DE898592C

DE898592C - Piston steam engine

Info

Publication number: DE898592C
Application number: DESCH1311D
Authority: DE
Inventors: Otto Schwarz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1941-12-16
Filing date: 1941-12-16
Publication date: 1954-01-11

Description

Kolbendampfmaschine Kolbendampfmaschinen mit einer Vielzahl von nacheinander öffnenden Einlaßventilen sind bekannt; der Zweck dieser Ventile ist, durch das zuerst öffnende Ventil eine Vorentlastung des oder der später öffnenden Ventile herbeizuführen.Piston steam engine Piston steam engines with a variety of successively opening inlet valves are known; The purpose of these valves is to get through that first opening valve to bring about a pre-release of the valve or valves that open later.

Es ist ferner bekannt, die Auslaßöffnungen längs des Zylinders anzuordnen, mit dem Ziele, die schädlichen Räume der einzelnen Ventilkammern reihenweise zuzuschalten.It is also known to arrange the outlet openings along the cylinder, with the aim of connecting the harmful spaces of the individual valve chambers in rows.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kolbendampfmaschine die Dampfführung so zu gestalten, daß Hoch- und Höchstdruck sowie Dampf und Temperatur ohne vorhergehenden Wärmeentzug nur mit Expansion in einem Zylinder verarbeitet werden. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß eine Vielzahl von Einlaßöffnungen längs des Zylinders angeordnet und derart gesteuert ist, daß der Dampfeinlaß mit fortschreitender Bewegung des Kolbens in aufeinanderfolgenden Stufen stattfindet; - es eilt also gewissermaßen die Dampfeintrittsöffnung dem Kolben nach, was durch Verwendung von längs des Zylinders verteilten Einlaßöffnungen, die jeweils nach Vorbeigang des Kolbens geöffnet werden, erreicht wird. Auf diese Weise ist Gewähr dafür gegeben, daß der Kolben und auch der Zylinder auf stets gleicher Temperatur gehalten werden, so daß Wärmeverluste und Kondensatbildung auf ein Minimum reduziert werden, was eine erhebliche Steigerung des Wirkungsgrades bedeutet.The invention is based on the object in a piston steam engine to design the steam supply so that high and maximum pressure as well as steam and temperature processed without prior heat extraction only with expansion in a cylinder will. This object is achieved in that a plurality of inlet openings is arranged along the cylinder and controlled such that the steam inlet with progressive movement of the piston takes place in successive stages; - so to a certain extent the steam inlet opening hurries after the piston, which goes through Use of inlet openings distributed along the cylinder, each according to Passing the piston open is achieved. In this way there is a guarantee given that the piston and the cylinder are always at the same temperature so that heat losses and condensation are reduced to a minimum which means a significant increase in efficiency.

Besonders zweckmäßig ist es, die erfindungsgemäße Anordnung in Verbindung mit längs des Zylinders verteilten Auslaßöffnungen zu treffen, wobei die Verdichtungsspannung in bekannter Weise durch Offen-oder Geschlossenhalten der einzelnen Auslaßventile verändert werden kann; dadurch wird erreicht, daß beim Zurückgehen des Kolbens der gesamte im Zylinder enthaltene Dampf nicht den gleichen Weg über die ganze Zylinderlänge zurücklegen muß wie der Kolben; dies aber arbeitet einer Abkühlung des Zylinders und des Kolbens in erheblichem Maße entgegen. Die Maßnahme der an sich bekannten Anordnung von längs des Zylinders verteilten Auslaßöffnungen ist daher ein wichtiger Beitrag zur Lösung der Erfindungsaufgabe, den Kolben und den Zylinder auf möglichst stets gleicher Temperatur zu halten.It is particularly useful to combine the arrangement according to the invention with outlet openings distributed along the cylinder, with the compression stress in is changed in a known manner by keeping the individual exhaust valves open or closed can be; this ensures that when the piston goes back the entire Steam contained in the cylinder does not travel the same way over the entire length of the cylinder must cover like the piston; but this works by cooling the cylinder and the piston to a considerable extent. The measure of the known per se Arrangement of outlet openings distributed along the cylinder is therefore an important one Contribution to solving the task of the invention, the piston and the cylinder as possible always keep the same temperature.

Vorteilhaft sind die Ein- und Auslaßöffnungen zu längs des Zylinders angeordneten, je aus einem Eir-und Auslaßventil bestehenden Ventilsätzen zusammengefaßt.The inlet and outlet openings are advantageous along the length of the cylinder arranged, each composed of an Eir and exhaust valve existing valve sets.

