DE2255097A1

DE2255097A1 - Waermekraftmaschine

Info

Publication number: DE2255097A1
Application number: DE2255097A
Authority: DE
Inventors: George Oscar Schur
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-11-12
Filing date: 1972-11-10
Publication date: 1973-05-17
Also published as: GB1372645A; US3715885A; DE2255097B2; JPS4858208A; CA948862A; DE2255097C3; JPS5234696B2

Description

Wärmekraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftmaschine mit einer Heizeinrichtung, einem Flüssigkeits/Dampfkreislauf, einem turbinenförmigen Wandler und einem Dampfkondensator.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine solche Wärmekraftmaschine so weiterzubilden, daß sie bei sehr einfachem und gedrungenem Aufbau außerordentlich Ökonomisch, insbesondere mit natürlichen Wärmequellen betrieben werden kann und nahezu ohne Wartung außerordentlich zuverlässig und über lange Zeiten betriebssicher arbeitet und mit großem Wirkungsgrad die Energie aus natürlichen Wärmequellen in nutzbare Energie umwandelt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem hermetisch gegen Dampf/Vakuum abgedichteten Behälter eine vorbestimmte Tionge einer Flüssigkeit mit relativ niedrigem Siedepunkt und der turbinenförmige Wandler eingeschlossen sind, der einen beweglichen Umfangaabschnitt mit

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in Abständen angeordneten turbinensch&ufelförmigen Vorsprängen aufweist, die schalenförmige oder tassenförmige und dazwischen Iie4gende Ausnehmungen begrenzen, daß in den Behälter unterhalb des Wandlers Düsen nach oben konvergierend angeordnet sind, deren oben liegende Austrittnb'ffnungen unterhalb der Ausnehmungen auf einer Gelte des Wandlers liegen, daß die Heizeinrichtung im unteren Bereich des Behälters unterhalb der Austrittsöffnungen so angeordnet ist, daß mit ihrer Hilfe in der Flüssigkeit Dampfblasen erzeugbar und durch die Dünen nach oben in die Ausnehmungen leitbar sind und daß am oberen Ende des Behältern eine Kondensatorkammer angeordnet und der Wandler mit einer außerhalb des Behälters angeordneten Antriebswelle oder dgl. kuppelbar ist.

Mit Hilfe der neuen Einrichtxing läSt sich insbesondere unter Ausnutzung natürlicher Heizquellen, wie der Sonnenenergie, der Wärme aus heißen Quellen und dgl. auf sehr einfache und raumsparende und ökonomische Weise Energie gewinnen, wobei die Umwandlung der Wärmeenergie in nutzbare Energie außerordentlich groß ist. Durch die Benutzung einer Flüssigkeit mit¹ niedrigem Giedepunkt wird eine rasche und zuverlässige Bildung von Dnrrpfblasen gewährleistet, deren Auftriebskraft innerhalb der Flüssigkeit für die Erzeugung der nutzbaren Energie ausgenutzt wirl. Die neue Einrichtung 1st außerordentlich kompakt und zuverlärnig in der Arbeitsweise. Sie erfordert einen sehr geringen Aufwand ;m Unterhaltung und läßt sich an vielen Stellen nutzbringend verwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand scheni-'·. t Lncher Z an mehreren Ausf ithrungtibe io η 1 e"'.en niher -.-rl "\ tort.

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8AD ORIGINAL

Es zeigen :

Pig.1 eine perspektivische Ansicht einer typischen Ausführungsform einer Y/äriuekraftmaschine gemäß der Erfindung.

Fig.2 ict ein horizontaler Schnitt entlang der Schnittebene 2-2

der Pig.1. < ■

Pig.' zeigt im größeren Maßstäbe einen senkrechten Schnitt entlang der Schnittlinie 3-3 der Pig.1.

Pig.4 ist ein Schnitt im ähnlichen Maßstäbe wie-- Pig,3» wobei die Seimittebene, die in Pig-A mit A-A bezeichnet ist, gegenüber der Schnittebene der Pig.3 um etwa 90° gedreht ist.

