DE211874C

DE211874C -

Info

Publication number: DE211874C
Application number: DENDAT211874D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 211874 KLASSE 46 d. GRUPPE- M 211874 CLASS 46 d. GROUP

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von mechanischer Arbeit oder Kälte durch den Druckunterschied zwischen dem Gas- oder Dampfdruck in einem Vergaser bzw. Verdampfer und einem Absorber bzw. Kondensator.The invention relates to a method for generating mechanical work or cold due to the pressure difference between the gas or vapor pressure in a gasifier or evaporator and an absorber or Capacitor.

Die Erfindung bezweckt, die im Vergaser oder Verdampfer zwecks Austreibung des Gases aus der flüssigen Lösung bzw. zwecks Verdämpfung der Flüssigkeit zugeführte latente Wärme bei der Absorption bzw. Kondensation wiederzugewinnen, um sie in stetem Kreislauf immer wieder in den Vergaser (Verdampfer) zu führen.The invention aims in the carburetor or evaporator for the purpose of expelling the gas latent supplied from the liquid solution or for the purpose of evaporating the liquid Recover heat through absorption or condensation in order to keep it in constant circulation repeatedly into the carburetor (evaporator).

Man hat bei Dampfmaschinen bereits versucht, die bei Kondensation von Wasserdampf frei werdende latente Wärme unmittelbar zur Vorwärmung der zu verdampfenden Flüssigkeit zu verwenden, indem man das Speisewasser als Kondensatorkühlwasser benutzte. Diese Versuche haben jedoch keine erhebliche praktische Bedeutung erlangt.Attempts have already been made in steam engines to deal with the condensation of water vapor released latent heat directly to preheat the liquid to be evaporated by using the feed water as condenser cooling water. However, these attempts have not gained significant practical importance.

Gemäß der Erfindung wird nun die latente Wärme im Absorber (Kondensator) durch eine Flüssigkeit (Wärmeträger) aufgenommen, die nacheinander den Absorber (Kondensator) und den Vergaser (Verdampfer) durchzieht. Sie geht durch einen Körper, der in diesen beiden Apparaten durch die Flüssigkeit bzw. Lösung berieselt wird, im Gegenstrom zur .Rieselflüssigkeit hindurch. Die in mechanische Arbeit oder Kälte umzusetzende und die als Ersatz für die' unvermeidlichen Verluste dienende Wärmemenge wird in den Kreislauf der Wärmeträgerflüssigkeit an einer zwischen den. beiden Apparaten liegenden Stelle des Durchflußkörpers durch eine besondere Wärmequelle eingeführt.According to the invention, the latent heat in the absorber (condenser) is now through a Liquid (heat transfer medium) added, which successively the absorber (condenser) and runs through the carburetor (evaporator). She goes through a body that is in these two Apparatus through which the liquid or solution is sprinkled, in countercurrent to the .Rieseliquid through. That to be converted into mechanical work or cold and that as Replacement for the 'inevitable losses serving heat quantity is in the circuit the heat transfer fluid at one between the. position lying on both apparatuses of the flow body introduced by a special heat source.

Bei der Einrichtung gemäß Fig. 1 ist zunächst der Einfachheit wegen angenommen, daß durch Wärmezufuhr im Erhitzer f nur die Verluste gedeckt werden, d. h. die Differenz der im Vergaser α aufzuwendenden über die im Absorber b abgegebene latente Wärme zu-. geführt wird. Die Lösung berieselt im Vergaser α eine z. B. von erhitztem Wasser als Wärmeträger in der Richtung von unten nach oben durchflossene Rohrschlange g, wodurch das Gas unter fortschreitender Erwärmung der Lösung allmählich ausgetrieben wird. Im Absorber b findet der umgekehrte Vorgang statt, indem das durch das Rohr ν vom Vergaser α zuströmende gasarme warme Lösungswasser in Gegenwart des durch das Rohr c aus dem Vergaser zuströmenden freien Gases eine von der kälteren Wärmeträgerflüssigkeit durchflossene Rohrschlange e berieselt und dabei fortschreitend abgekühlt wird und sich mit Gas anreichert. Es sei angenommen, daß die Temperatur der Lösung (Ammoniak) im Vergaser auf 40 ° gebracht ist und das Kühlwasser (Wärmeträger) in die Rohrschlange e des Binders mit o° eintritt. Es wird dann theoretisch ein vollständiger Wärmeaustausch stattfinden, d. h. das Kühlwasser wird sich auf 40 ° erwärmen und das Lösungswasser auf o° abkühlen. Letzteres wird dabei entsprechende Mengen Ammoniak aufnehmen. Aus der Rohrschlange e geht das Kühlwasser (Wärmeträger) nach der Rohrschlange g im Vergaser, dieIn the device according to FIG. 1, for the sake of simplicity, it is initially assumed that only the losses are covered by the supply of heat in the heater f , ie the difference between the latent heat emitted in the absorber b and the latent heat to be expended in the gasifier α. to be led. The solution sprayed in the gasifier a α z. B. of heated water as a heat carrier in the direction from bottom to top flowed through coil g, whereby the gas is gradually expelled with progressive heating of the solution. In the absorber b , the reverse process takes place, in that the low-gas, warm solution water flowing in through the pipe ν from the gasifier α, in the presence of the free gas flowing in through the pipe c from the gasifier, sprinkles a pipe coil e through which the colder heat transfer fluid flows and is progressively cooled in the process and is enriched with gas. It is assumed that the temperature of the solution (ammonia) in the gasifier is brought to 40 ° and the cooling water (heat transfer medium) enters the coil e of the binder at 0 °. Theoretically, a complete heat exchange will then take place, ie the cooling water will heat up to 40 ° and the water in solution will cool down to 0 °. The latter will absorb corresponding amounts of ammonia. From the coil e the cooling water (heat transfer medium) goes to the coil g in the gasifier, the

