-
Einrichtung zur Krafterzeugung mit Hilfe einer bei niedriger Temperatur
verdampfenden Müssigkeit. Die vorliegende Erfinidung bezieht sich auf die Erzeugung
motorischer Energie durch Ausnutzung von in der Natur vorkommenden Temperaturunterschieden,
wozu die Dämpfe eines arbeitenden Mittels benutzt werden, das bei niedriger Temperatur
zu verdampfen imstande ist und in zwei Einrichtungen abwechselnd verdampft und kondensiert,
in denen die beiden verschiedenen Temperaturen zur Geltung kommen.
-
Man kennt bereits Anlagen dieser Art, wo die Zuführung und der Auspuff
eines Motors an einen Verdampfer oder an einen Kondensator angeschlossen 'sind,
welche beide die Flüssigkeits- oder Gasmengen von verschiedener Temperatur zugeführt
erhalten. In der Praxis ist es im allgemeinen nicht immer möglich, an der Verwertungsstelle
große Mengen sowohl eines Mittels hoher Temperatur als auch eines solchen niedriger
Temperatur zur Verfügung zu 'haben. Es ist infolgedessen erforderlich, .die Verdampfungs-
und die Kondensationsvorrichtung in voneinander .entfernt gelegenen Stellen anzuordnen
oder die beiden Vorrichtungen zu verschiedenen Zeitperioden zu betreiben Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß in den Leitungen, die den Kondensator mit
dem Verdampfer verbinden, Behälter eingeschaltet sind für ('e Aufnahme -der im Kondensator
n-7edergesclilagenen Flüssigkeit oder der aus dem Motor austretenden Dämpfe. Tatsächlich
dienen diese Behälter nicht nur als Ausgleichsbehälter, sondern sie ermöglichen
ein ununterbrochenes und unabhängiges Arheiten des Kondensators und Verdampfers
während der hierfür geeigneten Zeiten. So kann z. B. der Kondensator während des
Tages arbeit°n, wobei die betreffenden Behälter die kondensierte Flüssigkeit oder
die aus dem Motor ausströmenden Dämpfe aufnehmen.
-
In den ,meisten Fällen wird es zweckmäßig sein, den Druck im Behälter
für die Dämpfe unabhängig von demjenigen Druck zu halten, bei welchem ihre Kondensation
bei der im Kondensator herrschenden Temperatur stattfindet, so daß die Dämpfe mit
einem sehr geringen Druck zurückgehalten werden können. Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäß
an der Eintrittsseite des Kondensators ein Verdichter vorgesehen, welcher die Dämpfe
verdichtet, die er aus -der den Dämpfebehälter enthaltenen Leitung saugt. Auf .diese
Weise können die Dämpfe mit niedrigem Druck in ihrem Behälter gehalten werden, wodurch
der Gegendruck an der Austrittsseite des Motors verringert und die Notwendigkeit
beseitigt wird, diese Behälter für hohe Drücke einzurichten. Ferner ist der Betrieb
der Anlage auch dann gesichert, wenn plötzlich oder andauernd die Betriebstemperatur
im Kondensator nicht ger@ügend tief wäre, um die Dämpfe bei genanntem Druck zu kondensieren.
Unter diesen Bedingungen genügt es, den Verdichter anzutreiben, um die Dämpfe mit
Kondensationsdruck in den Kondensator zu drücken.
-
Schließlich wird durch einen solchen Verdichter ein gewisser Unterdruck
in der Leitung für die Dämpfe zum Kondensator erzeugt, wodurch man der Notwendigkeit
enthoben wird, dieser Leitung, die notwendigerweise große Abmessungen besitzen muß,
eine größere Wandstärke und infolgedessen ein Gewicht zu geben, das die Anordnung
des Kondensators in höheren Regionen der Atmosphäre (z. B. mit Hilfe von Fesselballonen)
unmöglich machen würde.
-
Die zum Betrieb des Verdichters erforderliche Arbeit wird zum größeren
Teil durch die Verringerung des Gegendruckes an iler Ausströanseite des Motors ausgeglichen.
-
Die Anlage gemäß vorliegender Erfindung kann mithin unter verschiedenen
Verhältnissen arbeiten, da -der Kondensator und Verdampfer unabhängig voneinander
bei günstigen Temperaturverhältnissen betrieben werden kann; dies infolge der Anordnung
von Behältern, die -das vom Motor nicht ausgenutzte Betriebsmittel aufnehmen, wobei
gegebenenfalls ein Verdichter zu Hilfe genommen werden kann, welcher den Betrieb
des Kondensators unabhängig von dem Druck macht, den die Dämpfe in ihrem Behälter
aufweisen.
-
Auf der Zeichnung ist eine Anlage für die Durchführung,des Verfahrens
gemäß der Erfindung in Form eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt.
