Titel: | J. Buckett's Heissluftmaschine. |
Fundstelle: | Band 256, Jahrgang 1885, S. 7 |
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J. Buckett's Heiſsluftmaschine.
Mit Abbildungen auf Tafel
1.
J. Buckett's Heiſsluftmaschine.
Die von John
Buckett in Southwark, England (*
D. R. P. Kl. 46 Nr. 23729 vom 7. September 1882)
ausgesonnene sogen. „Feuerluftmaschine“ gehört zu den offenen
Heiſsluftmaschinen mit geschlossener Feuerung. Von den auf gleichem Prinzipe
beruhenden älteren Maschinen (vgl. F. Brown 1879 231 * 486. H F. Wallmann
1880 237 * 96), insbesondere auch von dem derselben
äuſserlich sehr ähnlichen Hock'schen Motor (vgl. 1880
237 * 94) unterscheidet sich diese Maschine durch
eine etwas veränderte Luftführung im Ofen und durch die Anordnung der Steuerung, vor
Allem aber dadurch, daſs die kalte Betriebsluft auf ihrem Wege zum Ofen zunächst
eine Anzahl Kammern in der Umgebung der Vertheilungsventile zu durchstreichen hat
und so die Kühlung der letzteren bewirkt. Auch ist eine besondere Umsteuerung
angegeben.
Die Maschine wird mit einem oder zwei senkrecht stehenden, einfach wirkenden
Arbeitscylindern gebaut. Senkrecht über jedem Cylinder ist, wie bei Hock, die Luftpumpe angeordnet, deren Kolben durch 2
Stangen mit dem Arbeitskolben unmittelbar verbunden ist und gleichzeitig eine auf
die zwischen Luftpumpe und Arbeitscylinder angeordnete gekröpfte Schwungradwelle
wirkende Pleuelstange trägt. Einlaſs- und Auslaſsventil der Luftpumpe sind im Deckel
derselben angebracht.
Die von der Luftpumpe verdichtete Luft wird nun, bevor dieselbe in den mit den
Arbeitscylindern auf derselben Fuſsplatte stehenden Ofen tritt, in zwei Ströme
zerlegt, deren einer nach einem durch das feuerfeste Futter des Feuertopfes und den
Ofenmantel gebildeten ringförmigen Raume geleitet wird. Aus diesem tritt die Luft
nun durch den Rost in den Herd und durchstreicht das hoch aufgeschüttete
Brennmaterial, wobei die anfänglich gebildete Kohlensäure in Berührung mit den
glühenden oberen Schichten wieder zu Kohlenoxyd reducirt wird. Dieses trifft nun
vermischt mit dem Stickstoffe der Luft in dem den eigentlichen Verbrennungsraum
bildenden oberen Theile des Ofens mit dem hier eintretenden zweiten Strome der Betriebsluft
zusammen und wird wiederum völlig verbrannt, wodurch dem Gasgemenge eine hohe
Temperatur und dem entsprechende Spannung ertheilt wird.
Die Theilung des Luftstromes soll gleichzeitig ein Mittel an die Hand geben, um den
Gang der Maschine in zweckdienlicher Weise durch den Schwungkugelregulator regeln zu
lassen. Zu dem Ende bewegt der Regulatormuff unmittelbar einen Röhrenschieber
derart, daſs derselbe bei sinkender Geschwindigkeit der Maschine den unter den Rost
führenden Kanal weiter öffnet und den Weg nach den Verbrennungskammern mehr
schlieſst. In Folge dessen tritt eine gröſsere Luftmenge durch das Brennmaterial und
es wird eine gröſsere Menge brennbarer Gase gebildet. Dem entsprechend steigt die
Temperatur und Spannung der Gase bei der endlichen Verbrennung in der
Verbrennungskammer und die Leistung der Maschine wird erhöht, so daſs bald die
regelmäſsige Geschwindigkeit erreicht ist. Es geht hieraus hervor, daſs der
Brennmaterialverbrauch der Leistung entspricht. Auſserdem wird aber noch der
Füllungsgrad des Arbeitscylinders durch den Regulator beeinfluſst, indem derselbe
bei zu schnellem Gange einen vorzeitigeren Schluſs der Einlaſsventile für die heiſse
Luft veranlaſst. Die entsprechende äuſsere Steuerung ist in Fig. 10 und 11 Taf. 1 in
Ansicht und Grundriſs dargestellt.