wiederum durch das vom unteren Ende des Binders mittels einer Pumpe h und Rohres d nach dem Vergaser gehobene gasreiche Wasser berieselt wird. Es findet hierbei der umgekehrte Vorgang statt wie im Binder. Der Wärmeträger gibt seine Wärme an die Lösung ab, deren Temperatur wieder auf 40° steigt, so daß das im Binder aufgenommene Gas im Vergaser wieder ausgetrieben wird und in den Binder zurückkehrt. Mit dem dargestellten Apparat wird eine kontinuierliche Vergasung und Absorption, also eine ununterbrochene Strömung des freien Gases vom Vergaser zum Binder erhalten. In der Praxis würden die Vorgänge sich etwas anders gestalten, da einmal kein so vollkommener. Wärmeaustausch zwischen der Lösungsflüssigkeit und dem Wärmeträger stattfindet, und andererseits infolge von Verlusten die Umlaufswärmemenge sich stetig verringern würde. Es wird daher bereits eine geringe Wärmezufuhr durch die Erhitzerspirale f erforderlich sein, um den beschriebenen Vorgang zu erhalten. Zur Leistung mechanischer Arbeit kann bei diesem Vorgange das Gas auf seinem Wege vom Vergaser zum Binder noch nicht herangezogen werden, da der hierzu erforderliche Spannungsabfall vom Vergaser zum Binder fehlt.again by the gas-rich water raised from the lower end of the binder by means of a pump h and pipe d to the gasifier. The reverse process takes place here as in the binder. The heat transfer medium gives off its heat to the solution, the temperature of which rises again to 40 °, so that the gas absorbed in the binder is driven out again in the gasifier and returns to the binder. With the apparatus shown, continuous gasification and absorption, i.e. an uninterrupted flow of the free gas from the gasifier to the binder, is obtained. In practice, the processes would be a little different, since they are not as perfect. Heat exchange takes place between the solution liquid and the heat carrier, and on the other hand, as a result of losses, the amount of circulating heat would steadily decrease. It will therefore already be necessary to supply a small amount of heat through the heater coil f in order to achieve the process described. In this process, the gas on its way from the carburetor to the binder cannot yet be used to perform mechanical work, since the voltage drop required for this from the carburetor to the binder is missing.

Um mechanische Arbeit leisten zu können, muß die Vergasung unter höherem Druck als die Absorption vor sich gehen, also auch bei höheren Temperaturen, denn die Temperatur muß mit dem Drucke steigen, um bei gleichem Sättigungsgrad noch Gas auszutreiben.In order to be able to do mechanical work, the gasification must be under higher pressure than the absorption go on, so even at higher temperatures, because the temperature must rise with the pressure in order to drive out gas with the same degree of saturation.

