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Druckluftmotor - Geschichte

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Druckluftmotor - Geschichte

Ein Druckluftmotor ist ein pneumatischer Aktuator, der durch Expansion von Druckluft nützliche Arbeit leistet. Ein Druckluftfahrzeug wird von einem Druckluftmotor mit Druckluft angetrieben, die in einem Tank gespeichert wird. Anstatt Kraftstoff mit Luft zu mischen und im Motor zu verbrennen, um Kolben mit heißen expandierenden Gasen anzutreiben, nutzen Druckluftfahrzeuge (CAV) die Expansion von Druckluft, um ihre Kolben anzutreiben in der Größe von Handturbinen bis zu mehreren hundert PS. Zum Beispiel verwendete das erste mechanisch angetriebene U-Boot, die Plongeur von 1863, einen Druckluftmotor.

Die Gesetze der Physik schreiben vor, dass uneingeschränkte Gase jeden Raum ausfüllen. Der einfachste Weg, dies in Aktion zu sehen, besteht darin, einen Ballon aufzublasen. Die elastische Haut des Ballons hält die Luft im Inneren fest, aber sobald Sie mit einer Nadel ein Loch in die Ballonoberfläche bohren, dehnt sich die Luft mit so viel Energie nach außen aus, dass der Ballon explodiert. Das Komprimieren eines Gases auf kleinem Raum ist eine Möglichkeit, Energie zu speichern. Wenn sich das Gas wieder ausdehnt, wird diese Energie freigesetzt, um Arbeit zu verrichten. Das ist das Grundprinzip, das ein Luftfahrzeug ausmacht.
1.3 Anwendungen:

Der Druckluftmotor kann in vielen Fahrzeugen eingesetzt werden. Einige seiner Anwendungen als Motor für Fahrzeuge sind:

JemStansfield, ein englischer Erfinder, ist in der Lage, einen normalen Roller in ein Druckluftmoped umzuwandeln. Dazu wurde der Roller mit einem Druckluftmotor und einem Lufttank ausgestattet.

MDI stellt MultiCATs-Fahrzeuge her, die als Busse oder LKWs verwendet werden können. Auch RATP hat bereits Interesse am druckluftreinen Bus bekundet.

Druckluftlokomotiven wurden in der Vergangenheit als Bergbaulokomotiven und in verschiedenen Bereichen eingesetzt.

Ab 1876 wurden verschiedene druckluftbetriebene Straßenbahnen gezogen und teilweise erfolgreich eingesetzt.

e) Wasser- und Luftfahrzeuge

Derzeit gibt es keine Wasser- oder Luftfahrzeuge, die den Luftmotor verwenden. Historisch gesehen trieben Druckluftmotoren bestimmte Torpedos an.

Das von mir entworfene Modell ist ein kleinmaßstäbliches Arbeitsmodell des Druckluftmotors. Wenn es auf ein höheres Niveau skaliert wird, kann es zum eigenständigen Fahren von Automobilen oder in Kombination (Hybrid) mit anderen Motoren wie I.C. Motoren.Die Hauptvorteile von Compressed Air Engine (C.A.E.) sind:

1. Null-Emission.
2. Verwendung von erneuerbaren Brennstoffen.
3. Null Kraftstoffkosten (die Kosten fallen nur bei der Verdichtung von Luft an).

Aber die Compressed Air Engine (C.A.E.) hat einige Nachteile, die sind:

1. Weniger Leistungsabgabe
2. Hoher Druckluftdruck kann zum Bersten des Vorratsbehälters führen.
3. Wahrscheinlichkeit von Luftleckagen.


Was ist mit diesem Druckluftauto überhaupt passiert?

Bereits 2012 warb der indische Autohersteller Tata sein luftbetriebenes Auto namens Tata Air Car der Welt und behauptete, dass es als eines der billigsten und einfachsten Autos auf der Straße in Produktion gehen würde. Schneller Vorlauf bis Ende 2014, zweieinhalb Jahre später, und wir haben immer noch keine Air Cars auf der Straße gesehen. Warum nicht?

Das Konzept für das Auto wurde im Mai 2012 gezeigt. "Mit fragwürdigen wissenschaftlichen und wilden technischen Behauptungen scheint Tata India es ernst zu nehmen, sein druckluftbetriebenes Auto in die Produktion zu bringen", sagte ich, als ich hier darüber berichtete Drehmoment News.

Das Auto soll eine Höchstgeschwindigkeit von 50 Meilen pro Stunde und eine Reichweite von 80 Meilen haben, wobei nur Druckluft verwendet wird, die in etwa zwei Minuten nachgefüllt werden konnte. Der Antriebsstrang wurde direkt aus dem AIRpod-Konzept in Europa übernommen. Die Probleme mit Druckluft als Antriebsmittel für Autos sind jedoch vielfältig, nicht zuletzt die sehr geringe Kraftstoffeffizienz, die sie bietet.

Seit der Präsentation des Taxi-Prototyps Tata Air Car befindet sich das Unternehmen in "Phase zwei" seines Plans, das Auto in Produktion zu bringen. Diese Phase hat das vage Ziel der "Feinabstimmung des Autos für den Markt". Die Präsentation des 2012er Autos war bereits etwas außerhalb des Zeitplans, da dies im Jahr zuvor geplant war.

Nach dieser Vorstellung hat Tata über das Druckluftauto-Konzept geschwiegen. Es ist fraglich, ob daraus noch etwas wird.

An anderen Fronten spielen mehrere Unternehmen weltweit mit Druckluftfahrzeugen und sogar hybrid-elektrischen Druckluftantrieben. Das Kernproblem bei Druckluft ist, dass es entweder sehr hoher Druck sein muss oder viel davon im Auto gespeichert sein muss, damit es für jede Entfernung machbar ist. Dies wirft Probleme auf, da Druckluftbehälter beim Befüllen schwer werden und mehrere von ihnen einen typischen kleinen Motor überwiegen können. Außerdem ist das Komprimieren von Luft und deren anschließende Rückführung zum Antrieb eines Fahrzeugs sehr energieineffizient, mit einem Gesamtwirkungsgrad von nur etwa 25-35%.

Anfang des Jahres präsentierte Peugeot seinen Demonstrator „HYbid Air 2L“ in Paris. Dieses Fahrzeug war sehr innovativ und nutzte ein Druckluftsystem und einen kleinen 1,2-Liter-Benzinmotor im Hybridformat. Wir haben hier darüber gesprochen.

Die Idee, ein Auto mit Druckluft anzutreiben, ist meist wenig realistisch. Für sehr kurze Distanzen bei niedrigen Geschwindigkeiten hat es sich als machbar erwiesen, wenn auch nicht immer effizient. Bei höheren Gewichten (um Sicherheitsstandards zu erfüllen) und Geschwindigkeiten jedoch meist ein Wunschtraum.


Druckluftlokomotiven

Das Prinzip des Druckluftantriebs scheint sehr einfach. Setzen Sie Ihren Vorratstank unter Druck, schließen Sie ihn an so etwas wie eine Hubkolben-Dampfmaschine an und schon kann es losgehen. Zumindest bleiben Ihnen die technischen und medizinischen Schwierigkeiten erspart, Ammoniak, Benzin oder Schwefelkohlenstoff als Arbeitsmittel zu verwenden.

Leider gibt es immer noch Probleme. Wenn Sie schon einmal einen Fahrradreifen aufgepumpt haben, wissen Sie, dass der Pumpenkörper recht schnell unangenehm heiß wird. Beim Komprimieren eines Gases entsteht viel Wärme, und all diese Energie geht verloren, wenn Sie die Luft speichern und sie abkühlt. Die Verluste können reduziert werden, indem die Luft in zwei oder mehr Stufen komprimiert und zwischen den Stufen abgekühlt wird, sie sind jedoch immer noch erheblich.
Am anderen Ende des Prozesses, bei der Verwendung von Druckluft zum Betrieb eines Motors, besteht das Hauptproblem darin, das System überhaupt am Laufen zu halten. Wenn sich ein Gas ausdehnt, wird es kälter, und wenn die gespeicherte Luft nicht vollkommen trocken ist (was nicht der Fall sein wird), beginnt sich in den Rohrleitungen und im Motor Eis zu bilden, und die Dinge werden bald zum Stillstand kommen.

Druckluftsysteme florierten, sofern sie es taten, in Situationen, in denen Rauch, Funken und Dampf der viel effektiveren Dampfmaschine nicht akzeptabel waren - in Stadtstraßen und in Kohlebergwerken - und zu einer Zeit, als Strom noch kein gangbares Mittel war des Vortriebs. Es gab mehrere Druckluft-Straßenbahnsysteme, aber keines erwies sich als sehr erfolgreich, und die meisten wurden schnell aufgegeben. Druckluftlokomotiven in Bergwerken hielten länger, aber auch sie wurden schließlich durch Elektrofahrzeuge ersetzt. Lesen Sie jetzt weiter.

Ein langer Artikel über Druckluftlokomotiven und ihre Verwendung erschien im Compressed Air Magazine für Okt 1902, Band 7 Nr. 8, S.2000 - S.2006.

ERSTE SCHRITTE: 1800-1828
Projekte für Druckluftfahrzeuge haben eine lange Tradition. Im Jahr 1799 patentierte George Medhurst ein Schema für "Eine kondensierende Windmaschine, die für alle Arten von Zwecken verwendet werden kann, bei denen Dampf, Wasser, Wind oder Pferde verwendet werden". Kondensiert bedeutet hier eher komprimiert als verflüssigt. 1800 erhielt er das Patent 2431 für ein Konzept für "eine neue verbesserte Methode zum Antrieb von Kutschen aller Art mit Hilfe eines verbesserten äolischen Motors". Medhurst erwog ein allgemeines System von Reisebussen und Postwaggons in ganz England mit einem Netz von Luftkompressionsstationen, die anscheinend meistens von Windmühlen angetrieben werden. Er beschrieb Kompressoren und Motoren mit variabler Leistung, einen direkt an den Hinterachsen von leichten Fahrzeugen zu befestigenden Rotationsmotor und einen Schießpulvermotor, letzterer in Verbindung mit einem Artilleriewagen. Dies ist der einzige bisher entdeckte Hinweis auf einen Druckluft-Rotationsmotor. Medhurst bemühte sich, ein Unternehmen mit einem Kapital von 50.000 £ zu gründen, um dieses Projekt zu bearbeiten, aber der Plan scheint zu nichts geführt zu haben. (viele dieser Informationen stammen von Kraftfahrzeuge und die Anwendung mechanischer Kraft auf Straßenfahrzeuge, 1902)

Um 1819 sollen William Murdock und David Gordon einige Experimente mit Druckluftwagen gemacht haben, anscheinend eher für die Straße als für die Schiene, aber über die Ergebnisse ist nichts bekannt. Bis 1821 hatte David Gordon versucht, eine Firma zu gründen, um Straßenlokomotiven zu fördern, die von einem Hochdruckmotor oder einem Gasvakuummotor oder einem pneumatischen Motor angetrieben wurden, der von dem, was er "tragbares Gas" nannte, versorgt wurde. Er war der Vater von Alexander Gordon, der sich auf Leuchttürme spezialisiert hatte.

William Mann aus Brixton wandte sich 1827 diesem Thema zu, erhielt 1828 ein Patent und veröffentlichte 1830 eine Broschüre zu diesem Thema Druck und die Errichtung von Kraftwerken entlang der Landstraßen in Abständen von 15 bis 20 Meilen oder eine durchgehende Eisenleitung mit Kraftwerken in den Kohlerevieren.

1828 meldete Bompas in England eine Druckluftlokomotive zum Patent an. Zwischen den Rahmen befanden sich zwei Vorratstanks mit konventionellen Zylindern und Kurbeln. Es ist nicht klar, ob es tatsächlich gebaut wurde. (Ritter, 1880)

ANDRAUD UND DU MOTAY: 1840

Das erste luftbetriebene Schienenfahrzeug, von dem bekannt ist, dass es tatsächlich gebaut wurde, wurde 1839 von M. Antoine Andraud und Tessie du Motay (vollständiger Name Cyprien-Marie Tessie Du Motay) in den Chaillot Carworks in Paris, Frankreich, gebaut und am Donnerstag getestet 9. Juli 1840. Es bot Platz für acht Passagiere. Der Speicherdruck betrug 17 Atmosphären (250 psi) und der Motordruck drei Atmosphären (44 psi), was die Verwendung eines Druckminderventils impliziert.

Links: Die erste Andraud und du Motay Druckluftlokomotive: 1840

Der Schrägzylinder links scheint direkt an die Hinterräder gekoppelt zu sein. (Ich gehe davon aus, dass vorne links ist) Wenn die runden Dinger über und unter dem Rahmen Luftbehälter sind, sehen sie nicht groß genug aus, um die Maschine sehr weit zu bringen.

Weitere Details liegen derzeit nicht vor. Die Zeichnung mag ein wenig phantasievoll sein – hatte der scheinbare Fahrgastraum wirklich aufwendige Vorhänge?

Bild aus dem Automotor Journal, 1896

Eine Beschreibung der Versuche mit dieser ersten Lokomotive erschien im Mechanic & Chemist, S.207. Wir lernen, dass ". Luft fast ohne Aufwand verdichtet werden kann, überall dort, wo ein Bach oder eine Windmühle die Maschinerie betreiben. " was ein wenig optimistisch ist.

Im Jahr 1844 baute M. Andraud eine 2-2-2 Lokomotive mit einem Gewicht von fünf Tonnen, mit einem einzigen genieteten Lufttank, der 106 Kubikfuß Luft bei 300 psi fasste. Es wurde zum ersten Mal am Samstag, den 21. September 1844 auf der Strecke am linken Ufer von Versailles getestet, wo es eine zwei Meilen lange Rückfahrt mit einer Geschwindigkeit zwischen 17 und 20 Meilen pro Stunde zurücklegte. Ein Patent von 1841 zeigt, dass Andraud und Tessie du Motay in der Rue Chabrol Nr. 35 in Paris ansässig waren. Diese Straße existiert noch und liegt südwestlich des Gare du Nord, wo Kanaltunnelzüge aus Großbritannien enden.

Es wird angenommen, dass das Bild unten von dieser Maschine ist. Es sieht viel praktischer aus als der Prototyp von 1840.

Links: Andraud Druckluftlokomotive: 1844

Dieses Bild stammt aus der Encyclopedia Catholique , die diese Details enthält: Das Fassungsvermögen des Tanks betrug zwischen 8 und 10 Kubikmeter, unter Druck auf 20 Atmosphären. (293 psi) Der Druck stimmt mit dem oben angegebenen Wert überein, aber 8 Kubikmeter sind 282 Kubikfuß, fast dreimal so viel.

Anscheinend befanden sich die Zylinder hinten in den Rahmen und trieben die Mittelachse an. Die Enzyklopädie gibt an, dass die Lokomotive "doppelt wirksam" war, dies könnte entweder bedeuten, dass die Zylinder doppelt wirken oder dass eine Verbundexpansion verwendet wurde. Es war wahrscheinlich die erstere, wenn die Compound-Erweiterung wirklich genutzt wurde, sie war Hodge und Porter 50 Jahre voraus. (siehe unten)

Encyclopedia Catholique, Parent-Desbarres, 1845

DIE LUFTLOK VON LEVI BISSEL: 1841

Links: Druckluftlokomotive: 1841

In einem Index des Eisenbahnmagazins Backtrack (Volume 15, 2001) entwickelte Levi Bissell 1841 eine pneumatische Lokomotive. Ursprünglich für 2000 psi konzipiert, wurde sie 1841 am ECR bei 200 psi getestet. The Gentleman's Magazine, Volume 6, Issue 1840 bissell mm-1,2 THE MECHANICS' MAGAZINE, 23. Mai Sa 1840, Nr. 876, p753 kein US-Patent gefunden seit 1790

DIE LUFTLOK VON WILLIAM EVANS: 1846

Links: Druckluftlokomotive: 1846

Im Geelong Advertiser and Squatters' Advocate (nein, diesen Titel erfinde ich nicht) für Samstag, den 28. März 1846, wurde berichtet, dass ein gewisser William Evans aus Philadelphia eine mit flüssiger Luft angetriebene Lokomotive erfunden hatte. Die Geelong war skeptisch, und zu Recht wurde die kontinuierliche Produktion von flüssiger Luft erst 1895 gleichzeitig von Hampson und Linde erreicht.