Fig.5 ist ein .senkrechter Schnitt entlang der Schnittlinie 5-5

der Pig.4. .

Pig.6 ist ein senkrechter Schnitt entlang der Schnittebene 6-6

der Pig.4.

Pig.7 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Wärmekraftmaschine gemäß der Erfindung.

Pig.8 ist ein Schnitt entlang der Schnittlinie 8-3 der Pig.7,

während

Fig.9 einen /.Mcr-chnitt iiiGeitenansicht einer weiter abgev/ande]-

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ten Wärmekraftmaschine gemäß der Erfindung zeigt und deutlich macht, wie man die sonst nicht nutzbare Wärme, die beispielsweise von einem elektrischen Generator erzeugt wird, zur Erzeugung von Energie verwenden kann.

Gemäß den Fig.1 bis 6 ist eine Wärmekraftmaschine gemäß der Erfindung dargestellt. Die Maschine 11 umfaßt einen aufrechtstehenden isolierten Behälter mit einem verbreiterten, allgemein konischen Gfrurxi abschnitt 12, einem senkrecht verlauf enden Hauptabschnitt 1? von allgemein ovalem Querschnitt, wie er aus Fig.2 hervorgeht und einem pilzförmigen oberen Endabschnitt 14 von allgemein kreisförmigem Querschnitt über dem ein nach unten gekrümmter, allgemein kugelschalenförmiger Deckel 15 montiert ist, der im kurzen Abstand von dem allgemein kugelschalenförmig nach oben konvex gekrümmten Deckenteil 16 einer oberen Kammer 14 angeordnet ist.

Die obere Kammer 14 dient als Kondeneationskammer und ist mit nach außen vorspringenden, wärmeableitenden Flaneohen und Flügeln 18 versehen und zwar sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite. Die Oberseite 16 ist mit einer nach oben vorspringenden Leitung 19 mit einem Tentil 20 versehen, das normalerweise geschlossen iat, rodaß das Innere des Behälters normalerweise hermetisch gegen Dampf und Vakuum abgeschlossen iet.

Der aufrechtstehende mittlere Abschnitt 13 weist sich gegenüberliegende, im wesentlichen parallele Wandabschnitte 21, 21 auf, welche mit relativ großen, kreisförmigen öffnungen versehen sind.

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ORiGlNAL INSPECTED

An den Wänden 21, 21 sind im Randbereich der öffnungen scheibenförmige Abdeckglieder 22 und 23 befestigt und zwar mit Hilfe von Schrauben 24· Entsprechende Dichtungen sind zwischen den Scheibenelementen 22, 23 und den Randbereichen der kreisförmigen öffnungen angeordnet, um die notwendige Abdichtung zu gewährleisten.

Die scheibenförmigen Elemente 22 und 33 sind zentral mit nach außen vorragenden integralen hohlen Ansätzen oder Buchsenelementen 25 und 26 versehen, in denen jeweils die in Fluchtung stehenden Rillenstummel 27 und 28 eines hohlen Trommelelementes 29 gelagert sind, das im Behälterabschnitt 13 zwischen den Abdeckscheiben 22 und 23 angeordnet ist. Wie aus Fig«4 hervorgeht, sind entsprechende Abstandskragen 30 und 31 vorgesehen,, welche auf den Wellenstummeln 27 und 28 zwischen den sich gegen- ' überliegenden Scheibenelementen 51 und 52 angeordnet sindj die Teil der Trommel 29 sind sowie zwischen den.zugehörigen Scheiben 22 bzw, 23.

Der Umfang der Trommel 29 ist mit in gleichförmigen Abständen angeordneten gekrümmten und in Längsrichtung langgestreckten Flügeln 33 versehen, welche aufeinanderfolgende Turbinenschaufeln oder Vertiefungen 34 bilden, welche als Behälter oder Sammelaufnahme für Dampfblasen 35 dienen, wie nachfolgend beschrieben wird. Die Dampfblasen bewegen sich nach oben und wirken drehend auf die Trommel 29 und zwar im Uhrzeigersinn gemäß Fig.3« Die Flügel 33* sind so orientiert, daß siejäie Blasen 35 auf der. linken Seite der Trommel 29 aufnehmen,, und zwar bezogen auf die

INSPECTED

Blickrichtung in Fig.3 und die Blasen für die fortgesetzte aufsteigende Strömung freigeben, wenn sie den oberen Bereich der Trommel erreichen.