Die Steuerung der Ein- und Auslaßventile geschieht zweckmäßig durch den aus einem öder mehreren Auslaßkanälen ausströmenden Dampf; die Regelung der Dampfzufuhr zu und der Dampfableitung von diesem Steuerkolben erfolgt durch umlaufende Steuerwalzen mit mantelseitigen Durchgangsöffnungen.The control of the inlet and outlet valves is expediently done by the steam flowing out of one or more outlet channels; the scheme of Steam is supplied to and removed from this control piston by rotating Control rollers with through openings on the shell side.

In weiterer Entwicklung des eingangs erwähnten Erfindungsgedankens wird das in den innenliegenden Ventilkammern komprimierte Dampfgemisch zur Vorwärmung des Kolbens ausgenutzt. Zu diesem Zweck wird der Kolben ganz oder teilweise hohl ausgebildet und an der den Ventilen gegenüberliegenden Stelle mit einer Dampfdurchgangsöffnung versehen, durch welche das in den Ventilkammern komprimierte Dampfgemisch in das Kolbeninnere gelangen kann.In a further development of the inventive idea mentioned at the beginning the vapor mixture compressed in the internal valve chambers is used for preheating of the piston used. For this purpose, the piston is completely or partially hollow and at the point opposite the valves with a steam passage opening provided, through which the vapor mixture compressed in the valve chambers into the Can get inside the piston.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar Fig. i einen Längsschnitt durch Zylinder und Steuerungsgehäuse, Fig. 2 und 3 einen der Ventilsätze vergrößert im Achsschritt, und zwar Fig. 2 im Querachsschnitt zum-Hauptzylinder mit nur einem Steuerungszylinder und der Dampfzu- und der Dampfableitungsschieberwalze, letztere im Querschnitt, Fig.3 den Ventilsatz im Längenachsschnitt zum Hauptzylinder mit zwei nebeneinandergebauten Steuerungszylindern. (wie in Fig. _ im mittleren Ventilgefäßraum eingesetzt dargestellt ist).The drawings show an embodiment of the invention, and although Fig. i shows a longitudinal section through the cylinder and control housing, Fig. 2 and 3 one of the valve sets enlarged in the axial step, namely FIG. 2 in the transverse axis section to the main cylinder with only one control cylinder and the steam supply and steam discharge slide roller, the latter in cross section, Fig. 3 the valve set in the longitudinal axis section to the main cylinder with two control cylinders installed next to each other. (as in Fig. _ in the middle Valve chamber is shown inserted).

