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Betriebsverfahren für Dampfkraftlllaschinell.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Betriebsverfahren für Dampfkraftmaschinen, bei welchen als Kraftmittel Mischdampf benutzt wird, dessen eine Komponente aus Dampf von flüssigem Brennstoff besteht, der bei der Arbeitstemperatur der Zersetzung zugänglich ist. Die Erfindung bezweckt, bei Verwendung derartigen Misehdampfes einen störungsfreien Betrieb und gleichzeitig einen hohen thermischen Wirkungsgrad zu erzielen und erreicht dies dadurch, dass die zersetzbaren Brennstoffdämpfe, welche wegen ihres hohen Volumgewiehtes als Sehwerdämpfe bezeichnet werden sollen, in Mischung mit Dämpfen solcher nicht oder in wesentlich geringerem Grade zersetzbarer Flüssigkeiten als Treibmittel benutzt werden, die eine im Vergleich mit dem Dampf liefernden Brennstoff hohe Verdampfungswärme besitzen,
unter Wahrung eines solchen Mischungsverhältnisses, dass der Brennstoffdampf im Arbeits- dampfgemiseh dem Gewicht nach überwiegt.
Besonders günstig sind solche Gemische, bei denen nach der Expansion der Gehalt an dem Dampf der nicht oder weniger zersetzbaren Flüssigkeit von hoher Verdampfungswärme geringer ist als vor der Expansion, da in diesem Fall bezüglich dieser Misehdampfkomponente der Kondensatorverlust besonders gering ausfällt, während bei der Kondensation frei werdende Wärme auf den Brennstoffdampf übergeht.
Im allgemeinen ist es ratsam, als Arbeitsdampfgemiseh ein aus zwei verschiedenartigen Komponenten bestehendes Gemisch zu verwenden, doch ist die zusätzliche Anwesenheit weiterer Komponenten grundsätzlich nicht ausgeschlossen.
Als Schwerdampf liefernde flüssige Brennstoffe kommen besonders natürliche und künstliche Öle, Destillate von Rohpetroleum, Teer, Bitumen, Harz und als die Zersetzung hemmender Stoff kommt Wasser in Betracht. Daneben können auch Alkohole (besonders Äthyl-und Methylalkohol) benutzt werden, u. zw. weil sie bezüglieh der für die Erfindung wesentlichen Eigenschaften zwischen den zersetzbaren Ölen und dem nicht pyrogen zersetzbaren Wasser stehen, sowohl als Zersetzung hinderndes als aueh als Sehwerdampf lieferndes Material, im ersteren Fall in Verbindung mit Ölen, deren Verdampfungs- wärme wesentlich niedriger ist als die der Alkohole (Verhältnis der Verdampfungswärme von Benzol zu Alkohol 1 : 2- 25) und im letzteren Fall in Verbindung mit Wasser (Verhältnis der Verdampfungswärme von Alkohol zu Wasser 1 :
2'6).
Bei geeigneter Wahl der Mischungskomponenten ergibt sich das für hohen thermischen Wirkungsgrad erforderliche Mischungsverhältnis von selbst, wenn die dampfliefernden Flüssigkeiten gemeinsam in einem Verdampfer zur Verdampfung gebracht werden.
Geeignete Stoffkombinationen sind hienach beispielsweise Heizleiehtöle, besonders Gasolin, mit Wasser oder Alkohol oder mit Gemischen aus Wasser und Alkohol ; ferner zur Benzolreihe gehörige Öle und künstliche Motorenöle, wie sie besonders durch sogenannte Krack-und Hydrierungsprozesse gewonnen werden, ebenfalls in Verbindung mit Wasser, Alkohol oder daraus bestehenden Mischungen und schliesslich Alkohol. besonders Äthyl-oder Methylalkohol und Mischungen daraus mit Wasser.
Wenn man z. B. in einem Verdampfer Wasser und Benzol hält und bei einem Druck von etwa 20 Atm. arbeitet, dann ergibt sich zur Speisung des Arbeitsraumes der Dampfkraftmaschine ein Dampfgemisch von rund 19 Gewichtsprozent Wasser und 81 Gewichtsprozent Benzol. Arbeitet man mit einer Kondensationstemperatur von etwa 50-60 C', so wird das an den Kondensator abgegebene Dampf-
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des die schweren Dämpfe liefernden Brennstoffes im Dauerbetriebe aufrechterhalten werden kann, da die Gegenwart des Wassers die Brennstoffzersetzung'weitgehend hemmt.
Die aus dem Kondensator abgesaugte Luft, welche mit Brennstoffdampf und Wasserdampf entsprechend deren Partialdrueken gesättigt ist, kann zur Beheizung des Verdampfers oder zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine, gegebenenfalls unter gleichzeitigem Zusatz von weiterem Brennstoff, z. B. einem Teil des kondensierten Brennstoffes, benutzt werden.
Die praktische Durchführung der Erfindung kann hienach beispielsweise wie folgt geschehen. Man
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Wasser, gegebenenfalls zunächst als Kühlmittel in dem Kühler einer Innenverbrennungsmaschine. und überführt das Gemisch in einen Verdampfer, wo man es gegebenenfalls unter Mithilfe der Auspuffgase und bzw. oder sonstiger Heizung vollends zur Verdampfung bringt. Das Dampfgemiseh wird dann zum Betrieb einer Dampfkraftmasehine (Kolbenmaschine oder Turbine) benutzt und nach der Expansion in einen Kondensator geschickt. In dem Kondensator erfolgt teilweise Kondensation. Teilweise wird bei der zwecks Erhaltung des Vakuums nötigen Luftabsaugung auch Brennstoff in Dampfform abgesaugt.
Der mit Luft gemischte, abgesaugte Dampf kann beispielsweise zum Betrieb der Innenverbrennungs- maschine benutzt werden, um hier nochmals Arbeit zu leisten, oder er kann auch direkt verbrannt werden.
Das Kondensat des Dampfgemisches wird ganz oder teilweise in den Verdampfungsraum zurückgeführt. in den nach Bedarf frischer Brennstoff als Ersatz des verbrauchten zugeführt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Betriebsverfahren für Dampfkraftmasehinen unter Verwendung von bei hoher Temperatur zersetzbarem Schwerdampf (Dampf von hohem Volumgewieht) aus flüssigem Brennstoff als Treibmittel, dadurch gekennzeichnet, dass der Sehwerdampf (mit niedriger latenter Wärme und hoher spezifischer Wärme) in Mischung mit einer im Verhältnis zur Menge des Sehwerdampfes geringen Menge Dampf einer nicht oder viel weniger zersetzbaren Flüssigkeit verwendet wird, deren Verdampfungswärme wesentlich hoher ist als jene der den Sehwerdampf liefernden Flüssigkeit, behufs Erzielung eines hohen thermischen Wirkungsgrades bei Vermeidung von betriebsstörenden Zersetzungen des Schwerdampfes.