FI64977C - Med hjaelp av temperaturdifferenser fungerande kraftmaskin - Google Patents

Description

i 1 64977 Lämpötilaerojen avulla toimiva voimakone Tämän keksinnön kohteena on lämpötilaerojen avulla toimiva voimakone, joka käsittää höyrystimen, työkoneen, 5 lauhduttimen ja lauhdepumpun, jotka on liitetty mainitussa järjestyksessä toisiinsa suljetun piirin muodostamiseksi laitteesta toiseen virtaavalle työaineelle, jolloin työkoneessa on höyrystimestä saapuvan, kaasutilassa olevan pai-neenalaisen työaineen vaikutuksesta edestakaisin liikkuva 10 elin, kuten mäntä, kalvo tai sentapainen, joka ohjaa luis-tiventtiiliä, ja lauhdepumpussa on samoin edestakaisin liikkuva pumppuava elin.

Energian kallistuessa käyvät yhä tärkeämmiksi keinot, joilla pystytään hyödyntämään luonnossa vallitsevia 15 pieniä lämpötilaeroja mekaaniseksi energiaksi. Eräs tällä periaatteella toimiva ennestään tunnettu laitteisto toimii valtamerissä vallitsevan lämpötilaeron avulla. Laitteistossa on lämpimällä pintavedellä lämmitettävä höyrystin, jossa työaine, esimerkiksi ammoniakki, höyrystyy. Syntynyt 20 höyry johdetaan turbiinin kautta lauhduttimeen, jota jäähdytetään syvältä pumpatun kylmemmän veden avulla. Syntynyt lauhde palautetaan lauhdepumpun avulla takaisin höyrystimeen. Turbiinin tuottama hyötyenergia voidaan muuttaa esimerkiksi sähköksi turbiinin akselille kytketyn generaatto-25 rin avulla. Pintavesi- ja syvävesipumppuja sekä lauhdepump-pua käytetään sähkömoottorien avulla, joiden sähkö otetaan generaattorista. Laitteiston hyötysuhde jää kuitenkin huonoksi. Optimaalisissa olosuhteissa = *\turb x ^Xgen x H.moot x ’Ipumpp = °'8 x °'9 x °'9 x °'8 = 51 %‘ Ρι™ΡΡ“3βη 30 tarvitsema energia on siten suuruusluokaltaan noin 50 % laitteoston tuottamasta energiasta, joten kokonaishyötysuh- de jää huonoksi.

Tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan pieniä lämpötilaeroja hyödyntävä voimakone, jonka hyötysuhde on 35 huomattavasti korkeampi kuin edellä esitetyllä laitteistolla. Keksinnölle on tunnusomaista, että lauhdepumppu on __ - Γ" ___ 2 64977 johdon välityksellä yhteydessä työainepiirin osaan, jossa työaine on kaasutilassa ja paineenalaisena, työaineen johtamiseksi lauhdepumppuun työkoneen liikkuvan elimen ohjaamana lauhdepumpun pumppuavan elimen liikuttamiseksi työai-5 neen avulla. Koska lauhteen pumppuaminen suoritetaan suoraan työaineella, saadaan pumppuamisen hyötysuhteeksi noin 80 %, mikä merkitsee koko järjestelmästä ulos saatavan energian määrän kasvamista 40 %:lla edellä esitettyyn tunnettuun laitteistoon verrattuna.

10 Paine-erojen aikaansaamiseksi lauhdepumppuun syötet tävässä työaineessa poikittaisjohdon toinen pää on edullisesti liitetty työainepiirin osaan, joka on yhteydessä liikkuvan elimen sisältävän kammion toiseen osatilaan.

Kun voimakone toimii nestepumppuna voidaan pumpat-15 tava neste johtaa lauhduttimen kautta, jolloin lauhdutinta varten ei tarvita omaa pumppua.

Keksinnön mukaista voimakonetta selitetään seuraa-vassa tarkemmin oheiseen piirustukseen viitaten, joka esittää keksinnön mukaista voimakonetta periaatteellisena piir-20 roksena.

Kuviossa on viitenumerolla 1 merkitty höyrystin, jossa kylmäaine, esimerkiksi freon, höyrystyy. Höyrystin on johdon 2 välityksellä yhteydessä jakoventtiiliin 3, jonka sisällä liikkuu luisti 4. Luisti on kiinnitetty pituusakse-25 linsa suuntaiseen jatkovarteen 5, joka on vapaasta päästään kiinnitetty kalvoon 6. Kalvo on reunoistaan kiinnitetty pumpun pesään 7. Jakoventtiilin toiminta ilmenee samanaikaisesti jätetystä patenttihakemuksesta 813899.

Jakoventtiili 3 on johdon 8 välityksellä yhteydessä 30 lauhduttimeen 9 ja tämä puolestaan johdon 10 välityksellä lauhdepumppuun 11. Lauhdepumpusta vie johto 12 takaisin höyrystimeen 1.

Lauhdepumpussa on kaksi toisiinsa liittyvää sylinte-riosaa 13 ja 14, joista ensinmainitulla on suurempi halkai-35 sija kuin osalla 14. Myös sylintereissä liikkuva mäntä on kaksiosainen, jolloin suuremman halkaisijan omaava osa on 64977 merkitty viitenumerolla 15 ja toinen viitenumerolla 16. Männän osaa 16 ympäröi kierrejousi 17, joka on sijoitettu männän osan 15 ja laajan sylinteriosan 13 päädyn väliin. Sylinteriosa 13 on lisäksi yhdistetty putkella 18 lauhdut-5 timeen tähän osaan mahdollisesti vuotaneen kylmäaineen poistamiseksi lauhduttimeen.