Längs des Zylinders Z sind in Abständen fünf Ventilgefäße VG I bis VG V (Fig. z) angeordnet. Der Kolben der Maschine ist mit K bezeichnet und in Fig. z in seiner Mittelstellung bei der Bewegung vom rechten zum linken Totpunkt gegenüber dem Ventilsatz VG III gezeigt; er sitzt auf der Kolbenstange KS. Die Kurbelseite des Zylinders ist mit Ku S, die Deckelseite mit DeS-bezeichnet; gemäß Fig. 2 und 3 besteht jeder der Ventilsätze VS I bis VS V aus zwei ringförmigen Schiebern V I und V II, deren ersterer für den Dampfauslaß und deren letzterer für den Dampfeinlaß bestimmt ist. Der Schieber V I hat kleineren Durchmesser als der Schieber V II; bei seinem Öffnungshube legt sich der Schieber V I in den Schieber V II. Beide Schieber bewegen sich vor Dampfdurchgangsschlitzen Sch, welche den Dampfdurchgang von Dampfzuleitungskanälen EK bzw. zu Dampfableitungskanälen AK ermöglichen. Der innere. Aufbau jedes Ventilsatzes gliedert sich, wie Fig. 2 und 3 zeigen, in fünf übereinändergebaute Teilstücke, und zwar in die eigentliche Ventilkammer VK, in die topfartig eingelegte Dampf- und Olabdichtungsbuchse St, für beide Ventile V I und V II in die zentral gelegene Ölkammer Ö, in den Hubraum H für die Ventilhöhe und in die Dampfsteuerungszylinder DZ I und DZ II. Das Ölzuleitungsrohr ÖZ (Fig. 2) zieht seitlich an den fünf Ventilsätzen vorbei und speist die Ölkammern Ö mit der aus einer Ölpumpe zugebrachten Ölmenge. Von den beiden Dampfsteuerungszylindern des in Fig. 2 gezeigten Ventilsatzes ist nur einer zu sehen; in Fig. 3 und i hingegen sind die nebeneinanderliegenden Steuerungszylinder eines Ventilsatzes sichtbar. Beide Ventile V I und V II führen, wenn sie auf Öffnen und damit auf Herstellung der Verbindung mit dem Dampfeinlaßkanal EK bzw. dem Dampfablaßkanal AK gestellt werden, einen Hub nach oben aus. Das Dampfeinlaßventil V II verschiebt sich hierbei gegenüber der Abdichtungsbüchse St, welche mit der inneren Wandung des Ventilgehäuses zu diesem Zweck einen Ringraum R bildet. Die Abdichtungsbüchse St ist zugleich Träger sämtlicher Dampf-und Öldichtungen. Das Auslaßventil V I erhält die Verbindung mit seinem zugehörigen Steuerungskolben mittels einer Ventilspindel SP und den Querstegen Qu, welche mit dem Ventilschieber V I fest verbunden ist. Das Einlaßventil V II ist nicht mit einer mittleren axialen Ventilspindel verbunden, sondern mit zwei exzentrisch angeordneten Spindeln. Der Ventilring des Einlaßventils V II hat zu diesem Zweck an den Stellen L zwei Ausbuchtungen, in welchen die beiden Ventilspindeln Sp I und SP II eingeschraubt sind. Die Dampf- und Olabdichtungsbuchse St nimmt eine Abdichtung SA für die Auslaßventilspindel Sp auf; ferner sind seitlich ebensolche Abdichtungen SA I und SA II für die Einlaßventilspindeln SP I und SP II vorgesehen. Die mittlere Ventilspindel SP des Auslaßventils V I ist unabhängig von den beiden äußeren Spindeln SP I und SP II des Einlaßventils gesteuert. Geführt wird die zentrale Ventilspindel SP des Auslaßventils an einer Spindelführungsplatte ER I (Erhebungsplatte), die Ventilspindeln SP I und SP II an einer Führungsplatte ER II. Diese Führungsplatten übermitteln mittels Führungsbolzen den Ventilen bei ihren Auf- und Abwärtsbewegungen eine genaue Führung. In jedem der Steuerungszylinder DZ I und DZ II läuft ein Steuerkolben EV I und EV II, von -denen in Fig. 2 nur einer zu sehen ist. In Fig.3 und auch i dagegen sind beide Steuerungszylinder eines Ventilsatzes nebeneinandergebaut ersichtlich. Die beiden Kolben sind j e durch eine kleine Kolbenstange KS I und KS II mit der Führungsplatte (Erhebungsplatte) ER I und ER II verbunden, so daß also, wie erkennbar, bei einem Hub des Kolbens IV I das Auslaßventil V I, bei einem Hub des Kolbens EV II hingegen das Einlaßventil V II geöffnet wird: Die Steuerung des Kolbens EV I und EV II in den Zylindern DZ I und DZ II erfolgt durch Dampf, Welcher diesen Zylindern über zwei seitlich der Ventilsatzserie VS I bis VS V und parallel angeordnete Dampfleitungen DL I und DL II zu- bzw. von diesen, abgeführt wird (s. Fig. 2 und auch x). Die Leitungen DL I und DL II besitzen Mantelöfinungen M, durch welche der Dampf in radialer Richtung strömen kann. Umgeben sind die Leitungen DL I und DL II je von einer Schieberwalze JE I und JE II. Diese Schieberwalzen sind an ihrem Mantel ebenfalls mit Dampfdurchgangsöffnungen versehen und regeln somit je nach ihrer Stellung den Eintritt von Steuerungsdampf in die Zylinder DZ I und DZ II. Jeder Zylinder DZ I und DZ II hat über und unter den zugehörigen Kolben EV Dampfein-und Dampfaustrittsöffnungen (Fig.2), welche mit Leitungen gegen die Schlitze der äußeren Laufbuchse M I der Schieberwalze JE I und JE II münden, so daß also, wenn die betreffende Schieberwalze mit einer Dampfdurchtrittsöffnung einer dieser Leitungen gegenübersteht, Dampfdurchgang und damit Beeinflussung des zugehörigen Kolbens EV' erfolgt. Um den Grad der Füllung verändern zu können, sind die Schieberwalzen JE I und JE II axial verschiebbar. Die Mantelöffnungen