DE534568C - Durch Dampf betriebener Luftkompressor - Google Patents

Description

• Durch- Dampf betriebener Luftkömpressor Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Maschinen zur Erzeugung von D-rückluft: Die nachstehend beschriebene Maschine hat zwar eine ähnliche Bauart wie eine Brennkraftmaschine, unterscheidet- sich aber wesentlich von einer solchen, da sie durch Dampf-angetrieben wird. Die Antriebsenergie wird also nicht im Zylinder erzeugt, sondern in- einer beliebigen Vorrichtung " außerhalb, : der Maschine und der letzteren durch Röhren zuge-, leitet. f Bei den-- bisherigen Maschinen zur Erzeu-' gung von Druckluft waren für das Zusammendrücken und Ausstoßen der Luft zwei getrennte Aggregate erforderlich,- nämlich eine Antriebsvorrichtung, beispielsweise ein Brenn-' kraftmotor o. dgl. zur Erzeugung der Energie, und ein besonderer, von der Antriebsvorrichtung getriebener -Luftkompressor, der - die Druckluft zur Verwendung- außerhalb des Zylinders, beispielsweise in einem .Druckluftakkumulator oder einem Drückluftmator, lieferte. = -Die Vorrichtung nach -der Erfindung ermöglicht ein Komprimieren der Luft auf einer oder auf beiden Seiten des Kolbens; jedoch ist in beiden Fällen stets ein Einlaß für den Dampf und ein Ausläß für die'Druckluft:auf' derselben Seite des- Kolbens an dem-Zylinderangebracht. Es wird also der Raum auf einer Seite des Kolbens-sowohl zur Leistungsäbgäbe. wie auch zur Drucklüfterzeugungbenutzt'und hierzu; wenri der' Kolben am- Ende seines Hubes im toten. Punkt -steht;. Dampf ein-'. :gelassen, dann. die Dampfzufuhr an einer-bestimmten Stelle abgesperrt, so-daß der Dampf in der- bei. Dampfmaschinen üblichen ' Weise expandieren -kann, und darauf; nachdem- der' Dampf am Ende des Hubes in die freie Luft oder in eine andere Maschine ausgepufft ist, je'nach der Bauart-und Einstellung- der Maschine gleichzeitig oder ungefähr gleichzeitig Spülluft in den Zylinder -oberhalb. des Kolbens eingelassen, die..den -Auspuffdampf verdrängt -und- den Zylinder xnit frischer Luft füllt. -Nachdem-nunmehr. die Schwungkraft des Schwungrades denn Kolben über-den. toten Punkt hinweggebracht und den--Kolbenaufgang eingeleitet hat, werden die öffnüngen für -die Spülluft geschlossen, so daß während des übrigen Teiles des Hubes sich nur noch -die -Luft in dem Zylinder -befinde, die nach der Verdrängung des Dampfes und dem Schließen der Auspufföffnung - in --diesen eingelassen wurde. Sei der Vollendung des Kreislaufes wird diese Luft komprimiert und-ausgestoßen, worauf dann wieder Frischdampf in den Zylinder eintritt und die Arbeitsschzitte sich in der angegebenen. Reihenfolge wiederhelen: ---Offenbarist die Einstellung der Ventile=ünd der Takt, in dem- diese arbeiten, @je nach den .,Umständen vdrschieden und muß entsprechend -der Verwendung des' Kompressors berechnet werden, _ . - - " _, -... Die Erfindung wird- nachstehend .an einer --Maschine beschrieben; bei der pur eine Seite des Kolbens- -`für- den doppelten. 'Zweck der Krafterzeugung und der,Luftkoxnpresßion-ver-

  wendet wird. In der eine solche Anordnung

  darstellenden Zeichnung ist -

  Abb. r eine teilweise geschnittene Vötdet--

  ansicht der Maschine,-

  Abb.2 eine teilweise geschnittene SA-Ileii-

  ansicht derselben,

  Abb. 3 eine Draufsicht auf den oberen Teil

  derselben;

  Abb. q., 5 und 6 zeigen im Schnitt die bei

  der Maschine verwendeten Ventile, die an sich

  nicht neu sind.

  In den verschiedenen Abbildungen sind zur

  Bezeichnung der gleichen Teile. stets dieselben

  Bezugszeichen verwendet worden.

  In der Zeichnung ist mit a ein Zylinder be-

  zeichnet, dessen oberes Ende durch -einen

  Deckel a1 verschlossen ist und der auf einem

  zylindrischen "teil bi des das Kurbelgehäuse

  bildenden Maschinengestells b ruht.

