Titel: | Neue Gasmaschinen. |
Fundstelle: | Band 306, Jahrgang 1897, S. 242 |
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Neue Gasmaschinen.
(Fortsetzung des Berichtes S. 217 d. Bd.)
Mit Abbildungen.
Neue Gasmaschinen.
Schalldämpfer.
Der stark störende Auspuff der Gasmaschinen soll nicht nur bezüglich des verursachten Geräusches unschädlich gemacht werden,
sondern
auch betreffs des Geruches. In ersterer Beziehung sucht man durch Einschaltung von Töpfen die Geschwindigkeit des
ausblasenden
Gasstromes zu vernichten, in letzterer den Geruch in einem Wasserbade aufzufangen.
Textabbildung Bd. 306, S. 241
Schalldämpfer von Serment.
Textabbildung Bd. 306, S. 241
Fig. 65.Schalldämpfer von Löper.
Schalldämpfer von F. L. Serment in Marseille (Englisches Patent Nr.
14232/1895). Der für kleinere Motoren brauchbare Schalldämpfer (Fig.
61 und 62) besteht aus dem äusseren Gefäss a mit innerer angegossener Trompete d. Die Auspuffgase treten durch den
Stutzen e in die Trompete d ein und verlassen dieselbe durch die
schlitzartige Oeffnung a mit der Tendenz, eine Bewegung parallel zur Wandung des Gefässes a auszuführen; dadurch wird der Schall gedämpft und die Gase ziehen demnach geräuschlos durch das Rohr
s ab. Für grössere Motoren ist der Topf (Fig. 63 und 64) bestimmt. Dieser enthält ein cylindrisches Gefäss b, dessen Wandung mit der des Gefässes a eine Trompete f bildet. Mehrere Oeffnungen in der Wandung von b erleichtern den Uebertritt
der Auspuffgase aus der Trompete in das Gefäss b.
Bei der in Fig. 65 dargestellten Vorrichtung von C. Löper in Lichtenberg
bei Berlin (D. R. P. Nr. 85046) wird das von dem Auspuffventile der Maschine abgehende Rohr 1 an ein
weiteres Rohr 2 angeschlossen und mit Packung abgedichtet. Das Rohr 2 hat am
anderen Ende eine Erweiterung 3, welche aber für die Wirkung der Einrichtung als Geräusch dämpf er
belanglos ist. Dieses erweiterte Ende wird zweckmässiger Weise noch mit einem Steg 4 versehen, durch
dessen centrale Oeffnung 5 der Abdampf bis an die hintere Wandung gelangen kann. Der Steg 4 hat unten eine Oeffnung 6. Zum Ablassen des Condensationswassers dient ein
Hahn 7. Von dem Rohr 2 zweigt ein Thon- oder Metallrohr 8 ab, in welches
eine konische Buchse 9 eingesetzt ist. Das untere Ende der Buchse wird von der Verpackung frei gelassen.
In die Buchse ist das eigentliche Auspuffrohr 10 eingesetzt und abgedichtet.
Textabbildung Bd. 306, S. 241
Fig. 66.Schalldämpfer.
Bei einer Abänderung dieser Anordnung (D. R. P. Nr. 87790) wird die konische Buchse 9 (Fig. 66) lose in das weite Rohr 8 so hineingedrängt, dass zwischen ihrem
oberen cylindrischen Theil und der Wandung des Rohres 8 ein sehr schmaler Ringraum verbleibt, welcher
einem geringen Theil der Gase oder Dämpfe den Durchtritt gestattet. Damit aber trotzdem zwischen der konischen Buchse
und der Wandung
des weiten Rohres 8 ein todter Winkel bestehen bleibt, muss der Durchgangsquerschnitt des schmalen
Ringraumes 13 im Verhältniss zu dem Querschnitte des zwischen der konischen Buchse 9 und dem von dieser umschlossenen Abzugsrohr 10 verbleibenden ringförmigen
Spalte 14 sehr gering sein. So genügt es in der Regel, wenn man die konische Buchse mit ihrem
cylindrischen Theil theoretisch nicht enger macht, als die lichte Weite des Rohres 8 beträgt, da in
diesem Falle die sich bei der praktischen Ausführung zwischen dem cylindrischen Theil der Buchse 9 und
der Wandung des Rohres 8 ergebenden Undichtigkeiten in hinreichendem Maasse den Spalt 13 zu bilden vermögen.
