DE447787C - Waermekraftmaschine fuer abwechselnd sich ausdehnende und zusammenziehende Treibfluessigkeit - Google Patents

Description

• Wärmekraftmaschine für abwechselnd sich ausdehnende und zusammenziehende Treibflüssigkeit. Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftmaschine mit Kolben und mit in getrennten Räumen stattfindender periodischer Erwärmung und Wiederabkühlung einer Treibflüssigkeit. Die Erfindung besteht darin, daß die Wärmeaufnahme- und Wärmeabgaberäume der Maschine in einer in sich geschlossenen Umlaufbahn angeordnet sind, z. B. nach Art eines Rohrringleitungssystems, welches von der Treibflüssigkeit trotz der hin und her gehenden Kolbenbewegung in gleichbleibendem Umlaufsinn durchflossen wird. Die Erfindung besitzt einmal den Vorteil der unmittelbar wirkenden Heiz- und Kühlflächen und weiter den Vorteil, daß die Flüssigkeitsmenge beim Kolbenhingang ausschließlich durch ' den Anwärmer und beim Kolbenrückgang ausschließlich durch den Kühler geht, was eine wirtschaftlichere Arbeitsweise mit sich bringen soll, als wenn wie bisher die zu kühlende oder zu erhitzende Luftmenge ähnlicher Wärmekraftmaschinen, z. B. bei Heißluftmaschinen, nacheinander durch den Kühler und den Erhitzer strömen mußte. Bei der neuen Maschine sind der Anwärmeraum und der Kühlraum in dem Umlaufswege der Flüssigkeit sozusagen parallel geschaltet, während bei den bisher bekannten ähnlichen Maschinen die betreffende Anordnung eine Hintereinanderschaltung zu nennen war, bei welcher der Rohrleitungswiderstand, der sich dem Durchtritt der Flüssigkeit durch den Anwärmer und durch den Kühler entgegenstellt, doppelt so groß ist als bei einer Parallelschaltung; denn bei der Hintereinand:erschaltung kommt die doppelte Rohrlänge in Betracht. Im übrigen betrifft die Erfindung die neue Formgebung der Maschine, die durch die gestreckte Anordnung der Einzelteile nur einen geringen Raumbedarf hat. Dieser Vorteil gegenüber älteren Maschinen ist insbesondere durch die Anordnung des Verdrängerzylinders der Arbeitsflüssigkeit erreicht worden, der einen Übergangsraum zwischen den offenen Zugängen des Anwärmers einerseits und des Kühlers andererseits bildet, und dadurch, daß die genannten Teilräume durch Rückschlagventile zur anderen Seite des Verdrängerkolbens führen, auf welchem Wege der Kreislauf für die Arbeitsflüssigkeit geschlossen wird. Weitere Einzelheiten der Erfindung betreffen die Ausbildung der Maschine für die Betriebserfordernisse.
• Als Treibmittel eignet sich besonders Benzol oder eine ähnliche Flüssigkeit. Die Erwärmung kann mit Wasserdampf (Abdampf), die Kühlung mit Wasser erfolgen.
• Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Maschine nach der Erfindung schematisch dargestellt. Die Abbildung zeigt im Aufriß auf der linken Seite einen senkrechten Mittelschnitt und auf der rechten Seite die Außenansicht unter Fortlassung von Ausrüstungsteilen, die das Bild nur unübersichtlich machen würden und in ihrer Ausbildung dem Fachmann geläufig sind.
• In die äußere Stirnseite des Steuerungszylinders a mündet je ein Schenkel des hufeisenförmig gestalteten Anwärmers i und des Kühlers v, die als Rohrbündel ausgeführt sind. Der Anwärmer i wird mit Abdampf einer beliebigen Dampfanlage geheizt und erhält den Heizdampf durch die Zuleitung i mit dem Ventil g, welches den Dampf abwechselnd zur linken und zur rechten Seite der Maschine schickt, die aus zwei symmetrischen Einheiten zusammengesetzt ist. Dem Anwärmer i entspricht rechts der Anwärmer lt, dem Kühler v entspricht rechts der Kühler w. Die Kühler sind in der Richtung unten mit Rohrstutzen ausgestattet, durch die das Kühlwasser oder ein sonstiges Kühlmittel ein-und austritt. Der Preßkolben b in Linie der oberen Anwärmerschenkel bewegt den oberen Hebelarm des zweiarmigen Hebels h hin und her, der um die Achse m schwenkbar gelagert ist und die Steuerstange n der beiden Steuerkolben L hin und her führt. Der Hebel h ist mit seinem unteren Schenkel an ein Getriebe angeschlossen, welches die hin und her gehende Bewegung in Drehungsbewegung zu verwandeln hat. Letzteres geschieht bei dem hier gezeichneten Ausführungsbeispiel durch einen Schlitten mit Bock o, der auf der Gleitbahn p hin und her fährt und mit den zwei Sperrädern g und r ausgerüstet ist. Von diesen wird periodisch abwechselnd die Gallache Kette z um die Kettenräder s und t herum zum Umlauf gebracht. Die Drehkraft der Maschine wird dann von einer der beiden Kettenradwellen u abgeleitet. Die Rückseite des Steuerkolbens L ist durch die Rückschlagventile x und y von den Hohlräumen c, e und d, f getrennt, welche ihrerseits mit den längeren Schenkeln des U-förmigen Anwärmers i und Kühlers v in Verbindung stehen.
