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Maschine zur Ausnutzung von Temperaturgefällen. Zusatz zum Patent
3562.68.
Die vorliegende Erfindung ,betrifft .eine besondere Durchbildung
der Vorrichtung gernäß dem Patent 356268.
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Nach -dem Hauptpatent werden die Formänderungen der Behälter, die
.das abwechselnd verdampfende und kondensierende Arbeitsmittel enthalten, auf die
angetriebenen Organe durch mechanische Übersetzungen übertragen.
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Bei der neuen hier vorliegenden Ausführungsart werden dagegen die
Formänderungen der Behälter auf hydraulischem Wege übertragen. Zu @diesem Zweck
sind die Behälter in geschlossenen, mit Flüssigkeit gefüllten ,Kammern untergebracht,
wo die Behälter abwechselnd erhitzt und abgekühlt werden. Das kann erreicht werden,
indem entweder die Flüssigkeiten :in zwei verschiedenen Zonen erhitzt und abgekühlt
werden, durch die die Behälterabwechselnd hindurchgeführt werden, oder indem eine
heiße und eine kalte Flüssigkeit abwechselnd .in die die Behälter enthaltenden Kammern
eingeführt wird. '-Auf jeden Fall verursachen die Formänderungen .der Behälter eine
Verschiebung der Flüssigkeit, in die sie eingetaucht sind, und diese Verschiebungen
dienen zum Hin- und Herbewegen einer beweglichen Fläche, oder sie verursachen -die
Bewegung eines Flüssigkeitsstromes zur Erzeugung motorischer Kraft oder dienen zum
Heben der Flüssigkeit selbst.
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Auf den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der Vorrichtung
für die Durch-£ührungdes Verfahrens gemäß der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Abib. z zeigt schematisch einen senkrechten Schnitt .durch eine vollständige
Anlage zur Erzeugung motorischer Energie.
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Abb. z zeigt ein Schema, zum Teil im Schnitt, einer anderen Ausführung
der Anlage.
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I Abb. 3 veranschaulicht in einem senkrechten Schnitt eine weitere
Ausführung, wobei eine Einrichtung für die Erzielung Wer Bewegung der nachgiebigen
Behälter gezeigt ist.
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Ahb. q. zeigt einen senkrechten Schnitt nach Linie G-H der Abb. 5.
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A#bb. 5 zeigt in Vorderansicht eine weitere Ausführungsform, wobei
rechts ein Schnitt nach Linie 1-L und links ein solcher nach Linie M-N der Abb.
q. geführt gedacht ist.
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Abb. 6 zeigt,die Steuerung der beweglichen Organe und Abb. 7 das Schema
.der Verteilung einer Anlage nach Abb. ¢ und 5.
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Abb.8i zeigt in Ansicht, zum Teil im Schnitt, eine -geänderte Ausführung
einer Anlage, bei
welcher die nachgiebigen Behälter ortsfest angeordnet
sind.
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Abb.9 ist die Draufsicht zu Abb.8, zum Teil im Schnitt nach Linie
0-P der Abb. B. Abb. io und i i zeigen im Achsialschnitt und Stirnansicht eine Gruppe
nachgie':iger Behälter.
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Eine Anlage, in welcher immer ein und dieselbe Flüssigkeitsmenge zur
Verwendung gelangt, ist in dem Schema nach Abb. i veranschaulicht. Mit :I5 ist die
Hülle einer Kammer bezeichnet, die durch eine Zwischenwand .I6 in zwei Abteile geteilt
ist, in denen je eine Gruppe 21 nachgiebiger Behälter untergebracht sind, die von
beliebiger Bauart sein können.
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Die Hülle .I5 ist von zwei ü11-ereinander angeordneten Mänteln 47
und :18 umgel-:en, von denen der erstere von einem Mittel voll niedrigster zur Verfügung
stehender Temperatur durchzogen wird, das ]-ei .19 ein- und bei 5o ausströmt, während
im oberen Mantel ein Mittel von höchster zur Verfügung stehender Temperatur durchläuft,
eingeführt 1 -ei 51 und abgelassen bei 52.
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Die Kammer .15 ist mit einer Flüssigkeit angefüllt, die im unteren
Teile auf niedriger und im ol:eren auf hoher Temperatur erhalten und erhitzt wird.
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Im unteren Teile der Kammer _15 ist durch die Zwischenwand 1.6 ein
Zylinder 53 hindurchgeführt, in welchem ein Koli-en 54 gleitet, der eine Welle 55
für äußere Arbeit dreht.
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In leiden Räumen der Kammer .15 sind .die nachgiebigen Behälter 2i
an eine Steuerung (nicht gezeigt) angeschlossen, vermittels welcher die Behälter
im oberen Teile des dazugehörigen Raumes eingestellt werdeil. während diejenigen
des anderen Raumes sich unten befinden, so daß zeitlich der Expansionsphase in einem
der Räume die Verdichtungsphase im anderen entspricht.
