DE176992C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Wenn mit Hilfe der z. Z. bekannten Maschinenanordnungen durch chemische Veränderung, insbesondere eine Verbrennung, Arbeit gewonnen werden soll, so ist der Wert der chemischen Reaktion für den Betrieb, vom Temperaturgefälle abgesehen, we- ·■ sentlich bedingt durch die Anzahl der durch die Reaktion gelieferten Gasmoleküle und das Verhältnis des End- und Anfangsvolumens;

ίο für die mechanische Leistung wird es demnach günstig sein, die Anfangsvolumen möglich klein zu machen.

Dem entspricht die Erfahrung, daß man einen günstigeren Nutzeffekt erzielt, wenn das Verbrennungsgemisch vor der Zündung verdichtet wird. Den Forderungen der angedeuteten Theorie kann indes in viel vollkommener Weise als bisher entsprochen werden. Wählt man als Reaktion die Verbrennung eines Brennstoffs, so erzielt man offenbar das geringste Anfangsvolumen des Reaktionsgemisches, wenn man den Sauerstoff nicht gasförmig, sondern chemisch oder physikalisch gebunden, z. B. als Oxyd in adsorbierter, absorbierter oder okkludierter Form einführt.

Vorteile und technische Fortschritte des so gezeichneten Arbeitsverfahrens sind:
i. Die Verdichtung des Sauerstoffs in gebundener Form geht außerordentlich viel weiter, als dies durch mechanische Kompression erreicht werden kann. Der Sauerstoff im Kupferoxyd nimmt nur Y₇₅₀₀ seines Volumens in gewöhnlicher Luft ein.

Die mechanische Arbeit der Kom-

2.

pression bedingt Energieverluste. Die viel bedeutendere Verdichtung der Oxydation bedingt dagegen keinen merklichen Arbeitsaufwand, indem es genügt, heißes Kupfer mit gewöhnlicher Luft in Berührung zu bringen, um dasselbe zu Kupferoxyd zu oxydieren.

3. Die Verbrennung organischer Stoffe mit Kupferoxyd (die Methode der exakten organischen Elementaranalyse-) verläuft bekanntlich vollständig bis zur Bildung von Kohlensäure und Wasser. Sie liefert deswegen eine möglichst große Molekülzahl und genügt auch in dieser Hinsicht den Forderungen der Theorie; ähnlich lassen sich natürlich auch andere Verbrennungsmethoden, z. B. mit in Piatina oder Paladium absorbiertem Sauerstoff benutzen.

4. Die Verbrennung mit gebundenem Sauerstoff gestattet Stoffe, welche bisher zum Betrieb von Verbrennungsmotoren nicht gebraucht werden könnten, wie z. B. Zucker und ähnliche Körper, zu diesem Zweck zu verwenden.

5. Die benutzten Bindungsformen des Sauerstoffs sind regenerierbar, d. h. die Reduktionsprodukte können innerhalb oder außerhalb der Maschine mit Luftsauerstoff wieder oxydiert oder gesättigt werden.

Die im nachstehenden beschriebenen Beispiele von Ausführungsformen des Verfahrens zeigen, wie sich das Verfahren praktisch gestaltet.

Fig. ι gibt z. B. die Anordnung einer Verbrennungsmaschine wieder, die im Viertakt arbeitet. Bei Vorwärtsgang saugt der Kolben atmosphärische Luft durch das Ventil A in den Zylinder; beim Rückgang, während dessen

das Ventil bei A geschlossen und bei B geöffnet ist, wird die atmosphärische Luft durch den im Betrieb erhitzten Zylinderkopf geführt, welcher beispielsweise aus Kupferoxyd reduziertes fein verteiltes Kupfer enthält. Es entweicht also, weil das Kupfer durch Oxydation in Kupferoxyd übergeht, durch das Ventil B nur der Stickstoff der Luft. Wird jedoch durch die Düse D Brennstoff zugeführt, während der Kolben im obersten Totpunkt steht, so findet unter -Wärmeabgabe die Verbrennung statt und die sich aus dem Reaktionsgemisdi entwickelnden «Gase treiben bei geschlossenen Ventilen A und E den Kolben unter Arbeitsabgabe zurück. Beim wiederholten Rückgang des Kolbens wird das gasförmige Verbrennungsprodukt durch das Ventil E ausgepufft, wonach das Spiel der Maschine von neuem beginnt. Die Zufuhr von Brennstoff bei D erfolgt, wenn derselbe gasförmig ist, durch Einblasen, wenn er flüssig ist, durch Einspritzen. Fig. 2 zeigt die Verwendung des Verfahrens für eine Gasturbine. Wird z. B. ein Rohr R mit feinverteiltem K^upf^er (Kupfergewebe, Kupfer in porösen Stoffen, wie z. B. Porzellan) oder, mit einem System von gewellten Kupferröhren gefüllt, so kann zunächst dieses Kupfer, sobald das Rohrinnere von R auf eine höhere Temperatur erwärmt ist, mittels eines bei C eingeführten Luftstromes zu Kupferoxyd oxydiert werden. Wird hierauf das Steuerungsorgan C geschlossen und dann durch die Düse D Brennstoff eingeführt, so tritt wie oben die vollkommene Verbrennung und damit zunächst eine bedeutende Drucksteigerung im Verbrennungsraum ein, welche sich in der angeschlossenen Expansionsdüse H in lebendige Kraft strömender Gase umsetzt. Hierbei tritt bei der- Expansion Abkühlung in der Düse ein, so daß eine Aktionsturbine bei Verwendung von derartigen Verbrennungsdüsen direkt beaufschlagt werden kann. Um einen gleichmäßigen Gang der Turbine zu erreichen, können am Umfang des Türbinenrades mehrere solcher Verbrennungsdüsen passend verteilt werden. Die zeitliche Aufeinanderfolge der Verbrennung in denselben wird dann ihrer räumlichen Anordnung entsprechend geregelt.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung mechanischer Arbeit durch chemische Reaktion, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Reaktion erforderliche Stoff (z. B. bei der Verbrennung der Sauerstoff) nicht in Form von ■ Gasen, sondern physikalisch oder chemisch gebunden (also z. B. in Form von Oxyden), adsorbiert oder absorbiert in die chemische Reaktion (z. B. ■ die Verbrennung) eingeht und daß nach Vollendung der Reaktion (Verbrennung des Brennstoffs und Reduzierung des Oxydes) dessen .Endprodukt (z. B. durch Zuführung von Sauerstoff) wieder in den Anfangszustand zurückgeführt wird.

2. Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff auf Kupferoxyd geleitet wird, welches unter Verbrennung des Brennstoffs reduziert wird und daß das reduzierte Kupfer durch Zufuhr von Luft wieder oxydiert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.