-
In dieser Ausführung bezeichnet i einen an einer möglichst kalten
Stelle vorgesehenen Kondensator und z einen Verdampfer, welcher an einer Stelle
von der höchsten zur Verfügung stehenden Temperatur untergebracht und in eine Flüssigkeit
eintaucht oder von der Außenluft umgeben ist.
-
Der Kondensator i und,der Verdampfer :2
sind durch
zwei Rohrschlangen schematisch dargestellt und untereinander einerseits durch eine
Leitung 3, welche für die Zuführung der in dem Kondensator kondensierten Flüssig
keit zum Verdampfer dient, und andererseits durch eine Leitung 4, 15 und 13. von
größerem Durchmesser als,die Leitung 3, und welche dazu dient, die Dämpfe vom Verdampfer
zum Kondensator zu führen, verbunden. In dieser Leitung ist auch der Motor eingesetzt.
-
Um die Verdampfung der Flüssigkeit in der Leitung 3 zu verhindern,
wird im Innern derselben ein genügender Druck aufrechterhalten entweder mit Hilfe
einer Flüssigkeitssäule in .denn an den Kondensator i angrenzen-,den Teil 3' oder
dlurch eine in -der Leitung selbst eingeschaltete Pumpe, welche auch dazu dient,
die Flüssigkeit in den Verdampfer zu drücken, wenn dieser nicht tiefer als der Kondensator
angeordnet wird.
-
DieErhaltung einerFlüssigkeitssäule indem Leitungsabschnitt 3' kann
auch: auf jeden Fall dadurch gesichert werden, daß, dieser von einer nach außen
thermisch isolierten Hülle 5 umgeben wird, welcher eine kleine, von einem Regelungsventil
5 beeinflußte Flüssigkeitsmenge des Kondensators zugeführt wird, die infolge ihrer
Verdampfung in der Hülle 5 daselbst die erforderliche niedrige Temperatur aufrechterhält
und durch ein Anschlußstück 17 zuin Kondensator zurückkehrt, welches die Hülle 5
mit der Leitung 4 verbindet.
-
Wenn der Kondensator i höher als der Verdampfer a angeordnet ist,
kann .der Druck der in der Leitung 3 befindlichen Flüssigkeitssäule geteilt "verden,
indem in der Leitung selbst ein oder mehrere Kreiiselmaschinen, wie mit 8 bezeichnet,
eingeschaltet werden, von denen jeder .mit einem in der Leitung 4 wirkenden Kreisellüfter
9 gekuppelt ist. Auf diese Weise wird das Gefälle der in der Leitung 3 befindlichen
Flüssigkeit für die Beförderung des Dampfes in den Kondensator verwertet.
-
Ein Kompressor io ist knapp vor dem Kon_ densator eingeschaltet und
wird von einem aus beliebiger Entfernung gespeisten Elektromotor angetrieben. .
Dieser Kompressor io dient zur Erzeugung des für die Verflüssigung der Dämpfe erforderlichen
.Druckes im Kondensator i, wenn die Temperatur an der Eintrittsöffnung des Kondensators
nicht genügend niedrig ist, um die Verflüssigung der durch die Leitung 4. anlangenden
Dämpfe durchzuführen. Dies ist natürlich der Fall, wenn .die Dämpfe in der Leitung
4 einen niedrigen Druck besitzen und eine verdampfbare Flüssigkeit mit niedrigem
Siedepunkt verwendet wird.
-
Die Verbindung zwischen der Leitung 3 und dem Verdampfer 2 wird durch
ein Ventil ii geregelt, indem dieses die Zuführung der verdampfbaren Flüssigkeit
zum Verdampfer regelt. Zwischen dem Verdampfer 2 und der der Leitung 4 ist ein Motor
12 von beliebiger, geeigneter Bauart eingeschaltet, vor welchem in der die Verbindung
mit demVerdampfer 2 -herstellenden Leitung 15 ein Regelungsventil 14 angeordnet
ist.
-
In der den Motor mit dem Kondensator kuppelnden Leitung ist ein. Behälter
16, der durch ein Gasometer oder auch durch eine Hülle aus undurdlilässigem Gewebe
gebildet sein kann, eingeschaltet, in welchem die aus dem Motor austretenden Dämpfe
gesammelt werden können. Zu diesem Zwecke wird das Rohr 15 an die Leitung
4 und an das zu dem Behälter 16 führende Rohr 17 angeschlossen. Die Leitung 4 und
das Rohr 17 sind je mit einem Ventil 18, i9 ausgestattet.
-
Falls tür denKondensator die für die Kondensation der in den Motor
einströmenden Dämpfe erforderlichen Bedingungen nicht vorhanden sind, sammeln sich
diese Dämpfe in dem Behälter 16, von wo sie zum geeigneten Zeitpunkt in den Kondensator
i gelangen können.