Es muß also dem Wärmeträger auf dem Wege vom Binder zum Vergaser im Erhitzer /eine entsprechende Wärmemenge zugeführt werden. Ferner muß das Lösungsmittel auf dem Wege vom Vergaser zum Binder abgekühlt werden, um in letzteren mit der gewünschten niedrigen Temperatur einzutreten, während es andererseits auf dem Wege vom Binder zum Vergaser wieder entsprechend erwärmt werden muß. Man erreicht dies am einfachsten dadurch, daß man in einem zwischen dem Binder und Vergaser eingeschalteten Ausgleicher die beiden Ströme der Lösungsflüssigkeit im Gegenstrom aufeinander einwirken läßt. Nimmt man an, daß die Verhältnisse im Binder die gleichen bleiben, wie bei dem Apparat Fig. 1 angenommen, daß hingegen die Temperaturen im Vergaser um 60 ° höher liegen, so daß man im Vergaser einen Druck P¹ gegenüber einem Druck P⁰ = 1 Atm. im Binder erhält, so wird eine dem Druckabfall P¹ — P⁰ und der in der Zeiteinheit entwickelten Gasmenge entsprechende Arbeitsleistung erzielt werden können. Der Wärmeträger muß im Erhitzer theoretisch um 60 ° erwärmt werden, ebenso das Lösungswasser auf dem Wege vom Binder zum Vergaser, während umgekehrt die Temperatur des Lösungswassers auf dem Wege vom Vergaser zum Binder um 60 ° erniedrigt werden muß. Es kann dies lediglich durch gegenseitige Einwirkung der beiden Ströme des Lösungswassers in einem Ausgleicher k annähernd erreicht werden.It must therefore be supplied to the heat carrier on the way from the binder to the gasifier in the heater / a corresponding amount of heat. Furthermore, the solvent must be cooled on the way from the carburetor to the binder in order to enter the latter at the desired low temperature, while on the other hand it has to be heated again accordingly on the way from the binder to the carburetor. The easiest way to achieve this is to allow the two flows of the solution liquid to act on one another in countercurrent in an equalizer connected between the binder and the gasifier. Assuming that the ratios in the binder remain the same as in the apparatus of Fig. 1 assumed that, however, the temperatures in the gasifier by 60 ° are higher, so that in the gasifier a pressure P ¹ with respect to a pressure P ⁰ = 1 Atm. is obtained in the binder, a ^{work performance corresponding to the pressure drop P 1} - P ⁰ and the amount of gas developed in the unit of time can be achieved. The heat transfer medium must theoretically be heated by 60 ° in the heater, as well as the solution water on the way from the binder to the gasifier, while conversely the temperature of the solution water on the way from the gasifier to the binder must be lowered by 60 °. This can only be approximately achieved by the mutual action of the two streams of the water of solution in an equalizer k.

Der diese Vorgänge verwirklichende Apparat gemäß Fig. 2 ist aus demjenigen Fig. 1 entstanden durch Einschaltung des Ausgleichers k zwischen dem Vergaser α und dem Binder b, sowie durch entsprechende Vergrößerung des Erhitzers /. Das vom Vergaser α durch das Rohr zur Arbeitsleistung nach der Kraftmaschine gehende Gas wird nach Abgabe seiner Energie durch das Rohr c¹ in den Binder b geführt, wo es von der die Rohrschlange e berieselnden und dadurch abgekühlten Lösungsflüssigkeit aufgenommen wird. Die angereicherte Lösung wird durch Pumpe h und Rohr d zunächst in die Rohrschlange des Ausgleichers k geführt, um im Wärmeaustausch mit dem diese Rohrschlange berieselnden, aus dem Vergaser a kommenden warmen Lösungsflüssigkeitsstrom vorgewärmt zu werden und durch Rohr d¹ mit der erforderlichen Anfangstemperatur (bei den angenommenen Verhältnissen 60 °) in den Vergaser einzutreten, während andererseits das die Rohrschlange des Ausgleichers k berieselnde Lösungswasser auf die Temperatur von 40 ° abgekühlt wird, die als seine Anfangstemperatur im Binder angenommen wurde.The apparatus according to FIG. 2 which realizes these processes is derived from that of FIG. 1 by connecting the equalizer k between the carburetor α and the binder b, and by correspondingly enlarging the heater /. The gas going from the carburetor α through the pipe to work after the engine is passed through the pipe c ¹ into the binder b after its energy has been released, where it is absorbed by the solution liquid which sprinkles the pipe coil e and is thereby cooled. The enriched solution is first fed through the pump h and pipe d into the pipe coil of the equalizer k , in order to be preheated in heat exchange with the warm solution liquid flow coming from the gasifier a , and through pipe d ¹ to the required initial temperature (at the assumed conditions 60 °) to enter the gasifier, while on the other hand the water of solution sprinkling the pipe coil of the equalizer k is cooled to the temperature of 40 °, which was assumed to be its initial temperature in the binder.

Der Wärmeträger geht zunächst durch die Rohrschlange e des Binders, erwärmt sich darin durch Wärmeaufnahme von 0 auf 40 °, wird hierauf im Erhitzer auf 100 ° weiter erwärmt, worauf durch Wärmeabgabe im Vergaser seine Temperatur auf 60 ° sinkt.The heat transfer medium first goes through the pipe coil e of the binder, heats up in it from 0 to 40 ° by absorbing heat, is then further heated in the heater to 100 °, whereupon its temperature drops to 60 ° due to the release of heat in the gasifier.

