DE2107878A1 - Warmekraftanlagen, insbesondere zur Durchfuhrung des Clausius Rankine Prozesses - Google Patents

Description

Dr..-IMG. WALTER ABlTZ D λ. DIETER F. MORF DR. HANS-A. BRAUNS

Patentanwälte

München, li'i. Februar 19JI Postanschrift / Postal Address 8 München 86, Postfach 800109

Pienzenauerstraße 28 Telefon 483225 und 486415 Telegramme: Chemindus München

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E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Street, Wilmington, Delaware I9898, V.St.A,

Wärmekraftanlage, insbesondere zur Durchführung des Clausius-Rankine-Prozesses

Die Erfindung bezieht sich auf eine umlaufende Wärmekraftmaschine, die insbesondere zur Durchführung des Clausius-Rankine-Prozesses geeignet ist, der unter Verwendung von einem Plussmittel unter Druck mit einem hohen Molekulargewicht durchgeführt wird.

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Γ.:; j äugende V.'rlrnekraftmaschinen dieser Art sind bereits oelranuu und zeigen eine drehbare Kessel-Kondensatoreinheit unc eine Vorrichtung zur Dampfentspannung. Aber vor der ^rfindurig haben sich diese Anlagen als nicht wirksam und sehr sperrig sowie schwer erwiesen, ausserdem war eine erhebliche Antriebsenergie erforderlich, um die Kessel-Kondonsatoreinheit mit der gewünschten Geschwindigkeit anüütreiben. Darüber hinaus arbeiten die bekannten Anlagen dieser Art geräuschvoll. Ausserdem zeigen die bekannten Laschinen dieser Art noch den Nachteil, dass sie einen Dc-Eipf nit niedriger Qualität und einen V/ärcefluss erzeugen, der unterhalb der Spitze des Koch-liiveaus bei normaler Schwerkraft liegen. Aus diesen Gründen haben die bekannten Anlagen dieser Art keine sehr große Ausdehnung gefunden und waren auch auf dem Karkt nicht sehr erfolgreich.

ivärmekraftmaschinen mit kontinuierlicher Aussenverbrennung ermöglichen eine niedrige Verschmutzung im Vergleich zu Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung. Aber eine Art dieser Wärmekraftmaschinen, nämlich die zur Durchführung des geschlossenen Clausius-Eankine-Prozesses wird bezüglich des Grössennachteils in der Regel als tragbar wegen der Grosse und des Gewichtes der Kessel-Kondensatoreinheit angesehen. Aus diesen Gründen sind die den geschlossenen Kreislauf durchführenden Bankinemaschinen nicht allgemein als tragbare Maschinen ausgeführt worden, obschon sie die Eigenschaft zeigen, dass sie wenig Luftverschmutzung erzeugen.

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üc-r Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine V/är- ;..ek nil tan lage dieser Art zu schaffen, die Dampf mit hoher -i.ualiuüt und mit einem ständigen Fluss von Dampf und Flüssigkeit unabhängig von dem Schwerefeld der Erde erzeugt. Γ-abei soll auch ein V/äraefluss erzeugt werden, der gut über de:?; Siedepunkt bei normaler Schwerkraft liegt.

Tabei soll der Erfindungsgegenstand hochleistungsfähig sein und einen maximalen Gesamtwärmeaustausch zwischen dem expandierenden lampf und dem Kühlmittel in dem Xondensator- ?cil der Kaschine gev/ührleisten.

Tarüber hinaus soll der Srfindungsgegenstand verhältnisr/ässig klein und leicht sein, wodurch er v;eniger Energieverbrauch zur. Antrieb der Kessel-Kondensatoreinheit mit der erforderlichen Geschwindigkeit zeigt.

Darüber hinaus soll die erfindungsgemässe »'ärmekraftanlage vergleichsweise ,gersuscharn laufen.

Im einseinen soll also ein guter Wirkungsgrad.nit einen geringen Luftverschnutsungsgrad verbunden werden, wodurch ein wirksanier Antrieb für Land- und Seefahrzeuge ebenso geschaffen werden soll wie eine Wärmequelle und eine Energiequelle für den Hausgebrauch und für Industriezwecke.

Genäss den allgemeinen Erfindungsgedanken ist zur Lösung dieser Aufgabe die Wäraekraftanlage der eingangs erwähn-

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ten Art mit einem Kessel, einer Vorrichtung zur Dampfentspannung und ein Kondensator vorgesehen. Der Kessel ist allgemein ringförmig ausgebildet und um seine Achse mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit antreibbar, um darin einen ringförmigen Flüssigkeitsko'rper mit einem inneren Flächenniveau zu erhalten, das in einem bestimmten Abstand radial nach aussen von der Drehachse gehalten wird. Dabei ist der Kondensator erfindungsgemäss koaxial in der Xähe des Kessels angeordnet, so dass er mit diesem als eine Einheit umläuft und eine Reihe von ringförmigen radialen Flügeln mit axialen Wärmetauschrohren aufweist, die den Körper durchdringen, in dem der vom dem Expander ausgestossene Dampf durch einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit kondensiert wird, die zwischen den erwähnten Flügeln nach aussen abgelassen wird. Die Kondensatorwärme-

ischrohre sind von der Drehachse nach aussen radial angeordnet, und zwar um einen Abstand, der kleiner ist als die Eülle der Flüssigkeit im Innern des Kessels, und hierbei sind die Abstände des Flüssigkeitsniveaus und der Wärmetauschrohre aufeinander und auf die Drehgeschwindigkeit des Kessels abgestimmt, um den erforderlichen radialen Abstand zwischen den Rohren und der Flüssigkeitsebene zu schaffen, der erforderlich ist, um den Flüssigkeitsdruck zur Aufrechterhaltung des Dampfdruckes bei der erwähnten bestirnten Drehgeschwindigkeit zu gewährleisten. Dadurch were en die erwähnten erstrebten Vorteile erzielt.

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V/eitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt in Längsrichtung durch einen Erfindungsgegenstand, der eine Wärmekraftanlage zur Durchführung des Rankine-Prozesses mit einem.drehbaren Kessel, einer Sxpansionsvorrichtung und einem drehbaren Kondensator zeigt;

Fig. 2 eine Stirnansicht auf die Ausführungsform nach Fig. 1, teilweise als Schnitt nach der Linie 2-2;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1 in verkleinertem Masstab;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1 in . geringfügig vergrössertem Masstab;

Fig. 5 einen vergrösserten Teilschnitt mit der Darstellung bestimmter Einzelheiten der Anlage nach Fig. 1 und

Fig. 6 eine Teilansicht mit der Darstellung einer Anordnung zur direkten Zurückführung des Kondensates zu dem Kessel.bei Maschinen ohne Regenerator.

