DE2118824C3

DE2118824C3 -

Info

Publication number: DE2118824C3
Application number: DE2118824A
Authority: DE
Inventors: Milan Prof. Dr.-Ing. Zagreb Pecar (Jugoslawien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-04-17
Filing date: 1971-04-17
Publication date: 1974-07-18
Also published as: DE2118824B2; DE2118824A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Energie aus kleinen Temperaturunterschieden, die sich durch ungewöhnliche Einfachheit und Preiswürdigkeit auszeichnen.

Es sind Verfahren zur Umwandlung von Wärmeenergie bei kleinen Temperaturunterschieden in nutzbare mechanische oder elektrische Energie bekannt, bei denen eine bei einer bestimmten Temperatur verdampfbare Flüssigkeit durch den den Dampfdruck. dieser Flüssigkeit in eine größere Höhenlage gebracht wird. Abgesehen von teuren Anlagen, in welchen beispielsweise Ammoniak mit Hilfe der Wärme eines Flusses verdampft, im Dampfzustand auf einen hohen Berg gefördert und dort unter der Kälte auf dem

:o Berg wieder in nutzbare Flüssigkeit zurückverwandelt wird, die beispielsweise eine Turbine treibt, sind auch schon verhältnismäßig einfache Vorrichtungen zur Verwirklichung eines solchen Verfahrens vorgeschlagen worden, bei welchen der durch Wärme- zufuhr erhaltene Dampf einer in einem gegebenem Temperaturbereich bei einem bestimmten Unterdruck siedende Flüssigkeit auf den freien Flüssigkeitsspiegel, drückt und die Flüssigkeit in die Höhe treibt und diese nach Abgabe ihrer Lageenergie und Abkühlung in ihre untere Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Eine ausnutzbare mechanische oder elektrische Energie wurde aber damit nicht erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Kostenaufwand eine kontinuierliehe Energiegewinnung zu erzielen.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, nach welchem die Flüssigkeit in einen über dem Gefäß befindlichen kälteren Zylinder strömt, von wo aus sie einer Turbine zugeführt wird und anschließend in ein zweites Gefäß fließt.

Eine Vorrichtung zur Verwirklichung dieses Verfahrens ist beispielsweise gekennzeichnet durch zwei unter Vakuum stehende Kammern, von denen mindestens eine mit einer teilweise bereits verdampften Betriebsflüssigkeit gefüllt ist, einen hohen, gegenüber den Kammern kühleren Zylinder, Flüssigkeitsrohn: mit Zwischenventil, weiche je eine Kammer und den Zylinder am Boden miteinander verbinden und Ventile aufweisen, Dampfrohre, die eine Kammer und den Zylinder, jedoch an höher gelegenen Punkten miteinander verbinden und Ventile aufweisen, sowie ein Rohr, welches vom Boden jeder Kammer bis zum oberen Ende im Innern des Zylinders reicht und die austretende Betriebsflüssigkeit einer Vorrichtung zur Gewinnung von Energie zuführt, von wo sie der anderen Kammer zugeleitet wird.

Das Verfahren arbeitet besonders wirtschaftlich, wenn beim Umstellen der Verbindungsleitungen auf die Arbeit der anderen Kammer beide Kammern

So vorübergehend miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, die Dampfhähne zu einem Dreiwegehahn zusammenzufassen.

Als Betriebsflüssigkeit eignet sich beispielsweise eine solche, deren Siedepunkt unter 80° C liegt, während ihre kritische Temperatur kleiner als die Verdampfungstemperatur ist. Beispielsweise hat sich eine Betriebsflüssigkeit bewährt, deren kritische Temperatur größer als 50° C ist. Mit Vorteil wird die Betriebsflüssigkeit mit bei den Betriebstemperaturen unverdunstba.en Flüssigkeitszusätzen vermischt.

Selbstverständlich bietet es keine Schwierigkeiten, die vorhandenen Ventile oder Hähne automatisch in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsstand der jeweils in Betrieb befindlichen Kammern in bekannter Weise

zu steuern.

Das Verfahren nach der Erfindung ist auch anwendbar, um unstabile Stoffe bei beliebig niedrigen Temperaturen und kleinen Temperaturunterschieden.

zu destillieren. Man kann es zum Trocknen verwenden, wobei in einer offenen Kammer das Destillat erfaßt wird, während in einer zweiten Kammer die letzten Reste der Verdunstungsphase absorbiert werden. Diese Verwendungsari könnte neben der präparativen und industriellen auch eine analytische Anwendung finden. Bei der Erforschung der Bioenergie könnte das Verfahren nach der Erfindung zur Kläiang des Mechanismus des Entstehens der Bioenergie beitragen, was zur diagnostischen und therapeutischen Lösung pathologischer Zustände des Organismus führen würde. Auch eine Verwertung der Erfindung auf Satelliten ist durchaus möglich.

Es sei schließlich noch an die Möglichkeit erinnert, durch Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung im Laborversuch künstliche Einflüsse auf metereologische Bewegungen im Sinne des Dirigierens oder wenigstens des Korrigierens ues Wetters oder des Klimas zu erforschen.