Wie hieraus ersichtlich, gleicht die ganze Einrichtung durchaus der Anordnung des
Bewegungsmechanismus gewisser Ventilsteuerungen mit durch den Regulator
verstellbarem Füllungsgrade. Ueber der Kurbelwelle liegt nämlich rechtwinkelig zu
letzterer eine kurze Stange A, welche an einem Ende mit
dem Lenker h1 am
anderen Ende mit dem auf die Ventilspindel i wirkenden
Hebel h2 drehbar
verbunden ist. Diese Stange trägt nach abwärts gerichtet eine Nase h3, vor welcher das
Gleitstück j liegt. Beim Umlaufe der Kurbelwelle trifft
nun im gegebenen Zeitpunkte eine Nase k auf derselben
gegen dieses Gleitstück j, wodurch die Stange h nach links gedrückt und unter Vermittelung des
Winkelhebels h2, das
Einlaſsventil gehoben wird. Sobald die Nase k das
Gleitstück verläſst, schlieſst sich vermöge seines Gewichtes und des auf demselben
lastenden Gasdruckes das Einlaſsventil und zieht den Hebel h2 und die Stange h nach rechts in die alte Lage zurück. Nun ist das
Gleitstück j durch das Gestänge j1 derart mit dem Regulator verbunden,
daſs es beim Fallen desselben sinkt, beim Steigen heraufgezogen wird. Im ersteren
Falle, bei abnehmender Geschwindigkeit, wird demnach die Nase k länger mit dem Gleitstücke j in Berührung bleiben, mithin eine gröſsere Füllung eintreten als im
letzteren Falle, somit auch hierdurch eine Regulirung des Ganges bewirkt werden. Um
die Maschine abzustellen, können die Gleitstücke j
mittels des Handhebels l gehoben werden, so daſs die
Einlaſsventile geschlossen bleiben und die Maschine so zur Ruhe kommt. Damit beim
Heben der Gleitstücke
j der Regulator in Ruhe bleibt, ist der Hebel m3 nicht starr mit den
die Gleitstücke j bewegenden. Hebeln m1, m2 verbunden; letztere
ruhen vielmehr lose auf den mit m3 gleichzeitig auf der Welle m festgekeilten Hebeln m4, von denen diese
Hebel beim Steigen des Regulators gehoben werden, während dieselben bei der
Abwärtsbewegung nur durch ihr eigenes Gewicht und das der Gleitstücke j folgen. Einem Aufheben der letzteren mittels des
Handhebels l steht daher nichts im Wege.
Um die Maschine anzulassen, muſs das Einlaſsventil des einen Cylinders geöffnet
werden, zu welchem Zwecke der Hebel o angebracht ist;
derselbe sitzt lose auf der Welle p und kann auf
letzterer verschoben werden, so daſs der Hebel o mit
einem der Lenker h1 in
Verbindung gebracht werden kann, durch deren Linksdrehung dann das Einlaſsventil des
einen oder anderen Cylinders gehoben wird.