DIE PARSEY DRUCKLUFT-LOKOMOTIVE: 1847

Arthur Parsey erwarb 1839 englische Patente für Druckluftlokomotiven (Nr. 8.093), 1844 und 1854. (Nr. 88) Er erwarb 1847 auch ein US-Patent (Nr. 5.205).

Links: Druckluftlokomotive Parsey: 1847

Der Behälter A war mit Luft gefüllt, die "so stark komprimiert war, wie es mit der Sicherheit vereinbar war", die den Sammelbehälter D versorgte, der durch ein automatisches Reduzierventil C auf Motordruck gehalten wurde. Verwendung eines Sammelbehälters mit reduziertem Druck zwischen den Hauptspeichertanks und der Motor war der Vorläufer vieler ähnlicher Anordnungen. Parsey erwartete eine Speicherporensur zwischen 1000 und 2000 psi bei einem Motordruck von 60 psi.

Ein Rohr speiste den doppeltwirkenden Turmmotor B. Bei F ist das Luftnachfüllventil und G ist das Sicherheitsventil. Der Motor hatte zwei Zylinder, um Totpunktprobleme zu vermeiden.

Die Lokomotive sollte für den Kohlebergbau bestimmt sein, wo die Abwesenheit von Rauch und Feuer von großem Vorteil wäre.

Das Bild stammt aus dem US-Patent.

Das US-Patent enthält einen ziemlich beunruhigenden zweiten Abschnitt, in dem die Basis-Luftlokomotive mit Mitteln zum Zurückpumpen von Luft in den Empfänger nach ihrer Verwendung im Motor versehen ist. Parsey sagt: "Ich schlage vor, unter Umständen, anstatt es wie den Dampf eines Hochdruckmotors abblasen zu lassen, die komprimierte Luft in den Sammler A zurückzuführen, nachdem sie auf den Kolben eingewirkt hat." Ich nehme an, er meint Reservoir A (dh den Hauptspeichertank), da der Empfänger mit D bezeichnet ist, was bedeutet, dass die verbrauchte Luft auf 1000 psi oder so erhöht werden müsste, diese Verwirrung über die Begriffe untergräbt das Vertrauen in Herrn Parsey. Und was bedeutet "einige Umstände"?

Wenn sich dieses Aufpumpen nun auf regeneratives Bremsen bezog, wäre es beeindruckend, aber das ist es nicht, und es lässt die Befürchtung aufkommen, dass eine Art Perpetuum Mobile beabsichtigt ist. Tatsächlich schlägt Parsey vor, dass das Pumpen von Hand erfolgen könnte (was völlig unpraktisch klingt), aber er zieht es vor, für diese Aufgabe "eine kleine Dampfmaschine einzusetzen". Deshalb hat unsere schön schlichte Luftlokomotive jetzt einen Dampfkessel, Wassertanks, Kohlelager usw. Es ist eine dumme Vorstellung und legt nahe, dass Mr. Parsey kein sehr praktischer Mensch war.

Links: Zeitgenössische Darstellung der Druckluftlokomotive Parsey

Die Lokomotive ist eine genaue Darstellung des unten abgebildeten Modells.

Das York Railway Museum stellt positiv fest, dass keine Originalversion gebaut wurde. Diese Szene ist imaginär, und es ist sicherlich keine Arbeit im Kohlebergwerk.

Dieses Bild erschien in den Illustrated London News vom 28. Februar 1846, Seite 140, am Kopf eines Artikels mit dem Titel 'Parsey's Air Engine'. Darin heißt es, Parsey habe behauptet, die Höchstgeschwindigkeit könne durch Variieren des Empfängerdrucks von 20 bis 100 Meilen pro Stunde variiert werden, und eine Luftladung würde die Lokomotive 80 Kilometer lang fahren, während sie einen 40-Tonnen-Zug zieht. Alle 30 Kilometer sollten Ladestationen eingerichtet werden.

Links: Modell der Parsey-Druckluftlokomotive

Dieses Arbeitsmodell befindet sich im York Railway Museum in England. Sie sagen, es wurde 1845 gebaut, um Parseys Patente von 1839 und 1844 zu demonstrieren, und später den Direktoren der Great Western Railway vom verstorbenen Sir James Caird Bt. Er war Reeder, daher ist unklar, wie er an ihn gekommen ist.

Der kleine grüne Zylinder direkt über der Mittelachse ist einer der Dampfzylinder. Der große grüne Zylinder rechts davon ist der Luftbehälter, nachdem dieser auf den Betriebsdruck des Motors reduziert wurde. Darüber befindet sich ein Handrad und eine Schraube, die das Reduzierventil steuert

Es gibt keine Kupplung zwischen den Rädern und ist nicht möglich, da sie unterschiedlich groß sind, so dass nur die Mittelachse für Zugkraft sorgt. Dies hätte wahrscheinlich zu Schwierigkeiten mit Radschlupf geführt, wenn eine Full-Size-Version gebaut worden wäre.

Im Jahr 1846 wurde das Parsey-Modell im Büro von Parseys Compressed Air Engine Company, Nr. 5 Pall Mall East, ausgestellt, wo es von einem William Williams vom Regent Square in London besichtigt wurde. Er war nicht beeindruckt. Er empfand ". das hohe Lob und die Förderung, die der Erfindung zuteil wurden" unverdient, da man den Leistungsverlust am Reduzierventil übersah. Er akzeptierte, dass das Reduzierventil bei hohem Druck eine kleine Menge Luft ansaugte und bei niedrigerem Druck ein größeres Volumen abgab, hatte sich jedoch davon überzeugt, dass es mysteriöse Verluste gab, die die Reichweite der Lokomotive auf ein oder zwei Meilen reduzieren würden.

Williams' Gedanken wurden im Mechanics Magazine, Band 44, S. 200, Sa. 14. März 1846, Nr. 1179 veröffentlicht. Ein anderer Kritiker war 'A W', wer auch immer er war, der den Parsey-Vorschlag als 'Blase' betrachtete, dh hochspekulativ und möglicherweise unehrlich . Er scheint die Situation noch weniger im Griff zu haben als Herr Williams, da er glaubt, dass der Druckabfall am Reduzierventil eine Kraft darstellt, die vollständig weggeworfen wurde. Er schlussfolgert: "Ich kann nicht umhin hinzuzufügen, dass 1000 psi ein gefährlicher Druck sind, wenn er so eingesetzt wird. Die Projektoren behaupten, dass Luft die ganze expansive Kraft von Dampf besitzt, das ist durchaus wahr, aber es ist auch wahr, dass es genauso gefährlich ist."
Das scheint ein fairer Kommentar zu sein, wenn Parsey beabsichtigte, Kupfergefäße mit 1000 psi zu verwenden.

Auf Seite 221 dieser Ausgabe des Mechanics Magazine gab es einige weitere, ebenso uninformierte Gemecker von 'J M', wer auch immer er war, über Reduziererverluste. Keiner der Korrespondenten erwähnte die Quelle der sehr realen Ineffizienz des Gesamtprozesses – die Verluste, wenn die Luft überhaupt komprimiert wurde.

Links: Der Motor der Parsey-Druckluftlokomotive: 1846

Diese Zeichnung stammt aus dem oben erwähnten Artikel der Illustrated London News. Ich fürchte, die Qualität ist schlecht.

Trotzdem ist es informativ. Die beiden Vorratsbehälter A scheinen über das Rohr OCK fest miteinander verbunden zu sein. Der Empfänger befindet sich bei E und das Reduzierventil bei G. Die beiden Motorzylinder befinden sich bei K.

Google hat wenig zu Arthur Parsey zu sagen, aber dies scheint derselbe Mann zu sein. Wenn ja, lebte er von 1791 bis 1857. Sein Hauptinteresse scheint die Poesie gewesen zu sein, mit der er anscheinend nicht sehr erfolgreich war. Sein „einziger Gedichtband wurde kalt aufgenommen“.

Immer noch davon ausgegangen, dass wir den richtigen Mann haben, veröffentlichte er 1832 Die Quadratur des Kreises entdeckt. Da die Quadratur des Kreises, wie sie normalerweise in der euklidischen Geometrie beschrieben wird, völlig unmöglich ist, kann dies einen Einblick in Parseys Haltung zum Perpetuum mobile geben.

Links: Die Parsey-Druckluftlokomotive Mk 2: 1855

Herr Parsey scheint mit seinem Modell von 1846 keine Fortschritte gemacht zu haben, aber er gab nicht auf. Diese Zeichnung ist die Titelseite des Mechanics Magazine für den oben genannten Artikel. Ich fürchte, die Qualität ist schlecht.

1848 baute Anthony Bemhard, Baron von Rathlen, ein Fahrzeug, das in diesem Jahr mehrmals von Putney nach Wandsworth verkehrte. Der Wagen wog drei Tonnen und legte bei seiner ersten Fahrt, da die Reservoirs nur teilweise mit Luft gefüllt waren, eine Meile mit der einheitlichen Geschwindigkeit von acht Meilen pro Stunde zurück. Bei einer anderen Gelegenheit beförderte sie etwa zwanzig Passagiere von Putney nach Wandsworth mit einer Geschwindigkeit von über zwölf Meilen pro Stunde. Die Reservoirs hatten die Form von Röhren und hatten ein Fassungsvermögen von 75 Kubikfuß. Die Luft wurde darin unter einem Druck von 50 bis 60 Atmosphären gespeichert. Der Arbeitsdruck in den Motorzylindern betrug fünf Atmosphären, und ein Reduzierventil wurde verwendet, um den Speicherdruck auf den Arbeitsdruck zu senken. Das System von Rathlen umfasste spezielle Methoden, die Luft beim Verdichten zu kühlen und ihr beim Arbeiten Wärme zuzuführen. Das endgültige Schicksal dieses Wagens ist nicht bekannt, aber der Erfinder beschäftigte sich zwanzig Jahre später immer noch mit der Erfindung von Druckluftmotoren.

Ende 1855 betrieb ein Konstrukteur namens Julienne in Saint-Denis in Frankreich eine Art Fahrzeug, das bei 25 Atmosphären mit Luft angetrieben wurde. (350 psi) Es wog ungefähr eine Tonne, wenn es beladen war.

DAS GILBERT-DRUCKLUFT-SYSTEM: 1872

Ich habe einen Hinweis auf die 1872 gegründete Elevated Company von Rufus Gilbert gefunden, die mit Druckluftantrieb entlang der 6th Avenue zur 59th Street in New York fahren sollte. Es wurde offenbar "durch die Finanzpanik von 1873 ins Stocken geraten".

DIE ST GOTTHARD TUNNEL-DRUCKLUFT-LOKOMOTIVEN: 1875

Der Sankt-Gotthard-Eisenbahntunnel in der Schweiz wurde in der Zeit von 1871 bis 1881 gebaut. Er ist 14 km lang und ist der höchste Abschnitt der Gotthardbahn in der Schweiz, der Göschenen mit Airolo verbindet. Es war der erste Tunnel durch das Gotthard-Bergmassiv. Es ist zweigleisig und normalspurig. Beim Entfernen des Abraums aus den langen Tunnelvortrieben traten Schwierigkeiten auf. Dampflokomotiven konnten wegen der sehr eingeschränkten Belüftung nicht eingesetzt werden. Der hohe Preis der Pferde und die große Anzahl der benötigten Pferde verhinderten ihren Einsatz. Daher wurde ein erster Versuch mit Druckluft durchgeführt, bei dem zwei gewöhnliche Dampflokomotiven verwendet wurden, eine auf jeder Seite des Tunnels, wobei die Kessel mit kondensierter Luft bei 4 Atmosphären statt mit Wasser gefüllt waren. Die Ergebnisse waren ermutigend, und speziell gebaute Druckluftlokomotiven wurden von Schneider et Cie (Schneider-Creusot) aus Frankreich gebaut.

Links: Druckluftlokomotive im Einsatz bei St. Gotthard : 1876

Im Sankt-Gotthard-Tunnel kam es erstmals zum großflächigen Einsatz von Druckluftlokomotiven im Güterverkehr. Diese Abbildung zeigt eine 0-4-0 Lokomotive. Ein Vorteil war, dass die kalte Abluft die Belüftung des Tunnels unterstützte.

Das Gewicht wurde mit etwa 7 Tonnen angegeben.

Aus Popular Science Monthly, Band 10, 1877

Der Betriebsdruck wird mit 7,35 kg/cm2 (105 psi) angegeben, was im Vergleich zu späteren Maschinen niedrig ist und ähnlich den Kesseldrücken der damaligen Dampflokomotiven war dies wahrscheinlich kein Zufall, denn wenn Sie mit Maschinen experimentieren, die möglicherweise explodieren Sie mit vorhandener Technologie beginnen möchten. Auffällig ist, dass der Lufttank einen größeren Durchmesser, scheinbar dünnere Platten und weniger und kleinere Nieten hat als spätere Hochdruckmaschinen.

Links: Das St. Gotthard-System: 1875

Dieses Foto aus dem Jahr 1875 zeigt die obige Lokomotive (Nr. 6) hinter ihr einen viel größeren Zusatztank, der auf zwei 4-Rad-Drehgestellen montiert zu sein scheint. Beachten Sie die Lampe auf der Vorderseite von Nr.6.

Der "Lufttender" war erforderlich, um bei geringem Speicherdruck eine ausreichende Reichweite zu erzielen.

Links: Das Ribourt-Reduzierventil

Die Popular Science Monthly gibt an, dass die Luft ursprünglich direkt in die Zylinder eingelassen wurde, und zwar durch Variation des Cut-Offs. Dies erwies sich als unbefriedigend, und M. Ribourt, der Ingenieur des Tunnels, entwickelte dieses Druckminderventil.

Aus Popular Science Monthly, Band 10, 1877

Die Luft aus dem Haupttank tritt bei A ein. Wenn der Druck am Auslass D, der auf den Kolben N wirkt, die durch das Anziehen der Feder eingestellte Kraft überschreitet, bewegt sich das Ventil M nach links, schließt die Anschlüsse und reduziert den Luftdurchsatz. Von D gelangte die Luft zu einem kleinen Reservoir, das Schwankungen absorbierte, wenn die Zylinder Luft aufnahmen. Vermutlich befand sich auch eine Art Drosselklappe zwischen dem kleinen Reservoir und den Zylindern dies ist bisher unbestätigt, aber es gibt etwas, das im ersten Bild oben sehr wie ein Reglergriff aussieht, der hinten aus dem Tank ragt.

Der Popular Science Monthly impliziert, dass dieses Reduzierventil ein großer Fortschritt war, aber es scheint von Andraud und du Motay, Baron von Rathlen und Arthur Parsey, wenn nicht von anderen, erwartet worden zu sein. (siehe oben)

DIE HARDIE DRUCKLUFT-LOKOMOTIVE: 1878

Im Jahr 1878 testete die Second Avenue Railroad von New York City fünf Straßenbahnwagen, die von der Pneumatic Tramway Engine Company gebaut wurden, und betrieb sie dann für einen Zeitraum von 1879. Sie wurden von Robert Hardie entworfen, der General Herman Haupt, einen Bauingenieur, als begeisterten Unterstützer hatte. Haupt schrieb umfangreich und stopfte bei jeder Gelegenheit Druckluftstraßenbahnen. Der Straßenbahnmotor hatte eine Ausbaustufe und soll eine fortschrittlichere Art der Vorwärmung als das Mekarski-Straßenbahnsystem gehabt haben, obwohl er anscheinend immer noch heißes Wasser verwendet hat, die Details dazu sind derzeit unklar. Der Speicherdruck scheint 1000 psi betragen zu haben, aber der Arbeitsdruck des Motors ist derzeit unbekannt. Regeneratives Bremsen wurde eingeführt, bei dem der Motor als Kompressor verwendet wurde, um die Straßenbahn zu verlangsamen, heiße Luft konnte in die Speichertanks zurückgedrückt werden, was die Reichweite erhöht, die Gesamteffizienz verbessert und das Problem des Luftmangels zum Bremsen verringert, wenn nicht sogar beseitigt. Die Hardie-Straßenbahnen wurden durch den 1500 PS starken dampfbetriebenen vierstufigen Kompressor, der von der Manhattan Elevated Railway verwendet wurde, mit Luft bei 1000 psi versorgt, die auch die unten erwähnten pneumatischen Hoadley-Knight-Lokomotiven antrieb. Beachten Sie die Verwendung einer mehrstufigen Kompression, um Verluste zu reduzieren.

