DE2255769A1 - Verfahren zum anfahren eines mit einem arbeitsmedium im geschlossenen kreislauf arbeitenden systems und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

65-19·678Ρ(19.679Η) Ik. 11. 1972

Thermo Electron Corporation, Waltham (Massachusetts), V.St.A.

Verfahren zum Anfahren eines mit einem Arbeltsmedium im geschlossenen Kreislauf arbeitenden System^und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein mit einem Arbeitsmedium im geschlossenen Kreislauf arbeitendes System und insbesondere auf eine nach dem Rankine-verfahren arbeitende Maschine, die spezielle Bestandteile zum Anfahren nach einer längeren Ruheperiode aufweist.

Bei einem geschlossenen System im allgemeinen und bei nach dem Rankine-verfahren arbeitenden Maschinen im besonderen treten bestimmte Probleme bei der Festlegung der Konstruktion auf,welche nicht nur eine wirkungsvolle Arbeitsweise während . des Dauerbetriebes, sondern auch während des Anfahrens nach

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einer längeren Ruhepause aufweisen soll. Systeme dieser Art weisen einen Verdampfer, eine Expansionsstufe, einen Kondensator und eine Pumpe auf. Die Pumpe führt das Arbeitsmedium von dem Kondensator in den Verdampfer, in welchem das Arbeitsmedium unter Druck erhitzt wird, worauf es zu der Expansionsstufe gelangt, in der durch die Expansion des erhitzten Arbeitsmediums unter Druck mechanische Energie erzeugt wird, die am Ausgang des Systems abgenommen werden kann. Bei vielen Maschinen dieser Art ist das Arbeitsmedium ein entflammbares giftiges Material beispielsweise Trifluoräthanol und es· ist sowohl hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit als auch hinsichtlich der Sicherheit wichtig, daß dieses Arbeitsmedium innerhalb des Systems eingeschlossen bleibt. Viele dieser Arbeitsmedien haben einen verhältnismäßig hohen Dampfdruck und neigen deshalb nach dem Abstellen der Maschine dazu in das Schmiermittel zu wandern, welches sich im Kurbelgehäuse der Expansionsstufe dieser Maschine befindet. Versuche zur Lösung solcher Probleme haben in der Vergangenheit zur Verwendung bestimmter Elemente geführt, wie z. B. Heizvorrichtungen in dem Kurbelgehäuse um das Schmiermittel auch im Ruhezustand der Maschine auf einer erhöhten Temperatur zu halten.

Ein zusätzliches in Verbindung mit diesen Maschinen als Folge einer längeren Ruhepause auftretendes Problem beruht auf der Forderung, daß die Umwälzpumpe, welche das Arbeitsmedium in den Heizkessel fördert, an ihrem Einlaß einen statischen Drucküberschuß gegenüber dem Dampfdruck des Arbeitsmediums haben muß, um arbeiten zu können. Ohne einen solchen Drucküberschuß würde in der Pumpe Kavitation auftreten und diese könnte nicht arbeiten. Während des normalen Betriebes liefert der Dampfdruck des Arbeitsmediums in dem

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gesamten System diesen Drucküberschuß. Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems besteht in der Verwendung einer Zusatzpumpe als Vorstufe zur Umwälzpumpe, die zum Einlaß der Umwälzpumpe vorverdichtetes Arbeitsmedium liefert, wenn die Maschine für eine längere zeit außer Betrieb gesetzt worden ist. Um ein solches System jedoch verwenden zu können, muß jedoch sichergestellt sein, daß am Einlaß der Zusatzpumpe Arbeitsmedium zur Verfügung steht.

