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Dreifach-Expansions-Dampfmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine
Dreifach-Expansions-Dampfmaschine, bei der die Hochdruck- und Mitteldruckzylinder
im Innern des Niederdruckzylinders angeordnet sind, um unter möglichst geringer
Platzbeanspruchung eine möglichst hohe Leistung zu erzielen. Um dieses Ziel zu erreichen,
wird gemäß der Erfindung die Dampfmaschine mit einer doppelten Zylinderanordnung
versehen.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
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Abb. i ist eine Draufsicht auf eine Dreifach-Expansions-Maschine,
Abb. 2 ein Aufriß, Abb. 3 ein Längsmittelschnitt in etwas größerem Maßstäbe.
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Abb. q. zeigt einen ähnlichen Schnitt mit den Kolben in einer anderen
Stellung.
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Abb. 5, 6 und 7 sind Schnitte nach 5-5 der Abb. 6, 6-6 der Abb. 5
und 7-7 der Abb. q., und AM, 8 ist ein Einzelheitsschnitt.
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Die Niederdruckzylinder 3, die an ihren Enden die Zylinderdeckel 2
haben, sind an einer Mittelwand i befestigt. Die Exzenterstange i o ist an eine
Kurbel i i angelenkt, welche an der Spindel 12 (Abb. 5) eines drehbaren Ventilkörpers
13 in der Zwischenwand i befestigt ist. Eine Feder 14 hält den Ventilkörper 13 in
seiner Bohrung. Dieser als Hahnküken ausgebildete Ventilkörper 13 hat zwei Bohrungen
i4'und 15, welche die in der Zwischenwand i angeordneten Zweigkanäle 16 und 17 des
Dampfeinlaßkanals 18 mit zwei Kanälen i9 verbinden, die sich in Achsrichtung der
Zylinder durch die Wand i hindurch erstrecken. Diese Ventilsteuerung, welche von
den Corliss-Maschinen her bekannt ist, kann auch durch andere Ventilsteuerungen
ersetzt werden.
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Die Kurbeln 6 und 7 der Kurbelwelle sind durch Pleuelstangen 2o und
21 mit Kreuzköpfen 22 verbunden, an welchen die Kolbenstangen 23 und 24, angeschlossen
sind. Die mittlere Kolbenstange 23 durchsetzt nach Abb. 3 den vorderen Zylinderdeckel
2 und ist mittels einer Platte 26 an einen Kolben 27 angeschlossen, der mit dem
Mitteldruckzylinder 28 aus einem Stück besteht. Im Kolben 27 sind die Enden von
zwei parallelen Stangen 29 befestigt, die durch die Kanäle i9 in der Zwischenwand
i mit genügendem Spielraum hindurchgeführt sind, so daß der Dampfeintritt ungehindert
stattfinden kann,-lind an dem Hochdruckkolben 3o der anderen Zylinderseite befestigt
sind, und zwar derart, daß in der vorderen Endstellung des Kolbens 27 (Abb.3) zwischen
dem Kolben 30 und der Zylinderwand i ein Abstand verbleibt. Der Kolben
30 gleitet in einem Zylinder 31, der an der Zwischenwand i befestigt ist.
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Auf der anderen Seite der 'Zwischenwand i ist ein Hochdruckzylinder
¢o befestigt, in welchem ein Kolben 33 arbeitet. Dieser ist durch eine Stange 3¢
mit einem Kolben 35 verbunden, der auch gleichzeitig einen Mitteldruckzylinder bildet.
Die unbeweglichen
Hochdruckzylinder 31 und 40 bilden die
Mitteldruckkolben. Die Bewegungen des Kolbens 35 werden durch die Kolbenstangen
24, die Kreuzköpfe 22 und die Pleuelstangen 21 auf die beiden äußeren Kurbeln 7
übertragen. Die äußeren Enden der Kolbenstangen 24 sind durch ein Querstück 38 miteinander
verbunden, das durch eine Kolbenstange 37, die durch den hinteren Zylinderdeckel
2 hindurchgeht, mittels Platte und Bolzen 36 an dem Kolben 35 befestigt ist. Die
Kolbenstangen 24 werden zwischen ihren Enden durch Bohrungen 39 in der Mittelwand
i geführt.
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Die Zylinder 31 und 4o haben an den freien Enden Aussparungen
41 in der Zylinderwand, welche den Austritt des Dampfes um die Kolben 3o und 33
herum gestatten. In dem Mitteldruckkolben 42 befinden sich mehrere federbelastete
Anschlagstifte 43.
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Die Niederdruckkolben 27 und 35 sind mit mehreren Bohrungen 45 versehen,
die in das Innere der Mitteldruckzylinder münden und mit Ventilen 46 versehen sind.
Die Ventilre 46 werden für gewöhnlich durch Federn 47' in der Offenstellung (Abb.