der Schieberwalzen, durch welche der Dampf ein- bzw. austritt, sind keilförmig und in Fig. i für Vorwärtslauf in der Schieberwalze JE I mit Vo bezeichnet, in der. Schieberwalze JE II mit Vo I angegeben. Ebenso sind die Keilschlitze für Rückwärtslauf in der Schieberwalze JE I mit Rii und in der Schieberwalze JE II mit Rü I bezeichnet. Die Stellung der Steuerung in Fig. 3 entspricht der Stellung des Ventilsatzes VS III in Fig. i. Der Steuerungskolben EV I, welcher mit dem Dampfauslaßschieber in Verbindung steht, ist auf Geschlossen gestellt, der Steuerungskolben EV II, welcher mit dem Dampfeinlaßschieber in Verbindung steht, auf Offen. Der Kolben K wandert nach links (Fig. i); die Beaufschlagung der Steuerungskolben EV I und EV II mit neuem Steuerungsdampf und die dadurch erzielte Verschiebung dieser Kolben enden in jenem Zeitpunkt, zu dem die Querschnittsflächen der Keilschlitze Vo bzw. Rü der Schieberwalze JE I vor den Schlitzen der Manteloberflächen M bzw. M I sich durch deren Drehung verkleinern, im Gegensatz zu jenen Querschnittsflächen der sich nach entgegengesetzter Richtung bewegenden Keilschlitze Vo I bzw. Rü I der Schieberwalze JE II vor den Schlitzen der Manteloberflächen M bzw. M I. Diese Querschnittsflächen gewinnen an Durchgangsfläche so viel, als bei der gegenüberliegenden Schieberwalze JE I ausscheidet. Wie oben angegeben, ist nach Fig. i der Dampfeinlaßschieber V II des Ventilsatzes VS III auf Offen gestellt. Tritt nun, wie nach Fig. i dargelegt, eine Beeinflussung des Steuerungskolbens EV II des Ventilsatzes VS III in diesem Sinne ein, daß damit das dazugehörige Dampfeinlaßventil sich schließt, so bleibt dieses geschlossen, bis der Kolben K die Stellung der Fig. i auf dem Rückweg wieder einnimmt. Dies entspricht einer halben Kurbelumdrehung, und aus diesem Grunde sind die Keilschlitze unter sich je doppelt in Versetzung von 18o° vorgesehen (in Fig. i ist nur die eine Keilschlitzgruppierung ersichtlich). Durch Axialbewegung der Schieberwalze läßt sich, wie ersichtlich, der Füllungsgrad verändern. Wird die Axialverschiebung so groß, daß die Keilschlitze Ra bzw. Rü I wirksam werden, dann ist die Maschine auf Rückwärtslauf umgesteuert. Die Keilform der Schlitze Vo und Rü bzw. Vo I und Rii I ist daher in entgegengesetzten Keilformen zueinander gestellt. Aufgabe der Schieberwalze JE I ist demnach, die Steuerungszylinder DZ I bzw. DZ II unter Volldruckdampf zu setzen, damit die Ventilbewegung mit größtmöglicher Beschleunigung stattfindet, während die Leitung DL II die Aufgabe der frühzeitigen und raschen Entleerung der Steuerungszylinder hat. Wie in Fig. 2 für das Auslaßventil V I gezeigt, münden die Leitungen i und 3 über die Kolben EV I und EV II in den Zylinder DZ I und DZ II und die Leitungen 2 und q. unter diesen Kolben. Sinngemäß ist die Anordnung für jeden der weiteren Steuerungszylinder. Jede der beiden Schieberwalzen JE I und JE II muß gemäß obigem für jeden der Zylinder DZ I bzw. DZ II zwei Steuerschlitze besitzen. Da beispielsweise fünf Zylinder DZ I und fünf Zylinder DZ II vorhanden sind, macht dies für jede Schieberwalze viermal fünf = zwanzig derartige Schlitze aus (je vier gehören zu einem Ventilsatz, s. Fig. i). Die Dampfmenge, welche aus dem Hauptzylinder bei der Ventilkammer VK III in den Ausströmkanal AK III austritt, wird nicht nach dem Kondensator geleitet, sondern wird über ein Überströmungsrohr zu der Leitung DL I und von hier in die zehn Steuerungszylinder gesteuert (in jedem der fünf Ventilsätze sind zwei derartige Steuerungszylinder vorhanden). Nach vollzogener Beeinflussung der Steuerungskolben EV I und EV II strömt der Abdampf über den Abdampfleitungen zu der Schieberwalze JE II, um von hier über die Dampfleitung DL II und das Ableitungsrohr zum Kondensator zu fließen. Der Antrieb der beiden Schieberwalzen erfolgt mit Hilfe von Zahnrädern von einer Welle der Dampfmaschine aus und somit in zwangsläufiger Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens. Erfindungsgemäß wird der Dampf zum Antrieb der Maschine dem Zylinder Z jeweils mittels der ersten drei auf dem Kolbenweg von einem Totpunkt zum andern hintereinanderliegenden Ventilkammern VK V, VK IV, VK III bzw. VK I, VK II, VK III zugeleitet. In der dargestellten Stellung der Fig. i vollführt der Kolben, wie bereits angedeutet, eine Linksbewegung; das auf der Kurbelseite RüS liegende Dampfeinlaßventil V II des fünften Ventilsatzes VS V hat, je nach Notwendigkeit des gesteuerten Füllungsgrades der Schieberwalzen JE I und JE II; seine Öffnung beibehalten oder auch wieder geschlossen. Die so gesteuert eingetretene Dampfmenge leistet Expansionsarbeit, und der Kolben gelangt zur nächstliegenden Ventilkammer VZ IV. Steht der Kolben auf gleicher Höhe mit dieser Kammer, kommen die gleichen Eintrittsmöglichkeiten für diesen Ventilsatz zur Geltung, wie dies soeben für den vorerwähnten Ventilsatz angegeben wurde. Diese zweite Dampfeinströmung trifft auf die bereits expansierenden Dampfanteile im Zylinder und ergänzt bzw. überhitzt