DE84244C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 21. Dezember 1894 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren, durch welches der in gesättigtem Zustande in den Dampfcylinder eintretende Dampf durch allmälige Verbrennung einer explosiblen Substanz während der Expansionsperiode und erforderlichenfalls auch während des Auspuffs derart überhitzt werden kann, dafs sich seine Temperatur während seines Voreilens im Cylinder annähernd constant auf der Höhe seiner Anfangstemperatur erhält.

Die bisher bekannten Methoden der Ueberhitzung des Dampfes, möge diese nun in einem besonderen, aufserhalb der Maschine befindlichen Ueberhitzer oder durch Explosion eines Gasgemenges in der Dampfmaschine (Patent Schimming Nr. 47880) stattfinden, haben nach Angabe des Erfinders den Uebelstand, dafs dabei die Temperatur des Dampfes auf einen hohen Grad (300 bis 400°) gesteigert wird. Während nun bei der Gasmaschine eine solche Temperatur der darin arbeitenden Luft die Maschine nicht wesentlich schädigt, zeigt die Erfahrung, dafs der bis auf eine gleiche Höhe erhitzte Wasserdampf die von ihm berührten Maschinentheile heftig angreift, wodurch eine bequeme Benutzung des nach den bisherigen Methoden überhitzten Dampfes in der Dampfmaschine auf die Dauer unmöglich wird. Will man eine solche anbahnen, so mufs man die bisherigen Ueberhitzungsverfahren verlassen und ein neues ausfindig machen, bei dem die Ueberhitzung des Dampfes wenigstens bis zu einem gewissen Grade ganz ohne Erhöhung der seiner Admissionsspannung entsprechenden Temperatur vor sich gehen kann.

In Folgendem ist ein solches Verfahren beschrieben, und die zur Bethätigung desselben erforderliche Ueberhitzungsvorrichtung ist in Fig. ι und 2 der beiliegenden Zeichnung in Verbindung mit dem Cylinder einer horizontalen Dampfmaschine dargestellt.

A ist der Treibcylinder, der mit einem durch Kesseldampf geheizten, wärmedicht umhüllten Mantel versehen ist.

Ein Compressor bekannter Bauart saugt ein in bekanntem Verhältnifs gemengtes Gemisch von Luft und .brennbarem Gas ein, comprimirt es bis auf etwas höhere Spannung als diejenige des Kesseldampfes und schafft es in einen kleinen Accumulator F. Letzterer besteht aus einem Reservoir, das mit einem dicht schliefsenden Kolben versehen ist, den ein zweiter, unter Kesseldampf stehender, etwas gröfserer Kolben in den Accumulator hineinzudrängen bestrebt ist (in Fig. 1 punktirt dargestellt) und so auch bei unregelmäfsiger Wirkung des Compressors die Spannung des Gasgemenges im Accumulator immer constant und etwas höher als diejenige des Kesseldampfes erhält.

Der Accumulator ist mit einem Sicherheitsventil H versehen, durch welches, sobald es sich hebt, das comprimirte Gasgemenge in bekannter Weise durch das Rohr K in die Saugleitung oder in die Cylinder ■ des Compressors abgeleitet wird. Aus dem Accumulator gelangt

das Gasgemenge durch das Rohr E zu dem Ventil G, welches von der Maschine mit Hülfe einer Kammscheibe gesteuert wird. Diese Kammscheibe kann vom Regulator der Maschine auf der Steuerwelle verschoben werden und hebt demgemä'fs das Ventil G mehr oder weniger, wodurch ein mehr oder weniger schneller Abschlufs erfolgt. Sobald das Ventil G geöffnet wird, strömt das Gasgemenge durch den Kanal b und das Diaphragma D in die Ventilkammer B. Letztere ist von dem Dampfcylinder durch das Ventil C getrennt, welches sich nach dem Cylinder hin öffnet, sobald der Druck in der Ventilkammer B den Druck im Cylinder übersteigt. Das Diaphragma D besteht aus zwei durchlöcherten Blechscheiben mit dazwischenliegendem Drahtnetz, welches hier wie das Drahtnetz einer Sicherheitslampe wirkt. Zwischen C und D sind in die Ventilkammer B zwei Drähte α eingeführt, die einen Theil des Stromkreises einer kleinen magnetelektrischen Maschine bilden, zwischen deren Spitzen beim Antrieb dieser Maschine durch die Dampfmaschine elektrische Funken überspringen, an denen sich das in die Ventilkammer B eintretende Gasgemenge entzündet.