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Infolgedessen wird in dem Raum, wo eine Expansion in den Behältern
21 stattgefunden hat, eine Druckerhöhung erfolgen, welche <lie Flüssigkeit auf
den Kol'hen 54 überträgt, der hei seiner Verschiebung dem anderen Raum diejenige
Flüssigkeitsmenge liefert, die zum Ausgleich der Volumenverringerung der Behälter
l:ei der Verdichtungsphase erforderlich ist.
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Um einen ständigen Strom unter Druck zu erhalten, kann man das Schema
nach Abb. 2 in Verwendung nehmen, wo die mit Flüssigkeit gefüllte Kammer 1.5 eine
Gruppe nachgiebiger Behälter 21 enthält, die von außen derart gesteuert werden,
daß sie abwechselnd bis zur Decke der Kammer steigen und auf den Boden derselben
herabgehen.
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Ungefähr in der Höhenmitte dieser Kaminer sind für die Ein- und Ausströmung
zwei Leitungen 56, 57 angeschlossen, die mit Rückschlagventilen 58, 59 ausgestattet
sind, und ferner die Leitungen 6o und 61, die andererseits an die Rohrschlangen
62 und 63 angeschlossen sind. Die letzteren befinden sich in Behältern 64 und 65
und endigen am ol;eren und unteren Ende der Kammer .15.
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Wenn nun im Behälter 6¢ ein kaltes Mittel und im anderen, 65, ein
warmes in Umlauf gebracht wird, so wird der Inhalt der Kammer .15 oben eine hohe
und unten eine niedrige Temperatur aufweisen, so daß sich die nachgiebigen Behälter
21 jedesmal im o'.,eren Teil der Kammer .I5 .ausdehnen und daher <lurcii die
Leitung 57 ein entsprechendes Flüssigkeitsvol@umen herausdrücken, während sie sich
l:eim Herunterbewegen auf den Boden der Kammer zusammenziehen und durch die Leitung
56 eine entsprechende neue Flüssigkeitsmenge ansaugen, die die vorher heran-;-gedrückte
ersetzt.
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Die herausgedrückte Flüssigkeitsmenge, «-elche der Kammer 45 in ihrem
mittleren Teil entnommen wird und .daher eine Mitteltemperatur aufweist, kann in
einer Turbine ausgenutzt werden, z. B. in einem Peltanrad, deren Auslaß an die Leitung
56 angeschlossen ist. Die Verstellung der Behälter 21 kann in; c Hilfe einer der
bekannten Vorrichtungen 1.ewirkt werden.
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Eine Ausführung dieser Verstellung ist in Abb. 3 gezeigt, wo die Behälter
21 auf eine Art Wagen gesetzt sind, die von den an ihren Enden Räder 67 tragende
Federn 66 gebildet wird. Die Räder liegen an leg Führungsbahnen 68 an. Diese Führungen
erstrecken sich nach der ganzen Höhe der Kaaumer .15 und sind in einer solchen Entfernung
voneinander auf wagerechten Achsen 69 gelagert. daß bei Drehung der letzteren im
einen oder anderen Sinne die oberen oder unteren Enden der beiden Führungen 68 sich
einander nähern oder voneinander entfernen.
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Infolge des Druckes, den die Räder 67 unter dem Einfluß der Federn
66 auf die Führungen 68 ausüben, und ferner wehen der gegenseitigen Neigung der
letzteren werden die Behälter 21 das Bestrehen haLen, an die Stelle abzurollen,
wo die Führungen ihre größte Entfernung aufweisen. Wenn daher, angenommen z. B.
die Expansionsphase der Behälter 21, die sich im. höchsten Teile der Kammer :15
befinden, wie mit vollen Linien in Abb. 3 gezeigt ist, beendigt ist, so genügt es,
durch Drehung der Wellen 69 die unteren Enden der Führungen auseinandergehen zu
lassen, um die Behälter 21 durch Herabrollen in ihre tiefste Stellung zu bringen,
wie mit gestrichelten Linien angedeutet.
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Selbstverständlich muß bei der Berechnung
der Federn
66 und der Neigung der Führungen 68 der beim Abstieg der aufgeblähten Behälter 21
in der Flüssigkeit zu überwindende Auftrieb berücksichtigt werden.
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Bei der in Abb: 3 gezeigten Ausführung ist angenommen, daß die kalte
Flüssigkeit unten durch den mit einem Rüokschlagventil 71 ausgestatteten Ednlaß
70 einströmt, hingegen die heiße oben durch den Anschluß 72 und ein Rückschlagventil
73. Der Flüssigkeitsaustritt erfolgt durch ein Rückschlabwentil 75 und den Stutzen
74. An Stelle der heißen Flüssigkeit kann man Dampf durch den Stutzen 72 einführen,
der mit ersterer gemischt wird. Man kann aber auch durch den Stutzen 72 Flüssigkeit
einführen und Dampf durch eine andere Leitung. Auf jeden Fall kann der Dampf angesaugt
werden und sich daher auf atmosphärischen Druck befinden.
