DE57715C - Geschlossene Heifsluftmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Geschlossene Heifsluftmaschine.

Die Erfindung betrifft diejenige Klasse von Heifsluftmaschinen, bei welchen dieselbe Luftmenge abwechselnd erhitzt und gekühlt und durch den Druckwechsel der eingeschlossenen Luft der Arbeitskolben bethätigt wird. Die Erfindung besteht in der Ausbildung einer solchen geschlossenen Heifsluftmaschine zur doppelt wirkenden; zu diesem Zweck ist die Verbindung eines Arbeifscylinders mit zwei getrennten Verdrängercylindern derart hergestellt, dafs der eine in das eine Ende und der andere in das andere Ende des Arbeitscylinders ausmündet.

Fig. ι zeigt eine Vorderansicht der Maschine in theilweisem senkrechten Schnitt,

Fig. 2 eine Seitenansicht im theilweisen Schnitt,

Fig. 3 einen Grundrifs,

Fig. 4 den Querschnitt eines der Verdrängercylinder nach der Linie x-x der Fig. 5,

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt eines Verdrängercylinders,

Fig. 6 ein Stück des je in einem Verdrängercylinder angeordneten Regenerators.

Die Maschine besitzt zwei Heizcylinder B, welche je in einen Ofen A eingehängt sind und in gewöhnlicher Weise zur Erhitzung des bestimmten -Luftvolumens dienen. An diesen unteren Theil der Heizcylinder schliefst sich ein mittlerer, als Regenerator dienender Theil B¹ an, während der obere Theil C zur Kühlung der Heifsluft dient und von einem sich beständig erneuernden Wassermantel umgeben ist. Innerhalb jedes der Heiz- und Kühlcylinder B C, die zusammen mit B¹ die Verdrängercylinder bilden, ist ein Rohr B² derartig angeordnet, dafs zwischen ihm und dem Cylinder ein Raum S³ bleibt, durch welchen die Luft in dünner Schicht streichen und sich auf ihrem Weg von den Heizcylindern B zum Arbeitscylinder F und umgekehrt schnell erhitzen bezw. abkühlen kann.

Zwischen dem eigentlichen Kühl- und dem Heizraum jedes Verdrängercylinders ist der Regeneratorcylinder D angeordnet, welcher auf beiden Mantelflächen mit Vorsprüngen d, Fig. 4, 5 und 6, versehen ist und zwischen Rohr B'² und äufseren Cylinder B pafst. Die Reihen der Vorsprünge sind gegen einander versetzt (Fig. 6), so dafs die Luft auf ihrem Wege zu und von dem Arbeitscylinder und den Heiz-' cylindern gezwungen ist, eine gewundene Bahn zu beschreiben und sich dabei vollkommen der Einwirkung der Regeneratoren auszusetzen.

Die oberen Deckel E der Heiz- und Kühlcylinder lassen zwischen sich und dem Rohr B² Räume α, durch welche die Luft hindurchstreichen kann. Die Deckel E greifen mit ihrem Theil -F¹ tief in die Kühlcylinder ein, sind jedoch an diesem Theil zwecks Hindurchlassens der Luft von geringerem Durchmesser als das Rohr B²; sie führen mittelst Stopfbüchsen E² die Stangen G¹ der Verdrängerkolben G, welche in den Rohren B² spielen und zur Verdrängung der Luft dienen.

Der Arbeitscylinder F ist mit nach unten führender Kolbenstange zwischen den beiden Verdrängercylindern angeordnet und oben durch einen Kanal / mit dem linken, unten durch einen Kanal f¹ mit dem. rechts befindlichen Verdrängercylinder verbunden.

Die Kolbenstange H¹ des Arbeitskolbens H geht durch die im Boden des Arbeitscylinders befindliche Stopfbüchse f² und bethätigt den Kolben einer Pumpe I, Fig. 2, welcher unterhalb des Arbeitscylinders angeordnet ist und in

gewöhnlicher Weise aus einem Wasserbehälter gespeist wird.

Von einem Querhaupt H'² der Kolbenstange H¹, welches mittelst senkrechter Stangen H³ geführt ist, wird die Bewegung mittelst Pleuelstange J auf die Kurbel der Schwungradwelle J¹, Fig. 2, übertragen, welche unterhalb des Arbeitscylinders und zwischen den beiden Verdrängercylindern gelagert ist. Die Schwungradwelle J¹ überträgt die Bewegung von Kurbelzapfen / des Schwungrades K aus mittelst Lenkerstange L³ auf einen Arm LP-, welcher mit Balancier L auf Achse L¹ befestigt ist und letztere in Kehrdrehung versetzt , wobei der Balancier mittelst Schubstangen G² und Kolbenstangen G¹ die Verdrängerkolben G verschiebt.

