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Dampfkraftanlage mit Überhitzer, Kolbendampfkraftmaschine und Kreislauf
des Dampfes. Die Erfindung betrifft eine Dampfkraftanlage mit überhitzer, Kolbendampfkraftmaschine
und Kreislauf des Dampfes und bezweckt eine Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades
dadurch, daß der Abdampf durch eine Flüssigkeit geleitet in den Arbeitsraum der
Kraftmaschine eingesaugt, dort verdichtet und nach dem überhitzer zurückgedrückt
wird.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsformen schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt die Ausführung mit einer Viertaktdampfmaschine, Abb.
a eine solche mit einer Zweitaktdampfmaschine und Abb. ; eine Abänderung für Dampfmaschinen.
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Es ist i (Abb. i) der Kolben einer Viertaktdampfmaschine, io der überhitzer
und 6 ein Behälter zur Aufnahme der Flüssigkeit, durch die der Abdampf der Maschine
hindurchgeführt wird. Während des ersten Hubes saugt der Kolben mittels des gesteuerten
Ventiles 2 durch die Rohre 3 und q. aus dem Raum 5 des Behälters 6 viel Feuchtigkeit
enthaltenden Dampf von etwa ioo° und etwa o Atm. Überdruck und komprimiert den eingesaugten
Dampf während des zweiten Hubes auf etwa q.o bis ¢z Atm. Überdruck. Gegen Ende des
Hubes öffnet sich das gesteuerte oder selbsttätig wirkende Kömpressionsventil7 und
der Kolben drückt den komprimierten, aber womöglich immer noch gesättigten Dampf
durch ein Rohr 8 in einen Behälter 9; an den die Rohre des überhitzers io angeschlossen
sind, der durch die auf dem Rost ii verbrennende Kohle oder anderen Brennstoff geheizt
wird. Die Rohre io münden in einen Behälter 12, aus dem durch das Rohr 13 und das
gesteuerte Einlaßventil 14 der noch immer qo Atm. Druck besitzende, aber auf 6oo
bis 700° C oder noch höher überhitzte Dampf am Anfang des dritten Hubes in den Zylinder
gelangt. Nach der Erfüllung erfolgt die Expansion, nach deren Beendigung, da das
gesteuerte Ventil z während des vierten Hubes wieder offen steht, der Kolben den
Dampf, der seine Arbeit geleistet hat, durch die Rohre 3 und 15 unter die Oberfläche
des in dem Teil 16 des Behälters 6 befindlichen Wassers drückt. Der in das Wasser
reichende Teil des Rohres 15 besitzt kleine Löcher, so daß der Dampf in dünne Strahlen
zerteilt in das Wasser gelangt, hier Feuchtigkeit aufnimmt und dann zur Oberfläche
steigt. Den jetzt genügend nassen Dampf saugt der Kolben aus dem mit dem Raum 16
in Verbindung stehenden Raum 5 durch das Rohr q. wieder an.
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Die Rohre 3, 4 und 15 münden in eine
gemeinsame Kammer
17 mit zwei derart angeordneten Ventilen 18 und i g, daß der Abdampf nur
durch das Rohr q. in den Zylinder gelassen werden kann. Der aus dem Zylinder austretende
Dampf enthält Schmieröl, das bei einem geschlossenen Kreisprozeß sich immer mehr
vermehren würde. Dadurch, daß der Abdampf durch das Rohr 15 in Wasser eingeführt
wird, sammelt sich das Öl auf der Wasseroberfläche an. Der durch das Wasser gegangene
Dampf ist frei von Öl, so daß der Kolben aus dem Raum 5 reinen Dampf ansaugt. Das
auf der Oberfläche des Wassers schwimmende Öl wird zeitweise mit Hilfe eines überflußrohres
2o abgelassen, während durch ein Rohr 21 reines, frisches Wasser dem Behälter zugeführt
wird. Mit diesen beiden Rohren kann man im Behälter den Dampf, die Temperatur und
den Wasserstand regeln und damit auch die Leistung der Maschine ändern.
