Titel: | James Hargreaves' Thermomotor für flüssige Brennstoffe. |
Fundstelle: | Band 270, Jahrgang 1888, S. 12 |
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James Hargreaves' Thermomotor für flüssige
Brennstoffe.
Mit Abbildungen auf Tafel
3.
Hargreaves' Thermometer für flüssige Brennstoffe.
Diese in Fig. 1
bis 5 Taf. 3
nach dem Berichte des Engineer vom 27. Januar 1888
dargestellte Betriebsmaschine ist in der Fabrik von Adair
und Comp. in Liverpool nach den Plänen James
Hargreaves erbaut worden. Der hohle Kolben der einfach wirkenden Maschine
wird durch den unter demselben zerstäubten und im Raume D zur Verbrennung gelangenden Brennstoff in die Höhe getrieben, wobei er
mittels Schwinge und Pleuelstange seine Kraft auf die Schwungradachse überträgt.
Zugleich wird der Antrieb auf die Luftpumpe A
übertragen, welche aus der äuſseren Atmosphäre Luft ansaugt, dieselbe verdichtet und
in die Rohrkessel B und C
drückt. Von hier aus gelangt sie durch das Ventil e unter den im
Raume D befindlichen Arbeitskolben. Dieser besitzt in
der unteren Hälfte, welche unter der Einwirkung der Heizgase sehr leicht leidet,
doppelte Wandung und ist von Kühlwasser umgeben. Ebenso ist der Kolben durch Wasser
gekühlt und an seinem Boden mit einem auswechselbaren Schutzfutter versehen. Die
Liderungsringe des Kolbens sind am oberen Ende desselben angebracht und bewegen sich
in der oberen Hälfte des Cylinders, die einer hohen Erhitzung nicht ausgesetzt ist
und deshalb auch keiner Doppelwandung und keiner künstlichen Kühlung bedarf.
Der Regenerator E besteht aus einem Bündel dünner
Porzellanstäbe, die in der Weise angeordnet sind, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.
Jeder dieser Stäbe hat drei Spiralrillen, die ähnlich wie bei einem Schraubenbohrer
verlaufen. Diese Kanäle bieten eine groſse Oberfläche dar und lassen in der
Ausströmungsperiode die entweichenden Verbrennungsproducte hindurchstreichen, um
ihnen ihre Wärme zu entziehen, dieselbe aufzuspeichern, und in der Arbeitsperiode an
die von der anderen Seite einströmende Verbrennungsluft wieder abzugeben.
Als Brennstoff wird Erdöl, Kohlentheer, Kreosot u. dgl., überhaupt ein Heizmaterial
verwendet, das billig und genügend flüssig ist, um durch Pumpen befördert werden zu
können. Der flüssige Brennstoff wird mittels der Pumpe F durch den Zerstäuber G (vgl. Fig. 1) in den
Cylinder getrieben, um sich dort mit Luft zu mengen, zu verbrennen und Arbeit
verrichtend zu wirken. Die Pumpe H drückt Wasser in die
Luftpumpe A, sättigt daselbst die Luft mit Wasser und
kühlt zu gleicher Zeit dieselbe, sowie die Cylinderwandungen während der
Compression.
Mittels der Pumpe J wird das im Kessel B angesammelte Wasser angesaugt und durch das
einschiebbare Rohr K in den Arbeits-Kolben und
-Cylinder geführt. An dem senkrechten Kessel M ist eine
kleine Dampfpumpe L befindlich, welche von dem ersteren
mit Dampf versorgt und dazu benutzt wird, beim Anlassen des Motors die
Verbrennungsluft in den Kesseln B und C zu verdichten. Der Kessel M dient zugleich als Sammler für den Dampf, der sich in den Wasserräumen
des Kolbens und Cylinders während der Arbeitsperiode entwickelt und schlieſslich
zerstäubt und in den Kessel C eingeführt wird, wo er
sich mit der heiſsen Luft vermengt.
Vor dem Anlassen der Maschine werden der vordere Theil des Regenerators E und der aus feuerfester Masse gebildete, rostförmige
Boden N des Arbeitscylinders auſserhalb der Maschine in
einem kleinen transportablen Glühofen bis zu voller Rothglut erhitzt und durch die
Bodenöffnung des Regeneratorraumes nach Entfernung des Deckels wieder
eingeführt.
Die Arbeitsweise des Motors ist folgende: Sobald sich der Kolben am oberen Ende
seines Hubes befindet, wird das Auslaſsventil a
geöffnet, die in der vorhergegangenen Arbeitsperiode erzeugten, äuſserst heiſsen Verbrennungsproducte
werden in dem Maſse, als sich der Kolben senkt, aus dem Cylinder befördert und
durchstreichen das Kanalsystem des Regenerators. Hierbei geben sie den gröſsten
Theil ihrer Wärme an die bewuſsten Porzellanstäbchen ab, deren erstere Reihen
dadurch in helle Rothglut versetzt werden, und entströmen durch das Auslaſsventil
mit einer Temperatur von etwa 180° C.
Auf ihrem weiteren Wege durchstreichen die Heizgase die senkrechten Rohre der Kessel
B und C und entweichen
in die Atmosphäre mit einer Temperatur von ungefähr 90° C. Nahe der Austrittsöffnung
mündet das von der Luftpumpe A herführende Rohr, durch
welches die zur Verbrennung bestimmte Luft in den Kessel B eingepreſst wird. Dieselbe besitzt eine Eintrittstemperatur von etwa 60°
C, die jedoch in dem Maſse steigt, je heiſsere Rohre die Luft auf ihrem Wege nach
dem Regenerator umspült. Wie man erkennt, ist hier das Gegenstromprinzip in der
vollkommensten Weise gewahrt. Sobald der Kolben das untere Hubende erreicht hat,
schlieſst sich das Ausströmventil, der Plunger der Brennstoffpumpe wird durch einen
Daumen nach abwärts gedrückt und preſst eine gewisse Menge Erdöl, Kohlentheer o.
dgl. durch den Zerstäuber G in den Arbeitscylinder.
Das flüssige Brennmaterial fällt nun in fein vertheiltem Zustande auf den glühenden
Rost N, wobei es so hoch erhitzt wird, daſs die durch
das Einlaſsventil e einströmende Luft, deren Menge
durch das Regulir- und Absperrventil d bestimmt ist,
seine Entzündung bewirkt. Die Verbrennungsluft hat auf ihrem Wege durch die
Erhitzungsapparate einen groſsen Theil der Wärme aufgenommen, die in der
vorhergehenden Verbrennungsperiode von den Heizgasen an die Rohrwände abgegeben
wurde, tritt in den Regenerator mit einer Temperatur von etwa 116° C. und gelangt,
nachdem sie denselben durchströmt und in Berührung mit den glühenden Porzellanstäben
ihre höchste Temperatur erreicht hat, im Arbeitscylinder zur innigen Vermengung mit
dem ebenfalls hocherhitzten zerstäubten Brennstoffe. Auf diese Weise wird eine sehr
vollkommene Verbrennung und in weiterer Folge eine hohe Temperatur der Arbeitsgase
erzielt, die somit unter den günstigsten Umständen unter dem Kolben zur Wirkung
gelangen. Noch ehe jedoch der letztere das Ende seines Hubes erreicht hat, wird das
Einlaſsventil e geschlossen und nun auch die den Gasen
innewohnende Expansionskraft ausgenutzt. Kurz vor dem neuen Hubwechsel erfolgt die
Umsteuerung, das Auslaſsventil a wird geöffnet und der
erörterte Vorgang wiederholt sich.