Niederdruckcylinder. Die Wahl der Cylinderverhältnisse vereinfacht die Maschine wesentlich,'indem hierbei eine Absperrung von ca. 0,55 bis 0,6 die vortheilhafteste ist, zu deren Erreichung jedoch keine besondere Expansionssteuerung nothwendig ist, sondern welche' mittelst einfacher überlappender Vertheilungsschieber ausgeführt wird.

Wie die Zeichnungen zeigen, wird der Mitteldruck- und der Niederdruckcylinder durch unten liegende, als Trickschieber construirte Drehschieber in der Weise gesteuert, dafs bei C" die Schieber gleiche Wege von der Mittelstellung aus machen, während bei C" gröfsere Wege für die Dampferöffnung als für den Exhaust nothwendig sind, was durch Schränkung vermittelst einer Steuerscheibe s erzielt wird.

C' und C" sind mit Dampfmänteln versehen, C" dagegen nicht, weil die Wärmedifferenzen in diesem Raum halb so grofs sind wie in C C", was einerseits die Construction vereinfacht, andererseits aber auch die Anwendung einfacher Schieber ermöglicht, weil bei diesen, wenn die Absperrung 0,55 betragen soll, die Compression bei geheizten Cylindern zu hoch steigen würde.

Für die vierstufige Expansionsdampfmaschine werden die Dampfcylinder nach demselben Grundsatz wie eingangs erörtert angeordnet.

Der Spannungsausgleicher erstreckt sich vom ersten bis zum vierten Cylinder, erhält also vier Ventile mit den entsprechenden Belastungen.

Die Eigenthümlichkeiten der im allgemeinen vorstehend beschriebenen dreistufigen Expansionsdampfmaschine bestehen aus:

1. Einem Apparat, Fig. 4, mittelst dessen, im Falle dafs der Hochdruckcylinder C Vollfüllungen giebt, der überschüssige Dampf durch das mit ca. 5 Atmosphären belastete Ventil ν durch das Rohr r" nach r' geht, somit die Spannung im Rohr r' hebt und die Wirkung des Niederdruckcylinders C" erhöht. Da letzterer der gröfste der drei Cylinder ist, so wird durch diesen Vorgang die Energie der Regulirung sehr erhöht und zugleich vermieden, dafs in C sich excessive Compressionen bilden.

2. Einer Kanalrundschiebersteuerung, Fig. 5, für den Hochdruckcylinder, welche nur halb so grofse Druckflächen, also auch nur halb so grofse Betriebskraft und Abnutzung hat, als die gewöhnliche Corlifs-Steuerung. Wie die links in der Zeichnung dargestellten Schieber zeigen, haben dieselben einen doppelten Einbezw. Ausströmungsquerschnitt und arbeiten dabei vom Beginn der Schieberöffnung bis zum Schlüsse fast drucklos, wie ein aufgehobenes Ventil, indem nur die seitlichen Dichtungen noch Reibung verursachen. Um auch diese zu beseitigen, verwendet der Erfinder bei gröfseren Maschinen eine einfache Vorrichtung, um den Schieber, von dem Augenblicke ab, wo er öffnet, bis dahin, wo er wieder schliefst, von seinem Sitze um 1 mm abzuheben. Diese Vorrichtung besteht einfach in einer an den Stirnflächen des Schiebers angegossenen, .nach dem Radius des Schiebers gekrümmten keilförmigen Leiste, welche auf einem am Schieberkastendeckel befestigten Stift reitet und dabei den Schieber bei Beginn der Oeffnung um 1 mm aufhebt, beim Schlufs jedoch wieder auf seinen Sitz hinuntersinken läfst. Der Antrieb der Schieber geschieht durch eine um 90⁰ sich drehende Steuerungsscheibe s und durch ein einziges Excenter, dessen Stange E die Zeichnung zeigt. Das Ausklinken der Einlafsscheibe erfolgt durch den Riegel b, der von dem kleinen Hebel h bethätigt wird, j Die Welle w des letzteren steht in unmittelbarer Verbindung mit dem Porter-Regulator. Zum Schliefsen der Einlafsschieber verwendet man Vacuumtöpfe V mit Hülfsfedern, welche so regulirt werden können, dafs, nachdem das Vacuum allein zur Bewegung des Schiebers unzureichend ist, die Füllung bis zu 0,55 erweitert werden kann. Da diese bei Nichtausklinkung 0,88 beträgt, so ist die Füllungsgrenze ο bis 0,88.

3. Einer neuen, von der Pleuelstange be~ thätigten Bewegung der Luftpumpe, wie Fig. 1 und 3 zeigen, indem die eiförmige Bewegung der Pleuelstange vermittelst einer Storchschnabelgeradführung in eine verticale, ■ geradlinige verwandelt wird. Der Vortheil dieser Anordnung besteht darin, dafs dieselbe nur ^]/₃ des Gewichts des üblichen Kunstwinkelantriebes hat, und dafs ferner die Aufstellung der Luftpumpe mit dem Condensator unmittelbar unter der Maschinengrundplatte erfolgen kann, wodurch die Schmierung und Instandhaltung der Luftpumpe sehr erleichtert wird gegenüber der Kunstwinkelanordnung, wobei die Pumpe in einer dunklen Cisterne steht.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   An Dampfmaschinen mit drei- oder vierstufiger Expansion und Rundschiebersteuerung die gleichzeitige Anwendung folgender Einrichtungen :

   a) Einschaltung eines Ueberdruckdampfventils zwischen den ersten und zweiten Cylinder, durch welches bei Ueberschreitung einer gewissen Füllung des ersten Cylinders ein Theil des Abdampfes direct in den dritten bezw. in den dritten und vierten Cylinder (bei Quadrupelmaschinen) gelangt, zum Zwecke, die Energie der Regulirung der Maschine zu erhöhen und übermäfsige Compressionen zu vermeiden;

   b) Anwendung von Rundschiebern, welche einen segment- oder U-förmigen Querschnitt haben (Fig. 5) und derart angeordnet sind, dafs sie sich im geschlossenen Zustande mit beiden Sitzflächen gegen die Dampfwegwandungen legen, und sich im offenen Zustande mit ihren breiten Flächen concentrisch oder parallel zu den Dampfwegwandungen und zwischen dieselben stellen, so dafs sie zwei Dampfdurchlässe freilassen, zum Zwecke, bei der unter a) angegebenen Regulirung Druckrückwirkungen des Dampfes möglichst auszuschliefsen und die schnelle Regulirung durch Herstellung grofser Einlafsquerschnitte möglichst zu befördern;

   c) Anordnung der Cylinder bei einer Tripeldampfmaschine derart, dafs der Hoch- und der Niederdruckcylinder auf derselben Kurbelseite und der Mitteldruckcylinder auf der anderen Seite liegen, so dafs der erste und letzte Cylinder möglichst nahe zusammenkommen, zum Zwecke, bei der unter a) angeführten Regulirung die Dampfräume (Receiver-, Uebergangsrohre), in welche das unter a) angegebene Ueberdruckventil überfüllt, behufs energischer Regulirung und rascher Drucksteigerung möglichst gering zu gestalten.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.