In einem Artikel in der französischen Zeitschrift La Nature heißt es, dass Druckluftlokomotiven des Hardie-Systems bei den Elevated Railways of New York zufriedenstellende Ergebnisse lieferten, obwohl es nur wenige Details über die Arbeit gibt und aus dem Text nicht klar hervorgeht, ob die Lokomotiven im Probebetrieb oder im Regelbetrieb. Falls jemand genauere Angaben machen kann wäre ich sehr dankbar.

Links: Illustration aus La Nature einer New Yorker Luftlok: 1882.

Die Lokomotive trug vier Stahlspeicherzylinder mit einem Durchmesser von 91 cm und einem Volumen von 13 m3 mit einem Druck von 42 kg/cm2. (597 psi) Die Luft strömte durch eine vertikale Bouillotte, die sie auf 90 °C erhitzte, und gelangte über eine Drossel und ein Reduzierventil zu den Motorzylindern, um den Zylinderdruck auf 8 - 9 atm zu halten. Wie die Bouillotte heiß gehalten wurde, wird nicht verraten, vermutlich wurde aber ein Kohlefeuer verwendet. Meyer-Ventiltrieb wurde eingebaut, und regeneratives Bremsen - beim Verlangsamen arbeitete der Motor als Pumpe und drückte Luft in die Vorratstanks zurück. Die Reichweite wurde mit 13 km angegeben.

COLONEL BEAUMONT UND DIE ROYAL ARSENAL LUFTLOKOMOTIVEN: 1881

Lieutenant-Colonel Frederick Beaumont wurde 1873 zum Betreiber des Eisenbahnnetzes des Royal Arsenal ernannt. 1876 interessierte er sich für Druckluftlokomotiven als sichere Möglichkeit, einen Standort zu betreiben, an dem große Mengen an Sprengstoff gelagert wurden. Bis 1877 arbeitete eine experimentelle Lokomotive mit 18-Zoll-Spur, es war eine sehr kleine Maschine mit sechzehn Hauptluftbehältern und vier als Reserve für den Heimweg.

Das Royal Arsenal stellte zu dieser Zeit den Whitehead-Torpedo in Lizenz her. Diese wurden mit Druckluft betrieben, und das Arsenal verfügte über eine Kompressorausrüstung, die die Reservoirs auf 1000 psi aufladen konnte.

In einem Artikel im Society of Arts Journal vom 18. März 1881 sagte Beaumont: "Die frühesten Versuche beschränkten sich darauf, Luft mit einem vergleichsweise niedrigen Druck zu komprimieren, sagen wir 200 Pfund pro Quadratzoll." Dieser Druck war nach späteren Maßstäben niedrig, aber immer noch doppelt so hoch wie früher im Sankt-Gotthard-Tunnel. Beaumont sagte, es gebe eine begrenzte Leistung, aber es gab immer noch Probleme mit dem Einfrieren der Motorzylinder.

Links: Beaumont Luftlok-Patent: 1880

Diese Zeichnung zeigt einen einzelnen Luftbehälter und geneigte Zylinder. Das rechteckige Ding unten links ist ein kleiner Dampfkessel, komplett mit Schornstein, der die Zylinder mit Dampfmänteln versorgte, um deren Vereisung zu verhindern. Dies war eindeutig eine unerwünschte Komplikation, aber Beaumont hielt sie für wesentlich.

Das Patent spezifizierte vier Zylinder, einen mit Hochdruck und einen mit Niederdruck auf jeder Seite des Chassis, für den Verbundbetrieb.

Zeichnung aus dem US-Patent Nr. 232,438 vom 21. September 1880

Am 25. Juli 1979 erhielt Manning Wardle eine Bestellung für eine normalspurige Druckluftlokomotive mit Lagerung bei 1000 psi. Dieser hatte seinen ersten öffentlichen Test am 6. Mai 1880, als er erfolgreich auf der Strecke der SER zwischen Dartford und Woolwich Arsenal lief. Details dieser Lokomotive sind spärlich, aber laut Dartford Chronicle hatte der Motor sechs Zylinder, die von einer "Expansionsbox" gespeist wurden, die den Speicherdruck von 1000 psi vermutlich auf einen Motordruck in der Größenordnung von 200 psi reduzierte. Wie diese Zylinder angeordnet waren und ob es einen Getriebeantrieb für die Achsen gab, ist unbekannt. Wir wissen jedoch, dass der Kolbenhub 12 Zoll betrug und es sechs gekoppelte Räder mit einem Durchmesser von einem Meter gab. Es war bekannt als Manning Wardle Nr. 761.

Links: Beaumont Luftlok-Patent: 1880

Dies ist eine Vorderansicht der Lokomotive.

Auf jeder Seite des Fahrgestells arbeitet ein Zylinder E mit Hochdruck und ein Zylinder F mit Niederdruck für den Verbundbetrieb. Eine variable Einlassventilabschaltung war enthalten und Mittel zum Betreiben des Motors im einfachen Modus für eine größere Zugkraft beim Starten.

Die Positionen L und L sind Fußpedale zur Betätigung der Bremsen.

Zeichnung aus dem US-Patent Nr. 232,438 vom 21. September 1880

Links: Werksfoto der Manning Wardle Lokomotive Nr. 762: 1880

Eine zweite Druckluftlokomotive, Manning Wardle Nr. 762, wurde im März 1880 von Beaumont für seine eigene Firma bestellt, ebenso wie die Nr. 761 im September desselben Jahres. Mehr ist bekannt als die mysteriöse Nr. 761, sie war viergekuppelt und wog 7 Tonnen. Der Luftbehälter hatte eine Kapazität von 60 Kubikfuß und arbeitete bei 1000 psi, die Oberseite ist auf dem Foto zu sehen.

Nr. 762 war in erster Linie für den experimentellen Einsatz in öffentlichen Straßenbahnen bestimmt und hatte daher die Räder und Koppelstangen hinter Volantplatten versteckt, um die Sicherheitsvorschriften zu erfüllen.

Links: Manning Wardle Lokomotive Nr. 762: 1880

Dieses Bild begleitete das Papier der Gesellschaft der Künste von 1881. Hier zieht es einen antriebslosen Straßenbahnwagen, es scheint sich um Änderungen an den Volantschildern zu handeln.

Links: Die Greenwood & Batley Lokomotive: 1880

Diese Lokomotive wurde von Greenwood & Batley bezogen. es hatte zwei Sets von Verbundzylindern mit 2,75 und 10 Zoll Durchmesser und einen 65 Kubikfuß großen Luftbehälter, der Luft mit einem maximalen Druck von 1000 psi hielt. Es wog 8 Tonnen 10 cwt und zog eine 4-Tonnen-Straßenbahn.

Straßenbahnversuche dieser Lokomotive auf einer öffentlichen Straße wurden zwischen Stratford und Green Man, Leytonstone, im Osten Londons, durchgeführt. Diese Route bestand aus einer 2,5 Meilen langen zweigleisigen Strecke, die 82 Fuß hoch war und eine maximale Steigung von 1 zu 25 hatte. Die engste Kurve in Maryland hatte einen Radius von 50 Fuß. Diese Versuche waren bei einem Lauf erfolgreich, die Lokomotive und der Anhänger starteten in Stratford mit 1000 psi, die in Leytonstone auf 675 psi gefallen waren. Auf der (bergab) Rückfahrt blieben bei Erreichen von Stratford 550 psi übrig, was sich nach einer nützlichen Kraftreserve anhört. Beaumonts Bemühungen, sein System an die North Metropolitan Tramways Company zu verkaufen, scheiterten jedoch.

Dieses Bild begleitete das Papier der Gesellschaft der Künste von 1881.

DIE HOADLEY-KNIGHT-DRUCKLOKOMOTIVE: 1894

Das Hoadley-Knight-System (von Joseph Hoadley und Walter Knight entwickelt) war das erste, das einen Verbundmotor (zweistufige Expansion) enthielt. Dies hätte direkt den Wirkungsgrad verbessert, wie dies beim Compoundieren bei Dampfmaschinen der Fall war, da es die Möglichkeit bot, die Luft zwischen den HD- und ND-Zylindern wieder aufzuwärmen, und dies hätte auch die Vereisungsprobleme verringert. Die Hoadley-Knight-Patente legen nahe, dass heißes Wasser verwendet wurde, um die Luft vor dem HP-Zylinder zu erhitzen und sie auch zwischen den HP- und ND-Zylindern wieder aufzuwärmen. Das System wurde von 1894 bis 1899 in New York erprobt, jedoch ohne nachhaltigen Erfolg.

DAS PATENT VON CHARLES BOWEN HODGES: 1907

Im Oktober 1907 wurde Charles B. Hodges das US-Patent 868,560 für einen zweistufigen Motor erteilt, der einen Zwischenüberhitzer zwischen den beiden Kolbenstufen verwendet, um die teilweise expandierte Druckluft zu erwärmen. Diese Luft wurde durch einen Wärmetauscher geleitet, der von der Umgebungsluft erwärmt wurde, durch die die Abluft in einem Ejektor angesaugt wurde. Ähnliche Ejektoren (mit Dampf, nicht mit Luft geblasen) wurden häufig verwendet, um das Vakuum zu erzeugen, das von Bremssystemen von Dampflokomotiven verwendet wird. Diese geniale Entwicklung machte Bouillotten und kleine Koksfeuer überflüssig und führte keine neuen beweglichen Teile ein. Luft war das einzige verwendete Fluid. Ein deutlicher Reichweitengewinn von bis zu 60 % scheint möglich gewesen zu sein.

Hodges bezeichnete sein Gerät als „Zwischenheizung“ und nicht als „Nachwärmer“, wie es heute heißen würde. Faszinierenderweise bezieht er sich auf die Verbesserung der Zwischenheizung, was impliziert, dass die Idee bereits bekannt war. Vermutlich handelte es sich um Bouillotten oder Koksöfen.

Links: Hodge-Patent zur Nacherwärmung durch Umgebungsluft: 1907

Die Luft aus dem Haupttank 1 gelangt über ein Druckminderventil zum Zusatzbehälter 2 und dann über die Leitung 21 zum Hochdruckzylinder 3. Die kalte Abluft von diesem gelangt über die Leitung 31 zum Zwischenheizer 5. Sie wird durch Umgebungsluft und geht dann über die Leitung 51 zum Niederdruckzylinder 4. Das kalte Abgas von diesem wird über die Leitung 41 zurück zum Zwischenerhitzer geleitet, wo er den Ejektor 54 betätigt, um Umgebungsluft durch den Zwischenerhitzer zu saugen.

Links: Hodge-Patent zur Nacherwärmung durch Umgebungsluft: 1907

1: Hauptlufttank
2: Hilfsbehälter
3: Hochdruckzylinder
4: Niederdruckflasche
5: Zwischenheizung
54: Auswerfer

In praktischen Ausführungen war das Auswurfhorn schräg nach oben gerichtet, vermutlich um Staub auf der Fahrbahnsohle nicht aufzuwirbeln.

Das Patent wurde der Lokomotivenfirma HK Porter übertragen. 1908 bauten sie die erste Zwei-Erweiterung-Anlage.

CHARLES HODGES UND DIE PORTER COMPOUND AIR LOKOMOTIVEN: 1908

Die H. K. Porter Company aus Pittsburgh kaufte die Rechte an Hodges US-Patenten und verkaufte im Zeitraum 1896-1930 Hunderte von so ausgerüsteten Lokomotiven an Kohlebergwerke im Osten der USA. 1910 hatte Porter 90 % des Marktes. Sie wurden häufig in Gasminen eingesetzt, in denen Explosionen eine allgegenwärtige Gefahr darstellten. Zweifellos war die kalte Abluft wieder willkommen, um die Grubenbelüftung zu ergänzen.

Ein typischer Porter-Motor speicherte Luft zwischen 800 und 1200 psi, die an den Zylindern auf 100 bis 150 psi gedrosselt wurde. Die Luft wurde in mehrstufigen Maschinen verdichtet und per Rohr an Ladestationen entlang der Transportstrecken verteilt. Porter behauptete, dass der Nachfüllvorgang leicht in 1 ½ Minuten abgeschlossen sein könnte, wobei das Luftventil nur für 40 bis 50 Sekunden geöffnet war. Die Luftbehälter wurden bis 30 % über ihrem Arbeitsdruck getestet.

Links: Compound (Doppelexpansion) Porter-Motor mit einer Stufe der Nacherwärmung aus der Umgebungsluft

Bild oben
Der große Trichter im oberen Bild ist der Diffusorauslass des Ejektors, der Umgebungsluft durch den Nacherhitzer zog. Der Zwischenüberhitzer ist der auf dem oberen Foto sichtbare Zylinder mit "Susquehanna Coal Co." darauf gemalt.

Bild unten
In dieser Vorderansicht befindet sich der Reheat-Ejektor oben rechts. Oben links ist das Ende eines Zylinders mit kleinem Durchmesser zu sehen, dies ist das Ende des Zusatzbehälters.

Bild von Cyclopedia of Engineering Pub American Technical Society 1910
Links: Betrieb der Porter-Doppelexpansions-Luftlokomotive: 1914

Die Luft wird unter hohem Druck (psi) im Hauptluftbehälter gespeichert und durch das Reduzierventil auf 250 psi reduziert. Dieser speist den im Vergleich zum Haupttank viel kleineren Zusatzbehälter, der die Luftströmungsschwankungen ausgleicht, die durch das zeitweise Einströmen von Luft durch die Drosselklappe in den Hochdruckzylinder entstehen, wo er sich ausdehnt. Es hat eher die Form eines langen Rohres als eines kompakten Tanks, da ein kleiner Durchmesser das Metall weniger beansprucht und die Länge für den Einbau verfügbar ist.

Das kalte Abgas des HD-Zylinders strömt durch den Zwischenüberhitzer (im Diagramm als Zwischenüberhitzer bezeichnet) und über Rohre, durch die atmosphärische Luft angesaugt wird, die ihn erwärmt, sein Volumen erhöht und den Wirkungsgrad des Motors erhöht. Die Luft wird vom Zwischenüberhitzer dem Niederdruckzylinder zugeführt, wo sie sich wieder entspannt und dann durch den Strahl eines Ejektors strömt, der die Außenluft durch den Zwischenüberhitzer saugt.

Es gibt ein oder zwei nette technische Details, die Pfeife wird aus dem Zusatzbehälter gespeist, der einen guten Druck aufrechterhält, um sie zu betreiben. Es gibt ein Ablassventil zum Ablassen von Wasser aus dem Zusatzbehälter. Sowohl der Zusatzbehälter als auch der Nacherhitzer sind mit Popp-Sicherheitsventilen ausgestattet. Diese sind eine lebenswichtige Notwendigkeit, falls das Reduzierventil offen bleiben und Luft bei 1200 psi durchlassen sollte.

Oben: Porter Zwei-Expansions-Luftlokomotive: 1912

Dieses Bild gibt einen guten Blick auf die Rohrleitungen. Der Nacherhitzer ist entlang des Reservoirs zu sehen die Umgebungsluft tritt durch die Löcher am nahen Ende ein, das Ejektorhorn ist am anderen Ende zu sehen. Ich hätte gedacht, dass das Hinzufügen eines Einlassdiffusors in Form eines am Einlassende befestigten Horns den Luftstrom erhöht hätte, aber vielleicht hätte er zu viel Platz beansprucht. Die drei an den Nacherhitzer angeschlossenen Rohre sind wie in der obigen Abbildung angeordnet. Das hintere Ende des Behälters trägt die Reste von zwei Manometern, wobei das größere mit einem Absperrventil für den Fall, dass die Rohrfeder bricht, versehen ist. Der kleine Hebel steuerte das Gas, und der größere Hebel dahinter betätigte die Bremsen.

Diese Lokomotive wurde ursprünglich in der Canmore Kohlemine in Alberta eingesetzt.

Links: Dreifachausbau-Loktriebwerk

Dreifachexpansions-Lokmotor mit zweistufiger Nacherwärmung durch Umgebungsluft. Beide Zwischenüberhitzer sind mit einem einzigen Ejektor verbunden, der vom Niederdruck-Abgas gespeist wird. Beachten Sie, dass die Mittel- und Hochdruckzylinder in einer Tandemanordnung kombiniert sind.

Dargestellt sind drei miteinander verbundene Luftspeicherzylinder mit einem maximalen Druck von 150 atm. (2200 psi) Der Zusatzbehälter wird mit 25 - 30 atm unter Druck gesetzt. (370 - 440 psi)

Es ist derzeit nicht klar, ob Dreifach-Ausbaulokomotiven gebaut wurden.

