DE109506C

DE109506C -

Info

Publication number: DE109506C
Application number: DENDAT109506D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das wesentliche Merkmal des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens besteht darin, dafs das gasförmige Treibmittel nach erfolgter Arbeitsleistung in ein geeignetes Lösungsmittel geleitet wird. Die hierbei entstehende frei werdende Wärme wird dazu benutzt, die infolge ihrer Verdampfung und Expansion abgekühlte verflüssigte Gasmenge auf ihre Ausgangstemperatur zurückzuführen und somit ,den Druck in dem das verflüssigte Gas enthaltenden Behälter unverändert zu erhalten. Es unterscheidet sich dieses Verfahren von dem in der Patentschrift 24993 beschriebenen Verfahren zur Entwickelung gespannten Dampfes, gemäfs welchem der abgehende Maschinendampf in Aetznatron oder Aetzkali geleitet wird, dadurch, dafs für die erforderliche Spannung weder für die Ingangsetzung, noch auch während des. Betriebes irgend eine andere Heizquelle (Dampfkessel oder dergl.) erforderlich ist.

Die zur Ausführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung besteht zunächst aus einer Reihe von Behältern, welche einerseits das die Antriebskraft liefernde verflüssigte Gas, beispielsweise Ammoniakgas, Methylamingas oder dergl., andererseits das Lösungsmittel enthalten, durch dessen Verbindung mit dem Gas der Druck des letzteren stetig erhalten werden soll. Die Vorrichtung besteht weiter aus einem oder mehreren Druckverminderern, deren Zweck darin besteht, das Gas von der höchsten Spannung, welche es in seinem Behälter besitzt, in die Spannung überzuführen, mit welcher es in der Maschine verwendet werden soll, und schliefslich aus der Maschine selbst, in welcher das Gas durch Expansion wirken soll.

In der Zeichnung ist die Vorrichtung veranschaulicht, und zwar zeigen:

Fig. ιa und ib die schematische Anordnung der das verflüssigte Gas und das Lösungsmittel enthaltenden Behälter in zwei verschiedenen Auslührungsformen,

Fig. 2 die Schnittansicht eines Druckreglers,

Fig. 3 die Schnittansicht einer anderen Ausführungsform des Druckreglers und

Fig. 4 schliefslich die schematische Ansicht der Verbindung dieser verschiedenen Vorrichtungen mit der Maschine.

Der Gaserzeuger besteht aus drei Mänteln ABC, welche in Fig. 1 in schematischer Ansicht veranschaulicht sind.

Der Mantel A enthält das verflüssigte Gas (Ammoniakgas, Methyl.amin.gas oder dergl.) und ist im Innern der Hülle B angeordnet, welche das Lösungsmittel (Wasser, Chlornatrium-, Bromnatriumlösung oder dergl.) enthält, das sich mit dem verflüssigten Gas verbinden soll, und zwar in der Weise, dafs sich zwischen den beiden Hüllen, welche aufser Verbindung mit einander stehen, die Temperaturaustausche möglichst vollziehen, da die Berührungsoberfläche möglichst grofs sein mufs. Dieses Ziel kann z. B. dadurch erreicht werden, dafs die erste Hülle A aus einem spiralförmig aufgewickelten Cylinder (Fig. ι a) gebildet wird, welcher in einem durch die Hülle B gebildeten Behälter eingeschlossen ist.

Diese Gruppe eier ersten und zweiten Hülle kann auch durch eine Reihe concentrischer Hüllen (Fig. ib) gebildet werden, welche abwechselnd das verflüssigte Gas und das Lösungsmittel enthalten, wobei alle die Gas oder Lösungsmittel enthaltenden ringförmigen Behälter derart mit einander verbunden werden, dafs sie bezw. besondere Räume der ersten und zweiten Hülle bilden.

Die dritte Hülle C ist von den beiden ersten durch einen hohlen Zwischenraum getrennt, welcher vorzugsweise mit einem Wärme nicht leitenden Mantel versehen ist. Diese dritte Hülle C dient zur Aufnahme der Gasmenge, welche in der zweiten Hülle B nicht ausgenutzt wird, zur Erzeugung von Wärme durch Verbindung mit dem in der zweiten Hülle B enthaltenen Lösungsmittel.

Die Regelungsvorrichtung bezweckt, wechselweise und in geeigneten Mengenverhältnissen das aus der Maschine austretende expandirte Gas in die Hüllen B und C zu schicken, so dafs in der Hülle B die Temperatur und infolge dessen auch in der das verflüssigte Gas enthaltenden Hülle A der Druck dauernd erhalten bleibt.

Diese Regelungsvorrichtung kann zwei verschiedene Anordnungen besitzen.

Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Anordnung ist in einem Cylinder D zwischen Anschlagstiften d d oder dergl. in begrenztem Mafse verschiebbar ein Kolben E angeordnet, welcher in der Querrichtung von einem Kanal e durchsetzt wird, vermittelst dessen, der jeweiligen Kolbenstellung entsprechend, . ein Rohr d' mit zwei anderen Rohren d² d³ verbunden werden kann.

