DE92040C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche dazu dient, bei Maschinen, welche durch die Expansion von Gasen, wie z. B. Kohlensäure oder Chlorwasserstoffsäure, angetrieben werden, einen beständigen Kreislauf des zum Betriebe der Maschine nothwendigen Gases erzielen.

Bei dieser Vorrichtung. wird das aus der Maschine strömende Gas in einem Behälter auf einen sehr geringen Druck gebracht, während es in einem zweiten durch Erhitzen eine sehr bedeutende Spannung erhält. Dieser Druckunterschied wird benutzt, um eine zwischen diesen beiden Theilen eingeschaltete Maschine anzutreiben.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in den Figuren 1, 2 und 3 in Seitenansicht bezw. Längsschnitt, in den Figuren 4 bis 6 in Vorderansicht bezw. Querschnitt dargestellt.

Derselbe besteht aus den beiden cylindrischen Kästen A und B, welche symmetrisch auf einem Rahmen durch die Eisenbänder χ befestigt sind. Querstege j/- an diesen Bändern χ verhindern das Gleiten derselben auf diesen Cylindern, so dafs das Auftreten von Undichtigkeiten verhindert wird.

Zwischen den beiden Kästen sind drei Cylinder CC¹C² eingeschaltet, welche mit den Kästen A und B abwechselnd in Verbindung gebracht werden können. Ist die Vorrichtung aufser Betrieb, so ist dieselbe in allen Theilen von Gas gefüllt, welches eine der Temperatur der Sufseren Luft entsprechende Spannung hat. Ist die Lufttemperatur Null Grad, so beträgt beispielsweise die Spannung für Kohlensäure 34 Atm., für Chlorwasserstoffsäure 30 Atm.

In dem Kasten A ist eine Kühlvorrichtung angeordnet, welche jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Kühlvorrichtung ist mit einer Kältemaschine verbunden und dient dazu, die Temperatur des Gases in dem Kasten A, somit auch den Druck desselben auf einer bestimmten niedrigen Stufe während des Betriebes zu erhalten. Die Höhe des Druckes sowie der dementsprechenden Temperatur bemifst sich nach dem Druck, mit welchem das Gas in der Maschine wirken soll.

In dem Kasten B ist eine gleichfalls in der Zeichnung nicht angegebene Heizvorrichtung vorgesehen, welche am besten aus ., einem kupfernen Schlangenrohr besteht, welches an einen aufserhalb des Kastens angeordneten Ofen angeschlossen ist. Durch diese Heizvorrichtung soll in dem Kasten B eine gleichmäfsig hohe Temperatur erhalten werden , bei welcher das zur Verwendung gelangende ,Gas einen bestimmten, der gewünschten Arbeitswirkung entsprechenden Druck erhält. Aus diesem Kasten B wird das Gas durch eine beliebige Regelungsvorrichtung auf ßie gewünschte Spannung gebracht und .„dann in die Maschine geleitet.

Die C/under CC¹C² dienen als Vermittelungsbehälter, um das Gas aus dem Kasten A

in den Kasten B zu schaffen. Dieselben werden mit den Kästen A und B in folgender Weise in Verbindung gebracht:

An den Zwischenwänden der Kästen A und -B (Fig. 2) sind entsprechend jedem der drei Cylinder Vertheilungskarnmern a b angeordnet, die aus einem kurzen cylindrischen Rohr bestehen, welches nach beiden Seiten hin offen ist. In diesen Rohren gleiten Kolben, welche durch ihre hin- und hergehende Bewegung die Oeffnungen c in-den Rohren α und b schliefsen und wieder öffnen. Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Stellung steht der obere Cylinder C in Verbindung mit der Kühlabtheilung A. Es befindet sich das Gas in diesem Cylinder unter den gleichen Bedingungen wie in der Kilhlabtheilung A. Es habe also beispielsweise die Spannung von 2 Atm. und die dieser Spannung entsprechende Temperatur. Diese Verbindung wird durch Verschieben des Kolbens in dem Rohre α unterbrochen und gleichzeitig durch Verschieben des in dem Rohre b gleitenden Kolbens die Verbindung des Cylinders C mit der Heizabtheilung B hergestellt. Das in dem Cylinder C befindliche, stark abgekühlte und niedrig gespannte Gas wird nun der Wirkung der in dem Raum B angeordneten Heizvorrichtung ausgesetzt, wodurch es plötzlich hoch gespannt wird. Der in diesem Abtheil der Vorrichtung herrschende Druck wird sich, abgesehen von derTemperatur der Heizvorrichtung, nach den Gröfsenverhä'ltnissen des Cylinders C und des Heizraumes B bemessen. Das nunmehr hoch gespannte Gas wird in einen Druckverminderer geleitet, in welchem es eine bestimmte Arbeitsspannung erhält, um dann in die Maschine geleitet zu werden. Erhält das Gas in dem Druckverminderer beispielsweise die Spannung von 6 Atm., so wird der thatsächlich zur Ausnutzung gelangende Druck 4 Atm. betragen, wenn in der Kühlabtheilung eine Spannung von 2 Atm. herrscht.