Wie ersichtlich, wird die Aufschwimmkraft der sich nach oben bewegenden Blasen auf die Trommel übertragen, die demzufolge im Uhrzeigersinne gemäß Fig.3 rotiert.

Die ArbeitaflUssigkeit, die bei 36 in Pig.3 gezeigt ist, ist eine für diesen Zweck geeignete Flüssigkeit, vorzugsweise von nicht korrodierender Natur, die einen relativ niedrigen Siedepunkt aufweist und relativ unbrennbar oder unentflammbar ist. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel der Erfindung dient als Arbeitsflüssigkeit Dichlormethan, welches im wesentlichen nicht entflammbar ist und einen Siedepunkt bei 40 C und einen Schmelzpunkt bei -97⁰C besitzt.

Der untere Abschnitt des Behälters ist mit einer Wärmetauschkammer 37 versehen, welche allgemein kreisförmig ist und im wesentlichen die Größe wie der Bodenabschnitt12 das Behälters aufweist. Der Wärmetauscher ist auf dem Bodenabschnitt abgestützt und von diesem durch eine wärmeisolierende Schicht 38 getrennt. Die Wärmeübertragungseinheit, welche eine entsprechende Wärmeelngangsquelle, z.B. einen solaren Wärmesam: ι ler umfaßt, weist ο Ine Speiseleitung 39 auf, die mit der Kammer 37 auf deren rechten Seite verbunden ist (vergl. Fig. 3) und lie eine Austritts-(ler Ab führung 3 leitung 40 an der entgegengesetzten Seite der 'Kammer 37, dh.nl so in Fig.3 auf der Tin¹" er. "eite aufweist. Die

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Wärmeeingangsquelle kann ein HLiissigkeitsreservoir aufweisen» das beispielsweise durch Sonnenbestrahlung erhitzt v/ird oder durch irgendeine andere entsprechende primäre Heizquelle_s. deren Art und Gestalt abhängig ist vom KTima. Die erhitzte Flüssigkeit aus diesem Vorratsbehälter wird zur Wärme tau schkammer 37 über die Leitung 39 geleitet, während die abgekühlte !Flüssigkeit aus der Kammer 37 zurück in das 1/ärmeeingangs^reservoir über die leitung 40 geleitet wird.

D--r Wärmetauechkaminer 37 ist eine Wärmeaufnahmeeinrichtung 41 zugeordnet, welche eine große Anzahl von einzelnen Zellen 47 aufweist, den'en senkrechte'Leitungen 43 zugeordnet sind,-die sich von den Zellen durch die obere Wand der Kammer 37 nach oben erstrecken und zwar durch die Isolierschicht 38 und die Bodenwand des Behälters, wie dies aus Fig.3 hervorgeht, Jede Zelle steht damit in Verbindung mit dem unteren Abschnitt 12 äes Hauptbehälters. Wie zuvor erwähnt, ist der untere Abschnitt im wesentlichen von konischer Gestalt w&ü zwar etwas verdrückt oder exzentrisch, so daß die Spitze gegenüber der Behältermitte versetzt ist und zwar gemäß Fig«i3 links auf die linkr Seite der senkrechten Mittellinie des Masxptlbehälters. Das obere Ende des allgemein konischen Abschnittes 12 ist in einer Richtung parallel zur Achse der Trommel 29 langgestreckt und mit einer entsprechend langgestreckten Süsenöffnung 44 versehen, die nahe und parallel zu den eich in der unteren Stellung befindlichen tassenförmigen Ausnehmungen 34 angeordnet sind. Die Düsenöffnung'4 4 ist im wesentlichen von gleicher Ausdehnung, wie die die Blasen aufnehmende öffnung jeder Türbinenausnehmung 34,