Wie in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist, strömen die in beliebiger Weise in das Rohr 8
eingeführten Gase zum Theil unmittelbar durch das Abzugsrohr 10, zum anderen Theil zwischen diesem und
der konischen Buchse hindurch in den oberen Theil der Buchse, um von hier, nachdem sie sich an dieser Stelle ausgebreitet
haben,
ebenfalls in das im oberen Theil der konischen Buchse unterbrochene Abzugsrohr 10 zu gelangen. Ein
dritter Theil der Gase geht zunächst in den von der konischen Buchse und der Wandung des Rohres 8
gebildeten Winkel, von wo aus ein sehr geringer Theil der Gase durch den engen Ringbau 13 hindurch in den
oberen Abschnitt des Abzugsrohres 13 gelangt, während der grösste Theil der sich in dem todten Winkel
zwischen Buchse und Rohr 8 fangenden Gase oder Dämpfe umkehrt und durch den Ringspalt 14 abströmt.
Kühlvorrichtungen.
Die Unbequemlichkeit und Kostspieligkeit der Wasserkühlung ist ein Punkt, an dessen Verbesserung ständig gearbeitet wird.
Man versuchte
einerseits die Wasserkühlung ganz zu beseitigen, andererseits die Wasserkühlung von einer Leitung dadurch unabhängig
zu machen, dass
man stets dasselbe Wasser wieder durch Abkühlung nutzbar macht.
Die in Fig. 67 dargestellte Kühlvorrichtung von E. Capitaine in
Leipzig-Plagwitz (D. R. P. Nr. 85825) bezieht sich auf Maschinen mit zwei Schwungrädern, die auf den beiden Enden
der Kurbelwelle
angebracht sind. Diese Schwungräder besitzen Hohlräume, in welchen das Kühlwasser behufs Abkühlung kreist. Die Erfindung
besteht
darin, dass die Hohlräume der beiden Schwungräder durch die hohle Kurbelwelle unter einander verbunden werden, zu
dem Zwecke, um eine
Vereinfachung der Wasserzufuhr und -abfuhr herbeizuführen.
Textabbildung Bd. 306, S. 242
Fig. 67.Kühlvorrichtung von Capitaine.
In der Zeichnung ist a0 die Kurbelwelle, welche bei b gelagert ist, c0 sind die Schwungräder,
deren Kranz, sowie Speichen hohl sind. Gegen das eine Ende der Welle wird ein feststehender Körper d0 in geeigneter Weise federnd angepresst, und zwar dient dieser Körper zur Herstellung einer
wasserdichten Verbindung zwischen dem Cylinder der Maschine einerseits und den sich drehenden Hohlräumen andererseits.
Textabbildung Bd. 306, S. 242
Kühlanlage von Behrens und Bayer.
Das Wasser wird durch Kanal z eingeführt, fliesst durch den Ringkanal d in
den Kanal i und durch die hohle Speiche s in den Hohlraum v, von hier durch die Speiche t in die hohle Kurbelwelle und durch dieselbe,
sowie durch die Speiche u in den Hohlraum w, um schliesslich durch die
Speiche y und den Kanal a bei x auszutreten und
wieder nach dem Cylinder geführt zu werden.
Die Schwungräder sind zweckmässig mit radialen Rippen zu versehen, wie in der Zeichnung angedeutet, um unter Vergrösserung
der
Abkühlungsfläche gleichzeitig eine energische Luftbewegung herbeizuführen. Indem das Wasser seinen Weg durch die
Schwungräder
genommen, hat es sich gehörig abgekühlt.
