DE966442C

DE966442C - Einfach wirkende, ventilgesteuerte Wechselstrom-Dampfmaschine fuer hohe UEberhitzung und oelfreien Abdampf

Info

Publication number: DE966442C
Application number: DEM28661A
Authority: DE
Inventors: Franz Kuegel
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1955-11-03
Filing date: 1955-11-03
Publication date: 1957-08-08

Description

Einfach wirkende, ventilgesteuerte Wechselstrom-Dampfmaschine für hohe Überhitzung und ölfreien Abdampf Die Erfindung bezieht sich auf eine einfach wirkende, ventilgesteuerte Wechselstrom-Dampfmaschine nach Patent 897--48 und bezweckt eine Verbesserung der dort gezeigten Labyrinthdichtung.
Das Hauptpatent betrifft eine einfach wirkende, ventilgesteuerte für hohe Überhitzung und ölfreien. Abdampf, bei welcher die Kolbenabdichtung dadurch erfolgt, daß zwischen Kolbenmantel und Zylinderwand: ein Raum geschaffen ist, in welchem eine Dampfschicht Platz findet, die den Zutritt des überhitzten Dampfes zu einer geschmierten Dichtung verhindert. Der teilweise gekühlte Kolben ist dabei so geführt, daß er im Zylinder berührungsfrei mit geringem Spiel läuft; außerdem ist der Kolben oben und unten mit je einer Dichtung versehen, von denen nur die untere geschmiert ist, während die obere beispielsweise als LabyrintWichtung ausgeführt sein kann.
La#byrinthdidhtungen averden im allgemeinen so ausgebildet, wie dies in der Zeichnung des Hauptpatents dargestellt ist, d. h., die üblicherweise schräg im Dichtraum angeordneten Labyrinthrillen sind so gerichtet, daß'sie bzw. die sie begrenzenden Wandungszacken am Kolben oder Zylindermantel in Richtung des Kompressionshubes -des Arbeitskolbens weisen.
Diese bekannte Ausführungsart bringt aber bei Wechselstrom-Dampfmaschinen mit einer unteren ölgeschmierten Dichtung die Gefahr mit sich, daß während. des Expansionshubes, wo ja auch der in den Labyrinthrillen aufgefangene hochgespannte Dampf beim weiteren Abwärtsgang des Kolbens nach dem Arbeitsraum hin expandiert, Ölteilchen, welche sich oberhalb der unteren `Dichtung auf der Zylinderwand angesetzt haben, von dem aus dem Ringraum zwischen Kolbenmantel und Zylinderlaufbüchse zurückströmenden Dampf in den Arbeitsraum des Zylinders mitgerissen werden.
Gemäß der Zusatzerfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die Labyrinthdichtung aus am Kolben und/oder Zylindermantel angeordneten Schrägrillen besteht, die vom Rillengrund zur Rillenöffnung hin im wesentlichen in Richtung dies Expansionshubes des Arbeitskolbens weisen. Die Labyrinthrillen gemäß der Zusatzerfindung verlaufen somit gerade umgekehrt als diejenigen im Hauptpatent.
Bei Kolben für Verbrennungskraftmaschinen ist es bekannt, die Tragfläche des Kolbens mit schräg zur Kolbenachse geneigten unilaufenden federnden Rippen zu versehen, wobei die Rillen zwischen diesen Rippen vom Rillengrund zur Rillenöffnung hin im wesentlichen in Richtung des Expansionshubes des Arbeitskolbens weisen. Diese bekannten Kolben ähneln äußerlich sehr dem Kolben des Anmeldungsgegenstandes. Im Gegensatz zu dem Kolben des Anmeldungsgegenstandes, der berührungsfrei im Zylinder läuft und bei dem die Rillen zur stufenweisen Abdrosselung einer Gassäule dienen, geschieht die Dichtung bei den bekannten Kolben durch die elastische Anpressung der federnden Rippen an die Zylinderwand, während die Rillen nur dieAufgabe haben, eine federnde Bewegung der Rippen zu ermöglichen.
