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Einrichtung zur Rrafterzeugung mittels eines verdmpfbren Arbeitsmittels.
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Wirkungsgrad der Kraftmaschine zu erhöhen.
Der kritische Druck (oder ein höherer) bietet jedoch vor allem einen wichtigen Vorteil, was die Dampfbildung anlangt ; es können nämlich jene Schwierigkeiten vermieden werden, die mit dem unstetigen Übergang von Wasser in Dampf bei unterkritischem Druck zusammenhängen. Die folgende Erfindung besteht in einer Einrichtung, die diesen Vorteil besitzt, wobei jedoch die Kraftmaschine im Gegensatz zum eingangs erwähnten Vorschlag für unterkritischen Druck konstruiert wird, was ihren Bau erleichtert.
Xach der Erfindung besteht der Dampferzeuger (Erhitzer) ans einem Rohrsystem, durch das die Speisepumpe das Arbeitsmittel gleichmässig treibt. Solche Dampferzeuger sind mit unterkritischem Kesseldruck bekannt. Das Rohrsystem ist jedoch im Falle der Erfindung so bemessen und beheizbar,
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erzeugten Dampf auf unterkritischen Druck entspannt. Dieser entspannte Dampf wird, gegebenenfalls nach Überhitzung, der Kraftmaschine zugeführt.
Die Figuren zeigen Beispiele der Erfindung.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Turbinenanlage mit Wasser und Wasserdampf als Arbeitsmittel im senkrechten Schnitt und im Grundriss. Die Drosselvorrichtung ist in diesen beiden, bloss schematischen Figuren (ebenso wie in den schematischen Fig. 9 und 10) nicht abgebildet, aber aus den später erläuterten
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Stahlrohren 2 besteht. Diese Rohre sind so bemessen und die Heizung ist so ausgebildet, dass das Arbeitsmittel während der Wärmeaufnahme mit Sicherheit auf oder über dem kritischen Druck gehalten und auf oder über die klitische Temperatur gebracht wird. Der Wasserumlauf wird durch die Pumpe 3 mit dem erforderlichen Druck aufrechterhalten. Die Pumpe 3 kann durch fremden oder durch von der Kraftanlage selbst erzeugten elektrischen Strom angetrieben werden.
Sie kann aber auch unmittelbar durch die Turbinen-oder Maschinenwelle angetrieben werden ; in diesem Fall ist zur Erleichterung des Anlassens eine Handpumpe 6 vorgesehen.
Mit dem Erhitzer steht ein Druckspeicher in Verbindung, beispielsweise ein federbelasteter Akkumulator 4. Dieser Druckspeicher dient zur Aufreehterhaltung des Druckes im Erhitzer. Er soll nicht nur die Pumpenpulse, sondern auch plötzliche Schwankungen bei der Kraftabnahme ausgleichen.
Zum Ausgleich länger dauernder Änderungen im Dampfbedarf ist die Speisepumpe mit einer Regelvorrichtung versehen, die die Leistung dieser Pumpe in Abhängigkeit von Druckänderungen im Erzeuger so regelt, dass der kritische Druck nicht unterschritten wird. Hiezu kann z. B. die Verschiebung des Akkumulatorkolbens benutzt werden. Dieser Kolben kann beispielsweise einen Widerstand 5 im Stromkreise eines die Pumpe antreibenden Elektromotors beeinflussen. Bei durchschnittlicher Belastung schaltet der Akkumulatorkolben den Widerstandsbetrag ein, der die durchschnittliche Pumpenlieferung bei dem bestimmten Druck'ergibt.
Steigt der Druck im Erhitzer unter der Wirkung der Regelung der Kraft-
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stoffe zusammengesetzt, die miteinander verschweisst werden, so dass die Teile des Rohrsystem, die höheren Temperaturen ausgesetzt sind, aus andern Baustoffen von bei diesen Temperaturen höherer chemischer oder mechanischer Widerstandsfähigkeit bestehen.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform, nach der eine besondere Speisepumpe für jede Schlange vorgesehen ist. Jede Pumpe 7"speist eine besondere Spirale j !", 2", 3"usw., wobei federbelastete Akkumulatoren 4"usw. wieder an den Druckleitungen angeordnet sind. Ebenso können Steuervorrichtungen für die Speisepumpen vorgesehen werden. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass die Durchflussgeschwindigkeit durch die parallel geschalteten Rohrschlangen getrennt geregelt werden kann, so dass die Gefahr des Ausbrennens einzelner Schlange vermieden wird.
