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Mehrzylindrige Dampfmaschine Die Erfindung bezieht sich auf mehrzylindrige
Dampfmaschinen, deren Zylinder sternförmig um eine Dampfeinlaßkammer angeordnet
sind, mit der sie zeitweilig durch die Dampfeinlaßorgane verbunden werden. Die Erfindung
besteht darin, daß die Maschine nach dem Gleichstromverfahren arbeitet und eine
mittlere rohrförmige Einlaßkammer die in Radialebenen liegenden feststehenden Zylinder
trägt, deren Kolben auf je eine vor den äußeren Enden der Zylinder angeordnete Kurbelwelle
wirken.
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Es sind bereits mehrzylindrige Dampfmaschinen mit umlaufenden Zylindern
bekannt, die sternförmig um eineDampfkammer angeordnet sind, welche jedoch zugleich
als Einlaßkammer und als Auslaßkammer dient. Bei den neuzeitlichen Dampfmotoren,
die mit hohen Drücken und sehr hoher Überhitzung arbeiten, treten infolgedessen
wegen der großen Temperaturunterschiede sehr große Wärmespannungen auf. Außerdem
ist eine ausreichende Schmierung wegen der stark wechselnden Temperaturen nicht
gesichert. Diese Schwierigkeiten sollen durch die Erfindung dadurch vermieden werden,
daß der kühlere Auslaßdampf mit der mittleren Eintrittskammer nicht in Berührung
kommt. Auf
der mittleren Eintrittskammer gemäß der Erfindung können
nicht nur die Zylinder, sondern auch die Lager der Kurbelwellen und gegebenenfalls
noch aus Auslaßkammern befestigt werden. Man erhält auf diese Weise eine sehr gedrängte,
widerstandsfähige Bauart.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird zur Steuerung
der Auslaßschlitze ein an sich bekannter, zwischen dem Zylinder und einem zu diesem
gleichachsigen :Mantel angeordneter Rohrschieber in der Weise verwendet, daß der
Rohrschieber zwei Reihen von Austrittsöffnungen steuert, von denen die eine die
Austrittsöffnungen des Arbeitszylinders enthält, während die andere ausschließlich
zur Entlüftung der mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehenden Zylinderseite dient.
Infolgedessen kann der Beginn und das Ende des Dampfaustritts viel besser geregelt
werden, als wenn der Schieber zugleich den Eintritt und den Austritt steuern soll,
wie es bei einer bekannten Anordnung der Fall ist.
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Die Abbildung zeigt in vereinfachter Darstellung einen Teilschnitt
durch eineMaschine nach der Erfindung.
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Diese Maschine enthält drei Reihen von Dampfzylindern, deren Achsen
sternförmig im Winkel von i2o° zueinander angeordnet sind. In der Zeichnung ist
im Schnitt nur ein Zylinder einer der Zylinderreihen dargestellt, während die beiden
anderen Reihen lediglich angedeutet sind. Die nachstehend für einen Zylinder oder
eine Zylinderreibe gemachten Angaben finden auch für die anderen Zylinder Anwendung.
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Sämtliche Zylinder sind an einer gemeinsamen Dampfkammer i befestigt,
welcher der Dampf von einer beliebigen Quelle aus durch einen nicht dargestellten
Kanal zugeführt wird. Aus dieser Dampfkammer kann der Dampf in jeden Zylinder durch
ein Ventil 3 eingelassen werden, das bei dem dargestellten Beispiel für sich allein
den gesamten Boden des Zylinders bildet. Während des Dampfeinlasses sowie darauf
während der Entspannung des Dampfes nach Schließung des Einlaßventils treibt der
Dampf den Kolben q. zurück, der über eine Pleuelstange 5 eine Kurbel 6 der Kurbelwelle
7 in Drehung versetzt.
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In der seitlichen Wandung des Zylinders 2 sind Auspufföffnungen 8
in einem gewissen Abstand vom Zylinderboden vorgesehen, wobei dieser Abstand kleiner
als der Kolbenhub ist.
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Bis der Kolben q. an die für den Auspuff gewählte Stelle gelangt,
bleiben die Öffnungen 8 durch eine zylindrische Laufbüchse 9 verschlossen, welche
den Zylinder .2 umgibt und sich in Längsrichtung auf diesem Zylinder unter
der Wirkung einer oder zweier fest mit der Kurbelwelle 7 verbundener Kurbeln io
verschiebt.
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`renn der Kolben 4 bei Drehung der Kurbelwelle 7 in Richtung des Pfeiles
i i einen bestimmten Teil seiner Hubbewegung ausgeführt hat, so zieht die Kurbel
io nach Überschreitung des Totpunktes die Laufbüchse 9 an, bis diese durch Freilegung
der Öffnungen 8 den Eintritt des Dampfes in die ring: um den Zylinder 2 von einem
zylindrischen Mantel 13 gebildete Auspuffkammer 12 sowie von dort durch einen Rohrstutzen
1,4 den Austritt in die Außenluft, in einen Kondensator oder in irgendeine andere
Vorrichtung gestattet, in welcher der Auspuffdampf ausgenutzt werden kann.