-* In der Zeichnung und insbesondere in·Fig. 1 ist eine um-

JJ laufende V/ärmekraftanlage in Form eines geschlossenen Ran-

£J kine-Prozess-Systems nach der Erfindung veranschaulicht.

Hierbei kann ein drehbarer Kessel B, eine geeignete Vor-

^ richtung zur Expansion des Dampfes, wie beispielsweise ei-

"* ne Turbine T und ein drehbarer Kondensator C vorgesehen

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sein, der an dem Kessel zur Drehung mit diesem angeschlossen ist.

Gebiss Fig. 1 zeigt der Drehkessel B ein zylindrisches Gehäuse 1 mit einer kontunierlich am Umfang umlaufenden i,'j.näung 2 und einer Seitenwand 3, die sich radial nach innen in das Gehäuse erstreckt, wobei sie in einem ringförmigen koaxialen Turbinengehäuseteil 4 endet, das konzentrisch in der Aussenwand 2 und einem koaxialen röhrenförmigen Ilaben-Teil 5 angeordnet ist. Hierbei ist das erwähnte Haben-Teil 5 drehbar in einem Lager 6 angeordnet, das auf einer Stütze 7 aufruht, und der Kessel kann mit der gewünschten Drehgeschwindigkeit mittels eines Elektromotors Vi angetr:äben werden, der eine Riemenscheibe und einen Riemen 9 antreibt, der seinerseits eine Riemenscheibe 10 antreibt, die auf dem Naben-Teil 5 sitzt.

Auf der von der Seitenwand 3 gegenüberliegenden Gehäusewand 2 ist eine in radialer Richtung verhältnismässig kurze ringförmige Seitenwand 11 angeordnet, die in einer inneren kontinuierlich umlaufenden Wand 12 endet. Diese Wand 12 erstreckt sich radial von der Gehäusewand 3 und wirkt mit der äusseren Gehäusewand 2 und der Wand 11 zusammen, um eine ringförmige Kesselkammer 13 zu bilden. Diese Innenwand 12 erstreckt sich axial nach innen über die Ringwand 11 hinaus, wie bei 14 zu sehen ist, und endet in einem radialen Ringflansch 15.

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Eine koaxiale zylindrische Wand 16 ist im Abstand nach innen von der Wand 12 angeordnet und wirkt mit einer radialen Ringwand 17 und den Wandungen 12 und 3 zusammen, mn eine ringförmige Kesselzuflusskammer 18 zu bilden. Der Kesselaufluss erfolgt beispielsweise zu der Kammer 18 in Form eines flüssigen Kondensats durch ein Rohr 19 von dem Kondensator C, wie im Nachfolgenden noch näher beschrieben wird.

Das Kesselgehäuse 1 wird mittels eines geeigneten Antriebs, z.B. mittels eines Motors H um seine Achse mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit angetrieben, die so berechnet ist, dass die zur Aufrechterhaltung eines gleich-Eässigeri Kesselflusses erforderliche Zentrifugalkraft geschaffen wird, die die zugeführte Flüssigkeit gleichmässig um die Kesselkanaaer 13 in Berührung mit der Innenfläche der Gehäusewand 2 verteilt und den erforderlichen Druck, insbesondere Dampfdruck, erzeugt. Die Fläche zwischen der Flüssigkeit und dem in der Kammer 13 erzeugten Dampf ist im hohen "Masse stabil und im wesentlichen zylindrisch und konzentrisch mit der Drehachse des Kessels B ausgebildet. In ähnlicher V/eise wird die dem Kessel zugeführte Flüssigkeit der Kammer 18 gleichmässig am Umfang der Innenfläche der zylindrischen Wand 12 verteilt.

Die Kesselflüssigkeit wird vorzugsweise von einer Karger 18 der Kammer 13 durch mehrere radiale Leitungen 20 zugeführt', die in der Zylinderwand 12 angeordnet und im gleichen Abstand am Umfang gehalten sind, um eine Auswuchtung

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in α en Kessel sicherzustellen. Wie dargestellt sind die radialen Innenenden der leitungen 20 mit der Innenfläche der V.'and 12 fluchtend angeordnet, und die radialen Aussenenden der erwähnten Leitungen 20 sind von der Innenfläche der Gehäuseaussenwand 2 nach innen im Abstand angeordnet und enden unterhalb des Flüssigkeitsspiegels x, so dass die Aussenenden der erwähnten Leitungen 20 eingetaucht sind und durch die ringförmige Flüssigkeit gleichmässig an der Innenfläche der Kesselwand 2 durch die Drehung des Kesselge-. hnuses gehalten werden.

Der Flüssigkeitskörper in der Kesselkammer 13 des Gehäuses ', wird mittels mehrerer radialer Leitungen 21 auf einem bestimmten Niveau χ gehalten, wobei diese Leitungen gleichfalls am umfang der Wand 12 des Kessels 13 gehalten sind, v.-ie auch noch näher beschrieben in ΟΗ-7Ο42⁺ . wie im Falle der Zu leitungen 20 sind diese Sonden-Leitungen 21 in gleichen Abständen am Umfang auch gegenüber den Leitungen 20 angeordnet, um eine Auswuchtung des Kessels sicherzustellen. Es ist wichtig zu merken, dass die radialen Aussenenden der Leitungen 21 in dem Sadius des erwünschten bestimmten I¹Iiveaus χ des Flüssigkeitskörpers in der Kammer 13 gehalten sind. Dabei sind die Innenenden der Leitungen 21 gegenüber dem Innenraum der Kammer 18 offen und erstrecken..sich radial nach innen zu einem Punkte, der wesentlich von der Fläche des Singkörpers der Flüssigkeit am Innenumfang der mmer 13 im Abstand angeordnet ist.

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',.'ie in Fig. 1 und 2 gezeigt kann der ringförmige Flüssigl:ei"s':örpor in der Kesselkammer 13 auf die erforderliche Sic-cet-emperatur erwärmt werden, so dass er verdampft wird, + ) . c';.er.t''₃..v.eldur.f- aer vorlieper.den Anr.elderin vom gleichen An;... ■ lao ■:. a ro . 1 0 9_8 g 5/ 1 1 5 7 BAD ORIGINAL

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"beispielsweise mittels der Verbrennung einer geeigneten Brennstoi'iluftmischung in der Brennkammer 23, v/ie sie in der Zeichnung dargestellt ist. Diese Brennkammer 23 ist ein. ortsfestes Bauteil von ringförmiger Gestalt, die das Drehkesselgehäuse 1 umgibt und eine radial im Abstand angeordnete Umfangswand 24 sowie getrennte ringförmige Seitenwandungen 25 und 26 umfasst, v/ob ei die zuletzt genannten abgesetzte innere Flanschteile 27 und 28 aufweisen, die ganz dicht über den ümfangskantenteilen der gegenüberliegenden Sei ten v/an dun gen 3 und 11 des Kesselgehäuses 1 liegen. Die Brennkammer 23 bildet eine Eingform, die das Gehäuse 1 umgibt, und die Aussenflache der Gehäuseumfangswand 2 ist mit mehreren radialen Flügeln oder Hippen 29 versehen, um einen maximalen Wirkungsgrad des-Wärmeübergangs von der Brennkammer zu dem ringförmigen Flüssigkeitskörper in dem Gehäuse 1 zu schaffen, damit die Flüssigkeit auf die gewünschte Siedetemperatur gebracht wird.

