172847. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hőerőgépek, különösen gőzgépek hatásfokának növelésére, főként napenergia, geotermikus hő vagy egyéb, viszonylag csekély energiát hordozó hő felhasználásával
7 172847 8 nem közömbös, hogy az előkészítő szakasz milyen mennyiségű hőenergiát igényel. Fentiekből kitűnően a példaként felhozott étergőzös eljárásnál sem lehet a folyadék felmelegítésére és elpárologtatására fordított hőt munkavégzésre felhasználni, de a vízzel szemben a felesleges energiafelhasználást 6,2-szeresre lehet csökkenteni, ami által a hatásfok jelentősen növelhető. 2. példa A gőz előállításához felhasznált víz és éter kiindulási hőfoka 20 C°. Ez esetben 105 C° hőfokú vízgőz előállításához 80 + 537 + 50 = 667 kai. szükséges. Ebből munkává alakítható át 50 kai. A 150 C° hőfokú vízgőz hatásfoka: 50 rj víz = -------- 100 = 7,5% 667 A 150 C° hőfokú étergőz előállításához 7,7 + 84,5 + 61,2 ^ 15 3 kai szükséges. Ebből munkává alakítható át 61 kai. A 150C° hőfokú étergőz hatásfoka tehát: 61 T? éter ------------- 100 = 39,8% 153 Ebből kitűnik, hogy az étergőz hatásfoka 15(JC° hőfokon 5,3-szor magasabb, mint a vízgőzé. Víz esetében a kedvezőtlen hatásfokot elsősorban a nagy párolgáshő okozza. Az éternél a helyzet azért kedvezőbb, mert párolgáshője lényegesen alacsonyabb, mint a vízé, és ez az előző képletből beláthatóan hatásfoknövekedést eredményez. Természetesen éter helyett egyéb, kedvezőbb tulajdonságú folyadék is alkalmazható. Az előzőekben felsorolt szerves vegyületekből választékra van lehetőség. így pl. az éghajlatnak legmegfelelőbb közeg alkalmazható, ha a munkát végző gőz kondenzálását minimális energiaigénnyel kívánjuk megoldani. így pl. a hideg égöv alatt metilamin (—6,3 C°), ^metilklorid (—24,0 C°), vagy etilmetiléter (7,5 C°) alkalmazható, míg az egyenlítő környékén aceton (56,6 C°), etilformiát (54,3 C°), kloroform (61,3 C°) vagy metilalkohol (64,7 C°) alkalmazása célszerű. Az előző vegyületek alkalmazása azért célszerű, mivel viszonylag alacsony hőfokon (0 C°, +20 C°) hőfokon már munkát végeznek és nem túl alacsony hőfokon (+7,0 C°, -24 C°) cseppfolyósíthatok, az utóbbiak pedig azért, mert kondenzálásuk +40-45 C° hőfokon megoldható. Találmányunk szerinti eljárással már viszonylag alacsony hőfokon végezhető munka, pl. metilklorid esetében már 0 (T körül is. Éter esetében +60 C°-on a gőznyomás 2,2 atm, 80 C°-on pedig már 3,9 atm, ami azt jelenti, hogy éterrel 60—80 C° közötti hőmérsékleten már alacsony és középnyomású gőzgépek is üzemeltethetők. Az előzőekben ismertetett eljárás foganatosítására alkalmas berendezés szintén jelen találmány tárgyát képezi és azt részletesen a következőkben ismertetjük. A találmány szerinti hőerőgép felépítése és működése lényegében azonos a vízgőzzel működő kondenzátoros gőzgéppel, azzal az eltéréssel, hogy a munkát végző folyadékot általában nem közvetlenül, hanem közvetett úton (pl. vízfürdő, vízköpeny) melegítjük. A munkavégző folyadékot a balesetveszély — robbanás - elkerülése érdekében a levegő kiiktatásával, tehát vákuum alatt kell a rendszerbe juttatni és a rendszert ezt követően lezárni. így hozzuk létre a zárt rendszert. A találmány értelmében lehetővé válik a kazán teljes elkülönítése a robbanás és tűzveszély elkerülése érdekében a munkát végző közegtől. A melegvizet akár többszáz méterről is vezethetjük a hőcserélés helyére. Ugyanakkor találmányunk szerinti műszaki megoldás egyes előnyös foganatosítási módjánál illetve kiviteli alakjainál lehetőség van arra, hogy a munkavégző közeget közvetlenül melegítsük fel, minden egyéb hőközlő folyadék kiiktatásával. Példa erre a találmány forróégöv alatti alkalmazása, amikor a hőátadó kamrát oly módon képezhetjük ki, hogy az a nap hőenergiájának csapdájaként szolgál és így a munkavégző folyadék közvetlenül kerül - munka végzésére megfelelő gőz képzésére alkalmas - hőfokra felmelegítésre. További eltérés találmányunk szerinti berendezésnél az, hogy a képződött gőzt munkavégzés után teljes egészében kondenzáljuk és annak tört részét sem engedjük szabadba. így tehát a munkavégző rugalmas közeg (munkafolyadék) elméletileg számtalanszor elpárologtatható és kondenzálható, hasonlóan a hűtőgépeknél alkalmazott hűtőfolyadékokhoz. A munkát végző folyadék cseréje csak igen hosszú idő eltelte után válik szükségessé. Találmányunk szerinti berendezést részleteiben rajzmellékleten ismertetjük, ahol a 2a.e melegítőtartályt 3 csővezeték köti össze az 1 hőátadó kamrával. Az említett csővezetéken a 2a.e melegítőtartályban felmelegített víz áramlik az 1 hőátadó kamrába. A visszaáramlás az önmagában ismert és nem ábrázolt további vezeték és szivattyú útján történik. A 2„.e melegítőtartály, melyben a víz felmelegítésre kerül, lehet 2a kazán, melyet alacsony fűtőértékű tüzelőanyaggal üzemeltetünk, 2b rekuperátor, melyben a hőközlés robbanómotorok hűtővízével, vagy kipufogó gázok hőjének felhasználásával, illetve egyéb ipari hulladékhő útján történik, lehet továbbá 2C termálvízforrás- vagy tároló, illetve 2^ tartály, melyben a víz napenergia útján melegszik fel, vagy lehet példaképpen 2e biotermikus tartály, melyet a baktériumos erjedés során képződő hő melegít fel. Az ábrán a 2a.e melegítőtartályokat szaggatott vonallal kötöttük össze a 3 csővezetékkel, mely jelöléssel arra kívánunk utalni, hogy az említett 5 10 IS 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
