DE60987C - Dampf-Luftmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Dampf-Lu ft maschine.

Von einer mit hoher Dampfspannung arbeitenden Dampfmaschine wird eine Luftverdichtungspumpe getrieben, die verdichtete Luft entweder durch eine in dem Dampfkessel angebrachte Rohrleitung, oder in einem mit Kesseldampf erhitzten Wärmeapparat auf die Temperatur des Wasserdampfes erhöht, und alsdann in dem Arbeitscylinder als Betriebskraft verwendet.

Statt dessen könnte auch die verdichtete Luft durch ein Röhrensystem in der den abziehenden Feuergasen der Dampfkesselanlage entgegengesetzten Richtung getrieben werden und tritt dann erst in die im Kessel angebrachte Rohrleitung. In diesem Falle wird gröfsere Ausnutzung des Brennmittels und eine gleichzeitige Heizung des Dampfkessels durch das in ihm gelegte Rohrsystem erzielt. Im letzteren findet alsdann je nach der Anordnung eine mehr oder minder grofse Abkühlung der eingeprefsten Luft auf die Temperatur des Kessels statt.

Durch Oeffnen . eines geeigneten Ventiles kann, indem ein Theil der Luft direct in das Calorifer tritt, eine beliebige Regulirung der Temperatur, mit welcher die Luft in den Arbeitscylinder tritt, erreicht werden.

Es sei A, Fig. 1, der Kolben einer Hochdruckdampfmaschine ABC, ferner D die durch die verlängerte Kolbenstange mit in Betrieb gesetzte doppeltwirkende Luftverdichtungspumpe und F der Dampfkessel, in welchem eine eingelegte Rohrleitung HIK als Erhitzer für die in dieselbe eingeprefste Luft dient.

Bei L tritt die erhitzte Luft durch ein Ventil in ein mit einem Sicherheitsventil versehenes Ventilgehäuse V, in welches, auch unter Ventilabschlufs, der dem Kessel bei N entnommene Betriebsdampf strömen kann. Durch die Rohrleitung O P steht ferner dieses Gehäuse und die motorische Kraft mit dem Arbeitscylinder A in Verbindung.

Wird nun durch Oeffnen des Dampfabschlufsventiles 5 die Maschine in Gang gebracht, so arbeitet dieselbe, da der zuströmende Dampf das Ventil M hebt, das Ventil L dagegen schliefst, zunächst als reine Dampfmaschine. Indem aber durch den Compressor mit jedem Kolbenstofs in den Erhitzer Luft geprefst wird, wächst die Spannung in dem-· selben, so dafs, wenn sie den Druck des Betriebsdampfes erreicht hat, das Ventil L gehoben wird und alsdann der Arbeitskolben A seinen Antrieb durch mit Luft gemengten Dampf erhält.

Bei eincylindrigen Maschinen wird der Verdichter, anstatt durch die verlängerte Kolbenstange des Treibcylinders, besser durch eine besondere Kurbel, welche senkrecht zu derjenigen des Arbeitskolbens auf der Schwungradwelle sitzt, getrieben, infolge dessen das Schwungrad weniger Arbeit zu leisten hat.

Bei sehr grofsen Anlagen, z. B. auf Schiffen, erscheint dagegen rathsam, den Verdichter durch ein besonderes Maschinensystem zu. betreiben behufs Umgehung allzu grofser Cylinder. Indem alsdann der Verdichter fast den Durchmesser des ihn in Bewegung setzenden Treibkolberis erhalten kann, liefert er dem Erhitzer mehr Prefsluft, als er zu seinem Betriebe verbraucht, zu, und der Ueberschufs an letzterer

läfst sich dann in einer anderen Maschine (Arbeitsmaschine) verwenden.