Die abwechselnde Verbindung der Cylinder CC¹C² mit dem Heiz- bezw. Kühlraum wird in folgender Weise hergestellt:

Die in den Büchsen α und b gleitenden Kolben tragen Kolbenstangen, welche durch Stopfbüchsen der äufseren Wände der Kästen A und B hindurch gehen. An ihrem Ende sind sie bei d hakenförmig ausgebildet, so dafs sie, wie aus Fig. 1 bis 3 zu ersehen, über den Kamm eines Rades r bezw. r¹ greifen können. Dieser Kamm verläuft an den Rädern nicht in einer Ebene, sondern weicht bei ο und o¹, wie aus den Fig. 1 und- 3 zu ersehen ist, aus der Geraden ab, und zwar um so viel, als der Kolben in der Büchse α bezw. b sich bewegen soll. Der Kamm is> -'n vier Zonen eingetheilt, von denen ο und 0 ^:nspringende Curven darstellen (Fig. 3), während die öderen,ρ und q, in der Projection geradlinig erscheinen.

Damit das Gleichgewicht der Spannung des in beiden Körpern enthaltenen Gases eintreten kann und eine zu grofse Abkühlung der Cylinder CC¹C² vermieden wird, darf der Kolben der Büchse α nur so lange in der in Fig. 2 gezeigten Stellung verbleiben, als zur Herstellung dieses Gleichgewichtes erforderlich ist. Zu dem Zweck ist der Theil ρ des Kammes erheblich kürzer gestaltet als der Theil q. Die Verbindung des Kühlraumes mit dem Cylinder bleibt während des verhältnifsmäfsig kurzen Weges ρ offen und theilweise während des Weges o¹. Die Verbindung mit dem Heizraume bleibt hingegen während des langen Weges q ganz und theilweise während des Weges 0 offen. In dieser Weise wird jeder, der drei Kolben der Büchsen α bezw. b bethätigt, um die einzelnen Cylinder der Reihe nach mit dem Kühl- bezw. Heizraume in Verbindung zu bringen. Die einzelnen Zonen des Kammrades sind so eingetheilt, dafs der Theil ρ des Rades r¹ der Summe der Tbeile op und p¹ des Rades r entspricht, weil die Verbindung des betreffenden Cylinders mit dem Heizraum während der theilweisen und vollständigen Verbindung desselben Cylinders mit dem Kühlraum unterbrochen sein mufs.

Die beiden Kammräder sind auf einer Welle D (Fig. 2) angeordnet, welche durch beide Kästen A und B sowie durch den zwischen den drei Cylindern C C¹ C^ liegenden Raum geht. Um Gasverluste in dem Kühl- bezw. Heizraum zu vermeiden, ist in demselben je eine Röhre E und E¹ (Fig. 2 und 5) angeordnet, welche die Welle umgeben und gegen den Kasten abdichten. An den Aufsenwänden der Kästen A und B sind in bekannter Weise Stopfbüchsen angeordnet, durch welche die Welle D hindurchgeht.

Die Verlängerung der Welle D trägt ein Zahnrad G, welches durch die endlose Schraube H, (Fig. 4) umgetrieben wird. Die Schraube ist auf der Maschinenwelle I befestigt. Bei jeder Umdrehung der Welle geht das Rad G um einen Zahn weiter, so dafs also die Kammräder r und r¹ eine vollständige Umdrehung machen, wenn das Rad mit beispielsweise go Zähnen ausgerüstet ist und die Maschinenwelle go Umdrehungen gemacht hat.

Die Anzahl der Cylinder ist nach der Gröfse der Vorrichtung verschieden.

In dem Kühlraum kann zur schnelleren Abkühlung des eingeführten Gases eine Rührvorrichtung vorgesehen sein, desgleichen kann mit demselben ein kleiner Gasbehälter verbunden sein, welcher das Gas comprimirt oder flüssig enthält und dazu dient, etwaige an den Dichtungsstellen auftretende Verluste zu ersetzen.

Der Arbeitsvorgang der Maschine ist folgender:

Im Ruhezustande befindet sich das Gas in den sä'mmtlichen Theilen der Vorrichtung, dem Kühlraum^., Heizraum B und Cylindern C C¹ C² im Gleichgewicht. Läfst man nun in dem Raum A die Kühlvorrichtung, in dem Raum B die Heizvorrichtung wirken, so erhält man einen Druckunterschied, welcher unter Einschaltung einer Regulirvorrichtung dazu benutzt wird, eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Maschine zu treiben. Aus dieser Maschine gelangt das Gas in die Kühlvorrichtung, in welcher der Druck herabgemindert wird. Das wieder auf eine niedrige Spannung gebrachte Gas gelangt durch die Cylinder CC¹C² wieder in den Heizraum und wird dort erhitzt, um wiederum in die Maschine geführt zu werden.

Es findet also ein beständiger Umlauf des Gases statt, bei welchem Verluste nur an den Stopfbüchsen, Dichtungen u. s. w. auftreten können.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Vorrichtung zur Herstellung eines beständigen Kreislaufes des Arbeitsgases bei Gasexpansionsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dafs das zur Verwendung gelangende Gas (Kohlensäure, Chlorwasserstoffsäure und ähnliche) vom Kühlraum (A) zum Heizraum (B) mittelst abwechselnd arbeitender Zwischenbehälter (CC¹C²J geschafft wird, deren Verbindung mit dem Heiz- und Kühlraum durch gesteuerte Kolbenschieber (a b) hergestellt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.