• Die Wirkungsweise der Maschine spielt sich folgendermaßen ab: Wenn der auf der Zeichnung in Mittelstellung gezeichnete. Hebel k sich am Hubende befindet, so daß der obere Hebelarm links und der untere Hebelarm rechts ausgeschlagen ist, steht der Steuerkolben L des Zylinders a am Hubende rechts. Sobald unter der Wirkung des im Anwärmer i befindlichen Heizdampfes, z. B. des Abdampfes einer Dampfmaschine, das Benzol sich erwärmt und ausdehnt, treibt @es den oberen Hebelarm des Hebels h von links nach rechts, so daß die Kolbenstange n mit l nach links fährt. Dabei wird das im Zylinder a befindliche Benzol in den Anwärmer i getrieben, denn das Rückschlagventil y des an den Kühler angeschlossenen Hohlraumes f ist geschlossen. Inzwischen bewegt sich das untere Ende des Hebels k infolge des Übersetzungsverhältnisses um die fünffache Hublänge. Kurz vor Beendigung des Hubes wirft der Hebel h mittels eines nicht gezeichneten Gestänges die Steuerklappe oder den Hahn ä herum, wodurch der Dampf zur anderen Maschinenseite abgelenkt wird. Einen Augenblick - zuvor wurde Kühlwasser in den Kühler v geleitet. Wenn jetzt die gegenüberliegende Maschineneinheit dieselben Bewegungen macht, so wird das Benzol der linken Maschinenseite dank der Kolbenverbindung n in den Kühler v getrieben und zieht sich dort zusammen. Das Benzol mußte jetzt den Weg durch den Kühler v nehmen, weil das Rückschlagventil x auf der Anwärmerseite geschlossen ist. Die Abkühlung der Benzolmenge geht schneller vor sich als deren Anwärmung; weil ja ein Teil der zugeführten Wärme in Arbeit umgesetzt und dem Benzol somit schon vorher entzogen wurde. Die nicht gezeichnete Kühlwassersteuerung geschieht selbsttätig durch die Maschine.
• Zum Zwecke gleichmäßigen Ganges der Maschine kann an den Verdrängerzylindern u je ein Sicherheitsventil z angebracht sein, das etwa aus einem federnden Bolzen besteht, der bei zu hohem Betriebsdruck aus dem Gehäuse heraustritt, aber dasselbe nicht etwa öffnet. Diese Bolzenbewegung überträgt sich in beliebiger Art auf eine Drosselklappe der Dampfleitung j in dem Sinne, daß die Wärmezufuhr zu den # i und h vermindert wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmekraftmaschine mit Kolben und in getrennten Räumen stattfindender periodischer Erwärmung und Wiederabkühlung einer Treibflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaufnahme-und ZVärmeabgaberäume in einer in sich geschlossenen Umlaufbahn, z. B. nach Art einer Rohrringleitung, angeordnet sind, die von der Treibflüssigkeit trotz der hin und her gehenden Kolbenbewegung in gleichbleibendem Sinne durchflossen wird.
2. 2. Wärmekraftmaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Zylinders (a) als eines Übergangsraums zwischen den offenen Zugängen des Anwärmungsraums (i) und des Kühlraums (v auf der einen Seite des Verdrängerkolbens (1.)-, deren Rückschlagventile (x, y) zur anderen Verdrängerkolbenseite führen. so daß fortlaufend eine Teilmenge der Treibflüssigkeit zwischen den Anwärmungs- und Wiederabkühlungsperioden im Kreislauf zeitweilig hinter den Verdrängerkolben (L) tritt.
3. 3. Maschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung zweier symmetrischer Wärmekraftmaschinen mit gemeinschaftlichem doppelseitigen Preßkolben (b) an einem gemeinschaftlichen Getriebe (h, n,. o). q.. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibflüssigkeit Benzol oder eine Flüssigkeit ähnlicher Eigenschaft bezüglich des Ausdehnungskoeffizienten und als Heizmittel in an sich bekannter Weise Abdampf einer fremder. Dampfverwertungsanlage dient, während als Kühlmittel in bekannter Weise Wasser verwendet wird. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Anwärmeraum (i) und der Kühlraum (v) in dem Umlaufswege der Flüssigkeit zwecks Wegverkürzung und daraus sich ergebender Wärmeersparnis parallel geschaltet sind. 6. Maschine nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe aus einem von dem Preßkolben (b) um die Achse (m) hin und her bewegten Pendelhebel (h) mit einem davon geführten Schlitten (o) und einer um zwei Räder (s und t) laufenden endlosen Kette (z) besteht, die mittels der Sperräder (g und r) mitgenommen wird. 7. Maschine nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die - Anwärmungsräume (i, lt) und die Kühlräume (v, it!) die Gestalt U-förmiger Rohrbündel haben, deren Mittellinien in der senkrechten Mittelebene der Kolben (b und L) liegen. S. Maschine nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung z. B. des Zylinders (a) ein Sicherheitsventil (7i in Gestalt .eines federnd nachgiebigen, aber undurchlässigen Bolzens vorgesehen ist, der bei Überdruck eine Drosselklappe in der Heizmittelzuleitung (j) verstellt.