Titel: Guérin's horizontale Dampfmaschine mit Centrifugal-Condensation.
Autor: Guérin, F.
Fundstelle: 1865, Band 176, Nr. XXIV. (S. 81–85)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj176/ar176024

XXIV. Horizontale Dampfmaschine mit zwei Cylindern und Centrifugal-Condensation; von F. Guérin, Mechaniker in Gravelle-Havre.

Aus Armengaud's Génie industriel, Februar 1865, S. 77.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Wir geben im Folgenden die Beschreibung einer zweicylindrigen horizontalen Dampfmaschine, welche ihr Erfinder in allen Theilen mit Sorgfalt construirt hat und die sich dadurch auszeichnet, daß wesentliche Theile in origineller Weise angeordnet sind, so daß sie neue Combinationen enthält, wodurch ein vorzüglicher Gang und eine bessere Ausnutzung der Kraft erzielt wird.

Die Eigenthümlichkeiten dieser Maschine sind hauptsächlich:

1) das System der Centrifugal-Condensation; der ausgenutzte Dampf geht nämlich in das Innere eines Schwungrades und kommt darin mit dem Einspritzwasser in Berührung. Die Luftleere wird aber durch die Drehung des Schwungrades hervorgebracht, welches zum Zweck der erforderlichen Umfangsgeschwindigkeit einen größeren Durchmesser erhält;

2) die Anordnung entlasteter Schieber, welche von Zahnrädern geführt werden, deren Gang regulirbar ist;

3) die Wirkungsweise des Regulators, welcher durch einen Mechanismus den Gang der Zahnräder verändert;

4) endlich die Gesammtaufstellung aller Theile, welche eine vervollkommnete Dampfmaschine darstellen.

Die Figuren 16 stellen die Maschine dar, und zwar Fig. 1 einen Grundriß und theilweisen Durchschnitt, Fig. 2 einen Durchschnitt nach der Längsachse des kleinen Cylinders, und Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 1–2.

Die beiden Cylinder sind mit dem Mantel aus einem Stück gegossen; der kleine trägt einen Röhrenansatz Y (Fig. 3), durch welchen der Dampf in den Mantel eintritt.

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Ueber den Cylindern befindet sich der Schieberkasten B mit dem Steuerschieber D. Letzterer besteht aus einem Cylindersegment, dessen Reibungsfläche drei Höhlungen oder Schalen 1, 2 und 3 (Fig. 2) enthält, durch welche die Dampfwege der Cylinder in Verbindung gesetzt werden.

Vertheilungsmechanismus. – Fig. 1 zeigt die centrale Oeffnung a, welche den Dampf aus dem Mantel zuführt, sowie b und c, welche ihn in den kleinen Cylinder A leiten; durch d und e geht er aus diesem in den großen; endlich führen ihn die Oeffnungen f und g durch die Leitungen C und C¹, welche sich zu einem Rohr C² vereinigen, nach dem Condensator; letzteres Rohr nämlich mündet durch die Stopfbüchse C³ in das Schwungrad X. Die Stopfbüchse C³ ist auf dem Unterlager C⁴ festgeschraubt und daher von der Drehung des Schwungrades unabhängig. In ähnlicher Weise ist das Wasserzuleitungsrohr T angebracht.

In Fig. 2 ist der Kolben des kleinen Cylinders bei halbem Hube dargestellt, der Dampf tritt noch ein, die Oeffnung b läßt den Dampf herein, welcher den Kolben in der Richtung des Pfeils treibt; auf der anderen Seite ist der Dampf durch die Oeffnung c ausgetreten und mittelst der Schale 3 des Vertheilungsschiebers in den Canal e des großen Cylinders geleitet worden, um dessen Kolben in der entgegengesetzten Richtung des kleinen fortzubewegen; unterdessen tritt der Dampf an der entgegengesetzten Seite durch den Canal d aus und mittelst der Schale l des Vertheilers nach dem Condensator, d.h. in das Schwungrad X.

Der Vertheiler ist auf beiläufig zwei Dritteln seiner Fläche entlastet, wie man aus Folgendem ersieht: der vom Mittelcanal a kommende Dampf sucht natürlich den Schieber zu heben, was auch im selben Augenblick durch den rechts oder links aus dem kleinen Cylinder in den großen gehenden Dampf geschieht; um nun diese Wirkung aufzuheben, also den Schieber zu entlasten, ist ein Loch o durchgebohrt, welches den Dampf aus dem Mantel auf den Vertheiler leitet; ferner ist (Fig. 3) eine Oeffnung o' in der Zwischenwand angebracht; das Condensationswasser fließt mit demjenigen des Mantels ab.