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wie dies Pig. 3 zeigt. Damit können die in den Fällen 42 aufgrund der Einführung von Wärme aus der warmen Flüssigkeit der Kammer 37 erzeugten Blasen durch die senkrecht gerichteten Leitrohre 43 und in der konischen Kammer 22 nach oben aufsteigen, wobei sie zum wesentlichen Anteil aus der öffnung 44 in die tassenförmigen Turbinenschalen 34 eintreten. Die nach oben gerichtete Schwimmfähigkeit der Blasen wirkt dabei auf die tassenförmigen Elemente, um die schon erwähnte Drehung der Trommel 2 im Uhrzeigersinne zu bewirken.

Wie zuvor ebenfalls schon erwähnt, erreichen die Blasen, nachdem sie aus dem Turbinenrotor nach oben entwichen sind, die obere Kondensationskammer 14, wo sich die Blasen abkühlen und wieder in den Flüssigkeitszustand zurückkehren.

Auf den nach außen gerichteten, axial in Fluchtung stehenden Buchsen 25 und 26 der Abdeckplatten 22 und 23 sind jeweils äußere Scheibenelemente 45 und 46 gelagert. Diese sind mit entsprechenden hohlen Nabenabschnitten 47 und 48 versehen, welche die Elemente 25 und 26 aufnehmen. Entsprechende Zwischenhülsen oder Buchsen 49 und 50 zwischen den Elementen 25 und 47, bzw. 26 und 48, dienen gemäß Fig. 4 als Lagerelemente.

Die Scheibenelemente 45 und 46 sind mit den Stirnscheiben 51

und 52 der Trommel 29 auf magnetische Weise gekuppelt. Zu diesem Zweck sind innere Kupplungsmagnete 53 auf den Scheibenelementen 51 und 52 vorgesehen, die magnetisch durch entgegengesetzt gepolte, korrespondierende Magnete 54 angezogen werden, die ihrer-

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seits auf den Seheibenelementen 45 und 46 vorgesehen sind. Die dazwischenliegenden Abdeckscheiben 22 und 23 sind aus nicht magnetischem und nicht magnetisierbarem Material hergestellt,, so daß sie die magnetische Kupplungswirkung zwischen den sich gegenüberliegenden, benachbarten Polpaaren der Magnete 53 und 54 nicht stören. Die Magnete 53 können beispielsweise ITordpole aufweisen, welche den Abdeckscheiben naheliegen, während die Magnete 54 den Scheiben zugewandte Südpole bilden. Diese Anordnung gestattet es, daß man den Hauptbehälter hermetisch abdichtet, während zur gleichen Zeit ein Drehmoment von der Turbinentrommel 29 auf die äußeren Scheiben oder Schwungräder 45, 46 übertragen werden kann. ■■

Die sich gegenüberliegenden Naben 47 und 48 sind mit Gewindean-Sätzen 55 versehen, auf die entsprechende Ausgangsräder 56, z.B. Riemenscheiben, befestigt werden können, wie dies auf der linken Seite in Fig. 4 angedeutet ist.

Während des Betriebes wird warme Flüssigkeit der Wärmetauschkammer 37 zugeführt und passiert die Kammern 41, so daß Wärme auf die Flüssigkeit 36 übertragen und Dampf in den Zellen 42 erzeugt wird,. Die Dampfblasen treten durch die Rohre 43 und den konischen Abschnitt 12 und tauchen über die Öffnung 44 nach oben in die Turbinenschalen 34 ein. Die Aufschwemmkraft der_vBlasen veranlaßt die Turbinentrommel 29 im Uhrzeigersinne gemäß Fig.3 zu drehen. Die Blasen können gegebenenfalls vom oberen Ab-

schnitt der Turbine nach der Drehung des Turbinenläufers entweichen und in den Raum in der Kondensationskammer 14 eintauchen. Dort werden die Dampfblasen wieder in den flüssigen Zu-