Das obige Diagramm zeigt eine Dreifach-Erweiterungsversion des Hodges-Porter-Systems. Die Quelle ist derzeit unbekannt, wahrscheinlich handelt es sich jedoch um Porter-Literatur. Luft wird bei 150 atm (2100 psi) gespeichert gezeigt, was einem viel höheren Druck als normalerweise verwendet wird und vermutlich eine dreifache Expansion benötigt, um sie richtig auszunutzen. Dieser Druck wurde durch ein Reduzierventil auf 25 bis 30 atm (350 bis 420 psi) abgesenkt. Es wird weiter reduziert (durch die Drossel? obwohl es wie ein gewöhnliches Handventil aussieht) auf etwas unter 15 atm (210 psi) und gelangt in den HP-Zylinder, der ein Sicherheitsventil auf 15 atm auf der "Dampftruhe" hat, das ist ein verzeihlicher Fehler eines mit Dampflokomotiven wohl vertrauteren Zeichners. Der Druck der IP-Flasche wird nicht angezeigt, aber die ND-Flasche hat ein Sicherheitsventil, das auf 5 atm eingestellt ist. (70 psi) Alle Verweise auf funktionierende Porter-Luftlokomotiven, die ich gesehen habe, deuten darauf hin, dass es sich um Doppelexpansion handelt, und es ist derzeit nicht klar, ob die Triple-Expansion tatsächlich in der Praxis verwendet wurde. Ich vermute nicht.

2100 psi klingt für mich nach einem erschreckend hohen Druck, da Dampflokomotiven selten 250 psi überschreiten, weshalb wahrscheinlich drei Speicherbehälter gezeigt werden, um einen so hohen Druck wirtschaftlicher zu halten. Die üblichen Doppelexpansions-Porter-Lokomotiven hatten einen maximalen Druck von 1200 psi. Man wundert sich über die Sicherheit. Natürlich gab es kein Feuer oder Kalkablagerungen, die eine Erosion des Metalls verursachten, aber trotzdem kann ich nicht umhin, mich zu fragen, ob einer von ihnen explodiert ist. Es wäre eher wichtig, das Innere der Lagertanks auf Korrosion durch Kondensfeuchtigkeit zu überprüfen, vermute ich. Beachten Sie, dass alle Porter-Behälter an einem Ende einen Inspektionsschacht haben, vermutlich nur zu diesem Zweck.

Einiges rigoroses Googeln hat keine Berichte über eine explodierende Druckluftlokomotive gefunden. Es gibt einen Bericht über einen Unfall in der Grube Lambton D in der Grafschaft Durham, England, als John Wilson, 49 Jahre, ein Shifter, am 11. und es kollidierte mit einigen Kübeln und zerquetschte ihn zu Tode." Vermutlich versuchte er es umzukehren und traf am Ende auf die Kohlenfässer.

Links: Porter-Doppelexpansionslokomotive Nr. 104 mit Nacherwärmung aus der Umgebungsluft: 1910

In diesem Beispiel wurde ein Speicherdruck von 800 psi und ein Motor- oder Arbeitsdruck von 250 psi verwendet. Der Zwischenüberhitzer befindet sich auf der anderen Seite des Tanks, und der Konus seines Abgas-Ejektor-Diffusors ist oben rechts über dem Tankeinstieg zu sehen.
Der lange dünne Zylinder, der auf dieser Seite des Tanks sichtbar ist, ist ein Reservoir für Luft mit einem Arbeitsdruck von 250 psi, die durch den Druckminderer aus dem Haupttank mit 800 psi geliefert wurde. Die Drosselklappe befindet sich vorne und wird über einen Griff und ein Gestänge von der Fahrerkabine aus bedient. Zur Ausstattung gehören ein Überdruckventil, ein Bremshebel, der Bremsbacken an den Stahlrädern anlegt, Druckluftschleifer, um die Traktion zu erhalten, und ein Fahrerstand, der anscheinend fehlt - er wäre links gewesen, wo die Steuerhebel angebracht werden können sehen. Dies scheint eine Lokomotive der Klasse B-P-O zu sein: siehe nächster Abschnitt.

Luftdruck 800 psi

Beachten Sie die große Anzahl von sehr großen Nieten, die erforderlich sind, um den Luftspeicher zusammenzuhalten, verglichen mit Dampflokomotiven, die mit einem viel niedrigeren Druck arbeiteten. Sie fragen sich vielleicht, warum der Arbeitsdruckspeicher die Form eines langen, dünnen Zylinders und nicht eines kompakteren Tanks hat. Ich vermute, die Antwort ist, dass der lange Zylinder bequem aus einem Stück Standardstahlrohr hergestellt werden könnte, während ein Stubby-Tank viel stärkeren Ringspannungen ausgesetzt wäre und wie der Hauptspeicher mit schweren Nieten hergestellt werden müsste. Der lange Zylinder hätte auch eine größere Oberfläche, um Wärme aus der Umgebung aufzunehmen, was nützlich wäre, nachdem die Luft durch Expansion auf den Arbeitsdruck abgekühlt wurde.

Diese Lokomotive stammt aus dem Jahr 1910. Sie wurde in einer der Kohleminen in Canmore, Alberta, eingesetzt und ist in einem Museum in Sandon, British Columbia, Kanada, ausgestellt, das freundlicherweise das Bild und einige der Fakten zur Verfügung gestellt hat. Siehe: www.sandonbc.ca

Ein Porter-Katalog spricht von Nacherwärmung: „. Aber es gibt Fälle, in denen es sinnvoll und wirtschaftlich ist, die Luft vor dem Eintritt in den Zusatzbehälter auf dem Weg zu den Zylindern wieder aufzuwärmen. Der durch diese Nacherwärmung gewonnene zusätzliche Wirkungsgrad variiert zwischen 35 und 50 Prozent . " aus "Leichtlokomotiven" von HK Gepäckträger, 1900

Links: Porter Oberflächenlokomotive, Datum unbekannt

Diese Porter-Lok wurde für Arbeiten an der Oberfläche konzipiert, wie ihr großes Führerhaus beweist. "US Navy" steht auf seiner Seite. Dieses Bild ist ziemlich rätselhaft. Es wäre aus Sicherheitsgründen sinnvoll, eine Druckluftlokomotive in einem Marinearsenal zu verwenden, aber der Kran ganz links scheint mit Dampf betrieben zu werden, aus dessen Dach ein Schornstein ragt.

Links: Eine weitere erhaltene Porter-Lokomotive.

Diese Porter-Lok steht im Kinderpark "Storybook Island" in Rapid City, South Dakota. Dies sieht dem oben gezeigten Porter sehr ähnlich, aber es gibt keine Anzeichen für eine Doppelerweiterung. Wieder gibt es viele sehr große Nieten.

Einige Beschläge scheinen zu fehlen, und das ist wirklich keine schöne Lackierung.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Duane Overholser aus Sheridan, OR
Links: Erhaltene Porter-Lokomotive: 1928

Dieses erhaltene Beispiel eines späteren Porter-Designs wurde 1928 gekauft und blieb bis 1961 in der Homestake Mine Nr. 1A in Betrieb. Der Lagerdruck betrug 1000 psi, wobei 137 Kubikfuß Luft transportiert wurden. Es wiegt 27.000 Pfund, ist 23 Fuß lang, 6 Fuß 10 Zoll hoch, 5 Fuß 3 Zoll breit und ist in der Homestake Mine in South Dakota zu sehen.

Luftdruck 1000 psi

Der Homestake-Motor hat zwei Speicherzylinder nebeneinander, da dies die Reifenspannungen im Metall reduziert und somit wirtschaftlicher ist. An der Vorderseite ist der Ausströmer eines Zwischenüberhitzers zu sehen, mit einer Haube darüber scheint der Zwischenüberhitzer zwischen und unter den beiden Speicherzylindern montiert zu sein. Dies scheint wiederum eine doppelte statt einer dreifachen Ausdehnung der Luft zu verwenden. Es ist jedoch etwas mysteriös, warum die beiden unten rechts sichtbaren Tandemzylinder den gleichen Durchmesser haben, möglicherweise ist dies die Niederdruckseite, und Tandemzylinder wurden verwendet, um die gesamte Kolbenfläche zu vergrößern, ohne die engen Grenzen des Seitenspiels zu überschreiten.

Links: Gepäckträgerlokomotive für H C Frick

Dieses Porter-Design ähnelt dem oben gezeigten Homestake-Motor mit Doppeltanks. Unten rechts sind noch einmal zwei Tandemzylinder gleichen Durchmessers zu sehen.

Dies scheint eine Lokomotive der Klasse B-PP-O zu sein, siehe nächster Abschnitt.

Vorne zwischen den beiden Tankenden ist das Auslaufhorn des Zwischenüberhitzers zu sehen.

H C Frick kaufte auch Druckluftlokomotiven von Baldwin. (siehe unten)

Links: Porter-Dreitanklokomotive: 1915

Dieses kräftige 0-4-0 Porter-Design mit drei Tanks wurde 1915 für das New Orleans Sewerage & Water Board gebaut. Es ist erhalten geblieben, sein derzeitiger Standort ist jedoch unbekannt.

Beachten Sie das große vertikale Ejektor-Auspuffhorn des Zwischenüberhitzers, das zwischen den beiden unteren Tanks versteckt ist.

Das Ding, das auf dem oberen Tank montiert ist, sind die Überreste eines Sandtrichters, um die Haftung zu unterstützen. Direkt vor der Kabine ist ein weiterer sichtbar.

Links: Porter-Dreitanklokomotive: 1915

Dieses Foto zeigt dieselbe Lokomotive, jedoch an einem anderen Ort. Beachten Sie, dass der nächste Tank kürzer ist, um Platz in der Kabine zu schaffen. Ich vermute, dass der kleine Zylinder, der sich zwischen den Tanks schmiegt, das Hilfsreservoir für Luft mit Arbeitsdruck (und nicht mit Lagerdruck) ist.

Ich fürchte, ich habe den Namen der Person verloren, die mir diese letzten beiden Bilder geschickt hat. Bitte geben Sie sich bekannt, wenn Sie eine Namensnennung wünschen.

AUS DEM PORTER BUCH: 1914

1914 veröffentlichte die HK Porter Company die zweite Auflage ihres Buches: Modern Compressed Air Locomotives. Dies gibt einen detaillierten Einblick in die Drucklufttechnik und Wirtschaftlichkeit. Die Illustrationen in diesem Abschnitt sind diesem Buch entnommen. Das Buch befasst sich mit zusammengesetzter (zweier Expansion) Arbeit, aber nicht mit dreifacher Expansion.

Links: Luftlokomotive Porter Class B-P-O: 1914

Diese Verbundmaschine war in vier Varianten erhältlich, genannt PEBLOW, PEBMUX, PEBNAZ und PEBREC, bei denen es sich um telegrafische Codewörter handelt. Jede Version kann mit einer Reihe von Luftbehältern unterschiedlicher Kapazität ausgestattet werden. Der Ladedruck für jede Version betrug 700 bis 1200 psi. Es wird auch ein Zusatzbehälter erwähnt, der mit 250 psi gefüllt ist und zwischen dem Reduzierventil und der Drosselklappe platziert wurde, um den Luftstrom zu stabilisieren. Es ist in diesem Bild nicht sichtbar.

An der Seite des Luftbehälters ist der Nacherhitzer zu erkennen, dessen Auswurfhorn oben links nach oben zeigt.

Links: Porter Class B-PP-O Luftlokomotive: 1914

Diese Verbundlokomotive war in vier Größen erhältlich, genannt PECRAB, PECSEC, PECTED und PECVOF. Alle arbeiteten bei Reservoirdrücken von 700 bis 1200 psi. Aus diesem Blickwinkel ist es nicht sehr klar, aber es gibt zwei Reservoirs nebeneinander.

Beachten Sie die beiden Tandemzylinder unten rechts, dies muss die Niederdruckseite sein. Ein einzelner Zylinder gleicher Kolbenfläche hätte vermutlich die Gesamtbreite übermäßig vergrößert.

Links: Porter Class C-PP Luftlokomotive: 1914

Dies ist eine sechsrädrige Version der obigen Lokomotive. Auch hier ist es nicht offensichtlich, aber es gibt zwei Hauptreservoire nebeneinander. Der Ladedruck betrug 700 bis 1200 psi, wobei der Hilfsbehälter mit 250 psi arbeitete.

Links: Porter Class B-PPP und B-PP Luftlokomotive: 1914

Dies ist eindeutig der im vorherigen Abschnitt gezeigte Lokomotivtyp, der 1915 für das New Orleans Sewerage & Water Board gebaut wurde. Da es sich nicht um eine Minenlokomotive handelt, ist die Gesamtbreite weniger kritisch, sodass ein einzelner großer Zylinder auf der unteren Ebene verwendet werden kann -Druckseite.

Zwischen den beiden unteren Reservoirs ist das große Auswerferhorn nach oben gerichtet zu sehen. Das Rohr zwischen dem oberen und unteren Hauptreservoir ist möglicherweise das Hilfsreservoir, obwohl dies aufgrund seiner bescheidenen Größe zweifelhaft ist. Der Ladedruck betrug wieder 700 bis 1200 psi, wobei der Hilfsbehälter mit 250 psi arbeitete.

Links: Luftlokomotive Porter Class B-P-T: 1914

Beschränkungen in Höhe und Breite führten dazu, dass auf einer Lokomotive von praktischer Länge nur so viel Luft gespeichert werden konnte. Für (relativ) lange Strecken war die Antwort eine Ausschreibung mit einem zweiten Luftbehälter. Dadurch wird das Gewicht auch auf vier statt auf zwei Achsen verteilt.

Diese Idee wurde bereits 1875 bei einigen der St. Gotthard-Lokomotiven angewendet.

Links: Porter Class B-PP-T Luftlokomotive: 1914

Dieser Grubenmotor hatte Innenzylinder, kombiniert mit dem Tenderformat, konnte er strenge Breitenbeschränkungen erfüllen.

Links: Porter Class C-5Ps-O Luftlokomotive: 1914

Es scheint vier Luftzylinder zu geben, zwei oben und zwei unten. Auf dieser Seite befindet sich das Nacherhitzerrohr und sein Auswurfhorn, dahinter ist die Verbindung zwischen den beiden unteren Zylindern gerade noch sichtbar.

Der Arbeitsdruck dieser Lokomotive lag zwischen 1700 und 2200 psi. Die Zylinder sind aus massivem Stahl geschmiedet und nicht mit Nieten aufgebaut, was sie stärker und zuverlässiger macht. Sie haben auch einen kleineren Durchmesser, um die Ringspannung auf das Metall zu reduzieren.

Die Verfügbarkeit von sicheren Druckluftzylindern, die bei hohem Druck arbeiten, führte zu ihrer Verwendung bei anderen Lokomotiven, wie der Hardie-, Simplon-Lokomotive und modernen Luftlokomotiven.

EINE ANDERE HARDIE DRUCKLUFTLOKOMOTIVE: 1897

Dies scheint Hardie wieder bei der Arbeit zu sein, etwa zwanzig Jahre später mit einem fortschrittlicheren Lokomotivdesign. Es sollte auf der Elevated Manhattan Railway in New York verkehren, wo Rauch und Ruß ein großer Vorteil gewesen wären.

Links: Die Hardie-Lokomotive von 1897

Was wie ein Boiler aussieht, ist nur eine Abdeckung für eine Batterie von Druckluftflaschen.

Ein kohlebefeuerter Warmwasserspeicher wurde verwendet, um die gespeicherte Luft vor der Verwendung vorzuwärmen. Der Schornstein ist auf der linken Seite der Kabine zu sehen.

Die Tafel an der Seite lautet "Rector St"

Luftdruck 2000 psi

Links: Die Lokomotive teilmontiert.

Zeigt, wie die Druckluftflaschen gebündelt sind.

Es sieht furchtbar frontlastig aus. Es scheint unwahrscheinlich, dass das Gewicht der Holzkabine viel dazu beitragen würde, das Gewicht all der Stahlzylinder auszugleichen, die über die Vorderachse hängen. Diese Konstruktion ist ein Rätsel.

Aus "Eisenbahn- und Lokomotivenbau" Band 10, Nr. 5, Mai 1897

Der Text links enthält einige interessante Punkte. Erstens wog eine volle Ladung Luft über 2500 Pfund oder 1,1 Tonnen. Luft ist überraschend schweres Zeug.

Beachten Sie zweitens die Behauptung, dass das im Lufterhitzer verdampfte Wasser die Hälfte des Volumens des Luft-Dampf-Gemisches ausmachte, so dass dies als Aero-Dampf-System gilt.

