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Verfahren zur Kälteerzeugung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren und den Apparat zur Erzeugung von Temperaturänderungen.
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Wenn ein gasförmiger Körper, z. B. atmosphärische Luft, unter konstantem
Druck erwärmt wird, so ve.-richtet sie eine bestimmte Arbeitsmenge, indem sie sich
gegen den auf ihr ruhenden äußeren Druck ausdehnt. Diese Arbeitsmenge, in ihrem
Wärmeäquivalent ausgedrückt, beträgt im Fall von atmosphärischer Luft etwa 0,o69
W. E. pro Grad Celsius, pro Kilogramm der erwärmten Luft. Diese Arbeitsmenge ist
im allgemeinen als dynamische spezifische Wärme der Luft bekannt und besteht aus
der Differenz von der spezifischen Wärme der Luft unter konstantem Druck (etwa
0,238) und der spezifischen Wärme der Luft unter konstantem Volumen (etwa
o,169), in welch letzterem Falle bei der Erwärmung keine äußere Arbeit verrichtet
wird. (Die drei spezifischen Wärmen werden in nachfolgendem als Sp, spezifische
Wärme unter konstantem Druck; Sv, spezifische Wärme unter konstantem Volumen, und
(Sp-Sv), dyna-. mische spezifische Wärme bezeichnet.) Wenn also Luft unter konstantem
Druck erwärmt
oder gekühlt wird, so werden aus je 0,238 W.
E. von der Wärme, die entweder der Luft zugeführt oder entzogen wird, o,169 W. E.
tatsächlich der Luft als fühlbare Wärme mitgeteilt oder entzogen, während die übrigen
o,o69 W. E. angewandt werden, um positive oder negative Arbeit zu verrichten, indem
die Luft unter dem äußeren konstanten Druck ihr Volumen vergrößert oder verringert.
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Der Zweck der Erfindung besteht in einem Verfahren und Vorrichtungen
zur nutzbaren Anwendung dieser Wärme, welche bei der Volumenveränderung eines unter
Druck stehenden gasförmigen Körpers entweder positive oder negative Arbeit verrichtet,
um Wärme- oder Kühlungswirkungen zu erhalten.
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Die Zeichnungen veranschaulichen den Erfindungsgegenstand in mehreren
Ausführungsbeispielen.
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Abb. x zeigt diagrammatisch einen Apparat zur Induzierung von sekundären
Wärmeänderungen.
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Abb. 2 zeigt diagrammatisch einen Apparat zur Induzierung und Entziehung
von sekundären Wärmeänderungen.
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Abb. 3, ist ein Diagramm der verschiedenen Stellungen der Kolben des
Apparates der Abb. 2.
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Abb.4 ist eine diagrammatische Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform
des Apparates. Abb. 5 zeigt diagrammatisch einen Teil einer anderen abgeänderten
Ausführungsform des Apparates.
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Abb. 6 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungs'orm des Apparates,
und Abb.7 ist ein Diagramm der Stellungen, welche die Kolben des Apparates der Abb.
6 annehmen.
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Abb. i stellt zwei durch ein Rohr 3 verbund# ne Behälter x und 2 dar.
Angenommen, beide Behälter und das Verbindungsrohr sind mit Luft unter atrirosphärischem
Druck und von gleicher T( mpe- atur angefüllt. Bei Erwärmung des Be:,älters x dehnt
sich die Luft in diesem Bchältcr aus, so daß ein Teil derselben in den Behälter
2 überströmt und den darin herrschc:n#-_'en Druck steigert. Diese Luft strömt aus
dem Behälter x in den Behäl: er 2 gegen den in letzterem herrschenden Druck und
muß daher durch Erhöhung des Druckes in dem Behälter --2 Arbeit verrichten, die
als eine resultierende sekundäre Erwärmung der Luft des Behälters 2 erscheint. Sollte
dieser Behälter 2 im Vergleich zu Behälter x verhältnismäßig groß sein, so wird
die Luftrnenge, welche von dem Behälter x in den Behälter 2 überströmt und daher
die verrichtete Arbeitsmenge und die Menge.der sekundären induzierten Wärme nahezu
der Arbeit und der induzierten Wärmemenge gleich sein, die verrichtet wird, wenn
Luft in einem mit der Atmosphäre verbundenen Behälter erwärmt wird, das ist, die
sekundäre, induzierte Wärme wird nahezu (Sp-Sv) betragen. Ähnlich wird bei Kühlung
der Luft im Behälter x Luft aus Behälter 2 in den ersteren überströmen, welcher
Vorgang von einer Druckverminderung und entsprechender Temperaturabnahme in dem
Behälter 2 begleitet wird. Diese Abkühlung entspricht in Größe nahezu der dynamischen
spezifischen Wärme, wenn Behälter 2 erheblich gröEer als Behälter x hergestellt
wird.