Gemr.ss Figur 2 wird Brennstoff tangential in die Brennkammer mittels einer läse 30 geführt, zu der der Brennstoff in der erforderlichen Menge und mit dem benötigten Druck durch ein Bohr 31 zugeführt wird, und die Luft für das Zumischen zum Brennstoff wird durch mehrere Kanäle 32 in einem wesentlichen Segment der Umfangswand 24 in die Brennkammer eingeführt. Die Kanäle sind in einer haubenartigen Konstruktion 33 eingeschlossen, die eine ebene Kammer 34 bildet, in die die Luft durch'eine Leitung 35 von einer Pumpe oder einem

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nicht dargestellten Gebläse mit dem Druck und den Volumen für eine v/irksame Verbrennung des Brennstoffs zugeführt wird, so dass die Flüssigkeit in dem Kesselgehäuse auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird. Die Verbrennung des Brennstoffluftgemisches erfolgt nun im wesentlichen am gesamten Umfang des Drehkessels, und die Restprodukte sowie die Brenngase werden durch einen Auslass 36 abgeleitet. Eine ortsfeste Prallplatte 37 mit Ansätzen 38 für eine ent-" sprechende Passung mit den Hippen auf dem Gehäuse 1 ist euer zur Brennkammer zwischen dem Brennstoffstutzen 30 und den Auslass 36 angeordnet¹, wie in Figur 2 dargestellt, um einen wiederholten Kreislauf der Brenngase durch die Brennkammer zu verhindern. Um eine Verschmutzung der freien Luft zu verhindern, sollte der verwendete Brennstoff keine Luftverunreinigungen enthalten, und zu diesem Zweck können beispielsweise reine Hydrocarbon-Brennstoffe Verwendung finden, die frei von Schwefel, Stickstoff, Blei und anderen Bestandteilen sind.

Bei der veranschaulichten Ausführungsform der Enindung handelt es sich bei der Vorrichtung zum Expandieren der Dämpfe um eine Turbine T, und zwar um eine einstufige Turbine mit einem Rotor 40 mit einer Reihe von Turbinenschaufeln 41 am Umfang des Piotors. Der Turbinenrotor 40 ist in einer ringförmigen Ausnehmung 42 angeordnet, die in dem Gehäuseteil 4 vorgesehen ist, und zwar ist er für eine koaxiale Drehung unabhängig von dem Kessel B auf einer Welle 43 angeordnet, dio drehbar in dem röhrenförmigen Nabenteil 5 mittels La-

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gern 44 und 45 angeordnet ist.

Ein Düsenring 46 ist koaxial in der i.ähe des inneren Umfangs des Turbinenrotors 40 vorgesehen, und hierin ist auch ein ringförmiger nochdruckdampfeinlass 47 vorgesehen. Der I:ochdrucl:da:::pf wird von der Xesselkanmer 13 in das i.ohr 47 durch mehrere Dampfrohre 48 eingelassen, die in gleichen Abstünden ar. l'iafang der Achse angeordnet sind, um einen y.ascenausgleich in dem Kessel zu gewährleisten. Der Hochiiruckda:.»pi wird aus den Samelrohr 47 durch mehrere Stutzen 4S' abgelassen, die in dem King 46 mit gleichen Abständen as I'i.:iung desselben angeordnet und gegenüber den turbinen schaufeln 4"i so positioniert sind, dass der Hochdruckd&mpf durch die Stutcen 4i abgelassen wird, die an die Schaufeln 41 anstossen und den Turbinenrotor 40 sowie dessen V/elle 43 mit der gewünschten Geschwindigkeit antreiben. Die Turbinenwelle 43 kann irgend-eine faschine antreiben, "beispielsweise einen elektrischen Generator, ein mit Hadern versehenes Fahrzeug, einen Energieabnahmemechanismus oder dergleichen.

Ξ in ringförmiges Sarjaelrohr 50 zur Aufnahme der Abdämpfe aus der j.r.tspannungsvorrichtung ist vorgesehen, wobei es sich us eine Turbine handeln kann, die in dem Gehäuseteil 4 vorgesehen ist, und die Einlassöffnung ist gegenüber den Turbinen schaufeln 4' an der gegenüberliegenden Seite der Stutzen 46 vorgesehen. Der in das Sammelrohr 50 eintretende Abgascanipf wird in ringförmige Reihen von leitungen 51 abgeführt,

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die am Umfang der Drehachse angeordnet sind und sich in Winkel nach aussen von dem Abgasrohr 50 zu den Generator R erstrecken, der α ein Kondensator C zugeordnet ist. Die leitungen 51 sind durch eine Reihe von radialen Trennwänden 52 gebildet, die ic gleichen Abstand am Umfang der Achse angeordnet sind, und zwar v/erden sie durch im Abstand zueinanderliegenden winkelförmigen Platten 53 und 54 gehalten, die zwischen den Trennwänden 52 beispielsweise so angeordnet sind, wie dies am besten den Figuren 1 und 2 entnommen werden kann. Die Trennwände 52 wirken darüberhinaus als Abstützung für den Ring 46 in seiner lage koaxial in der !■Iahe des Turbinenrotors 40.

■,.'ie bereits erwähnt kann der Regenerator R in der Anlage nach der Erfindung vorgesehen sein in Abhängigkeit von dem besonderen Energiefluss des Kessels B. Aber bei der Ausführungsform TiciCh den Figuren 1, 3 und 4 ist ein Generator R mit mehreren rohrförmigen Gehäusen 55 mit bogenförmigem Querschnitt, wie in Figur 4 dargestellt und in gleichen Ab-" ständen am Umfang des Kondensators C angeordnet. Die gegenüberliegenden Enden des Regenerationsgehäuses 55 sind fest ar, Linger, oder Rahmen 56 und 57 befestigt, wobei der zuletzt genannte Ring 57 die Stütze des Kondensators C am Ence bildet. Ler Regeneratorstützring 56 ist an den Ansatz 14 der Xesselwand 12 an dem Flansch 15 angeschraubt oder anders befestigt, und der Ring 56 ist darüberhinaus am Umfang

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einer Kondensatorstützplatte 58 so befestigt, dass der Kondensator C und der Regenerator H koaxial zum Kessel B liegt und mit diesem als eine Einheit umläuft.