Der Schieber arbeitet demnach in dem Dampfe, und erleidet einen, der Differenz der seiner Wirkung ausgesetzten Flächen entsprechenden Druck; diese Differenz wird durch folgende Anordnung compensirt: der Deckel E der Schieberbüchse B ist mit einem Cylinder zusammen gegossen, in welchem ein Compensirkolben g arbeitet; dieser besteht bloß aus einer nach Art der Indicatorkolben ausgehöhlten Kapsel, welche durch eine Stange mit einer kleinen Achse (Fig. 2 und 3) verbunden ist, deren |83| beide Enden schneidenförmig auf Lagern gehen, die mit der Hülse, welche die horizontale Schieberachse h aufnimmt, in einem Stück gegossen sind.

Der Dampf für die Schieberbüchse geht durch den leeren Raum hindurch, welcher im Boden des Cylinders E für den Durchgang der Bleuelstange gelassen ist, wirkt auf den Kolben und folglich auch hebend auf den Schieber. Auf dem Deckel desselben Cylinders ist ein Rohr k angebracht, welches in das Abzugsrohr C² mündet, so daß, wenn Wasser durch Condensation des Dampfes oberhalb des Kolbens gebildet wird, dieses durch den Condensator aufgesaugt wird und in keiner Weise schaden kann.

Der Dampfhahn R, welcher durch den Mittelcanal a geht, ist hohl und enthält eine Expansionsklappe mit Nasen, in welche auf der Achse m angebrachte Stifte eingreifen (Fig. 2 und 3), daher diese Klappe der Achse bei deren oscillirenden Bewegung folgt. Die Dichtung des Hahnes R, welcher mittelst des Hebels q gestellt wird, bewirkt eine Stopfbüchse p und diejenige der Klappe eine andere p'; das Ohr des mit dem Hebel q verbundenen Griffes ruht auf dem Unterlager q', damit das Gewicht der äußeren Theile den Hahn nicht belastet. Die bewegliche Klappe im Innern des Hahnes R wird von dem Hebel S und der Stange S' an dem Excentric v mit dessen Stange S² (Fig. 1) regiert.

Die Steuerwelle A¹, welche von der Treibwelle aus durch die gleich großen Räder l und l' bewegt wird, ruht auf zwei auf der Fundamentplatte befestigten Lagern A² und A³; auf das eine Ende dieser Welle ist das Excentric B¹ aufgekeilt, welches mittelst der mit dem Schieber D durch ihre Stange verbundenen Rolle B² diesem die hin- und hergehende kreisförmige Bewegung mittheilt, die nothwendig ist, um die Dampfwege abwechselnd zu öffnen und zu schließen. Eine besondere in der Zeichnung nicht dargestellte Anordnung bringt die Rolle immer auf das Excentric zurück; diese Anordnung besteht darin, daß die den Vertheilungsschieber führende Stange durch einen kleinen Cylinder geht, in welchen Dampf eintritt, der als Feder wirkt.

Der Regulator dreht sich in einer auf die Achse A¹ senkrechten Ebene. Auf diese Achse ist nämlich ein Wulst aufgezogen und mit zwei Flügeln m versehen, welche die Schrauben aufnehmen, durch die die Federn N, N' gehalten werden, deren Enden mit den Kugeln verbunden sind. Ein Doppelarm P' ist beweglich auf der Achse befestigt und gibt die Stützpunkte für die rechtwinkeligen Hebel Q' (s. Fig. 1, 2 und 6) ab. Ein Arm jedes dieser Hebel ist durch eine Stange b¹ und b² mit einem Knopfe an jeder Regulatorkugel verbunden, so daß die Veränderungen in deren Stellung durch die Stangen t' auf den Muff s übertragen |84| werden können. Dieser Muff macht die Expansion zu einer durch den Regulator veränderlichen.

Innerer Mechanismus des Expansionsrades Fig. 4 und 5. – Dieses Heberad besteht aus der Trommel v, welche mit der Nabe a² auf die Achse A' aufgezogen ist; zwei cylindrische Segmente x und x' sind auf die Oberfläche dieser Trommel festgeschraubt und bilden feste Daumen, welche für die geringste Dampfzulassung zu beiden Seiten des Kolbens, etwa 2/10 des Hubes, eingestellt sind und deren Weg auf der Rolle G den Gang der beweglichen Klappe in dem Vertheilungshahn R bestimmt.

