Neue Luftmaschinen. Mit Abbildungen. Neue Luftmaschinen. Die immer wieder in erneuten Wettbewerb mit den übrigen Kleinkraftmaschinen tretenden Luftmaschinen werden neuerdings in der Richtung der offenen und Feuerluftmaschinen auszubilden versucht. Namentlich die Feuerluftmaschinen werden stets wieder durch neue Constructionen ersetzt, so oft eine als ungeeignet erwiesene Ausführung verschwindet. Das günstige theoretische Wärmediagramm veranlasst immer erneut den Kampf mit den praktischen Schwierigkeiten der Wärmeausnutzung aufzunehmen. Die geschlossenen Luftmaschinen haben ihre Brauchbarkeit namentlich für kleinere Pumpanlagen u.s.w. nachgewiesen und halten sich wegen ihrer einfachen Ausführung und ihres billigen Betriebes für kleinen Kraftbedarf sehr wohl lebensfähig. Im Wesentlichen wird danach gestrebt, die Luftmaschinen durch Steigerung des Druckes der arbeitenden Luftmenge grundsätzlich günstiger wirksam zu machen. Ferner wird versucht durch Verbindung von Druckluft mit Dampf aus Wasser und Aether, sowie mit Ersatz der Kohlenheizgase durch Heizgase aus Erdöl, Kohlenstaub u.s.w. eine günstigere Nutzwirkung zu erzielen. Bei der Feuerluftmaschine von V. Albrecht in Wien (D. R. P. Nr. 61911) wird das Brennmittel unter hohem Druck zuerst zu Kohlenoxydgas vergast, dieses wird durch hinzutretende sauerstoffreiche Luft vollständig verbrannt, und die sich ergebenden Verbrennungsgase dienen nunmehr als Betriebsmittel für die Maschine. Das Brennmittel wird in einem allseits abschliessenden Generator durch eine füllofenartige Feuerung stets in einer Höhe von mindestens ½ m über dem Rost aufgeschichtet erhalten und mit geringer Geschwindigkeit von einem Luftstrom durchstrichen, welcher höchstens den vierten Theil der eigens verdichteten und in den Generator bei jedem Spiel der Maschine eingepressten Luftmenge umfasst, während die übrigen mindestens ¾ der eingepressten Luft durch eine eigene Luftleitung über das Feuer geleitet werden. Dieses Verfahren bewirkt, dass aus dem Brennmittel Kohlenoxydgas entsteht, das sofort nach seinem Austritt aus der glühenden Brennstoffschicht im Generator selbst ohne vorherige Kühlung durch den über das Feuer tretenden Luftstrom vollständig verbrennt und derart hochgespannte, von Rauch, Russ und Asche befreite Verbrennungsgase liefert, die als Betriebskraft in dem Arbeitscylinder ausgenutzt werden. Der zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete kesselartige Generator ist in einem zweiten theilweise mit Wasser gefüllten Kessel eingeschlossen und wird durch zwei in seinem Innern angeordnete Scheidewände in drei Abschnitte, den Füllschacht, den Gasabzugsschacht und die Luftleitung, eingetheilt. Mit dem Generator steht ein Arbeitscylinder in Verbindung, der gleichzeitig als Luftpumpencylinder benutzt wird, indem der bei der tiefsten Kolbenstellung unter dem Kolben verbleibende schädliche Raum so gross gewählt wird, dass nur der zum Betrieb der Maschine nöthige Theil von der im Cylinder befindlichen Luft in den Generator gedrängt wird, während der Rest trotz der tiefsten Kolbenstellung in dem schädlichen Raum zurückbleibt. Die beiden Schieber, sowie die Gaseinströmungs- und Ausströmungsrohre und das Luftleitungsrohr sind in einem mit Wasser gefüllten Mantel angeordnet und werden deshalb stets und allseits von Wasser umgeben. Das zur inneren Kühlung des Kolbens und Cylinders nöthige Wasser wird bei einer gewissen Stellung des Grundschiebers in einen Kanal dieses Schiebers gepresst, während eine gewisse Menge Druckluft aus dem Generator in eine Muschel des Expansionsschiebers tritt. Beide Räume, der Kanal und die Muschel, werden hierauf durch die Bewegung der Schieber abgeschlossen und bei einer entsprechenden