DE99065C

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Publication number: DE99065C
Application number: DENDAT99065D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei Druckluftmaschinen verringert sich infolge der Expansion während der Arbeitsleistung die Temperatur der Luft, und zwar häufig bis zu einem Grade, dafs ein Gefrieren am Austrittskanal stattfindet und dafs hieraus andere nachtheilige Wirkungen entstehen.

Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich nun auf eine Maschine, bei welcher die Arbeitsflüssigkeit aus zwei verschiedenen Gasen gebildet wird, von denen das eine, und zwar brennbare Gas mit geringerem Druck in den Arbeitscylinder eintritt als das andere. Die verdichtete Luft bildet zuerst das Treibmittel. Diese Luft wird abgesperrt, ehe der Kolben seinen Hub vollendet hat.

Der durch die Expansion entstehende Wärmeverlust wird dadurch ausgeglichen, dafs in der Arbeitsluft im Cylinder der Maschine eine bestimmte Menge eines brennbaren Gases entzündet und verbrannt wird, welches getrennt von der Druckluft in den Cylinder eintritt, wenn der Druck in demselben die Atmosphärenspannung ungefähr erreicht hat. Die Luft wird infolge der Erwärmung trotz ihrer Expansion schliefslich am Austrittskanal mit einer Temperatur ausgestofsen, die erheblich über dem Gefrierpunkt des Wassers liegt.

In der Maschine spielen sich folgende Arbeitsvorgänge ab.

Gas wird in den Cylinder eingeführt, wenn der Druck in demselben ungefähr dem atmosphärischen gleich ist. Das Gas tritt beim Beginn und während der Ruhestellung der Maschine in eine sich in den Cylinder hinter dem Kolben öffnende Kammer, bevor verdichtete Luft behufs Angehenlassens der Maschine in den Cylinder eingelassen wird. Ist die Maschine hingegen in Bewegung, so wird Gas in die vorerwähnte Kammer kurz vor Beginn des Rückwärts- oder Ausstofshubes oder während der Dauer des letzteren eingelassen. Die unter Druck stehende Arbeitsluft tritt hierauf hinter den Kolben während eines Theiles des Hubes ein und wird während des übrigen Theiles des Hubes abgesperrt und kann expandiren. Zur Zeit der Luftabsperrung wird das schon im Cylinder befindliche und mit der Luft in Mischung übergegangene Gas entzündet und hierdurch die Temperatur der Arbeitsflüssigkeit im Cylinder erhöht und der Druck derselben vermehrt.

Die Zeichnung veranschaulicht eine solche Maschine.

A ist der Arbeitscylinder, B der Kolben und C die Kurbelwelle. Der Schieberkasten D steht mit dem einen Cylinderende durch den Kanal α mit der atmosphärischen Luft durch den Austrittskanal d¹ und mit einer entsprechenden Quelle für verdichtete Luft durch die Oeffnung d in Verbindung, während der Schieber E durch eine Kurbel oder ein Excenter F auf der Welle C bethätigt wird und so ange- . ordnet ist, dafs er den Eintritt der verdichteten Luft durch Kanal α in den Cylinder und ihren Austritt durch den Kanal d¹ aus dem Cylinder beherrscht. Die Schieberbewegung ist so geregelt, dafs die verdichtete Luft beim Beginn des Arbeitshubes in den Cylinder · gelassen und an einem vorher bestimmten Zeitpunkt abgesperrt wird.

G ist die Verbrennungskammer, welche durch eine Oeffnung mit dem Cylinderinnern und

durch den Kanal g mit der Kammer des Ventils H in Verbindung steht, an welche bei h die Gasleitung angeschlossen ist. Die Ventilstange ragt aus dem Gehäuse vor und trägt eine Scheibe i, zwischen welcher und dem Ende des Ventilgehäuses eine Schraubenfeder / eingeschaltet ist, die das Bestreben hat, das Ventil H geschlossen und auf seinem "Sitz zu halten. . Mit dem Excenter oder der Kurbel K auf der Welle C ist die das Ventil bethätigende Stange J verbunden, welche durch das Lager j hindurchtritt und das Ventil H öffnet und eine kurze Zeit geöffnet erhält, wenn der Druck im Cylinder A ungefähr auf den Atmosphärendruck gefallen ist.