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stand durch Abkühlung in der zuvor beschriebenen Weise überführt. Die abgekühlte Wärmetauschflüssigkeit verläCt die Kammer 37 durch die Leitung 40 und gelangt in das Reservoir, wo die Wärmetauschflüssigkeit durch Sonnenstrahlen erneut erhitzt werden kann. Zur Erhitzung können aber auch andere natürliche oder künstliche Wärmequellen dienen. Danach wird die neu erhitzte Flüssigkeit wieder in die Wärmemaschine 11 in der beschriebenen Weise eingeleitet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 iat der Zwischenabschnitt 13' des Hauptbehälters im Querschnitt im wesentlichen rechteckförmig. Statt einer Turbinentrommel ist ein endloses Turbinenband 60 vorgesehen. Dieses Turbinenband 60 wird in senkrechtem Verlauf durch obere und untere Rollen 61 und unterstützt, welche jeweils im Bodenabschnitt und im Deckenabschnitt; der Zwischenkammer 13* gelagert sind. Die untere Rolle 62 ist mit den Kupplungsmagneten 53 auf den entgegengesetzten Stirnflächen versehen. Diese Kupplungsmagnete können ähnlich ausgebildet sein wie die an den Stirnscheiben 51 und 52 der zuvor beschriebenen Turbinentrommel 29. Der flexible Riemen oder das Band 60 ist mit Turbinenschaufeln 64 versehen, die sr angeordnet sind, daß sie die Blasen 35 aus der oberen Düsen-Öffnung 4-4 einer unteren Kammer 12 aufnehmen können, wobei das Bund im Uhrzeigersinne nach Fig. 7 angetrieben wird. Wenn die Blasen 35 die obere Kondensationskammer 14 erreichen, worden sie wieder in den ursprünglichen, flüssigen Zustand in der zu-ν r beschriebenen Weise zurückgeführt. Das A *ugtm^udrehmoineiit wird von der Stirnfläche der unteren Rolle 6j durch die Magnetkupplung auf äußere Antriebsscheiben 45 und ib übertragen, wie

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dies Pig. 8 zeigt. Die Anordnung ist im .wesentlichen die gleiche wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Fig. 9 veranschaulicht ein \veiteres Ausführungsbeispiel, für . das beide beschriebenen Beispiele angewendet werden können. Hierbei wird die Wärme ausgenutzt, die durch eine angeschlossene Last erzeugt '.vird, so daß die Wirtschaftlichkeit der Arbeitsweise der Maschine weiter verbessert wird. Beispielsweise ist die Ausgangssehej be 56 durch einen Riemen 70 mit einem üblichen elektrischen Generator 71 verbunden. Der Generator 71 ist in einem Mantel 72 eingeschlossen, der einen Wärmetauschkreis aufweist, so daß die durch den Generator 71 erzeugte Hitze auf das Yffjrrjetauschmittel übertragen wird, das in die Leitung 39„ein-' tritI und der Wärmetauschkammer 37 zufließt. Auf diese Weise kann man die Flüssigkeit aus dem Hauptreservoir, welches der Somienwärme oder einer anderen Heizquelle ausgesetzt ist, durch eine Leitung 73 der Ansaugseite einer Pumpe 74 zufuhren* deren Rotor mit der Generatorwelle so verbunden ist, daß er durch den Riejr.en 70 angetrieben wird. Die Druckseite der Pumpe 74 steht in Verbindung mit dem Inneren des Mantels 72* Bie Flüssigkeit aus der Leitung 73 wird-durch den Mantel 72 gepumpt, um den Generator 71 zu kühlen und die Wärme vom Generator aufzunehmen, wobei diese Wärme in der Wärmetauschkammer 37 ^zur Erzeugung der Blasen 35 in der Arbeitsflüssigkeit 36 in der zuvor beschriebenen Weise mit herangezogen wird. Durch Ausnutzung dieser Wärme, die in dem Generator 71 erzeugt wird, kann in vielen Fällen die Gesamtwirtschafilichkeit des Systems noch wesentlich verbessert werden.

