DE169933C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Arbeitsverfahren für mittels überhitzten Kaltdampfes betriebene Maschinen. Das Wesen dieses Arbeitsverfahrens besteht darin, daß zunächst die Füllflüssigkeit der Kaltdampfmaschine entweder durch direkte Beheizung oder durch Abwärme bei einer Temperatur von etwa 70 bis ioo° C. verdampft und hierauf erst der erzeugte gesättigte Kaltdampf

in einem direkt oder indirekt beheizten Überhitzer möglichst hoch, etwa bis zu 250 bis 300⁰, überhitzt und dann noch unter Beihilfe der Mantelheizung des Arbeitszylinders während der Expansion beheizt bezw. überhitzt wird.

Zweck eines derartigen Arbeitsverfahrens ist, erstlich eine Abwärmekraftmaschine so leistungsfähig zu machen, daß insbesondere infolge der bewirkten Überhitzung des KaItdampfes ohne Mehrverbrauch an Kohlen gleichwohl die Zusatzleistung der Kaltdampfmaschine bis auf 100 Prozent der Hauptmaschine, selbst wenn diese eine Dampfmaschine von höchster Leistungsfähigkeit ist, gesteigert wird, zweitens¹ aber auch die Leistungsfähigkeit einer danach arbeitenden Kaltdampfmaschine mit direkter Beheizung zu erhöhen.

Durch das neue Verfahren, das in der Hauptsache in der gleichzeitigen Überhitzung des gesättigten Kaltdampfes in einem Überhitzer vor dem Eintritt in den Arbeitszylinder und während der Arbeitsleistung im Zylinder durch Mantelbeheizung besteht, wird erreicht, daß der expandierende Dampf nicht nur bis zum Ende der Expansion überhitzt bleibt, sondern sogar noch überhitzt austritt, also der Kaltdampf möglichst während der ganzen Arbeitsperiode genau so wie ein permanentes Gas und nach den dafür geltenden Gesetzen arbeitet, so daß die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit der .danach arbeitenden Maschine wesentlich zunimmt, ohne daß man gezwungen ist, mit dem Gegendruck im Kondensator zu so niedrigen Spannungen und entsprechenden Temperaturen heruntergehen zu müssen, wie dies bei den bisherigen Kaltdampfmaschinen stets der Fall gewesen ist.

Zweitens werden aber, ganz abgesehen von der Vergrößerung des wirtschaftlichen Wirkungsgrades, die Abmessungen des Verdampfers und Kondensators der Kaltdampfmaschine für die gewqnnene Pferdestärke und Stunde erheblich vermindert; denn durch die Verminderung der zu verdampfenden bezw. zu verflüssigenden Betriebsflüssigkeit für gleiche Leistung und durch die ermöglichte größere Temperaturdifferenz sowohl zwischen Heizquelle und Kesselflüssigkeit als auch zwischen noch heißem, expandiertem Betriebsdampf und Kühlmittel wird für gleiche Wärmezufuhr bezw. Abfuhr eine kleinere Heizbezw. Kühlfläche bedingt.

Dies ist insbesondere bei kleineren Maschinen, welche etwa für Motorboote und Motorwagen Verwendung finden sollen, von großem Vorteil, da dann selbst ein Luftkondensator genügende Kühlung bewirken kann. In letzterem Falle wird der Kaltdampfkessel zweckmäßig nicht durch Abdampf, sondern stets direkt durch Feuerungsgase beheizt und dann der erzeugte gesättigte Kaltdampf von etwa 70 bis ioo° in einem besonderen Überhitzer etwa bis zu 250 bis

3OO° und dann noch während der Expansion in dem bezw. den Arbeitszylindern durch gleichzeitige Wärmezufuhr mittels Mantelheizung überhitzt.

Schließlich wird hierdurch die für den wirtschaftlichen Betrieb der Maschine wichtige Möglichkeit erhalten, den heißen, expandierten Dampf vor dem Eintritt in den Kondensator zum Vorwärmen der kalten, in den

xo Betriebskessel eintretenden Arbeitsflüssigkeit mit zu verwenden und dann im eigentlichen Kondensator vollständig zu verflüssigen.

Auf der Zeichnung stellt Fig. ι das Schema einer nach dem vorliegenden Verfahren arbeitenden Abwärmekraftmaschine dar, während in den Fig. 2 bis 5 zwei verschiedene Ausführungsformen von nach dem vorliegenden Verfahren arbeitenden Maschinen mit direkter Feuerung veranschaulicht sind.