diese bereits kraftleistende Dampfmenge. Da nun der Kolben bei seinem weiteren Wege im Zylindermittel infolge des Kurbelgesetzes auch seine größte Geschwindigkeit annimmt, benötigt er wiederum eine dieser Geschwindigkeit angepaßte Dampfmenge; durch das Einlaßventil V II des dritten Ventilsatzes VS III wird sie ihm zugeleitet. Diese Öffnung erfolgt, wenn der Kolben auf gleicher Höhe mit der Ventilkammer VK III steht. Abermals erfolgt eine Wiederüberhitzung und Ergänzung der Dampfmenge im Zylinder.Five valve vessels VG I to VG V (FIG. Z) are arranged along the cylinder Z at intervals. The piston of the machine is denoted by K and is shown in FIG. Z in its central position during the movement from the right to the left dead center in relation to the valve set VG III; it sits on the piston rod KS. The crank side of the cylinder is denoted by Ku S, the cover side by DeS; 2 and 3, each of the valve sets VS I to VS V consists of two annular slides VI and V II, the former for the steam outlet and the latter for the steam inlet. The slide VI has a smaller diameter than the slide V II; on its opening stroke, the slide VI lies in the slide V II. Both slides move in front of steam passage slots Sch, which enable steam to pass from steam supply ducts EK or to steam discharge ducts AK. The inner one. The structure of each valve set is divided, as shown in FIGS. 2 and 3, into five superimposed sections, namely in the actual valve chamber VK, in the pot-like inserted steam and oil sealing bushing St, for both valves VI and V II in the centrally located oil chamber Ö , in the displacement H for the valve height and in the steam control cylinder DZ I and DZ II. The oil supply pipe ÖZ (Fig. 2) pulls sideways past the five valve sets and feeds the oil chambers Ö with the amount of oil supplied by an oil pump. Of the two steam control cylinders of the valve set shown in Figure 2, only one can be seen; in Fig. 3 and i, however, the adjacent control cylinders of a valve set are visible. Both valves VI and V II perform an upward stroke when they are set to open and thus to establish the connection with the steam inlet channel EK or the steam outlet channel AK. The steam inlet valve V II is displaced in relation to the sealing sleeve St, which forms an annular space R with the inner wall of the valve housing for this purpose. The sealing sleeve St is also the carrier of all steam and oil seals. The outlet valve VI is connected to its associated control piston by means of a valve spindle SP and the transverse webs Qu, which is firmly connected to the valve slide VI. The inlet valve V II is not connected to a central axial valve spindle, but to two eccentrically arranged spindles. For this purpose, the valve ring of the inlet valve V II has two bulges at the points L into which the two valve spindles Sp I and SP II are screwed. The steam and Olabdichtungsbuchse St t take a seal SA for the Auslaßventilspindel Sp on; furthermore, the same seals SA I and SA II are provided laterally for the inlet valve spindles SP I and SP II. The middle valve spindle SP of the outlet valve VI is controlled independently of the two outer spindles SP I and SP II of the inlet valve. The central valve spindle SP of the outlet valve is guided on a spindle guide plate ER I (elevation plate), the valve spindles SP I and SP II on a guide plate ER II. A control piston EV I and EV II runs in each of the control cylinders DZ I and DZ II, only one of which can be seen in FIG. 2. In Fig. 3 and also i, on the other hand, both control cylinders of a valve set can be seen installed side by side. The two pistons are each connected to the guide plate (elevation plate) ER I and ER II by a small piston rod KS I and KS II, so that, as can be seen, when the piston IV I lifts the exhaust valve VI, when the piston lifts EV II, on the other hand, the inlet valve V II is opened: The control of the piston EV I and EV II in the cylinders DZ I and DZ II is carried out by steam, which these cylinders via two side of the valve set series VS I to VS V and parallel steam lines DL I and DL II is supplied or discharged from these (see Fig. 2 and also x). The lines DL I and DL II have jacket openings M through which the steam can flow in a radial direction. The lines DL I and DL II are each surrounded by a slide roller JE I and JE II. These slide rollers are also provided with steam passage openings on their jacket and thus regulate the entry of control steam into the cylinders DZ I and DZ II depending on their position Cylinder DZ I and DZ II has above and below the associated piston EV steam inlet and steam outlet openings (Fig.2), which open with lines against the slots of the outer sleeve MI of the slide roller JE I and JE II, so that if the relevant Slide roller with a steam passage opening opposite one of these lines, steam passage and thus influencing the associated piston EV 'takes place. In order to be able to change the degree of filling, the slide rollers JE I and JE II can be