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Wenn daher ein gasförmiger Körper, wie Luft, in einem von zwei (oder
mehreren) abgeschlossenen, untereinander verbundenen Räumen erwärmt oder abgekühlt
wird, so kann die absorbierte oder entzogene Wärrnemenge so gewählt werden, daß
sie der spezifischen Wärme des gasförmigen Körpers unter konstantem Druck oder der
spezifischen Wärme des gasförmigen Körpers unter konstantem Volumen oder einem zwischen
diesen beiden liegenden Werte sehr nahe kommt, indem man das Volumen des anderen
Raumes, mit welchem der erstgenannte in Verbindung steht, passend wählt. Das Mehr
an Wärme, welches dem gasförmigen Körper in dem erstgenannten Raum zusätzlich seiner
spezifischen Wärme unter konstantem Volumen mitgeteilt oder entzogen wird, tritt
als fühlbare Wärme in dem gasförmigen Körper des anderen Raumes, welcher mit dem
erstgen2nnten in Verbindung steht, auf und ist fähig, Wärme-oder Kühlwirkungen auf
ein Mittel, welches mit dem zweitgenannten Raum in Wärmeleitung steht, auszuüben.
Je mehr der größere der beiden Räume sich im Volumen der Summe der Volumen der beiden
Räume näh(rt, desto mehr wird sich die sekundäre Wärme oder Kühlwirkung dem Werte
der dynamischen spezifischen Wärrr e anpassen. Ferner werden die sekundären Wärme-
oder Kühlwirkungen auf gleiche Art induziert, wennschon de- gasförmige Körper sich
in einem der Behälter bedeutend über oder bedeutend unter der Temperatur des gasförmigen
Körpers in dem anderen Behälter befindet.
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Abb.2 zeigt schematisch einen einfachen Apparat, in welchem die oben
beschriebene Wärme- oder Kühlwirkung nutzbar gemacht wird. 4 ist ein Zylinder, dessen
Wandung höchst leitungsfähig ist, und in welchem zwei leicht verschiebbare Kolben
5 und 6, die aus schlecht leitendem Material bestehen, arbeiten. Eine in jedem Kolben
vorgesehene zentrale Bohrung, welche mit einer beträchtlichen Anzahl dünner, die.
Wärme leicht aufnehmender Platten ausgerüstet ist, die durch Kanäle von geringem
Durchmesser getrennt sind, bildet je einen Wärmeregenerator 7 und B. Selbstverständlich
kann
irgendeine andere Regeneratorausführung angewandt werden, und können die Kanäle
des Regenerators über den ganzen Kolben verteilt sein, anstatt sie in der Achsennähe
anzuordnen. Natürlich ist das Volumen der Luftkanäle in jedem Regenerator sehr klein
im Vergleich zu dem Volumen der leeren Räume im Zylinder q., und ist die Wärmekapazität
jedes Regenerators vielfach größer als die Wärmekapazität der Luft in diesem Zylinder.
Ein Ende des Zylinders ist von einem Heizmantel g umschlossen, welcher einen Einlaß
io und einen Auslaß ii für Heizgase besitzt; das andere Ende des Zylinders ist mit
einem Kältemantel 12 versehen, welcher einen Einlaß 13 und einen Auslaß 14 für einen
Kälteträger aufweist. Der mittlere Teil des Zylinders ist mit einem Kühlmantel 15
ausgerüstet, der einen Einlaß 16 und einen Auslaß 17 für Kühlwasser besitzt. Die
Kolben 5 und 6 sind mit den Kolbenstangen 18 und ig versehen, welche durch die Stopfbüchsen
2o und 2i in den Zylinder treten. Der Zylinder kann mit irgendeinem passenden gasförmigen
Körper, wie Luft, unter beliebigem Druck angefüllt sein.