Links: Seitenansicht der Lokomotive

Wieder einmal war es notwendig, ein kleines Kohlefeuer herumzutragen, um die Luft zu erhitzen, bevor sie zu den Zylindern ging. Das muss die ganze Anstrengung, Rauch und Asche zu beseitigen, etwas untergraben haben. Der Schornstein ist vorne am Kabinendach zu sehen.

Auf der Seitenplatte steht "Rector St".

Aus dem Street Railway Journal, Mai 1897:

Aus dem Street Railway Journal, Mai 1897:

"Die beiliegende Gravur (dies bezieht sich auf die Seitenansicht oben) zeigt eine neue Druckluftlokomotive, die kürzlich von der American Air Power Company für die Manhattan Elevated Railroad Company of New York gebaut wurde. Die Lokomotive wird in wenigen Tagen in Betrieb genommen die Sixth Avenue Division dieses Unternehmens und wird zwischen Fifty-eighth Street und Rector Street operieren Die Räder haben einen Durchmesser von 42 Zoll, die Abmessungen des Zylinders sind 13 Zoll Durchmesser bei 20 Zoll Hub und der Vorratsbehälter hat ein Fassungsvermögen von 175 cu. ft. Damit kann die Lokomotive die Hin- und Rückfahrt zwischen der Rector Street und der Fifty-eighth Street mit 20 Prozent Reserve bewältigen . und mit verschiedenen Längen, von 14 ft. bis 20 ft. 6 ins. Die Dicke des Rohres beträgt 9 ins. Die Rohre werden nach dem regulären Mannesmann-Verfahren aus massiven Barren gewalzt."

"Die Luft wird im Reservoir mit 2000 lbs Druck gespeichert. Sie wird im Zylinder mit 200 lbs Druck mit Abschaltung bei 10% Hub verwendet. Beim 5-Takt. Ix vom Behälter zum Zylinder durchquert sie die üblichen Warmwasser-Nacherhitzer und tritt mit einer Temperatur von 200 bis 300 Grad in den Zylinder ein. Das Wasser wird durch ein kleines Kohlefeuer erhitzt. Es wird jedoch wenig Brennstoff benötigt, um dies aufrechtzuerhalten, wie man erkennt, wenn man sagt, dass nur ein gewöhnlicher Motorkiesel Kohle wird vom Motor transportiert. Ein Novum des Motors ist, wie noch zu sehen sein wird, die Anordnung des Zylinders. Dieser befindet sich direkt unter dem Fahrerhaus und bietet einen kurzen Vorlauf für die erhitzte Luft. Der Ventilmechanismus ist äußerst einfach und ist in der Gravur unter dem Führerhaus zu sehen. Es wird durch das Rad betrieben, das durch das Fenster des Führerhauses zu sehen ist. Das Gewicht der gesamten ausgestatteten Lokomotive beträgt 47.000 lbs. Das Kraftwerk wird in der Greenwich Street 100 stehen."

Links: Eine weitere Seitenansicht der Lokomotive

Es ist auf einer Traverse montiert, die Fahrzeuge seitwärts bewegt, damit sie auf kleinstem Raum von einem Gleis zum anderen überführt werden können.

Das Seitenschild wurde verschoben, aber es lautet immer noch "Rector St".

DIE DICKSON DRUCKLUFT-LOKOMOTIVE: 1899

Oben: Diese 0-6-0 Lokomotive wurde von den Dickson Locomotive Works in Scranton, Pennsylvania, USA, für den Kohlebergbau gebaut. Das Bild stammt aus dem Jahr 1899.

Lagerdruck 600 psi Arbeitsdruck 150 psi Tankinhalt 170 Kubikfuß Gewicht 16 Tonnen

Die Differenz zwischen Speicher- und Arbeitsdruck weist darauf hin, dass zwischen Tank und Motorzylinder ein Reduzierventil verwendet wurde. Beachten Sie, dass 600 psi ein viel höherer Druck sind als normalerweise in Dampfkesseln verwendet, der selten 250 psi überschreitet. Aus diesem Grund ist der oben gezeigte Tank im Vergleich zu einem Dampfkessel mit sehr großen Nieten besetzt. Dies ist charakteristisch für Luftlokomotiven.

BALDWIN DRUCKLUFT-LOKOMOTIVEN

Baldwin sind sehr bekannt als Hersteller von Dampflokomotiven, aber auch Luftlokomotiven. Im Jahr 1897 wurde von Baldwins Chefingenieur S. M. Vauclain eine zusammengesetzte 0-4-0-Lokomotive für die Philadelphia & Reading Coal & Iron Company für den Einsatz in deren Alaska Colliery entworfen. (Dies scheint eher in Pennsylvania als im gefrorenen Norden gewesen zu sein) Es war erfolgreich und drei weitere wurden bestellt.

Die Baldwin-Designs sehen im Vergleich zu dem ausgeklügelten Nachheizsystem von Porter eher einfach aus. Nach derzeitigem Kenntnisstand hat Baldwin so etwas nie versucht, wahrscheinlich weil die Idee durch Hodges Patente gebunden war. (Siehe die Porter-Motoren oben)

Links: Baldwin Druckluftlok für die P&RCI

Dies ist eine der Lokomotiven der Philadelphia & Reading Coal & Iron Company, den Buchstaben auf dem Panzer nach zu urteilen.

Dies sieht aus wie ein Verbundmotor, bei dem der größere ND-Zylinder über dem kleineren HP-Zylinder liegt und sich ihre Kolben zusammen bewegen. Anscheinend befindet sich die Ventilbaugruppe über dem ND-Zylinder.

Beachten Sie die Rippen an der Zylinderbaugruppe, die Wärme aus der Umgebung aufnehmen und die Abkühlung der Luft bei der Ausdehnung reduzieren sollen.

Links: Baldwin Druckluftlok für die P&RCI

Es wird angenommen, dass dies eine der unterirdischen Lokomotiven der Philadelphia & Reading Coal & Iron Company ist. Beachten Sie die markanten zweiteiligen Ausgleichsgewichte, die in die Räder eingebaut sind.

Diese Maschine scheint in einem traurigen Zustand zu sein, da die Ventilbaugruppe über den Zylindern fehlt.

Links: Baldwin Druckluftlok

Eine Druckluftlokomotive gebaut für die Ashland Coal & Iron Railway co. von den Baldwin Lokomotivwerken von Philadelphia, Datum unbekannt.

Es gibt drei Lagertanks. Nur zwei sind sichtbar, ein kleinerer dritter Tank ist zwischen den Rahmen montiert. Einer der beiden oberen Tanks ist kürzer als der andere, um Platz für die sehr beengte Kabine zu schaffen. Die Enden der Tanks scheinen nach innen gewölbt zu sein, um dem Innendruck besser standzuhalten.

Luft wurde bei 600 psi gelagert und bei 100 psi verwendet. Der Motor benötigte einen vertikalen Abstand von 5 Fuß und 6 Fuß in der Breite. Es würde Kurven mit einem Radius von 30 Fuß nehmen. Es scheint nur ein Zylinder sichtbar zu sein, so dass dies ein einfaches Expansionsdesign zu sein scheint.

Links: Baldwin Druckluftlok

Eine Druckluftlokomotive gebaut für die H. C. Frick Coke Co. von Baldwin, Datum unbekannt.

Nummer 41 war eine Lokomotive mit einer Spurweite von 40 Zoll. Es wird angenommen, dass es sich um eine Verbindung mit Zylindern mit 3,75 Zoll und 6 Zoll Durchmesser und 10 Zoll Hub und 24 Zoll Antriebsrädern handelt. Der Panzer näher an der Kamera ist kürzer, um Platz für ein Führerhaus zu bieten, und trägt einen Warngong.

Die Werksnummer von Baldwin lautete 17857 06-00. Luftlagerung und Verwendungsdrücke unbekannt.

Links: Baldwin Druckluftlok mit Heizung: 1899

Dieses Diagramm veranschaulicht die Anwendung eines von Vauclain patentierten Lufterhitzers.

Luft wurde in einer Reihe von Zylindern mit kleinem Durchmesser gespeichert und nicht in großen Tanks, wie bei der Hardie-Lokomotive oben.

Aus American Engineer and Railroad Journal, Februar 1899, S. 58

Ich habe die Berechnungen nicht durchgeführt, aber ich hätte gedacht, dass die Verwendung einer Reihe von Zylindern mit kleinem Durchmesser (anscheinend 24) anstelle von ein oder zwei großen Tanks eine ineffiziente Verwendung von Metall ist.Ein Reduzierventil an der Vorderseite der Zylinder lässt Luft in den großen Zylinder direkt über dem Chassis ein, der ein Luftbehälter ist, der von einer zylindrischen Heißwassertrommel umgeben ist. Ein Teil des Wassers wurde in den zentralen Luftbehälter gesprüht, um die Heizung zu verbessern und die Zylinder zu schmieren, damit dies funktioniert. Ich kann mir vorstellen, dass die Heißwassertrommel mit Luft vor dem Reduzierventil unter Druck gesetzt wurde. Das Warmwasser wurde von einer externen Quelle bereitgestellt, und dies scheint ein gravierender Nachteil zu sein, da es vermutlich häufig und wahrscheinlich viel häufiger gewechselt werden müsste, als die Lufttanks nachgefüllt werden müssten.

Beachten Sie das Abgasrohr, das den Schornstein hinaufführt.

DIE SIMPLON TUNNELLOKOMOTIVEN

Der Simplontunnel verbindet die Schweiz und Italien und verläuft unter den Alpen. 1898 wurde mit dem Bau begonnen und 1906 der Tunnel eröffnet. Für den Tunnelbau wurden von den Schweizerischen Lokomotivwerken in Winterthur einige anspruchsvolle Druckluftlokomotiven gebaut.

Links: Simplon-Lokomotive: 1902

Hier wurden viele Rohre mit kleinem Durchmesser zur Luftspeicherung verwendet, was auf einen hohen Druck schließen lässt. In Winterthur hatten sie keine Angst vor hohem Druck.

Der vertikale Zylinder links ist der Nacherwärmungsbehälter für die Luft. Im folgenden Artikel wird angegeben, dass der Tank mit überhitztem Wasser gefüllt war, dh Wasser, das ohne Druck zu Dampf verdampfen würde. Dadurch wurde die Wärmespeicherkapazität des Wassers erhöht. Es wäre interessant zu wissen, mit welchem ​​Wasserdruck gearbeitet wurde.

Links: Simplon-Lokomotive: um 1900

Dies ist aus einem Artikel im Compressed Air Magazine aus dem Jahr 1902. Der erste Teil des Artikels ist von geringem Interesse, daher habe ich hier nur das technische Zeug wiedergegeben.

Beachten Sie, dass der Arbeitsdruck 147 bis 220 psi betrug, während der Speicherdruck von 1028 bis 1175 psi betrug, was etwa der Hälfte der oben beschriebenen Hardie-Lokomotive entspricht, die 2000 psi verwendet.

Beachten Sie auch, dass diese Lokomotive ungewöhnlich war, da sie einen einzelnen Zylinder hatte, der auf die Hinterachse ausgerichtet war. Ich hätte gedacht, dass dies zu Dead-Center-Problemen geführt hätte, aber bisher wurde keine Erwähnung gefunden.

Aus Compressed Air Magazine für Juli 1902, Band 7 Nr. 5, S. 1906

Links: Simplon-Lokomotive: 1902

Dies ist das einzige bisher gefundene Foto einer Simplon-Lokomotive. Leider ist es von schlechter Qualität und das Bild hat sich irgendwann verformt.

Aus Compressed Air Magazine für Juli 1902, Band 7 Nr. 5, S. 1906

Links: Simplon-Lokomotive: 1902

Seitenansicht der Lokomotive. Die unteren Speicherzylinder sind kürzer, um Platz für den Motor zu lassen.

Aus Compressed Air Magazine für Juli 1902, Band 7 Nr. 5, S. 1906

Links: Simplon-Lokomotive: 1902

Plan der Lokomotive. Der Motor und sein Getriebe sind in der unteren Bildhälfte links von der Mitte zu sehen.

Aus Compressed Air Magazine für Juli 1902, Band 7 Nr. 5, S. 1906

Links: Simplon-Lokomotive: 1902

Oben: Endansicht mit Darstellung der Verkettung der Speicherzylinder.

Unten: Querschnitt durch Lokomotive mit Motorzylinder

Aus Compressed Air Magazine für Juli 1902, Band 7 Nr. 5, S. 1906

Das Material aus dem Compressed Air Magazine wurde freundlicherweise von Mark Lundquist zur Verfügung gestellt.

RIX DRUCKLUFT-LOKOMOTIVEN: 1902

Links: Rix-Luftlokomotive: 1902

Diese bemerkenswerte Lokomotive wird von zwei Vierkantkolbenmotoren angetrieben, einer auf jeder Seite des Rahmens, die miteinander gekoppelt sind und über ein Stirnradgetriebe eine Vorgelegewelle antreiben. Dieser treibt dann vermutlich die Hinterachse an, was aber nicht ganz sichtbar ist. Dies ist eindeutig eine sehr kleine Lokomotive, gemessen an der Größe des Sitzes auf der linken Seite, und es ist kein Platz für herkömmliche Zylinder und Kolben.

Dies sieht nach einer gefährlichen Maschine aus, die zu bedienen ist. Dieses unbewachte Getriebe ist genug, um jeden Mann zu beunruhigen.

Die Motoren sind eindeutig Dake-Vierkantkolbenmotoren, erkennbar an den V-förmigen Dampfkanälen an der Außenseite des Gehäuses. An der Unterseite des nächstgelegenen Motors scheinen drei kleine Ablasshähne zu sein.

Ich freue mich, Ihnen mitteilen zu können, dass die Firma Rix noch existiert: rixindustries.com.

Aus dem Druckluftmagazin Jan 1902 (Nr. 11 Vol. 6).
Ich habe den Text dieses Artikels noch nicht gefunden, kann mir jemand helfen?

DRUCKLUFTLOKOMOTIVEN IM LOTSCHBERG TUNNEL: 1907-1913

Der Lütschbergtunnel ist ein 14 km langer Eisenbahntunnel auf der Lütschbergstrecke, der Spiez und Brig am nördlichen Ende des Simplontunnels in der Schweiz verbindet. Die Arbeiten begannen 1907 und endeten 1913. Der Bau wurde durch mehrere schwere Unfälle im schlimmsten Fall gekennzeichnet, am 24. Juli 1908 brach der Tunnel in ein überflutetes Tal ein, das viel tiefer als erwartet war und 25 von 26 Bergleuten tötete. Dies wird als Lotschbergtunnel-Katastrophe bezeichnet.

Links: Mittelgroße Druckluftlokomotive am Lütschberg: 1907

Dieses Foto eines Feierzugs wurde im März 1911 aufgenommen, als der Tunnel durchbohrt wurde.

Im Tunnel kamen fünf Druckluftlokomotiven zum Einsatz, und es schien zunächst wahrscheinlich, dass es sich um die gleichen Maschinen handelte, die auch im 1906 eröffneten Simplontunnel eingesetzt wurden. Die Speicherzylinder sind jedoch deutlich anders. Dies bestätigt The Engineer für den 8. Dezember 1911, dass die L tschberg-Lokomotiven von Thebault aus Marly, Frankreich, hergestellt wurden und nicht wie die Simplon-Lokomotiven in Winterthur.

Aus: Eisenbahnwunder der Welt - Band 1 - Seite 109 von Frederick A Talbot

Für die Arbeiten außerhalb des Tunnels kamen zwei Großmotoren mit acht gekoppelten Rädern und sieben Speicherzylindern mit 7,5 Kubikmeter Gesamtvolumen zum Einsatz. Die nächst kleinere Größe, von denen es wiederum zwei waren, wurde für die Mauerwerksabschnitte im Tunnel verwendet, siehe Foto oben. Die fünfte und kleinste Lokomotive wurde für die abgerichteten Abschnitte des Vortriebs verwendet, hatte vier gekuppelte Räder und ein Fassungsvermögen von 3 Kubikmetern. Der Arbeitsdruck der Lokomotiven betrug 120 bar. (1740 psi)

Druckluft für die Lokomotiven lieferten Kompressoren der Firma Meyer, Mülheim. Es gab zwei, jeweils vom 400 PS starken Zweizylinder-Duplex-Typ. Die Hauptspeicher für die Lokluft wurden mit 0,3 Kubikmeter Luft pro Sekunde bei 120 bar versorgt. Die Kompressoren wurden von Elektromotoren angetrieben, die wiederum von Wasserkraft angetrieben wurden, die von Pelton-Rädern aus der Ferne erzeugt wurde.