In der Zeichnung, welche einen vergrößerten Ausschnitt der rechten Kolbenseite nebst Zylinderlaufbüchse gemäß der Zeichnung dies Hauptpatents darstellt, zeigt Fig. i die alte und Fig. 2 die erfindungsgemäße Rillenform. Fig.3 zeigt eine Ausführungsform, bei der Labyrinthrillen gemäß der Zusatzerfindung sowohl am Kolben als auch am Zylindermantel vorgesehen sind. Die Bezifferüngen des Hauptpatents sind, soweit übereinstimmend, in der Zusatzerfindung beibehalten.
In den Figuren ist - bei im wesentlichen bruchweiser Darstellung - ,4 der Kolbenmantel, i i die Zylinderlaufbüchse, 13 die geschmierte untere Kolbendichtung, 18 der Dampfraum zwischen Kolbenmantel und Zylinder, während A den Arbeitsraum des Dampfmaschinenzylinders andeuten soll.
Die entsprechend dem Hauptpatent auf dem Kolbenmantel angeordnete Labyrinthdichtung nach Fig. i besteht aus Rillen ig, deren Hauptachse a-d vom Rillengrund zur Rillenöffnung hin im wesentlichen in Richtung des den Kompressionshub des Arbeitskolbens andeutenden Pfeiles X verläuft. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 2 verläuft dagegen die Achse b-b der Rillen 20 vom Rillengrund nach der Rillenöffnung !hin im wesentlichen in der Pfeilridhtung y des Expansionshubes des Arbeitskolbens. Die Rillenanordnung in Fig. 3 ist grundsätzlich dieselbe wie diejenige in Fig.2, nur daß hier sowohl Rillen 21 am Kolbenmantel 4 als auch Rillen 22 am Zylindermantel i i" angeordnet sind.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgender: Durch die jeweils in Expansionsrichtung des Arbeitskolbens weisenden Labyrinthrillen wird bei der Expansion des Dampfes der in den Rillen vorhandene, gleichfalls hochgespannte und daher mit expandierende Dampf beim Zurückströmen durch den Dampfraum 18 nach dem Arbeitsraum A stark gedrosselt. Etwa nach oben mitgerissene Ölteilchen sammeln sich dabei im Rillengru.nd und werden im unteren Kolbentotpunkt durch die- auf sie einwirkenden Verzögerungs- bzw. -Beschleunigungskräfte aus den Rillen ausgeschleudert und mit ansteigendem Kompressionsdruck durch die untere Kolbenringdichtung hindurch nach außen abgeblasen.
Ein Mitreißen von 0I in den Arbeitsraum des Zylinders durch bei der Expansion zurückströmenden Dampf wird durch die Erfindung in wirksamer Weise verhindert.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einfach wirkende, ventilgesteuerte Wechselstrom-Dampfmaschine für hohe Überhitzung und ölfreien Abdampf, bei welcher die Kolbenabdichtung dadurch erfolgt, daß zwischen Kolbenmantel und Zylinderwand ein Raum geschaffen ist, in welchem eine Dampfschicht Platz findet, die_den Zutritt des überhitzten Dampfes zu einer geschmierten Dichtung verhindert, wobei der teilweise gekühlte Kolben so geführt ist, daß er im Zylinder berührungsfrei mit geringem Spiel läuft und der Kolben eine obere und untere Dichtung aufweist, von denen nur die untere geschmiert ist, während die obere als Labyrinthdichtung ausgebildet ist, nach Patent 897 248, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyri.nthdichtung aus am Kolben und/oder Zylindermaritel angeordneten Schrägrillen (20, 21. 22) besteht, die vom Rillengrund zur Rillenöffnung hin (Achse b-b) im wesentlichen in Richtung des Expansionshubes (y) des Arbeitskolbens weisen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 71g 682; USA.-Patentschrift Nr.z3444i6; Auszüge deutscher Patentanmeldungen: R 100783Ia/14a.