Bei der Maschine nach der vorliegenden Erfindung ist das Schmiermittel in dem Kurbelgehäuse mit dem Arbeitsmedium mischbar und die Dichtungsanordnungen in der Expansionsstufe sind derart,daß im Ruhezustand das Arbeitsmedium in das Kurbelgehäuse gelangen und sich mit dem Schmiermittel mischen kann. Die Maschine umfaßt eine Expansions- bzw. Arbeitsstufe, welcher Arbeitsmedium mit einem erhöhten Druck und einer erhöhten Temperatur von dem Heizkessel zugeführt wird. Das Arbeitsmedium mit geringerem Druck und geringerer Temperatur wird aus der Arbeitsstufe ausgeschoben und gelangt über einen Regenerator zu einem Kondensator zur Kühlung und Verflüssigung des Arbeitsmediums. Der Ausgang des Kondensators gelangt zu einem Vorratsbehälter, welcher seinerseits Arbeitsmedium zu dem Einlaß einer Zusatzpumpe liefert, welche Arbeitsmedium mit erhöhtem Druck in den Einlaß der Umwälzpumpe fördert, welche normalerweise durch die Ausgangswelle der Arbeitsstufe angetrieben ist. Diese Speisepumpe verdichtet das Arbeitsmedium und fördert es in den Heizkessel, von dem es wiederum zu der Arbeitsstufe gelangt. Zwischen dem Heizkessel und der Arbeitsstufe ist eine Abscheidevorrichtung angeordnet, welche das Schmiermittel von dem Arbeitsmedium trennt und das Schmiermittel in das Kurbelgehäuse der Arbeitsstufe zurückführt, während das Arbeitsmedium direkt in die Arbeitsstufe gelangt. Der Vorratsbehälter zwischen dem Kondensator und

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der Zusatzpumpe weist eine direkte verbindung zu dem Kurbelgehäuse oder dem Schmiersumpf der Arbeitsstufe auf, die durch ein Schwimmerventil Überwacht ist, welches die Verbindungsleitung von dem Kurbelgehäuse geschlossen hält, es sei denn, daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Vorratsbehälter unter einen bestimmten Spiegel fällt.

Wenn die Maschine einmal gestartet ist, arbeitet dieses System im wesentlichen in der gleichen Weise wie eine übliche nach dem Rankine-Verfahren arbeitende Maschine, wobei das Arbeitsmedium in dem Heizkessel erhitzt und verdichtet und in eine Arbeitsstufe geleitet wird, in der durch Expansion mechanische Energie erzeugt wird. Das etwas abgekühlte Arbeitsmedium mit geringerem Druck wird dann zu einem Regenerator geleitet, wo es zum Vorwärmen von Arbeitsmedium dient, das von dem Kondensator zu dem Heizkessel fließt. Das Arbeitsmedium aus dem Regenerator gelangt in den Kondensator, wo es gekühlt und verflüssigt wird und gelangt von dort über die Zusatzpumpe, die im normalen Betrieb nur als Verbindung dient, in die Umwälzpumpe, die das Arbeitsmedium dann in den Heizkessel fördert.

Beim Anfahrvorgang arbeitet jedoch die vorliegende Erfindung in einer wirksamen und unüblichen Weise. Wenn die Maschine für eine längere Zeit stillgesetzt worden ist, besteht die Flüssigkeit in dem Kurbelgehäuse aus einer Mischung von Arbeitsmedium und Schmiermittel und in dem Vorratsbehälter ist die Flüssigkeit ebenfalls eine Mischung aus diesen beiden Substanzen. Beim Anfahren liefert die Mischung in dem Vorratsbehälter einen Druck für die Zusatzpumpe, weiche diese Mischung vorverdichtet und sie mit einem erhöhten Druckgefälle zu der Umwälzpumpe fördert, wodurch der Umwälzvorgang des

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Arbeitsmediums in der Maschine in Gang gesetzt wird. Wenn diese Mischung durch den Heizkessel strömt, wird das Arbeitsmedium verdampft, während das Schmiermittel nicht verdampft wird und demnach in der Trennstufe sich in einem flüssigen Zustand befindet, wodurch das Schmiermittel leicht von dem Arbeitsmedium in äampfförmigem Zustand abgetrennt und hierauf in das Kurbelgehäuse abgeleitet werden kann. Aus diesem Grunde wird bei den anfänglichen Zyklen nach dem Anfahr-Vorgang eine Mischung aus Schmiermittel und Arbeitsmedium umgewälzt,welohe rasch voneinander getrennt werden, bis das Schmiermittel sich wieder vollständig in dem Kurbelgehäuse und das Arbeitsmedium in dem normalen Umlaufweg befindet. Wenn einmal in dem System ein ausreichender Druck vorhanden ist, füllt sich der Vorratsbehälter nur mit dem umlaufenden Arbeitsmedium und daher unterbindet das Schwimmerventil die Zuführung von Schmiermittel aus dem Kurbelgehäuse in den Arbeitsmittelumlauf. Andererseits dienen während des Anfahrvorganges sowohl das flüssige Arbeitsmedium als auch das flüssige Schmiermittel als eine Startflüssigkeit, um den Betrieb der Pumpe in Gang zu bringen, wobei das Arbeitsmedium aus dem Kurbelgehäuse diesen Anfahrvorgang unterstützt. Diese beiden Merkmale bewirken einen wirksamen Startvorgang und vermeiden die Notwendigkeit der Anordnung einer wirksamen Dichtung während längerer Ruhepausen der Maschine, und zwar eine Dichtung um das mischbare Schmiermittel von dem Arbeitsmittel zu trennen und erfordern keine zusätzliche Zuführung von Arbeitsmedium beim Startvorgang der Maschine.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen in Verbindung mit der Beschreibung und der Zeichnung, in der die Erfindung beispielsweise dargestellt ist. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung der Maschine nach der Erfindung; und