Die übrigen Expansionsgrade werden durch die beweglichen Daumen z, z' erzielt, welche parallel Mischenden festen x, x' angebracht sind; diese Daumen z, z' gehen durch die Trommel hindurch und sind innerhalb mit den gezahnten Sectoren y, y' verbunden, von denen jeder in ein Zahnrädchen greift, an dessen Achse sich das Winkelrad h oder h' befindet. Letzteres Rad greift in ein Getriebe, dessen Achse das Rad i trägt, welches in die Zahnstange i' eingreift, die mit Schwalbenschwanzverbindung an der Nabe a² befestigt und von dem Muffe s abhängig ist, welcher durch die Veränderungen in der Stellung der Regulatorkugeln in Bewegung kommt.

Das Spiel dieser Theile ist von selbst klar: Wenn der Muff s auf der Achse A' gleitet, so setzt er die Zahnstangen i' in Bewegung, die sofort mittelst der bezeichneten Räder diese Bewegung auf die gezahnten Sectoren y und y' übertragen, welche die beweglichen Daumen z und z' mitnehmen. Diese letzteren verlängern oder verkürzen den auf die Rolle G wirkenden Theil, wodurch der Expansionsgrad geändert wird. Man kann so die Zulassung des Dampfes von 2/10 bis zu 7/10 des Hubes verändern.

Um während des Ganges den normalen Expansionsgrad zu verändern, muß der eben beschriebene Mechanismus nach Anleitung der Fig. 6, d.h. an dem Muff s, modificirt werden. Man braucht nur die beiden Stangen t', welche die Hebel Q¹ und den Muff s verbinden, so einzurichten, daß man sie nach Belieben verlängern oder verkürzen kann, so daß die Zahnstangen i' und mithin die Sectoren y der beweglichen Daumen z, z' unabhängig vom Regulator verstellbar werden.

Zu diesem Zweck besteht der Muff s aus zwei Theilen: der eine ist mit den Stangen f', der andere mit den Zahnstangen i' verbunden; letzterer Theil ist mit Schraubengewinden versehen und in seiner Stellung veränderlich, je nachdem man das Rad v' von links nach rechts oder |85| umgekehrt dreht. Der kreisförmige Zeiger w, welcher der Zahnstange folgt, zeigt auf einer Scala w' den Expansionsgrad an.

Centrifugal-Condensation. – Das zur Condensation dienende Schwungrad ist äußerlich nicht von anderen verschieden; seine Nabe und Speichen sind hohl und dienen dem Einspritzwasser zum Durchgang. Die Brause des Einspritzrohres T wird durch die alsdann mit einem Pfropf zu verschließende Oeffnung O, Fig. 1, eingeführt.

In der Nähe des Mittelpunktes des Schwungrades sind die freien Räume weit; sie verengern sich dann nach dem Umfange hin, so daß im Kranz, wo die freien Räume ausmünden, die Summe der Querschnitte dem Volumen der auszuschleudernden Flüssigkeit so viel als möglich entspricht. Die conische Form der in den Speichen angebrachten Canäle ist für den Zweck der Evacuirung der Flüssigkeit und mithin der Erzeugung der Leere eine günstige. Letztere wird um so größer, je rascher sich das Schwungrad dreht, weßhalb dasselbe seine Bewegung durch Zahnrad R' und Getrieb R² (Fig. 1) empfängt. Das Schwungrad umgibt der auf dem Boden des Maschinenraumes befestigte Blechmantel H; in demselben sammelt sich das Wasser, um durch natürlichen Abfluß oder mittelst einer Pumpe abgeleitet zu werden. Der innere Rand H' ist für das gegen den Mantel geschleuderte Wasser bestimmt.

Die Anwendung dieses noch mancher Veränderungen und Vereinfachungen fähigen Systems macht den complicirten und schwerfälligen Mechanismus der gewöhnlichen Condensation entbehrlich.

Das Manometer für die Luftleere kann man auf der Krümmung des Injectionsrohres anbringen und das Instrument mit dem Innern des Schwungrades durch ein inwendig umgebogenes Rohr in Verbindung setzen.

Bei Maschinen ohne Condensation kann man dennoch das hohle Schwungrad anwenden und den Rückdampf in dasselbe leiten; es würde dadurch der Druck auf den Kolben vermindert werden; den abgeschleuderten Dampf könnte man unter die Feuerung leiten, um die Heizluft hinreichend feucht zu machen.

Auch für Schiffsmaschinen ist das System anwendbar; man müßte sehr leichte und wenig voluminöse Apparate anwenden und denselben große Geschwindigkeit ertheilen; dieselben, statt der jetzigen großen Condensatoren benutzt, deren Gewicht etwa 43000 Kilogr. für eine Maschine von 1000 Pferdekräften beträgt, würden wesentliche Vortheile darbieten.

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