DE677331C - Waermekraftmaschine mit einer tropfbaren Fluessigkeit als Arbeitsstoff - Google Patents

Waermekraftmaschine mit einer tropfbaren Fluessigkeit als Arbeitsstoff

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DE677331C
DE677331C DEF81487D DEF0081487D DE677331C DE 677331 C DE677331 C DE 677331C DE F81487 D DEF81487 D DE F81487D DE F0081487 D DEF0081487 D DE F0081487D DE 677331 C DE677331 C DE 677331C
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

  • Wärmekraftmaschine mit einer tropfbaren Flüssigkeit als Arbeitsstoff Zur Zeit werden Wärmekraftmaschinen ausschließlich mit Gas oder mit Dampf betrieben und mit Leistungen von tausenden Pferdestärken in. einem Zylinder gebaut. Es sind zwar einige Versuche unternommen worden, um die tropfbaren Flüssigkeiten in Wärmekraftmaschinen nutzbar zu machen, jedoch ohne praktischen Erfolg. Die meisten Versuche sind aus dem Stadium unklarer Aufgabestellun.g nicht her-, ausgekommen. Bei einem wird die Arbeitsflüssigkeit (zähes Maschinenöl) außerhalb des Arbeitszylinders erhitzt und bei jedem Kreislauf durch den Arbeitszylinder, Niederdruckspeicher, Wärmeaustauscher, evtl. Kühler, Pumpe, Hochdruckspeicher, Wärmeaustauscher und Erhitzer, also insgesamt durch sieben oder acht Vorrichtungen, teilweise mit Ventilen und Wärmeaustauschräh7-sn, was sehr große Verluste hervorrufen m@uß, durchgeleitet. Bei jedem Kreislauf wird der hohe Betrag der Restwärme .ausgepufft. Demnach darf bezweifelt werden, ob die Maschine ihre eigenen Widerstände zu überwinden vermag. Diese Maschine wird also durch einen Kreisprozeß mit hoher Arbeitstemperatur, großer Auspuffwärme, Abdrosselung des Arbeitsdruckes ohne Ausnutzung der Ausdehnung des Arbeitsstoffes und durch umständlichen Kreislauf des Arbeitsstoffes gekennzeichnet. Die vorliegende Erfindung sieht für die Maschine einen vollen Kreisprozeß vor und einen einfachen Kreislauf der Arbeitsflüssigkeit mit niedriger Arbeitstemperatur, wodurch die Ausbeute der -Wärme vexbessert, die Verluste verkleinert werden und außerdem noch die Möglichkeit gegeben wird, auch kleine Temperaturgefälle, z. B. der technischen Abwärme, auszunutzen.
  • Weil die Flüssigkeiten ein größeres spez. Gewicht und eine größere spei. Wärme als die Gase besitzen, fallen die Dimensionen der Flüssigkeitsmaschinen kleiner als die der Gasmaschinen aus. Z. B. bei einem Temperaturgefälle im Kreisprozeß von i' C und bei 9o U/min (doppelt wirkende Schiffsmaschine) wird ein idealer Motor mit Wasser als Arbeitsstoff für i cbm Arbeitsraum - = 17 500 PS/cbm leisten, wogegen ein Gasmotor bei denselben Bedingungen nur PS/cbm hergeben kann. Zum Vergleich sei eine 75o-PS-Schiffsdieselmaschine angeführt, die 1650 PS/chm leistet, was beim Wirkungsgrad 0,37 und 200o° Temperaturgefälle etwa PS/cbm auf ein Grad Temperaturgefälle ausmacht. Daraus folgt die Möglichkeit der wirtschaftlichen Ausnutzung geringer Temperaturgefälle. Die geringe Arbeitstemperatur macht bei diesen in erster Linie die Zylinderkühlung überflüssig, was den Wirkungsgrad der Maschine in hohem Grade verbessert. Die Kühlverluste machen z. B. beim Dieselmotor etwa 28% des gesamten Wärmeverbrauches aus. Das Einsparen dieser Verluste allein würde den Diesehvirkungsgrad von 0,37 auf 0,51 erhöhen.
