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Kippbare Dampfpumpe Die vorliegende Erfindung betrifft Dampfpumpen,
deren Betrieb unter Ausnutzung von Temperaturwechseln oder Temperaturunterschieden
beliebiger Medien ermöglicht -wird, wobei als Treibmittel Flüssigkeiten benutzt
werden, die bei niedrigen Temperaturen sieden.
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Die Ausnutzung von Temperaturunterschieden zu motorischen Zwecken
unter Zuhilfenahme leicht siedender Flüssigkeiten ist an sich nicht, neu.
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So werden z. B. nach diesem Prinzip Uhrantriebsvorrichtungen ausgeführt
und auch Verdichter für die Kältetechnik angetrieben. Auch sind mit Thermometerröhren
am Umfange ausgerüstete Motoren nicht mehr neu, bei denen ein Teil dieser Thermometerröhren
einer höheren, ein anderer Teil dagegen einer niedrigeren Temperatur ausgesetzt
ist. Infolge der Ausdehnung des Quecksilbers in den der höheren Temperatur ausgesetzten
Thermoineterröhren kommt eine fortwährende Verschiebung des Schwerpunktes der umlaufenden
Massen zustande, wodurch ein fortwährendes Drehen des Rohrrades hervorgerufen wird.
Ferner sind Motoren bekanntgeworden, deren Achse durch abwechselndes Hochsteigen
bzw. Niedersinken von Bälgen gekippt wird, die durch den Dampfdruck einer leicht
siedenden Flüssigkeit bewegt werden. Die nötigen Temperaturunterschiede zwischen
den beiden die leicht siedende Flüssigkeit enthaltenden Behältern erzielt man in
der Weise, daß der eine Behälter. mit Isoliermasse bedeckt, der andere dagegen von
Isoliermasse frei ist. Wirkt nun auf beide Behälter eine höhere Temperatur ein,
z. B. während des Tages, so wird der nichtisolierte Behälter einer schnelleren Temperatursteigerung
ausgesetzt
sein als der isolierte. Dagegen bleibt bei einer niedrigeren Temperatur der Umgebung,
z. B. des Nachts, der isolierte Behälter längere Zeit wärmer als der nichtisolierte.
Auf diese Weise entstehen in den beiden Behältern Druckunterschiede, welche abwechselnd
die beiden Bälge hochgehen bzw. niedersinken lassen. Schließlich sind auch Dampfmotoren
bekannt, bei denen eine in zwei Rohrschlangen angeordnete leicht siedende Flüssigkeit
abwechselnd erwärmt und abgekühlt wird, indem diese Schlangenrohre wechselweise
in von unten hochbewegte bzw. gesenkte, mit kaltem Wasser gefüllte Behälter eintauchen.
Hierdurch werden die Dampfspannungen in den beiden mit Flüssigkeit gefüllten Schlangenrohren
abwechselnd erhöht bzw. vermindert, wodurch ein Antrieb von -Dampfmaschinen ermöglicht
wird.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun eine kippbare
Dampfpumpe, in welcher ebenfalls eine wechselnde Schwerpunktverlagerung von Massen
dadurch erzielt wird, daß in zwei wechselnden Temperaturunterschieden unterworfenen
Räumen abwechselnd Druckunterschiede mittels eines geeigneten-Druckmittels hervorgerufen
werden. Die Erfindung besteht darin, daß ein Bewegungsorgan in der Form eines Balgs,
einer Membran oder eines Kolbens, welches mit zwei in kippbaren Zylindern hin und
her bewegten- Pumpenkolben verbunden ist, dem wechselnden Druckunterschiede zwischen
zwei wechselnden Temperaturunterschieden unterworfenen Behältern ausgesetzt ist,
die mit einer bei kleinem Temperaturzuwachs besonders großen Druckzuwachs aufweisenden
Flüssigkeit, z. B. Acetylenhydrat, gefüllt sind. Die beiden Behälter besitzen erfindungsgemäß
zweckmäßig die Form von Rohrschlangen, die beim Kippen des Pumpenzylindersatzes
abwechselnd gehoben und gesenkt werden. -Die Gestaltung der Dampfpumpe gemäß der
Erfindung ermöglicht die gedrängte Bauart einer Dampfpumpe von besonders großer
Leistung, was durch die Verwendung der abwechselnd gehobenen und gesenkten Behälter
in der Form von Rohrschlangen, die mit einer bei kleinen Temperaturunterschieden
sehr beträchtliche Dampfdruckunterschiede aufweisenden Flüssigkeit gefüllt sind,
erzielt wird. Dies bedeutet einen wesentlichen Fortschritt im Bau von Dampfpumpen
der beschriebenen Art.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. i stellt den Längsschnitt durch einen kippbaren Pumpensatz und
Fig. 2 einen in der waagerechten Ebene geführten Längsschnitt nach A-A in Fig. i
dar.
