DE22786C - Neuerungen an geschlossenen Wärmemotoren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Der vorliegende Wärmemotor arbeitet nach dem Gesetze des geschlossenen Kreisprocesses, d. h. er setzt Wärme (auf mechanischem Wege) so vollkommen in Arbeit um, dafs nur nebensächliche, durch die praktische Unvollkommenheit jeder Maschine bedingte Verluste übrig bleiben. Gelöst wird dieses Problem durch einen Injector, welcher die zum Betriebe des Motors gebrauchte elastische Flüssigkeit nicht in condensirtem, sondern in elastisch flüssigem (gasförmigem) Zustand in den Kessel zurücktreibt und also die aus der bisherigen Maschine unausgenutzt entweichende Wärme für die continuirliche Unterhaltung des Beharrungszustandes wieder nutzbar macht. Theoretisch beruht also die Erfindung auf einer Verallgemeinerung des dem Gif far d'sehen Injector zu Grunde liegenden mechanischen Princips, d. h. auf der Anwendung dieses Injectors zum Ansaugen und Treiben von Dämpfen und permanenten Gasen. Bei dem gewöhnlichen Giffard'sehen Injector strömt mehr oder weniger stark gespannter Dampf (gewöhnlich Wasserdampf) über ein Gefäfs, in welchem sich eine tropfbare Flüssigkeit (gewöhnlich Wasser) befindet, deren Temperatur so bemessen ist, dafs sich der einströmende Dampf bei der Berührung mit der Flüssigkeit condensirt. Infolge dieser Condensation vermindert sich das Volumen des Dampfes, während die demselben innewohnende lebendige Kraft unvermindert bleibt, und hierdurch sind die ursprünglichen dampfförmigen, nunmehr tropfbar flüssigen Theilchen im Stande, nicht nur selbst in ein Gefäfs (Kessel), in welchem sich Dampf von höherer Spannung befindet, einzudringen, sondern aufserdem auch andere mitgerissene flüssige Theile in denselben zu befördern.

Die bisherigen Constructionen des Gi ff ar d'-schen Injectors wandten dieses Princip lediglich zum Ansaugen einer tropfbaren Flüssigkeit bezw. zum Speisen eines Kessels mit derselben an, dagegen läfst es sich theoretisch übersehen, dafs auch eine elastische (gasförmige) Flüssigkeit unter gewissen Voraussetzungen dem gegebenen Impulse folgen und in einen unter Druck stehenden Behälter getrieben werden mufs, wenn die Grundbedingung der Volumenverminderung des saugenden Fluidums erfüllt ist. Dies ist aber der Fall, wenn der Betriebsdampf des Injectors physikalisch so beschaffen ist, dafs er sich bei der Berührung mit dem zum Betriebe der Maschinen dienenden Dampfe condensirt, und ein zu dem Zweck construirter Apparat funetionirt unter der Bedingung, dafs für den Injector und für den Motor zwei Sorten Dämpfe von verschiedenen Condensationstemperaturen angewendet werden, derart, dafs sich der Dampf des Injectors bei der Berührung mit dem Dampf des Motors condensirt. Es erhellt, dafs unter solchen Umständen der aus der Maschine kommende Abdampf, ohne condensirt zu werden, wieder in den Kessel hineingetrieben werden kann, und hierauf beruht die nachstehend beschriebene Construction.

Die Richtigkeit der vorstehenden Schlüsse wurde sowohl durch analytische Untersuchungen, als auch durch ausgedehnte praktische Versuche, welche die Erfinder mit einer Dampfmaschine anstellten, bestätigt.

In Fig. ι der beiliegenden Zeichnung bedeutet nun A den Behälter zum Betriebe des Motors, B den Kessel zum Betriebe des Injectors und C den Injector selbst. Durch das Rohr D gelangt der Betriebsdampf in den Cylinder der Maschine, durch E der verbrauchte

Abdampf in den Injector bezw. wieder in den Behälter A.

Der Injector möge, weil er den Abdampf gleichsam belebt und wieder in den Kessel zurückführt, »Regenerativ-Injector« genannt werden.

Die Anordnung der Construction unterliegt, je nach der Wahl der beiden Dampfarten, gewissen Detailmodificationen, doch bleibt das Grundprincip in allen Fällen dasselbe.

Will man z. B. den Regenerativ-Injector anwenden, um in eine gewöhnliche Wasserdampfmaschine den verbrauchten Abdampf zurückzuführen, so müfste der Injector mit einem Dampf betrieben werden, welcher sich bei der Berührung mit Wasserdampf condensirt, also z. B. mit Quecksilber- oder ähnlichen Dämpfen von hoher Condensationstemperatur.

