DE9336C - - Google Patents

Description

1879.

Klasse 46.

H. F. WALLMANN in HANNOVER. Geschlossene Heifsliiftmaschine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 30. August 1879 ab.

Die Verbrennungsgase gewöhnlicher Brennstoffe äufsern ihren Druck direct auf einen Kolben und veranlassen diesen dadurch zu einer Bewegung, welche auf andere Maschinentheile übertragen werden kann.

Fig. ι stellt den Gaserzeuger dar, dessen innerer Raum A mit Brennstoff angefüllt ist. Letzterer ruht auf dem Roste a, die Asche fällt in den Raum B. Durch die mit einer Drosselklappe versehene Röhre b wird die nöthige Luft zugeführt. Der Brennstoff ist rings gegen Abkühlung möglichst geschützt, indem der Raum zwischen dem aus feuerfestem Thon hergestellten Mantel h und dem äufseren eisernen Mantel k mit schlechten Wärmeleitern angefüllt ist. Die entwickelten Gase gelangen durch kleine Oeffhungen c in den ringförmigen Raum/ und werden von hier durch das Rohr d abgeführt. Der Gaserzeuger kann oben behufs Einführung von Brennstoffen und Reinigung geöffnet werden. Zu diesem Zweck ist die kreisförmige Oeffnung C mit einem cylindrischen Ansatz versehen, in welchen ein oben offener, unten geschlossener Cylinder D genau pafst. Dieser Cylinder D wird durch einen Bügel in seiner Lage festgehalten und durch eine gewöhnliche Stopfbiichsendichtung abgedichtet. Damit die heifsen Gase das Dichtungsmittel nicht angreifen, werden der Cylinder D von innen und der cylindrische Ansatz C von aufsen durch Wasser abgekühlt. Ein Schirm schützt gegen die strahlende Wärme. Die Oeffnung C ist so grofs, dafs der Rost α durch dieselbe herausgenommen und auf diese Weise die Asche aus dem Räume B entfernt werden kann.

Fig. 2 stellt die Vorrichtung dar, in welcher das entwickelte Gas ohne Rest verbrannt wird und die Verbrennungsgase mit atmosphärischer Luft gemischt werden, um die Temperatur der ersteren so weit zu erniedrigen, als die Haltbarkeit des zu diesem und den später zu beschreibenden Vorrichtungen verwandten Stoffs es erfordert. Das Gas wird in den Raum H geführt, welcher oben durch eine Eisenplatte und eine auf letzterer ruhende Thonplatte geschlossen ist. Beide Platten sind mit länglichen schlitzartigen Löchern versehen, durch welche das Gas aus dem Räume H in den Raum E gelangt. In E soll das Gas verbrennen, und die dazu nöthige Luft wird durch die Röhre 0 in den Raum J und von da durch ähnliche schlitzartige Oeffnungen durch die Thonplatte nach dem Räume E geführt. Die Anordnung der Schlitze in der Eisenplatte zeigt Fig. 5, die auf der oberen Seite der Thonplatte zeigt Fig. 4. Der Raum E ist durch einen aus feuerfestem Thon hergestellten Kegelmantel vom Räume F und dieser durch einen ebensolchen concentrischen, aber oben geschlossenen Kegelmantel vom Räume G getrennt, der zweite Kegelmantel aber ist in seinem unteren Theile so durchlöchert, dafs die aus E kommenden und durch F ziehenden Verbrennungsgase nach G gelangen können. In dem Räume G wird durch schlitzartige Oeffnungen / von unten kalte Luft zugeführt und mit den Verbrennungsgasen gemischt.

Sind in dem Räume G die Verbrennungsgase durch zugeführte kalte Luft genügend abgekühlt, so werden sie der in Fig. 3 und 6 dargestellten Vorrichtung zugeführt, welche aus einem unten geschlossenen, oben offenen feststehenden Cylinder und aus einem eben solchen auf- und abwärts beweglichen und von ersterem umschlossenen Cylinder besteht. Wird durch das Doppelsitzventil M Luft in den Raum L geführt, so geht der bewegliche Cylinder aufwärts, wird die Luft durch das Doppelsitzventil N abgelassen, so geht der bewegliche Cylinder abwärts. Die Kraft der aufwärtsgehenden Bewegung wird durch Kurbel und Lenkstange auf die Kurbelwelle und das Schwungrad übertragen.