3) gehalten. Ferner sind in den Niederdruckkolben 27 und 35 noch öffnungen 47 mit
Ventilen 48 angeordnet, die die beiden Seiten des Niederdruckzylznders verbinden
und ehemfalls durch Federn 49 für gewöhnlich in Offenlage gehalten werden (Abb.4).
Die Zylinderdeckel 2 besitzen gegenüberliegend zu den Bohrungen 47 federbelastete
Anschlagstifte 50, welche am Ende des Hubes der Kolben 27 und 35 die Ventile 48,
entgegen der Spannung der Federn 49, in Abschlußstellung bringen (4bb.3). In den
Enden des Zylinders 3, und zwar in der Nähe der Zylinderdeckel 2, befinden sich
Aussparungen 51, welche den Dampf aus den Mitteldruckzylindern 28 und 35 in die
-i\Tiederdruckzylinder 3 eintreten lassen, denn diese Aussparungen 51 kommen in
Eindeckung mit L-förmigen Kanälen 52 (Abb. 8), die sich in dem Rand der Kolben 27
und 35 befinden.
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Gemäß der Abb. 6 sind auch die Kolben 30 und 33 mit Kanälen 56 versehen,
in welche Ventile 53 eingesetzt sind, welche durch Federn für gewöhnlich in Offenlage
gehalten werden. In der Zwischenwand i befinden sich gegenüberliegend zu diesen
Ventilen 53 federbelastete Anschlagstifte 55, welche in den Endlagen der Kolben
30 und 33 die Ventile 53 in Abschlüßstellung bringen.
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Beim Betrieb der Dampfmaschine wird durch das Exzenter 8 das Steuerventil
13 abwechselnd geöffnet und geschlossen. Der einströmende Dampf gelangt durch
die Kanäle i9 in die Hochdruckzylinder 31 und 40 und treibt die Kolben
30 und 33 nach auswärts. Da. aber die Hochdruckkolben 30 und 33 durch
die Stangen 29 und 34 mit den Mitteldruckkolben 27 und 35 starr verbunden sind,
so werden auch diese Kolben und mit ihnen die Mitteldruckzylinder über den mit den
Hochdruckzylindern aus einem Stück bestehenden Mitteldruckkolb,en 42 nach einwärts
verschoben. Am Ende des Hubes der Hochdruckkolben 30 und 33 strömt der Dampf
durch die Aussparungen 41 aus den Zylindern 31 und 4o hinaus, und die Teile befinden
sich nun in der in Abb. 4 dargestellten Lage, in welcher die Ventile 46 in den Niederdruckkolben
durch den einströmenden Dampf und die Anschlagstifte 43 geschlossen werden. Der
einströmende Dampf drängt die Mitteldruckzylinder nach auswärts, wobei auch die
Hochdruckkolben 30.und 33 wieder in ihre Anfangslage (Abb. 3) zurückgebracht werden,
in welcher die Ventile 53 geschlossen werden. Es findet nunmehr wieder die öffnun;g
des gesteuerten Ventils 13 statt, und der Frischdampf fängt wieder an, auf die Hochdruckkolben
30 und 33 zu wirken. Bevor jedoch das Ventil 13 wieder geöffnet wird, ist
der Dampf aus den Mitteldruckzylindern durch die L-förmigen Kanäle 52 (Abb.9) und
die Aussparungen 5, in die Niederdruckzylinder 3 übergetreten und wirkt auf
die Außenseite der Kolben 27 und 35. Der Druck dieses Dampfes schließt die Ventile
48. Der Dampf in dem Raum zwischen den Zylinderdeckeln .2 und den Kolben 27 und
35 hat eine doppelte Expansion erlitten und unterstützt nun durch den Druck auf
die Außenseite der Kolben 27 und 35 die Arbeit des Frischdampfes auf die Hochdruckkolben.
Wenn der Druck des expandierten Dampfes im Niedendruckzylinder so weit gesunken
ist, daß er nicht mehr imstande ist, die VentÜe 48 gesclUossen zu halten, was kurze
Zeit nach dem Einsetzen des Einwärtshubes der Kolben 27 und 35 stattfindet, dann
strömt der Dampf nach dieser dritten Expansion durch die Ventile 48 in den Innenraum
zwischen den Kolben 27 und 35 und der Stirnwand i. Die Ventile 48 werden vor dem
Beginn der dritten Expansion durch die federbelasteten Anschlagstifte
50 geschlossen und öffnen sich kurze Zeit nach der Fortbewegung der Kolben
27 und 35 von den Zylinderdeckeln 2. Der. in den Innenraum zwischen der Wand i und
den Kolben 27 und 35 befindliche Dampf tritt durch einen Auslaßkanal 57 in der Zwischenwand
i aus.