Praktisch dürfte nun die Erfindung eben wegen der hohen Condensationstemperaturen und der damit verbundenen Unzuträglichkeiten in dieser Richtung nur ausnahmsweise verwendet werden, und es erscheint vielmehr rationeller, die Maschine mit kälteren Dampfen von niedriger Condensationstemperatur zu betreiben und zum Betriebe des Injectors den Wasserdampf oder Dampf von ähnlicher physikalischer Beschaffenheit zu benutzen. So könnten z. B. zum Betriebe des Motors dienen: Aether, Alkohol , Aceton, Chloroform, Chlorkohlenstoff, Schwefelkohlenstoff, Ammoniak, schweflige Säure etc., bei deren Berührung mit Wasserdampf letzterer condensirt.

Im Grunde ist also die eigentliche Wärme- und Arbeitsquelle der Injectorkessel B, da der Injector die Wärmemenge, welche in der Maschine in Arbeit umgesetzt wird, sowie diejenige, welche durch Abkühlung etc. nach aufsen verloren geht, ersetzt und die in dem Behälter A befindlichen Dämpfe theoretisch auf ihrer Spannung erhält, ohne dafs denselben weitere Wärme zugeführt wird. Da demgemäfs für das Functioniren des Apparates nur die Spannung und die niedrige Temperatur der Kesseldämpfe mafsgebend ist, welche die Injectordämpfe condensiren lassen müssen, so folgt, dafs man an Stelle des Kesseldampfes ebensogut ein uncondensirbares Gas nehmen kann, wenn man dasselbe auf mechanischem Wege in dem Behälter A bei niedriger Temperatur comprimirt. In Fig. ι der beiliegenden Zeichnung ist als ein solches Gas atmosphärische Luft vorausgesetzt.

Der Kessel A einer beliebig construirten Dampfmaschine wird auf mechanischem Wege (durch Handpumpen) mit comprimirter Luft gefüllt, welche dieselbe Spannung erhält, wie früher der Wasserdampf.

In dem Kessel B wird Wasserdampf erzeugt. Durch D gelangt die comprimirte Luft in den Cylinder der Maschine, durch E die verbrauchte zurück in den Injector, wo sie den aus dem Rohr F strömenden Wasserdampf condensirt und von diesem wieder zurück in den Kessel A geprefst wird. Der mit einströmende condensirte Dampf sammelt sich am Boden des Kessels und wird durch die Pumpe G in den Kessel B gepumpt.

Da der Injector infolge praktischer Ünvollkommenheiten mehr Dampf verbraucht, als demselben theoretisch zur Herbeiführung des Beharrungszustandes in dem Procefs zugeführt werden müfste, so ist es nöthig, die geringe überflüssige Wärme irgendwie durch Abkühlung zu entfernen, wie z. B. durch einen Kühlapparat H, aus welchem das Rohr E permanent berieselt wird. Noch einfacher gestaltet sich die Maschine, wenn man an Stelle der verbrauchten dem Kessel durch den Injector beständig frisctie Luft zuführt und die erstere entweichen läfst. In diesem Fall fallen das Rohr E und der Kühlapparat H fort, d. h. es treten an Stelle derselhen je eine einfache Oeffnung in dem Injector und dem Motor, während die übrige Maschine unverändert bleibt.

Druckverluste infolge mangelhafter Dichtung werden durch eine kleine, von der Kurbelwelle aus zu betreibende Druckpumpe J wieder ersetzt.

In Eig. 2 ist als treibendes Agens der Maschine Ammoniakgas vorausgesetzt. Der Behälter A' ist mit einem Kessel B' verbunden zu denken, welcher genau so wie B construirt ist.

A' wird mit einer Salmiaklösung gefüllt, welche letztere durch ein Dampfleitungsrohr aus B' bis zu einer solchen Temperatur erhitzt wird, dafs sich Ammoniakgas entwickelt. Das entgaste Wasser wird mittelst einer Pumpe G' fortgeschafft. Durch D' gelangt das comprimirte Gas in den Cylinder der Maschine, durch E' das verbrauchte in den Injector, welcher es zurück in den Behälter A' prefst.

Die kleinen Gasverluste werden durch Zuführung von Salmiakgeist durch das Rohr_/' ergänzt.

An Stelle des Ammoniaks kann, wie schon wiederholt hervorgehoben, jedes andere Gas von ähnlicher physikalischer Beschaffenheit verwendet werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Zum Betriebe einer Kraftmaschine die Anwendung von gleichzeitig je zwei elastischen Flüssigkeiten (Gas oder Dampf), deren eine sich in comprimirtem Zustande in einem Behälter A befindet und den Motor treibt, während die andere, durch einen Injector C geblasen, sich an der niedrigeren Temperatur der ersteren condensirt und endweder die aus dem Motor kommende verbrauchte oder aber neu zugeführte elastische Flüssigkeit von gleicher Beschaffenheit in den Behälter A treibt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen. BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.