Am einen Ende setzt sich der Cylinder D in eine Röhre F fort, welche an ihrem Ende einen Behälter f trägt, der seinerseits wieder in ein Rohr G ausläuft, in dessen Innerem ein kleiner Kolben g gleitet, der an seinem anderen Ende den Kolben E berührt. Auf der gegenüberliegenden Kolbenfläche liegt ein kleiner Kolben h von gleichem Querschnitt wie der Kolben g an, welcher in einem Cylinder H gleitet. Der Cylinder H bildet die Fortsetzung des Cylinders D und ist am Ende mit einem U-förmig gebogenen Rohr h^l versehen , welches die das Kolbenende umschliefsende und als Dichtungsmittel dienende Flüssigkeit, Quecksilber, Glycerin u. s. w. enthält. Ueber dem Kolben E ist im Cylinder D gleichfalls Quecksilber enthalten, welches bis in den Behälter f reicht.

In der Gesammtanordnung der Fig. 4 stellen i, 2, 3 die drei in den Fig. ia und ib mit ABC bezeichneten Behälter dar. / ist eine beliebige Maschine, welche durch Expansion eines bei i in dieselbe ein - und bei i^l aus derselben austretenden Gases getrieben wird. D ist der in Fig. 2 im Schnitt veranschaulichte Vertheiler. Die Verbindung der genannten Theile unter einander wird durch folgende Röhrenanordnung bewirkt.

Die Röhre d¹ ist mit dem Auspuffrohr i¹ der Maschine / verbunden. Der das verflüssigte Gas enthaltende Behälter 1 steht einerseits mit dem Einlafsrohr i der Maschine, andererseits mit dem U-förmigen Rohr h ' des Vertheilers D in Verbindung. Letzterer steht durch das Rohr d² mit dem Behälter 2 und durch das Rohr d^a mit dem Behälter 3 in Verbindung. Aufserdem ist der Behälter 2 mit· dem Rohr G des Vertheilers D durch ein Rohr verbunden.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Das aus dem Behälter 1 austretende Gas tritt in die Maschine ein und gelangt dann in expandirtem Zustande durch das Rohr d¹ in den Vertheiler D. Dieser läfst das Gas, der jeweiligen Stellung seines Kolbens E entsprechend, entweder in die Hülle 2 eintreten zur Erzeugung der chemischen Reaction, durch deren Wärme die Erwärmung des verflüssigten Gases bewirkt wird, oder in den Behälter 3, wenn die in den Behälter 2 geschickte Gasmenge vermindert werden, soll. Aufserdem kann der Querkanal e des Kolbens E, welch letzterer an seiner einen Oberfläche unter dem constanten Druck einer Quecksilbersäule von bestimmter Höhe und an seiner anderen Oberfläche unter der Wirkung des elastischen Maximaldruckes des verflüssigten Gases steht, also eines Druckes, welcher theilweise. durch den Kolben h auf ihn übertragen wird, je nach der Gröfse dieses elastischen Maximaldruckes entweder mit dem Rohr d² oder mit dem Rohr d^s in Verbindung stehen.

Angenommen z. B., die durch den Kolben h auf den Kolben E ausgeübte Druckkraft sei geringer als das Gewicht der Quecksilbersäule auf der gegenüberliegenden Kolbenflache (unter Vernachlässigung des Kolbengewichts selbst), so wird der Kanal e des Kolbens E mit dem Rohr d² in Verbindung treten und das Gas, nachdem es in der Maschine Arbeit geleistet hat, in den Behälter 2 eintreten, so dafs die Temperatur des letzteren durch die Verbindung des Gases mit dem in diesem Behälter enthaltenen Lösungsmittel erhöht wird

Infolge dieser Temperatursteigerung, steigt der Druck im Behälter 1, und zwar bis die durch diesen Druck ausgeübte Kraftwirkung auf den Kolben /; gleich dem Gewichte der Quecksilbersäule ist. Von diesem Augenblick an steigt der Kolben E wieder, und indem die Verbindung seines Kanals e mit der Röhre d² aufgehoben wird, tritt der Kanal mit der Oeff-

Claims

nung d^s in Verbindung und nunmehr wird das Gas in den Behälter 3 gelangen.

Da die Behälter 1 und 2 dann keine Wä'rme mehr empfangen, so wird die Temperatur derselben durch die ihnen durch die Verdampfung und die Expansion des Gases im Behälter 1 entzogene Wärme und infolge dessen auch der Druck im Behälter 1 sinken. Sobald nun die von diesem Druck auf den Kolben h ausgeübte Kraft geringer geworden ist als der Quecksilberdruck auf die andere Kölbenfläche E, wird der Kolben wieder fallen. Wenn der Kanal e des Kolbens der Röhre d'² gegenüber zu stehen kommt, so wird das Gas von Neuem in den Behälter 2 entleert, dessen Temperatur und Druck dann wieder steigt. Die Kolbenverschiebung beginnt dann wieder in der beschriebenen Weise u. s. f.