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Beider Anlage nach Abb. 3 wird der durch die Ausdehnung der Behälter
-2i erzeugte Druck zum Fördern einer Flüssigkeitsmenge durch die Mündung 76 hindurch
benutzt, .die einem .geeigneten Organ eine hin und her gehende Bewegung erteilt.
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Mithin ist die Anordnung d erart getroffen, daß, wenn die Behälter
21 sich &:en befinden (in Berührung mit der heißen Flüssigkeit), so ist der
Stutzen 74 :geschlossen, und zwar mit Hilfe eines Ventils 77, auf das eine Feder
78 einwirkt. Auf diese Feder drückt zwecks Schließens des Ventils 77 ein Hebel 79
ein, wenn die Führungen 68 nach oben auseinandergehen (Hochstellung der Behälter
2i).
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beruht auf dem Grundgedanken,
daß die Zusammenziehung der Behälter 2i zwecks Ansaugens der Flüssigkeit rascher
vor sich geht als die Rückkehr der hin und her gehenden Wand, auf welche die Flüssigkeit
drücken soll.
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Wenn man anstatt der hin und her gehenden Bewegung eines Kolbens mit
Hilfe der Einrichtung nach Abb. 3 einen z. B. in einer Turbine auszunutzenden Flüssigkeitsstrom
unter Druck erzeugen will, so genügt es, die Öffnung 76 zu schließen und das Ventil
77 zu beseitigen. Es findet dann bei jeder Ausdehnungsphase der Behälter 21 ein
Durchströmen der Flüssigkeit durch den Stutzen 74 statt. Diese Ausführung ist nur
dann verwendbar, wenn die Summe der bei jeder B-ewegung erforderlichen Mengen kalter
und heißer Flüssigkeit nicht die gänzliche Volumenänderung der Behälter überschreitet,
was von dem zur Verfügung stehenden Temperaturgefälle abhängt.
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Wenn eine Flüssigkeit von verhältnismäßig hoher Siedetemperatur angewendet
wird, z. B. Schwefeläther, so wird das Ansaugen der ' Flüssigkeiten sogar auch dann
bewirkt, wenn si_h diese einige Meter unterhalb des Spiegels der Kammer befinden.
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Die Vorrichtungen nach Abb. 2 und 3 können auch vorteilhaft-erweise
derart miteinander verbunden werden, daß die eine der Saugphase und .de andere der
Druckph as-e entspricht.
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Für den Betrieb der Turbinen sind, um einen ununterbrochenen Strom
zu erhalten, mehrere Apparate mit versetzten Phasen anzuordnen, gegebenenfalls unter
Zwischen-' schalturig eines Ausgleichbehälters.
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Wenn bedeutende Flüssigkeitsmengen, jedoch von geringen Temperaturunterschieden,
zur Verfügung stehen, für deren Ausnutzung eine Flüssigkeit von niedriger Siedetemperatur
als Treibm,ittel verwendet werden muß, so wird die Anlage andere Ausführungen als
wie bisher beschrieben .erhalten müssen.
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Eine solche Ausführung ist in Ab,' 5- 4 und 5 gezeigt, wo zwei
Zwillingselemente vorhanden sind, von denen jedes eine Leitung 8o für die Zuführung
der heißen Flüssigkeit und eine Leitung 8 1 für die Zuführung der kalten
besitzt, während der Austritt der beiden Flüssigkeiten durch eine gemeinsame Leitung
82 erfolgen kann, in welcher der Unterdruck erzeugt wird, z. B. mit Hilfe eines
Siphons, wie dargestellt, oder vermittels Pumpen oder in sonst geeigneter Weise.
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Die Leitungen 8o und 81 endigen in Räume 83 und 84, in welchen eine
zentrale Kammer abgeteilt :ist, die an zwei den beiden Räumen entsprechenden Stellen
mit der Ausströmleitung 82 verbunden ist. Die Verbindung der Zuführleitungen wird
durch zwei Ventile 85, 86 geregelt, die sich abwechselnd ,in gegenüberliegenden
Stellungen befinden und unter Zwischenschaltung -einer Feder 87 von einer Schwingwelle
88 gesteuert werden. Die Verbindung der Räume 83 und 84 mit der Auslaßleitung 82
wird durch Ventile 89 und 9o geregelt, .die mit Hilfe ;einer Feder 9i von einer
Schwingwelle 92 betätigt werden.
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Die beiden Räume 83 und 84 sind durch einen Rahmen 93 getrennt, :gegen
den sich Platte 94 oder 95 anlegen kann.
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,Die ,bei-den Platten 94 oder 95 sind an einer Stange 96 befestigt
und halten zwischen sich die nachgiebigen Behälter 21. An der .den äußersten Stellungen
der Platten 94 und 95 entsprechenden Stelle trägt .das Gehäuse Schalen 97 und 98,
in deren Innern der Druck durch einen regelbaren Auslaß 99 in bezug auf die Schale
97 und durch die Stopfbüchse in bezug auf die Schale 98 beseitigt werden
kann.