Anstatt den Cylinder des Compressors mit Saug- und Druckventilen zu versehen, wird derselbe nach beiliegender Zeichnung (Fig. 2) derartig construirt, dafs auf die Oeffnungen a und b zwei im Horizontalquerschnitt möglichst grofse Aufsätze A und B geschraubt werden und auf die Deckel von diesen die Saug- und Druckventile kommen. Diese Aufsätze, sowie auch der Compressor, werden so weit mit Wasser oder besser noch mit Maschinenöl gefüllt, dafs der Kolben desselben bis an die Ventile drängt. Bei dem Hin- und Hergang des Kolbens wird alsdann die Luft in dem einen Ansatz angesaugt, in dem anderen nach dem Calorifer geprefst und a) hierdurch der mit der Verdichtung sonst verknüpften Erwärmung der Luft thunlichst vorgebeugt,

b) die schädlichen Räume thunlichst vermieden,

c) die Geschwindigkeit der. auf die Luft pressenden (Flüssigkeits-) Kolbenfiä'che zu einer trotz des ungleichmäfsigen Spieles des Kolbens gleichmäfsigen gemacht. Um keinen Verlust an Wasser oder OeI zu haben und hierdurch schädliche Räume zu erhalten, sind die Druckventile wie aus Fig. 3 ersichtlich construirt.

Es hängt nun davon ab:

1. in welchem Verhältnisse der Inhalt des Dampfcylinders zu dem des Luftcompressionscylinders steht,

2. wie hoch die Temperatur im Dampfkessel bezw. im Lufterhitzer ist, und

3. welche Arbeitsleistung abzugeben ist, ob die Maschine in ihrem weiteren Gang als Dampf- und Luftmotor oder nur als letzterer arbeitet.

Zu i. ist zu bemerken, dafs das Verhältnifs der Räume des Arbeitscylinders und des Compressors durch die Kesseltemperatur bestimmt ist; steigt letztere, so schafft der Compressor, wenn die Expansion an dem Regulator bedingt ist, mehr Luft in den Erhitzer, als der Arbeitscylinder verbraucht, infolge dessen wächst die Spannung in demselben so lange, bis entweder das Sicherheitsventil V gehoben wird oder durch höhere Beanspruchung der Maschine die Expansion vermindert, oder bis die Temperatur im Kessel verringert wird.

In allen jenen Fällen, in welchen genügend Kühlwasser vorhanden ist, z. B. bei Schiffen, dürfte, anstatt die Maschine mit Auspuff arbeiten zu lassen, vorzuziehen sein, die aus dem Arbeitscylinder tretende Luft in einem geschlossenen Rohrsystem, etwa mittelst Wasser, abzukühlen und dann dem Compressor zuzuführen (s. Fig. 4 und 5)..

Treten keine Verluste an Spannung durch Undichtheiten der Stopfbuchsen u. s. w. auf, so kann sowohl die offene als auch die geschlossene Maschine ohne Mitwirkung von Dampf in Thä'ligkeit treten, vorausgesetzt, dafs hochgeprefste Luft in dem ganzen System schon vorhanden ist.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Dampf - Luftmaschine, deren zur Dampf- und Luftexpansion geeigneter Cylinder (A) bei Beginn des Betriebes mit reinem Dampfe gespeist wird und mittelst Verdichters (D) die Prefsluft erzeugt, Welche, erhitzt und durch ein Ventilpaar (L M) geregelt, mit dem Kesseldampfe oder allein als motorische Substanz der Dampfbezw. der Hochdruck-Heifsluftmaschine in deren Beharrungszustande dient (Fig. 1), wobei die Auspuffgase, anstatt zu entweichen, abgekühlt und erneut dem Verdichter zugeführt werden können, in welchem Falle die Maschine als geschlossene arbeitet und der durch den Auspuff veranlafste Verlust umgangen wird (Fig. 4 und 5).

2. Bei dieser Maschine eine in einer den Dampfkessel durchziehenden oder durch den Kesseldampf erwärmten Rohrleitung (H I) bestehende Einrichtung zur Erhitzung der geprefsten Luft, wobei im Bedarfsfalle eine Vorwärmung oder Nacherhitzung durch die Kesselfeuergase statte finden kann.

3. Bei einem in Verbindung mit der Ma^ schine unter 1. stehenden Luftverdichter: die Anordnung der Ventile am oberen Ende von ausgebauchten, Flüssigkeit haltenden Gefäfsen (A B), durch deren Gestaltung der unregelmäfsige und lange Hub des Kolbens in eine gleichmäfsige, kurze, schwingende Bewegung der die Luft ansaugenden und fortpressenden Oberflächen (m n) verwandelt wird, unter gleichzeitiger Verringerung der schädlichen Räume und Herabziehung der durch die Pressung verursachten Temperaturerhöhung (Fig. 2 und 3).

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.