DE11168C - Doppelt wirkende Hochdruck-Luftmaschine - Google Patents

Description

1879.

Klasse 46.

BRUNO KUNZE in BERLIN. Doppelt wirkende H ο c h d r u c k - L u f t m a s c h i η e.

Patentirt im Deutschen Reiche vom ii. November 1879 ab.

Die Maschine ist nach aufsen hin nicht durch einen Kolben, sondern durch Stopfbüchsen gedichtet. Heifser und kalter Raum sind getrennt angeordnet und stehen mit einander durch zwei Röhren in Verbindung. Der Verdränger ist durch zwei anschliefsende und fest mit einander verbundene Kolben ersetzt, von welchen sich der eine im kalten, der andere im heifsen Räume bewegt.

Mit dem kalten Raum unmittelbar verbunden ist der Arbeitscylinder, in welchem sich der Arbeitskolben bewegt und welcher an seinen Enden durch Kanäle mit dem kalten Raum in Verbindung steht.

Neben dem Arbeitscylinder ist die Luftpumpe angebracht und so eingerichtet, dafs sie durch bestimmte Steuerungsvorrichtungen einen den Anforderungen der Maschine entsprechenden constanten Druck in derselben hält und nicht eher zu wirken anfängt, als bis dieser Druck unter den Normaldruck gesunken ist. Zu dem Zwecke ist mit dem Pumpencylinder ein Windkessel verbunden, der an seinem oberen Ende Bourdon'sches Manometer trägt. Der Zeiger desselben ist mit einem am Pumpencylinder angebrachten Hahn verbunden, welcher durch das Manometer geöffnet bezw. geschlossen werden kann. Wird der Hahn geöffnet, so kann die Pumpe nicht verdichten, indem durch den Hahn alle angesaugte Luft wieder entweicht.

Der Raum vor dem Kolben im kalten Cylinder steht mit dem Raum hinter dem Kolben im heifsen Cylinder, ferner der Raum hinter dem Kolben im kalten Cylinder mit dem Raum vor dem Kolben im heifsen Cylinder in Verbindung.

Die Verbindung der zugehörigen Räume geschieht durch Röhren, welche die Regeneratoren enthalten. Der Regenerator selbst (s. Diagramm) besteht aus einer Spirale vom dünnsten Kupferblech, sogenanntem Schablonenblech. Diese Spirale erhält man dadurch, dafs man das ausgeglühte Kupferblech mit feinem Sand bestreut und auf einen dünnen Stahldorn aufrollt. Nachdem dies geschehen, wird der Sand herausgeschüttelt, und die dadurch entstehenden Zwischenräume dienen der Luft zum Durchgang. Die Temperaturen der Kupferspirale fallen während des Ganges der Maschine nach einer Exponentialcurve, deren Gleichung mit Vernachlässigung der inneren Leitung, welche sich übrigens sehr leicht durch metallische Unterbrechung des Kupfers aufheben läfst, die vereinfachte Form annimmt: e ^{k x} = c t. c ist vom Ein- und Austritt der Wärme an den Enden abhängig, während k von der Natur der Spirale abhängt. Sind die Constanten k und c genau bestimmt, so läfst sich mit Hülfe der Gleichung die Länge der Spirale feststellen, indem für x = l, t = t₀ gleich der Temperatur des Kühlraums sein mufs.

Die höchsten bei dieser Maschine zu verwendenden Hitzegrade schwanken zwischen 200 und 250⁰ C, so dafs es möglich ist, sowohl den Heizraum als auch den in ihm laufenden Kolben auf die Dauer zu erhalten. Der Heizcylinder ist nicht aus gewöhnlichem Gufseisen, sondern aus Gufsstahl zu fertigen, da von seiner Dichte der ganze Werth der Maschine abhängt. Auf einen absolut dichten Anschlufs der Verdrängerkolben kommt es hier nicht an, da durch eine solche Undichtigkeit die Luft nur aus einem Cylinderraum in den anderen gelangt, nicht aber aus der Maschine entweicht.

Die Ringkanäle im heifsen und kalten Raum, gebildet vom Cylinder und dessen Einsatz, haben den Zweck, eine möglichst innige Berührung der Luft mit den heifsen bezw. kalten Wänden herbeizuführen, vertreten also die Heiz- bezw. Kühlflächen.

Die Verdrängerkurbel eilt der Arbeitskurbel nicht vor, sondern nach; der Nacheilungswinkel beträgt 90 °. Befinden sich die beiden fest mit einander verbundenen Verdrängerkolben in ihrem äufseren Todtpunkte, so steht der Arbeitskolben in der Mitte seines- Weges. Die hinter dem Verdrängerkolben im heifsen Raum gebildete Spannung pflanzt sich nun durch die Kanäle b b¹ b" und den Regenerator auf den Arbeitskolben fort und treibt diesen seinem inneren Todtpunkte zu, während die Luft vor ihm verdichtet und durch den Kanal a" in den kalten Raum geführt wird.

Ist der Arbeitskolben am inneren Todtpunkte angekommen, so haben die Verdrängerkolben die Mitte ihres Hubes und ihre gröfste Ge-

sch windigkeit erreicht. Es wird jetzt ein Spannungswechsel eintreten müssen, da durch den Rückgang der Verdrängerkolben alle kalte Luft durch α' α in den heifsen Raum und alle heifse Luft durch b b' in den kalten Raum gelangt.

Die hierdurch entstehende Spannung vor dem Kolben im heifsen Raum pflanzt sich nun durch den Regenerator α α' α" auf den Arbeitskolben fort und treibt diesen wieder zurück.

Ehe er das Ende seines Hubes völlig erreicht hat, wechselt im Heizraum durch die Vorwärtsbewegung der Verdrängerkolben die Spannung, und das Spiel der Maschine beginnt von neuem.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   Die Anwendung von Kolben statt Verdränger in der Weise, dafs nicht nur das Gewicht der zu bewegenden Massen geringer, sondern auch die Maschine doppeltwirkend wird.

   Die vollständige Trennung des heifsen vom kälten Raum, wie es in der Zeichnung und Beschreibung angegeben ist.
   Die Anwendung und Construction des Regenerators, wie sie den im Diagramm und in der Beschreibung angegebenen Gesetzen entspricht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.