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Die Räume 83 und 84 stehen mit der Außenluft derart in Verbindung,
daß ein ständiger Druckverlust durch, die gegebenenfalls
regelbaren
Öffnungen ioo und ioi vor sich geht.
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Der Rauar 83 steht mit einem Stufenzylinder io2 in Verbindung, in
dessen Innern ein Stufenkolben 103 spielt. Im Kopfteil des Zylinders 1o2
regelt ein Einlaßventil io4 die Verbindung mit einer Leitung io5 für die kalte Flüssigkeit.
Ferner ist hier ein Auslaßventil io6 vorhanden, das die Verbindung mit einem Raum
io7 regelt, von wo die Leitungen io8 und iog ausgehen.
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Die Leitung io8 führt zu dein Raum 84 (Abb. 5), und die Leitung iog
führt die unter Druck befindliche Flüssigkeit zu ihrer Verwertungsstelle. Um Unterdruck
unterhalb des Kolbenabsatzes zu vermeiden, ist der Zvlinder 102 mit COffnungen iio
versehen.
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Die Stange 96 ist in einem Zylinder i i i gelagert und ihre Bewegung
wird ahwechselnd mittels einer hydraulischen Ü'@ertragttng erzielt, indem ein Kolben
i 12 (Abb. 6) verschoben wird, der in einem Zylinder 113 spielt, mit dem die beiden
Zylinder i i i durch die Leitungen 114 in Verhindung stehen.
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Die Verschiebung des Kolbens 112 kann z. B. mit Hilfe einer auf der
umlaufenden Welle 116 sitzenden Daumenscheibe 115 bewirkt werden. Diese Welle kann
auch mittels einer Daumenscheibe 117, der Hebel i 18 und Zugstangen i 19 die Wellen
88 und 92 für die Steuerung der Ventile (Abb. 7) regeln.
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Angenommen, die Teile weisen die in Abh. d. und 5 gezeigten Stellungen
auf, so befinden sich die Behälter zi im Innern der Kammer 84, die durch die Platte
94 o1.-en abgeschlossen ist. Diese Stellungen entsprechen dem Ende der Kontraktionsphase,
während welcher die Ventile 86 und go geschlossen und diejenigen 85 und 89 geöffnet
sind. Mithin findet im Raum 83 die Erneuerung der heißen Flüssigkeit statt, die
infolge der Wirkung des Siphons durch die Leitung 8o angesaugt wird. In diesem Augenblick
wird infolge .der Bewegung der Daumenscheibe i 15 eine Flüssigkeitsmenge in den
Zylinder i i i eingespritzt, wodurch ein Hehen der Stange 96 erreicht wird. Zu gleicher
Zeit schwingen die Wellen 88 und 92 in dem Sinne, d.aß die Ventile 86 und 9o geöffnet
und .diejenigen 85 und 9o geschlossen werden.
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Inzwischen hat die Platte 95 den Rahmen 93 erreicht, so daß die Behälter
21 in dem Raum 83 eingeschlossen sind und in dein Raum 84 durch die Ventile 86 und
go eine Erneuerung der Flüssigkeit stattfindet.
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Die in Berührung mit der heißen Flüssigkeit stehenden Behälter 21
dehnen sich aus und verdrängen eine entsprechende Flüssigkeitsmenge, die den Kolben
103 anhebt. Die Flüssigkeit, welche während des Abwärtshubes des Kolbens
durch die Leitung 105 in den Zylinder io2 gelangt ist, wird jetzt in die
Leitungen io8 und iog gedrückt. In die Leitung io8 gelangt eine Flüssigkeitsmenge
gleich der Volumenvergrößerung der Behälter 21, und es dient daher die Flüssigkeit
zur Verhinderung eines Unterdruckes in dem Raum 84 des anderen Teils der Vorrichtung
während der Kontraktionsphase der in seinein Innern befindlichen Behälter 21.
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Die Flüssigkeit, welche durch das Ventil io6 hindurch in die Leitung
iog gelangt und deren Volumen gleich .der Differenz ist zwischen dem durch die obere
Fläche des Koll:ens 103 verdrängten Volumen und dem durch die Behälter 21 verdrängten
Volumen, kann in der angeführten Weise z. B. zurr Speisen einer Turbine benutzt
werden, deren Auslaß an die Saugleitung der kalten Flüssigkeit angeschlossen wird.
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Bei Beendigung der Expansionsphase der Behälter 21 bewirkt die Welle
116 ein Senken der Stange 96 mit den Platten 94 und 95, die aufs neue den kalten
Raum 84 schließen, während jetzt die Wellen 88 und 92 im entgegengesetzten Sinne
wie früher schwingen und, da sie die Ventile 85 und 89, auf die der im Innern
des Raumes 83 herrschende Druck einwirkt, nicht öffnen können, die Federn 87 und
gi derart spannen, daßdiese die Ventile 85 und 89 öffnen, sobald der Druck im Raum
83 infolge des Ausströmens durch die Öffnungen ioo gesunken ist.