Ausserdem ist jedes Begenerationsgehäuse 55 mittels einer am Umfang liegenden Trennwand 59 unterteilt, um axialliegende Aussen- und Innendampfkanäle 60 und 61 zu bilden, und jede Trennv/and 69 endet hierbei kurz vor dem Bing 57, wie bei 62 gezeigt, um eine Verbindung zv/ischen diesen Dampfkanälen herzustellen.

Der Kondensator C zeigt eine ringförmige Dampfkammer 64, die durch äussere und innere durchlaufende zylindrische ',v'andungen 65 und 66 einerradialea Zwischenwand 67 und einen benachbarten Teil der Kondensatorstützplatte 58 gebildet ist, wie man am besten der Figur 1 entnehmen kann. Die ringförmige Dampfkammer 64 ist an der gegenüberliegenden Seite der Platte 58 gegenüber den Generatorgehäusen 55 angeordnet und befindet sich in einer offenen Verbindung mit den oberen -Kegenerationskanälen 61, um den Abdampf von der Turbine T aufzunehmen.

Eine im Querschnitt I-förmige Ringwand 68 ist in der Dampfkammer 64 angeordnet und bildet einen Umfangs-Kollektor 69 für das flüssige Kondensat, das durch die Kondensation des Turbinenabdampfes erzeugt wird, wie dies im Nachfolgenden noch beschrieben wird. Das in dem Kollektor 69 aufgenomme-

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ne Kondensat wird durch mehrere Leitungen oder P;ohre 70 abgelassen, von denen eines für jedes Regenerationsgehäuse 55 vorgesehen ist, das sich zuerst durch den inneren Dampfkanal" 61 und anschliessend in die entgegengesetzte Richtung durch den äusseren Dampfkanal 60 erstreckt. Dabei sind die Enden der ilohre 70 mit Leitungen 19 verbunden, durch die das flüssige Kondensat in die Kammer 18 zurückgeleitet wird, wie bereits beschrieben. Um einen optimalen Wärmeaustausch zwischen den Abdämpfen der Turbine in den Leitungen 60 und 61 und dem flüssigen Kondensat in den Leitungen 70 zu schaffen, können sie wirbeiförmig zurückgeführt und kreuzweise mit den Kanälen 60 und 61 der Gehäuse 55 verlegt sein, wie beispielsweise in Figur 1 dargestellt, und jede Leitung 70 ist mit mehreren ringförmigen Wsrmetauschflügeln 71 eines gut wärneleitfähigen Materials versehen, das in geeigneter V/eise mit der Fläche der Leitungen 70 verbunden ist.

V/ie man der Figur 1 entnehmen kann,ist im Bereich der Stütz- ^ platte 58 zur Drehung mit dieser eine Reihe von ringförmigen Flügeln 72 koaxial zu dem Kessel B in bestimmten gleichen Abständen zueinander angeordnet. Diese Flügel 72 bestehen aus getrennten oder voneinander unabhängigen ringförmigen Scheibenelementen, die in einem bestimmten engen Abstand und parallel zueinander sowie zu der Platte 58 mittels mehrerer Wärmeaustauschrohre 73 befestigt sind, die sich in Längsrichtung durch die Flügel 72 parallel zur Drehachse erstrecken. Die Flügel 72 und die Rohre 73 sind aus einem Me-

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tail mit hoher '.värneMtfähigkeit wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium gefertigt, und die Flügel werden vorzugsweise durch V/eich- Hartlöten oder dergleichen an den Rohren 73 befestigt, um eine .maximale V/ärmeleitfähigkeit zu gewährleisten.

Dabei sind die Rohre 73 in gleichen Abständen radial am Umfang der Flügel 72 versetzt angeordnet, siehe Figur 4. Die Innenenden der Rohre 73 sind hierbei in entsprechenden Öffnungen 74 angeordnet, die durch die Stützplatte 58 gehalten sind, so dass die Innenräume der Rohre 73 mit dem Innenraum des Äollektorringes 69 und der Dampfkammer 64 in Verbindung stehen. Hierbei sind die Aussenenden der Rohre 75 in Öffnungen 75 befestigt, die in dem Endring 57 angeordnet sind, der koaxial in der N^:ihe der Aussenflügel 72 liegt.

GemUss Figur 1 ist der Aussenradius der Flügel 72 der gleiche, und der Innenradius.der.Flügel ist bei bestimmten Ausnahmen ebenfalls der gleiche, die im Nachfolgenden erläutert wereen. Die inneren ümfangskanten der Flügel 72 bilden innen eine koaxiale 3inlasskammer 76 zum Kühlen der Flüssigkeit, die durch mehrere drehende Flügel 72, wie schon erläutert, nach aussen abgeführt wird. Der Innendurchmesser des Ringes 57 ist hierbei im wesentlichen der gleiche wie der- Innendurchmesser der benachbarten Gruppe der Flügel 72, so dass dor Durchfluss in die Rammer 76 nicht behindert ist, unc es ist auch ein nach aussen glockenförmig erweitertes Teil fest an eins ortsfeste Stütze 7S in der Nähe des Ringes 57 koaxial nach aussen angeordnet, siehe Figur 1.

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Wie darüberhinaus der Figur 1 entnommen werden kann_/sind getrennte Flügel 72 in Reihen mit Innenradien versehen, die kleiner als bei dem Rest der Flügeln 72 sind, so dass die Flügeln weiter in die Kammer 76 über die Innenkanten der anderen Flügel 72 hinausragen, siehe die Darstellung bei 79. Die Innenradien dieser Flügel 79 sind somit derart abgestuft, dass das Ausmass, um das sie in die Kammer 76 nach innen ragen, progressiv in Richtung axial nach innen zunimmt, wie gezeigt. Der innere Umfangskantenteil der verlängerten Flügel 79 ist kurvenförmig nach aussen ausgebildet, wie bei 80 gezeigt, und der axiale Abstand zwischen den Flügeln 79 und den Innenradien ist so begrenzt, dass eine im wesentlichen gleichmässige Verteilung des Kühlmittels von der Kammer in die Räume zwischen die Reihen der Flügel 72 eintritt. ■ .

Der axiale Abstand zwischen den benachbarten Flügeln 72 ist auf die Drehgeschwindigkeit des Kondensators und die . inneren und äusseren Radien der Flügel abgestimmt, so dass die viskosen Eigenschaften des Kühlmittels und der Scherkräfte nutzbar gemacht werden, die durch den Umlauf der Flügel 72 zum Pumpen der Flüssigkeit radial nach aussen zwischen den Flügeln erfindungsgemäss erzeugt werden, wie noch näher in ΟΗ-7Ο*ίΟ (Patentanmeldung; der vorliegenden Amr.elderin mit gleichen Anmeldetage) beschrieben.