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Beispielsweise sei angenommen, daß der Apparat zur Erzeugung einer
niederen Temperatur für Kälteerzeagungszwecke angewandt wird und daß das Mittel
im Heizmantel g eine Temperatur von 281' C und die Mittel in dem Kältecrzeugungs-
bzw. Kühlmant e1 12,15 anfänglich eine Temperatur von 55° C besitzen. Die in Abb.
3 mit A, B, C und D bezeichneten Diagramme stellen die aufeinanderfolgenden Stellungen
dar, welche die Kolben während eines vollkommenen Wärmekreislaufes, welcher in vier
Phasen geteilt ist, annehmen. Während der ersten Phase bewegt sich der Kolben 5
von der in derer Diagramm A gezeigten Stellung in die in dem Diagramm B dargestellte.
Während dieses Kolbenhubes wird ein Teil der von dem Kühlmantel 15 umschlossenen
Luft im Zylinder q. durch den Regenerator 7 in den vom Heizmantel g umschlossenen
Raum bewegt, wo ihre Temperatur annähernd auf 28r° C erhöht wird, indem sie mit
den heißen Wänden des Mantels in Berührung tritt. Diese primäre Erwärmung erzeugt
eine sekundäre Erwärmung der in dem Kühlraume zurückgebliebenen Luft, welche Wärme
von dem im Raum 15 vorhandenen Kühlmittel aufgenommen wird. Während der zweiten
Phase bewegt sich der Kolben 6 von der im Diagramm B zu der in dem Diagramm C gezeigten
Stellung. Während dieses Vorschubes wird die im Inneren des Kühlmantels 15 verbliebene
Luft durch den Regenerator 8 hindurch in den von dem Gefriermantel i2 umschlossenen
Kälteerzeugungsraum verschoben. Da der letztere Raum anfänglich die gleiche Temperatur
wie der mittlere Kühlraum besitzt, so findet keine Temperaturänderung der Luft,
die in diesen Räumen eingeschlossen ist, statt. Während der dritten Phase kehrt
der Kolben 5 aus der Stellung nach Diagramm C in die Stellung nach Diagramm D zurück.
Die Luft wird dadurch von dem Heizraum durch den Regenerator 7 nach dem mittleren
Kühlraum zurückbewegt, gibt ihre Wärme diesem Regenerator ab und erreicht im Kühl
aum wieder eine Temperatur von etwa 55° C. Die primäre Kühlung, die die Luft erfährt,
indem sie durch Regtnerator 7 strömt, verursacht eine mit sekundärer Kühlwirkung
verbundene Druckminderung in den freien Räumen des Zylinders, hauptsächlich auch
in dem Kälteerzeugungsraum im Gefriermantel 12, dessen Inhalt sich ausdehnt, hierdurch
abgekühlt wird und zum Teil durch den Regenerator 8 in den mittleren Kühlraum zurückströmt.
Dabei werden der Regenerator 8 und der Kälteträger im Mantel 12 etwas abgekühlt.
Während der vierten Phase kehrt der Kolben 6 aus der Stellung nach Diagramm D in
die Stellung nach Diagramm A zurück, und die Luft im Kälteerzeugungsraum wird durch
Regenerator 8 nach dem Kühlraum bewegt und, während sie eine geringe Menge Wärme
von dem Regenerator aufnimmt, verursacht sie eine leichte sekundäre Erwärmung in
den freien Räumen des Zylinders.