Pig. 2 ein Zustandsdiagramm, das den Zustand des Arbeitsmediums an verschiedenen Punkten des Arbeitszyklusses gemäß der Erfindung zeigt.

In Fig. 1 ist eine nach dem Rankine-verfahren arbeitende Maschine dargestellt, die ein mit Schmiermittel mischbares Arbeitsmedium verwendet. Die Maschine umfaßt verschiedene Bestandteile, die nur während des Startens in Betrieb sind und solche Elemente, die während des normalen Betriebs benötigt werden. Eine Heizkesselpumpe 46 ist über eine Leitung mit einem Regenerator 50 verbunden, in welchem Arbeitsmedium in einer Rohrschlange 52 vorgewärmt wird. Das Medium fließt dann durch eine Leitung 54 in den Heizkessel 6. Ein Brennstoffluftgemisch wird über die Leitung 2 dem Brenner 4 zugeführt, angezündet und erwärmt das Arbeitsmedium in der Rohrschlange 8, in welcher das Arbeitsmedium erhitzt und verdampft wird und den Heizkessel 6 über die Leitung 10 verläßt. Das Arbeitsmedium tritt in eine Trennkarnmer 15 über die Leitung 12 ein und verläßt diese durch eine Leitung 18 und über ein Drosselventil 20 in eine Arbeitsmaschine 22. Die Arbeitsmaschine 22 ist beispielsweise als eine hin- und hergehende Kolbenmaschine dargestellt. Andere Arbeitsmaschinen können angewendet werden. Solche typische Arbeitsmaschinen sind Rotationskolbenmaschinen oder Turbinen. In den letzteren Fällen müßte das Kurbelgehäuse durch einen Schmiersumpf ersetzt werden. In der dargestellten Arbeitsmaschine wirkt das Arbeitsmedium auf die mit 24 bezeichneten Kolben, welche eine Arbeitsleistung an eine: äußere ,Welle abgeben und die Speisepumpe 46 antreiben. Die Kolben 24 schieben dann das Arbeitsmedium durch eine Auslaßleitung 64 in den Regenerator 50, wo die in dem expandierten Gas enthaltene Restwärme zum Vorwärmen des durch die Rohrschlange 52 hindurch-

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strömende Arbeitsmedium benutzt wird. Das gasförmige Arbeitsmedium, welches durch die Leitung'64 eintrat, tritt nun aus dem Regenerator 50 durch die Leitung 62 aus und gelangt in den Kondensator 56, in dem es in dem Wärmetauscher 58 gekühlt und in dem flüssigen Zustand kondensiert wird. Der Kondensator 56 ist über eine Leitung 60 mit einem Vorratsbehälter 38 verbunden, der eine Auslaßleitung 40 aufweist. Im normalen Betrieb wird die Pumpe 42 nicht angetrieben und das durch die Leitung 40 in die pumpe 42 eintretende Arbeitsmedium verläßt diese über die Leitung 44, ohne wesentlichen Verlust an statischem Druckgefälle und tritt in die mit 46 bezeichnete Speisepumpe ein, wodurch der normale Arbeitsr zyklus der im geschlossenen Zyklus arbeitenden Maschine abgeschlossen ist.