moved axially. The sheath openings of the slide rollers, through which the steam inlet and outlet are,. I, referred to wedge-shaped and in Fig for forward in the slide roller JE I with Vo in the. Slide roller JE II indicated with Vo I. Likewise, the wedge slots for backward running in the slide roller JE I are designated with Rii and in the slide roller JE II with Rü I. The position of the control in Fig. 3 corresponds to the position of the valve set VS III in Fig. I. The control piston EV I, which is connected to the steam outlet slide, is set to closed, the control piston EV II, which is connected to the steam inlet slide, is set to open. The piston K moves to the left (Fig. I); the application of new control steam to the control pistons EV I and EV II and the resulting displacement of these pistons end at the point in time at which the cross-sectional areas of the wedge slots Vo and Rü of the slide roller JE I pass through the slots in the jacket surfaces M and MI Reduce the rotation, in contrast to the cross-sectional areas of the wedge slots Vo I and Rü I of the slide roller JE II moving in the opposite direction in front of the slots in the jacket surfaces M and M I. These cross-sectional areas gain as much passage area as the opposite slide roller JE I drop out. As stated above, according to FIG. I, the steam inlet slide V II of the valve set VS III is set to open. If, as shown in FIG On the way back again. This corresponds to half a crank turn, and for this reason the wedge slots are provided twice below each other at an offset of 180 ° (only one grouping of the wedge slots can be seen in FIG. 1). As can be seen, the degree of filling can be changed by moving the slide roller axially. If the axial displacement is so great that the wedge slots Ra or Rü I become effective, then the machine is switched to reverse. The wedge shape of the slots Vo and Rü or Vo I and Rii I is therefore set in opposite wedge shapes to one another. The task of the slide roller JE I is therefore to put the control cylinder DZ I or DZ II under full pressure steam so that the valve movement takes place with the greatest possible acceleration, while the line DL II has the task of early and rapid emptying of the control cylinder. As shown in Fig. 2 for the outlet valve VI, the lines i and 3 open via the pistons EV I and EV II into the cylinders DZ I and DZ II and the lines 2 and q. under these flasks. The arrangement is analogous for each of the further control cylinders. According to the above, each of the two slide rollers JE I and JE II must have two control slots for each of the cylinders DZ I and DZ II. Since there are, for example, five cylinders DZ I and five cylinders DZ II, this makes four times five = twenty such slots for each slide roller (four each belong to a valve set, see FIG. I). The amount of steam that emerges from the main cylinder in the valve chamber VK III into the outflow channel AK III is not directed to the condenser, but is controlled via an overflow pipe to the line DL I and from here into the ten control cylinders (in each of the five valve sets there are two such control cylinders). After the control pistons EV I and EV II have been influenced, the exhaust steam flows through the exhaust lines to the slide roller JE II in order to flow from here through the steam line DL II and the discharge pipe to the condenser. The two slide rollers are driven with the help of gears from a shaft of the steam engine and thus inevitably dependent on the movement of the piston. According to the invention the steam is used to drive the machine to the cylinder Z j in each case by means of the first three on the piston path from a dead point to the other one behind the other valve chambers VK V, VK IV, VK III or VK I, VK II, VK III fed. In the position shown in FIG. 1, the piston, as already indicated, executes a left-hand movement; the steam inlet valve V II of the fifth valve set located on the crank side RüS has VS V , depending on the need for the controlled degree of filling of the slide rollers JE I and JE II; keep its opening or closed again. The amount of steam that has entered in this way does expansion work and the piston reaches the nearest valve chamber VZ IV.If the piston is at the same height as this chamber, the same entry possibilities for this valve set apply, as was just stated for the valve set mentioned above. This second steam inflow meets the already expanding steam fractions in the cylinder and supplements or overheats this already power-generating amount of steam. Since the piston now also assumes its greatest speed as it travels further in the cylinder means as a result of the crank law, it in turn requires an amount of steam that is adapted to this speed; it is fed to him through the inlet valve V II of the third valve set VS III. This opening takes place when the piston is level with the valve chamber VK III. Again there is a re-overheating and replenishment of the amount of steam in the cylinder.