Zwischen dem festen und dem beweglichen Cylinder befindet sich ein Zwischenraum, der zwar so klein als möglich, aber doch so grofs sein mufs, dafs eine Reibung der Cylinder an einander an ungeschmierten Stellen vermieden wird. Die Hubhöhe des beweglichen Cylinders ist kleiner als die Hälfte seiner Höhe und in der Zeichnung gleich dem inneren Durchmesser des feststehenden Cylinders. Damit die heifse Luft aus dem Räume L nicht durch den Zwischenraum zwischen den beiden Cylindern entweichen kann, wird derselbe durch eine Stopfbüchsendichtung oben abgedichtet, deren Dichtungsmaterial auf folgende Weise gegen die heifsen Gase geschützt ist. Einen Augenblick vor der Oeffnung des Ventils M wird ein Ven-

til O geöffnet, durch welches kalte Luft, die sich unter demselben Druck als die heifsen Gase befindet, in den Raum zwischen beiden Gylindern strömt. Ist dieser Zwischenraum mit kalter Luft gefüllt, so wird das Ventil O wieder geschlossen, also in der Regel viel früher als das Ventil M geschlossen wird. Um möglichst zu verhüten, dafs sich diese kalte Luft mit der heifsen mischt und letztere die erstere aus dem Zwischenraum verdrängt, ist der bewegliche Cylinder unterhalb seiner niedrigsten Stelle, die noch in die Stopfbüchse beim höchsten Hube eintritt, mit einer Labyrinthdichtung versehen. Der obere Theil sowohl des beweglichen als auch des festen Cylinders wird durch Wasser von aufsen abgekühlt, weshalb diese Theile ihrer Wandungen so dünn als möglich gebaut sind. Dagegen sind die unteren Theile beider Cylinder sorgfältig gegen Abkühlung geschützt.

In dem Innern des beweglichen Cylinders befindet sich fest verbunden mit diesem noch ein Cylinder, welcher bestimmt ist, die zu dem ganzen Procefs nöthige Luft zu verdichten. Dieser Cylinder ist gleichfalls unten geschlossen und oben offen; jedoch wird er abgeschlossen durch einen gut abgedichteten unbeweglichen Kolben, welcher mit dem äufseren unbeweglichen Cylinder durch einen eisernen Rahmen fest verbunden ist. In dem Kolben befinden sich zwei Ventile, von denen das eine nach unten, das andere nach oben hin geöffnet werden kann. Durch das erstere strömt Luft in den Cylinder, wenn dieser sich nach unten bewegt, während durch das zweite Ventil die im Cylinder befindliche Luft in eine Röhre geprefst wird, wenn letzterer sich nach oben bewegt. Die Gröfse des Luftverdichtungscylinders, wenn derselbe nur dazu bestimmt ist, die zum Betriebe der Maschine nöthige Luft zu pumpen, hängt davon ab, wie hoch die Temperatur der heifsen Luft und das Mafs ihrer Ausdehnung im Arbeitscylinder ist. Der Querkopf der Lenkstange ist direct an den Wandungen des grofsen beweglichen Cylinders im Innern desselben befestigt und wird geführt an den Stangen des Rahmenwerks, auf welchem die Kurbelwelle ruht, und welches den feststehenden Cylinder mit dem unbeweglichen Kolben des Luftverdichtungscylinders verbindet.

Die Stopfbüchsen der Ventilstangen sind dadurch vor Hitze geschützt, dafs zwischen Ventilkasten und Stopfbüchse eine an die Ventilstange eng anschliefsende Röhre eingeschaltet ist, wodurch man im Stande ist, die sich im Zwischenraum befindenden heifsen Gase durch Wasser genügend abzukühlen.

Aufser den gezeichneten Theilen ist noch ein kleiner Windkessel oder eine durch die Hand zu betreibende Gebläsevorrichtung vorhanden. Soll die Maschine in Gang gesetzt werden, so geschieht dies auf folgende Weise.

Nachdem die Asche aus B entfernt und der Rost wieder an seinen Ort gebracht ist, wird auf dem Roste ein kleines Feuer angeschürt,

