CH133561A - Verfahren zur Umwandlung von Wärme in mechanische Arbeit. - Google Patents

Description

      Terfahren    zur Umwandlung von Wärme in mechanische Arbeit.    Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren  zur Umwandlung von Wärme in mechanische  Arbeit, mittelst ein und derselben, in ge  schlossenem Kreislauf arbeitenden Dampf  menge  Der Dampfumlauf vollzieht sich in nach  stehender Weise  1. Eine bestimmte Dampfmenge wird in  einem Kompressor mit frei fliegendem Kolben  und beweglichem Zylinder verdichtet.  



  2. Der Dampf wird bei konstantem Druck  überhitzt.  



  3. Die in dem Dampf aufgespeicherte  Energie wird zum Teil in einem thermischen  Motor (zum Beispiel einer Kolbenmaschine  oder Turbine), zum Teil in einem zum Antrieb  des Kompressors dienenden Teil desselben  nutzbar gemacht.  



  4. Der Dampf wird dann in einen Kühler  geleitet, und die während seiner Expansion  nicht in Arbeit umgewandelte Wärme wird  ihm unter konstantem Druck entzogen.    Die Leistung dieses     Zyklus    ist eine höhere  als die der bekannten Dampfzyklen, weil er  geschlossen ist und weil, bei gleichem Wärme  zufuhr in dem Kühler weniger     Kalorien    ver  loren gehen, als wenn der Dampf, selbst  nach seiner     Kondensierung,    nach aussen ent  weichen gelassen wird.  



  Das obige Verfahren findet zahlreiche  Anwendungsmöglichkeiten und in zahlreichen  Maschinen seine Verkörperung.  



  Auf beiliegender Zeichnung ist in     Fig.    1  beispielsweise eine Dampflokomotive als Aus  führungsbeispiel einer Maschine dargestellt,  die nach dem vorliegenden Verfahren ar  beitet.  



  1 bezeichnet einen     Röhrendampferhitzer.     Die aus der Feuerung 2 kommenden Ver  brennungsgase gehen durch das Röhrenbündel  3. Am Ende ihres Weges erhitzen die Ver  brennungsgase einen Hilfswasserkessel 4, auf  welchem ein Dom 5 sitzt, aus dem eine  Leitung 7 Dampf zur Deckung von Verlusten  in den Erhitzer leitet. Ein Hahn 8 drosselt      den Dampfübertritt. Ein Schieber 9 gestattet  anderseits das Entweichen des grössten Teils  der Verbrennungsgase nach aussen, wenn keine  nennenswerten Dampfverluste auftreten und  der Ersatz durch den Wasserkessel 4 über  flüssig ist.  



  Der in dem Erhitzer 1 aufgespeicherte  Dampf besitzt zwei Ableitungen:  Die eine, 10, führt zum Motorzylinder 11,  aus dem der Dampf durch das Rohr 12 in  das Reservoir 13 übertritt; die zweite 14,  geht in den mit einem beweglichen Zylinder  versehenen, motorischen Teil 15 des     Kom-          pressors,    aus dem der Dampf durch die  Leitung 16 in das Reservoir 13 übertritt.  



  Im Zylinder<B>11</B> sowie in dem Teil 15 des  Kompressors expandiert der Dampf unter  denselben Druck- und Temperaturbedingungen,  so dass er in demselben Zustand in das Re  servoir 13 eintritt. Sperrhähne 17 und 18  regeln die Menge der in jeder Verbindungs  leitung zirkulierenden Dampfmenge.  



  Der in dem Reservoir 13 befindliche, ex  pandierte Dampf geht durch die Leitung 19  zum Rippenkühler 20 und gibt unter kon  stantem Druck die nicht in Arbeit umge  setzte Wärme ab. Er kehrt hierauf durch  die     Leitung    21 zum Kompressor zurück, der  ihn in dem Raum 22 verdichtet und ihn unter  konstantem Druck durch die Leitung 6 in  den Erhitzer 1 drückt, worauf er wieder in  den Arbeitskreislauf übergeht.  



       Abb.    2 zeigt das     entropische    Diagramm  des Arbeitszyklus.     a-b    ist die     Kompressions-          diabate,        d-cdie        Expansionsadiabate,        b-d    die  Wärmeisobare (als Wärmequelle dient der  Erhitzer),     c-a    die Kühlisobare (Kältequelle,  der Rippenkühler).

      In diesem Diagramm schneidet die     Ex-          pansionsadiabate    die Sättigungskurve     b-lft     derart, dass die Isobare     c-a    gleichzeitig     Iso-          therme    ist; jedoch kann selbstredend die  Expansion bei höherer Temperatur unter  brochen werden, so dass der Dampf die Über  hitzungszone passiert.

   Wenn die Kühlisobare  eine Kurve e- f darstellen würde, so wäre  die     Kompressionsadiabate        e-h.    In diesem  Falle entspricht die Leistung des     Arbeits-          zykIus    der höchsten Temperatur einer der       Adiabaten    oder, mit anderen Worten, dein  höchsten Druck einer dieser     Adiabaten.     



  In beiden Fällen ist die Nutzarbeit des  Zyklus gleich dem Unterschiede zwischen der       Expansions-    und Kompressionsarbeit, und  dieser Unterschied rührt von den Temperaturen  her und nicht von dem Druckabfall zwischen  der Wärme- und der Kältequelle.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Umwandlung von Wärme in mechanische Arbeit mittelst ein und der selben, in geschlossenem Kreislauf zirkulie renden Dampfmenge, dadurch gekennzeichnet, dass diese Dampfmenge in einem Kompressor mit frei fliegendem Kolben und beweglichem Zylinder verdichtet wird, dass sie unter kon stantem Druck überhitzt, dass ihre Energie zum Teil in einem Thermomotor, zum Teil in einem zum Antrieb des Kompressors die nenden Teil desselben nutzbar gemacht wird, und dass die während ihrer Expansion nicht in Arbeit umgewandelte Wärme ihr in einem Kühler unter konstantem Druck ent zogen wird.