  • Außer diesen besitzen die Flüssigkeitsmaschinen noch weitere Vorzüge, die Seeiter unten beschrieben werden.
  • Der Schwerpunkt der Gasmaschinenkreisprozesse liegt in den hohen Arbeitstemperaturen, der der Flüssigkeitsmaschinen im Gebiet der Drücke. Wärmemechanisch bedeutet dies einen Vorzug der Flüssigkeitsmaschinen, weil die elastischen Kräfte entgegen der Wärme durch Leitung in den Körpern nicht verlorengehen können. Was aber die absolute Höhe der Arbeitsdrücke anbelangt, so ist es möglich, den flüssigen Arbeitsstoff so zu wählen, daß seine physikalischen Eigenschaften den gestellten Biediügungen hinsichtlich Temperatur- und Druckgefälle in den Kreisprozessen entsprechen. Auch in dieser Hinsicht besitzen die Flüssigkeiten einen Vorzug gegenüber den Gasen, weil die ersteren eine größere Auswahl für die Arbeitsstoffe liefern als die Gase.
  • An der äußersten Stelle in bezug auf Raumveränderlichkeit durch Wärme steht gegenüber den Gasen das Wasser. Zwischen diesem und den Gasen gibt es eine Reihe, die in der Abstufung ihrer diesbezüglichenEigenschaften eine Kette bilden; einige von diesen sind Wasser, Quecksilber, Glycerin, Petroleum, Alkohol und Äther. Ferner können auch verschiedene verflüssigte Gase, wie Ammoniak, Kohlendioxyd, Sauerstoff; Stickstoff, Wasserstoff, Argon, Helium, verwendet werden.
  • Wegen des Abweichens der physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeiten von denen der Gase muß_ ,auch die technische Ausführung der Flüssigkeitsmaschinen von der der Gasmaschinen verschieden sein. Erstens ist es zweckmäßig, bei Flüssigkeiten mit geringer Raumveränderlichkeit, welche einen großen schädlichen Raum im Arbeitszylinder zur Folge hat, den Kreisprozeß im Innern des mit dem Arbeitsstoff ausgefüllten Raumes durchzuführen. Dies wird dadurch erreicht, daß der mit Rohren durchsetzte Arbeitsstoff stets im Arbeitsraum verbleibt und sein Wärmezustand durch Vermittlung einer Hilfsflüssigkeit beeinflußt wird. Dieses Verfahren erspart es, große Mengen erhitzter und komprimierter Flüssigkeiten aus den außerhalb des Arbeitszylinders liegenden Behältern durch Ventile in den Arbeitsraten einzuführen, was mit hydraulischen Stößen und Wärmeverlusten in den Rohrleitungen und mit Druckverlusten in den Ventilen verbunden wäre. Die Erwärmung der Arbeitsflüssigkeit kann, evtl. mit entsprechend überhitzter Hilfsflüssigkeit bei beliebigem geeignetem Druck oder durch andere bekannte Verfahren, z. B. durch Verbrennung, durchgeführt werden, was eine große Vereinfachung der Ausführung darstellt.
  • Über :einer gewissen Grenze, bei der die wärmemechanischen. Eigenschaften der Flüssigkeiten denen der Gase sich nähern und die Arbeitsdrücke nicht groß sind, kann das Erhitzen und Vorverdichten des Arbeitsstoffes wie in bekannten Maschinen außerhalb des Arbeitsraumes stattfinden.
