DE20783C - Neuerungen an Heifsluftmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

In dem oberen Theil eines Cylinders wird eine glockenförmige Kammer durch die in ihrem Innern bewirkte Verbrennung von Brennmaterial erhitzt. In diese Kammer wird Luft durch ein Rohr eingeleitet, welches mit Fächern oder Rippen versehen sein kann, um eine grofse Oberfläche darzubieten, zur Aufnahme der Hitze der Verbrennungsproducte und zur Uebermittelung dieser Hitze an die einströmende Luft. Um diese Kammer wird ein am besten aus Kupfer 'bestehender, ringförmiger Regenerator angebracht, der auf einem mit der Kammer ein Stück bildenden Rost aufruht und aus einer Anzahl Sieben aus Drahtgewebe oder aus Metallstücken mit Zwischenräumen besteht. Der untere Theil dieses Regenerators wird auf diese Weise durch Wärmeleitung von der Kammer erhitzt und erhält weitere Hitze durch die nach ihrer Expansion aus dem Cylinder austretenden Gase. Die comprimirte und erhitzte Luft, welche von dem Regenerator kommt, wird durch . die in dem Cylinder befindliche Kammer weiter erhitzt, um den Kolben vorwärts zu treiben. In manchen Fällen ist es vortheilhaft, eine kleine Menge Wasser in die Leitung einzulassen, welche nach der kühlsten Seite des Regenerators führt. Dieses Wasser wird dann, indem es mit der Luft durch den Regenerator hindurchgeht, in Dampf verwandelt, und hilft auf diese Weise die Maschine bethätigen.

Diese combinirte Wirkung von heifser Luft und Dampf kann während des Ganges der Maschine durch Einspritzen von Wasser in den pumpenden Theil des Cylinders fortgesetzt werden. Dieses Wasser erhält alsdann den erwähnten Theil des Cylinders kühl und wird, indem es mit der comprimirten Luft durch den Regenerator in den Cylinder eintritt, in Dampf verwandelt. Anstatt Wasser kann man auch einen flüchtigen Kohlenwasserstoff, wie z. B. Gasolin oder eine begrenzte Menge Kohlenwasserstoffgas in den Cylinder einführen, welches sich alsdann bei der Berührung mit der heifsen Kammer entzündet und hierdurch den Kolben vorwärtstreiben hilft.

Die Maschine kann von irgend einer bekannten Construction sein, mit einem oder mehreren Cylindern; diese können einfach oder doppelt wirkend sein, und jeder kann zwei oder mehrere der beschriebenen Heizkammern aufnehmen. Hier sei ein verticaler Cylinder mit einer Heizkammer angenommen. Der Cylinder besteht aus zwei Theilen, einem oberen heifsen Theil, welcher mit Bleiglätte, feuerfestem Thon oder anderem feuerfesten Material ausgefüttert wird, und einem unteren Theil, der von einem Wassermantel kühl gehalten wird. Dieser Cylinder ist in seinem unteren Theil mit einem Penn'sehen Kolben mit rohrförmiger Kolbenstange versehen, so dafs dort eine ringförmige Kammer gebildet wird, welche einen kleineren Umfang hat, als der obere heifse Theil. Dieser Kolben ist auf seiner Stirnseite mit einem feuerfesten Schild versehen, welches den heifsen Theil des Cylinders . beinahe ganz ausfüllt, wenn der Kolben an der höchsten Stelle seines Aufwärtshubes angelangt

ist. Die rohrförmige Kolbenstange geht durch eine Stopfbuchse, im Cylinderboden und ist mit einer Kurbel der Maschinenhauptwelle verbunden, welch letztere ein schweres Schwungrad trägt.

An dem unteren Ende des Cylinders befindet sich ein Kanal, welcher mit Hülfe eines Schiebers abwechselnd mit einer Einlafsöffnung für Luft und mit einem starken Behälter in Verbindung gesetzt wird. Dieser Behälter kann in dem Ventilkasten selbst angeordnet sein oder aus einem besonderen Raum bestehen. Der ringförmige Kolben zieht bei seinem Aufgange Luft ein, welche alsdann bei dem Niedergange des Kolbens in den Behälter hineingeprefst wird. Von diesem Behälter wird eine Ladung von Luft zu dem Kopf des Cylinders geleitet, welche bei ihrem Durchgange durch den Regenerator heifs wird und dann bei der Berührung mit der heifsen glockenförmigen Kammer noch stärker erhitzt wird, wobei sie ihr Volumen vergröfsert und durch diese Expansion den Kolben niedertreibt. Bei dem Aufgange des Kolbens wird die Luft, welche in dem Cylinder Arbeit verrichtet hat, durch den Regenerator hindurch ausgetrieben und giebt bei ihrem Durchgange den gröfsten Theil ihrer Hitze an den Regenerator ab, der alsdann seinerseits diese Hitze der darauffolgenden frischen Luftladung abgiebt. Die ausgetriebene Luft kann in den Kamin geführt werden, um den Zug zu verstärken.