Fig.2 zeigt die charakteristischen Druck- und Enthalpie-Eigenschaf ten von Trifluoräthanol als ein in der Maschine nach Fig. 1 verwendetes Arbeitsmedium. Das Arbeitsmedium wird durch die Heizkesselspeisepumpe von dem Punkt H bis auf den Punkt C bei annotierend konstanter Enthalpie verdichtet. Ohne wesentlichen Druckverlust nimmt die Enthalpie des Arbeitsmediums zu,wenn es in dem Regenerator und dann in dem Heizkessel erwärmt wird, wie dies zwischen den Punkten C und D bzw. zwischen den Punkten D und E angezeigt ist. Der Druck und die Enthalpie des Arbeitsmediums nehmen ab, wenn es in der Arbeitsmaschine Arbeit leistet, was zwischen den Punkten E und F angezeigt ist. Die Enthalpie des Arbeitsmediums nimmt ab, wenn es Wärme ah das Arbeitsmedium abgibt, das durch den Regenerator strömt, wie dies zwischen den Punkten F und G angezeigt ist. Ein weiterer Wärmeverlust normalerweise gegenüber der Atmosphäre tritt ein, wenn die Enthalpie des Arbeitsmediums in dem Kondensator zwischen den Punkten G und H abnimmt. Im normalen Betrieb befindet sich das Arbeitsmedium,

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wie dies durch die gesättigten Flüssigkeitslinien dargestellt ist, im flüssigen Zustand, wenn es den Kondensator verläßt und verbleibt in diesem Zustand, bis es in dem Heizkessel erwärmt und verdampft wird. Wie dies durch die gesättigte Dampflinie dargestellt ist, verbleibt das Arbeitsmedium in einem vollständigen Dampfzustand von einem Punkt im Heizkessel bis zu einem Punkt im Kondensator, in dem es durch Abkühlung Jn den flüssigen Zustand gebracht wird. Wenn die Maschine abgestellt wird, wird dem Arbeitsmedium keine Wärme mehr zugeführt und das System kühlt sich ab, wodurch der Druck des Arbeitsmediums in dem System abnimmt.

Die gestrichelte Linie in Fig. 2 zeigt den Zustand des Arbeitsmediums an, wenn dieses den Startvorgang durchläuft, bevor es in den Regenerator beim Punkte C eintritt. Nimmt man an, daß das System abgekühlt ist, so daß das Arbeitsmedium eine Durchschnittstemperatur von 37 C und einen Druck sowie eine Enthalpie aufweist, die durch den Punkt A. im Diagramm angezeigt sind, so wird beim Startvorgang nach der Erfindung eine Zusatzpumpe eingesetzt, um den statischen Druck des flüssigen Arbeitsmediums zu erhöhen, bevor es in die Heizkesselspeisepumpe eintritt, wie dies durch die gestrichelte Linie zwischen den Punkten A und B angezeigt ist. Die Heizkesselspeisepumpe erhöht dann den Druck des Arbeitsmediums bis auf ein durch den Punkt C angezeigtes Druckniveau, welches in diesem Falle den Druck und die Enthalpie des Arbeitsmediums aufweist, wenn diese den Regenerator verläßt, da während des Startvorganges der Regenerator normalerweise nicht in der Lage ist, das Arbeitsmedium vorzuheizen, bevor ös in den Heizkessel eintritt. Wenn der Dauerbetrieb erreicht ist, folgt der Zyklus des Arbeitsmediums der ausgezogenen Linie der geschlossenen Diagrammschleife wie dies weiter oben beschrieben ist.

Es wird nun wieder auf die Fig. 1 bezug genommen. Nachdem das

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System abgestellt worden Ist und' anfängt abzukühlen, neigt das Arbeitsmedium in dem System dazu, in das Kurbelgehäuse 26 der Arbeitsmaschine zu wandern, welches das für den Betrieb der Arbeitsmaschine notwendige Schmiermittel aufweist. Das Kurbelgehäuse 26 enthält nun ein Medium 2b¹, welches eine Mischung aus Schmiermittel und Arbeitsmittel darstellt. Im normalen Betrieb sollte das Kurbelgehäuse jedoch nur reines Schmiermittel enthalten; anderenfalls weist das die Arbeitsmaschine schmierende Schmiermittel nicht die geeignete Viskosität auf, was zu einer verkürzten Lebensdauer der Maschine führen kann, Die in einem geschlossenen System verwendeten ,typischen Schmiermittel und Arbeitsmittel sind mischbar; es ist deshalb notwendig, eine Einrichtung zum Trennen dieser beiden mischbaren Flüssigkeiten vorzusehen.