Lauhduttimen 9 yhteyteen on järjestetty pumpattavan nesteen tila 19, joka on putken 20 välityksellä yhteydessä kalvopumppuun 7, kalvon 6 alapuolella olevaan tilaan 21.

10 Kalvon yläpuolella oleva tila on merkitty viitenumerolla 22 ja luistin 4 jatkovarressa oleva laajennus viitenumerolla 23. Kalvopumpun tila 22 on johdon 24 välityksellä yhteydessä lauhdepumpun 11 laajempaan sylinterinosaan eri puolella männän osaa 15 kuin männänosa 16. Keksinnön mukai-15 nen voimakone toimii seuraavalla tavalla.

Höyrystynyt paineenalainen kaasu pääsee venttiilin 3 kautta kalvopumpun höyrytilaan 22. Höyry painaa kalvon 6 ala-asentoon ja työntää kalvon toisella puolella olevan veden takaiskuventtiilin kautta ulos kuviossa oikealle. Kun 20 kalvo lähestyy ala-asentoa, vetää kalvoon yhdystetty jatko-varsi 5 luistin 4 alas, jolloin yhteys höyrystimeen sulkeutuu ja luistin läpi porattujen reikien kautta avautuu yhteys lauhduttimeen 9. Kylmässä lauhduttimessa vallitsee alhaisempi paine, joten lauhdutin imee kaasua pumpun ylä-25 osasta ja kalvo lähtee nousemaan. Tällöin kalvopumpun alaosaan virtaa lauhduttimen ja pohjaventtiilin läpi uutta vettä. Kalvon saavutettua yläasentonsa työntää jatkovarressa oleva laajennus 23 luistin yläasentoonsa, jolloin yhteys lauhduttimeen sulkeutuu ja tilaan 22 pääsee uutta 30 kaasua höyrystimestä.

Kalvopumpun höyrytila 22 on yhteydessä lauhdepump-puun 11 johdon 24 kautta. Kun kalvopumpun höyrytilassa vallitsee korkeapaine, painuu lauhdepumpun kaksihalkaisijäinen mäntä 15, 16 kuviossa vasemmalle ja työntää männänosan 16 35 päässä olevan lauhteen höyrystimeen 1. Kun kalvopumpun tilan 22 höyrynpaine laskee, laskee paine myös lauhdepumpun 4 64977 höyrytilassa ja jousi 17 palauttaa männän pumpun oikeaan päähän. Tällöin pumppu imee nestetilaan uutta lauhdetta lauhduttimesta. Lauhdeputkiin sijoitetut ei-esitetyt yksi-suuntaventtiilit päästävät lauhteen virtaamaan vain lauh-5 duttimesta höyrystimeen.

Edellä kuvattu voimakone toimii aina, kun höyrystimen ja lauhduttimen välillä on riittävä lämpötilaero, joka vastaavasti aiheuttaa riittävän paine-eron nostamaan vettä alatasolta halutulle korkeudelle. Laitetta voidaan siis 10 käyttää aurinkopumppuna, jolloin auringon lämpöenergian avulla höyrystin pysyy korkeammassa lämpötilassa kuin lauhdutin, jota jäähdytetään pumpattavan veden avulla. Jos kalvopumpun vesitilaan asennetaan jousi, pystyy paineilmalla toimiva pumppu myös imemään.

15 Valitsemalla edellä kuvattuun voimakoneeseen sopiva kylmäaine, voidaan pumpun nostokerkeutta muuttaa. Jos taas vakionostokorkeuteen tarkoitetun pumpun lämpötilaero kasvaa, kiihtyy pumpun toiminta ja vastaavasti pumpattavan veden tuotto kasvaa. Jos taas lämpötilaero ja vastaavasti 20 paine-ero pienenee nostokorkeutta vastaavan paine-eron alle, pumppu pysähtyy, kunnes kriittinen paine-ero saavutetaan. Tällöin pumppu automaattisesti aloittaa uudelleen toimintansa.

Claims (3)

1. Lämpötilaerojen avulla toimiva voimakone, joka käsittää höyrystimen (1), työkoneen (7), lauhduttimen (9) 5 ja lauhdepumpun (11), jotka on liitetty mainitussa järjestyksessä toisiinsa suljetun piirin muodostamiseksi laitteesta toiseen virtaavalle työaineelle, jolloin työkoneessa (7) on höyrystimestä saapuvan, kaasutilassa olevan paineen-alaisen työaineen vaikutuksesta edestakaisin liikkuva elin 10 (6), kuten mäntä, kalvo tai sentapainen, joka ohjaa luisti- venttiiliä (3), ja lauhdepumpussa (11) on samoin edestakaisin liikkuva pumppuava elin (15, 16), tunnettu siitä, että lauhdepumppu (11) on johdon (24) välityksellä yhteydessä työainepiirin osaan, jossa työaine on kaasuti- 15 lassa ja paineenalaisena, työaineen johtamiseksi lauhde-pumppuun työkoneen liikkuvan elimen (6) ohjaamana lauhdepumpun pumppuavan elimen (15, 16) liikuttamiseksi työaineen avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimakone, 20 tunnettu siitä, että lauhdepumpun ja työainepiirin välisen johdon (24) toinen pää on liitetty työainepiirin osaan, joka on yhteydessä työkoneen liikkuvan elimen (6) sisältävän kammion toiseen osatilaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen voimakone, 25 tunnettu siitä, että johdon (24) mainittu pää on liitetty työainepiiriin kohdassa, joka sijaitsee työaineen virtauksen suhteen eri puolella luistiventtiiliä (3) kuin höyrystin (1).