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In den verschiedenen Aueführungsformen der Erfindung, wie sie oben beschrieben wurden, ist ersichtlich, daß die äußeren Antriebsmittel, die mit den äußeren Scheibenelementen 45 verbunden sind, welche ihrerseits auf den Buchsen 47 unterstützt sind, magnetisch mit der Turbine gekuppelt sind, beispielsweise durch sich gegenseitig anziehende zusammenwirkende Sätze von Magneten 53f 54. Die magnetische Anziehungskraft zwischen den beiden Sätzen der Magnete ist erheblich. Es ist deshalb nicht notwendig, zusätzliche Befestigungsmittel anzuwenden, um das Nabenelement 47 auf dem zugehörigen Ansatz 25 zu unterstützen oder festzuhalten.

Es wird weiterhin bemerkt, daß die Dampf-Kondensationskammer in horizontaler Richtung wesentlich vergrößertjist gegenüber dem Rest des Hauptbehälters und daß der obere Abschnitt des Behälters deshalb im wesentlichen pilzförmig ausgebildet ist. Die Vergrößerung der Dampf-Kondensationskammer ist vorteilhaft, da dadurch eine größere Kühlfläche dargeboten wird als ohne diese Verbreiterung.

Wie zuvor erwähnt, kann irgendeine geeignete Arbeitsflüssigkeit mit einem relativ niedrigen Siedepunkt verwendet werden, und zwar bei den verschiedenen Ausführungsformen der Wärmekraftmaschine. Vorzugsweise wird eine Arbeitsflüseigkeit verwendet, welche ähnliche physikalische Eigenschaften aufweist wie Dichlormethan, d.h. eine Flüssigkeit, die im wesentlichen nicht entflammbar ist und einen Siedepunkt und einen Schmelzpunkt bei den weiter oben erwähnten Temperaturen besitzt. Bei Anwendung

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eines Dampf/Vakuum-hermetisch abgedichteten Behälters kann völlig frei von Luft gearbeitet werden, so daß nur Dämpfe der Arbeitsflüssigkeit in dem Behälter enthalten sind. Im Falle von Dichlormethan ist nur ein Parζial-Vakuum·-vorhanden, und die Flüssigkeit siedet bei einer Temperatur wesentlich unterhalb der oben genannten Siedetemperatur und entwickelt entsprechend, Dampf.

Es ist zu bemerken, daß anfänglieh, nämlich bevor die Maschine ihren normalen stetigen Arbeitszustand erreicht, .alle Fremdgase entfernt werden, und zwar entweder durch Evakuieren des oberen Kammerabschnittes des Behälters oder, daß man dazu die Siedewirkung der Flüssigkeit in den Zellen 42 verwendet, um die Fremdgase auszutreiben und sie nach oben in die Kammer 14 zu bringen, aus der sie zusammen mit dem Flüssigkeitsdampf durch die Fülleitung-19 und das Ventil abgeführt werden, das in diesem Stadium offen ist. Die Flüssigkeitsdämpfe wirken dabei dahingehend, daß Luft aus der Kammer 14 verdrängt wird. Nachdem die Kammer von Luft gereinigt worden ist, wird das Ventil 20 · vor Beendigung des Siedevorganges geschlossen. Dadurch erhält man den Behälter in einem hermetischen Dampf/Vakuum-Zustand, der völlig abgedichtet ist. Der Kondensator 14, wie auch die Zellen 42, sind mit Dampf ausgefüllt. Zwischen diesen beiden Dampfstellen befindet sich die Flüssigkeit 36.

In diesem Zeitpunkt beträgt die Dampftemperatur in der Kondensatorkammer 14 und den Zellen 42 etwa 4O⁰O. Der Dampfdruck in den Zellen ist der gleiche wie der der Außenatmosphäre. Wenn danach die Dampftemperatur unterhalb von 40° abgesenkt wird,

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ORIGINAL INSPECTED

beginnen die Zellen 42 und die Kondensatorkammer 14 jeweils ein parzielles Dampf/Vakuum zu entwickeln, wodurch der Temperaturfall weiter verstärkt wird. Wenn die Temperatur bis auf den Schmelzpunkt der verwendeten Flüssigkeit abgesenkt werden \.Xi..i-Le, würde in den Räumen bei sehr geringer Dampfmenge nahezu ein vollständiges Vakuum entstehen.