Mit Hilfe des beschriebenen Apparates kann man Wärmequellen von geringer Temperatur, z. B. Abdampf einer Dampfmaschine, zur Gewinnung mechanischer Arbeit oder Kälte nutzbar machen. Man wird dabei um so bessere Resultate erzielen, je tiefer die Temperatur des' Wärmeträgers beim Eintritt in den Gasbinder, also auch die Temperatur im Gasbinder liegt. Man kann schon mit dem gewöhnlich zur Verfügung stehenden Kühlwasser von 15 ° C. auskommen. Bei Vorhandensein von Eis kann man das in den Binder eintretende Wasser durch eine Eiskühlanlage kühlen. Je niedriger die Temperatur gehalten wird, um so geringer wird ferner die Wasserdampf bildung im Vergaser, um so schneller lösen sich die Gase im Binder und um so besser werden sie im Vergaser ausgetrieben, um so niedriger halten sich auch die Strahlungsverluste. Diese Vorteile dürften sich in der Praxis als so bedeutungsvoll erweisen, daß man sich bei Krafterzeugung in den meisten Fällen, wo kein Eis vorhanden ist, dazu entschließen wird, einen Teil derWith the aid of the apparatus described, heat sources of low temperature, z. B. exhaust steam from a steam engine, can be used to generate mechanical work or cold do. The lower the temperature, the better the results of the 'heat transfer medium when entering the gas binder, so the temperature is also in the gas binder. You can already use the cooling water that is usually available of 15 ° C. In the presence of ice, one can see what is entering the binder Cool the water with an ice cooling system. The lower the temperature kept the less water vapor is formed in the carburetor, the more so the faster the gases dissolve in the binder and the better they are expelled in the carburetor, the lower the radiation losses. These benefits should prove so significant in practice that in most cases where there is no ice, one will choose to use a portion of the

Claims

developed pressurized gases to use for cold generation. Furthermore, in order to avoid deposits in the spirals, the water coming from the pipe coil of the gasifier will, if possible, be made usable again by cooling, which can be achieved in any way. Fig. 3 shows a system with pre-cooling of the heat transfer medium by well water in connection with a steam engine. The individual apparatuses are not arranged one above the other, as in the schematic illustration in FIG. 2, but rather separately next to one another. The mode of operation of this system is as follows: The steam generated in the steam boiler I goes to the working cylinder m. The exhaust steam used goes through the heater f, where it is condensed into water, and this water is pressed into the boiler by the boiler feed pump η. The water (heat transfer medium) heated in the heater f goes into the spiral of the gasifier a, from here via the cooler 0 by means of the pump p through the gas binder b and from there back into the heater f. The ammonia gas goes from the gasifier α into the working cylinder r, from this after the work has been done into the gas binder b. The ammonia water formed here flows through the equalizer (not shown) and is lifted onto the coiled tube of the gasifier α by the pump h. Here the cycle ■ of the ammonia begins again ■ while the driven off ammonia-poor water flows back through the equalizer (not shown) into the binder and, after it has been enriched here with the ammonia returning from work, is returned to the gasifier and its cycle begins again. The generation of the motor force depends on the amount of water that flows through the energy-absorbing and energy-releasing pipe in the unit of time; consequently, by regulating the speed of the driving pump φ, one can also regulate the generation of force. If, for example, the exhaust steam from a steam engine is used to operate the system, the circulation pump must be influenced by the controller of the main steam engine. In an apparatus which is arranged similarly to that according to FIG. 2, steam instead of gas can also be generated and condensed (see FIG. 4). Naturally, the sprinkling from the steam generator α into the condenser b can be omitted here, since the trickle water can be completely evaporated. The preheating of the condensate to be lifted from the condenser into the steam generator by means of the pump h and the pipe d is effected by part of the heat transfer medium flowing out of the pipe coil g through the pipe s in the preheater k. The heater / must be fed by a heat source at a higher temperature, since the temperature in the steam generator must be considerably above 100 ° C. 70 Godfather nt-A ν Proverbs:

1. Process for generating mechanical work or cold by means of the pressure difference between the gas pressure (steam

. pressure) in a carburetor (evaporator) and an absorber (condenser), characterized in that that a liquid that passes through the two apparatuses one after the other with the recovery of latent heat, which expel (vaporize) and absorb (condense) the gases caused by irrigation of their flow-through body at a point of the flow-through body lying between the two apparatuses is heated by a special heat source.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that the heat transfer medium through those in the compressor or binder and in the evaporator, from the liquid or solution-sprinkled heat exchange devices, e.g. B. serpentine tubes, is guided in countercurrent to that, wherein A heater is arranged between the compressor or binder and the evaporator is to supply the heat transfer medium with the amount of heat to be converted into work or cold.

1 sheet of drawings.