Somit wird durch eine Drehung der Flügel 72 mit einer bestimmten auf den Abstand der Flügel und deren Radien abgestimmten Geschwindigkeit ein Kühlmittel die Luft nach innen

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durch die Einlasskammer 77 und den Ring 57 in die Kammer 76 geleitet, und im Anschluss daran tritt sie radial in die Räume zwischen den Flügeln 72 ein, wo sie durch die Scherkräfte beschleunigt wird, die durch die Geschwindigkeitsdifferenz oder den Schlupf zwischen' den Flügeln und der Flüssigkeit erzeugt werden. Wenn die Kühlflüssigkeit beschleunigt und zwischen die Flügel 72 nach aussen gedrückt wird, 'dann wird sie mit Druck beaufschlagt und an den Aussenkanten der Flügel abgeleitet, und gelangt dann nach aussen um und zwischen die Generatorgehäuse 55.

Obschon die Flügel 72 als mehrere voneinander getrennte Scheibenelemente nach Figur 1 dargestellt sind, können sie auch durch aneinanderliegende Windungen einer durchgehenden Spirale oder eine schraubenförmige Anordnung eines flachen Streifens aus thermisch gut leitfähigen Material mit getrennten Innenansätzen hergestellt sein, wie dies gleichfalls in CR-70'IO (siehe Vorseite) noch näher beschrieben ist.

Wie bereits erwähnt ist ein Generator R nicht immer erforderlich, und das Erfordernis eines Generators hängt von dem Verhältnis der Entropie der Verdampfung der Wärmekapazität des Dampfes bei dem normalen Siedepunkt (^ S/C ) der besonderen Flüssigkeit ab, die in dem Kessel B der Maschine verwendet ist. Im Falle von Druckflüssigkeiten, für die A. S/C sich dem Wert (1) nähert, wird ein Regenerator nioht benötigt, aber wenn ^ S/C kleiner als (1) ist, braucht man die Regeneration, und je kleiner der Wert δ S/C ist,

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desto mehr'Regeneration ist erforderlich. Bei Maschinen nach der vorliegenden Erfindung, die einen Regenerator R nicht benötigen, wird das in den Kollektor 69 aufgenommene Kondensat durch Leitungen 70a direkt in die Zuleitungen 19 und die Kesselkammer 18 abgeführt, wie man beispielweise der Figur 6 entnehmen kann.

Ein wichtiger Faktor bei drehenden Maschinen der erfindungsgemässen Art besteht in der radialen Lage des Kondensators C gegenüber dem Kesselniveau χ und darüberhinaus in'der Lage des Regenerators R, falls einer Verwendung findet. Um arbeitsfähig zu sein müssen der Radius oder der Abstand der Kondensatorrohre 73 von der Drehachse der Maschine natürlich kleiner sein als der Radius oder der Abstand des Flüssigkeitsspiegels χ des Kessels von der Achse, damit das Kondensat von dem Kollektor 69 zu der Kesselkammer 18 zurückgeführt wird, indem die Zentrifugalkraft verwendet wird, die durch die Drehung der Kessel-Kondensatoranordnung entsteht. Aber es muss nicht nur diese allgemeine Beziehung be-■

rücksichtigt werden, sondern auch der radiale Abstand von der Drehachse su den Rohren 73 und dem Niveau χ sind sehr v/ich tig und bestimmen den Dampfdruck, der in dem Kessel bei der spezifischen Drehgeschwindigkeit der Maschine erzeugt wird.

Demgemäss werden für bestimmte Drehgeschwindigkeiten der Maschine, um den erforderlichen"Flüssigkeitsdruck zur Aufrechterhaltung des Dampfdruckes in der Kesselkammer 13 zu

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erzeugen, die radialen Abstände zu den Kondensatorrohren 73 und zu dem Kesselniveau χ genau eingehalten und müssen vorherbestimmt werden. Darüberhinaus muss der Generator, .falls ein.solcher eingebaut ist, in einem grösseren radialen Abstand von der Drehachse als die Kondensatorrohre 73 und in einem kleineren Abstand von der Achse als das Kesselflüssigkeitsniveau χ angeordnet sein. Vorzugsweise befindet sich der Aussenradius des Regenerators R in axialer Ausrichtung mit der Kesselinnenwand 12, wie dies Figur 1 darstellt.

V/egen dieser Erfordernisse und der Begrenzungen im Hinblick auf die relative radiale Lage der Kondensatorrohre 73 und des Kesselflüssigkeitsniveaus χ ist es bisher nicht möglich gewesen, einen hochwirksamen geschlossenen Clausius-Rankine-Prozess bei kleinen Abmessungen und geringem Gewicht durchzuführen und dabei einen Dampf mit hoher Qualität zu erzeugen, dessen V.^rärnefluss gut über dem Spitzen-Siedepunkt bei normaler Erdgravitation mit einem stetigen Fluss von Dampf und Flüssigkeit liegt, der vom Schwerefeld und der Richtung unabhängig ist. Durch die Erfindung wird nun aber eine derartige Anlage möglich, indem man die offenbarte Kombination eines Drehkessels, einer Expansionsvorrichtung und eines Drehkondensators anwendet. Dabei werden die Viskositäts-Scherkräfte verwendet, um die Kühlflüssigkeit durch die Kondensatorflügel 72 zu drücken, und um die erforderliche Kondensatorkapazität unter optimalen Arbeits-

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bedingungen für die Maschine zu schaffen, wobei ebenso wichtig ist, dass die Kondensatorrohre 73 radial angeordnet und das Kesselflüssigkeitsniveau χ in der erforderlichen V'eise eingehalten wird, um den erforderlichen Kesseldruck zu erzeugen, damit der erforderliche Dampfdruck bei der ausgewählten Drehgeschvindigkeit aufrechterhalten werden kann. Darüberhinaus erlauben optimale Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine die Verwendung einer Expansionsvorrichtung,-die beispielsweise durch die Ansätze 49 und die Turbine T gegeben ist, welche eine kompakte Grosse zeigt und mit dem Kessel B passend versehen ist, wie er beispielsweise in Figur 1 gezeigt ist. ',/eiin nun aber eine Expansions vorrichtung zur Konvertierung von V.'arme in mechanische Energie wie der Turbinenrotor 40 nicht Verwendung findet oder nicht benutzt wird, dann wird'die maschine natürlich zu einer einfachen, wirksamen und kompakten Vorrichtung zur Transformierung von Brennstoffenergie in erwärmte reine Luft, die' aus dem Kondensator abgelassen wird.