Wenn die Temperaturen in der Kondensationskammer 14 und den Zellen 42 auf Werte oberhalb der Siedetemperatur ansteigen, werden Dampfdrücke in der Kammer 14 und den Zellen 42 entwickelt. Die nachfolgend angeführten Fälle sind typisch, wobei sich die Flüssigkeitstemperatur nahe der Dampf temperatur befindet oder mit dieser übereinstimmt und in denen einige Variationen und mögliche Arbeitsbedingungen geschildert sind.

Fall 1:

Die Zellen 42 weisen eine Dampf temperatur von etwa 4O⁰C auf, während die Dampf temperatur am Kondensator 14 etwa 30°, also 10° weniger beträgt als in den Zellen 42. Der Dampfdruck in den Zellen 42 ist gleich Null. Es. herrscht ein partieller Dampfdruck in der Kondensatorkammer 14. Das bestehende Vakuum reicht aus, um Dampfblasen aus den Zellen 42 nach oben steigen zu lassen. Wenn die Temperaturen konstant bleiben, ergibt sich ein kontinuierlicher Blaoenschluß.

Fall 2:

Die Kondensatorkammer weist eine Dampf temperatur von etwa -J-O⁰C bei einem Dampfdruck Null auf. Die Dampftemperatur in den ZeI-

51⁰C, wobei ein ι

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len 42 beträgt etwa 51⁰C, wobei ein nennenswerter Dampfdruck be-

«40

stellt.· Dieser Dampf druck reicht aus, um die Dampfblasen" in Flüssigkeit zu überführen, Der Druckunterschied in den Zellen und der Kammer 14 reicht aus, um eine Dampfhlasenströmung zu erzeugen. . ■ -

Pail 3: . ' ■

Der Kondensator weist eine Dampftemperatur von minus .51⁰C- auf, während die Dampftemperatur in den Zellen 42 bei minus 23,3⁰O , liegt. Aufgrund des Teinperatuiunterschiedes steht Wärme aus dem · Material mit der Temperatur von minus 23°'zur Verfügung, die in das Material von minue 51⁰O überführt wird. Es besteht daher ein ausreichender Unterschied zwischen dem parziellen Dampfvakuum,in der Kammer 14 und den Zellen 42, um die Dampfblasen, in der beschriebenen Weise aufsteigen zu lassen.

Als Wärmeübertragungsmedium kann Wasser in der Kammer 37 dienen, solange sich die Umgebungstemperatur stets überO⁰ hält.. Unter Verhältnissen, bei denen die Temperatur unter 0 absinkt, ist eine andere geeignete Wärmetauschflüssigkeit von entsprechend niedrigerem Schmelzpunkt zur Übertragung der Wärme in die Zellen 42 zu verwenden.

Ansprüche

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Claims

- 16 Ans prüche

Ί./ Wärmekraftmaschine mit einer Heizeinrichtung, einem FlUesigkeits/Dampf-Kreislauf, einem turbinenförmigen Wandler und einem Dampfkondensator, insbesondere zur Ausnutzung natürlicher Wärmequellen, dadurch gekennzeichnet , daß in einem hermetisch abgeschlossenen, ein Dampfvakuum aufweisenden Behälter (11) eine vorbeetimmte Menge an Flüssigkeit (36) mit relativ niedrigem Siedepunkt und ein turbinenförmiger Wandler (23) eingeschlossen sind, der einen Umfangaabßchnitt mit in Abständen angeordneten Turbinenschaufel» od.dgl» Vorsprüngen (33) aufweist, die schalenförmige, dazwischenliegende Ausnehmungen (34) begrenzen, daß in dem Behälter innerhalb des Wandlere Düsen (12) nach oben konvergierend angeordnet sind, deren obere liegende Austrittsöffnung (44) dicht unterhalb der Ausnehmungen (34) auf einer Seite des Wandlere liegt, daß die Heizeinrichtung (37) im unteren Bereich dee Behälters unterhalb der Austrittsöffnung (44) so angeordnet iet, daß mit ihrer Hilfe in der Flüssigkeit Dampfblasen erzeugbar und durch die Düse (12) nach oben in die Ausnehmungen (34) leitbar sind, und daß am oberen Ende des Behälters eine Kondensationekammer (4) angeordnet und der Wandler mit einer aufterfamlib i«# Behälters angeordneten Abtriebswelle (47, 48) od,dgi, kuppelbar |.st,

2, Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e -kennzeichnet, daß als Kupplungseinrichtung miteinander zusammenwirkende innere und äußere Permanentmagnete (53» 54) auf dem famdler (23), bzw, 4«? äußeren getriebenen

., -I₇ -

Einrichtung vorgesehen sind, die so angeordnet und orientiert sind, daß sie gegenseitige Anziehungskräfte ausüben..

3. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine die Wärme aufnehmende Kammer (42) im unteren Abschnitt des Behälters unterhalb der Austrittsöffnung (44), und zwar in Verbindung mit dieser aufweist und ein Wärmetauschmantel .(37) die wärmeaufnehmende Kammer (4?) umgibt, welcher Mantel mit Einlaß- und Auslaßleitungen (39, 40) für ein in Umlauf gehaltenes Wärmemedium versehen ist. ■ ,

4. Wärmekraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche ' 1 bis 3, dadurch gekennze ichne t, daß die die Wärme aufnehmende Kammer (42) eine Vielzahl von Taschen oder Abteilungen aufweist, in denen die Blasen leitende Kanäle (.43) vorgesehen sind, die sich von den Abteilungen nach oben erstrecken und mit dem Raum' oberhalb der Austrittsöffnung (44) in Verbindung stehen.

5. Wärmekraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennze. lehne t , daß die Aus-' trittsöffnung (44) der Düse (12) langgestreckt ausgebildet und im wesentlichen parallel zu den tassenförmigen Ausnehmungen (34) angeordnet und in der länge diesen Ausnehmungen gleich ist.

6. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die turbinenschaufeiförmigen Vorsprünge (33) im Querschnitt gekrümmt ausgeblutet sind.

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7. Wärmekraftmaschine nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichne t , daß der Behälter mit sich gegenüberliegenden Wandabschn.i tfcen versehen ist, welche miteinander in Fluchtung liegende und jeweils nach außen gerichtete Anaätze (25, 26) aufweisen, während die Turbine mit sich gegenüberliegenden Weilern? tummeln (27, 28) in den Vcrsprüngen gelagert ist.

8. WUrmekraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7_f dadurch gekennzeichne t , daß dLe äußeren Welleneinrichtungen mit einer hohlen Nabe vergehen sind, welche auf den Aiiüütain (25, 26) gelagert rind.

9. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Seitenwände (22, 23) aus einem nichtmagnetischen Material bestehen und die miteinander zusammenwirkenden Kupplungs-Permanentmagnete den entgegengesetzten Flüchen dieser Seitenwandelemente benachbart 3ind, derart, daß die Welleneinrichtung auf den zugehörigen hohlen Ansätzen durch magnetische Anziehungskraft in ihrer Lage gehalten sind.

10. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampf-Kondensationskaiumer (14) in horizontaler Richtung gegenüber dem Querschnitt des Behälters vergrößert ausgebildet und im wesentlichen pilzförmig ist.

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11. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 5 bis 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Flüssigkeit in dem Behälter Methylenchlorid ist.

12. Y/ärmekraftmaschine nach Anspruch 9 bis 11, dadurch g e_%-kennzeichnet, daß die miteinander zusammenwirkenden Permanentmagnete in einem kreisförmigen Muster koaxial um
die Achse der Antriehswelleneinrichtung angeordnet sind.

F/SK 30982Ö/0777