DE76204C - Dampfmaschine mit Vermeidung der Abkühlung der Cylinderwände durch Einlafs heifser Gase - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 26. Juli 1893 ab.

Die vorliegende Erfindung hat eine Maschine zum Gegenstande, mittelst welcher der Dampfverbrauch durch Anwendung erhitzter Luft oder Gases vermindert werden soll. Zu diesem Zweck werden die Betriebsmittel genannter Art während der Auspuffperiode auf der Auspuffseite des Cylinders in den letzteren eingeführt und nehmen dann die Stelle des seine Arbeit bereits verrichtet habenden Gemisches ein, so dafs, wenn der Kolben nahe am Ende seines Hubes angelangt und die Auspufföffnung geschlossen ist, die heifse Luft oder das Gas im schädlichen Raum auf der jeweiligen Auspuffseite comprimirt wird und dafs nach Voll- < endung des Hubes und beim Eintritt frischen Dampfes für den Rückgang des Kolbens die mit dem frischen Dampfe in Berührung kommenden Flächen durch die vorher eingelassene heifse Luft oder das Gas in solchem Mafse erhitzt sind, dafs die unter gewöhnlichen Verhältnissen bei Beginn des Kolbenhubes auftretende Condensation des Dampfes sehr verringert oder vom praktischen Standpunkt aus sogar verhindert wird.

Um die erhitzte Luft oder das Gas in geeigneter Weise einströmen zu lassen und diese Einströmung regeln zu können, werden in den Wänden oder Deckeln der Cylinder Ventile angeordnet, oder es können solche Ventile auch in einen hohlen Kolben eingesetzt werden, welchem der durch heifse Luft oder Gas vertretene Betriebsstoff durch eine hohle Kolbenstange zugeführt wird, wobei letztere durch den Cylinderdeckel hindurchgeführt ist und in einem Luft- oder Gasbehälter endigt.

Die hohle Kolbenstange, durch welche der Betriebsstoff hindurchzieht, kann zum Betriebe einer Luftpumpe dadurch nutzbar gemacht werden, dafs der Kolben der letzteren auf die hohle Kolbenstange aufgesetzt und mit Ventilen zum Einlassen des Betriebsstoffes versehen ist.

Arbeitet man mit genügend hohem Dampfdruck und tritt der Dampf der Reihe nach in zwei oder mehrere Cylinder über, um in denselben Arbeit zu verrichten, so wird die heifse Luft oder das Gas in geeigneter Weise dem letzten oder dem Niederdruckcylinder zugeführt, um die Innenwandung des letzteren in der oben angegebenen Weise zu erhitzen.

In den der Beschreibung beiliegenden Zeichnungen sind beispielsweise einige Ausführungsformen angegeben.

Fig. ι zeigt in Längsschnitt und Ansicht, Fig. 2 in Kopfansicht den Cylinder einer Dampfmaschine, bei welcher die den Betriebsstoff (erhitzte Luft oder Gas, ζ. Β. heifse und gereinigte Feuergase) in den Gylinder einlassenden Ventile in der Wandung des letzteren vorgesehen sind.

α ist der durch die Deckel b b^l abgeschlossene Cylinder, über welchem sich die Heifsluft- oder Gaskammer c mit dem Eintrittsstutzen d für den Betriebsstoff und mit. den den Eintritt der Heifsluft oder des Gases regelnden Ven-

tilen e e befindet, ff sind die Ventilsitze, g die Einlafskänäle für die Heifsluft oder das Gas und h ist der Austrittskanal für das vorher im Cylinder Arbeit verrichtet habende Gemisch aus frischem Dampf und Heilsluft oder Gas. i sind Schraubenfedern, welche um die Spindeln der Ventile e e gewickelt sind und diese Ventile so lange geschlossen halten, bis durch Oeffnen des betreffenden Auspuffventils der Druck im Cylinder so gering geworden ist, dafs sich durch den Druck der Heifsluft oder des Gases die Ventile e öffnen; hierbei strömt die Heifsluft oder das Gas in den Cylinder ein und treibt die vorher Arbeit verrichtet habende Mischung von Dampf und Heifsluft durch den Kanal h aus. Beim nachfolgenden .Schlufs des Ausströmkanals h wird während der Vollendung des Hubes des Kolbens K ein Theil der Heifsluft oder des Gases comprimirt.

In der Anordnung nach Fig. 3, 4 und 5 sind die den Eintritt von Heifsluft oder Gas bewirkenden Ventile in den Cylinderdeckel eingesetzt. Hier sind dd die Einlafskänäle für die Heifsluft oder das Gas, e e die Ventile mit ihren Sitzen ff, die in Fig. 6 in gröfserem Mafsstabe angegeben sind.

