DE20244C - Neuerungen an Dampfmaschinen - Google Patents

Description

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Neuerungen an Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 7. Mai 1882 ab.

Die vorliegenden Neuerungen an Dampfmaschinen beziehen sich auf einen Ersatz des Dampfmantels für den Cylinder, auf Entlastung des Kolbens und auf Dichtung der Kolbenliderung.

pieses dreifache Ziel wird erreicht durch Einführung von Dampf in das Innere des Kolbens. Es erhält dadurch zunächst der Cylinder eine innere Dampfheizung, welche sich in sofern vortheilhaft von ' der bisher üblichen äufseren Heizung mittelst Dampfmantels unterscheidet, als sie die Cylinderwandungen nur an den direct vor dem eintretenden und expandirenden Arbeitsdampf befindlichen Stellen vorwärmt, die übrigen Partien jedoch, insbesondere also das Auspuff-Ende, welches (abgesehen von Compound-Maschinen) keiner Erwärmung bedarf, nicht unnöthig erhitzt. Sodann aber compensirt der in den Kolben eingeführte Dampf, wenn man die seinem Druck ausgesetzten Oberflächen entsprechend dimensionirt, das Kolbengewicht, so dafs das Ovalwerden der Cylinder- und Stopfbüchsenbohrung verhütet wird, und endlich prefst der besagte Dampf die Kolbenringe allseitig dicht an die Cylinde'rwandung an und bewirkt so eine gute Dichtung der Liderung.

Die betreffenden Einrichtungen sind auf den beiliegenden Zeichnungen in verschiedenen Modificationen zur Veranschaulichung gebracht.

In Fig. ι ist der Dampfcylinder noch einmal so lang ausgeführt, als für' den Kolbenhub nöthig ist. Er enthält zwei auf einer gemeinschaftlichen Stange sitzende Kolben AA, die um die Gröfse des Hubes von einander entfernt sind und durch den an den Cylinderenden BB abwechselnd eintretenden Arbeitsdampf in der gewöhnlichen Weise, angetrieben werden. In den Raum C zwischen den Kolben wird durch d direct aus dem Kessel frischer Dampf eingeführt, welcher die Bewegungen mitmacht und die Cylinderwandungen vorwärmt. e ist ein mit Hahn versehenes Rohr zum Ablassen sich etwa ansammelnden Condensationswassers.

Es ist nicht nothwendig, die Kolben A A um den Betrag des Hubes aus einander zu legen; man kann sie auch näher zusammenrücken oder überhaupt durch einen einzelnen hohlen Kolben ersetzen, nur mufs dann die Zuführung des Dampfes in den Zwischen- oder Hohlraum C demgemäfs abgeändert werden. So zeigt Fig. 2 einen verticalen Dampfcylinder, in welchem die beiden Kolben A ziemlich nahe zusammengerückt sind. Die Einführung des Dampfes in den Raum C geschieht hier durch eine gleitende Röhre d, welche an den Kolbenbewegungen theilnimmt und sich dabei einerseits in der Stopfbüchse / des einen Cylinderdeckels und andererseits in der Stopfbüchse g des Dampfzuführungsrohres h führt.

Fig. 3 und 4 veranschaulichen in Längenschnitt und Endansicht einen horizontalen Dampfmaschinencylinder, in welchem die Kolben A wieder zusammengerückt sind und die Einführung des Dampfes in den Raum C ebenfalls durch eine gleitende Röhre d erfolgt. Neben der Röhre d ist eine zweite gleitende Röhre e angeordnet, welche im Raum C knieförmig gestaltet ist und etwaiges Condensationswasser nach dem Ablafshahn j befördert.

Bei der horizontalen Maschine, Fig. 5 und 6, dient die gleitende Röhre d zur Einführung des Dampfes in den Raum C. ' Die Abführung des Condensationswassers geschieht, ähnlich wie bei Fig. i, durch einen im tiefsten Punkt in der

Mitte des Cylinders angebrachten Abflufs e, und zwar ist dieser Abflufs durch eine Anzahl Oeffnungen gebildet und mit einem Ventil versehen, welches so belastet ist, dafs es sich nur in der Mitte des Hubes, d. h. nur in dem Augenblick öffnet, in welchem der im Raum C enthaltene · frische Dampf darauf drückt, sich aber nach Passiren des Kolbens gleich wieder schliefst, da nach halbem Hub, wenn der Arbeitsdampf lediglich durch Expansion wirkt, der Druck im Cylinder hinter dem Kolben nicht grofs genug ist, um das Ventil aufzudrücken. Diese Anordnung macht die gewöhnlichen Ablafshähne entbehrlich, da der Abflufs durch e ausreicht, den Cylinder trocken zu halten.