Während in richtig entworfenen Maschinen mit geschlossenem Zyklus der verbleibende Druck des expandierten Gases, wenn dieses in den Kondensator 56 eintritt und das statische Druckgefälle der Flüssigkeit in dem Kondensator 56 relativ zu dem Einlaß der Heizkesselspeisepumpe 46 ausreichend ist, um eine Kavitation am Heizkesselspeisepumpeneinlaß zu vermeiden, gestatten es die typischen geometrischen Erfordernisse der . Maschine nicht, den Kondensator 56 hoch genug oberhalb der Heizkesselspeisepumpe 46 anzuordnen, so daß beim Anfahren das statische Druckgefälle des flüssigen Arbeitsmediums allein einen genügenden Druck an dem Heizkesselspeisepumpen-

kann
einla'ß aw erzeugen^, um eine Kavitation zu vermeiden.

Wie weiter oben bemerkt, kühlt das System nach dem Abstellen aus und der Gesamtdruck in dem System nimmt ab. Um einen genügend hohen statischen Druck an dem Heizkesselspeisepumpeneinlaß zu erzeugen, ist eine Zusatzpumpe 42 in die Leitung zwischen dem Kondensator 56 und der Heizkesse ispeisepurnpe 46

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- ίο -

eingesetzt. Diese Pumpe wird durch einen Gleichstrommotor während des Anfahrvorganges über die Kraftverbindung 82 angetrieben, umdas Arbeitsmedium mit einem ausreichenden Druck der Heizkesselspeisepumpe 46 zuzxiführen. Es ist während des Anfahrvorganges notwendig, einen Vorratsbehälter mit Arbeitsmedium vorzusehen, um die Zusatzpumpe 42 mit dem Arbeitsmedium zu beaufschlagen, bis der Dauerbetrieb erreicht ist. Falls das in dem Kurbelgehäuse 26 enthaltene Arbeitsmedium nicht während des Anfahrvo^rganges benutzt werden kann, ist ein größerer Vorrat an Arbeitsmedium notwendig, um diesen Vorgang zu unterstützen.

Gemäß der Erfindung läuft der Anfahrvorgang wie folgt ab; Der Gleichstrommotor 88 treibt über die Antriebsverbindung die Arbeitsmaschine 22 an, welche ihrerseits über die welle die Heizkesselspeisepumpe 46 antreibt. Gleichzeitig wird der Gleichstrommotor 80 in Betrieb gesetzt, der seinerseits die Zusatzpumpe 42 über die Antriebsverbindung 82 antreibt. Die Zusatzpumpe 42 kann eine radiale Zentrifugalpumpe sein und ihre Antriebsleistung über eine Magnetkupplung in der Antriebstlbertragung 82 erhalten, welche hierdurch eine Trennung der Pumpe von der Antriebsübertragung 82 gestattet, während eine hermetische Abdichtung gegenüber der Atmosphäre erhalten bleibt. Arbeitsmedium wird aus dem Vorratsbehälter 58 entnommen. Wenn das Niveau des Arbeitsmediums in dem Vorratsbehälter abnimmt, betätigt ein Schwimmer Jk ein Ventil 32, wodurch das in dem Kurbelgehäuse 26 enthaltene Flüssigkeitiigoniisch 28 über die Leitung 30 in den Vorratsbehälter 38 des Arbeitsmediuins gelangt. Wenn dieses Gemisch den Heizkessel 6 über die ^,eitung 54 erreicht, wird das Arbeitsmedium erhitzt Lind verdampft, wodurch der¹ Arbeitsmaschine 2° i'in^fvU: ungeführt wird. Das mit dem Arbeitsmedium in den He izkei-.r;.; I {, eintretende Schmiermittel verdampft normalerweise nicht-. l'^!al U:

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BAD ORIGINAL

- li - .

das Schmiermittel in dem flüssigen Zustand, verbleibt, wird es durch das gasförmige Arbeitsmedium von dem Heizkessel 6 über die Leitung IO mitgenommen.

