DE195995C

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Publication number: DE195995C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 195995 KLASSE 14 h: GRUPPE

Dr. MAX REINER in WIEN.

erhitzten Flüssigkeit.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Februar 1906 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung von Dampf aus Wasser oder anderen Flüssigkeiten, indem dieselben mit einer zweiten hoch erhitzten Flüssigkeit· in Berührung gebracht werden, deren Siedetemperatur höher liegt als die der zu verdampfenden Flüssigkeit.

Von den bekannten Verfahren dieser Art unterscheidet sich das vorliegende dadurch,

ίο daß bestimmte Mengen der zu verdampfenden Flüssigkeit in ein oder mehreren Stufen mit erhitzten Flüssigkeiten, deren Siedetemperatur jene der zu verdampfenden Flüssigkeit übersteigt, in geschlossenen Behältern in Berührung gebracht werden, so daß letztere in Dampf form übergeführt und die erzeugten Dämpfe unter Druck gesetzt werden. Der hierzu erforderliche Dampfgenerator kann dabei von der Kraftmaschine, in welcher derselbe zur Ausnutzung gelangen soll, getrennt sein, oder aber mit derselben in der Weise in Verbindung stehen, daß ein Teil der Kraftmaschine gleich die Rolle des Dampf generators übernimmt.

Der auf diese Weise erzeugte Dampf kann nun wie der in "den bisher üblichen Dampfkesseln erzeugte Dampf zum Betriebe von Kolbenmaschinen benutzt werden. Bei der Verwendung des auf diese Weise oder in Dampfkesseln, gleichgültig ob derselbe aus Wasser oder einer anderen Flüssigkeit erzeugt wurde, für Dampfturbinen ergibt sich bei den Dampfturbinen infolge der großen Ausströmungsgeschwindigkeit des Dampfes eine ganz bedeutende Umdrehungsgeschwindigkeit des Turbinenrades, welche die Konstruktion der Dampfturbine erschwert und die Anwendbarkeit der Dampfturbine wesentlich beschränkt. Gemäß vorliegender Erfindung soll nun die große Umdrehungsgeschwindigkeit der Dampfturbine dadurch vermieden werden, daß der Dampf, welcher gegebenenfalls auch durch Gase unter Druck ersetzt werden kann, nicht direkt auf die Turbine einwirkt, sondern auf eine Flüssigkeit oder ein verflüssigtes Medium, auf welches die Energie des Dampfes übertragen wird, worauf dann diese Flüssigkeit ihre Geschwindigkeit an die Schaufeln der Turbine oder sonstige Aufnahmeapparate abgibt, wobei die beträchtlich geringere Ausströmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit, die infolge ihres bedeutend größeren spezifischen Gewichtes hierfür besonders geeignet ist, der Turbine eine wesentliche geringere Umdrehungsgeschwindigkeit erteilt, welche der größeren Anwendbarkeit der Dampfturbine sowohl für stabile Anlagen als auch für Lokomobile, Lokomotiven, Automobile, Schiffsmaschinen usw. förderlich ist.

Die Erfindung ist auf den Zeichnungen in einigen beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt.

Zur Erzeugung des Dampfes (Fig. i) wird eine Flüssigkeit, deren Siedetemperatur höher gelegen ist, als jene der zu verdampfenden Flüssigkeit, in einem geschlossenen Behälter ι wje das Wasser in einem Dampfkessel, ev. unter Zuhilfenahme von Gebläsen, bis zu

ίο einem Hitzegrad erhitzt, welcher dem zu erzielenden Dampf drucke entspricht. Im gegebenen Augenblicke wird nun aus einem Behälter 2 eine bestimmte Menge der zu verdampfenden Flüssigkeit, z. B. Wasser, mit dieser erhitzten Flüssigkeit in Berührung gebracht, z. B. in dieselbe eingetrieben oder durch das abschließbare Rohr 3 eingeleitet. Die erstgenannte Flüssigkeit verdampft sofort explosionsartig und versetzt den Innenraum der Kammer unter einen Druck, dessen Höhe von der Temperatur der erhitzten Flüssigkeit und der Menge der eingeführten, zu verdampfenden Flüssigkeit abhängig ist.

Der auf diese Weise erzeugte Dampf kann durch ein an dem oberen Ende der Kammer 1 vorgesehenes Rohr (nicht dargestellt) fortgeleitet werden, oder aber er bewirkt die Austreibung der in der Kammer 1 befindlichen Flüssigkeit, welche z. B. durch das Rohr 4 einer Turbine 5 zugeführt wird, von der sie nach geleisteter Arbeit in einen Sammelbehälter 6 gelangt.

Als zu erhitzende Flüssigkeit können nur solche Flüssigkeiten oder verflüssigte feste Stoffe in Betracht kommen, welche einen möglichst hohen Siedepunkt besitzen, z. B.

. Glyzerin, öle, Fette u. dgl. oder Metalle und Metallegierungen oder Körper aus beiden Gruppen neben- oder nacheinander.

Ist hierbei der Dampfgenerator von der Kraftmaschine getrennt, so kann die zu verdampfende Flüssigkeit gegebenenfalls zunächst in einer Flüssigkeit, z. B. Glyzerin, bis zu einer mäßigen Spannung verdampft werden, wobei Wasser seine festen Bestandteile absetzt, worauf der Dampf eine stark erhitzte Flüssigkeit (geschmolzenes Metall) passiert, wo er stark überhitzt wird.

Ist der Dampfgenerator mit der Kraftmaschine vereint, so kann (z. B. ein Teil einer Kolbenmaschine) direkt als Dampfgenerator ausgebildet werden (Fig. 4 bis 6).