Im Nachfolgenden wird die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ur.her erläutert. Der Kessel B und der Kondensator C werden zusammen mit dem zugeordneten Segenerator E mit einer bestimmten Geschwindigkeit angetrieben, und die ringförmige Flüssigkeit in der Kammer 13 wird auf eine bestimmte Temperatur und einen bestimmten Druck durch die Verbrennung des Kraftstoff-Iuftgemisches in der Kammer

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gebracht. Der durch die siedende Flüssigkeit erzeugte Dampfdruck wird von der Kammer 13 nach innen durch die Eohre dem Sammelrohr 47 in dem Eing 46 zugeführt, das sich mit dem Kessel dreht und durch die Stutzen 49 abgelassen wird, der an den Turbinenschaufeln 41 anliegt, .wodurch der Turbinenrotor 40 und die Welle 43 mit einer bestimmten Geschwindigkeit gegenüber der Drehung des Kessels und der Kondensatoranordnung angetrieben werden.

Der Abdampf aus der Turbine tritt nun in das Sammelrohr ein und wird von da durch die Leitungen 51 in die unteren Kammern 60 in dem Gehäuse 55 des Eegenerators E geleitet. Dabei wirken diese leitungen 51 als Unterschalldiffusor, wobei der Dampf mit gleicher Entropie verlangsamt wird, um die zur Verfügung stehende kinetische Energie in statischen Druck umzuwandeln, wodurch der Kondensatordruck und die Temperatur ansteigen, um einen verbesserten Wirkungsgrad des Kondensators zu erreichen.

Die Dämpfe strömen nun in Längsrichtung durch die Aussenkammern 16 in das Eegeneratorgehäuse 55 und anschliessend in umgekehrter Eichtung durch die Innenkammem 61 in die Eingkammer 64 des Kondensators C. Von dieser Kammer 64 tritt der ausgestossene Dampf nun in den Kollektor 69 durch die Öffnungen 69a ein und strömt anschliessend in die Wärmetauschrohre 73, wo der Dampf durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel kondensiert wird, wobei es sich um Aussen-

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luft handelt, die nach aussen zwischen den im Abstand zueinander angeordneten Flügeln 72 abgelassen wird, wie dies schon beschrieben wurde.

Das auf diese V/eise in den Rohren 73 gebildete Kondensat fliesst nun in den Kollektor 69, von dem es radial durch die Zentrifugalkraft abgeschleudert wird, die durch die Drohung des Kondensators C erzeugt wird. Wie dargestellt wird das Kondensat aus dem Kollektor 69 durch mehrere Leitungen 70 abgeführt, die die inneren und äusseren Kammern 61 und 60 in den Regenerationsgehäusen 55 durchqueren, und anschliessend wird es in die Kammer 18 durch die Rohre 19 zurückgeführt. VIenn das Kondensat nun durch die Rohre 70 in dem Gehäuse -55 fliesst, wird es durch den Wärmeaustausch mit dem Abdampf vorgewärmt, der durch die Regenerationsgehäuse fliesst, die auf diese "l/eise um einen bestimmten Grad vorgekühlt werden. Die die Flügel 72 nach aussen verlassende Kühlluft unterstützt darüberhinaus die Kühlung des Abdampfes, wenn dieser durch die Gehäuse 55 fliesst. Während des Betriebes wird die Flüssigkeit in der Kammer 13 automatisch im wesentlichen beständig auf der Ebene gehalten, die durch die Lini.e χ angegeben ist, wie dargestellt, und zwar, wegen des Zusammenwirkens zwischen den Leitungen 21 und den Zuführleitungen 20, wie noch näher in CR-7042 (vergl. : beschrieben. Darüberhinaus kann es bei einigen erfindunpsgenässen Maschinen in Abhängigkeit von dem Wirkungsgrad des Regenerators erforderlich oder wünschenswert sein, eine geeignete nicht gezeigte Vorrichtung zur Verhinderung der

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is -

Überhitzung des Dampfes zu verwenden, nachdem dieser den Regenerator verlassen hat und in die Wärmetauschrohre 73 eintritt.

V.^?ie schon erwähnt ist der Erfindungsgegenstand besonders geeignet zur. Durchführung des Clausius-Kankine-Prozesses, und insbesondere da, wo es erwünscht ist, Flüssigkeiten mit einem hohen Molekulargev/icht zu verwenden, deren Siedepunkt etwa um 100 ° bis 250 ° C liegt, v/as bei Vorrichtungen zur Expansion mit Düsen und niedriger Geschwindigkeit sowie bei einstufigen Turbinen erforderlich ist.

Bei einem typischen Ausführungsbeispiel nach der Erfindung zeigt die Ausgangswelle 43 eine Leistung von 20 PS mit einem Kessel B mit einem Innendurchmesser von etwa 46,5 cm (18,5 ") und einer axialen Innenlänge von etwa 9 cm (3,6 "). Der Durchmesser der Turbine T an den Schaufeln 41 beträgt etv/a 11 cm (4,66 "), und die Flügel des Kondensators C haben einen Aussendurchmesser von etv/a 32 cm (12,38 ") und einen Innendurchmesser von etwa 20,23 cm (8 "). Die axiale Länge der Reihen von Flügeln beträgt hierbei 30,48 cm (12 ") und der Abstand zwischen den benachbarten Flügeln 72 ist 0,0813 cm (0,032 "). Die Kessel-Kondensatoranordnung wird mit einer Geschwindigkeit von 2400 Umdrehungen pro Minute mittels des Motors M angetrieben, und die Schaufeln

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Vt

der Turbine T sind gegenüber den Düsen 49 so angeordnet, dass sie die Turbine in Gegendrehrichtung der Kessel-Kondensatoranordnung antreiben. Wenn eine Flüssigkeit mit einem hohen Molekulargewicht in dem Kessel Verwendung findet, "beispielsweise Bi-tri-fluormethyIbenzyl Alkohol, wie schon erwähnt, dann sind die Einzelheiten für einen typischen Betrieb der beschriebenen Anlage w.ie folgt:

* Kesseltemperatur ca. 275 ° C (527 ° F)

Kesseldruck ca. 10 kg pro cm (144 psia)

Turbinengeschwindigkeit 30.000 Umdrehungen pro Minute'

KondensatortemperaturHO-⁰ C .( 230 ° F)

Kondensatordruck 0,21 kg pro cm (3 psia)

Kraftflussdurchlauf 0,308. kg pro Sekunde (0,680 lb/sec)

Clausius-Rankinewirkungsgrad 0,238 (bei 70 ^-iger Regeneration 0,238)

Kesselbelastung (bei 70 ^-iger Regeneration) ■67,8 kcal mal 10 ^D pro Stunde (268 mal 10 ^Btu/hr)