Ein Schwerkrafts- und Siebabscheider trennt das flüssige Schmiermittel von dem gasförmigen Arbeitsmedium. Bei dieser AusfUhrungsform ist der Flüssigkeitsabscheider 15 zwischen dem Heizkessel 6 und der Arbeitsmaschine 22 vorgesehen. Die Mischung von gasförmigem Arbeitsmedium und flüssigem" Schmiermittel, tritt in die Kammer unterhalb der Siebe 14 ein und die Schmiermitteltropfen sammeln sich, wie dies bei ΐβ angezeigt ißt, während das gasförmige Arbeitsmedium am oberen Ende der Kammer 15 oberhalb der mit 14 bezeichneten Siebe entweicht. Auf. diese Weise ,fangen die Siebe alle feinen Schmiermitteltropfen auf, die durch den Gasstrom mitgerissen und nicht aufgrund ihres Eigengewichtes auf den Boden der Kammer fallen würden. Ein Schwimmer 66 in der Kammer 15 betätigt ein Ventil 68, wenn die Flüssigkeit ein vorbestimmtes Niveau erreicht, worauf das Schmiermittel durch eine Leitung 70 in das Kurbelgehäuse 2.6 abgelassen wird. Die Trennkammer kann an irgendeiner Stelle des Systems angeordnet sein, an der das Schmiermittel sich in einem flüssigen Zustand befindet und das Arbeitsmedium in einem gasförmigen Zustand verbleibt. Es wurde bisher angenommen, daß das Schmiermittel nicht verdampft. Das System kann jedoch auch so betrieben werden, daß das Schmiermittel in dem Heizkessel 6 verdampft, vorausgesetzt, daß die Trennkammer 15 an einem Punkt in dem System angeordnet ist, in welchem das Schmiermittel wieder kondensiert ist, das Arbeitsmittel sieh jedoch noch im dampfförmigen Zustand befindet, also noch nicht wieder kondensiert ist. Durch diese Arbeitsweise wird das Arbeitsmedium, welches in dem Kurbelgehäuse 26 mit dem Schmiermittel gemischt ist, während des Anfahrvorganges aus dem Kurbelgehäuse entfernt. Dieses

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Schmiermittel-Arbeitsmedium-Gemisch aus dem Kurbelgehäuse steht für den Anfahrvorgang zur Verfügung, wodurch das für den Anfahrvorgang dieses Systemes notwendige Qesamtvolumen an Arbeitsmedium vermindert wird.

Wenn einmal ein genügend hoher bleibender Druck des gasförmigen Arbeitsmediums in dem Kondensator 56 erreicht wird und ein genügend großes statisches Gefälle des Arbeitsmediums in dem Kondensator 56 verwirklicht ist, so daß die Zusatzpumpe 42 nicht mehr benötigt wird, wird der Gleichstrommotor abgeschaltet und die Pumpe 42 dient dann nur noch als einfache Verbindung zwischen dem Vorratsbehälter j5ö und der Heizkesselspeisepumpe 46. Wenn einmal die Arbeitsmaschine mit ausreichender Energie selbstständig zu arbeiten beginnt, um die Heizkesselspeisepumpe 46 anzutreiben, wird der Gleichstrommotor OB abgeschaltet. Wenn der Dauerbetrieb erreicht ist, enthält der Vorratsbehälter für das Arbeitsmedium genügend von diesem Arbeitsmedium, so daß das Ventil 32 nicht mehr geöffnet ist, wodurch das Schmiermittel nicht mehr von dem Kurbelgehäuse 26 durch die Leitung jJO in den Vorratsbehälter 38 des Arbeitsmediums strömen kann. Gegebenenfalls wird das gesamte ursprünglich in dem Kurbelbehäuse vorhandene Schmiermittel in reinem Zustand in das Kurbelgehäuse zurückgebracht und steht für die Schmierung der Arbeitsmaschine zur Verfügung.

kann
Ein typisches Arbeitsmediunr an ChHhS, bekannt ujiter der

chemischen Bezeichnung Trophen, Pyridin, Trifluor-Äthanol, wie weiter oben erwähnt, oder Wasser sein. Typische Schmiermittel können SUNISO-3 GS, eine Handelsbezeichnung für ein von der Sun Oil Company vertriebenes Schmiermittel· HUMBLETHERM 50Oj oder TERESS0-4J, Handelsnamen für von der

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Humble Oil Company vertriebene Schmiermittel; oder MONSANTO OS 124, ein Handelsname für ein von der Monsanto Company vertriebenes Schmiermittel sein.

Weiterhin ist die Erfindung nicht nur bei im geschlossenen Arbeitszyklus arbeitenden krafterzeugenden Vorrichtungen, sondern auch bei jedem mit geschlossenem Zyklus arbeitenden System anwendbar, das einen Verdampfer, eine Expansionsstufe und einen Kondensator aufweist, wie dies bei einer Klimaanlage oder einem Kühlsystem der Fall ist.