In der Modification Fig. 7 wird der Dampf für den Raum C nicht direct aus dem Kessel entnommen, sondern aus den Cylindern. Es ist nämlich jeder der Kolben A mit einem oder mehreren Ventilen d¹ versehen, welche sich an dem Ende jedes Hubes unter dem Druck während der Compressionsperiode öffnen und dem vor dem Kolben befindlichen comprimirten Dampf gestatten, den Raum C auszufüllen. Das Condensationswasser findet Abflufs durch die an den Enden des Cylinders im tiefsten Punkt belegenen Ventile e¹, die mit Feder- oder Hebelbelastung versehen werden können, jedoch vortheilhaft, wie in Fig. 7, an Membranen oder elastischen Metallscheiben s befestigt werden. Sie bleiben dann unter dem Druck besonderen, bei k k eingeführten Kesseldampfes geschlossen, bis der aus der Compression an den Enden des Hubes resultirende Extradruck den Druck auf die betreffende Membran ί überwiegt und durch Oeffnen des Ventils dem Condensationswasser abzufliefsen gestattet.

Während die bisher beschriebenen Figuren lediglich zur Illustration der Einführung des Dampfes in das Kolbeninnere dienen, sind die noch übrigen Figuren zur Veranschaulichung der Entlastung des Kolbens und der Dichtung der Liderung bestimmt. Als Beispiel ist ein horizontal arbeitender Kolben gewählt und in verschiedenen Ausführungsformen vorgeführt.

In Fig. 8 bezeichnet A die beiden Kolbentheile und C den mit Dampf gefüllten Innenraum, b b sind die Kolbendeckel und c c D D die Dichtungsringe, welche durch Stifte //gegen Drehung gesichert sind. Der Dampf in C übt nach allen Seiten seinen Druck aus, und damit dieser Druck das Kolbengewicht compensire, ist der Kolben so construirt, dafs dessen obere Hälfte m dem Dampf in C eine entsprechend gröfsere Innenfläche darbietet, als" die untere Hälfte 11 (s. Fig. 8 und auch Fig. 9, welche letztere die Ringe D für sich im Schnitt darstellt und zeigt, dafs dieselben oben erheblich breiter sind als unten).

In Fig. 10 sind die Ringe D durch gekrümmte, ringförmige, elastische Scheiben D¹ ersetzt, welche oben breiter sind als unten, so dafs die obere Hälfte m des Kolbens dem Druck in C wieder eine gröfsere Innenfläche darbietet, als die untere Hälfte n. Aufser der Entlastung des Kolbens bewirkt hier der innere Dampf auch die Dichtung der Kolbenliderung, denn es ist ihm durch Löcher d² im Kolbem körper gestattet, gegen die Scheiben Ώ¹ zu drücken, so dafs diese vermöge ihrer Elasticität sich allseitig dicht an die Cylinderwandung anschliefsen. Die Kolbenstange enthält hiev eine centrale Bohrung, welche einerseits mit der Atmosphäre und andererseits durch Kanäle p mit dem Raum hinter jeder der Scheiben D¹ communicirt, damit die hintere Fläche dieser Scheiben frei von Druck bleibt.

Fig. 11 endlich zeigt eine Anordnung, welche besonders für grofse Dampfcylinder bestimmt ist. Dieselbe weicht von Fig. 10 nur dadurch ab, dafs sie ein Stück des gleitenden Rohres d für die Einführung von frischem Dampf in den Raum C aufweist, und dafs die Scheiben D¹ und der Kolbenträger eine etwas andere Form erhalten haben.

Zur Entlastung des Kolbens und Dichtung der Kolbenliderung bedarf es nicht unumgänglich der Einführung von Kesseldampf in den Raum C, da comprimirte Luft oder andere Gase dieselben Dienste thun würden. Ueberhaupt lassen sich die beschriebenen Neuerungen oder einige derselben auch in Verbindung mit einem äufseren Dampfmantel anwenden und gestatten eine bessere Schmierung des Kolbens, sowie die Anwendung von überhitztem Dampf.

Claims (4)

Patent-Anspruch: Bei Dampfmaschinen mit Einführung von Dampf, comprimirter Luft oder einer ähnlichen Füllung in den Kolben die dargestellten Anordnungen, vermöge welcher diese Füllung:

1. innerhalb des Kolbens direct mit der inneren Cylinderwandung in Berührung tritt und durch Vorwärmung derselben den gewöhnlichen äufseren Dampfmantel ersetzt, und

2. mit Bezug auf die Richtung der Schwere oben gegen eine gröfsere innere Fläche des Kolbens drückt als unten und dadurch das Kolbengewicht compensirt, und

3. von innen gegen die Kolbenliderung drückt und dieselbe an die innere Cylinderwandung andichtet, sowie

4.· endlich die unter 1., 2. und 3. bezeichneten Functionen gleichzeitig erfüllt. .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.