DE90669C

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Info

Publication number: DE90669C
Application number: DENDAT90669D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Diese Erfindung betrifft eine Verbindung einer Maschine, deren Treibmittel ein Gemisch von verbrannten Gasen und Dampf bildet.

Die Wärme, welche während des Ganges der Warmluftmaschine im Verbrennungsraum erzeugt wird, verwandelt das in einem den Verbrennungsraum umschliefsenden Behälter befindliche Wasser allmälig in Dampf, und wenn der Druck im. Verdampfraum genügend hoch geworden ist, strömt der entwickelte Dampf in den Verbrennungsraum ein, wo derselbe den heifsen Verbrennungsgasen begegnet und von denselben überhitzt wird. Sobald dieser Zustand erreicht worden ist, arbeitet die Maschine mit einem Gemisch von Luft und überhitztem Wasserdampf.

Bei dieser Maschine ist nicht nur der Verbrennungsraum , sondern auch der Arbeitscylinder vom Dampferzeuger umgeben, um auch die durch die Wand des Arbeitscylinders gehende Wärme ausnutzen zu können.

Der Brennstoff soll aus Petroleum oder einem anderen flüssigen Kohlenwasserstoff bestehen. Gasförmige Kohlenwasserstoffe können auch verwendet werden, wenn die Maschine mit einer Pumpvorrichtung zum Einpressen des Gases in den Verbrennungsraum versehen wird.

Fig. ι zeigt die Maschine in senkrechtem Schnitt quer durch den Arbeitscylinder und durch die Mittellinien des umgebenden Dampferzeugers,

Fig. 2 einen Schnitt des Arbeitscylinders senkrecht gegen Fig. 1, und Fig. 3 einen wagerechten Schnitt nach Linie A-B (Fig. 1 und 2).

Der Arbeitscylinder α ist in einem Stück mit dem Verbrennungsräume b, dem Ventilraume £>² und dem umgebenden Dampferzeuger c gegossen. Innerhalb des Cylinders a bewegt sich ein Arbeitskolben k². Das obere Ende des Cylinders ist durch einen Deckel b³ geschlossen. Oben und unten in den neben dem Cylinder α befindlichen Ventilraum b² sind Ventilsitze s s^l eingesetzt, deren jeder eines der Einlafsventile ν ν¹ und der Auslafsventile v² v³ enthält. Diese Ventile erhalten ihre Bewegung von der Maschinenwelle. Von den Ventilsitzen ss¹ führen die Kanäle C¹C² (Fig. 1 und 3) von den Räumen* zwischen den Ventilen nach dem Cylinder und die Auslafskanäle η η¹ von den Räumen aufserhalb der Auslafsventile in das Freie.

Die Spindeln der Einlafsventile ν ν¹ führen durch die Auslafsventile v² v³ und deren Spindeln. Der Verbrennungsraum b ist mit dem Ventilraume δ² durch die Oeffhung b¹ und mit dem Dampfraume d durch das Rohr d^l verbunden.

In eine Bodenöffnung des Verbrennungsraumes mündet der Brennstoffinjector i ein, welcher eine Fortsetzung der Luftrohrleitung k¹ bildet. In den Injector i mündet aufserdem noch das Rohr e ein, das von dem Petroleumbehälter e'² kommt, der auch mit dem Dampfraume d durch die Leitung e¹ verbunden ist. Die Rohrleitung A:¹ steht ferner mit dem Druckkanale k (Fig. 2 und 3) in Verbindung, in welchem Druckventile h h¹ angeordnet sind.

Mitten auf dem Arbeitscylinder a (Fig. 1) sitzt in einem Ventilsitze s² ein Ventil f. Von

diesem führt der Kanal I ab, der durch das Rohr I¹ mit einem (auf· der Zeichnung nicht veranschaulichten) Luftverdichter verbunden, ist.

Jedesmal, wenn die Auslafsventile sich öffnen, wird der Druck in dem Cylinder niedriger als in der Druckleitung /1\ so dafs der Cylinder mit frischer Luft gefüllt wird, welche die Treibgase von einem vorherigen Arbeitsspiel fortdrängt. Wenn der Kolben ungefähr die Hälfte seines Hubes zurückgelegt hat, wird das entsprechende Auslafsventil geschlossen, und die im Cylinder befindliche Luft wird von dem Kolben verdichtet und unter Oeffnung des entsprechenden Druckventils h oder /2¹ durch den Kanal k, die Rohrleitung k¹ und den Injector i in den Verbrennungsraum b hineingeprefst. Unmittelbar oberhalb der Mündung des Brennstoffinjectors i ist eine Anzündungsvorrichtung angeordnet, welche auf der Zeichnung nicht dargestellt ist. Dieselbe kann z. B. aus einem Platindrahte bestehen, welcher mittels eines elektrischen Stromes ins Glühen versetzt werden kann.