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel ist die Kammer 1 durch einen Kolben 7 geteilt und befindet sich die Heizflüssigkeit oberhalb des Kolbens in dem Teile 8. Die zu verdampfende Flüssigkeit (z. B. Wasser) befindet sich in dem Behälter 2 und wird, wie bei der Ausführungsform (Fig. 1) durch das Rohr 3 der Verdampfung zugeführt. In diesem Falle wird als treibendes Medium die in dem Räume 9 unterhalb des Kolbens befindliche Flüssigkeit (z. B. Wasser) verwendet, die durch den Druck in dem Teile 8 mit Hilfe des Kolbens 7 ausgetrieben wird. Der Raum 9 ist mit dem Behälter 2 durch eine absperrbare Leitung 10 verbunden, so daß bei dem Hochgange des Kolbens der Raum 9 sich aus dem Behälter 2 wieder mit Flüssigkeit füllen kann.

Wirkt bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispielen die erhitzte, die Dampfbildung bewirkende Flüssigkeit oder die treibende Flüssigkeit in 9 gemeinsam mit dem erzeugten Dampfe z. B. auf die Schaufeln einer Turbine, so kann zur Mischung von Dampf und Flüssigkeit ein Injektor 15 dienen (Fig. 3), dem durch das Rohr 16 die Flüssigkeit und durch das Rohr 17 der Dampf zugeführt wird.

Sofern die zu verwendenden Flüssigkeiten direkt mit dem Dampfe in Berührung gelangen, müssen sie einen höheren Siedepunkt haben, als die Flüssigkeit, aus welcher der Dampf erzeugt wurde. Wäre dies nicht der Fall, so würde der Dampf einerseits in Berührung mit einer Flüssigkeit von geringerer Temperatur durch Kondensation an Energie verlieren, während andererseits die unter Überdruck erhitzte Flüssigkeit, sobald sie die Ausströmdüse verlassen hat und unter Atmosphärendruck gelangt ist, sich durch rapide Verdampfung auf ihre Siedetemperatur abkühlen würde, wobei sie sodann für die folgende Ausstoßung neuerlich vorgewärmt werden müßte.

Für den Fall jedoch, daß die auf die Turbinenschaufeln wirkende Flüssigkeit vor einer Berührung mit dem Dampf durch Zwischenschaltung beweglicher Zwischenglieder (z. B. Kolben 7, Stempel, elastische Membranen usw.) geschützt ist, kann für diese Flüssigkeit auch eine solche von geringerer Siedetemperatur, also z. B. Wasser, gewählt werden. '

Auch kann der ausströmende Dampf die Flüssigkeit mit sich reißen, wie dies bei Injektoren, Dampfpumpen u. dgl. der Fall ist (Fig. 3), oder er treibt einen an der Düse vorbeiströmenden Flüssigkeitsstrahl oder einen entsprechend eingeleiteten Flüssigkeitskegel vor sich her. Dabei gibt der Dampf einen Teil seiner Geschwindigkeit an die Flüssigkeit ab und die Flüssigkeit überträgt sodann ihre Geschwindigkeit an die Schaufeln. In diesem Falle kommen Dampf- und Flüssigkeit gemeinsam auf die Turbinenschaufeln zur Wirkung.

Die Fig. 4 bis 6 veranschaulichen die Ver=- wendung des Verfahrens an einer Kolben-

dampfmaschine, von welcher ein Teil als Dampfgenerator ausgebildet ist. Es sind zwar Dampfzylinder mit je einer in den schädlichen Räumen angeordneten Flüssigkeitskammer bekannt; von diesen unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform dadurch, daß die erhitzte Flüssigkeit in dieser Kammer untergebracht ist. An den Enden des Dampf Zylinders 18 ist unten je

ίο ein Raum 19 zur Aufnahme der hocherhitzten, die Dampferzeugung bewirkenden Flüssigkeit . vorgesehen. In diesem Raum mündet unterhalb des Flüssigkeitsspiegels eine Düse 20, durch welche die zu verdampfende Flüssigkeit eingetrieben wird.. Dieselbe verdampft daselbst und der erzeugte Dampf gelangt hinter den Kolben 21 und treibt ihn vorwärts. Zur Hin- und Herbewegung des Kolbens wird die zu verdampfende Flüssigkeit in Absätzen vor und hinter den Kolben eingeführt und werden zu diesem Zwecke die Düsen durch eine geeignete Steuerung abwechselnd geöffnet und geschlossen, was beispielsweise durch die Hähne 22 erfolgt.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. "Verfahren zur Erzeugung von Dampf mittels einer zweiten über die Siedetemperatur der zu verdampfenden' Flüssigkeit erhitzten Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verdampfende Flüssigkeit, in bestimmten Teilmengen absatzweise mit der in einem geschlossenen Behälter befindlichen zweiten Heizflüssigkeit in Berührung gebracht wird, um den für die einzelnen Impulse erforderlichen Dampf zu erzeugen.
2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verdampfende Flüssigkeit nacheinander mit zwei Flüssigkeiten verschiedener Temperatur in Berührung gebracht wird, so daß die zu verdampfende Flüssigkeit zunächst bis zu mäßiger Spannung verdampft und sodann stark überhitzt wird.
3. Kolbenmaschine zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verdampfung bewirkende Flüssigkeit in den unteren Teil (19) des Innenraumes des Zylinders (18) einer Kolbenmaschine angeordnet ist, so daß der Zylinder gleichzeitig als Dampfgenerator dient.
4. Turbine zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Dampf erzeugende Heizflüssigkeit durch eine bewegliche Zwischenwand (Kolben, Stempel, Membrane 7) von einer weiteren die Turbine treibenden Flüssigkeit getrennt ist, auf welche der Druck des entstandenen Dampfes durch die Zwischenwand (7) übertragen wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.