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Claims (1)

1. - 14 Patentansprüche

   Verfahren zum Betrieb eines mit einem im geschlossenen Kreislauf umlaufenden Arbeitsmedium arbeitenden Systems, umfassend ein Arbeits- und ein Schmiermedium, wobei während des Betriebes das Arbeitsmedium durch eine Pumpe, einen Verdampfer, eine Entspannungsstufe und einen Kondensator umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahrvorgang eine Mischung aus Schmiermittel und Arbeitsmedium dem System entnommen und der Pumpe mit einem Druckgefälle zugeführt wird, die angetrieben wird, um diese Mischung mit einem erhöhten Druck umzuwälzen, daß diese umgewälzte Mischung bis auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher zumindest das Arbeitsmedium verdampft, und daß hierauf das Schmiermittel von dem Arbeitsmedium getrennt, das verdampfte Arbeitsmedium in dem System zurückbehalten und das abgetrennte Schmiermittel zu einem Punkt in dem System gebracht wird, in dem es normalerweise von dem Arbeitsmittel während des Betriebes getrennt ist.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel und das Arbeitsmedium mischbar sind.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel sich in einem flüssigen Zustand befindet, während es von dem Arbeitsmedium getrennt wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel während des Dauerbetriebes und des Anfahrvorganges in einem flüssigen Zustand gehalten wird.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Schmiermittel und Arbeitsmedium

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   in dem Verdampfer im wesentlichen gleichzeitig erhitzt und verdampft wird.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Arbeitsmedium und Schmiermittel in einem Behälter aufbewahrt wird, aus dem sie der Pumpe während des Anfahrvorganges zugeführt wird, vjobei der Vorratsbehälter während des normalen Betriebes der Maschine von demjenigen Teil des Systems getrennt ist, von welchem die Mischung während des Anfahrvorganges abgezogen wird.

   7. In einem geschlossenen Zyklus - arbeitendes System,mit einem Arbeitsmedium und einem Schmiermittel, bei welchem eine Pumpe, ein Verdampfer, eine Expansionsstufe und ein Kondensator in Strömungsverbindung miteinander stehen, wobei spezielle Teile vorgesehen sind, in denen das Schmiermittel während des normalen Betriebs 'des Systems von dem Arbeitsmittel getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Unterstützung des Anfahr-* Vorganges nach einer Ruheperiode einen Vorratsbehälter zur Aufbewahrung einer Mischung aus Schmiermittel und Arbeitsmedium während den Ruhepausen» des Systemes, eine durch ein Ventil (52) überwachte Ijeitung (30), die denjenigen Teil (26) des Systems mit dem Vorratsbehälter (J8) verbindet, der während des normalen Betriebes das Schmiermittel aufnimmt, eine Verbindungsleitung (60) zwischen dem Kondensator (56) und dem Vorratsbehälter (36), eine Verbindung (40, 42, 44) zwischen dem Vorratsbehälter (38) und der Pumpe (46) zur Zuführung der Mischung mit erhöhtem Druck zu der Pumpe (46) während des Anfahrvorganges und zur Zuführung von reinem Arbeitsmedium zu der Pumpe (46) während des normalen Dauerbetriebes und

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   eine Einrichtung (15) zum Trennen des Schmiermittels von dem Arbeitsmedium und zum Zurückhalten des getrennten Arbeitsmediums in dem System umfaßt, während das abgetrennte Schmiermittel in denjenigen Teil (26) des Systems gelangt, welcher während des normalen Dauerbetriebes das Schmiermittel im wesentlichen getrennt von dem Arbeitsmittel aufnimmt.

   ö. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15) zum Trennen der Mischung eine mittels Schwerkraft und zumindest einem Sieb arbeitende Einrichtung ist.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder ö, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen der Mischung von dem Vorratsbehälter (J5H) zu der Pumpe (46) eine vorverdichtende radiale Zentrifugalpumpe (42) umfaßt.

   10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß die durch ein Ventil (32) überwachte Leitung durch eine in dem Vorratsbehälter (3Ö) vorhandene Einrichtung (3*0 gesteuert wird, die diese Leitung absperrt, wenn sich ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen in dem Vorratsbehälter befindet.

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