-
Bei Anlagen, in welchen die Temperaturunterschiede zwischen Tag und
Nacht benutzt werden sollen, ist es erforderlich, auch in die Leitung 3 einen Behälter
2o einzuschalten, dessen Verbindung mit der Leitung selbst durch zwei Ventile 21
und 21' geregelt wird, und dessen Fassungstaum, so bemessen sein muß,, daß er dem
Verdampfer 2 die erforderlicheFlüss,igkeits,menge für einen -ganzenZeitraum zu liefern
vermag, während welchen der Kondensator nicht in der Lage ist, Flüssigkeit zu liefern
und die vom Motor kommenden Dämpfe in dem Behälter 16 sich sammeln. Der Behälter
2o dient auch mit Hilfe eines mit einem Ventil 21 ausgestatteten Anschlußstutzens
zur Einführung der Flüssigkeit in die Anlage.
-
Wenn eine Wärmequelle zur Verfügung steht, wie z. B. anderweitig nicht
ausnutzbare Verbrennungsgase, so kann man die im Ver-@dampfer 2 gebildeten Dämpfe
erhitzen. Zu diesem Zwecke wird zwischen dem Verdanipfer 2 und der Leitung 13 z.
B. ein Zweiweghahn 23 eingeschaltet, mittels welchen die Leitung 13 .und der Verdampfer
2 durch eine Rohrschlange 24 gekuppelt werden können, die von einer warmen Flüssigkeit
umgeben und gegebenenfalls von einer Hülle 25, durchströmt von bei 26 eintretender
und bei- 27 austretender warmer Flüssigkeit, eingeschlossen ist.
-
Wenn in der von dem Kondensator i, dem Verdampfer 2 und den Leitungen
3, 4 und 13 gebildeten Anlage nach Entfernung der Luft eine geeignete Menge einer
Flüssigkeit eingeführt wird, die bei der im Verdampfer 2 herrschenden
Temperatur
und dem daselbst vorhandenen Druck in dampfförmigem Zustand sich befindet, so vollzieht
sich der bekannte Kreislauf, durch welchen die im Verdampfer 2 frei gewordenen Dämpfe
durch die Leitung 13 und d. in den Kondensator r gelangen, wo unter dem Einfluße
der niedrigen Temperatur (und gegebenenfalls des vermittels des Kondensators ro
erzeugten Druckes) die K-)ndensation derselben stattfindet, worauf die Kondensationsflüssigkeit
durch die Leitung 3 zum Verdampfer 2 zurückkehrt.
-
Wenn Ammoniak von 2o° C im Verdampfer 2 zur Verwendung gelangt, so
erhält man an der Austrittsseite des Verdampfers ungefähr einen Druck von 8,5 Atm.,
-welcher Druck direkt für den Antrieb des Motors 12 ausgenutzt wird.
-
Der Kreislauf findet mithin statt, wenn zwischen dem Kondensator r
und dem Verdampfer 2 ein genügend großer Temperaturunterschied herrscht. Da bei
hergestelltem Kreislauf Dampf erzeugt wird, welcher durch die Leitungen 13, 15 und
d strömt, so wird der Motor eine Energie entwickeln, von welcher ein Teil für die
Betätigung (z. B. mit Hilfe einer elektrischen Übertragung) des Verdichters r o
benutzt werden kann.
-
Um den Kondensator r und den V,erdampfer 2 bei verschiedenen Temperaturen
zu erhalten, wird der erstere an einer möglichst halten Stelle (Gegend) und der
zweite an einer Stelle von möglichst hoher Temperatur angebracht. TNIan kann daher
die Verschiedenheit der natürlichen Temperaturen zwischen Gegenden verschiedener
Bedingungen ausnutzen oder solcher, welche sich in verschiedenen Höhenlagen befinden,
wie auch die Temperaturunterschiede zwischen kalten und warmen Meeresströmungen
oder zwischen Wasser und Luft in gewissen Gegenden.
-
Man kann unter anderem z. B. den Kondensator in eine ,kalte Stelle
des Meeres. einsetzen und den Verdampfer in eine warme Stelle oder den -Verdampfer
auf einer schwimmenden Plattform und in Berührung mit der Luft anordnen; umgekehrt
kann aber auch der Verdampfer in einer warmen Stelle des Wassers eingesetzt und
der Kondensator auf einer Plattform oder mit Hilfe eines Fesselballons in einer
hohen atmosphärischen Region gehalten werden.
-
Im Falle, daß der Kondensator in der Atmosphäre in Schwebe gehalten
werden soll, wird die Leitung d. von leichten Rohrleitungen gegebenenfalls aus undurchlässigem
Gewebe gebildet sein, welche Maßnahme zulässig ist, weil in der Leitung ¢ durch
den Verdichter 1o nur ein sehr geringer Druck erhalten wird.
-
Die Flüssigkeit für den Umlauf im Innern der Anlage kann jede geeignete
sein, welche sich bei der Temperatur der wärmeren Stelle im dampfförmigen Zustand
befindet, und welche, wie der Fall eben liegen mag, Kohlenstoffanhydrid, Ammoniak,
schweflige Säure, Chlorinethyl, Schwefeläther, Schwefelkohlenstoff, Essenz usw.
sein kann.