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Nach Rückkehr der Teile in ihre ursprüngliche Lage wird der Kreislauf
wiederholt. Während des folgenden Kreislaufes werden die Verhältnisse nahezu den
des ersten Kreislaufes entsprechen, ausgenommen, daß die zugefügte primäre Wärme,
die während der dritten Phase dem Regenerator 7 mitgeteilt wird, dazu dient, in
demselben einen noch größeren Temperaturunterschied zu erzeugen, während die dem
Kälteerzeugungsraume entzogene Wärme während derselben Phase dazu verwendet wird,
die Temperatur des im Kältemantel vorhandenen Mittels zu erniedrigen. Mährend der
vierten Phase wird mehr Wärme dem Regenerator 8 entzogen und dadurch seine Durchschnittstemperatur
erniedrigt. In den folgenden Kreisläufen wird das'im Regenerator 7 gebildete Temperaturgefälle
fast dem Temperaturunterschiede zwischen dem Kühl-und dem Heizmantel entsprechen,
während das Temperaturgefälle, das sich in dem Regenerator 8 bildet, fast dem Temperaturunterschiede
zwischen dem Kältemantel i2 und dem Kühlmantel 15 entspricht, weil sich dieselbe
Gewichtsmenge Luft periodisch und abwechselnd in entgegengesetzter Richtung durch
jeden Regenerator bewegt. Ferner wird der Wärmeunterschied zwischen dem Kälte- und
Kühlmantel fortschreitend zunehmen, bis die
gewünschte Temperatur
erreicht ist, z. B. die gewünschte niedere Temperatur im Kältemantel 12 bei Verwendung
des Apparates für Kälteerzeugungszwecke.
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In der obigen Beschreibung wurde einfachheitshalber angenommen, daß
eine vollkommene Leitungsfähigkeit zwischen dem Gase innerhalb der freien Räume
des Zylinders q. und den `Fänden desselben bestehe. In der Praxis kann irgendein
Mittel benützt werden, um das Arbeitsgas in engen Kontakt mit der Zylinderwandung
zu bringen, um einen möglichst schnellen Wärmeaustausch zwischen ihnen zu ermöglichen;
so können Deflektoren verwendet werden, die das die Regeneratoren verlassende Gas
gegen die Zylinderwände werfen.
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Abb. q. veranschaulicht einen Wärmetransformator, welcher aus einem
Hochtemperaturübertrager 22 und einem Niedertemperaturübertrager 23 besteht, die
durch den Kanal 22' in Verbindung stehen. Der Zylinder 22 ist mit einem Kolben 24
versehen, welcher einen einen Wärmeregenerator 25 bildenden Mittelkanal aufweist,
und trägt einen Heizmantel 26 und einen Kühlmantel 27. Wärme kann dem ersteren durch
ein beliebiges Mittel, etwa durch den Gasbrenner 28, zugeführt werden; Luftlöcher
28' dienen als Auslaß für die Heizgase. Zylinder 23 ist ähnlich mit einem Kolben
29 ausgestattet, welcher mit einem Mittelkanal, wie vorgehend beschrieben, versehen
ist, und trägt einen Mantel 30 für den Kälteträger und einen Kühlmantel 31.
Kolben 24 und 29 sind mit den Kolben in den Arbeitszylindern 32 und 33 verbunden,
in welche durch die Speiserohre 34 irgendein passendes Arbeitsmittel, wie Wasser,
Dampf oder komprimierte Luft usw., hineingeleitet wird und aus welchen das Arbeitsmittel
durch die Auspuffrohre 35 abgelassen wird. Die Ventile 36 und 37 können von irgendeiner
geeigneten Ventilsteuerung betrieben werden. Die dargestellte Steuerung 38 bis 45
ist von der Art, die gewöhnlich in »Duplex-Pumpen« verwendet wird. In dem Beispiel
sind die Kolben in den Zylindern 32 und 33 einfach wirkend, und der sich in den
unteren Zylindern entwickelnde Druck dient zuni Zurückleiten der Kolben 21 und 29
in ihre obere Hubstellung. Ein Kühlmittel, wie Wasser oder Luft, kann den Mänteln
27 und 31 zugeführt werden, und irgendein Kälteträger, z. B. Kochsalzlösung, kann
durch Mantel 30 gesandt werden.