  • Gemäß den allgemeinen Eigenschaften der wärmemechanischenKreisprozesse werden diese zwischen zwei Grenztemperaturen durchgeführt. Die höhere Temperatur wird durch die vorhandene Wärmequelle, durch die Art des Kreisprozesses und durch die Grenzen der Wärmeausnutzung bestimmt. Bei geschlossenen Kreisprozessen muß ein etwaiger Wärm@eüberschuß aus dem Arbeitsstoff künstlich entfernt werden. Ebenso muß bei der Verdichtung nach einer isothermischen Zustandsänderung Kühlung vorgenommen werden. Demnach braucht ein neuer Kreisprozeß im allgemeinen neben einem Wärme- noch einen Kälteträger. Hier sind also vier Flüssigkeiten erforderlich: der Arbeitsstoff, der den Arbeitsraum füllt und in dem sich der Kreisprozeß vollzieht, der Hilfsarbeitsstoff, der dem Arbeitsstoff Wärme zuführt, der Wärmeträger, der als Energiequelle dient und der dem Kreisprozeß durch Vermittlung des Hilfsstoffes Wärme liefert, und schließlich der Kälteträger, der die überflüssige Wärme aus dem Kreisprozeß aufnimmt oder für Temperaturhaltung bei bestimmten Zustandsänderungen sorgt. Erfindungsgemäß ist der Arbeitsstoff eine tropfbare Flüssigkeit oder ein Gemisch aus tropfbaren Flüssigkeiten. Die übrigen können ebenfalls tropfbare Flüssigkeiten, entweder Gase oder Dämpfe oder deren Gemisch, sein. Bei Erwärmung des Arbeitsstoffes außerhalb des Arbeitsraumes fällt die Hilfsflüssigkeit weg. Im Sonderfall können als Wärmeträger und Hilfsarbeitsstoff Verbrennungsgase verwendet werden.
  • Die Erfindung ist schematisch an einem Ausführungsbeispiel auf der Zeichnung dargestellt, -und zwar bedeuten Abb.1 eine Kolb.enflüssigkeitsmaschine in senkrechtem Schnitt, Abb.z das Arbeitsdiagramm dieser Maschine, Abb.3 ein Diagramm, Abb. q. das Regeldiagramm der Maschine nach Abb. 1, Abb. 5 eine Kolbenmaschine nach Abb. i mit Heizung durch Verbrennungsgase, Abb. 6 ein Zweistufendiagramm.
  • Die Flüssigkeitsmaschine (Abb. i) wird beispielsweise nach dem schematischen mechanischen Diagramm (Abb.2) betrieben. Entsprechend diesem Kreisprozeß soll die Flüssigkeit vom Anfangszustand A zuerst isothermisch nach AB verdichtet werden. Vom Punkt B an wird die Flüssigkeit z. B. bei p konstant bis zum Punkt C erwärmt, von wo an die adiabatische Ausdehnung anfängt. Die Elemente des Kreisprozesses sind so gewählt, daß die Flüssigkeit am Ende der Ausdehnung wieder den Ursprungszustand erreicht.
  • Es können für den Betrieb der Flüssigkeitsmaschinen auch andere beliebige Kreisprozesse verwendet werden. Will man jedoch weitere Wärmeverluste vermeiden, so muß der Kreisprozeß grundsätzlich zum Ursprungszustand innerhalb der Ausdehnungsadiabate zurückkehren, ferner muß zur Erhöhung der Energiekapazität des Kreisprozesses die Verdichtung isothermisch verlaufen.
  • Die Steuerung der Maschine erfolgt beispielsweise nach dem schematischen Steuerdiagramm (Abb.4). Nach diesem erfolgt die isothermische Verdichtung angenähert bei i 8o° des Kurbelweges (Abb.2). Weiter folgt das Aufheizen der Flüssigkeit während a° und die adiabatische Ausdehnung während (3° des Kur belweges.
  • Die Flüssigkeitsmaschine (Abb. i) besteht aus einem beliebig gestalteten Heizraum i, der mehrere zweckmäßig von innen und außen mit Wärmeschutz versehene kleinere Zylinder aufnimmt und welcher dem schädlichen Raum der Dampfmaschinen entspricht, ferner aus einem Ausdehnungsraum 2, in dem der Kolben sich bewegt. Der Kolben 3 ist durch einen Kreuzkopf 4, Pleuelstange 5, Kurbel 6 mit der Welle 7, die im Gestell 8 ,gelagert ist, verbunden. Im Heizraum ist der Wärme. austauscher 9 eingebaut. Die Volumina der Räume i und 2 sind so gewählt, daß der erste Raum von der Flüssigkeit bei höchster-Druck (Punkt B des Diagramms 2) ausgefüllt wird. Das - entspannte Volumen wird von der ausgedehnten Flüssigkeit (Punkt A) eingenommen.