In der Zeichnung ist ein senkrechter Schnitt durch eine Maschine dieser Art dargestellt. A ist der untere comprimirende, durch Wasser gekühlte Theil des Cylinders und B der obere Cylindertheil, welcher mit feuerfestem Material ausgefüttert ist. Die Stange des Kolbens C ist hohl und die der heifsen Luft ausgesetzte Stirnseite des Kolbens mit einem Schild aus feuerfestem Material versehen. Dieser Schild ist oben ausgehöhlt, um der glockenförmigen Kammer N Platz zu machen. Die Schmiertöpfe a und b dienen zum Schmieren der reibenden Flächen der Kolbenstange und des Kolbens, sowie des Zapfens der Verbindungsstange. Die Kurbelwelle E bewegt mit Hülfe der Kegelräder F ein cylindrisches Drehventil, welches den Behälter für comprimirte Luft bildet. Bei Drehung desselben bringt der untere Theil dieses Ventils den ringförmigen Cylinder A abr wechselnd mit der freien Luft und mit dem Behälter in Verbindung, und der obere Theil dieses Ventils bringt das heifse Ende des Cylinders B abwechselnd mit dem Reservoir und der Ausströmungsöffnung D¹ in Verbindung. Die glockenförmige Kammer N wird mit Hülfe einer Gasflamme geheizt, welche aus Oeffnungen eines centralen Rohres η herausbrennt. Das Gas dieser Flamme kann durch geeignete Vorrichtungen nach Art der Bunsen'schen Brenner mit etwas Luft gemengt sein. Um dieses centrale Rohr η ist ein weiteres Rohr n¹ angebracht, welches die für die vollständige Verbrennung nöthige Luft zuführt. Dieses weitere Rohr kann in ein Rohr aus Platin oder einem anderen feuerbeständigen Stoffe endigen und mit inneren und äufseren Flügeln oder Rippen n² und «³ versehen sein, welche dazu dienen, die Hitze der Verbrennungsproducte auf deren Wege nach dem Schornstein auf die durch das Rohr einströmende Luft zu über-. tragen. Das nach dem Schornstein führende ' äufsere Rohr kann durch Verlängerung der Kammer N gebildet werden. Letzteres besteht aus einem Stück mit dem an der Aufsenseite derselben befindlichen Rost M, und hat an seiner Innenseite Rippen m, welche die Hitze der in der Kammer brennenden Flamme aufnehmen und auf den Rost M übertragen. Auf letzterem ruht ein ringförmiger Regenerator K, welcher die Kammer N umschliefst. Diese Art, die Hitze auf einen Regenerator zu übertragen, ist auch auf andere Formen von Heifsluftmaschinen anwendbar, in welchen Ströme von Luft, Dampf oder anderen Gasen oder Dämpfen bei ihrem Eintritt in den Arbeitscylinder zu erhitzen sind.

Bei dem Betriebe dieser Maschine wird durch den Aufgang des Kolbens Luft in den unteren Theil A des Cylinders gesaugt und dann beim Niedergange des Kolbens in das Ventil G hineingeprefst. Das an der Mündung des Rohres η angezündete Gas erhält durch n^l Luft zugeführt und brennt beständig in der Höhlung der Kammer N und heizt diese intensiv. Die Verbrennungsproducte entweichen dabei durch den Schornstein O. Während des Niederganges des Kolbens strömt comprimirte Luft von dem Ventil und dem Behälter in den oberen Theil B des Cylinders durch den Regenerator K und wird von diesem und später durch die Berührung mit der Kammer N erhitzt. Während des Aufganges des Kolbens strömt die im Cylinder zur Expansion gelangte Luft durch den Regenerator, wird von diesem enthitzt und entweicht in den Schornstein O.

Bei Ingangsetzen dieser Maschine wird eine beschränkte Menge Wasser in die Kammer oder den Kanal, welcher dem kühlsten Theile des Regenerators K am nächsten ist, eingespritzt. Dieses Wasser wird bei Bewegung des Kolbens durch den Regenerator gezogen und verwandelt sich in Dampf von hinlänglicher Spannung, um den ersten Hub des Kolbens zu bewirken. Diese combinirte Wirkung von Wasserdampf und Luft kann fortgesetzt werden, indem man bei jedem Kolbenhub oder je nach Wunsch einen Wasserstrahl in den comprimirenden Theil A des Cylinders einspritzt.

Dieser Wasserstrahl kühlt und schmiert auch diesen Theil des Cylinders.. Man kann auch Strahlen von flüssigem Kohlenstoff anwenden,

welche in diesem Falle beim Eintritt in den Cylinder durch äufsere Berührung mit der heifsen Kammer N entzündet werden.

Claims (3)

1. PATENT-AnSprüche:

   i. Der aus dem gekühlten Theil A und dem mit feuerfestem Material ausgefütterten heifsen Theil B bestehende Cylinder in Verbindung mit dem Drehventil G, welches die Verbindung zwischen den erwähnten beiden Cylindertheilen herstellt und gleichzeitig als Behälter für die in den Theil B einzuführende comprimirte Luft dient.
2. 2. Der glockenförmige Heiztopf N in Verbindung mit den inneren und äufseren Rippen m M und dem Regenerator K.
3. 3. Ein Heiztopf in Verbindung mit dem Gasrohr η und dem mit den inneren und äufseren Rippen n^% und n³ versehenen Luftrohr n¹, längs dessen Aufsenwände die Verbrennungsproducte nach dem Schornstein steigen und auf ihrem Wege dorthin ihre Wärme an die Rippen n² und n³ abgeben zum Vorwärmen der durch n^x eintretenden Luft.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.