zweiten Stellung der beiden Schieber mit einander und mit dem Cylinderraum so verbunden, dass das vorhin in einen Kanal des Grundschiebers eingepresste Wasser durch die aus der Muschel des Expansionsschiebers austretende verdichtete Luft zwischen die Kolbenringe und in besondere Kanäle des Kolbens geblasen wird. Auf gleiche Weise wird auch der Ueberschuss des reichlich in den Kessel eingepumpten Wassers herausgeblasen und dadurch ein gleichmässiger Wasserstand im Kessel erzielt. Die Maschine wirkt in der Weise, dass die Zuströmung der heissen Verbrennungsgase in den Cylinder bei einer gewissen Kolbenstellung durch den Expansionsschieber abgeschlossen wird, wodurch der Kolben anfangs mit Volldruck und später durch Expansion hinabgetrieben wird. Gleichzeitig wird die unter dem Kolben befindliche und vorher angesaugte Luft bis zu einem gewissen Grade gepresst, um hierauf mit der Luft im Generator durch besondere Kanäle in den Schiebern in Verbindung gesetzt zu werden. Ein Theil dieser Pressluft wird durch den Kolben in den Generator gedrängt, der Rest bleibt jedoch in dem eigens hierzu hergestellten Raum unter dem Kolben und in den Kanälen als Druckluft zurück, welche bei der tiefsten Kolbenstellung abgeschlossen wird und den Kolben so weit wieder hinauftreibt, bis sie ihre durch die frühere Pressung erlangte Spannung verloren hat. In diesem Augenblick wird der Cylinderraum unter dem Kolben mit der äusseren Atmosphäre verbunden und frische Luft während des noch übrigen Kolbenhubes in den Cylinder gesaugt. Die bereits ausgenutzten heissen Gase werden während der ganzen Aufwärtsbewegung des Kolbens durch besondere Kanäle ins Freie gedrängt. Textabbildung Bd. 305, S. 33 Generator. Betreffs der Ausführung der Maschine muss auf die umfangreiche Patentschrift verwiesen werden. Bei der von der Société anonyme des moteurs thermiques Gardie in Nantes gebauten Feuerluftmaschine wird ein Generator nach Patent Nr. 61550 verwendet. Derselbe wird unter dem Druck mehrerer Atmosphären gehalten und erzeugt ein angeblich in Folge gleichmässigen steten Nachspeisens auch gleichartig zusammengesetztes Gas aus festen Brennstoffen. Die Verbrennung und Gasbildung erfolgt in dem gemauerten und ummantelten Generator, wie er in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. In der Höhe des Rostes d sind Oeffnungen f vorgesehen zum Reinigen und Entzünden des Feuers. Um die Entzündung des Feuers zu bewirken oder aber den Brand des Brennstoffes während längeren Stillstandes der Maschine aufrecht zu erhalten, oder endlich um das Feuer in dem gegebenen Augenblick rasch wieder anzufachen, mündet ein Gebläse bei g in den Aschekasten. Letzteres besteht aus einem metallischen Rohr h h h, welches einestheils bei y mit dem Aschefall communicirt, von welchem es durch Schliessen eines Ventils oder Hahnes i abgeschlossen werden kann, anderentheils mittels der Oeffnungen j mit der Aussenluft in Verbindung ist. Ein unter Druck befindlicher Dampfstrom, dessen Stärke durch einen Hahn k geregelt wird, geht durch das Rohr h und veranlasst das Ansaugen von Luft durch die Oeffnungen j. Das Gemisch von Luft und Dampf gelangt so unter gewissem Druck in den Aschekasten. Der obere Theil des Feuerschachtes trägt einen Trichter l, der auf dem oberen Theil des Gaserzeugers ruht, bei m einen Hahn mit weitem Durchlass besitzt und an seinem oberen Ende den Verschluss n trägt. Die Gase sammeln sich in dem oberen Theil des Feuerherdes, wo sie noch eine hohe Temperatur besitzen. Von da werden sie in einem sich theilenden Kanal o o, p q nach dem Dampferzeuger gebracht. Dieser besitzt in seinem unteren Theil einen Rost r und Aschefall s, welche beide durch Verschlüsse t abgedichtet sind; ferner nach