Kondensatorbelastung (bei 70 5^-iger Regeneration) 55 kcal mal 10 ³ pro Stunde (217 Btu/hr)mal 10

Hegenerationsbelastung (bei 70 ^-iger Regeneration) 24 kcal mal 10 5 _pr0 Stunde (95 mal 10 ^ Btu/hr)

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10 9 8 3 5/1157 ORIGINAL INSPECTED

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Bei bestimmten geschlossenen Clausius-Rankinesystemen v/ie bei denen, die nicht in einem hermetisch abgeschlos senen Gehäuse angeordnet sind und die Druckmittel verwenden, die nicht vollständig stabil sind, kann der aus gestossene in den Kondensator C eintretende Dampf Heine ^£/S-Sätze eingeschlossener Luft oder anderer Gase aufweisen, die in den Rohren 73 nicht durch den Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit kondensierbar sind, die zwischen die Flügel 72 des Kondensators ausgestossen werden. In diesem Falle ist es wünschenswert, diese nicht kondensierbaren Bestandteile so zuentfernen, dass sie nicht mehr in den Kessel C zurückkehren und somit nicht wieder in den Umlauf gebracht werden können.

Dies kann durch einen Reinigungsmechanismus erzielt, werden, wie er beispielsweise in den Fig. 1 und 5 veranschaulicht ist und eine Vakuumpumpenanordnung 81 an dem Aussenende einer koaxial liegenden Welle 82 zeigt.

Die Welle 82 ist dabei drehbar mit dem Kondensator C und ihr Innenende ist fest mit der Stützplatte 58 verbunden. Das Aussenende der Welle 82. ist durch mehrere speichenartige Elemente 83 gehalten, die in gleichen . Abständen am Umfang angeordnet sind, wobei ihre Aussenenden in einem Ringteil 84 befestigt sind, das an der Aussenfläche des Kondensatorringes 57 sitzt. Die Speichen 83 sind röhrenförmig, wie gezeigt, und haben

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Durchgänge 85 zwischen einer Ringkammer 86in dem ßingteil 84 und einer axialen Bohrung 87 im Aussenende der V/elle 82. Die Verbindung zv/ischen den Aussenwellen der Kondensatorrohre 73 und der Kammer 86 ist durch eine Drosselöffnung 88 in dem Ring 84 hergestellt. Das Aussenende der V/elle 82 ist mit reduziertem Durchmesser wie bei 89 ausgebildet und mittels eines Lagers 90 in einem ortsfesten Gehäuse 91 der tragflügelartigen Aussenkontur angeordnet, die fest an dem reduzierten En-Ji de der Welle 82 mittels radialer Speichen 92 abgestützt ist, deren Aussenenden in einem Hing 93 liegen, der auf dem ortsfesten Gehäuse 78 befestigt ist.

In dem Gehäuse 91 ist eine Kammer 94 durch eine Dichtung 95 um das VJellenende abgedichtet und durch radiale Kanäle 96 in der Welle 82 in Verbindung mit der Wellenborung 87. Ein Nocken 97 ist fest am Ende der V/elle 82 in der Kammer 94 angeordnet, und auf eine Drehung der W_elle 82 in der Kessel-Kondensatoranordnung hin betätigt dieser Nocken ein Federkissen 98, das in einer * noch zu beschreibenden Weise ein Paar Rückschlagventi le 99 und 100 öffnet und schliesst.

Das Rückschlagventil 100 befindet sich in seiner Offenlage in Verbindung mit der Aussenluft, wie durch den Pfeil in Fig. 5 angedeutet ist. Andererseits ist der Einlass des Rückschlagventils.99 mittels einer Kapillar-

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röhre 101 rait einer Vakuumsteuervorrichtung 102 verbunden. Die Verbindung zwischen diesem Kanal und der Kammer 92 ist darüber hinaus mittels eines Durchgangs 103 in dem Ventilgehäuse vorgesehen.

Die Steuervorrichtung 102 zeigt einen lufteinlass 104, der mit dem benachbarten Ende des Rohres 101 unter Steuerung eines regulierenden liadelventils 105 in Verbindung steht. Ein zweiter Durchgang 104 verbindet gleichfalls das Rohr 101 mit dem Innenraum eines Kissens 106, das an dem Stösselventil 105 fest angeordnet ist. Sine Druckfeder 108 zwischen den Kissen und dem Ende einer Einstellschraube 109 dient zur Vorspannung des Ventils 105 in die Schliesslage. Diese Vorspannung kann durch Handeinstellung der Schraube 109 geändert werden. Im Betrieb wiikt das Vakuum in dem Rohr 101 durch pumpen der Kissen 98 der Feder 108 über den Kanal 107. entgegen, und somit auch das Ausmass der Öffnung des Nadelventils 1051 und auch die Iaiftmenge, die den Kanal 104 durchströmt kann durch Verändern der Ansprechbarkeit des Ventils durch die Einstellschraube 109 gesteuert werden.

Im Betrieb des Eeinigungsmechanisinus nach Fig. 5 wird der Nocken 97 mit dem Kissen 98 auf dem hohen Punkt des Nockens so in Eingriff gebracht, dass die erwähnten Kissen 98 maximal zusammengedrückt werden, wobei das

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Rückschlagventil 99 geschlossen wird und das Rückschlagventil 100 zur Aussenluft hin geöffnet wird. Auf eine Drehung des Nockens 97 um 180 ° zu dem unteren Punkt dehnen sich die federnden Kissen 98 durch eine Öfffnung des Ventils 99 und schliessen das Ventil 100. Eine Ausdehnung der Kissen 98 schafft nun ein Vakuum oder eine Saugkraft durch das offene Ventil 99, das die nicht verdampfbaren Dämpfe aus den Kondensatorröhren 73 durch die Öffnungen 88, die Kammer 86, die Durchlässe 85, die Bohrung 87, die Kammer 94 und den Durchgang 103 in die Kissen 98 absaugt, zusammen mit einer bestimmten Menge Aussenluft, die durch den Einlass 104 und die Kapillarröhre 101 strömt. Das Nadelventil 105 ist so eingestellt, dass eine bestimmte Luftmenge in die Röhre 101 über den Durchgang 104 hereingelassen wird, um den gewünschten Anteil zwischen der luft in dem System und den nicht kondensierbaren Anteilen aufrechtzuerhalten, die aus den Kondensationsrohren 73 abgezogen werden. Wenn der Nocken 97 sich um 180 dreht, um wieder seinen hohen Punkt mit den Kissen 98 zu erreichen, erfolgt wieder die Zusammendrückung, wodurch das Rüekschlagventil 99 geschlossen und das Rückschlagventil 100 geöffnet wird, um die Kissen 98 von den Flüssigkeiten zu entlüften, die in die Kissen während des vorangegangenen Expansionshubes eingesaugt wurden. Dieser Kreislauf wird nun bei jeder Umdrehung des Nockens 97 gegenüber den Kissen 98 wiederholt.