  An dem Maschinengestell befinden sich

  Lager c, die- die Kutbelwelle-mit der Kurbel .d-

  tragen. Auf die Kurbelwelle ist: ein Schwung-

  rad e aufgekeilt. -- -

  Die Kurbel ist durch eine Kolbenstange f -

  von beliebiger Art üiit -deal Welizapferi f i

  eines Kolbens g verbunden.

  Der Kolben g wird durch Dampf angetrie-

  ben; . -der "vßn -einer - äußerhälb befindlichets

  Dänipferzeügung-sanläge-durch ein. Däffpfein-

  laßventiiit in deri Zylinder eintritt. Die Bäuärt

  dieses- Ventils känii verschieden .sein, jedoch

  ist eine- zwecltlnäßige Anerdnung in -Abb.-6

  ,dargestellt., Z - Steue*

  - ur #ruiigdesJDainpfeinläßventi'Isdieht

  vorzugsweise die nachstehend - beschrxebeire

  mechanische Vorrichtung. -.Der Dämpf, tritt

  unter Drüclt = ein und expandiert in der= -bei

  Dampfmaschinen übllchenWeise,.Wobei :erden

  Kolben -in seine-unterste Stellung =im. Zylinder

  treibt. -=Än .einer -bestihnmtell Stelle wird-die

  Dämpfzufuhr abgesperrt. . Kürz vor Beelidi-.

  gong -des Abwärtshubes des. Kolbens wird -der

  DaiVpf in die freie Lüft -üdei- -in. .eine _ändete

  Maschine ausgepuffft. _

  Die Abb. z, 2@ 3 und-,4 ±eigen -ein Auspuff-

  ventil von.geeigneter--B'äuätt. Weilil. der Kol-

  ben ungefähr- die :in Abb. t -.und 2 :gezeichnete

  Stellung erreicht _hat,--wird unmittelbar über

  dem -Kolben Spülluft in -deti Zylinder einge-

  lassen. - -

  Die Spülluft steht unter schWdchem Drüdk:

  Bei - der in -der @Zeiehnuing dargestellten Ma-

  schine wird sie deizl Kurbelgehäuse entnommen

  und strömt aus diesem -durch :eine Auslaß-

  öffnung k und ein -Rohr ki sowie oberhalb des

  Kolbens angebrachte Einlaßöffnuügen k2 'in

  den Zylinder. Gleichzeitig wird durch .das

  Röhr von -einer Zers'tältberdüse--äüs-fefn-zer-

  stäubtes Wasser eingelassen.. Letzteres- er-

  niedrigt die Temperatur-,def Luft,-so-daß zum

  Komprimieren-derselben 'inniger Energie-er--

  forderlich ist, und ersetzt gleichzeitig einen Wassermäntel: Die Spülluft drückt den Abdämpf durch das Abdampfventil j heraus. Durch den. Aufwärtsgang des Kolbens werden die Öffnungen k2 geschlossen und .damit die -Zufuhr von Spülluft abgesperrt. Gleichzeitig oder ungefähr gleichzeitig schließt sich auch das Ventil j.= Nach dem Schließen- .des Auspuffventils j wird die im Zylinder zurückgebliebene Luft durch den weiteren Aufwärtsgang des Kolbens komprimiert und unter Druck durch das Luftventil n herausgedrückt, womit der Kreislauf' beendet _ ist. Die herausgedrückte Preßluft . wird an ihren Bestimmungsort geleitet und für den Beginn eines neuen Kreislaufes Frischdampf in- den Zylinder eingelassen.
• Durch -die Kompression der Luft werden die Zylinderwände und der- Deckel auf eine für das Einleiten von Dampf beim Hub günstige Temperatur erwärmt Hierdurch wird der Wirkungsgrad erhöht, da bei- Beginn der -Dampf einströmüng keine Kondensation stattfindet. . Am Ende des Hubes bleibt eine kleine-Luftmenge in dem Zylinder -zurück, die sich mit dem eintretenden Frischdampf mischt und unmittelbar nach Überschreiten des toten Funktes. treibend auf :den Kolben wirkt - _ _ -- ' - -.De): Aufwärtsgang des Kolbens- -und die Überwindung des toten Punktes werden durch die Schwungkraft des Schwungrades bewirkt, und es ist daher- bei dieser Bauart der Mas-chige.-wiclitig, daß die- Ste_üerrvorrichtung für -da_s D-ämpfenla_Bvent#l so ausgeführt ist, daß die Energie des- eingelassenen Dainpfesgrößer ist, . als zum. Komprimieren- der Luft auf den ge@vünschten Druck und zum Ausstoßender der P-re£iluft erforderlich ist.- Wenn man will, kann, man- aber- die Dampfzufuhr noch weiter steigern, so däß--die Maschine außerdem noch aridere finit ihr verbundene Vorrichtungen antreiben :kann: -. -Zum .Einlassen,-der Spülluft ist an dem Kurbelgehäuse -ein Luftventil o angebracht, das sich - unter _ Drück- schließt, aber beim Unterdrück, wenn -der Kolben sich aufwärts -bewegt, Luft-in da`s Kurbelgehäuse -einläßt. Eine derartige Anordnung ist bei der in der Zeichnung dargestellten Bauart der Maschine -zweclcmäBig;-jedöch-kann,dieLuftzufuhr auch durch andere Vorrichtungen bevwirkt werden, öline daß dadurch von dem Prinzip. der Erfindung abgewichen wird:.
• Zum Antrieb der Ventile h und j dienen Stängenhlund j1; die in geeigneten Führungen gelagert sind.. Aus= den : oberen Teilen der Ventile ragen ' =kurze; .unter -'Federdruck stehende -Steuerstangen» =und- j2 heraus.. In diese greifen Iiebel p ein,.- die auf einem Bock -q schwingbar .gelagert und mit- den Stangen hl und jl verbunden sind. Die unteren Enden der letzteren werden durch Kurvenscheiben gesteuert, deren Winkelstellung auf der Welle so bemessen ist, daß sich die oben angegebene Wirkung bei dem Kreislauf der Bewegungen ergibt.
• Zum Antrieb der Kurvenscheiben dient eine Zahnradübersetzung y, die ihren Antrieb 'von der Hauptwelle erhält und die Drehung auf die Welle s der Kurvenscheiben überträgt. Auf dieser Welle sind die Kurvenscheiben t und t1 angeordnet und so eingestellt, daß sie den Stangen h' und j1 ihre Bewegung erteilen. Die Stange j'-, die nach oben wirkt, wird unmittelbar angetrieben, während die andere Stange h', die nach unten wirkt, mit einem Bügel h2 verbunden ist.
• In der vorstehenden Beschreibung ist eine einfachwirkende Maschine angegeben; jedoch kann deren Wirkungsprinzip auch so angewendet werden, daß die Wirkung auf beiden Seiten des Kolbens einer entsprechend gebauten Maschine stattfindet. Der Kolben ist dann in ähnlicher Weise in einem geeigneten Zylinder angeordnet, dem die Spülluft nach irgendeinem bekannten Verfahren zugeführt wird und dessen Inhalt ebenfalls in bekannter Weise ausgestoßen wird.
• Bei allen bis jetzt bekannten Kompressoren wird der Wirkungsgrad dadurch vermindert, daß die schädlichen Räume sich mit Druckluft füllen, die beim Saughub des Kolbens wieder auf den Druck der einströmenden Luft expandiert, bevor frische Luft in den Zylinder eintritt. Bei der vorliegenden Vorrichtung folgt aber auf den Kompressionshub ein Druckhub und kein Saughub, so daß der vorgenannte Verlust vermieden wird: Eine weitere Energieersparnis wird beim Erfindungsgegenstand durch die Verwendung des früher genannten Sprühregens erzielt, wobei in die Luft Wasser in Form eines Nebels eintritt, der den größten Teil der Kompressionswärme verschluckt, so daß die Preßluft den Kompressor mit angenähert der gleichen Temperatur verläßt wie gesättigter Dampf bei dem gleichen Druck.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Durch Dampf betriebener Luftkompressor, dadurch gekennzeichnet, daß in den Arbeitszylinder im Augenblick der Vollendung des durch den Dampf bewirkten Kolbenhubes Spülluft eingelassen und nach der Verdrängung des Dampfes wieder abgesperrt und durch den zurückgehenden Kolben komprimiert wird.
2. 2. Luftkompressor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit der 'Spülluft zusammen Wasser in den Zylinder eingespritzt wird.
3. 3. Luftkompressor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülluft dem Kurbelgehäuse der als einseitig wirkende Dampfmaschine in der Art eines Verbrennungsmotors ausgebildeten Maschine entnommen und durch den Kolben selbst gesteuert wird.