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Zum Zeitpunkt des Offnens der Ventile 85 und 89 erfolgt die Erneuerung
der heißen Flüssigkeit, die durch 8o ein- unti durch 82 austritt, und inzwischen
hat die Zusammenziehung der Behälter 2i im Raum 84 stattgefunden, dessen Ventile
86 und go infolge der Drehungen .der Wellen 88 und 92 geschlossen worden sind; mithin
sind die aus den Abb.4 und 5 ersichtlichen Bedingungen niieder hergestellt.
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Selbstverständlich kann die die nachgie'.)igen Behälter verstellende
Stange durch einen mechanischen Antrieb an Stelle eines livdraufischen gesteuert
werden.
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Die Anordnung eines Zwischenzylinders, in welchem der Kolben 103 gleitet,
dient dem Zweck, die verdrängte Flüssigkeit während ihrer Entleerungsphase mit der
heißen Flüssigkeit in Berührung zu halten. Diese Flüssigkeit mischt sich während
ihres F_inströtnens in den genannten Zylinder beständig .mit der heißen Flüssigkeit.
Ein weiterer Zweck besteht darin, den in der angeschlossenen Vorrichtung befindlichen
Behältern 21 bei ihrer Zusammenziehung das kalte Wasser zu liefern, um die Turbine
mit einer Flüssigkeit zu speisen, deren Druck dem Kondensationsdruck des in den
Behältern 21 enthaltenen N-1 ittels entspricht.
Die Abb. 8 und 9
zeigen eine andere Ausführungsform, die auf dem gleichen @Grundgedanken beruht,
bei welcher jedoch die nachgiebigen Behälter 21 fest angeordnet werden: hingegen
sind die kalte und die warme Flüssigkeit in Bewegung, die mit Hilfe von Ausgleichbehältern
zugeführt werden, in denen die Erneuerung stattfindet, während !sie selbst von den
:dlie nachgiebigen Behälter enthaltenden Kammern getrennt sind.
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Die Vorrichtung umfaßt zwei ,'übereinander angeordnete, gleichachsige
Kammern i2o und 121, in denen die nachgiebigen Behälter 2i eingesetzt sind. In der
Nähe des Umfangs der letzteren sind Ringe 12,2 von dreieckigem Querschnitt und isolierendem
Baustoff eingesetzt, die dem Zwecke dienen, das Volumen der in .den Kammern i 2o
und 121 befindlichen Flüssigkeit auf ein Mindestmaß zu bringen und die mit den Behältern
2i in Berührung stehende Flüssigkeit zu führen.
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Die Kammer i2o steht durch die Kanäle 123, i23' und 124, 124' mit
zwei Verteilungsgehäusen 125, i:26 in Verbindung, die im nachfolgenden noch beschrieben
werden und mit denen auch die Kammer 121 durch die Kanäle 12,7, 127' und 128, 128'
verbunden ist.
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Unterhalb der Gehäuse r25 und 126 sind zwei Paare von Behältern 129,
130 und 13i, 132 angeordnet, von denen .die beiden ersteren von geringerem Fassungsraum
und für die heiße Flüssigkeit bestimmt sind, während -die letzteren von größerem
Fassungsraum sind und für die Aufnahme der kalten Flüssigkeit dienen.
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Jeder dieser Behälter enthält in seinem Innern ein für die Verdrängung
von Flüssigkeit geeignetes Organ, z. B. ein Flügelrad 133, das ,durch den vom Hauptantrieb
der Maschine bewegten Schneckenrädertrieb 134, 135 seine Bewegung erhält.
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Jeder Behälter 129, 130, 131, 132 steht an seinem Kopfende mit einem
der Verteilungsgehäuse 125, 126 in Verbindung, während er mit seinem unteren Ende
mit einer Rohrleitung 129', 13o', 131' und 132 verbunden ist, .die ihrerseits an
dem entsprechenden Verteilungsgehäuse endigen.
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;In den Leitungen r29' und 131', welche dem heißen Flüssigkeitsbehälter
und dem kalten Flüssigkeitsbehälter entsprechen, sind die beiden Enden eines Zylinders
136 eingesetzt, ' in welchem ein Kolben 137 gleitet, .den eine Feder 138 in seiner
äußersten Stellung (Abt. 8) zu halten sucht.
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In den Leitungen 130' und 132' sind die beiden Stirnenden eines
anderen Zylinders 136', der dem Zylinder 136 gleich ist, eingesetzt. Die beiden
Zylinder 136 und 136' stehen vermittels eines Rückschlagventils 139 mit einer Sammelleitung
140 in Verbindung, der die Druckflüssigkeit zur Ausnutzungsstelle leitet.