Links: Aufladen einer Druckluftlok in Kandersteg: 1907

Leider ist dieses Foto von schlechter Qualität. Man erkennt horizontal gestapelte Speicherzylinder und deren Anschlussverrohrung sowie die Öllampe an der Vorderseite. Das Führerhaus steht vermutlich am anderen Ende, wo der Mann steht, offenbar mit einem Fuß auf der Fußplatte.

Aus: Eisenbahnwunder der Welt - Band 1 - Seite 109 von Frederick A Talbot

USA DRUCKLUFT-LOKOMOTIVEN IM ROVE TUNNEL: 1916

Links: Amerikanische Druckluftlokomotive: 1916

Diese dramatische Illustration zeigt eine viertankige Druckluftlokomotive an einem der Portale des Rove Tunnels, einem 4,5 Meilen langen Kanaltunnel, der zwischen 1911 und 1916 in Frankreich gebaut wurde, damit der Canal de Marseille au Rhène den Hafen von Marseille erreichen kann. Er ist der längste Kanaltunnel der Welt.

Bisher wurden keine Informationen über die Lokomotive ausgegraben, aber ich vermute, dass das markante Auspuffhorn (an der Vorderseite der Lokomotive) sie als Porter-Design kennzeichnet. Aus der Abbildung ist es schwer zu sagen, aber es ist möglich, dass es tatsächlich vier Top-Tanks gab, also insgesamt sechs. Die oberen Tanks scheinen länger zu sein als die unteren und erstrecken sich über die Köpfe des Fahrers und seines Gefährten.
Dies scheint eine sehr große Lokomotive zu sein, verglichen mit anderen Designs auf dieser Seite.

Im Jahr 1926, nach zwanzigjähriger Arbeit und dem Ersten Weltkrieg, wurde der Rove-Tunnel endlich für die Nutzung freigegeben und überlebte nur vierzig Jahre (eine sehr kurze Zeit für einen Kanaltunnel), bevor er 1963 einstürzte und für den Verkehr aufgegeben wurde.

Die französische Wikipedia enthält mehr Details zum Tunnel du Rove, aber der Text ist nicht unnatürlich auf Französisch.

Der Künstler hat sich hier vielleicht ein bisschen hinreißen lassen – wenn die Lokomotiven mit Druckluft fahren, warum strömt dann Dampf aus dem Tunnel?

Wissenschaftlicher Amerikaner, 25. November 1916

DIE HUDSON COAL COMPANY DRUCKLUFT-LOKOMOTIVE: 193?

Links: Druckluftlokomotive der Hudson Coal Company: 193?

Über diese Maschine ist nichts bekannt, außer wo sie verwendet wurde.

Es sieht aus wie ein improvisiertes Einzelstück, konstruiert mit mehreren langen Zylindern, um die Luft zu halten.

Auf ihrem Höhepunkt beschäftigte die Hudson Coal Company in ihren vierzehn Anthrazitminen in Pennsylvania zehntausend Mann. Bis 1940 hatte sie 650 Meilen unterirdisches Gleis installiert, auf dem sie 275 Elektrolokomotiven betrieb, und hielt auch 1.100 Maultiere in unterirdischen Ställen, um bei Bedarf Kohlelastwagen zu ziehen. Vermutlich waren zu diesem Zeitpunkt alle Druckluftlokomotiven entsorgt worden. Der Hudson war einst eine Tochtergesellschaft der Delaware and Hudson Railroad Company.

DER DRUCKLUFT-SCHIENENWAGEN BOYETTE: 1934

Diese bizarre Maschine war eher ein Versuch des Perpetuum mobile als eine praktische Druckluftlokomotive.

Links: Der Boyette-Drucklufttriebwagen: 1934

Der grundlegende Antrieb dieser Exzentrizität erfolgte durch große Drucklufttanks. Damit wäre es nicht weit gekommen, und schon gar nicht von Küste zu Küste der USA.

Der Ausdruck "Perpetual Drive" im Titel erklärt jedoch alles. Die gespeicherte Luft, die vom Luftmotor verwendet wird, wird durch einen radgetriebenen Luftkompressor aufgefüllt. Ich hoffe, ich brauche nicht zu erklären, dass dies ein grober Versuch des Perpetuum mobile ist, ohne die leiseste Möglichkeit zu arbeiten. Es scheint kein Versuch einer regenerativen Bremsung gewesen zu sein.

Aber der Erfinder hörte hier nicht auf. Ach nein. Es gibt ein zweites Perpetuum Mobile System, bei dem ein radgetriebener elektrischer Generator eine Batteriebank (4800 Pfund davon) auflädt, die einen Elektromotor antreibt, der einen anderen Kompressor antreibt, um die Lufttanks aufgefüllt zu halten. Dies ist natürlich wegen der zusätzlichen Verluste in Generator, Batterien und Elektromotor noch verrückter als das erste System.

Von Modern Mechanix Feb 1934
Links: die belastenden Details

Das Hauptinteresse an dieser Geschichte besteht darin, zu spekulieren, wie Mr. W. E. Boyette es geschafft hat, sich selbst davon zu überzeugen, dass es lange genug funktionieren würde, um dieses Monster zu finanzieren und zu bauen. Der Verfasser des Artikels ließ sich nicht täuschen - er bezeichnet ihn als "im Widerspruch zu allen Prinzipien der Ingenieurskunst" und ich kann dem nicht mehr zustimmen.

Ein Punkt im Detail: Direkt unter dem angehobenen Bein des Mannes befindet sich etwas, das wie eine herkömmliche Lenkverbindung zu den Vorderrädern aussieht. Sollte es irgendwie abseits der Schiene reisen?

Beachten Sie die außerordentlich optimistische Schätzung der laufenden Kosten am Ende des Textes.

Er hat es nicht durchdacht, oder? (mit Entschuldigung an Al Murray)

Von Modern Mechanix Feb 1934
Links: Der Boyette-Drucklufttriebwagen: 1934

Eine andere Ansicht der Boyette-Monstrosität, diesmal von Popular Science, die angab, dass sie einem Probelauf zwischen Atlanta und Jacksonville, Florida, unterzogen werden würde.

Auf diesem Bild ist unter der Motorhaube etwas zu sehen, das wie ein V-Twin-Kompressor (oder Luftmotor?) aussieht.

Von Popular Science Feb 1934

DEUTSCHE DRUCKLUFT-LOKOMOTIVEN 1951

Links: Es handelt sich vermutlich um eine deutsche Grubenlokomotive: 1951?

Pneumatische Lokomotiven verwendeten oft mehrere Zylinder zur Luftspeicherung anstelle eines großen Tanks. Es reduziert die Spannungen im Metall und ist dadurch wirtschaftlicher herzustellen. Beachten Sie die ungleichen Größen der hier verwendeten Zylinder.

Diese Lokomotive wurde in einem 1951 veröffentlichten Buch abgebildet, sieht aber im Vergleich zum unten abgebildeten Modell von 1955 primitiv aus.

Aus dem Kohlebergbau von I C F Statham, Professor für Bergbau, University of Sheffield. Veröffentlicht 1951 von English Universities Press

Laut Prof. Statham wurden in britischen Minen keine Luftlokomotiven eingesetzt. (Vermutlich meinte er 1951, denn sie wurden sicherlich vor 1900 in Großbritannien verwendet) Sie wurden jedoch im Ruhrgebiet in Deutschland ausgiebig verwendet, wobei die Zahl von 617 auf 1223 von 1919 bis 1940 anstieg durch mehrstufige Kompressoren an die Oberfläche und über Rohre mit einem Durchmesser von 1,125 bis 2 Zoll in den Untergrund geleitet. Der verwendete Druck betrug 1800 bis 3000 psi. Die Reichweite der eingesetzten Lokomotiven reichte von 2,5 bis 6 Meilen Ladestationen wurden in Abständen entlang der Grubenfahrbahnen aufgestellt. Es wurden ein bis neun Speicherzylinder verwendet und die Ladezeit betrug 1 bis 2 Minuten. Die kleineren Motoren wogen 6 Tonnen und leisteten 14 PS, während die größeren 10 Tonnen wogen und etwa 40 PS leisteten. Die übliche Geschwindigkeit betrug 6 - 7 MPH, und die Zugkraft variierte von 990 bis 23360 Pfund beim Start und 530 bis 1700 Pfund beim Laufen mit normaler Geschwindigkeit.

Prof. Statham war von Luftlokomotiven nicht beeindruckt. Er gibt an, dass sie ineffizient (unbestreitbar aufgrund des Wärmeverlusts beim Komprimieren von Luft) und laut sind. (Obwohl sicherlich eine Art Schalldämpfer verwendet werden könnte? Autoschalldämpfer scheinen einen guten Job zu machen, ohne übermäßigen Gegendruck zu verursachen) Er behauptet auch, dass die Kapital- und Betriebskosten hoch waren. Die Kapitalkosten dürften hoch gewesen sein, da diese Lokomotiven in relativ kleinen Stückzahlen hergestellt wurden und nicht viel Skaleneffekte hatten. Was die laufenden Kosten anbelangt, dachte er vielleicht an die Ineffizienz, da es keinen Grund zu geben scheint, dass viel Wartung erforderlich wäre. Sicherlich viel weniger als bei Dampfmaschinen.

DIE JUNG DRUCKLUFT-LOKOMOTIVE: 1955

Links: Eine etwas modernere Druckluftlokomotive, die Jung PZ 20 Pre luft-Grubenlok, Baujahr 1955.

Auch diese pneumatische Lokomotive verwendet mehrere Luftzylinder, aber diesmal sind sie alle gleich groß.

Druck 2900 psi Leistung 20 PS Gewicht 5,6 Tonnen

Luftdruck 2000 psi

Beachten Sie, dass der Speicherdruck im Vergleich zur obigen Dickson-Lokomotive um den Faktor fünf gestiegen ist.

ÜBER DIE KOMPRESSION VON LUFT

Es ist eine traurige Tatsache, dass die gesamte Wärme, die beim Verdichten von Luft entsteht, verloren geht und nicht zurückgewonnen werden kann. Die erforderliche Energie kann jedoch reduziert werden, indem die Verdichtung in zwei oder mehr Stufen durchgeführt wird, wobei die Luft zwischen den Stufen abgekühlt wird. Nach Porters Buch (1914) kam die mehrstufige Kompression um 1890 allgemein zum Einsatz, und Kompressoren zum Laden von Lokomotiven verwendeten drei oder vier Stufen mit Zwischenkühlung. Dadurch sollen die Wärmeverluste von 96 % auf 17 % reduziert werden, wenn eine isotherme Kompression angenommen wird.

Druckluftfahrzeuge allgemein: aircaraccess.com
Interessantes historisches Material, aber einige beunruhigende Hinweise auf etwas, das wie ein Perpetuum mobile aussieht.

Für französische Referenzen, Google auf "locomotive air comprim ". Zum Beispiel: Straßenbahnen_mecaniques


Der Mythos vom sauberen Druckluftauto geht weiter

In den letzten zehn Jahren haben Unternehmen immer wieder behauptet, dass sie noch einige Jahre davon entfernt sind, luftbetriebene Autos auf den Markt zu bringen. An der Spitze stand das französische Unternehmen Motor Development International (MDI), das 2008 eine Partnerschaft mit dem indischen Riesen Tata Motors eingegangen ist. Sein Direktor Guy Nègre hat jedoch einen schlechten Ruf, da er behauptete, einen F1-Motor für a Rennfahrer, der nie wirklich gefahren ist.

Kürzlich ist der Entwurf für einen scheinbar glaubwürdigeren Luftmotor von einem Duo von Maschinenbauprofessoren in Indien aufgetaucht. Die beiden planen, Indiens Roller mit einem Luftkompressionsmotor mit einem Durchmesser von etwa dreiviertel Fuß auszustatten. In den Schaltplänen des Triebwerks feuert ein Tank mit Druckluft in die Kammern einer Turbine, deren Achse außerhalb des Gehäuses liegt. Die Leitschaufeln der Turbine werden beim Drehen ausgefahren, sodass die Kammern das Luftvolumen aufnehmen können, wenn es sich ausdehnt und zum Antrieb beiträgt.

Der Motor kann den Druck ablassen, der zum Befüllen eines Reifens an der Tankstelle erforderlich ist (ca. 60 Pfund pro Quadratzoll). Zum Vergleich: Der Prototyp des Luftfahrzeugs bei M.D.I. erfordert 4350 psi in seinen Tanks, was Stationen erfordern würde, um neue High-Tech-Luftpumpen auszustatten und einen unwahrscheinlichen Übergang in einem Entwicklungsland wie Indien zu schaffen.

Bharat Raj Singh und Onkar Singh haben die letzten vier Jahre damit verbracht, ihren Prototypen zu entwickeln. Als Inspiration schauten sie aus ihren Laborfenstern und stellten fest, dass mehr als die Hälfte der Fahrzeuge, die Indiens endlos festgefahrene Straßen bevölkern, Zweiräder sind. Singh sagt, er stehe am Fuße einer indischen Transportrevolution. „Dadurch werden etwa 50 bis 60 Prozent der CO .-Emissionen eingespart2 aus den Auspuffendrohren", sagt er, wenn sein Plan, den Motor an Zweiräder in den Entwicklungsländern zu verkaufen, aufgeht. Aber natürlich gibt es Probleme.

Das Design muss zunächst einige Hürden überwinden. Für den Anfang, obwohl der Motor mit der gleichen Geschwindigkeit wie ein benzinbetriebener Roller laufen kann, sorgen seine Doppeltanks, die an die Seiten des Motorradrahmens geschweißt sind, nur für eine Reichweite von etwa 30 Kilometern, bevor sie mehr Luft benötigen. Ein weiterer Haken: Der Motor leistet 7 lb-ft Drehmoment. "Denken Sie an all diese Mickey-Mouse-Filme, in denen der Reifen geht pssssh und Donald Duck wird quer durch den Raum geschoben", sagt Lee Schipper, ein Projektwissenschaftler am Global Metropolitan Studies-Programm an der University of California&ndashBerkeley. "

Zum Vergleich: Das in Kalifornien hergestellte Zero S Electric Motorcycle für 10.000 US-Dollar bietet ein Drehmoment von 60 lb-ft und ist bereits im Verkauf.

Jenseits dieser technischen Herausforderungen liegt der Trugschluss, dass die Luftfahrzeuge tatsächlich mit Luft betrieben werden. Unternehmen, die Luftfahrzeuge herstellen, berücksichtigen in der Regel nicht, dass die Energie, die zum Komprimieren der Luft in ihren Tanks benötigt wird, aus dem Stromnetz stammt, sagt Schipper. „Jeder, der über eine Druckluftspeicherung für Motoren nachdenkt, übersieht die Kosten des Kompressors und des Kraftwerks, das zum Betrieb des Kompressors benötigt wird“, sagt Schipper. „Ein Druckluftfahrzeug ist ein Elektrofahrzeug, das Druckluft als Speicher nutzt.“

Im vergangenen Jahr hat Schipper eine Studie mitverfasst, die die Ineffizienz von Druckluft zeigt: Sie enthält pro Volumen nur 12 Prozent der Energie von Lithium-Ionen-Batterien und 1 Prozent von Benzin. Schlimmer noch: So sauber es auch umweltfreundlich klingt, das Luftfahrzeug ist nicht so sauber, aber die Emissionen kommen aus dem Kraftwerk statt aus den Endrohren.

Aufgrund der geringen Laufleistung müssen Luftfahrzeuge ständig zum Luftkompressor zurückkehren, um mehr Energie aus dem Netz abzusaugen. In einem Land wie Indien, das mit Kohle betrieben wird, bedeutet das mehr Kohleemissionen. Obwohl sich sein Studium auf den M.D.I. Pkw stellte Schipper fest, dass ein Luftfahrzeug gleicher Größe letztendlich mehr als das Doppelte an CO . freisetzt2 eines Benzinfahrzeugs.

"Er [Singh] kommt etwa 50 Jahre zu spät", sagt Schipper. "Batterien haben ihn geschlagen."


7 Gedanken zu &ldquo-Projekt | Druckluftfahrzeug (CAV) &rdquo

Druckluftfahrzeuge sind die beste Möglichkeit, den Luftkompressormechanismus zu verwenden. Ich hoffe, es wird dazu beitragen, das umweltfreundliche Fahrzeug nachzubauen.