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Der an der Dampfkammer oder dem Schieberkasten i befestigte Mantel
13 ist gleichachsig zum Zylinder 2 und zur Laufbüchse 9 angeordnet. Der Querschnitt
dieser Laufbüchse 9 ist an einer oder mehreren Stellen ihrer Länge derart gewählt,
daß sie, abgesehen von dem für ihre Bewegung erforderlichen Spiel, den gesamten
zwischen dem Zylinder 2 und dem Mantel 13 liegenden Zwischenraum ausfüllt, so daß
verhindert wird, daß der Dampf in Richtung der Kurbelwelle entweichen kann; bei
dem dargestellten Beispiel sind solche Verstärkungen der Laufbüchse 9 an zwei Stellen
15 und 16 vorgesehen, die voneinander durch einen Ringraum 17 getrennt sind.
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Die Abdichtung zwischen diesen Verstärkungen 15 und 16 einerseits
und der Innenwandung des festen Mantels 13 andererseits kann, wie dargestellt, durch
Ringnuten erhöht werden, die in jenen Verstärkungen ausgespart sind und dabei eine
Art Labyrinthdichtung bilden.
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In der Wandung des Zylinders 2 ist ferner eine Reihe von Öffnungen
18 an einer solchen Stelle vorgesehen, daß sie niemals mit der Dampfkammer des Zylinders
in Verbindung gesetzt werden. In der Laufbüchse 9 ist in Höhe des ringförmigen Zwischenraums
17 eine Reihe von Öffnungen i9 ausgespart, deren Anordnung derart gewählt ist, daß
sie infolge der Bewegung der Laufbüchse 9 die Öffnungen 18 jedesmal freilegen, solange
der Dampfdruck im Zylinder :2 zwischen dem Zylinderboden und dem Kolben größer als
der auf der anderen Seite des Kolbens herrschende Druck ist. Mittels eines in der
Wandung des festen Mantels 13 angeordneten Rohrstutzens 2o kann durch irgendwelche
bekannten Mittel ein Unterdruck in dem Ringraum 17 erzeugt werden, derart, daß bei
Freilegung der Öffnungen 18 durch diese Öffnungen hindurch der gesamte Dampf angesaugt
wird, der zwischen dem Zylinder 2
und dem Kolben 4 sowie zu beiden
Seiten der Laufbüchse 9 hätte entweichen können.
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Ein am Mantel 13 befestigtes Gehäuse 21 trägt durch Lager die Kurbelwelle
7 und umgibt diese. Dieses Gehäuse 21 kann als Ölbehälter benutzt werden.
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Das Einlaßventil3 kann durch bekannte Mittel gesteuert werden. Bei
dem dargestellten Beispiel wird es von einer Kurvenscheibe 22 gesteuert, die an
einer in der gemeinsamen Dampfkammer befindlichen Welle 23 festsitzt, deren Achse
sich auf der Schnittlinie der durch die Achsen der Zylinder 2 jeder Reihe bestimmten
Ebenen befindet. Diese Kurvenscheibe 22 wirkt auf eine Rolle 24, die auf einem fest
mit dem Ventil 3 verbundenen Rahmen 25 gelagert ist, der eine gleichachsig zum Ventil
3 verlaufende Spindel 26 trägt. Diese Spindel ist in einer geeigneten Bohrung
der Wandung der Dampfkammer i geführt. Die Schließung des Ventils 3 wird durch den
Druck des in der Kammer i befindlichen Dampfes bewirkt.
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Die durch die Kolben den drei Kurbelwellen 7 der Maschine mitgeteilte
Laufbewegung und die sich dabei ergebende Antriebskraft kann in irgendeiner bekannten
Weise ausgenutzt werden. Beispielsweise kann diese Antriebskraft durch Zahnradgetriebe
oder mittels irgendwelcher anderer geeigneter Übertragungsmittel auf eine gemeinsame
Welle 23 übertragen werden. Auf jeden Fall wird man der Welle 23 eine Umlaufbewegung
mitteilen, die mit der Umlaufbewegung der Kurbelwelle 7 synchron ist. Alle Kurvenscheiben
22 sind auf der Welle 23 in der Weise ausgebildet und gerichtet, daß sie zu den
gewählten Augenblicken der Hubbewegung des entsprechenden Kolbens die Öffnung des
Ventils 3 hervorrufen und seine Schließung gestatten. Diese Augenblicke können durch
irgendwelche bekannten Mittel einstellbar sein, beispielsweise durch veränderliche
Profile der Kurvenscheiben 22 und durch Längsverschiebungen der Welle 23.
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Die verschiedenen Zylinder 2 sind auf die Länge der Maschine derart
verteilt, daß weder diese Zylinder noch die ihnen entsprechenden Organe sich gegenseitig
behindern.
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Natürlich können in allen Ausführungseinzelheiten im Rahmen der Erfindung
vielfach Abänderungen vorgenommen werden. Insbesondere kann die über i liegende
Zahl der Zylinderreihen beliebig sein. Diese Reihen können einander gegenüberstehen,
V-förmig, sternförmig, symmetrisch oder unsymmetrisch angeordnet werden. Die Laufbüchse
9 kann fehlen, wobei der Auspuff durch irgendwelche bekannten Mittel, beispielsweise
allein dadurch gesteuert wird, daß der Kolben die Auspufföffnungen freilegt. Es
versteht sich, daß die Anordnungen der Zylinder sowie die Bewegungen der beweglichen
Teile derart gewählt werden, daß ein möglichst vollständiger Massenausgleich erzielt
wird.