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In den Gehäusen z25, 126 münden schließlich die Leitungen 141, 142,
die an die Rohrleitungen 143 für die Zuführung und an die Rohrleitungen 144 für
die Ausströmung der heißen Flüssigkeit angeschlossen sind. Die Leitungen 145 und
r46 sind mit den Rohrleitungen 147,148 für die Zuführung und Auslaß der kalten Flüssigkeit
verbunden.
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Die Verteilungsgehäuse r25 und 12,6 stimmen untereinander überein;
eine von ihnen ist in Abb. 9 im Schnitt gezeigt. Wie ersichtlich, ist das Innere
des Gehäuses durch drei LängslvÜnd:e 149 und zwei Querwände 150 in zehn Räume unterteilt.
Die Verbindungen d fieser Räume werden durch vier Zweitellerventile 15112 i51°,
151111 und i5ilv geregelt, die mit Hilfe von Federn 15.2 von den Daumenscheiben
153 (Abt. 8) besteuert werden, welche welche alle das gleiche Profil besitzen und
auf der Welle 154 befestigt sind. Jede Daumenscheibe i53 wirkt auf die gleichachsigen
Ventile der beiden Steuergehäuse .ein, so daß die Stellung der gleichachsigen Ventile
in den beiden Gehäusen jederzeit dieselbe ist. Die Daumenscheiben sind untereinander
derart versetzt, daß, wenn die Ventile 1511 und. 151111 geöffnet sind, die Ventile
15111 und 1511v geschlossen sind und umgekehrt.
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Die ,Räume 155 und i,56 des Gehäuses 126, die von dem Ventil i5il
,geregelt werden, stehen mit den in der Kammer 126 mündenden Kanälen 12q.', 124
in Verbindung, während die Räume 157 und 158 mit den in der Kammer 121 mündenden
Kanälen 128', 128 verbunden sind.
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Die entsprechenden Räume 155', 156' und 157' und 158' des Gehäuses
12-5 sind in gleicher Weise mit den Gehäusen iao und i2i vermittels der Kanäle 1.27',
r27 und 1'23', 123 verbunden. Der Raum 159 des Gehäuses 126 steht durch die Öffnung
131A mit dem Behälter 131 in Verbindung; der Raum r6o durch die Öffnung 131B mit
dem Rohr 131'; der Raum 161 durch die Öffnung 132A mit denn Behälter 132 und der
Raum 162 durch .die Öffnung 130 mit dem Rohr 132'.
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Die Räume 163 und 164 sind schließlich durch die Öffnungen 146, 145
verbunden. Die gleichen Verbindungen bestehen zwischen den Behältern 129, i3o und
den Rohren 144 142 einerseits und den Kanälen 123, 123' und 127, 127' andererseits
durch das Steuergehäuse 125 hindurch.
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Die .in Abb. 8 .und 9 gezeigten verschiedenen Stellungen der verschiedenen
Organe entsprechen .dem Zeitpunkt, wo in der Kammer 121 die Expansionsphase -der
ausdehnbaren Behälter 21 und in der Kammer i2o die Kontraktionsphase beendigt ist.
In diesem Augenblick
sind die Ventile 151 in den leiden Gehäusen
i25 und 126 geschlossen.
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Bei Drehung der Welle 154 öffnen sich sofort die Ventile 15111 und
1511V in .den beiden Gehäusen 125 und 126, so daß durch die Öffnung i 32A und den
Raum 158 hindurch der Behälter 132 mit dem Kanal 128 in Verbindung steht, während
vermittels der Öffnung 132B und des Raumes 157 (las Rohr 132' mit dem Kanal 128'
verbunden ist.
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Durch die Umdrehung der Flügel 133 im Innern des Behälters 132 wird
die Flüssigkeit innerhalb dein den Behälter 13z, das Rohr 132, die Kanäle
128, 128' und die Kammer 121 umfassenden System bewegt, so daß ein Teil der in 132
enthaltenen kalten Flüssigkeit in die Kammer 121 gelangt, indem sie die geringe,
«-arme, ausgenutzte Flüssigkeit, die sich noch in dieser Kammer vorfindet, vor sich
hertreibt. Desgleichen findet eine Zuführung von heißer Flüssigkeit in die Kammer
120 statt, die mit dem Behälter 130 und dein Rohr 130' vermittelsAer Räume
157' und 158' und des Gehäuses 125 in Verbindung steht.
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Zu gleicher Zeit werden durch die Öffnungen, welche durch die in den
beiden Gehäusen offenen Ventile frei.gege'en werden, die Behälter 131 und 129, welche
die in der vorhergehenden Phase ausgenutzten kalten und heißen Flüssigkeiten enthalten,
mit den Leitungen 1.45, 146 und 141, 11.2 in Verlindumg gebracht, so daß infolge
der Umdrehung der Flügel 133 die ausgenutzte Flüssigkeitsmenge durch eine neue ersetzt
wird.