Um beim Anhalten der Maschine Gasverluste zu verhüten, kann zwischen dem Accumulator F und dem Ventil G aufser einem von Hand zu schliefsenden Ventil eine Vorrichtung eingeschaltet werden, die beim Anhalten der Maschine selbstthä'tig den Accumulator von dem Rohre E absperrt. Diese Vorrichtung besteht aus einem Schieber oder Schieberkolben c, an dessen Körper zwei Kolben von ungleichem Durchmesser befestigt sind, von denen der kleinere (e) unter dem Druck des Kesseldampfes, der gröfsere (g) dagegen unter dem des aus dem Steuerungskasten kommenden Dampfes steht. Beim Gange der Maschine stehen somit beide Kolben unter Dampf von gleicher Spannung, daher überwiegt der Dampfdruck auf den gröfseren Kolben d. Die Kolben werden also nach rechts geschoben und dadurch der in das Rohr E führende Kanal χ geöffnet (s. Fig. 2). Beim Anhalten der Maschine verschwindet der Druck im Steuerunffskasten und der Kesseldampf schiebt die Kolben nach links, wobei der Schieber c den Kanal χ schliefst.

Der zur Verwendung kommende Dampf soll möglichst trocken, d. h. möglichst frei von mechanisch mitgerissenem Wasser sein. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist nun folgende:

Der trockene Arbeitsdampf tritt gesättigt durch den Mantel und durch die Steuerung in den Cylinder ein und wirkt hier in diesem Zustande in gewöhnlicher Weise, ohne dafs ihm Wärme zugeführt wird, bis zum Anfang der Expansion. Bei deren Eintritt öffnet die Maschine das Ventil G und das Gasgemenge strömt während der Expansionsperiode und erforderlichenfalls auch während eines Theiles der Auspuffperiode aus dem Accumulator F durch dieses Ventil und durch das Diaphragma D in die Ventilkammer B. Hier entzündet sich das Gasgemenge, da das Drahtnetz des Diaphragmas D ein Hineinschlagen der Flamme in das Rohr E verhindert, an den zwischen den Spitzen der Drähte α α überspringenden elektrischen Funken in dem Mafse, wie es infolge seiner Spannung durch das von der Maschine mehr oder weniger gelüftete Ventil G und durch das Diaphragma . in die Ventilkammer B hineingetrieben wird, und schiefst in langgezogener Verbrennung in den im Cylinder expandirenden bezw. auspuffenden Dampf, indem es das bis dahin durch den im Cylinder herrschenden Druck geschlossene Ventil C öffnet. Die sehr heifsen Verbrennungsproducte des explodirten Gasgemenges vermischen sich sofort mit dem Dampf und überhitzen ihn derart, dafs bei entsprechender Abmessung des zur Verbrennung gelangenden Gasgemenges die Temperatur des Dampfes während der Explosion nicht wesentlich höher steigt als seine Anfangstemperatur, und während des Auspuffes nicht unter diese sinkt, so dafs trotz kräftiger Ueberhitzung des Dampfes in der Maschine weder eine ihr schädliche Temperatur auftreten noch die Cylinderwandungen eine niedrigere Temperatur als die Anfangstemperatur des Dampfes annehmen können. Durch letzteren Umstand wird : die Condensation des Arbeitsdampfes an den Cylinderwänden verhütet, weil der Dampf art diesen Wänden, die mindestens ebenso .heifs sind wie er selbst, nicht niederschlagen kann. Die einzelnen Elemente der hier beschriebenen Ueberhitzungsvorrichtung werden nicht als neu in Anspruch genommen, denn sie sind ihrem Wesen nach bekannt und als Mittel zur Erreichung anderer Zwecke, wenn auch in anderer Gestalt und Verbindung, bereits in Anwendung gekommen. . Indem sie aber alle zusammen in der hier beschriebenen und bisher nicht in Anwendung gekommenen Weise" auf den im Cylinder befindlichen Dampf einwirken , setzen sie ein Verfahren zur Ueberhitzung des Dampfes ins Werk, welches gekennzeichnet ist durch die allniälige Verbrennung des durch ein Drahtnetz in den Cylinder einströmenden Gasgemenges und durch die dadurch ermöglichte allmälige Ueberhitzung des Dampfes während der Expansionsperiode und erforderlichenfalls auch während des Auspuffes. Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, dem Dampf in der Dampfmaschine grofse Wärmemengen zuzuführen, ohne dafs dabei die Nothwendigkeit vorliegt, seine Anfangstemperatur zu steigern, im Gegensatz zu den

bisher bekannten Ueberhitzungsverfahren, bei denen dem Dampf eine der obigen gleichwerthige Wärmemenge nur unter starker, der Maschine schädlicher Steigerung seiner Anfangstemperatur zugeführt werden kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Dampfmaschine mit Dampfüberhitzung durch Zuführung und Verbrennung brennbarer Gasgemische oder zerstäubter Flüssigkeiten während der Expansionsperiode und erforderlichenfalls auch während des Auspuffs, gekennzeichnet durch ein Drahtnetz, durch das das in den Cylinder strömende Gemenge so geleitet wird, dafs es nicht auf einmal, sondern in dem Mafse, wie es durch das Drahtnetz strömt, verbrennt und dabei dem im Cylinder befindlichen Dampfe so viel Wärme mittheilt, dafs seine Temperatur während der Expansionsperiode nicht wesentlich über seine Anfangstemperatur steigt und während des Auspuffs nicht unter diese sinkt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.