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Dieser Reinigungsmechanismus für die nicht kondensier-. ba-ren Bestandteile ist allgemein bei Maschinen erforderlich, die hermetisch in Gehäusen eingeschlossen sind und hoch stabile Druckmittel verwenden, und bei diesen Maschinen können kleine Anteile der nicht kondensierbaren Flüssigkeit, die sich während einer längeren Zeitdauer im Betrieb angesammelt haben, durch eine periodische Evakuierung der Maschine wie erforderlich entfernt werden.

Es ist nun klar, dass die beschriebene erfindungsgemässe Anlage die eingangs erwähnte Aufgabe löst, wodurch die oben erwähnten Vorteile erzielt werden, und während Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, soll doch hervorgehoben werden, dass die Erfindung nicht auf diese . Ausführungsform beschränkt ist, sondern es sind Abwandlungen und Änderungen der Erfindung möglich, ohne von dem Grundgedanken abzuweichen.

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Claims (11)

1. PATENTANSPRÜCHE

   f 1 .J V/ärmekraftanlage zur Durchführung des geschlossenen Rankine-Prozesses, ι nun folgenden Merkmale:

   ^< nen Rankine-Prozesses, gekennzeichnet durch die

   Ein ringförmiger Kessel (B) ist mit einer bestimmten Geschwindigkeit um seine Achse drehbar, um einen ringförmigen Flüssigkeitskörper in dem Kessel zu halten, der sich ständig am Innenumfang desselben hält, wobei die Innenfläche der Flüssigkeit in einem bestimmten Abstand radial nach aussen gegenüber der Drehachse liegt;

   eine Einrichtung zum Erwärmen des Flüssigkeitskörpers in dem Kessel zur Erzeugung eines Dampfdruckes;

   eine Expandiervorrichtung zur Abnahme von Arbeit, die durch den Dampfdruck durch das Erwärmen der Flüssigkeit in dem Kessel erzeugt wird;

   einen Kondensator für den Abdampf der Erxpansions-

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   vorrichtung einschliesslich mehrerer axial im Abstand angeordneter ringförmiger Flügel, die koaxial in dem Kessel für eine Drehung hierin angeordnet sind;

   der axiale Abstand der Flügel und die inneren und die äusseren Radien derselben sind aufeinander und auf die Drehgeschwindigkeit abgestimmt, so dass eine Kühlflüssigkeit durch Viskositäts-Scher-Kräfte nach aussen zwischen die Flügel bei optimalem Wärmeaustausch gedrückt wird;

   Wärmetausehröhre (73) erstrecken sich axial durch die Flügel und sind im Abstand von der Drehachse angeordnet, der kleiner ist als der Abstand der Kesselflüssigkeit von der Innenfläche;

   eine Vorrichtung zur Zurückführung des dampfförmigen Kondensats aus dem Kondensator in den Kessel;

   der radiale Abstand der Wärmetauschrohre und der Innenfläche der Kesselflüssigkeit gegeneinander sowie von der Drehachse sind auf die Drehgeschwindigkeit des Kessels und des Kondensators abgestimmt, um den erforderlichen radialen Abstand zwischen den Wärmetauschrohren und der Kesselinnenfläche zu schaffen, der erforderlich ist, um den Flüssigkeitsdruck zu erzeugen, der zur Aufrechterhaltung

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   CK 7041

   βλ

   des gewünschten Kesseldampfdrucks bei der Drehgeschwindigkeit benötigt wird.
2. 2. Wärmekraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den Kondensatorflügein und den inneren und äusseren Hadien aufeinander und auf die Drehgeschwindigkeit so abgestimmt ist, daß die Kühlflüssigkeit, die gefördert und durch die Viskositäts-Scher-Kräfte nach aussen zwischen die Flügel gedrückt wird, einen maximalen Gesamtwärmetausch von der Kühlflüssigkeit zu dem in die Wärmetauschrohre ausgestossenen Dampf erzeugt, um den Dampf zu kondensieren.
3. 3. V/ärmekraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator eine Regenerationsvorrichtung aufweist, die drehbar hiermit angeordnet ist, wodurch ein Wärmeaustausch zum Vorkühlen des Abdampfes vor dem Eintritt in die Wärmetauschrohre und eine entsprechende Vorwärmung des Kondensats aus den Rohren vor der Rückkehr in den Kessel erfolgt, wobei die Regenerationseinrichtung in einem Abstand von der Drehachse angeordnet ist, der grosser als die 'wärmetauschrohre und kleiner als die Flüssigkeit an der Kesselinnenfläche ist, und wobei die radiale Anordnung der Regenerationsvorrichtung so ge-

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   halten ist, dass die Flüssigkeit in der Vorrichtung unter einem Druck steht, der ausreicht, eine Verdampfung der Flüssigkeit während des Vorwärmens in der Vorrichtung zu verhindern.
4. 4. V/ärmekraftanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenradius <3er Kondensatorflügel kleiner ist als der radiale Abstand der Kesselinnenfläche von der Drehachse, und wobei die Regenerationseinrichtung am Umfang der Flügel angeordnet ist.
5. 5. Wärmekraftanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Kessel eine ringförmige Flüssigkeitsvorratskammer aufweist, die konzentrisch hierin angeordnet ist, und wobei der grösste Radius dieser Kammer mindestens gleich ist dem grössten Radius der Regenerationsvorrichtung.
6. 6. V/ärmekraftanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nach aussen zwischen die benachbarten Flügel beschleunigte Flüssigkeit mit der Regenerationsvorrichtung in Eingriff gebracht wird und die Abkühlung des ausgestossenen Dampfes unterstützt.
7. 7. V/ärmekraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ' zeichnet, dass die Expandtervorrichtung eine Reihe von Düsen und eine Turbine umfasst, die konzentrisch

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   in dem ringförmigen Kessel angeordnet ist und einen Rotor aufweist, der zum Umlauf koaxial zu der Achse des Kessels und des Kondensators angeordnet ist.
8. 8. V/ärmekraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungseinrichtung zur Evakuierung der Luft aus den Wärmeaustauschrohren und anderen nicht kondensierbaren Einschlüssen im Dampf vorgesehen ist.
9. 9. V/ärmekraftanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung automatisch durch die Drehung des Kondensators betätigt wird.
10. 10. V/ärmekraftanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der innere radiale Abstand der ringförmigen Kesselkammer von der Drehachse mindestens so gross ist wie der Aussenradius der Regenerationsvorrichtung.
11. 11. Wärmekraftanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Turbinenrotors in entgegengesetzter Richtung zu der Drehung des Kessels und des Kondensators erzeugt wird.

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