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Im Betrieb läßt das Ventil 36 die Betriebsflüssigkeit in den Zylinder
32 strömen, so daß der Kolben abwärts, wie in Abb. q. gezeigt, getrieben und der
entsprechende Übertragerkolben 24 hinunterbewegt wird. Am Ende des Hubes betätigt
der Bund 44 Stange q0 und Hebel 39, um das Ventil 37 zu öffnen, wobei der Kolben
29 abwärts bewegt wird. Während dieser Bewegung bleibt Kolben 24 am unteren Ende
seines Hubes. Wenn der Kolben 29 das untere Ende seines Hubes erreicht, so betätigt
der Bund 4q. an der Kolbenstange 43 Stange q1 und Hebel 39, und das Ventil 36 wird
in die Auspuffstellung eingestellt. Darauf wird der unausgeglichene, auf Kolben
24 einwirkende Druck, der infolge der verschiedenen Größen der Wirkungsflächen beider
Kolbenenden, die durch das Vorhandensein der Kolbenstange entstehen, den Kolben
24 nach oben bewegen. Am Ende seines Aufwärtshubes wird Ventil 37 ähnlich in die
Auslaßstellung eingestellt, und Kolben 29 bewegt sich nach dem oberen Ende seines
Hubes. Dadurch, daß jeder Kolben still steht, während sich der andere Kolben bewegt,
sind die in dem Umwandler vorkommenden Phasen dieselben, die mit Hilfe der Ausführung,
in Abb. c- dargestellt, beschrieben werden.
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Auf ähnliche Weise kann der Umwandler für Heizzwecke verwendet werden,
in welchem Falle das die Wärme zuführende Mittel, wie Wasser oder Luft von normaler
Temperatur, durch den Mantel 30 geleitet wird, während das für Heizzwecke
geeignete Mittel, welches gleichfalls Wasser oder Luft sein kann, durch den Mantel
31 zirkuliert, wo seine Temperatur durch die von den primären Wärmeänderungen
erzeugte Hitze über die normale erhöht wird. In dem letzteren Fall kann das im :Mantel
31 vorhandene Mittel auch durch den Hantel 27 geführt werden, um die Wärme,
welche von dem Niedertemperaturende des Hochtemperaturzylinders 22 abgegeben wird,
benutzen zu können. Dasselbe Mittel kann auch durch die Abgase der Heizquelle weiter
erwärmt werden. Wenn der Wärmetransformator nach Abb. q. unter einem beträchtlichen
Temperaturunterschied zwischen dem Niedertemperaturende des Hochtemperaturübertragers
und dem Ende hoher Temperatur des Niedertemperaturübertragers arbeitet, so wird
das Rohr 22', welches die genannten Übertrager verbindet, zweckmäßig mit einem kleinen
Regenerator versehen, welcher im Betrieb das Temperaturgefälle, entsprechend den
Temperaturen der Enden beider Übertrager, mit welchen er kommuniziert, annimmt.
Auf diese Art wird das Bestreben eines Temperaturausgleichs oder einer Wärmezerstreuung
verhütet.
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Anstatt' daß man die freien Räume in einem Zylinder von hoher Wärmeleitfähigkeit,
in dem auch das Erwärmen und Kühlen stattfindet, vorsieht, können auch die freien
Räume in einem Zylinder von niederer Wärmeh-itfähigkeit angebracht werden, und das
Erwärmen und Kühlen kann in passend gewählten
Vorrichtungen außerhalb
desselben stattfinden. So steht in der Abänderung der Abb. 5 ein Behälter 46 von
niedriger Wärmeleitfähigkeit mit seinen entgegengesetzten Enden durch die Röhren
47 und 48 mit einer Heizvorrichtung 49 bzw. einem Kühler 50 in Verbindung.