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Während dieser Periode steht die kalte Flüssigkeit mit den Behältern
21 der Kammer 121 und die heiße Flüssigkeit mit den Behältern 21 in der Kammeer
i2o in Berührung, so daß in der ersteren Kammer eine Kontraktion und in der letzteren
eine Expansion der Behälter 21 stattfindet.
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Da während dieser Periode die Ventile i5i1v der beiden Gehäuse offen
4-leihen und die Kammern i2o und 121 in Verbindung mit den Rohren 130' und 132 stehen,
so wird die Volumenvergrößerung, welche die Behälter 21 in der Kammer 120 erleiden,
eine Bewegung der in dem System 130, 130' enthaltenen Flüssigkeit zur Folge
haben, die sich auf den Kolben des Zylinders 136' überträgt. Dieser Kolben verschiebt
sich von links nach rechts, wobei er seinerseits eine größere Menge kalter Flüssigkeit
fördert, die sich in dem System 132, 132' und im rechten Endteil des Zylinders 136'
befindet.
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Ein Teil der durch den Kolben geförderten kalten Flüssigkeit gleicht
die Volunienverringerung aus, die die Behälter 21 in der Kammer 121 erleiden, und
der Übersch,uß wird in die Sammelleitung 1q.o abgeführt, wo sich die Flüssigkeit
auf dem in den Behälter 21 hei der Kontraktionsphase bestehenden Druck befindet,
Bei Beendigung dieser Periode schlieflen sich die Ventile i >iIl und i5i1V un1 diejeieigen
i 5 il und 1511,1 öffnen sich, so 1aß jetzt durch i55, 156 und 155', 156'
der Behälter 129 (heiße Flüssigkeit) mit der Kammer 121 un:l der Behälter 131 (kalte
Flüssigkeit) mit der Kammer 120 in Verbindung stehen, während in den Behältern i3o
und 132 die Erneuerung der Flüssigkeit stattfindet.
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Während dieser Periode dehnen sich die Behälter 21 .in der Kammer
121 aus, während diejenigen in der Kammer i2o sich zusammenziehen und der im Zylinder
136 gleitende Koll:en 137 nach rechts sich verschiebt.
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Zu gleicher Zeit wird, da auf der rechten Fläche des Kolbens des Zylinders
136' (der Behälter 132 steht in Verbindung mit den Auslaß) kein Druck vorhanden
ist, dieser Kolben durch seine Feder in seine Anfangsstellung zurückgebracht. Bei
Beendigung dieser Periode sind daher die in den Abb. 8 und 9 gezeigten Bedingungen
wieder hergestellt, worauf ein neuer Kreislauf beginnt.
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Bei dieser Ausführung erzielt man die aufeinanderfolgenden Ausdehnungen
und Zusammenziehungen der Behälter 21, während diese sich in einer geschlossenen,
mit einer Flüssigkeit gefüllten Kammer befinden, so -daß der durch die Verdampfung
der in den Behältern 21 -l:efindlichen Flüssigkeit erzielte Druck auf die Druckverwertungsvorrichtung
sich üterträgt, und zwar vermittels eines oder mehrerer Kolben (103bis107), auf
dessen kleinere Kolbenfläche der von der verdampfbaren Flüssigkeit während ihrer
Verdampfung erhaltene Druck einwirkt, während auf die gegenüberliegende größere
Kolbenfläche der Druck einwirkt, der bei der Kondensation-der verdampfbaren Flüssigkeit
testeht. Der Größenunterschied der beiden Kolbenflächen inuß derart berechnet werden,
daß der Gleichgewichtszustand des Kolbens erhalten wird. Die Kolhen#bewegung wird
durch die Druckverringerung erzielt, die auf der Seite eintritt, wo die Flüssigkeit
zur Verwertungsmaschine strömt, die daher unter dem Kondensationsdruck oder verwendeten,
verdampfbaren Flüssigkeit gespeist wird.
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Wird Kohlensäure angewandt und z. B. eine Kondensationstemperatur
von 15° C erzielt, so wird der Betriebsdruck der Turbine ungefähr So Atm. betragen.
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Die Bewegung (der in den Behältern 129, 130, 131, 132 (Ahb. 8, 9)
enthaltenen Flüssigkeiten kann noch in verschiedener Weise bewirkt werden, z. B.
durch Ersetzen der Behälter 129, 130, 134 132 durch Pumpenkörper, innerhalb
welcher je ein Kolben ari;eitet. Diese Kolben können durch -irgendeinen geeigneten
Antrieb
bewegt werden. Man kann auch :diese Pumpenkörper :gleichachsig anordnen und die
Kolben vermittels einer Stange antreiben, die an einem Kolben angeschlossen ist,
der sich in einem Zylinder befindet, in welchem der Flüssigkeitsdruck in der gleichen
Weise wirksam wird wie in den Zylindern r.36 und 136', indem ein Teil der von der
Anlage gelieferten Leistung unmittelbar ausgenutzt wird.