H. Behrens und F. Bayer in Bremen (D. R. P. Nr. 84367) bezwecken die
Herstellung einer Kühlanlage derart, dass den Kühlwasser führenden geschlossenen Circulations- oder Druckleitungen
Luft mittels der
Luftpumpe unter Druck zugeführt wird, um so eine directe Kühlung der Cylinder zu bewirken.
Fig. 68 zeigt die Einrichtung, wenn die Kühlung durch
Kühlgefäss mittels Circulationsleitungen erreicht wird.
Fig. 69 wenn die Kühlung durch eine Wasserdruckleitung erreicht
wird.
Sowohl bei der einen, wie bei der anderen Ausführung wird der Druckleitung c bezieh. k durch die Luftpumpe p Luft unter Druck zugeführt.
In den Fig. 68 und 69 bezeichnen: m0 Maschine, s Steuer welle, a Kühlgefäss, b und c Circulationsleitungen, p Luftpumpe, f Saugleitung der Pumpe, g Druckleitung der Pumpe, h Sicherheitsventil, i Ablaufleitung, k Wasserleitungszuführung,
l Stopfen zur Entwässerung des Cylinders, m Dreiwegehahn zur Abstellung
und Entwässerung, n Regulirhahn in der Saugleitung.
Die Luftpumpe p wird mittels Excenters von der Steuerwelle s angetrieben. In
die Druckleitung g der Pumpe ist ein Sicherheitsventil h eingeschaltet, um,
falls ein Ueberdruck in der Leitung entstehen sollte, die normale Spannung wieder herbeizuführen.
In die Saugleitung f ist ausserdem ein Hahn n eingeschaltet, um die
Cylinderkühlung in erwünschter Weise reguliren zu können.
Die vorliegende Erfindung hat gegenüber den bekannten Einrichtungen von Cylinderkühlanlagen, wie grosse und mehrere Kühlgefässe,
Rippenkühler, Gradirwerke, Verdunstungskühler mit Ventilatoranordnung u. dgl., den Vortheil, dass die geringste Menge
Kühlwasser
verwendet und ferner eine Beschleunigung der Circulation herbeigeführt wird.
Dem Kühlwasser wird in der geschlossenen Druckleitung c und k so viel Luft
unter Druck zugeführt, als für eine ständige directe Abkühlung der Cylinder der Maschinen nothwendig ist.
Eine weitere Ausführungsform würde darin bestehen, die Luftleitung g statt in die geschlossenen
Wassercirculationsröhren und Druckleitungen in den Cylinder unmittelbar münden zu lassen und im Uebrigen die Circulationsröhren
b und c, sowie Druckleitung k beizubehalten,
wodurch die gleiche Wirkung erzielt werden wird als bei der obigen Anordnung.
Dem Kühlgefäss a, welches sehr klein gehalten werden kann, müsste abwechselnd so viel Wasser zugesetzt
werden, als die Verdunstung beträgt.
Es ist erwünscht, Luft von möglichst niedriger Temperatur zu verwenden, sei es Aussenluft oder solche aus dem Maschinenraume.
Statt einer Luftpumpe könnte auch eine Wasserpumpe, welche zugleich als Luftpumpe wirkt, z.B. eine Flügelpumpe u.s.w., Verwendung finden; auch kann der Antrieb von einer
Wellenleitung statt von der Maschine erfolgen.
F. Breddin in Magdeburg-Wilhelmstadt (D. R. P. Nr. 85077) will die Kühlung des Cylinders nur durch Luft
bewirken, und zwar durch Lufteinsaugung in den Cylinder.