Die Räume in dieser Heizvorrichtung und in dem Kühler sind durch einen Regenerator
51 verbunden. Die Heizvorrichtung 49 kann durch ein beliebiges Mittel auf
der nötigen Temperatur erhalten werden; ein Gasbrenner 52 ist dargestellt, und der
Mantel der Heizvorrichtung ist mit Ventilationslöchern 53 versehen. Dem Kühler 5o,
dessen Mantel mit Ein- und Auslaßröhren 54 ausgeführt ist, kann irgendein passendes
Kühlmittel zugeführt werden. Um die Luft zu verdrängen, ist ein Ventilator 55 in
dem unteren Teil des Zylinders 46 dargestellt und wird durch die Betriebswelle 56
in der einen oder anderen Richtung angetrieben. Auf Wunsch kann der Ventilator durch
einen hin und her gehenden Kolben ersetzt «-erden. Zylinder 46 steht durch Rohr
57 in Druckausgleich mit einem zweiten Zylinder ähnlicher Bauart. Die Drehung der
entsprechenden Ventilatoren ist zeitlich so bemessen, daß, nachdem der Zylinder
46 mit erhitzter Luft angefüllt ist, die während der ersten Phase durch die Heizvorrichtung
49 getrieben wird, die Drehung des Ventilators 55 aufhört, bis die zweite Phase
in dem Niedertemperaturübertrager stattgefunden hat. Dann wird Ventilator 55 in
der anderen Richtung gedreht, bis die erhitzte Luft durch die Heizvorrichtung 49,
Regenerator 51 und Kühler 5o zurückgeführt und durch die in den Zylinder 46 durch
das Rohr 48 tretende kühle Luft verdrängt wird: Jetzt ist der Ventilator wieder
in Ruhestellung, während sich die Phase 4 in dem Übertrager abspielt.
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Die in Abb. 5 dargestellte Konstruktion besitzt verschiedene Vorteile
über der vorbeschriebenen, von welchen die adiabatisch vor sich gehende Hitzeumwandlung
erwähnt werden soll. Das Wesen der Hitzeumwandlung in den verschiedenen Phasen entspricht
den schon beschriebenen, in Verbindung mit der in Abb. 2 dargestellten Ausführung.
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In Abb. 6 und 7 ist ein rotierender Transformator dargestellt, bestehend
aus einem Hochtemperaturrotor 58 und einem Niedertemperaturrotor 59, die auf einer
gemeinschaftlichen Welle 6o sitzen. Der Rotor 58 ist mit mehreren Hochtemperaturübertragern
ausgestattet, jeder bestehend aus einem Zylinder 6= mit einem Kolben 62, der mit
einem Regenerator, durch die Mitte laufend, versehen ist. Rotor 59 ist ähnlich mit
einer korrespondierenden Anzahl Niedertemperaturühertragern versehen, von denen
jeder aus einem Zylindei 64 mit Kolbenregenerator 65 besteht. Jeder Hochtemperaturübertrager
ist mit seinem korrespondierenden Niedertemperaturübertrager durch eine Röhre 66
verbunden, wobei dir Übertrager eines jeden Paars in einem Winkel von 9o° aneinandergesetzt
sind. Die inneren Enden der Zylinder 61 sind in einen Mantel 67 und die inneren
Enden der Zylinder 64. in den Mantel 67' eingeschlossen. Die äußeren freiliegenden
Enden von allen Zylindern sind einem passenden Kühlmittel, wie Luft, die als Kühlmittel
für den Hochtemperaturübertrager oder als Heizmittel für den Niedertemperaturübertrager
dient, zugänglich angeordnet. Irgendein passender Weg kann zur Beheizung der Hochtemperaturenden
der Hochtemperaturübertrager gewählt werden. Die `Felle 6o ist mit einer achsialen
Bohrung versehen, die mit einer Röhre 69 zur Brennstoffzufuhr und mit Öffnungen
70 zur Luftzufuhr verbunden sind. Die achsiale Bohrung 68 steht in Verbindung
mit mehreren Brennern 7r, einer oder mehrere für jeden der Hochtemperaturzylinder
61. Die Heizgase aus den Brennern 71 entweichen zuerst auswärts durch den Mantel
67, dann einwärts durch Kanäle 72 und werden auswärts durch Kanäle 73 im
Wärmcaustausch mit der Luft, die einwärts zu den Brenncrn durch Kanäle 74 fließt,
abgeleitet. In diesem Falle geben die Heizbase die größte unausgenützte Hitze an
die wärmeleitenden Wände an den besagten Kanal ab, dabei die einfließende vorwärmend,
während die Heizgase den Apparat mit ungefähr normaler Temperatur verlassen. Auf
Wunsch kann eine Zentrifugalkraft benutzt werden, um der Luft zum Ausfluß in die
gewünschte Richtung zu verhelfen. Wie die Skizze zeigt, ist die Wandung 75 der Röhren
74 ortsfest und mit festen Prellteilen versehen, um zu vermeiden, daß die einströmende
Luft an derRotation des Rotors teilnimmt. Wenn die eintretende Luft von Kanal 74
in den Kanal 76 fließt, der in Verbindung mit dem Brennerraum steht, so wird sie
durch Prellwände, die sich mit dem Rotor bewegen, in Drehung versetzt. Das Gehäuse
67' des Niedertemperaturrotors erhält Luft durch Einlaß 77, und nachdem sie die
Kammer, die die inneren Enden der Zylinder umgibt, durchflossen hat, wird sie durch
Auslaß 78 ausgetrieben: die Prellwände 79 sind so gebaut, daß sie die Rotation der
Luft vermindern, wenn diese einwärts gegen die Achse des Rotors fließt, und die
Rotationsbewegung in eine Radialbewegung verwandeln, um einen stärkeren Umlauf zu
erhalten.
