Titel: Neue Gasmaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 306 (S. 241–244)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj306/ar306065

Neue Gasmaschinen.

(Fortsetzung des Berichtes S. 217 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

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
Textabbildung Bd. 306, S. 241

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

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.

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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

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

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 |243| 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

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 |244| 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.)

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