  • An den Arbeitsraum i ist eine Pumpe io mit Saugleitung i i, Saugventil 12, welches bei senkrechter Stellung des Hebels 31 stets offen gehalten wird, und eine Druckleitung 13 mit Druckventil 13a angeordnet. Außerdem ist noch eine an die Leitung 13 angeschlossene Leitung 14 mit Ventil 15 angebaut. Die Leitungen i i und 14 münden im Behälter 16. Zweckmäßig wird die die Pumpe i o antreibende Kurbel 17 um Co' zu der Hauptkurbel versetzt. An den Kolben 3 ist ein zweiter Kolben 18, der im Zylinder i9 sich bewegt und zum Anlassen der Maschine dient, angebaut. Diese Hilfsmaschine ist hier als eine doppelt wirkende dargestellt und kann z. B. vermittels komprimierter Luft oder Dampf aus einem Behälter 2o durch öffnen des Ventils 21, welches das Druckmittel z. B. durch einen Muschelschieber 22 leitet, betätigt werden.
  • An den Hauptwärmeaustauscher 9 sind zwei weitere Hilfswärmeaustauscher (der Kühler 23 und der Erhitzer 24) angeschlossen. Diese sind z. B. durch zwei Ventile 26 und 25 oder durch weitere zwei Ventile 27 und 28 voneinander getrennt. Pumpen 29 und 3o dienen zur Bewegung der Hilfsflüssigkeit.
  • Die sämtlichen Wärmeaustauscher können nicht nur als auf der Zeichnung schematisch dargestellte Einrohrschlangen ausgeführt, sondern in mehrere parallel oder hintereinandergeschaltete Gruppen unterteilt werden. Außerdem kann zwecks besserer Wärmedurchleitung die Arbeitsflüssigkeit im Arbeitsraum künstlich in Umlauf versetzt werden.
  • Der Wärmeaustauscher 24 wird durch eine vorhandene Wärmequelle, z. B. durch Verbrennungsgase oder durch andere Quellen, einzeln, gleichzeitig oder abwechselnd hintereinander erwärmt. Die zugeführte Wärmemenge kann in beliebiger Art geregelt werden, z. B. durch einen Drehzahlregler, durch einen Temperaturregler, durch einen Leistungsregler, unmittelbar oder durch Vermittlung von Hilfsmotoren oder durch Einstellen von Hand usw, Der Wärmeaustauscher 23 sorgt für die Temperaturhaltung der Kühlflüssigkeit. Zu diesem Zweck können ebenfalls natürliche Kühlstoffe (Wasser, Luft) oder auch künstliche Kühlung durch Verbrauch von mechanischer Arbeit in einem Kälteprozeß verwendet werden. .
  • Die Wirkungsweise der Maschine mit gemeinsamer Flüssigkeit für die Heizung und für die Kühlung erfolgt in der Art, daß die Flüssigkeit z. B. zuerst für die isothermische Kühlung verwendet wird, indem sie in den Zylinder i aus dem Kühler 23 nach öffnen des Ventils 26 durch die Pumpe 3o bei zurückgehendem Kolben. der Pumpe 29 geschickt wird. Nach Schließen des Ventils 26 und nach öffnen des Ventils 25 strömt die heiße Flüssigkeit durch Betätigung der Pumpe 29 bei zurückgehendem Kolben der Pumpe 30 aus 24 in den Wärmeaustauscher 9 und schiebt die kalte Flüssigkeit vor sich in den Wärmeaustauscher 24 hinein. Weil wegen der Begünstigung der Konvektion die Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Wärmeaustauscher groß gewählt werden muß, so ist das innere Volumen des Wärmeaustauschers gegenüber dem Durchflußvolumen der Flüssigkeit gering. Deshalb kann das Vermischen der Hilfsflüssigkeit mit der Kühlflüssigkeit an der Berührungsstelle dem Wärmeaustausch nicht viel schaden. Zur Erläuterung des Vorganges ist in der Abb.5 eine Vorrichtung zum Betrieb der Maschine mit gasförmiger Hilfsflüssigkeit, die auf demselben Prinzip wie die Abb. i aufgebaut ist, dargestellt. Hier bedeuten: 9 den Wärmeaustauscher, 23 den Kühler, 24 den Heizgenerator, 25, 26 die Ventile, 29 eine Gasturbine, 3o ein Turbogebläse und ferner 42 ein Brennstoffventil und 44 eine Zündvorrichtung.