Je höher die Gallonen-Zahl, desto länger können Sie Ihr Druckluftwerkzeug betreiben, bevor der Tank nachgefüllt werden muss.

Jetzt, da wir dazu neigen, Einheiten zu Hause mit dem entscheidenden Wort zu verbinden, ist es an der Zeit, mit der Auswahl des richtigen mechanischen Geräts zu beginnen.Ihre Aufgabe, das richtige mechanische Gerät für Ihre Wünsche auszuwählen, fällt Ihnen viel leichter, wenn Sie die nachfolgenden Punkte berücksichtigen.

Sir, ich wollte nur unter dir geführt werden, bitte kontaktiere mich @ 8339095124

Hallo Sir, ich arbeite auch oder CAV-Projekt plz kontaktieren Sie mich, ich möchte eine Anleitung

Dies ist ein schönes Projekt und ich bin daran interessiert

Warst du schon einmal in der Wildnis oder auf einem Pfad unterwegs und hast Vögel gesehen, die versuchten, dich mit einer Tauchbombe zu bombardieren? Es ist ziemlich lächerlich, dass ein winziger Vogel eine so dreiste Mission haben würde, da er in einem echten Kampf mit einem 150 Pfund keine Abwechslung vertragen würde. menschliches Wesen.

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Kürzliche Posts

Einführung in die Dichtungen: Unter Druck stehendes Öl bewegt sich in jedem Hydraulikkreis. Da Öl eine Flüssigkeit ist, hat es die Tendenz, durch jedes Gas/Schlitz, das es während der Bewegung findet, zu „lecken“. Diese Leckage von.

Einführung in die Schlitzmaschine: Die Schlitzmaschine oder Schlitzmaschine ist auch eine hin- und hergehende Art von Werkzeugmaschine, ähnlich einem Former. Es kann als vertikaler Shaper betrachtet werden. Die Maschine funktioniert.


Elektrische Energie speichern

Trevor M. Letcher, in Managing Global Warming, 2019

11.4 Druckluftspeicher

CAES beinhaltet die Umwandlung von elektrischer Energie in Hochdruck-Druckluft, die zu einem späteren Zeitpunkt freigegeben werden kann, um einen Turbinengenerator zur Stromerzeugung anzutreiben. Dadurch ist es ideal geeignet, um an intermittierenden Energiequellen wie Solar-PV und Windenergie zu arbeiten. Es gibt eine Reihe von Speichermöglichkeiten, aber die beste Option ist die Speicherung der Druckluft in bestehenden geografischen Formationen wie beispielsweise stillgelegten Salzbergwerken. Salzkavernen sind in der Regel riss- und rissfrei, da durch das Eindringen von Wasser durch Risse Salz gelöst wird, das dann kristallisiert und luftdicht verschließt. CAES ist derzeit nach PHS die zweitgrößte Form der Energiespeicherung. Ein Vorteil von CAES gegenüber PHS besteht darin, dass CAES billiger zu entwickeln ist.

Die erste CAES-Anlage wurde 1978 in Huntorf, Deutschland, gebaut und ist noch immer in Betrieb. Die Anlage besteht aus zwei unterirdischen Salzkavernen. Der Füllvorgang dauert 8 h und bei Strombedarf wird die Druckluft freigesetzt und durch Verbrennen von Erdgas erwärmt, damit sich die Luft ausdehnt. Dieser treibt eine Turbine an und kann 2 h Strom mit einer Leistung von 290 MW erzeugen [27] . Es gibt eine CAES-Anlage in McIntosh, Alabama, USA, mit einer Gesamtspeicherkapazität von 400 MW, und Großbritannien erwägt, in CAES zu investieren [9] .

Es gibt zwei Hauptprobleme im Zusammenhang mit CAES. Die erste ist, dass sich Luft, wenn sie komprimiert wird, erwärmt. Leider gilt: Je wärmer die Luft, desto weniger Luft kann gespeichert werden. Das zweite Problem besteht darin, dass beim Ablassen der Druckluft der Druck in der Kaverne langsam abgebaut wird, was sich auf die von der Turbine erzeugte Strommenge auswirkt. Das erste Problem lässt sich auf drei Arten lösen: adiabatisch durch Speicherung der Wärme und Wiederverwendung bei der Entspannung der Luft zur Stromerzeugung isotherm, mit Hilfe von Wärmetauschern und diabatisch durch Abgabe der Wärme an die Atmosphäre. Das zweite Problem kann gelöst werden, indem die Abluftrate gesteuert und so eine konstante Stromversorgung geschaffen wird. Eine andere Lösung, die Seamus Garvey von der Nottingham University erforscht, besteht darin, die Luft in großen Energiesäcken tief in Seen oder im Meer zu speichern. Auf diese Weise bleibt der Druck der aus den Beuteln austretenden Luft konstant, der hydrostatische Druck [28] . Einen guten Überblick über die CAES-Technologie finden Sie in den Referenzen in [29] .


Druckluftmotor - Geschichte

Erfindung der ersten effektiven Drehzahlregelung für Dampfmaschinen Gründung der Gardner Governor Co.

Dampfbetriebener Gesteinsbohrer von Simon Ingersoll wird patentiert Ingersoll Rock Drill Company wird gegründet

Rand & Waring Drill & Compressor Company gegründet.

Ingersoll Sergeant stellte den weltweit ersten direkt angeschlossenen, elektromotorisch angetriebenen Kompressor vor.

Gardner Denver bildete die globale Expansion durch strategische Akquisitionen, um sein Produktportfolio zu erweitern, darunter CompAir, Nash und Robuschi. Gelistet an der NYSE im Jahr 1994

Gardner Denver erwirbt Oy Tamrotor AB, Tampere, Finnland, und Champion Pneumatic, Princeton, Illinois, USA

1960er Jahre

Gardner Denver erwirbt die Apex Machine and Tool Company und die Martin Decker Corporation.

1950er Jahre

Gardner Denver tätigt eine Reihe von Akquisitionen, darunter die Keller Tool Company und die CycloBlower Company.

Gardner Denver ist an der New Yorker Börse notiert

Fusion der Ingersoll-Sergeant Drill Company und der Rand Drill Company zu Ingersoll-Rand. Übernahme der Marke ARO Club Car wurde übernommen, um die Markenfamilie zu erweitern.

Einführung der Centac-Zentrifugalproduktlinie.

GHH Rand hat das erste zweistufige ölfreie rotierende Industriekompressormodul auf den Markt gebracht.

Herstellung des ersten Pipeline-Kompressors mit Gasturbinenantrieb, wodurch der Wartungsaufwand erheblich reduziert wurde.

Einführung des kompakten und effizienten legendären Typ-30-Kompressors.

Einführung unseres allerersten ölfreien 100 psig-Zentrifugalkompressors.

Einführung des tragbaren Imperial X-Type Kompressors, der mit Dampf- oder Elektroantrieb erhältlich ist.

Gardner Denver hat sich als globaler Anbieter von Druckluft- und Vakuumtechnik etabliert.

Gardner Denver feiert 150 Jahre industrielle Innovationen.

Gardner Denver übernimmt CompAir

Gardner Denver übernimmt Syltone / Emco Wheaton sowie Nash Elmo

Gardner Denver etablierte sich in England durch den Erwerb des Kompressorengeschäfts von Hamworthy Belliss & Morcom

Gardner Denver erwirbt 1996 Lamson Corp., Syracuse, New York, USA

Jahrzehntelange strategische Akquisitionen zur Erweiterung des Angebots. Das 100-jährige Jubiläum an der NYSE ist das 16. älteste Unternehmen und das 12. älteste kontinuierlich börsennotierte Unternehmen.

Erster Hersteller mit Klasse 0-Zertifizierung sowohl für ölfreie Rotations- als auch für Radialverdichter.

Einführung von Nirvana, dem ersten wirklich drehzahlgeregelten Schraubenkompressor.

Erworben von der Private-Equity-Gesellschaft KKR & Co. kehrt 2017 als Aktiengesellschaft wieder an die NYSE zurück.

Gardner Denver übernimmt Runtech Systems

Gardner Denver gibt Preis für seinen Börsengang bekannt

Gardner Denver übernimmt LeROI-Kompressoren

US-amerikanisches multinationales Private-Equity-Unternehmen KKR and Co. erwirbt Gardner Denver, Inc.

Gardner Denver gibt Vereinbarung zur Übernahme von Robuschi . bekannt

Erwerb von Precision Flow Systems

Übernahme der Division Centrifugal Compression von Cameron.

Am 30. April 2019 gab Gardner Denver bekannt, dass es sich bereit erklärt hat, sich mit dem Industrial Segment von Ingersoll Rand zusammenzuschließen, um einen weltweit führenden Anbieter von geschäftskritischen Flow-Erstellung und Industrietechnologien zu schaffen. Diese Kombination vereint zwei sich stark ergänzende Unternehmen mit einer gemeinsamen Geschichte von über 300 Jahren und einem gemeinsamen Engagement für operative Exzellenz, Innovation und Qualität.

2020 Gardner Denver und Ingersoll Rand fusionieren zu einer neuen größeren Ingersoll Rand


Druckluftmotor - Geschichte


Eigentümer
David Wagoner

Forschung und Design
Seit 1992


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Verkaufsabteilung
Bürozeiten 9:00 bis 17:00 Uhr
Montag Freitag
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Mehr Videos



Gelegen in
New Albany, Indiana (USA)
Neben Louisville Ky.


Der Luftmotor
Gesehen in den Schlagzeilen, Januar 1998



Videoaufnahmen von tatsächlichen gebauten und heute im Einsatz befindlichen Luftmotoren!

Uns wurde gesagt, dass ein Unternehmen in Europa mit einem vollen Tank Luft etwa 124 Meilen zurücklegt? Wir haben auch in den Weltnachrichten von einem Unternehmen in Europa gesehen, das Perpetuum mobile behauptet! Ich bin mir nicht sicher, ob es die gleiche Firma ist oder nicht.

LÄUFT AUF LUFT! BRAUCHT KEIN GAS!

NOTIZ! Die Pläne sehen vor, dass Sie die speziellen 12-Volt-DC-Magnetventile kaufen, die an die Zündkerzenlöcher angeschlossen werden - Sehr wichtig! Die Pläne sagen Ihnen auch, dass Sie bereits hergestellte leistungsstarke Hochleistungs-Luftmotoren kaufen können!

Der Gastank wird entfernt und weggeworfen! Der Vergaser wird nicht benötigt. Der Motor wird einfach mit Luftschlauch und Magnetschaltern, die direkt in die Zündkerzenlöcher passen, auf Druckluftbetrieb umgerüstet. Jeder Kolben wird dann unter Verwendung des vorhandenen Zeitsteuerungssystems des Motors mit 8 kleinen elektrischen Ein/Aus-Magneten zeitgesteuert. Dieser Luftmotor ist genauso leistungsstark wie ein V-8-Benzinmotor, aber viel besser und hat einen stärkeren Start. Jeder Motor oder Motor, der mit Benzin oder Propan betrieben wird, kann auf Druckluft umgerüstet werden und ist sehr effizient! Die obige US-Patentzeichnung ist viel einfacher als sie aussieht. Sie müssen nicht alle Extras wie gezeigt hinzufügen. Jeder PS-Motor kann umgerüstet werden. Beginnen Sie am besten mit einem kleinen Rasenmäher
Motor. um den Dreh raus zu bekommen.


Ein Kunde baut seinen ersten Druckluftmotor!
Vor ungefähr 4 Jahren haben wir dieses Luftpaket an einen Farmer hier in den USA verkauft, dieser Typ hat keine Zeit damit verschwendet. Schnell baute er seinen Traktor und seinen Lkw auf Druckluft um. Er hat uns einen Brief geschrieben, in dem er uns erzählt, wie glücklich er mit seinen neuen Spielsachen ist. Seine Nachbarn waren so aufgeregt, dass sie ihn baten, ihre Fahrzeuge auf Luft umzubauen. Unser US-Patent- und Infopaket enthält kostenlose Artikel mit Farbfotos von 2 Air Engine-Autos, die kürzlich in den ABC-Nachrichten zu sehen waren. Ebenfalls enthalten sind Pläne (Farbfototyp) zum Bau eines Luftturbine Motor aus Sperrholz und Blech. Dieser Motortyp ist sehr leistungsstark und kann mit Druckluft bis zu 10.000 U/min laufen.

WARUM DRUCKLUFT VERWENDEN?
Warum nicht? Saubere Luft ohne tödliche Abgase! Es ist billiger als Benzin und kann kostenlos sein, wenn Sie eine Tankstelle finden, mit der Sie Ihre Lufttanks füllen können FREIE LUFT! Es muss Tausende von Tankstellen und Reifengeschäften geben, an denen Sie ihre Luft kostenlos nutzen können.


IM JANUAR 1998 CNN-Schlagzeilen, zeigte ein Luftmotorauto, das ähnlich wie dieses lief! Unsere Pläne zeigen aktuelle Fotos von funktionierenden Luftfahrzeugen, die in den Weltnachrichten gezeigt wurden .


Sie müssen dieses US-Patent- und E-Book-Paket/-Pläne selbst sehen! Als letztes hörten wir, dass Japan versucht hat, diese Motoren herzustellen und zu vermarkten! Unsere Pläne beinhalten auch aktuelle Luftmotoren, die online gekauft und direkt an Ihre Haustür geliefert werden können, sowie superstarke Luftturbinenmotoren! Diese Pläne sind voller Informationen. Vielleicht möchten Sie aber auch den Bau unseres Fuelless Engine Motors und des SP500 AC Generators in Betracht ziehen. Sie sind viel effizienter als Druckluftmotoren, halten länger und sind mit unseren Schritt-für-Schritt-Plänen einfacher zu bauen.



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Strahltriebwerke: Einführung, Geschichte, Effizienz, Vorteile, Nachteile & Anwendung | Thermodynamik

In diesem Artikel werden wir diskutieren über: 1. Einführung in Strahltriebwerke 2. Geschichte der Strahltriebwerke 3. Thermischer Wirkungsgrad 4. Antriebswirkungsgrad 5. Gesamtwirkungsgrad 6. Schubspezifischer Kraftstoffverbrauch (TSFC) 7. Zyklusverbesserungen 8. Vorteile und Nachteile des Strahlantriebs gegenüber dem anderen System 9. Anwendung verschiedener Antriebsmotoren.

  1. Einführung in Düsentriebwerke
  2. Geschichte der Strahltriebwerke
  3. Thermischer Wirkungsgrad eines Turbojet-Triebwerks
  4. Antriebseffizienz von Strahltriebwerken
  5. Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems
  6. Schubspezifischer Kraftstoffverbrauch (TSFC) von Strahltriebwerken
  7. Zyklusverbesserungen von Düsentriebwerken
  8. Vor- und Nachteile des Jetantriebs gegenüber dem anderen System
  9. Anwendung verschiedener Antriebsmotoren

1. Einführung in Strahltriebwerke:

Ein Strahltriebwerk ist ein Triebwerk, das einen sich schnell bewegenden Flüssigkeitsstrahl ausstößt, um Schub in Übereinstimmung mit dem dritten Newtonschen Bewegungsgesetz zu erzeugen. Diese breite Definition von Strahltriebwerken umfasst Turbojets, Turbofans, Raketen und Staustrahltriebwerke sowie Wasserstrahltriebwerke, aber im allgemeinen Gebrauch bezieht sich der Begriff im Allgemeinen auf ein Gasturbinen-Brayton-Zyklus-Triebwerk, das verwendet wird, um einen Strahl von Hochgeschwindigkeitsabgasen für spezielle Antriebszwecke in Abbildung . zu erzeugen 1.

Das Prinzip des Strahlantriebs basiert auf Newtons zweitem und drittem Bewegungsgesetz. Ein Impuls wird auf eine Flüssigkeitsmasse derart übertragen, dass die Reaktion des übertragenen Impulses eine Vortriebskraft ergibt. Dies geschieht, indem das unter hohem Druck und Temperatur stehende Gas durch eine Düse expandiert wird, so dass das Gas mit deutlich erhöhter Geschwindigkeit in Form eines Strahls in die Atmosphäre austritt und seine Reaktion in entgegengesetzter Richtung die Vortriebskraft ergibt.