Erfindungsgemäß finden je nach Kraftbedarf -'Füllungsschaltung kleinere oder größere stufenweise Expansionen im Zylinder während eines Hubes statt. Infolge der stufenweisen Dampfeinströmung ist es gegeben, daß die Dampfzuführung mittels düsenartiger, spiralenförmiger Dampfzuleitungsbahnen im Ventilgehäuse eine endlose und nicht umkehrbare Dampfströmung vor den Einlaßventilen ermöglichen läßt. Es greift der Dampf vor den Ventilen um dieselben, ohne eine Strömung zu ändern, ohne von einem Pressungszustand in einen Strömungszustand und umgekehrt gezwungen zu werden. Die Dampfströmungsgeschwindigkeit in der Dampfleitung im Ventilgehäuse ist gleich der Geschwindigkeit des Kolbenhubes. Die düsenfeine Einströmbahn vor den Einlaßventilen sowie der stufenweise Dampfeintritt in die Ventilkammern sind die Voraussetzungen des Geschwindigkeitstreffens von Dampf und Kolben im Zylinder. Es wird demzufolge immer die hochüberhitzte Frischdampfmenge auf die Kolbenstirnwandfläche treffen, also gewissermaßen mit den Kolben wandern, was bei der jeweiligen Kompression auf dieser Kolbenseite von großem Vorteil ist. Die in der Bewegungsrichtung des Kolbens vor demselben liegenden Ventilsätze sind jeweils auf Auslaß gesteuert. Wandert der Kolben aus der Stellung der Fig. i in Richtung gegen die Ventilkammer YK II weiter, so schließen die Auslaßventile der beiden vor dem Kolben liegenden Ventilsätze VS II und VS I, wodurch in an sich bekannter Weise eine Kompression der in diesem Teil des Zylinders vorhandenen Dampfmenge stattfindet. Geht der Kolben durch seinen deckelseitigen Umkehrpunkt, so erfolgt die Beaufschlagung des Kolbens über das Einlaßventil V II des Ventilsatzes VS I. Bei den anderen Ventilsätzen VS II, VS III, VS IV und VS V sind die Einlaßventile alle geschlossen. Die Auslaßventile öffneten sich, bevor der Kolben seine Totpunktstellung einnimmt. Die vorher tätig gewesene Dampfmenge strömt, ohne eine Längenströmung im Zylinder auszuführen, durch die Auslaßkanäle AK nach dem Kondensator, das Auslaßventil V I des Ventilsatzes VS III hat mit dem Kondensator keine Verbindung, sondern, wie schon erläutert, wird diese hier austretende Dampfmenge mittels Überströmungsleitung zu den Steuerungszylindern DZ I und DZ II abgezweigt. Dieses Auslaßventil öffnet sich früher als die übrigen, um den im Zylinder nicht ganz expandierenden Dampf noch nutzbringend zur Steuerung des Ventils zu bekommen. Erfindungsgemäß wird ein Teil der Hubleistungsrestmenge des Arbeitsdampfes im Zylinder nicht mehr unausgenutzt zum Kondensator gesteuert und auch nicht mehr mittelbar über Kurbelwelle, Exzenter, Federn usw., sondern unmittelbar zur Steuerung der Ventile verwendet. Erfindungsgemäß scheiden auch die schädlichen Räume und Flächen der drei mittleren Ventilkammern mit fortschreitender Kolbenbewegung für die Kompression aus; nur noch eine Ventilkammer und der Raum zwischen Zylinderstirnwand und Kolbenstirnfläche verbleiben als Kompressionsraum. Diese günstigen Verhältnisse finden eine weitere Ergänzung auf der jeweiligen Expansionsseite des Zylinders bzw. Kolbens mittels der hier stattfindenden reihenweisen Zuschaltung der drei mittleren Ventilkammern, wodurch- für das Expansionsvolumen bei Beginn des Hubes günstigere Voraussetzungen sich ergeben und erst im Zylindermittel sich der Einfluß der drei Ventilkammern auswirken kann. Bei der erfindungsgemäßen Maschine wird, wie ersichtlich, der im Kessel erzeugte Dampf von hohen Drücken und hohen Temperaturen ohne vorhergehenden Wärmeentzug nur mit Expansion in jeweils einem Zylinder verarbeitet. Selbstverständlich kann die Maschine sinngemäß als Mehrzylindermaschine mit zweckmäßig versetzt arbeitenden Kolben ausgeführt werden, wobei sich dann in jedem dieser Zylinder die beschriebenen Vorgänge abspielen.According to the invention, depending on the power requirement, smaller or larger, step-by-step expansions take place in the cylinder during a stroke. As a result of the gradual inflow of steam, the steam supply by means of nozzle-like, spiral-shaped steam supply lines in the valve housing allows an endless and irreversible steam flow in front of the inlet valves. The steam reaches around the valves in front of them without changing a flow, without being forced from a compressed state to a flow state and vice versa. The steam flow speed in the steam line in the valve housing is equal to the speed of the piston stroke. The jet-fine inflow path in front of the inlet valves as well as the gradual entry of steam into the valve chambers are the prerequisites for the speed meeting of steam and piston in the cylinder. As a result, the highly superheated amount of live steam will always hit the piston front wall surface, so to a certain extent migrate with the piston, which is of great advantage with the respective compression on this piston side. The valve sets in front of the same in the direction of movement of the piston are each controlled to exhaust. If the piston moves from the position in FIG. I in the direction of the valve chamber YK II, the outlet valves of the two valve sets VS II and VS I located in front of the piston close, which in a manner known per se causes a compression of the in this part of the cylinder existing amount of steam takes place. If the piston passes through its reversal point on the cover side, the piston is acted upon via the inlet valve V II of the valve set VS I. In the other valve sets VS II, VS III, VS IV and VS V, the inlet valves are all closed. The exhaust valves opened before the piston reached its dead center position. The previously active amount of steam flows through the outlet channels AK after the condenser, without running a linear flow in the cylinder, the outlet valve VI of the valve set VS III has no connection with the condenser, but, as already explained, this amount of steam escaping here is closed by means of an overflow line branched off from the control cylinders DZ I and DZ II. This outlet valve opens earlier than the others in order to still usefully get the steam, which is not fully expanding in the cylinder, for controlling the valve. According to the invention, part of the residual lifting capacity of the working steam in the cylinder is no longer unused to the condenser and is no longer used indirectly via the crankshaft, eccentric, springs, etc., but directly to control the valves. According to the invention, the harmful spaces and surfaces of the three central valve chambers are also ruled out for compression as the piston movement progresses; only one valve chamber and the space between the cylinder end wall and the piston end face remain as a compression space. These favorable conditions are further supplemented on the respective expansion side of the cylinder or piston by means of the row-wise connection of the three central valve chambers, which results in more favorable conditions for the expansion volume at the beginning of the stroke and the influence of the three valve chambers only in the cylinder center can affect. In the machine according to the invention, as can be seen, the steam generated in the boiler at high pressures and high temperatures is processed, without prior extraction of heat, only with expansion in one cylinder at a time. Of course, the machine can be designed as a multi-cylinder machine with appropriately offset pistons, the processes described then taking place in each of these cylinders.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Piston steam engine with a large number of inlet valves, characterized in that the inlet ports are arranged along the cylinder and are controlled so that the steam inlet with the progressive movement of the piston takes place in successive stages, and that furthermore the outlet openings are expedient also, as is known per se, are distributed along the cylinder, the compression stress in a known manner by opening or keeping the individual exhaust valves closed can be changed.