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Wenn das Speisen mit einer unter natürlichem Druck stehenden Flüssigkeit
erfolgen kann, z. B. aus einem hochgelegenen Behälter, so genügt es, jeden dieser
Behälter mit den die nachgiebigen Behälter enthaltenden Kammern mit Hilfe zweier
Rohre zu verbinden, um einen Kreislauf der Flüssigkeit zu erzielen.
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:Eine andere Weise, Flüssigkeit unter Druck in die Kammern z2o und
tzz einzuführen, besteht in der Verwendung von Pumpen mit zwei tandemartig angeordneten
Zylindern, von denen einer den Motorzylinder bildet. Diese Pumpen sind von der gewöhnlichen
Dampfpumpenbauart, .nur mit dem Unterschied, daß in den Motorzylinder die bei der
Ausdehnung der Behälter 2z verdrängte Flüssigkeit wirkt.
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Bei diesen Anlagen, wo die Formveränderungen der Behälter 21 auf hydraulischem
Wege übertragen werden, kann man in diesen Behältern Flüssigkeiten von niedriger
Siedetemperatur einfüllen und trotzdem Behälter von dünnen Wänden anwenden, da :der
Druck in ihrem Innern immer gleich idemjenigen der umgebenden Flüssigkeit ist, nur
bei der Ex'-pansionsperiode ist ein Überdruck in den Behältern vorhanden, um :den
Widerstand der Behälterwände gegen ihr Ausbiegen zu überwinden. Die Herabsetzung
der Dicke oder Behälter und damit der abwechselnd erwärmten und gekühlten Masse
auf ein Mindestmaß ist von besonderer Wichtigkeit, um den Verlust an Wärme zu verringern.
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Die nachgiebigen Behälter werden vorteilhafterweise aus einem gut
wärmeleitenden Metall angefertigt und erhalten eine solche Form, daß sich die Behälterwände
im zusammengezogenen Zustand beinähe berühren, und daß der Innenraum vollkommen
mit verdampfbarer Flüssigkeit gefüllt ist.
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Die Form dieser Behälter 21, welche schematisch in Iden verschiedenen
Abbildungen gezeigt worden ist, kann eine beliebige sein. Die Abb. zo und rr zeigen
als Ausführungsbeispiel einen Behälter, der von zwei biegsamen Wänden 37 .gebildet
wird, :deren Ränder an den Seitenflächen eines Ringes 38 befestigt sind. Dieser
Ring 38 besitzt ein Loch 39, so daß jedes Element 'auf einer Stange 40 aufgesetzt
werden kann, woselbst sie .durch Abstandshülsen 41 in ihrer Lage gehalten werden.
Jeder Ring 3:8 besitzt ferner einen .Ausschnitt 42, welcher einer Rille 43 in der
Stange 4o gegenüberliegt, die sich nach außen in Form einer Bohrung fortsetzt.
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Diese Einrichtung erleichtert die Einführung des Arbeitsmittels in
die nachgiebigen Behälter, und. zwar durch die Bohrung 44, Rille 43 und Ausschnitt
42.
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Für den Fall der Anordnung verstellbarer Behälter in der Kammer (Alb.
z, 2 und 3) können diese mit der Zuführung des arbeitenden Mittels durch biegsame
Rohre v eeaunden werden, :da sie, indem sie in die Flüssigkeit von gleichem Druck
wie im Innern der Behälter eintauchen, keinem :besonders hohen inneren Druck ausgesetzt
sind.
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Als arbeitendes Mittel kann man Äther, Chloräthyl, Ammoniak, Kohlensäure,
Luft, Kohlensäure, flüssige Luft verwenden; durch Regelung der Menge des eingeführten
Mittels kann in _i edem Behälter ;die Ausdehnung der Dämpfe des Mittels geregelt
werden.
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Für eine vollständige Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Temperaturgefälles
kann man zwei oder mehrere, verschiedene verdampfbare Flüssigkeiten enthaltende
Vorrichtungen kuppeln, indem jede derselben mit den kalten und heißen Flüssigkeiten
gespeist wird, die aus der vorhergehenden Vorrichtung ausströmen.
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Um die Kammern, in welchen die nachgiebigen Behälter arbeiten, unter
Druck zu halten, werden sie mit idurch Pumpen versorgten Behältern verbunden, wobei
diese Verbindung durch Ventile derart geregelt wird, daß in diese Kammern neue Flüssigkeit
eingeführt wird, sobald ein Druckabfall eintritt, sei es infolge Verlusten oder
aus anderen Gründen.
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Die Kammern werden auch mit einer selbsttätigen Vorrichtung ausgestattet,
-die im Falle eines besonders großen Unterdruckes die nachgiebigen Behälter mit
der Außenluft in Verbindung setzt, .tun vom Arbeitsmittel einen entsprechenden Teil
abzulassen und so ein Zersprengen der Behälter selbst zu vermeiden.