  • Die vom Gebläse 3o gelieferte Luft wird in 23 gekühlt und .dient in diesem Zustand während der isothermischen Verdichtung A B (Abt. 2) zur Kühlung der Hauptflüssigkeit im Arbeitsraum i. Im Punkt B wird das Brennstoffventil 42 geöffnet und der Brennstoff vermittels der Zündvorrichtung 44 bei p konstant verbrannt oder bei v konstant verpufft. Die erhitzten Gase strömen während des Kurbelwinkels B O C durch den Wärm,eaustauscher und erwärmen dabei den Hauptarbeitsstoff. Das Ventil 25 ist während AOC geöffnet und während C O A geschlossen. Die ausströmenden Gase betreiben die Turbine 30.
  • Die Ventile 25 und 26 werden von der Maschinenwelle 7 in irgendeiner bekannten Art so gesteuert, daß entsprechend dem Kreisprozeßdiagramm in den Arbeitsraum der Maschine Heizflüssigkeit oder Kühlflüssigkeit eingeführt wird oder dieser zwecks adiabatischer Ausdehnung von den Wärmeaustauschern 23 und 24 abgeschlossen wird.
  • Die Bewegung der Hilfsflüssigkeit wird durch die Pumpen 29 und 3o unmittelbar oder durch Vermittlung von Druckspeichern erfolgen, jedoch kann der notwendige überdruck. auch durch Dampf erzeugt werden. Die Maschinenleistung kann auch in bekannter Weise durch Steuerung der Wärmezufuhrdauer B C (Abt. 2) geregelt werden. Um die Endtemperatur in A. beizubehalten, kann eine beliebige Polytrope D E, , die auch eine Isotherme sein kann (Äbb.4), eingeschaltet werden.
  • Nach der Abb.4 wird die Leistungsregelung durch Änderung des Arbeitsdruckes erreicht (B, B', B"), jedoch zweckmäßig in der Weise, daß die Arbeitstemperatur im Punkt A unverändert bleibt. Diese Regelung ist für kleine Leistungsänderungen bestimmt, . weil durch Veränderung der Arbeitsstoffmenge bei niedriger Maschinenleistung im Arbeitszylinder ein Vakuum entstehen muß.
  • Die Maschinenleistung kann schließlich in bekannter Weise auch durch Kupplung zweier Maschinen und deren gegenseitige Phasenverschiebung geregelt werden. Bei großer Zahl von Arbeitszylindern kann die grobe Leistungsregelung durch Ausschalten einzelner, stets mit. voller Leistung arbeitender Zylinder geschehen und die Feinregelung durch Steuerung nur eines einzigen Zylinders erreicht werden. Dadurch kann die Ausführung der Anlage sehr vereinfacht werden.
  • Die Wirkungsweise der Flüssigkeitsmaschine, die beispielsweise mit derselben Flüssigkeit für den Heiz- und den Kühlvorgang versehen ist, ist die folgende. Nachdem der Arbeitsraum i, 2 und die Wärmeaustauscher 23, 24 mit Flüssigkeit gefüllt und die Maschinenkurbel in Anlaß.stellung verdreht ist, wird durch Öffnen des Ventils 2 i das Druckmittel in den Anlaßzylinder i 9 geleitet und die Maschine in Gang gesetzt. Gleichzeitig mit dem Anlassen wird der Wärmeaustauscher 24 und der Kühler 23 in Tätigkeit versetzt. Durch Steuerung der Ventile 25 und 26 wird in den Wärmeaustauscher 9 abwechselnd heiße und kalte Flüssigkeit eingelassen, wodurch der Flüssigkeitsdruck im Arbeitsraum i, 2 im Sinne des Diagramms 2 geändert und die Maschine dadurch angetrieben wird.