Für die Temperatur und Pressung der Luft wird, nach Angabe des Erfinders, für eine mit Dampf von 7 bis 9 Atm. arbeitende Dampfmaschine die in den Cylinder übertretende Heifsluft am besten auf ungefähr 200 ° C. gebracht und mufs der Druck dieser Luft so stark sein, dafs sie den Rückdruck des Auspuffdampfes überwindet. Hierfür genügt ein Ueberdruck der Heifsluft von 0,036 kg pro 1 qcm über den genannten Rückdruck.

Die Heifsluft oder das Gas kann auch — wie in Fig. 8 im Schnitt und in Fig. 9 in Ansicht angegeben — durch den hohlen Kolben K mit, ebensolcher Kolbenstange / in den Cylinder übergeführt werden. Die durch Federn 0 paarweise mit einander verbundenen Ventile e werden durch diese Federn auf ihre Sitze f gedrückt. Letztere befinden sich an den herausnehmbaren Gehäusen m, durch deren Längsschlitze die Heifsluft oder das Gas in den Cylinder übertritt und welche durch einen Ring η festgehalten werden.

In der Ausführung des Beispiels nach Fig. ι ο erfolgt der Zutritt von heifser Luft oder von Gas in den Cylinder durch den hohlen Kolben K und die hohle Kolbenstange /. An dem Ende der letzteren sitzt ein mit Durchbrechungen q versehener Kopf ρ, welcher das gleichmäfsige Eintreten von Luft in die Kolbenstange an jedem Punkt ihres Weges sichert. Der Cylinder r, in welchem die Stange / sich hin- und herbewegt, steht durch den Stutzen s mit dem die Luft erhitzenden Apparate in Verbindung.

In dem Beispiel nach Fig. 1 r ist die hohle Kolbenstange / in dem nach dem Erhitzer führenden Rohre t teleskopartig verschiebbar.

Fig. 12 zeigt als Beispiel eine Anordnung, bei welcher die hohle Kolbenstange / eine Luftpumpe treibt. Hier sind im Kolben u der Pumpe Luftventile ν vorgesehen, durch welche die erhitzte Luft oder das Gas in die hohle Kolbenstange I übertritt und welche durch Federn n> auf ihre Sitze niedergedrückt werden. χ ist der Anschlufsstutzen und yy sind die Einlafsventile der Pumpe.

Der die Oeffnung der Ventile e für die erhitzte Luft oder das Gas bewirkende geringe Ueberdruck kann durch eine Luftpumpe oder ein Gebläse aufrecht erhalten werden, welches einen Strom heifser Luft oder Gas in den Cylinder überleitet. Dieser Ueberdruck kann auch durch Erzeugung einer theilweisen Luftleere im Cylinder mittelst eines Exhaustors hervorgerufen werden.

In Fig. 13 ist eine Dampfmaschinen-Anlage angegeben. 1 ist der Dampfkessel, 2 die Dampfmaschine, 3. das Gebläse beliebiger Anordnung, 4 der Lufterhitzer, aus Metallröhren zusammengesetzt, durch welche die Luft hindurchstreicht und welche aufsen von den heifsen Gasen bespült werden, oder umgekehrt. Dieser Lufterhitzer liegt im Heizkanal des Dampfkessels. 5 ist ein Ueberhitzer für den Dampf und die Luft, welche Mittel in bezw. um die Röhren desselben geführt werden. Die Luftzuführungsrohre 6, 7 und 8 verbinden das Gebläse 3 mit dem Lufterhitzer 4 und dem Ueberhitzer und diesen mit dem Dampfmaschinencylinder, dem der Betriebsdampf aus dem Dampfkessel durch die Rohre 9 und 10 zugeführt wird.

Ausgeschlossen ist nicht, die Ventile, in denen die zur Anwärmung der Cylinderwandungen und schädlichen Räume des Dampfmaschinencylinders dienende heifse Luft oder das Gas in den Cylinder übergeleitet wird, nur zur Einführung der halben Luft- oder Gasmenge zu benutzen, während die andere Hälfte durch den hohlen Kolben eingeführt wird.

Statt Tellerventile können auch Schieberund Kolbenventile, Drehschieber etc. zur Verwendung kommen, wobei auch hier Vorsorge zu treffen ist, dafs das Oeffnen solcher Ventile erst erfolgt, wenn bereits der im Cylinder herrschende Druck unter denjenigen der heifsen Luft oder des Gases herabgegangen ist, und dafs das Schliefsen dieser Einlafsventile vor Beginn der Compression der heifsen Luft oder des Gases im Cylinder erfolgt.

Auch bei mehrcylindrigen. Maschinen kann man den directen Kesseldampf in Verbindung mit erhitzter, in den Cylinder eingeführter Luft

oder mit Gas in sämmtlichen oder einigen der Cylinder zur Arbeitsleistung verwenden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Dampfmaschine, bei welcher zur Verhinderung der Abkühlung der Cylinderwände während der Auspuffperiode auf der jeweiligen Auspuffseite' des Kolbens heifse Luft oder Gas in den Dampfcylinder einströmt, mit den Auspuffgasen abströmt und während der Compressionsperiode innerhalb des schädlichen Raumes zusammengedrückt wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.