DE42991C

DE42991C - Heifsluftmaschine

Info

Publication number: DE42991C
Application number: DENDAT42991D
Authority: DE
Original assignee: G. SCHIM-MING in Berlin
Anticipated expiration: 1907-08-11

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46: Luft- und Gaskraftmaschinen.

GEORG SCHIMMING in BERLIN. Heifsluftmasciiine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom li. August 1887 ab.

Um bei Heifsluftmaschinen starke Spannungen ökonomisch zu verwenden und kleine Dimensionen mit guter Ausnutzung der Wärme zu vereinigen, ist es nothwendig: 1. der Arbeitsluft vor ihrem Eintritt in den Erhitzer die bei ihrer Compression frei werdende Wärme in der Weise zu entziehen, dafs diese der Arbeitsluft nach ihrem Austritt aus dem Erhitzer und nach ihrer Kühlung durch Expansion wieder zugeführt wird, und 2. dafs die Erhitzung nicht direct mittelst der Feuergase vorgenommen, sondern dafs eine übertragende Substanz eingeschaltet wird, durch welche die Wärme ökonomisch aufgespeichert und übertragen werden kann.

Die in nachstehendem beschriebene und durch Zeichnung dargestellte Maschine hat den Zweck, diese wissenschaftlichen Grundsätze in die Praxis zu übertragen. Die Maschine besteht aus den beiden gleichzeitig als Compressions- und Expansionscylinder dienenden Cylindern AA\ dem Erhitzer B, dem ersten Expansionscylinder C und den Steuerwellen E und F. Die Cylinder A arbeiten im Viertact und ihre Functionen ergänzen sich einander, der Cylinder C arbeitet im Zweitact.

Die Cylinder A A¹ enthalten die Kolben GG¹ und besitzen die gesteuerten Luft-Ein- und -Auslaßventile a a¹ a² a³, die selbstthätig sich öffnenden Luftaustrittsventile b b¹ b'¹ b^s, die gesteuerten Lufteinlafsventile cc^lc²c^s und die Regeneratoren HH¹H²H³. Diese bestehen aus gut wärmeaufnehmenden Körpern von möglichst grofser Oberfläche und kleinem Totalvplumen. Die Kolben sind durch die Kolbenstange J mit einander verbunden. Der Erhitzer B besteht aus einem Röhrensystem, in dessen Rohre sich die Luft befindet, während um dieselben der Dampf einer Flüssigkeit circulirt. Die Erhitzung geschieht durch Condensation dieses Dampfes, die Flüssigkeit wird wieder in den Kessel zurückgedrückt. Der Expansionscylinder C enthält die von F gesteuerten Einlafsvehtile d d' und die Auslafsventile ee^l. Die Beikammer (receiver) D ist eine Erweiterung des Ueberführungsrohres der Luft zwischen dem Expansionscylinder C und den Expansions- lind Compressionscylindern A A¹. Die Steuerwelle E hat die halbe Umdrehungsgeschwindigkeit , die Steuerwelle F dieselbe Umdrehungsgeschwindigkeit wie die Schwungrad welle.

Der Arbeitsvorgang ist folgender:
Beim ersten Hube in der Richtung M ist das Ventil α geöffnet, Luft wird angesaugt, beim folgenden zweiten in der Richtung L erfolgenden Hube bleibt α geöffnet, bis nur noch das dem Arbeitsbedarf der Maschine entsprechende Luftgewicht vorhanden ist, dann schliefst a, die Luft wird comprimirt und giebt ihre Compressionswärme zum gröfsten Theil ■ an die Regeneratoren H ab. Sobald der Druck die erforderliche Höhe erreicht hat, öffnet selbstthätig das Ventil b, die Luft tritt durch die Rohre/ in den Erhitzer B und nach entsprechender Volumenvergröfserung beim Beginn des dritten in der Richtung M erfolgenden Hubes durch das Rohr g und das Ventil d hinter den Kolben N. Nachdem das ursprüngliche, durch α angesaugte Luftgewicht in den Cylinder C übergetreten ist, schliefst d, und die Luft expandirt, sich abkühlend, bis zum