Die Gasturbine mit offenem Kreislauf ist am besten für den Strahlantrieb geeignet. Wenn das Arbeitsmedium in der Turbine so entspannt wird, dass die entwickelte Leistung nur ausreicht, um den Kompressor und das Zubehör anzutreiben, und die restliche Expansion in einer Düse erreicht wird, die direkt hinter der Turbine platziert ist. Diese Einheit wird als Strahlantriebssystem dienen.

Das Gas aus der Turbine wird beim Durchgang durch die Düse beschleunigt und tritt in Form eines Strahls mit einer enormen Geschwindigkeit aus. Die Reaktion dieses Strahls treibt die Einheit in Vorwärtsrichtung (d. h. entgegengesetzte Richtung des Strahls).

Die Strahltriebwerke werden wie folgt klassifiziert:

1. Atmosphärische Düsentriebwerke.

1. Atmosphärische Düsentriebwerke:

Atmosphärische Strahltriebwerke benötigen zur Verbrennung des Treibstoffs Sauerstoff aus der atmosphärischen Luft. Daher hängt ihre Leistung in hohem Maße von der Fahrgeschwindigkeit des Motors sowie von atmosphärischem Druck und Temperatur ab.

Das Raketentriebwerk trägt ein eigenes Oxidationsmittel für die Verbrennung des Treibstoffs und ist daher unabhängig von atmosphärischer Luft. Es erfordert einen maximalen spezifischen Kraftstoffverbrauch bei allen Arten von Antriebssystemen.

Atmosphärische Strahltriebwerke werden weiter wie folgt klassifiziert:

(ein) Stetige Verbrennungssysteme (kontinuierlicher Luftstrom):

(ii) Turbojet mit Nachbrenner (auch bekannt als Turboramjet, Turbojet mit Endrohrverbrennung und Turbojet mit Zwischenüberhitzer).

(iii) Turboprop (auch bekannt als Prop-Jet)

(iv) Staustrahl (auch bekannt als Athodyden und Lorin-Rohr)

(B) Intermittierendes Verbrennungssystem-Intermittierender Luftstrom:

(i) Pulse Jet (auch bekannt als Aeropulse, Resojet, Schmidt-Rohr und intermittierender Jet). Der Turbojet, der Turbojet mit Nachbrenner und Turboprop sind alle modifizierte Formen einfacher Gasturbinen mit offenem Kreislauf. Der Staustrahl und der Pulsstrahl sind Athodyden (aerothermodynamische Kanäle), d. h. Strahltriebwerke vom geraden Kanaltyp ohne Verdichter- und Turbinenräder.

Raketentriebwerke werden weiter klassifiziert als:

Raketenantriebe sollten als Energiequelle betrachtet werden, um Ziele zu erreichen, die mit anderen Methoden erreichbar sind.

Einige der Raketenanwendungen sind:

(a) Artillerie-Sperrraketen

(b) Panzerabwehr-‘bazcoka’-Raketen

(c) Alle Arten von Lenkflugkörpern

(d) Von Flugzeugen gestartete Raketen

(e) Jet-unterstützter Start für Flugzeuge

(f) Triebwerke für Langstrecken-, Hochgeschwindigkeits-Lenkflugkörper und pilotenlose Flugzeuge

(g) Transsonische Flugzeuge wie D-558.

Seit den Anfängen der Luftfahrt Anfang des 20. Jahrhunderts werden Geschwindigkeit und Flugdauer von Motorflugzeugen durch die Leistung und Effizienz ihrer Antriebssysteme bestimmt – zunächst Kolbentriebwerke und heute leistungsstarke Strahltriebwerke.

Strahltriebwerke sind die am weitesten verbreitete Antriebsform von Verkehrs- und Militärflugzeugen. Sie erzeugen Strom, wenn ein Gemisch aus Druckluft und Kraftstoff gezündet wird und die dabei entstehenden heißen Gase durch eine Abgasdüse entweichen. Die Reaktion der heißen expandierenden Gase, die aus der Auspuffdüse austreten, erzeugt Schub in die entgegengesetzte Richtung und bewegt das Flugzeug vorwärts.

Die meisten Strahltriebwerke lassen sich heute in drei Kategorien einteilen – Turbojet, Turbofan und Turboprop. Turbojets enthalten einen turbinengetriebenen Kompressor, um Luft in das Triebwerk zu saugen und zu verdichten, bevor Kraftstoff in die Brennkammer eingespritzt und gezündet wird.

Turbofan-Triebwerke sind Turbojets, bei denen zusätzliche Leistung durch Verdichterschaufeln erzeugt wird, die sich über das Äußere des Haupttriebwerkgehäuses hinaus erstrecken. Turboprop-Triebwerke sind Turbojets mit Propellern, die für zusätzlichen Schub sorgen.

Jet-Triebwerke von heute fliegen schneller als Schallgeschwindigkeit und nutzen ausgeklügelte Ansaugsysteme, die den Luftwiderstand selbst bei Überschallgeschwindigkeit minimieren, effiziente Kraftstoffkontrollsysteme, neu erfundene Materialien, die sehr hohen Temperaturen standhalten, Hilfsantriebe, die sicherstellen, dass Start unter schlechtesten Bedingungen und vektorisierte Schubdüse, die den Schub in die erforderliche Richtung lenken kann.

Dabei konzentrieren wir uns auf moderne Strahltriebwerke, die für militärische und zivile Zwecke eingesetzt werden, deren Hauptkomponenten und Systeme. Der Typvergleich hilft, den besten Motor für eine bestimmte Anwendung und eine Reihe von Situationen zu identifizieren. Es konzentriert sich auch auf fortschrittliche Designs wie Ramjet, Scramjet usw.

Düsentriebwerke können bis ins erste Jahrhundert n. Chr. datiert werden, als Hero of Alexandria das Äolipil erfand. Diese nutzte Dampfkraft, die durch zwei Strahldüsen geleitet wurde, um eine Kugel schnell um ihre Achse zu drehen. Soweit bekannt, wurde es nie zur mechanischen Energieversorgung verwendet, und die möglichen praktischen Anwendungen von Heros Erfindung des Strahltriebwerks wurden nicht erkannt. Es wurde einfach als Kuriosität angesehen.

Erst mit der Erfindung der Rakete durch die Chinesen im 11. Raketenabgase wurden ursprünglich in bescheidener Weise für Feuerwerkskörper verwendet, wurden aber nach und nach zu ziemlich furchterregenden Waffen getrieben, und dort kam die Technologie für Hunderte von Jahren ins Stocken.

Das Problem war, dass Raketen einfach zu ineffizient sind, um für die allgemeine Luftfahrt nützlich zu sein. Stattdessen war in den 1930er Jahren der Kolbenmotor in seinen vielen verschiedenen Formen (rotatorischer und statischer Radial, luftgekühlter und flüssigkeitsgekühlter Inline-Motor) der einzige Triebwerkstyp, der den Flugzeugkonstrukteuren zur Verfügung stand. Dies war akzeptabel, solange nur Flugzeuge mit geringer Leistung erforderlich waren und tatsächlich alle verfügbar waren.

Die Ingenieure begannen jedoch konzeptionell zu erkennen, dass der Kolbenmotor in Bezug auf die maximal erreichbare Leistung selbstlimitierend war. Die Grenze lag im Wesentlichen in der Propellereffizienz. Dies schien ihren Höhepunkt zu erreichen, als sich die Klingenspitzen der Schallgeschwindigkeit näherten. Wenn die Leistung von Motoren und damit von Flugzeugen jemals über eine solche Grenze hinaus gesteigert werden sollte, müsste ein Weg gefunden werden, das Design des Kolbenmotors radikal zu verbessern, oder es müsste ein völlig neuer Antriebstyp entwickelt werden.

Dies war die Motivation für die Entwicklung des Gasturbinentriebwerks, allgemein als “jet”-Triebwerk bezeichnet, das für die Luftfahrt fast so revolutionär werden sollte wie der Erstflug der Gebrüder Wright.

Die frühesten Versuche mit Strahltriebwerken waren Hybridkonstruktionen, bei denen eine externe Stromquelle die Kompression lieferte.Bei diesem System (von Secondo Campini Thermojet genannt) wird die Luft zunächst von einem von einem herkömmlichen Kolbenmotor angetriebenen Gebläse komprimiert, dann mit Treibstoff vermischt und für den Strahlschub verbrannt.

Beispiele für diese Art von Konstruktion waren das Flugzeug Coanda-1910 von Henri Coanda und die viel spätere Campini Caproni CC.2 und der japanische Tsu-11-Motor, der gegen Ende des Zweiten Weltkriegs Ohka-Kamikaze-Flugzeuge antreiben sollte. Keiner war vollständig erfolgreich und der CC.2 war schließlich langsamer als das gleiche Design mit einer traditionellen Motor- und Propellerkombination.

Der Schlüssel zu einem praktischen Düsentriebwerk war die Gasturbine, mit der Energie zum Antrieb des Kompressors aus dem Triebwerk selbst gewonnen wurde. Die Gasturbine war keine Idee aus den 1930er Jahren – das Patent für eine stationäre Turbine wurde 1791 an John Barber in England erteilt.

Die erste erfolgreich autark betriebene Gasturbine wurde 1903 vom norwegischen Ingenieur Aegidius Elling gebaut. Die ersten Patente für Strahlantriebe wurden 1917 erteilt. Einschränkungen in Konstruktion und praktischer Technik und Metallurgie verhinderten, dass solche Triebwerke in die Fertigung kamen. Die Hauptprobleme waren Sicherheit, Zuverlässigkeit, Gewicht und vor allem der dauerhafte Betrieb.

3. Thermischer Wirkungsgrad eines Turbojet-Triebwerks:

Der thermische Wirkungsgrad ist definiert als das Verhältnis der an der Auspuffdüse entwickelten Vortriebsleistung zur vom Brennstoff zugeführten Wärme. Dieses Verhältnis gibt den Nutzungsgrad des Kraftstoffs bei der Beschleunigung des Fluidstroms an.

Der Vortriebswirkungsgrad ist definiert als das Verhältnis von nutzbarer Vortriebsleistung oder Schubleistung zur Summe aus Schubleistung und ungenutzter kinetischer Energie des Strahls. Es wird allgemein mit η . bezeichnetP. Hier ist die kinetische Energie des Strahls relativ zu

5. Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems:

Der Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems gibt die Leistung des Antriebswirkungsgrads an. Sie gibt an, in welchem ​​Umfang das System die zugeführte Energie nutzt. Der Gesamtwirkungsgrad ist auch definiert als das Verhältnis der Rate, mit der nützliche Vortriebsarbeit geleistet wird, und der Rate, mit der dem System Energie zugeführt wird. Es wird durch η . angezeigt0.

Ähnlich wie bei Triebwerken und Turbinen wird der spezifische Treibstoffverbrauch bei Strahlantriebssystemen auf der Grundlage des erzeugten Schubs berechnet.

Daher ist der schubspezifische Treibstoffverbrauch (TSFC) als die Treibstoffmenge definiert, die erforderlich ist, um Einheitsschub pro Stunde zu erzeugen. Schubkraft hier ist Newton. Deswegen,

Manchmal basiert der spezifische Treibstoffverbrauch auf der Schubleistung. Dann wird der spezifische Treibstoffverbrauch der Schubkraft (TPSFC) als das Verhältnis des Kraftstoffverbrauchs pro Stunde pro Einheit Schubkraft definiert.

Die Art der Variationskurven für Schub, Schubleistung, TSFC und TPSFC über der Luft- bzw. Fluggeschwindigkeit sind in Abb. 35.7 dargestellt.

Die Leistung des Strahlantriebssystems wird hauptsächlich von zwei Parametern beeinflusst:

1. Vorwärtsgeschwindigkeit des Flugzeugs und

2. Höhe des Flugzeugs.

Die Erhöhung des Gesamtdruckverhältnisses des Verdichtungssystems erhöht die Brennkammereintrittstemperatur. Daher kommt es bei einem konstanten Kraftstoff- und Luftstrom zu einem Anstieg der Turbineneinlasstemperatur. Obwohl der höhere Temperaturanstieg über das Kompressionssystem einen größeren Temperaturabfall über dem Turbinensystem bedeutet, wird die Düsentemperatur nicht beeinflusst, da dem System die gleiche Wärmemenge zugeführt wird.

Der Düsendruck steigt jedoch an, da das Gesamtdruckverhältnis schneller ansteigt als das Turbinenexpansionsverhältnis. Folglich steigt der Nettoschub, während der spezifische Treibstoffverbrauch (Fuelflow/Nettoschub) abnimmt.

Somit können Turbojets kraftstoffeffizienter gemacht werden, indem das Gesamtdruckverhältnis und die Turbineneinlasstemperatur gleichzeitig erhöht werden. Es sind jedoch bessere Turbinenmaterialien und/oder eine verbesserte Leitschaufel-/Schaufelkühlung erforderlich, um den Anstieg sowohl der Turbineneinlasstemperatur als auch der Verdichterabgabetemperatur zu bewältigen. Letzteres zu erhöhen erfordert bessere Kompressormaterialien.

Im Folgenden sind die Vorteile des Jetantriebs aufgeführt:

1. Geringes spezifisches Gewicht:

Das spezifische Gewicht des Strahlantriebs beträgt ein Viertel bis die Hälfte des Hubkolbenmotors.

2. Keine Unwuchtkraft:

Es gibt keine hin- und hergehenden Teile und somit ist der Strahlantrieb frei von unausgeglichenen Kräften. Dadurch wird eine höhere Zuverlässigkeit erreicht.

Die Frontfläche des Strahlantriebs beträgt weniger als ein Viertel der Frontfläche der Hubkolbentriebwerke, was den Luftwiderstand stark verringert und somit insbesondere bei hohen Lasten eine größere Leistung zur Verfügung stellt. Dies reduziert auch das Luftkühlungsproblem.

4. Keine Einschränkung der Leistungsabgabe:

Im Vergleich zum Hubkolbenmotor kann der Strahlantrieb mit stark erhöhter Leistung gebaut werden, da die Leistung nicht durch Detonation begrenzt wird. Das Gerät kann über einen großen Bereich der Mischungsstärke arbeiten/betrieben.

Die Geschwindigkeit des Düsenantriebs wird nicht durch den Propeller begrenzt. Es kann eine hohe Geschwindigkeit erreicht werden.

6. Weder Schmierung noch Heizkörper:

Der Strahlantrieb erfordert weder eine interne Schmierung noch Kühler, wie dies bei Hubkolbenmotoren erforderlich ist.

7. Bei hoher Geschwindigkeit über 900 km/h und in einer Höhe von über 10.000 Metern ist die Effizienz des Jets viel höher als die eines Propellers.

8. Die Verbrennung und Leistungsabgabe erfolgt kontinuierlich, während Spitzen- und schwankende Drücke nicht auftreten.

9. Es gibt keine Schiffsströmungsverluste, der Widerstand wird reduziert und warme Druckluft steht für die Kabinenheizung zur Verfügung.

10. Die Einheit ermöglicht eine bessere Position des Piloten, während das Fehlen eines Propellers ein kleineres Untergestell ermöglicht.

Die Nachteile, unter denen der Strahlantrieb leidet, sind:

1. Besonders bei niedrigem Druck ist der thermische Wirkungsgrad geringer. Bei geringer Höhe und Geschwindigkeiten bis 150 m/s/540 km/h beträgt der Kraftstoffverbrauch das 2- bis 3-fache gegenüber einem Hubkolbenmotor.

2. Die Anlage ist sehr laut, die Materialien teuer und die Lebensdauer kurz.

3. Das Kompressions-Druck-Verhältnis ist nicht konstant wie beim Hubgerät, sondern variiert ungefähr mit dem Quadrat der Geschwindigkeit.

4. Beim Betrieb der Antriebseinheit treten gewisse Schwierigkeiten auf.

Turboprop-Triebwerke werden für Mittel- und Langstreckentransport- und Bomberflugzeuge verwendet. Sie fliegen mit Unterschallgeschwindigkeit.

Turbojets werden hauptsächlich im Militär als Jagdflugzeuge, Bomber und für Transportanwendungen eingesetzt. Im Allgemeinen fliegen sie mit Überschallgeschwindigkeit, z.B. MIGS, Mirage, Knat, Jaugar usw. Der einzige Turbojet, der für die Zivilluftfahrt verwendet wird, ist Concord.

Wird hauptsächlich für die Zivilluftfahrt verwendet. Fliegt mit Unterschallgeschwindigkeit.

Ramjets werden für Misserfolge als pilotlose Flugzeuge verwendet. Sie fliegen mit Überschallgeschwindigkeit.


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