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Die Kolben 62 und 65 sind in ihre entsprechenden Zylinder gut eingepaßt
und arbeiten so; daß sie d:e Zentrifugalkraft überwinden und sich durch ihr Eigengewicht
bewegen
(Abb.7). Da die Teile eines jeden Überrragerc,aares in
einem Winkel von go' stehen, so ist es ers-chtlich, daß, wenn irgendein Teil des
Paares in Bewegung ist, der andere Teil stillsteht, wodurch die in Verbindung mit
Zeichnung 2 b@ schriebenen Hitzeübertragungen erhalten we den.
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Wie Abb. 7 zeigt, sind die korrespondierenden Lagen, die die beiden
Kolben eines Hitzestransformers nach und nach annehmen, diagrammatisch in A B, C,
D, E, F, G und H darg# stellt. Während der ersten go2-Drehung bewegt sich der Hochtemperaturübertragerkolben
von dem erhitzten Ende, wie in A gezeigt, dem gekühlten Ende in C zu, während der
Niedertemperaturübertragerkolben, wie in Position A zu C dargestellt, stationär
bleibt. Während der nächsten Drehung um go' bleibt der Hochtemperaturübertragerkolben
stationär, wie Position C zu E zeigt, während sich der Niedertempe: aturübertragerkolben
vom gekühlten zum erhitzten Ende bewegt. Während der folgenden go'-Drehung kehrt
der Hochtemperaturübertragerkolben vom gekühlten Ende zum erhitzten Ende zurück,
wie in Position E zu G gezeigt, während der Niedertemperaturübertragerkolben stationär
bleibt. Während der letzten go'-Drehung bleibt der Höchsttemperaturübertragerkoll-en
stationär, G zu H, während der Niedertemperaturübertragerkolben zum gekühlten Ende
seines Zylinders zurückkehrt (dargestellt in A). Es muß demgemäß bemerkt werden,
daß die in dieser Konstruktion vorkommenden Phasen identisch sind mit denen der
in Abb. 2 gezeigten Konstruktion.
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Die Konstruktion nach Abb. 6 besitzt manche Vorteile, z. B. kann das
benutzte Schmiermittel in den Zylindern hermetisch abgeschlossen sein, infolge Fehlens
der Kolbenstange oder Dichtungen und der Zuhilfenahme der Schwere als Bewegungsmittel
für die Kolben. Daher kann dem Wärmeübertrager eine anfängliche Menge von Schmierstoff
zugeführt werden, die für eine unbestimmte Zeit ausreichen wird, ohne Verlust durch
Auslaufen befürchten zu müssen.
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Wenn der Rotationstransformer sich in entgegengesetzter Richtung zu
der durch den Pfeil in Abb. 7 angedeuteten Richtung dreht und Luft von normaler
Temperatur durch Eimaß 77 einströmt, wird diese Luft ihre Temper;,tur erl öhen und
den Rotor in erhitztem Zustand durch Auslaß 78 verlassen. In diesem Falle wird die
umgebende Luft am kühlen Ende des Niedertemperaturübertragers als Kühlmittel wirken.
Es ist einleuchtend, daß Luft, die eine anfängliche Temperatur über oder unter der
normalen hat, durch Einlaß 77 eingeführt werden kann und ihre Temperatur in Übereinstimmung
mit der Drehrichtung des Rotors, wie vorher gezeigt, erhöhen oder verringern wird.