welches dadurch, dafs man durch die Röhre b Luft in den Gaserzeuger strömen läfst, angefacht wird. Ist dieses Feuer genügend grofs, so dafs keine Gefahr des schnellen Verlöschens mehr vorliegt, so wird der Gaserzeuger bis oben hin mit Brennstoff gefüllt und oben durch den Cylinder D und die dazugehörige Stopfbüchse geschlossen. Alle gezeichneten Drosselklappen sind ebenfalls geschlossen aufser derjenigen in der Röhre b, dem Ventil in der zum Schornstein führenden Röhre v. Das Feuer wird also durch den aus dem Windkessel kommenden Luftstrom weiter angefacht, und die Verbrennungsgase gehen durch die Röhre d und die Abzweigung V zum Schornstein. Wenn durch das sich entwickelnde Kohlenoxydgas alle Luft aus dem Gaserzeuger und der Röhre a getrieben worden, also keine Gefahr der Explosion mehr vorhanden ist, so wird durch die Röhre S ein Zünder in den Raum E gebracht, die Röhre 5 und das Ventil der Röhre V werden geschlossen, dagegen die drei bis jetzt geschlossenen Drosselklappen geöffnet. Wenn nun der Windkessel mehr geöffnet und Luft zum Gaserzeuger und zum Verbrennungsraum des Gases sowohl zum Verbrennen als auch zum Mischen mit den Verbrennungsgasen geführt wird, so kann die Maschine ihren regelmäfsigen Gang beginnen. Die Röhre V kann nun noch aufser durch das Ventil durch einen anderen Verschlufs vollkommen geschlossen werden. Soll die Arbeit der Maschine aufhören, so wird die Expansion so grofs gemacht oder so wenig heifse Luft bei jedem Kolbenhube in den Arbeitscylinder gelassen, dafs die Maschine nur noch Luft pumpt, ohne bedeutend schneller zu gehen. Wollte man nämlich die Maschine plötzlich ganz stillstehen lassen, so würde, auch wenn die Röhre b ganz geschlossen wäre, die Entwickelung von Gasen im Gaserzeuger fortschreiten, und diese Gase würden sich schwer so abschliefsen lassen, dafs sie nicht in die anderen Räume der ganzen Vorrichtung dringen und dort zur Bildung brennbarer Gasmischungen Veranlassung geben könnten. Soll die Maschine trotzdem plötzlich stillstehen, so ist den Gasen der Kanal V zum Schornstein zu öffnen. Läfst man die Maschine ruhig weiter arbeiten, und zwar Luft pumpen, so kann die Luft, die nicht zum Betriebe der Maschine nöthig ist, in einem Windkessel aufgespeichert werden, um beim nächsten Ingangsetzen der Maschine benutzt zu werden. Ist der Brennstoff im Gaserzeuger vollständig verbraucht und sperrt man den Windkessel von den übrigen Räumen ab, so steht die Maschine von selbst still. Nur ist in diesem Falle durch ein Sicherheitsventil Sorge zu tragen, dafs die Maschine nicht durch zu lang andauerndes Luftpumpen den Windkessel sprengt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Eine geschlossene Heifsluftmaschine, in welcher unter dem Arbeitsdruck Gase ent-

   wickelt, unter demselben Druck mit Luft vollständig verbrannt und zur Erzielung einer niedrigeren Temperatur mit Luft gemischt werden, worauf das Gemisch durch Ventile in Cylinder geführt und hier zur Erzeugung einer Kolbenbewegung benutzt wird.
   Der Gaserzeuger und der Verbrennungsraum, in welchem die Gase unter sehr hoher Temperatur vollständig verbrennen, während durch Ummantelungen und Zuführen kalter Luft die Begrenzungsflächen vor der Berührung mit heifsen Gasen geschützt sind.
   Die Maschine, bestehend aus zwei gleich langen in einander gesteckten, auf der einen Seite geschlossenen und gegen Abkühlung geschützten, auf der anderen Seite offenen und durch Wasser abgekühlten Cylindern, von denen der innere wie ein Tauchkolben wirkt, dessen Hubhöhe aber nur so grofs ist, dafs die den Zwischenraum zwischen beiden abschliefsende Stopfbüchse nicht durch geleitete oder gestrahlte Wärme leiden kann.

   Die Füllung des Zwischenraumes beider Cylinder mit kalter Luft von der Spannung der heifsen Gase und die Verhinderung der Mischung der kalten und heifsen Luft durch Labyrinthdichtung.
   Die Schützung der Stopfbüchsen der Stangen, die nach dem Innern der mit hochgespannten heifsen Gasen angefüllten Räume führen, durch Einschaltung von an die Stangen eng anschliefsenden und von aufsen abgekühlten Röhren.

   Die Luftverdichtungs-Maschine, deren Cylinder sich im Innern des als Tauchkolben dienenden beweglichen Cylinders der Heifsluftmaschine befindet und fest mit diesem verbunden dessen Bewegung mitmacht, während der Kolben feststeht und die Ventile enthält; als Luftverdichtungscylinder kann der obere Theil des als Treibkolben dienenden Cylinders verwendet werden, wenn die verlangte Luftmenge diese Cylindergröfse erfordert.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.