Die in Fig. 70 dargestellte Maschine ist eine
Viertactgasmaschine, an deren Arbeitskolben sich ein cylindrischer Hohlkörper h von geringem Durchmesser
anschliesst, der sich im Mantel m frei bewegt, ohne denselben zu berühren. Am hinteren Ende dieses
Mantels befindet sich der Verdichtungs- und Verbrennungsraum, in den durch die Oeffnung g das Gas
eintritt und in den die Verbrennung des gebildeten Gasgemisches von der ebenfalls hier mündenden Zündungsöffnung
z aus eingeleitet wird.
Textabbildung Bd. 306, S. 243
Kühlvorrichtung von Breddin.
Die Luft gelangt in diesen Raum durch den Kanal k von ringförmigem Querschnitt, der den Mantel m umgibt. Die Eintrittsöffnung l für dieselbe liegt gegenüber dem vorderen
Ende dieses Mantels; sie ist bei der in der Zeichnung durchgeführten Construction zugleich als Ausströmungsöffnung
für die
Verbrennungsgase gedacht, doch kann letztere besser noch ebenfalls direct in den Raum v münden, müsste
dann aber mit einem besonderen Steuerungsorgan ausgerüstet werden. Von dieser Oeffnung l aus gelangt beim
Ansaugen frische kühle Luft in den zwischen dem Hohlkörper h und der Wandung des Arbeitscylinders
entstehenden Ringcylinderraum r und gleichzeitig durch den Kanal k in den
Raum v, wo durch Beimischung von gleichzeitig dort einströmendem Gas das Explosionsgemisch hergestellt
wird, während die Strömung im Kanal k ein Eindringen von Gas in diesen verhindert, so dass bei Beginn der
Verdichtung auch in k reine Luft vorhanden ist. Wird nun durch den Rückgang des Kolbens die Luft aus r nach k gedrückt, so bleibt bei geeigneter Bemessung Raum k auch jetzt noch mit reiner Luft erfüllt, deren Temperatur immer noch eine verhältnissmässig niedrige
ist. Die Temperatur wird zwar bei der Entzündung des Gasgemisches durch weitere Verdichtung wesentlich erhöht, aber
durch die Enge des
Kanals k wenigstens im vorderen Theil vor einer Mischung mit den viel heisseren Verbrennungsgasen
bewahrt.
In Folge dieser Temperatursteigerung gibt die Luft im vorderen Theil des Kanals k an dessen durch das
Hindurchströmen der gesammten zur Verbrennung nöthigen frischen Luft zeitweise gekühlte Wandungen Wärme ab und gelangt
expandirend mit
verhältnissmässig niedriger Temperatur in den Ringcylinderraum r zurück, so dass die Cylinderwandung nur
eine geringe Wärmemenge von dieser Luft aufnehmen kann, die theils durch äussere Abkühlung an die Aussenluft, theils
an die bei Beginn
des nächsten Arbeitshubes in den Cylinderraum r eintretende frische Luft abgegeben wird.
Man kann auch die Kolbenverlängerung fest mit dem Cylinderdeckel und den Cylindermantel mit dem Arbeitskolben verbinden. Eine
derartige
Construction zeigt Fig. 71.
Der Arbeitskolben trägt einen röhrenförmigen, hinten offenen Stülp m1 von
geringerem Durchmesser als ersterer, wodurch zwischen beiden der Ringcylinderraum r entsteht. Der
Arbeitscylinder ist ebenfalls rückwärts verlängert; diese Verlängerung umschliesst den hinteren Theil des genannten
Stulpes derart,
dass zwischen beiden noch ein Ringkanal von veränderlicher Länge entsteht. In den inneren Raum des Stulpes reicht
ein geschlossener
Cylinder h1, der mit dem Cylinderboden verbunden ist, so weit nach vorn,
dass zwischen ihm und dem Kolbenende noch ein Verdichtungs- und Verbrennungsraum v übrig bleibt. Der
äussere Durchmesser dieses Hohlkörpers ist derart gewählt, dass er die innere Begrenzung eines zweiten Ringkanals
k bildet, der aussen vom Stülp m1
umschlossen wird.