oben einen umlegbaren Schornstein, dessen unterer Theil durch die Klappe u verschlossen werden kann. Der sich theilende Kanal o p q führt durch entsprechende Stellung der Klappe o die Gase entweder nach p und von da zu dem oberen Theil des Kessels oder nach q in den unteren Theil desselben. Oberhalb des Rostes in den Aschekasten mündet auch hier ein Gebläse, um das Feuer anzufachen. Die Einrichtung ist unter sich abgedichtet, so dass ein gepresster Gasstrom in dem Aschekasten des Gaserzeugers oder in demjenigen des Dampferzeugers seinen Druck aufrecht erhält, wenn die Oeffnungen der beiden Aschekasten oder der Roste verschlossen sind und auch die Hähne der beiden Gebläse, die Oeffnungen u u, der Hahn m und die Oeffnung n verschlossen sind. Die beiden Vorrichtungen zum Verschliessen der Trichter gestatten, Brennstoff in das Feuer einzuführen, ohne dass der Feuerraum der äusseren Atmosphäre ausgesetzt ist. Da vielmehr der Schacht vollständig mit Brennstoff angefüllt und der Hahn m des Trichters offen bleibt, während die Oeffnung n verschlossen ist, so kann der im Trichter enthaltene Brennstoff den verbrannten, je nachdem er verbrannt ist, ersetzen. Der untere Theil des Arbeitskolbens presst die Luft zusammen, welche angesaugt wird. Die Druckrohre der Luftpumpen vereinigen sich, um nach dem unteren Theil desselben Recuperators zu führen, der nur Luft unter Druck enthält. Ein mit einem Hahn versehenes Rohr geht von dem oberen Theil dieses Recuperators aus und führt die Luft in den Aschekasten des Gaserzeugers, indem dieselbe die Rückschlagklappe x anhebt und hierauf bei seinem Durchgang durch das Rohr y Dampf erhält, welcher von dem Dampferzeuger geliefert wird. Ein zweites Rohr geht von dem Aschekasten des Dampferzeugers nach dem unteren Theil des zweiten Recuperators. Durch diese Anordnung erhält der zweite Recuperator lediglich Gas unter einem Druck, der gleich i demjenigen der Luft ist, welche der erste Recuperator enthält, indem die Differenz der Drucke nicht viel grösser ist, als die Kraft zum Heben der Rückschlagklappe H und der Widerstand beträgt, welchen das Brennmaterial im Feuerherd des Gaserzeugers dem Strom entgegensetzt. Das Inbetriebsetzen der Maschine geht in folgender Weise vor sich: 1) Angenommen, es sei zunächst alles geschlossen und die Klappe v verschliesse den Kanal q, so wird der Verschluss u geöffnet, um den umlegbaren Schornstein aufzusetzen, ferner werden auch die Oeffnungen t t e e in den beiden Aschekästen geöffnet und durch die Oeffnungen t f f das auf dem Rost liegende Brennmaterial entzündet. 2) Sobald dann der Dampferzeuger Dampfdruck entwickelt, schliesst man die Oeffnungen e e des Aschekastens am Gaserzeuger und lässt das Gebläse h h wirken, welches von dem Dampf des Dampferzeugers gespeist wird. 3) Sodann wird allmählich der Gaserzeuger mit Brennstoff angefüllt, bis er sowohl wie auch der Trichter l vollkommen mit demselben gefüllt ist, dessen Hahn m dann offen bleibt, während die Oeffnung n geschlossen ist. 4) Sodann wird Kohlensäure und Luft aus dem Generator entfernt, indem man den Schornstein zurückklappt und die Oeffnungen u u schliesst. 5) Weiter wird zur Ingangsetzung der Maschine die Aschekastenthür des Dampferzeugers geschlossen, das Gebläse des Gaserzeugers abgestellt, die bis jetzt unterbrochene Verbindung mit den beiden Recuperatoren hergestellt und derjenige Hahn geöffnet, welcher in y Dampf in die heisse Luft einführt. 6) Bei jedem kurzen Anhalten oder Ausserbetriebsetzen wird dann dieser Hahn geschlossen. 