In dem in Fig. 1 dargestellten Schema einer Abwärmekraftmaschinenanlage mit überhitztem Kaltdampf ist α der Wasserkessel, b der als Kondensator für den Wasserdampf dienende Verdampfer der schwefligen Säure, c der Kondensator für den Abdampf der schwefligen Säure (des Kaltdampfes).

Der im Wasserkessel α erzeugte Dampf gelangt durch Leitung / zu dem Arbeitszylinder d, von dort als Abdampf durch Leitung m in den Verdampfer b für die Kaltdampfflüssigkeit, von wo aus das gebildete Kondenswasser durch Leitung w hindurch wieder in den Wasserkessel α zurückgeschafft wird.

Der Arbeitsdampf der schwefligen Säure strömt vom Verdampfer b durch Leitung h zum Überhitzer ρ und von dort durch Leitung g unter weiterer Überhitzung in den Zylinder e der Kaltdampfmaschine, deren Dampf während der Expansion durch Beheizung in einem nicht gezeichneten Zylinderheizmantel weiter überhitzt wird. Der Abdampf der Maschine fließt durch Leitung i zum Kondensator c, in den Kühlwasser bei 0 ein- und bei r ausströmt. Die verflüssigte schweflige Säure bezw. eine andere Kaltdampfflüssigkeit wird sodann mittels Speisepumpe f durch Leitung k hindurch in den Verdampfer b zurückgeschafft.

Bei der in Fig. 2 im Aufriß und in Fig. 3 in Ansicht von oben dargestellten, nach Art der Lokomobilen gebauten Maschine, bei welcher die Essengase den Zylindermantel des Arbeitszylinders direkt beheizen und dadurch dem Kaltdampf noch kurz vor dem Eintritt in den Zylinder und während der Expansion überhitzen, ist α ein Röhrenkessel, von dem aus der Arbeitsdampf mittels Leitung f in den Dampfmantel und von dort in den mit Eintrittsschlitzen versehenen und mittels Exzenters m gesteuerten Zylinder d gelangt, dessen Kolben b die Schwungradwelle mittels Kurbel dreht. Von der Schwungradwelle wird ebenfalls mittels Exzenters / die kleine Speisepumpe k angetrieben,, welche die Kondensflüssigkeit aus dem Kondensator, der aus dem Dampfraum und den Kühlschlangen i besteht, in den Kessel α zurückschafft. Der Arbeitszylinder d ist ganz wenig schräg abwärts geneigt, damit während der Admissionsperiode etwa mitgerissene Kaltdampfflüssigkeit in den Mantel und von dort in den Kessel α durch die geneigte Leitung f zurückfließen kann. Beim Kolbenrückgange tritt der Dampf durch Kanal g in den Kondensatorraum h, in welchem die Kolbenstange nebst Kurbel und Schwungradwelle angeordnet sind, so daß die Abdichtungen nach außen nur für den niedrig gespannten und gekühlten Dampf im Kondensator zu genügen brauchen und somit keine technische Schwierigkeiten bieten. Dies ist für die Durchführung des vorliegenden Arbeitsverfahrens von der höchsten praktischen Bedeutung, weil die Abdichtung so hoch überhitzter und hochgespannter Kaltdämpfe,, wie sie hier in Anwendung kommen, sonst technisch kaum möglich sein, sicherlich aber zu großen Schwierigkeiten führen dürfte.

Aus diesem Grunde ist auch bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform der Maschine, welche mit besonderem Überhitzer ausgerüstet ist, auch die Steuerung m ganz in den Kondensatorraum h verlegt worden, so daß einzig und allein die Schwungradwelle vom Kondensator gegen die Atmosphäre abzudichten ist, was durchaus keine Schwierigkeiten bereitet. Die Konstruktion der ganzen Maschinenanlage ist aus der Zeichnung deutlich ersichtlich und bedarf keiner besonderen, weiteren Erläuterung.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Arbeitsverfahren für durch überhitzten Kaltdampf betriebene Kaltdampfmaschinen, insbesondere für Motorwagen, dadurch gekennzeichnet, daß der in bekannter Weise durch direkte oder indirekte Beheizung erzeugte gesättigte Kaltdampf nach durch direkte oder indirekte Beheizung erfolgter Überhitzung (etwa bis zu 250 bis 300⁰) während der Arbeitsleistung (Expansion) in den Arbeitszylindern noch durch Mantelheizung überhitzt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.