Wenn die Maschine angelassen werden soll, wird Wasser in den Verdampfungsraum und Petroleum in den Behälter e² eingelassen. Sodann wird Luft durch den Injector / eingetrieben und die Maschine von Hand in Bewegung gesetzt, wobei Luft durch das Rohr k¹ und den Injector in den Verbrennungsraum eingeprefst wird. Wenn die Luft durch den Injector strömt, wird Petroleum aus dem Behälter e² durch das Rohr e gesaugt und, wenn dasselbe den Luftstrom trifft, fein zertheilt. Das Gemisch verbrennt, wenn dasselbe an der Anzündungsvorrichtung vorbeigeht. Durch das Einpressen von Luft und die von der Verbrennungswärme verursachte Ausdehnung wird der Druck im Dampfraume d und im Ventilraume b² erhöht. Sobald dieser Druck die erforderliche Höhe erreicht, um die unbelastete Maschine in Bewegung zu halten, wird das weitere Einpressen von Luft in den Verbrennungsraum von der Maschine bewirkt. Der Druck steigt dann bald zu dem vollen Arbeitsdrucke.

Die Maschine wird nun mit warmer Luft getrieben, bis infolge der Wärmeleitung des Verbrennungsraumes und der Cylinderwände die im Dampferzeuger befindliche Wassermasse so weit erhitzt ist, dafs Dampf entwickelt wird. Dieser Dampf gelangt durch das Rohr d¹ in den Verbrennungsraum, wird dort mit den heifsen Verbrennungsgasen vermischt und überhitzt und wird zusammen mit diesen auf den Arbeitskolben wirken. Hierbei wird die Wärme der Wände des Verbrennungsräume^ und des Cylinders zur Dampfbildung benutzt und zugleich verhindert, dafs die Theile eine zu hohe Temperatur annehmen. Da der Verbrennungsraum mit dem Dampferzeuger-unmittelbar verbunden ist, wird der Dampf auch als Druckregler wirken, weil für jede neue, in den Verbrennungsraum eingeprefste Luftmenge der Druck im Dampferzeuger den Druck übersteigen wird, welcher der Temperatur des der Wasserfläche zunächst befindlichen Wasser-] dampfes entspricht. Ein Theil des Wasserdampfes wird hierbei condensirt, welcher beim Oeffnen des Einlafsventils wieder in Dampfform übergeht, wobei der frühere Druck im Dampferzeuger wieder hergestellt wird.

Der Arbeitsvorgang der Maschine ist folgender: Beginnt der Kolben sich aus der in der Zeichnung gezeigten Stellung abwärts zu bewegen, so öffnet sich unter Einwirkung einer Steuerung das Einlafsventil ν und das Auslafsventil iA Dadurch verringert sich der Druck unter dem Kolben auf Atmosphärendruck und über dem Kolben kommt der Druck des Treibmittels zur Geltung. Im Räume k herrscht der gleiche Druck, so dafs bei diesem Arbeitsspiel der Druck auf beiden Seiten des Ventils h gleich grofs ist und letzteres somit unter Ein-^; wirkung seiner Feder geschlossen gehalten wird.; Hat sich der Kolben so weit abwärts bewegt,' als der gewünschten Füllung entspricht, so· wird das Ventil ν geschlossen, und der Kolben! wird nunmehr nur unter der Einwirkung der Expansion weiter getrieben. Inzwischen hat sich infolge der Druckverminderung unter dem Kolben das Ventil f geöffnet und die Luftpumpe preist frische Luft durch die Leitung I¹1 in den Cylinder, welche Luft die verbrauchten Gase vor sich her treibt und durch das Ventil v³ verdrängt. Hat der Kolben etwa die Hälfte seines Weges zurückgelegt, so wird das Ventil v³ geschlossen und infolge der fortgesetzten Bewegung des Kolbens wird die nunmehr ein-; geschlossene kalte Luft im unteren Cylindertheil· verdichtet. Der hierbei auftretende Druck der sich gleichzeitig erwärmenden frischen Luft nimmt schnell zu und übersteigt schliefslich den Druck im Verbrennungsraum. Entspricht dieser Drucküberschufs der Spannung der Feder am Ventil h¹, so öffnet sich dieses und die Prefsluft wird in den Raum k und weiter durch die Leitung k¹ nach dem Injector i getrieben. Beim Durchtreten durch den Injector z' saugt die Luft aus dem Rohr e Petroleum an, welches sich mit der Luft mischt und entzündet wird. Der Kolben hat nunmehr das Ende seines Hubes erreicht und wird dann bei gleichzeitiger Oeffnung des Einlafsventils v¹ und Auslafsventils v'² in derselben. Weise aufwärts bewegt, wie er vorher abwärts bewegt wurde, wobei sich dasselbe Spiel der zugehörigen Ventile wiederholt.

Claims

Pa tent-Anspruch:

Heifsluftdampfmaschine mit geschlossener Feuerung, dadurch gekennzeichnet, dafs eine

Luftpumpe mit einem mitten auf dem Arbeitscylinder angebrachten Ventil (f) verbunden ist, welches sich nach innen gegen den Cylinder öffnet, sobald eines der Auslafsventile geöffnet ist und der Druck im Cylinder niedriger als [der Druck in der Druckluftleitung geworden ist, wobei die Räume an jeder Seite des Arbeitstolbens durch Leitungen (k k¹) mit selbstthätig wirkenden Ventilen (h h¹) mit dem Verbrennungsräume (b) verbunden sind, zum Zwecke, eine Menge Luft für jeden Kolbenhub in den Cylinder einzupressen und durch den Kolben zu verdichten, sobald ein Auslafsventil geschlossen ist, und dann durch die genannten Leitungen in den Verbrennungsraum der Maschine zu pressen.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.