7) Während einer langen Betriebsunterbrechung und um den Gaserzeuger unter Feuer zu halten, sowie auch, um denselben wieder rasch in Betrieb zu setzen, wird die Verbindung mit den beiden Recuperatoren aufgehoben, der Verschluss u u geöffnet und der im Scharnier drehbare Schornstein auf den Dampferzeuger gesetzt, sodann die Klappe v so gestellt, dass der Kanal o p verschlossen ist, und die beiden Gebläse mehr oder weniger in Thätigkeit gebracht. Das gebildete Gas brennt so oberhalb des Rostes r r des Dampferzeugers. Die Feuerluftmaschine von L. Genty in Paris (D. R. P. Nr. 66577) weicht nur durch eigenartige Ausbildung der Einzeltheile von der üblichen Form ab. Insbesondere wird als bezeichnend die Anwendung eines auf Rädern fahrbaren trichterförmigen Feuerherdes mit einer kreisförmigen Erweiterung an Stelle des Rostes angesehen. Der Feuerherd kann durch eine gewellte Platte gehoben und luftdicht an die Brennkammer angelegt werden. Die Feuerthür bildet den Sitz für eine drehbare Kugel, in welcher ein Schüreisen steckt; dieses kann im Kugelgelenk und in seiner Längsrichtung zum Schüren des Feuerungsmaterials an allen Stellen des Feuerherdes bewegt werden, wobei der luftdichte Abschluss des Kugelgelenks durch eine excentrische Welle mit Handgriff erfolgen oder gelockert werden kann. Die Füllvorrichtung für den Feuerherd besteht aus einem innerhalb eines Halbcylinders drehbaren Hohlcylinder, wobei der luftdichte Abschluss des Hohlcylinders auf seinem Sitz durch die mittels Handgriffes zu bewerkstelligende Drehung einer excentrischen Welle erfolgen oder gelockert werden kann. An der Maschine ist bemerkenswerth ein hohles flaschenförmiges, durch Wasserstrom gekühltes Auspuffventil innerhalb einer gleichgestalteten Führung unter Anordnung einer Zuleitung für gepresste Luft in den zwischen Hals- und Bauchform des Ventils gebildeten ringförmigen Raum, zur Verhinderung des Eindringens von Verunreinigungen (Staub) zwischen Ventil und Führung, sowie zum Niederdrücken des Ventils auf seinen Sitz, wobei vom Ventil nur die widerstandsfähige Unterfläche dem heissen, Verunreinigungen mitführenden Abgasstrom ausgesetzt ist. Betreffs näheren Studiums der gut durchgebildeten eigenartigen Ausführung verweisen wir auf die umfangreiche Patentschrift sowie Revue industrielle, 1892 * 273. Die offene Heissluftmaschine von W. Jennefeldt in Schönningstedt bei Reinbeck (D. R. P. Nr. 85501) arbeitet mit einem Arbeitskolben und mehreren Verdrängerkolben. Textabbildung Bd. 305, S. 34 Fig. 3.Heissluftmaschine von Jennefeldt. Nach Fig. 3 ist der Arbeitscylinder A mit einem Paar Heissluftcylindern H1 H2 so verbunden, dass der Arbeitscylinder gleichzeitig als Compressionspumpe dient, die Verdränger V1 V2 der Cylinder H1 H2 während der Arbeitsbewegung des Arbeitskolbens K sich ganz oder nahezu in Ruhe befinden, die Erwärmung der Arbeitsluft während des ganzen Kolbenrückganges geschieht und erst hierauf die Expansion erfolgt. Bei Benutzung von einem Paar Heissluftcylindern ergeben sich folgende Arbeitsvorgänge: I. Arbeitsvorgang (Fig. 3). Der Arbeitskolben K und der eine Verdränger V2 befinden sich unten in ihren Cylindern, während der andere Verdränger V1 eine obere Stellung einnimmt. Die Luft im Cylinder H1 ist gespannt und erwärmt und dehnt sich unterhalb des Kolbens K in den Arbeitscylinder A hinein aus, wobei der Kolben K hochgedrückt wird und Arbeit leistet. Gleichzeitig wirkt der Kolben K als Compressor, indem die Luft über ihm von oben in den anderen Heissluftcylinder H2 gedrückt wird. Während dieses Arbeitsvorganges sind das Bodenventil v1 und das Deckelventil v2 des Arbeitscylinders geschlossen. Das Ventil v2 wird durch den Regulator so beeinflusst, dass bei schnellerem Maschinengang dasselbe später als bei langsamerem Gang geschlossen wird, damit in dem ersteren Falle eine geringere Menge Pressluft in den Cylinder H2 gelangt und später weniger Arbeit leistet