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Geschlossene Heißluftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine
geschlossene Heißluftmaschine mit einem Ver--drängerkörper.
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Bei den bisher bekannten Heißluftmaschinen.wird der vorzugsweise als
allseitig geschlossener zylindrischer Hohlkörper ausgebildete Verdränger geradlinig
und rechtwinklig zur Maschinenwelle, und zwar je nach Bauart, entweder senkrecht
auf -und nieder oder waagerecht hin und her bewegt. Es sind auch schon Heißluftmaschinen
mit parallel zur Maschinenwelle .durch umständliche Gestänge, Führungen, Hebelkonstruktionen
u. ;dgl. hin-und her bewegtem Veridränger vorgeschlagen worden, ferner Einrichtungen,
bei welchen an Stelle eines Verdrängers ein oder mehrere Wärmeschirme durch Zahnradvor--gelege
o. dgl. .in Umlauf .gebracht werden. Diese bekannten Vorschläge haben sich jedoch
infolge ihrer Umständlichkeit und wegen der Empfindlichkeit vieler ineinandergreifender
kraftverzehrender Einzelteile nicht bewährt und deshalb in der Praxis nicht durchgesetzt,
und so ist es vorwiegend bei der bekannten Ausführung mit rechtwinklig zur Welle
hin und her oder, hei stehender Bauart, mit- auf und nieder bewegtem, allseitig
geschlossenem hohlem zylindrischem Verdräng r geblieben. Dieses während der Wellenumdrehungen
in wechselseitiger Richtung fortwährend rasch aufeinanderfolgende Hinundherschleudern
oder Aufundniederschwingen des Verdrängers verzehrt erhebliche Kraft und vermindert
daher die an sich schon nicht große Leistung der Heißluftmaschine.. Infolgedessen
kann dieselbe nicht finit kolier Drehzahl in der Zeiteinheit laufen, zumal ja auch
die von der Kühlzone nach der Heizzone und unigekehrt in fortwährendem schnellem
Wechsel zu verschiebende Luft bei jeder Umdrehung der Maschinenwelle zwischen der
Innenwandung des sogenannten Feuertopfes und der Außenwandung des rasch schwingenden
Verdrängerkessels hindurchgepreßt werden
muß, welcher Vorgang einen
beträchtlichen inneren Widerstand in der Maschine ausmacht, denn der Spielraum zwischen
Verdräng er-und Feuertopfwandung muß ja zur Verinei-Jung allzu großen schädlichen
Raumes so gering wie nur irgend möglich gehalten «-erden.
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Alle diese Nachteile sollen durch die vorliegende Erfindung behoben
werden. Diese besteht darin, daß der Verdränger aus einem in einem hohlen, allseitig
geschlossenen und mit dem Arbeitszylinder verbundenen, aus der Kühlzone und der
Heizzone bestehenden Ringraum des Maschinengehäuses in gleicher Drehrichtung kreisenden,
einen halben oder annähernd halben Kreisringaussclinitt bildenden Kolben besteht,
der durch einen Arm mit der Maschinenwelle fest verbunden ist. Weitere Merkmale
bestehen darin, daß der Arbeitszylinder innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, in
dessen Ringraum der Verdränger umläuft und daß ein auf der Welle befestigtes Schwungrad
innerhalb oder außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
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In der Zeichnung ist die Heißluftmaschine in zwei beispielsweisen
Ausführungsformen dargestellt. Es zeigen Abb. i einen senkrechten Schnitt durch
die Maschine, Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. i gelegt.
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Abb. 3 ebenfalls einen senkrechten Schnitt durch die Maschine in anderer
Ausführungsform und Abb. .I bis 6 einige beispielsweise Verdr;iiigerquerschnitte.
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In denn hohlringartigen Gehäuse N, N', in dessen mittlerem gloel:enförmigeinTeilderA.rbeitszvIinder
E sitzt und welches in seinem oberen Teile die Kühlzone K und in seinem unteren
Teile die Heizzone H enthält, läuft frei und ungehindert der mit seinem Arine iJI
auf der :Maschinenwelle C bzw. C befestigte, als Ringausschnitt ausgebildete
Verdränger I' um mit dein für seine reibungslose ungehinderte Bewegung praktisch
geringstmöglichen Spielraum zur, Innenwandung des Gehäuses IV, `'.