  • Die Leistungsregelungerfolgt dadurch, daß z. B. der Hebel 3 i durch Einwirkung eines Drehzahlreglers bei Bewegung nach L das Saugventil 12 freigibt, wodurch die Pumpe io in Tätigkeit tritt und in den Arbeitsraum Flüssigkeit bei niedrigem Arbeitsdruck einpumpt, so daß der Arbeitsdruck im Zylinder und die Leistung der Maschine steigen, oder bei Bewegung des Hebels 3 i nach I? wird das Ventil 15 hochgehoben, wodurch ein Teil der Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum in den ,Behälter 16 herausgelassen und der Arbeitsdruck im Zylinder und die Maschinenleistung verkleinert werden.
  • Die als Ausführungsbeispiel beschriebene Steuerung der Flüssigkeitsmaschine kann die Steuerungsmöglichkeiten nicht ,erschöpfen. Die Art des Kreisprozesses, die Steuerung des Maschinenanlassens, die Steuerung der Zufuhr der heißen und der kalten Hilfsflüssigkeit üi den Arbeitsraum und die Steuerung der Maschinenleistung können auf verschiedene bekannte Arten .aus dem reichen Erfahrungsssch.atz der - Wärmekraftmaschinen entnommen werden.
  • Ebenso können in den Flüssigkeitsmaschinen als Arbeitsstoff sowohl als auch als Hilfsstoff verschiedene bekannte tropfbare Flüssigkeiten und verschiedene verflüssigte Dämpfe und Gase oder deren Gemisch verwendet werden. Die letzteren sind besonders deshalb zweckmäßig, weil eine Hilfsflüssigkeit verwendet werden kann, die bei der Temperatur der isothermischen Verdichtung siedet, wodurch die Bedingung gleichbleibender Temperatur bei dieser Zustandsänderung erfüllt wird. Der Kühler 23 muß dabei nur für die Verflüssigung der sich bildenden Dämpfe sorgen. Dabei kann für den Heizprozeß dieselbe Flüssigkeit mit entsprechend erhöhtem Druck verwendet werden. Für diesen Fall genügen die zwei Steuerventile 25 und 26 nicht, sondern es müssen noch die Ventile 27 und 28 gesteuert werden, was ohne weiteres klar ist. Andererseits können die Ventile 25, 26, 27, 28 ausfallen und die Wärmezufuhr bzw. die Wärmeabfuhr durch Steuerung der Pumpen 29,3o erreicht werden.
  • Die Maschinen mit flüssigem Arbeitsstoff können nicht nur als einstufige Maschinen, wie beschrieben, sondern auch als mehrstufige Maschinen gebaut werden (Abt. 6). Dementsprechend können für jede Stufe auch verschiedenartige Kreisprozesse verwendet werden, wie z. B. für die Hochdruckstufe ein Kreisprozeß mit adiabatischer Verdichtung nach der Abb. 3 und für die Niederdruckstufe eine nach der Abb.2 USW. In diesem Falle fällt für die Hochdruckstufe die Kühlanlage wegen der adiabatischen Verdichtung aus. Diese muß nur für die Niederdruckstufe, die für die Ausnutzung der Abwärme der Hochdruckstufe dient, vorgesehen werden. Besonders einfach wird die Anlage, wenn die Abwärmemaschine mehrere Hauptzylinder bedient. Dabei können für die Kreisprozesse auch verschiedene Flüssigkeiten verwendet werden, z. B. für die Hochdruckstufe eine Flüssigkeit mit starker und für die Niederdruckstufe eine mit kleinerer Raumveränderlichkeit, die für einen isoth:ermischen Prozeß vorteilhafter ist.
  • Es ist selbstverständlich, daß auch'mehr als zwei Arbeitsstoffe verwendet werden können. Ebenso können Flüssigkeitsmaschinen ,als reine Abwärmemaschinen mit Dampf- oder Gasbetrieb gebaut werden.