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Der. Pumpensatz gemäß Fig. i und 2 besteht aus dem mittleren zweiteiligen
Gefäß i i, in welchem die Membran 12 aus entsprechendem nachgiebigem Stoffe, wie
z. B. Gummi, Leder, Leder mit Gummi getränkt, mit Gummi überzogener Leinwand, Metall
o. dgl., dicht ausgespannt ist. Die Membran 12 ist mittels entsprechender Platten
und Verschraubungen mit der Stange 13, 13' verbunden, an deren Enden die einfach
wirkenden Kolben 15, 15' angebracht sind, welche in dem Pumpenzylinder 16, 16' hin
und her geschoben werden. Die Stangen 13, 13' sind gegenüber dem Gefäß i i z. 13.
mittels Stopfbüchsen 14,14' gedichtet. Die Zylinder 16 16' sind mit Ventilen ausgestattet,
und zwar der eine mit dem Saugventil 18 und dem Druckventil 17, der andere dagegen
mit dem Saugventil 18' und dem Druckventil 17'. Die diese Ventile umgebenden ' Kammern
sind miteinander verbunden, und zwar die beiden Kammern der Druckventile 17, 17'
durch die Leitung i9, von welcher die Hauptdruckleitung 21 des Pumpensatzes abzweigt,
und die beiden Kammern der Saugventile 18, 18' durch die Saugleitung 2o, an welche
sich die Hauptsaugleitung 22 des Pumpensatzes anschließt. Die Zylinder 16, 16' und
das Gefäß i i sind an einem Trog 23 angeordnet, dessen Zapfen 25, 25' in Lagerböcken
24., 2.4' drehbar gelagert sind. Auf diese Weise läßt sich der ganze Pumpensatz
um die Zapfen 25, 25' kippen.
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Die beiden durch die Membran 1 2 getreiin-'ten Räume des Gefäßes i
i sind mit den Leitungen 26 und 27 verbunden, zwischen denen eine Umgehungsleitung
26', 27' angeordnet ist, welche durch das Ventil 28 abgesperrt werden kann. Die
Leitungen 26, 27 sind biegsam und tragen an ihren Enden Schlangenrohre 29, 30, welche
als Behälter für die bei niedriger Temperatur besonders leicht siedende Flüssigkeit,
z. B. Acetylenhydrat o. dgl., dienen. Beine Kippen des Pumpensatzes werden die Leitungen
26 und 27 mitsamt den Behältern 29, 3o abwechselnd nach oben bzw. unten bewegt.
Der ganze Pumpensatz befindet sich. dabei z. B. über einem Wasserbehälter, und seine
Höhenlage ist so gewählt, daß der Behälter 29, wie in Fig. i dargestellt, sich beim
Kippen über dem Wasserspiegel befindet, wogegen der Schraubenrohrbehälter
30 ins Wasser eintaucht. Es kann naturgemäß der eine Behälter in eine wärmere,
der andere dagegen in eine darunterliegende, kältere Flüssigkeitsschicht, z. B.
Wasserschicht, eintauchen.
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Auf diese Weise unterliegen die beiden Schlangenrohre 29 bzw. 3o der
Einwirkung verschiedener Temperaturen, was zur Folge
hat, daß in
der Leitung 26 ein höherer Druck herrscht als in der Leitung 27. Bei abgesperrtem
Ventil 28 wird infolgedessen der linke Behälterraum einem höheren Druck unterliegen
als der rechte, was zur Folge hat, daß die Membran i a und mit ihr durch Vermittlung
der Stangen 13, 13' die Kolben 15, 15' nach rechts verschoben werden. Infolge
dieser Bewegung füllt sich der Zylinder 16 mit Wasser an, wogegen aus dem Zylinder
16' das Wasser entweicht. Die Folge davon ist, daß der ganze Pumpensatz nach links
umkippt. Jetzt taucht jedoch der Behälter a9 in das kalte Wasser ein, wogegen der
Behälter 30 von warmer Luft umspült wird. Die Druckverhältnisse wechseln, die Membran
bewegt sich statt nach rechts nach links, und es tritt von neuem ein Kippen des
Pumpensatzes auf usw.
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Um die jeweiligen Kipplagen des Pumpensatzes zu sichern, sind dieZylinder
16, i6'mit Armen 3 i, 32 versehen, zwischen denen eins Führungsstange 33 angeordnet
ist, welche parallel zur Achse der Kolben 15, 15' verläuft. Auf der Stange
33 ist ein Gewicht 3q. lose verschiebbar angeordnet. Beim Kippen des Pumpensatzes
nach rechts wie in Fig. i bewegt sich das Gewicht 3q. auf der Stange 33 in die rechte
Endlage, wobei es die gezeichnete Kippstellung des Pumpensatzes sichert. Beim Kippen
nach links fällt dagegen das Gewicht 34 auf der Stange 33 wiederum in die linke
Endlage und sichert auf diese Weise stets die jeweilige Kippstellung des Pumpensatzes.