Die sich im Behälter 2 vollziehende Verbindung bezw. Lösung erfordert, um sich schnell zu vollziehen, einen gewissen Druck, welcher sich mit der Menge des schon verbundenen bezw. gelösten Gases ändert. Dieser Druck wirkt dann als Gegendruck auf den Kolben der Maschine und bewirkt eine Aenderung des Arbeitsdruckes auf den Kolben. Um denselben unveränderlich zu erhalten, ist die Röhre G des Cylinders D mit dem Behälter 2 verbunden.

Es findet demnach im Gegensatz zu bekannten Ammoniakkraftmaschinen, bei denen das Treibmittel einen Kreislauf ausführt, ein fortgesetzter Verbrauch des Treibmittels statt. Das im Behälter 2 befindliche Lösungsmittel (Wasser, Salzlösungen und dergl.) bedarf, nachdem es erschöpft ist, der Erneuerung.

Eine Druckvermehrung im Behälter 2 wird durch den Kolben g auf den Kolben E übertragen. Hierdurch wird bewirkt, dafs. der Kanal e länger mit dem Rohr d'² in Berührung bleibt. Der Druck im Behälter 1 wird vermehrt, und da die Kolben g und h den gleichen Querschnitt besitzen, so heben sich die beiden Drücke gegenseitig auf.

Der Behälter 3 ist nicht erforderlich, wenn der durch den Regler nicht in den Behälter 2 eingeführte Gasüberschufs in die Atmosphäre entweicht.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der Vertheilungs - bezw. Regelungsvorrichtung veranschaulicht.

Dieselbe besteht wie die in Fig. 2 veranschaulichte Ausführungsform aus einem Cylinder D mit drei Röhren d^l d'² d^a und einem mit einem Querkanal e versehenen Kolben E, dessen Wirkung die gleiche ist wie bei der Vorrichtung der Fig. 2.

Anstatt dafs aber der Kolben E auf seinen beiden Oberflächen der Wirkung kleiner, mit den Behältern 1 und 2 verbundener Kolben von gleichem Querschnitt unterworfen ist, steht derselbe in diesem Falle an der einen Kolbenoberfläche direct unter dem Druckeinflufs des Behälters 1 und an seiner anderen Fläche unter der Wirkung einer Feder J, deren Druck durch eine Schraube j geregelt werden kann. Diese Feder könnte auch weggelassen werden, wenn man in das Rohr d^h einige Tropfen eines verflüssigten Gases einführt, oder man könnte übrigens auch gleichzeitig diese beiden Arten der Ausgleichung des Kolbens E anwenden. Schliefslich setzt man zur Aufhebung der Wirkung des vorgenannten Gegendruckes die Kolbenfläche, gegen welche die Feder wirkt, dem Druck des Behälters 2 aus, die andere Kolb'enfläche dagegen steht unter dem Druck des Behälters 1.

Diese zweite Ausführungstonn der Vertheilungs- bezw. Regelungsvorrichtung kann in der gleichen Weise in Beziehung zu den Behältern 1, 2 und 3 angeordnet werden, wie oben für die erste Ausführungsform angegeben.

Pa τ ε ν τ - A ν s ρ R ü c η ε :

ι. Verfahren zur Erzeugung von Treibkraft mittelst verflüssigter Gase, dadurch gekennzeichnet, dafs das gasförmige Treibmittel nach erfolgter Arbeitsleistung in ein geeignetes Lösungsmittel geleitet wird, wodurch Wärme frei wird, welche dazu benutzt wird, die infolge ihrer Verdampfung und Expansion abgekühlte verflüssigte Gasmenge auf ihre Ausgangstemperatur zurückzuführen und somit den Druck in dem das verflüssigte Gas enthaltenden Behälter unverändert zu erhalten.
2. Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs der das verflüssigte Gas enthaltende Behälter (1) zum Zwecke des Temperaturaustausches in möglichst vollkommener Berührung mit einem zweiten, dem Lösungsbehälter (2), steht und von einem dritten, von den beiden isolirten Behälter (3) umschlossen wird, wobei mittelst einer Vertheilungs- bezw. Regelungsvor'richtung das expandirte Gas, je nachdem der Druck im Behälter (1) unter oder über dem normalen Arbeitsdruck steht, in den Behälter (2 oder 3) strömt.
3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dafs der Querkanal (e) eines in einem Cylinder gleitenden Kolbens (EJ, welcher die Vertheilungs- bezw. Regelungsvorrichtung bildet, das Auslafsrohr der Maschine nach der jeweiligen Lage des Kolbens mit. dem einen oder anderen der beiden Behälter (2 and 3) verbindet, wobei der Kolben auf der einen

seiner Stirnflächen von einer Quecksilbersäule belastet und auf beiden Seiten rriit kleinen und gleich grofsen Kolben versehen ist, die unter dem Druck des Treibmittels im Behälter (i) und im Behäller (2) stehen. Eine Ausführungsform der" Vertheilungsbezw. Regelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dafs der Kolben (E) auf beiden Stirnflächen unmittelbar, ohne die Mitwirkung kleiner Kolben, dem Drucke des Behälters (1) einerseits und des Behälters (2), sowie einer Feder oder dem Drucke einer Feder und einer begrenzten Gasmenge andererseits ausgesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.