Die Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der Einrichtung für ein Verfahren mit zwei verschiedenen . \rbeitsmitteln, beispielsweise Wasser und Quecksilber, die in zwei getrennten, geschlossenen Kreisprozessen arbeiten. Die Anlage besteht aus einem Erhitzer 34, in dem Quecksilber erhitzt und überhitzt wird, wobei der Druck durch die Quecksilberpumpe 35 und den Akkumulator 36 mit einer entsprechenden Pumpensteuerung über dem kritischen Druck gehalten wird. Der Quecksilberdampf dehnt sich dann beispielsweise in der Hochdruckturbine 37 und der Niederdl1lckturbine 88 aus, die den Elektromotor 39 betreiben.
Der Quecksilberdampf wird dann in einem Oberflächenkondensator 40 niedergeschlagen und das Kondensat wird entweder durch sein Gewicht oder durch eine besondere Pumpe in den Ansaugbehälter 4 ! zurückgefördert. Das Wassersystem besteht aus einer Pumpe 42, einem Akkumulator 43, einem Überhitzer 44, den Turbinen 45 und 46, dem elektrischen Stromerzenger 47, dem Kondensator 48, der Kondensatorpumpe 49 und dem. \nsaugebehälter 41. Das Wasser wird zwischen der Pumpe und dem
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gewärmt, die die Kühlvorrichtung des Quecksilberkondensators bildet.
Auf dieselbe Weise kann man eine beliebige Zahl von Arbeitsmitteln so verwenden, dass die bei der Kondensation der einen Flüssigkeit frei werdende Wärme zum Vorwärmen einer der andern Flüssigkeiten verwendet wird.
Die Fig. 10 zeigt eine andere der vielen möglichen Ausführungsformen einer vereinigten Wasserund Quecksilberanlage. Im Beispiel nach dieser Abbildung liefert eine Wasserpumpe 51 das Wasser zum Überhitzer 53 und eine Quecksilberpumpe 61 Quecksilber zum Überhitzer 63 : auch dabei sind Akkumulatoren 52 und 62 angeschaltet. Die beiden hochüberhitzten Flüssigkeiten werden an einer Stelle zusammengeleitet (Mischraum), z. B. durch eine Düse 64 geführt, in welchem Mischraum sie in einem beliebigen Verhältnis gemischt werden. Das Gemisch arbeitet dann in den Turbinen 54 und 55 weiter, die den elektrischen Stromerzeuger antreiben.
Während der vorläufigen Mischung in der Mischdüse 64 und während der Ausdehnung in der Kraftmaschine überträgt das hochüberhitzte Quecksilber einen Teil seiner Wärme auf den Wasserdampf und überhitzt diesen dadurch. Gleichzeitig wird die kinetische Energie beider Flüssigkeiten während der Ausdehnung in mechanische Arbeit umgesetzt.
Am Ende der Ausdehnung strömt das Gemisch in den Kondensator 57. Die beiden Flüssigkeiten trennen sich im Behälter 58 durch ihren Gewichtsunterschied ; das Quecksilber wird durch die Schwerkraft oder durch eine besondere Pumpe 65 in seinen Saugbehälter 66 zurückgefördert, während das darüber schwimmende Wasser durch die Pumpe 59 zu seinem Ansaugbehälter 60 zurückgefördert wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Krafterzeugung mittels eines verdampfbaren Arbeitsmittels, das durch ein beheizbares Rohrsystem mittels einer Speisepumpe gleichmässig getrieben und der Kraftmaschine zu-
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dass das Arbeitsmittel bei seinem Durchfluss annähernd beim kritischen Druck und der kritischen Temperatur oder darüber, also stetig, in Dampf verwandelt und hierauf überhitzt werden kann, eine Drosselvorrichtung hinter der Dampfbildungsstelle vorgesehen ist, die den erzeugten Dampf auf unterkritischen Druck entspannt.