Ende des dritten Hubes. Beim vierten Hube öffnet das Ventil e und die Luft tritt durch h in die Beikammer D. Beim fünften, wieder in der Richtung M erfolgenden Hube öffnet das Ventil c des Cylinders A und die abgekühlte Luft tritt aus der Beikammer D durch die Rohre i, durch das Ventil c und durch die von der Compressionsperiode her noch heifsen Regeneratoren H hinter den Kolben G des Cylinders A. Die bei der Compression des eingeführten Luftgewichtes frei gewordene Wärme, die, mit in den Erhitzer B geführt, eine sehr hohe Temperatur und damit ein unökonomisches und unpraktisches Arbeiten veranlafst hätte, ist also durch die Regeneratoren auf die gekühlte Luft übertragen und wird, ohne dafs ein Wärme- oder Arbeitsverlust stattgefunden hat, der Luft wieder zugeführt. Nachdem bei dem fünften Hube das ursprünglich angesaugte Luftgewicht wieder in A eingeführt ist, schliefst das Ventil c; die Luft expandirt bis zu Ende des Hubes. Beim sechsten Hube öffnet das Ventil α und läfst die Luft wieder'austreten. Die Daumen auf der Steuerwelle E sind derartig gegen einander versetzt, dafs auf jeden Hub. comprimirte Luft aus den Rohren/ in den Erhitzer B tritt und gekühlte hochgespannte Luft aus der Beikammer D in die Cylinder A aufgenommen wird.

Um das Volumen und Gewicht der Regeneratoren nach Belieben verringern zu können, ist aufserdem folgende Einrichtung getroffen : Um die Ausgangsrohre der Cylinder A circulirt in den Kästen K Wasser und kühlt die Luft ab; dieses Wasser wird stetig durch die Maschine nach den Kästen O gedrückt und giebt dort die Wärme wieder an die Luft, welche, aus dem Cylinder C kommend, in die Cylinder A tritt und expandirt, ab. Sowohl die kühlende Oberfläche bei K, als auch die wärmeabgebende bei O kann durch bekannte Mittel nach Belieben vergröfsert werden. An Stelle des einen Expansionscylinders C lassen sich, ähnlich wie bei den Verbund- (Compound)-Dampfmaschinen, zwei oder mehrere Cylinder hinter einander schalten. In der Maschine kann, je nach dem gewünschten Grade der Oekonomie, trockene oder angefeuchtete Luft Verwendung finden. Ferner kann für kleine Motoren nur ein Cylinder A angebracht und der Cylinder C einfach wirkend angeordnet werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Eine Heifslufimaschine, in welcher ein dem Arbeitsbedarf entsprechendes Luftgewicht in gleichzeitig zur Compression und Expansion dienenden Cylindern (AA'J unter Absorption von Compressionswärme durch Regeneratoren (H) oder durch Wasserkühlung in Oberflächenkühlern (K) comprimirt, in einen Erhitzer (B) übergeführt, von dort nach Zuführung von Wärme in Expansionscylindern (C) expandirt und hierauf, nach Durchstreichen von Regeneratoren (H), in welchen ein Theil der' Compressionswärme aufgespeichert war, oder von Oberflächenerhitzern (O), in welchen das durch die Compression erhitzte Wasser seine Wärme wieder abgiebt, in den ursprünglichen Cylindern (A A¹) abermals expandirt' wird.

2. Eine Heifsluftmaschine der unter i. gekennzeichneten Art, bei welcher die durch die Regeneratoren (H) oder Kühlvorrichtungen (K) gekühlte Luft in den Erhitzer (B) indirect mittelst sich condensirender, aus einem Kessel zugeleiteter Dämpfe erhitzt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.