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Das Anlassen erfolgt z. B. so, daß man mit einer kleinen Handpumpe
durch ein Rohr 22 ein wenig Wasser in den überhitzer schickt, den entstandenen Dampf
durch ein Rohr 23 in den Behälter 6 läßt und ihn dadurch vorwärmt. Wenn das Wasser
des Behälters genügend vorgewärmt und durch den Hahn 24 die Luft abgeführt ist,
wird das Rohr 23 mittels des Hahnes 25 verschlossen und das Einspritzen von Wasser
in den überhitzer fortgeführt, was eine Erhöhung des Druckes in demselben zur Folge
hat, so daß die Maschine anlaufen kann.
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Bei der Anlage mit einer Zweitaktmaschine gemäß Abb.2 mündet das Saugrohr
26 in den nach der Kurbel zu liegenden Teil des Zylinders, während die Anordnung
der Rohre 15, 8, 13 und der Ventile 2, 7, 1q. dieselbe bleibt wie in Abb.
z. In der Zylinderwand sind Kanäle 27 vorgesehen, welche von außen überdeckt sind
und deren Länge x größer ist als die Länge y des Kolbens 28. Geht dieser nach links,
so saugt er aus dem Raum 5 durch das Rohr 26 Dampf ein. Beim Rückgang komprimiert
er den Dampf so weit, als dem schädlichen Raum entspricht, z. B. auf 2 Atm. Sobald
der Kolben in seine rechte Endlage gelangt ist, befindet er sich gerade in der Mitte
der Kanäle 27, d. h. beide Seiten des Zylinders sind durch diese Kanäle miteinander
verbunden. Da gleichzeitig das gesteuerte Ausströmventil2 offen steht, kann der
auf der linken Seite des Kolbens befindliche Dampf in den Raum 16 strömen, was durch
den von der rechten Seite des Kolbens einströmenden reinen Dampf unterstützt wird,
indem er den Abdampf hinausdrängt. Es ist nun die linke Seite des ,Zylinders mit
frischem, entsprechend feuchtem Dampf gefüllt. In seinem weiteren Gange nach links
komprimiert der Kolben den Dampf und gegen Ende des Hubes drückt er ihn durch das
Ventil 7 und Rohr 8 in den nicht dargestellten Überhitzer. Am Anfang des folgenden
Hubes erfolgt durch das Rohr 13 und das gesteuerte Ventil I¢ die Füllung und dann
die Expansion.
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Der Abdampf kann auch einer beliebigen Quelle entnommen werden, wie
z. B. Abb. 3 zeigt, bei der eine nach dem neuen Verfahren arbeitende Dampfmaschine
in Verbindung mit einer bereits vorhandenen Dampfmaschinenanlage verwendet wird.
In diesem Falle liefert der Abdampf der ersten Dampfmaschine, der sonst in den Kondensator
gehen oder frei ,auspuffen würde, den gesättigten Dampf für die zweite Dampfmaschine.
Die Anordnung ist folgende: Ein nach irgendeinem Verfahren arbeitender Dampfmotor
3¢ erhält vom Kessel den Dampf durch das Rohr 35 und ihr Abdampf wird durch das
Rohr 36 in den Behälter 6 geleitet, von dem ein Teil des Dampfes durch den Rohrstutzen
37 entnommen werden kann, während der nach dem neuen Verfahren arbeitende Dampfmotor
38 die nötige Dampfmenge durch das Rohr 39 einsaugt, verdichtet und durch das Rohr
8 in den nicht gezeichneten überhitzer drückt, von wo der Dampf durch das Rohr 13
zwecks Arbeitsleistung wieder in den Zylinder gelangt; der Abdampf entweicht durch
das Rohr q o zweckmäßig in den Ejektor für den künstlichen Luftzug oder in den Kondensator.
Natürlich kann der Dampf auch irgendeiner anderen Quelle entnommen werden.