Die Maschinen können auch mit Umsteuerung versehen
werden. Fig. 7
bis 9 Taf. 1
stellt die diesbezügliche Anordnung der äuſseren Steuerung unter Fortlassung aller
auf die Regulirung sich beziehenden Theile dar. In diesem Falle ist auf der
Kurbelwelle für jeden Cylinder ein Muff angebracht, welcher mittels Nuth und Feder
mitgenommen wird. Jeder dieser Muffen trägt zwei um 180° abzüglich des doppelten
etwaigen Voreilungswinkels versetzte Nasen k, welche
auſserdem parallel zur Achse derart verschoben sind, daſs bei der gezeichneten
mittleren Stellung der Muffen der hier mit der Stange h
fest verbunden gedachte Anschlag j zwischen den Nasen
sich befindet, ohne mit der einen oder anderen in Berührung zu gelangen. In dieser
Stellung der Muffen muſs daher die Maschine zur Ruhe kommen. Werden aber die Muffen
mittels der in entsprechende Ringnuthen derselben eingreifenden Gabelhebel r gleichzeitig nach der einen oder anderen Seite
verschoben, so werden die für den Vorwärts- oder Rückwärtsgang eingestellten Nasen
mit den Anschlägen j in Berührung kommen und so die
Steuerung derart bethätigen, daſs die Maschine nach der einen oder anderen Richtung
umgetrieben wird. Zur gleichzeitigen Umlegung der Gabelhebel r dient der Handhebel q, wobei durch
eingeschaltete Federn s dafür gesorgt ist, daſs die
Umsteuerung auch erfolgen kann, wenn zufällig im Augenblicke der Verschiebung der
Muffen eine Nase k seitlich gegen den Anschlag j treffen sollte.
Die Steuerung der Auslaſsventile erfolgt durch einen ganz ähnlichen Mechanismus
ebenfalls von der Kurbelwelle aus. Fig. 12 und 13 Taf. 1
stellen Schnitt und Grundriſs eines Einlaſsventiles dar. Die aus der
Verbrennungskammer kommende heiſse Betriebsluft tritt bei B ein und bei A in den nach dem Cylinder
führenden Kanal, während die von der Pumpe beigeführte kalte Luft bei C in den das eigentliche Ventilgehäuse umgebenden Raum
g1 tritt und die
Kühlung des Ventiles g bewirkt, um hierauf erst durch
D nach dem Ofen zu gelangen.
Da es so möglich ist, das Steuerungsorgan durch die von der Pumpe kommende Betriebsluft kühl zu
erhalten, so kann statt des Einlaſs- und Auslaſsventiles auch ein Schieber benutzt
werden, dessen Anordnung etwa gemäſs Fig. 5 getroffen werden
könnte. Wie aus diesem Längsschnitte Fig. 5 zu ersehen, gleitet
ein einfacher Muschelschieber B auf einem
Schieberspiegel, in welchen drei Kanäle E, E1 und E2 ausmünden. E kommt
von der Verbrennungskammer, während E1 in den Cylinder und E2 in das Auslaſsrohr ausmündet. Je nach der
Stellung des Schiebers B stellt dessen Höhlung die
Verbindung des Kanales E1 und somit des Cylinders mit E oder dem Ofen
oder mit dem Auslaſskanale E2 her. Dabei sind die Ueberdeckungsränder des Schiebers so breit, daſs
weder E1 noch E2 mit dem Inneren des
Schieberkastens in Verbindung treten können. In letzteren gelangt nun die von den
Pumpen kommende kalte Luft durch den Kanal F1, umspült den Schieber von allen Seiten,
insbesondere auch vermöge der Aussparungen F die über
den Schieberspiegel hervorragenden Gleitflächen desselben und wird schlieſslich
durch das Rohr F2 zum
Ofen weitergeleitet. Da diese Luft die Spannung der heiſsen Betriebsluft besitzt, so
genügt eine ganz geringe. Anpressung des Schiebers mittels der Schraube B2 und der Feder B1, welcher sonach
nahezu entlastet ist. Gesteuert wird der Schieber durch eine unrunde Scheibe.
Die Beschickung des Ofens erfolgt durch eine mit dicht schlieſsender Thür versehene
Vorkammer (vgl. Fig.
6 Taf. 1), welche gegen den Ofen hin durch ein Ventil mit kegelförmigem
Teller und kugelförmigen Sitzflächen abgeschlossen ist. Die Bewegung dieses Ventiles
wird mittels einer über eine Rolle gelegten Kette bewirkt. Auf der aus der Kammer
heraustretenden Rollenachse sitzt ein gröſseres Rad, über dessen Umfang eine Kette
mit Gegengewicht gelegt ist, so daſs die Bethätigung des Ventiles von Hand leicht
erfolgen kann. Die Form des Ventiles soll eine gute Vertheilung des Brennmaterials
im Ofen begünstigen und die Kugelform der Sitzflächen einen sicheren Schluſs
ermöglichen.