2. Piston steam engine according to claim i, characterized in that the inlet and outlet openings are combined into valve sets (VG I to VG V) which are arranged along the cylinder (Z) and each consist of an inlet and an outlet valve.

3. Steam engine according to claim i and z, characterized in that that the control of the inlet and outlet valves (VG I to VG V) by the one or several outlet channels (AK III) outflowing steam takes place. q ..

Steam engine according to claims i to 3, characterized in that each valve set (VS I to V

S. V) consists of two coaxially arranged slides (TV I and V II), one of which (V II) controls the steam inlet, the other (V I) controls the control of the steam outlet is used, and each of which is acted upon by one of the -ausströmenden steam Control pistons (EV I and EV II) are coupled. Steam engine according to claim i to q., characterized in that the one slide (V I) is hollow for this purpose trained other slide (V II) is performed.

6. Steam engine according to claim i to 5, characterized in that the regulation of the steam supply to and the steam discharge from the control piston (EV I and KV II) is carried out by rotating control rollers (IE I and IE II) with jacket-side steam passage openings.

7. Steam engine according to claim i to 6; characterized in that the control rollers (IS I and IE II) are axially displaceable and the steam passage openings widen conically so that the degree of filling can be changed by moving the rollers (IE). B. Steam engine according to claim i to 7, characterized in that the control rollers (IE I and IE II) for steam supply and discharge are common to all valve sets (VS I to VS V) and parallel on opposite sides of the valve set series (VS I to VS V) are arranged. G. Steam engine according to Claims 1 to 8, characterized in that the steam inflow at the various valve sets (VS I to VS V) takes place at different speeds in accordance with the change in the speed of the piston movement. ok. ' Steam engine according to claims i to g, characterized in that the ducts (EK) branched off from the steam supply duct (ZK) to the inflow openings (Sch) of the inlet valves (V II) are led around the inlet valves (V II) in a nozzle-shaped taper. ii. Steam engine according to claims i to = o, characterized in that each nozzle-shaped feed line (EK I to EK V) is dimensioned according to the steam speed required in each case.