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In ihrer inneren bzw. äußeren O_tierschnittsforni, die beliebig sein
kann, stimmen beide, der Hohlrahm K, H des Gehäuses N, N' und der
Verdränger L', b", überein, d. h. die äußere L'mritlgestalt des Verdrängers V,
V entspricht genau der inneren Hoblraumquerschnittsforni H, 1i des Ringgehäuses
N, N', natürlich abgesehen von dein für die ungehinderte kreisende Bewegung des
Verdrängers v", ' erforderlichen, praktsich geringstmöglichen Spielraum zwischen
diesem und der Innenwandung des Gehäuses 1', N'. Der Verdrän--er l", l" selbst
kann als voller (massiver) oder als hohler Körper ausgebildet sein; voll ausgebildet
wirkt er vorteilhaft als 21 masse mit.
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In den Abb. i bis 3 hat der gleichsam als Drehkolben arbeitende Verdränger
I'. @l)enso wie der Kühlraum h und der Heizraum H
rechteckigen Querschnitt
und in den Abb.4 his 6 sind einige andere Profile l-' beispielsweise dargestellt.
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Je nach Bauart kann die Heizung von unten, vgl. Abb. i bis .I, oder
von der Seite her, vgl. Pfeile in den Abb. j und 6, erfolgen. Dementsprechend kann
der Arbeitszylinder stehend, liegend, schräg geneigt oder nach unten -gerichtet
angeordnet «-erden, desgleichen die- Maschinenwelle C liegend oder stehend.
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In den bei ff' und Ti-' vorgesehenen Behältern kann der Kühlraum 1i,
insbesondere bei Maschinen gröllerer Ausführung, noch durch Wasser gekühlt sein.
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In der in Abb. i und 2 dargestellten 1Iaschinenausführungsform ist
das Schwungrad LT neben dem Gehäuse 1` angeordnet, während in Abb. 3 das Schwungrad
L" innerlialb des Gehäuses l'' auf der Kurbelwelle C
sitzt. Der Schwungradkranz
ist zur Herstellung des Gleichgewichtszustandes zwischen dein Schwungrad und detii
@'erdr'ingei-1>ei G bzw. (;'-verstärkt, so daß beider ScInverpunkte in einer Ebene
:r-.t liegen (Vgl. Abb. 2) bzw. in eine Linie v-v (vgl. Abb. 3) fällen. Bei der
Ausführung nach Abb.3 herrscht vollständiger Gleichge@vie.litsztistand. (la hierbei
der Verdränger l' und (las Gegengewicht G' sich in der geraden Linie genau gegenüberstehen.
Diese Ausführung hat auch noch den Vorteil der breiteren Lagerung der Kurbelwelle
C gegenüber der Ausführung der Abb. i und ergibt auch nur eine S,#'ellendurchtrittsstelle
im Gehäuse l-', während bei der Ausführung nach Abb. i sieh zwei Wellendurclitrittsstellen
am Gehäuse 1' befinden.
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Der Vorgang in der der Erfindung zugrunde liegenden Maschine ist demjenigen
der gebräuchlichen Heißluftmaschinen ähnlich. Wenn sich der Verdränger l' in der
Kühlzone 1i befindet und die Luft in der Drehrichtung (vgl. Abb.2) vor sich leer
in die Heizzone H geschoben hat, wird dieselbe dort erwärmt; sie dehnt sich aus
und treibt den Kolben D nach oben (vorwärts). Wiihrend dieser Bewegung gelangt der
Verdränger h in die Heizzone H und schiebt die Luft in die Kühlzone K, woselbst
sie sich zusammenzieht und den Kolben D nach unten bewegt.- d. h. zurücksaugt. Der
Verdränger l", l' schiebt als kreisender Kolben die Luft vor sich her, ohne daß
dieselbe zwischen dein Verdränger und der inneren Ringraumwandung hindurchgepreßt
wird, wie das beim gewöhnlichen
Heißluftmotor zwischen den Wänden
des Feuertopfes und der Außenfläche des Verdrängers in ständig schnell wechselndem
Richtungstempo geschieht. Diese den Gang der Maschine außerordentlich stark hemmenden
Widerstände sind beim Erfindungsgegenstand vollständigvermieden; desgleichenkraftn-srzehrende,
umständlich inainandergreifem;de Hebel, Gestänge, in Stopfbüchsen gleitende Rohre
oder Bolzen, Zahnräder u. dgl.
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Zur Vergrößerung der Heiz- und Kühlwirkung können die Heiz- und Kühlflächen
und dementsprechend auch die jeweiligen Verdrängeroberflächen gewellt sein, wie
dies in Abb.4 und 6 beispielsweise dargestellt ist. Die verbrauchten Heizgase können
zu den Löchern F ungehindert austreten.
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Die Heißluftmaschine ist in verschiedenen Größen ausführbar, und es
können gegenüber der gezeichneten und beschriebenen Darstellung auch handwerksmäßige
Änderungen getroffen werden, ohne daß sich hierdurch am Wesen der Erfindung etwas
ändert.