  • Beim Durchführen des Kreisprozesses nach Abb.2 muß bei gleichbleibender Temperatur der Kühlflüssigkeit für die Unveränderlichkeit der Endtemperatur der adiabatischen Ausdehnung gesorgt werden. Diese kann durch entsprechende Temperaturregielung der Heizflüssigkeit vermittels :eines Temperaturregiers, der die Temperatur am Ende der Ausdehnung mißt, erfolgen. Ebenso kann auch umgekehrt die Temperatur des Kühlstoffes geregelt werden. Die Wärmieaustauscherrohre werden zweckmäßig möglichst dünn, dünnwandig und glatt gehalten.
  • Die Versorgung des Erhitzers mit Energie von Wärmequellen mit niedriger Temperatur erfolgt durch Durchsaugen öder Durchdrücken des Wärmeträgers durch den Heizwärmeaustauscher (Kessel), was entweder durch vorhandene oder durch besonders eingebaute Förderer erreicht werden kann. Die Hauptvorzüge der neuen Wärmekraftmaschinen sind die folgenden. Durch Senkung des Temperaturgefälles im Kreisprozeß wird erstens der Wirkungsgrad der Maschine bedeutend verbessert, weil die Kühlverluste oder auch die Auspuffverluste dabei wegfallen; zweitens wird weben der großen Wärmeaufnahme -einer Volumeneinheit der Flüssigkeit die Volumenleistung der Maschine stark vergrößert; drittens wird durch das geringe Temperaturgefälle im Kreisprozeß die Möglichkeit gegeben, die Abwärme gewöhnlicher Wärmekraftmaschinen und die Naturquellen mit niedriger Temperatur auszunutzen.

Claims (3)

  1. PATI:ri'TÄNS1'1tÜC111?; i. Wärmekraftmaschine mit einer tropfbaren Flüssigkeit als Arbeitsstoff, dadurch gekennzeiclniet, daß der Arbeitsstoff in der Maschine einem Kreisprozeß unterzogen wird, der aus Verdichtung, Wärmezufuhr, adiabatische Ausdehnung und entsprechender Wärmeabfuhr besteht.
  2. 2. Wärmekraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung isothermisch erfolgt und Wärme nur während der isothermischen Verdichtung abgeführt wird.
  3. 3. Wärmekraftmaschine nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Arbeitsraumes mit Wärmeaustauschern zur Wärmezufuhr bzw. Wärmeabfuhr versehen ist, während in einem anderen stets mit ihm in offener Verbindung stehenden zylindrischen Teil des Arbeitsraumes sich der Kolben bei der Verdichtung bzw. Ausdehnung der Arbeitsflüssigkeit bewegt. q.. Wärmekraftmaschine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wärmeaustauscher Hilfsflüssigkeiten fließen, die außerhalb des Arbeitsraumes erhitzt bzw. abgekühlt werden. 5. Wärmekraftmas.chine nach Anspruch. i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsstoff des Kreisprozesses ein verflüssigtes Gas ist. 6. Wärmekraftm.aschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisprozeß aus zwei Stufen besteht, wobei die Abwärme der ersten Stufe der zweiten Stufe zugeführt wird. 7. Wärmekraftmaschine nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Heiz- - und Kühlvorgänge dieselbe Hilfsflüssigkeit verwendet wird. B. Wärniekr aftmaschine nach Anspr uch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichbleibende Temperatur bei der isothermischen Verdichtung durch Verwendung einer Flüssigkeit oder eines Gemisches aus Flüssigkeiten als Arbeitsstoff erreicht wird, bei dem eine der Flüssigkeiten bei der Temperatur der Verdichtung siedet. 9. Wärmekraftmaschine nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Arbeitskolben (3) ein Anlaßkolben (18) angebaut ist. i o. Wärmekraftmaschine nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Maschine durch Veränderung der Menge der Arbeitsflüssigkeit im Arbeitsraum geregelt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE945928C (de) * 1953-02-01 1956-07-19 Wilhelm Gathmann Thermodynamisches Energieumsetzungs-Verfahren zum Betrieb von Waermekraftmaschinen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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