In die Verbrennungskammer G ragen die Funkengeber LL hinein, die durch die Drähte Il eines elektrischen Stromkreises, durch eine Inductionsrolle M und einen Contact N mit einer Stromquelle 0 verbunden sind. Der Contact N wird durch die Kurbelwelle C so bethätigt, dafs er den Stromkreis schliefst und einen Funken an den Funkengebern L in der Verbrennungskammer erzeugt, und zwar ungefähr in dem Augenblick, wo die Luft während des Arbeitshubes der Maschine abgesperrt wird.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende:

Wenn der Kolben und die Steuerung sich in der in der Zeichnung dargestellten Lage befinden, wobei sich Kolben B nach rechts und Luftschieber E nach links bewegen, wie die Pfeile dies angeben, wird verdichtete Luft aus dem Schiebergehäuse D durch Kanal a in den Cylinder A eingelassen, um den Kolben B vorwärts zu bewegen. In einem bestimmten Punkt während des Kolbenvorwärtsganges schliefst der Schieber E den Kanal a und sperrt den Zutritt der verdichteten Luft in den Cylinder ab, worauf die Luft zu expandiren beginnt. Der Contact N schliefst ungefähr im Augenblick der Luftabsperrung den elektrischen Stromkreis / / und erzeugt dadurch bei L L in der Verbrennungskammer G einen Funken, der die darin enthaltene Ladung brennbaren, genügend mit Luft gemischten Gases entzündet. Die hierdurch frei werdende Wärme theilt sich der verdichteten Luft im Cylinder in ungefähr dem Augenblick mit, wo dieselbe zu expandiren und ihre Wärme zu verlieren anfängt.

Am Ende des Vorwärts- oder Arbeitshubes oder während des Rückkehrhubes des Kolbens öffnet die Ventilstange J das Ventil H, wodurch eine frische Gasfüllung in die Verbrennungskammer G gelangt. Zu dieser Zeit ist der Druck im Cylinder hinter dem Kolben annähernd auf den Atmosphärendruck herabgegangen, so dafs nur ein sehr geringer Ueberdruck nöthig ist, um das Gas in die Verbrennungskammer einzuführen. Wenn der Kolben seinen Vorwärtshub vollendet, bringt der Luftschieber E den Kanal α in Verbindung mit dem Austrittskanal d\ durch den dann bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens das verbrauchte Luft- und Gasgemisch ausgestofsen wird. Sobald der Kolben in seiner Todtpunktlage am Ende seiner Rückkehrbewegung angelangt ist, öffnet der Schieber E den Kanal α wieder und läfst Luft unter Druck in den Cylinder einströmen, wodurch der Kolben wiederum vorgestofsen wird und die Vorgänge sich in beschriebener Weise wiederholen.

Die innerhalb des Cylinders durch die Zündung des Gases erzeugte Wärme wird unmittelbar auf die Luft übertragen. Sonach wird also die Temperatur der Luft erhöht und die durch die Explosion des Gases entwickelte Kraft wird benutzt, um die Luft beim Vortreiben des Kolbens zu unterstützen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Druckluftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dafs kurz vor oder nach dem Beginn des Auspuffhubes, wenn die Spannung im Ärbeitscylinder auf Atmosphärendruck herabgesunken ist, Gas unter gewöhnlichem Leitungsdruck in den Ärbeitscylinder einströmt, welches Gas erst entzündet wird, nachdem sich die Druckluft auf einem gewissen Kolbenwege nach der Absperrung ausgedehnt hat.

2. Eine Druckluftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs das Gas in einen besonderen, mit dem Cylinder durch eine kleine Oeffhung verbundenen Raum (G) durch ein gesteuertes Ventil (H) eingeführt wird und in diesem Raum während des Auspuffhubes, ohne sich mit der Abluft zu vermengen, verbleibt, da die Abluft durch . einen . seitlich am Cylinder angebrachten und von einem Schieber (E) gesteuerten Kanal (a), welcher gleichzeitig als Zuführungskanal für die Druckluft dient, aus dem Cylinder strömt.

H ierzu ι Blatt Zeichnungen.