als im zweiten Falle. II. Arbeitsvorgang. Nachdem der Arbeitskolben K hochgegangen ist, wird er sofort wieder durch das Maschinenschwungrad gesenkt, wobei die verbrauchte Arbeitsluft unter dem Kolben durch das geöffnete Bodenventil v1 entweicht und über dem Kolben atmosphärische Luft durch das geöffnete Deckelventil v2 in den Arbeitscylinder A einströmt. Gleichzeitig findet eine Umstellung der Verdränger V1 V2 statt, während die Verbindungen zwischen den Heissluftcylindern und dem Arbeitscylinder geschlossen sind. Die in dem Cylinder H2 vorhin eingepresste Luft wird unter den Verdränger V2 gedrängt und durch eine Heizquelle erwärmt. III. Arbeitsvorgang. Ist der Kolben K unten angekommen, so wird das Ventil v1 sofort und das Ventil v2 später oder früher geschlossen, die untere Verbindung zwischen H2 und A und die obere Verbindung zwischen A und H1 wird geöffnet. Die gespannte Heissluft des Cylinders H2 dehnt sich in den Cylinder A hinein aus und treibt den Arbeitskolben hoch, während die Luft über dem Kolben von der Zeit an in den Heissluftcylinder H1 gepresst wird, von welcher das Ventil v1 geschlossen worden ist. IV. Arbeitsvorgang. Wird der Kolben K vom Schwungrad wieder hinabgeschoben, so wird abermals die Luft unter dem Kolben durch das Ventil v1 verdrängt und Luft durch das Ventil v2 über dem Kolben eingesaugt; ferner werden die Verdränger V1 V2 umgesteuert und die Pressluft in dem Cylinder H1 erwärmt. Es sind die beschriebenen Maschinentheile dann in die Ursprungsstellungen der Fig. 3 zurückgegangen, und die beschriebenen Arbeitsvorgänge wiederholen sich. Von der Arbeitswelle w des Kolbens K her können die Verdränger V1 V2 ihre Bewegungen erhalten, und eine Steuerung für die Verbindungskanäle der Cylinder unter einander und die Ventile v1 v2 muss gleichfalls vorhanden sein. Ebenfalls ist für eine Wärmquelle zum Erwärmen der Heissluftcylinder zu sorgen. Die verbrauchte Arbeitsluft kann als Brennluft in die Feuerung der Wärmequelle eingeführt werden. Zwecks kräftiger Beheizung der Arbeitsgase leitet M. Honigmann in Grevenberg (D. R. P. Nr. 61355) die Feuergase mittels eines Ventilators über die Röhren, welche die Arbeitsgase enthalten. Die Schwierigkeiten einer directen Erhitzung der Röhren mittels Feuergase werden dadurch gelöst, dass die Feuergase mittels eines Ventilators sehr häufig, z.B. 30mal, über die Röhren geleitet werden, wobei dann stets ein kleiner Theil, also hier 1/30 Theil, in den Schornstein abgegeben wird. Durch die Bewegung des Ventilators wird ein Kreislauf der Heizgase bewirkt. Bei Stillstand des Ventilators würden die Feuergase direct in den Schornstein gehen. Da aber der Ventilator stets in Bewegung gehalten wird, so werden die Feuergase etwa 30mal über die Heizröhren geleitet. In Folge der grossen Geschwindigkeit der den beschriebenen Kreislauf machenden Feuergase werden die Röhren gleichmässig erhitzt, denn die Temperatur ist an allen Stellen des Heizraumes fast gleich und unten und oben nur wenige Grade verschieden. Man denke sich also den Kreislauf derartig, dass bei Annahme einer Verbrennungstemperatur von 1200° auf dem Roste und einer Temperatur der abgehenden Gase von 400° durch die Bewegung des Ventilators 30 Volumina Feuergase von 400° sich mit 1 Volum Feuergase von 1200° vermischen und dann durch den Kanal K mit einer Temperatur von \frac{30\,\times\,400^{\circ}+1\,\times\,1200^{\circ}}{31}=426^{\circ} unter die Röhren treten. Wenn nun einerseits durch die mechanische schnelle Bewegung der Feuergase ein gleichmässiges Erhitzen der Heizröhren und damit deren Haltbarkeit erreicht wird, so wird andererseits erst durch diese schnelle Bewegung eine reichliche Zuführung von Wärme an die Röhren ermöglicht. Mg.