Die Zeichnung gibt als Beispiel ein Vorführgerät für Schulen wieder, welches die Einfachheit einer Vorrichtung nach der Erfindung besonders überzeugend veranschaulicht. Zwei Kammern C, und C₂ in Form der üblichen Stehkolben von beispielsweise 1 Liter Inhalt sind in der Nähe des Kolbenbodens durch Flüssigkeitsrohre S., und S₃ sowie in der Nähe des Kolbenhalses durch Dampfrohre S₁ und S₄ mit dem Innern eines hohen Zylinders C_y verbunden. Alle Rohre S₁ bis S₄ weisen je ein Ventil V₁ bis F₄ auf. Außerdem geht vom BoJen der Kolben je ein dünnes Druckrohr P₁ und P₂ in dem Zylinder nach oben. Die Enden der Druckrohre sind so geformt, daß die im Betrieb jeweils aus einem der beiden Rohre austretende Betriebsflüssigkeit eine kleine Turbine T anzutreiben vermag. Ein Rückkühler R, welcher zugleich das obere Ende des Zylinders C/ abschließt, dient dazu, den Zylinderinhalt und die offene Kammer kühl zu halten, insbesondere dann., wenn statt einer Heizvorrichtung unter der einen der

beiden Kammern C₁ oder C₂ nur die Wärme der Umgebung ausgenutzt wird.

Die Vorrichtung nach der Erfindung wird in Betrieb gesetzt, indem beispielsweise' die Ventile F₂ und F₁ geschlossen, die Ventile F₃ und F₄ offen-

gehalten werden, und der mit Betriebsflüssigkeit gefüllte Kolben C₁ von unten her ein wenig erhitzt wird. Der steigende Dampfdruck der siedenden Betriebsflüssigkeit im Kolben C₁ treibt die Flüssigkeit durch Rohr P₁ nach oben, von wo sie auf die Schaufeln

einer Turbine T gelangt. Sie fließt etwas abgekühlt durch Flüssigkeitsrohr S₃ und geöffnetes Ventil V₃ in den kälteren Kolben C₂ zurück. Ist der Kolben C₁ leergelaufen, so werden die Ventile F₃ und F₄ geschlossen, die Ventile V₁ und F₂ offengehalten, und

es wird jetzt die Heizung vom Kolben C₁ nach dem Kolben C, verlegt. Kurz danach steigt die Betriebs-, flüssigkeit nunmehr im Rohr P₂ hoch und beaufschlagt die Schaufeln der Turbine T, wobei die Flüssigkeit nach ihrer teilweisen Abkühlung im Zylin-

der C₁, durch Flüssigkeitsrohr S₂ über das offene Ventil V„ nach dem jetzt kalter gewordenen Kolben C₁ zurückfließt.

Statt einer besonderen Heizvorrichtung kann auch der Kühler R an eine Kühlflüssigkeit angeschlossen werden, oder es können auch Heizvorrichtung und Kühlflüssigkeit kombiniert werden.

Je nach dem vorhandenen Temperaturgefälle wird das Druckgefälle der Flüssigkeit in der Vorrichtung nach der Erfindung so eingeregelt, daß die bescliriebene Arbeitsweise stattfindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Umwandlung von Wärmeenergie bei kleinen Temperaturunterschieden in nutzbare mechanische oder elektrische Energie, wobei eine bei einer bestimmten Temperatur verdampfbare Flüssigkeit durch den Dampfdruck dieser Flüssigkeit in eine größere Höhenlage gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in einen über dem Gefäß befindlichen kälteren Zylinder strömt, von wo aus sie einer Turbine zugeführt wird und anschließend in ein zweites Gefäß fließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ablauf eines Arbeitsprozesses beide Gefäße vorübergehend miteinander verbunden werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bei welcher der durch Wärmezufuhr erhaltene Dampf einer in einem gegebenen Temperaturbereich bei einem bestimmten Druck siedenden Flüssigkeit auf den freien Flüssigkeitsspiegel drückt und die Flüssigkeit in die Höhe treibt und diese nach Abgabe ihrer Lageenergie und Abkühlung in ihre untere Ausgangsstellung zurückgeführt wird, gekennzeichnet durch zwei unter Vakuum stehende Kammern (C₁, C₂), von denen mindestens eine mit einer teilweise bereits verdampften Betriebsflüssigkeit gefüllt ist, einen hohen, gegenüber den Kammern kühleren Zylinder (C_v), Flüssigkeitsrohre (S₂, S₃) mit Zwischenventil (V₂, F₃), welche je eine Kammer und den Zylinder am Boden miteinander verbinden, sowie Dampfrohre (S₁, S₄), die ebenfalls eine Kammer und den Zylinder, aber an höher gelegenen Punkten miteinander verbinden und Ventile (F₁, F₄) aufweisen, sowie ein Rohr (P₁, P₂), welches vom Boden jeder Kammer bis zum oberen Ende im Innern des Zylinders (Cy) reicht und die austretende Betriebsflüssigkeit einer Vorrichtung (T) zur Gewinnung von Energie zuführt, von wo sie der anderen Kammer zugeleitet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (V₁ und F₄) zu einem Dreiwegehahn zusammengefaßt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsflüssigkeit eine solche verwendet wird, deren Siedepunkt größer als die Kondensations- und möglicherweise kleiner als die Verdampfungstemperatur ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsflüssigkeit Zusätze von bei den Betriebstemperaturen nicht verdampfenden Flüssigkeiten enthält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (V₁ bis F₄) in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsstand der gerade im Betrieb befindlichen Kammern automatisch betätigt werden.