Die Lufteinströmungsöffnung l befindet sich am Ende des Laufcylinders, also am vorderen Ende des
Ringkanals k. Die Ausströmungsöffnung l1
liegt an der Vereinigungsstelle der beiden Ringkanäle k und kt im Cylinderboden. Die Gaseinströmung und Zündung wird durch einen Kanal g1 bewirkt, der, den Hohlkörper durchbohrend, durch dessen vordere Wand
direct in den davor liegenden Verbrennungsraum mündet. Die Luft strömt beim Ansaugen in den Ringcylinderraum r, durchströmt andererseits zuerst den äusseren k und dann den inneren Ringkanal k1, um in den inneren Raum des Stulpes m1 zu gelangen. Hier mischt sich dieselbe mit dem aus dem Kanal G1 tretenden Gas und bildet das Explosionsgemisch, das wegen der dort vorhandenen entgegengesetzten
Luftbewegung nicht in die Ringkanäle eindringen kann. Während des nun folgenden Verdichtungsspiels wird die Luft
aus dem
Ringcylinderraum in die Ringkanäle geschoben; hierdurch, sowie durch das Vordringen des Stulpes wird verhindert,
dass das
Explosionsgemisch in den inneren Ringkanal k1 vordringen kann. Während
des Expansionsspiels tritt zunächst die in den Kanälen eingeschlossene Luft in den Ringcylinderraum zurück. Die Wärmeaufnahme
des
Laufcylinders kann also nur eine geringe sein, so dass die Temperatur desselben durch Wärmeabgabe an die in den Cylinderraum
zeitweise
eingesaugte Luft und durch die natürliche äussere Kühlung in niedrigen Grenzen erhalten bleibt.
Weiterhin kann man aber auch beide Constructionen vereinigen, wie Fig. 72 zeigt.
Die Kolbenverlängerung ist hinten geschlossen und trägt einen mit ihr fest verbundenen röhrenförmigen Mantel m2 von etwas grösserem inneren Durchmesser, der dieselbe derart umschliesst, dass zwischen beiden ein Ringkanal k2 entsteht. Der Mantel ist vorn abgekürzt, so dass der Ringkanal k2 hier mit dem Ringcylinderraum r zusammenhängt.
Diese so construirte Kolbenverlängerung hm2 bewegt sich innerhalb einer
Verlängerung des Laufcylinders derart, dass sich beide nicht berühren, der zwischen ihnen bleibende Ringspalt aber
eng genug bleibt,
um eine wesentliche Strömung in demselben zu verhindern.
Am Ende dieser Cylinderverlängerung befindet sich der Verdichtungs- und Verbrennungsraum v, in den die
Oeffnungen g z für die Gaseinströmung und Zündung und die für die Ausströmung der Abgase l1 münden, während die Lufteintrittsöffnung l wie gewöhnlich am Ende des Laufcylinders sich befindet.
Hierdurch wird bewirkt, dass die gesammte Verbrennungsluft den Ringcylinderraum r durchstreichen muss,
wodurch die Laufcylinderfläche kräftig gekühlt wird. Die Luft durchströmt darauf den Ringkanal k2 von vorn nach hinten und kühlt dessen Wandungen dabei ab. Besonders wird der beiderseitig gekühlte
Mantel m2 so kühl gehalten, dass die im Ringcylinder zur Verdichtung
gelangende Luft keine hohe Temperatur annehmen kann.
Letztgenannte Luftmenge wird bei der Verdichtung in den Ringkanal geschoben und expandirt dann aus diesem Raum heraus in den
Ringcylinderraum r zurück; die nachdrängenden Verbrennungsgase werden auf ihrem Wege durch den Ringkanal
derart abgekühlt, dass eine wesentliche Wärmeaufnahme durch die Arbeitscylinderwandung vermieden wird.
(Schluss folgt.)