Die Pumpe / drückt das Wasser durch Kanal I¹ in die Kammer/², Fig. i, auf deren Deckplatte M die Schwungradwelle gelagert ist. Von hier gelangt das Wasser durch Kanäle I^s in die Kühlräume, welche die Kühlcylinder umgeben, und kühlt diese, um durch Ausflufsrohre C¹, Fig. i, abzufliefsen. Beim Anlassen der Maschine wird das Schwungrad K zunächst von Hand in der Richtung des Pfeiles (Fig. i) gedreht, so dafs der Balancier den linken Verdrängerkolben G hinabdrückt und den rechten hebt. Geht der linke Verdrängerkolben G nach abwärts, so wird die unter ihm befindliche Luftmenge in den Raum über dem Kolben verdrängt, sie durchstreicht den Regenerator und giebt dabei den gröfsten Theil ihrer Wärme ab, um beim Durchgang zwischen Kühlcylinder C und Rohr B² weiter abgekühlt zu werden. Wird bei der weiteren Umdrehung des Schwungrades der Verdrängerkolben G gehoben, so treibt er die Luft aus dem kalten in den heifsen Theil des Verdrängercylinders, und die Temperatur der Luft wird beim Durchgang durch den Regenerator durch die Wärme gesteigert, welche dort beim vorhergehenden Uebertritt der Luft zum Kühler aufgespeichert wurde. Im Erhitzer B wird dann die Luft wieder bis zu ihrer Anfangstemperatur oder infolge Einwirkung des Ofens A höher erhitzt.

Dieses abwechselnde Heben und Senken des Verdrängerkolbens G und das daraus resultirende Erhitzen und Abkühlen der Luft veranlafst einen Wechsel im Druck auf den Arbeitskolben H und dadurch dessen Hin- und Herbewegung und den Antrieb der Pumpe /.

Ist der Arbeitskolben in seiner untersten Stellung, so nehmen, wie Fig. ι verdeutlicht, die Verdrängerkolben eine Mittelstellung in ihren Cylindern ein.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Eine geschlossene Heifsluftmaschine, deren Verdrängercylinder aus einem Heizcylinder (B), einem Kühlcylinder (C) und einem dazwischengeschalteten Regenerator (D) besteht und in der ganzen Länge ein Rohr (B²J erhält, in welchem der Verdrängerkolben (G) spielt, und welches zwischen sich und dem· Verdrängercylinder nur einen schmalen Ringraum (B^B) läfst, so dafs die verdrängte Luft in ganz dünner Schicht zwischen dem Rohr (B²) einerseits und den heifsen Wänden des Heizcylinders (B) bezw.. den kalten Wänden des Kühlcylinders (C) und dem Regenerator (D) andererseits hinstreichen mufs und dadurch schnell erhitzt bezw. abgekühlt und regenerirt wird.
2. 2. An einer geschlossenen Heifsluftmaschine der zu ι. bezeichneten Art der Regenerator, bestehend aus einer Hülse (D, Fig. 4), welche das innere Rohr (B) des Verdrängercylinders umgiebt und auf beiden Mantelflächen mit zu einander versetzten Vorsprüngen (d) versehen ist, welche die Luft bei ihrer Verdrängung vom Heiz- zum Kühlcylinder bezw. umgekehrt in gewundener Bahn zu fliefsen zwingen und dadurch die Wirkung des Regenerators erhöhen.
3. 3. Eine doppelt wirkende geschlossene Heifsluftmaschine der zu 1. und 2. bezeichneten Art, gekennzeichnet durch die Verbindung eines Arbeitscylinders (F) mit zwei Verdrängercylindern (B C D), welche mit entgegengesetzten Kolbenräumen des Arbeitscylinders (F) in Verbindung stehen, so dafs durch entgegengesetzte Bewegung der Verdrängerkolben (G) in dem einen die Luft erhitzt, in dem anderen abgekühlt wird, und umgekehrt, und durch den hierbei erfolgenden Wechsel im Druck auf den Arbeitskolben (H) dessen Hin- und Herbewegung bewirkt wird.
4. 4. Eine doppelt wirkende geschlossene Heifsluftmaschine der zu 1., 2. und 3. bezeichneten Art, gekennzeichnet durch die Gesammtanordnung, bei welcher der oben zwischen den Verdrängercylindern befindliche Arbeitskolben (F) direct eine unterhalb angeordnete Pumpe (Ij treibt, deren Wasser zum Kühlraum (C) der Verdrängercylinder, sowie zur Lagerung der Schwungradwelle zwecks ' deren Kühlung geprefst wird, welche Schwungrad welle zwischen den Verdrängercylindern (B C D) einerseits und dem Arbeitscylinder (F) und der Pumpe (I) andererseits angeordnet ist und vom Schwungrad (K) aus mittelst einer Lenkerstange (L³) einen über den Cylindern gelagerten Balancier (L) in Schwingungen versetzt, welcher die Verdrängerkolben (G) bethätigt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.