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Aus einem Hochdruckteil und einem Niederdruckteil bestehende, mit
geschlossenem Überdruckkreislauf und mit Wärmespeicher arbeitende Brennkraftmaschine.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Brennkraftmaschinen in geschlossenem überdruckkreislauf
arbeiten zu lassen. Bei diesen Maschinen, z. B. bei der in der anierikanisch:n Patentschrift
34q.152 beschriebenen Maschine, ist zwischen dem warmen Arbeitsraum (in welchem
die Zuführung der Verbrennungswärme in das gasförmige Arbeitsmittel erfolgt) und
dem kalten Arbeitsraum (in welchem das kalte Arbeitsmittel die der Wärmezufuhr vorangehende
Verdichtung erleidet) ein Wärmespeicher eingeschaltet. Durch den Wärmespeicher sollen
die Wärmemengen, die in den Arbeitsgasen nach ihrer im warmen Arbeitsraume stattfindenden
Expansion noch zurückbleiben, verwertet werden. Die Arbeitsgase werden dabei nach
ihrer Expansion im warmen Arbeitsraum durch den Wärmespeicher befördert und in c-ineni
Kühler gekühlt, bevor sie im kalten Arbeitsraum wieder verdichtet und durch rlen
Wärmespeicher in den -warmen Arbeitsraum gefördert werden. Die Maschine besteht
aus einem Hochdruckteil, in dem das Arbeitsmittel seinen Arbeitszyklus zwischen
einer oberen und einer möglichst hoch gewählten unteren Druckgrenze ausführt, um
selbst bei kleinem Verdichtungsverhältnis einen großen mittleren Druck und dementsprechend
eine hohe spezifische Leistung zu ergeben. Im Niederdruckteil der Maschine wird
die zur Innenverbrennung erforderliche Frischluft und, falls ein gasförmiger Brennstoff
verwendet wird, auch dieser letztere auf einen Druck verdichtet, der oberhalb der
unteren Druckgrenze des Hochdruckteiles liegt. Andererseits wird im 11Tiederdruckteil
die den eingeführten Gasen entsprechende ,1-Ienge Verbrennungsgase aus dem Kreislauf
ausgeschieden, welche arbeitsleistend auf den atmosphärischen Druck entspannt werden.
Bei dieser Arbeitsweise der Maschine treten aber wesentliche Wärmeverluste auf,
die um so größer sind, je höher die untere Druckgrenze des Hochdruckteiles gewählt
wird, wodurch man den durch den geschlossenen Überdruckkreislauf erzielbaren Vorteil
wieder einbüßt. Läßt man nämlich aus dem Niederdruckteil die auf die untere Druckgrenze
des Hochdruckteiles verdichteten Frischgase mit der durch ihre adiabatische Verdichtung
erreichten hohen Temperatur unmittelbar in den warmen Arbeitsraum des Hochdruckteiles
eintreten und nach Durchtritt durch den Kühler wieder aus dem Hochdruckteil austreten,
wie z. B. bei der bereits erwähnten amerikanischen Patentschrift 334 152, so geht
die zur Verdichtung der Frischgase vom atmosphärischen Druck auf den Einführungsdruck
des Hochdruckteiles verwendete bedeutende Arbeit oder die Verdichtungswärme, mit
der diese Gase in den Hochdruckteil
treten, verloren, weil die Gase
sich während ihrer Entspannung im Niederdruckteil unter die atmosphärische Temperatur
abkühlen müßten.
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Gemäß der Erfindung sollen diese Verluste dadurch vermieden werden,
daß der die Frischgase in den Kreislauf einführende und die ausscheidenden Verbrennungsgase
aus dem Kreislauf abführende Niederdruckteil an gleiche Temperatur besitzende Stellen
des Hochdruckteiles .angeschlossen ist, so daß mindestens der wärmere Abschnitt
des im Hochdruckteil liegenden Wärmespeichers in dem Gasweg zwischen dem Hoch- und
Niederdruckteil zu liegen kommt.
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Bei der unmittelbaren Übertragung der Verdichtungswärme der Frischgase
auf die die Niederdruckmaschine antreibenden Verbrennungsgase sind sowohl die die
Frischgase einführenden als die die auszuscheidenden Verbrennungsgase abführenden
Leitungen an eine Stelle des Kreislaufes angeschlossen, die eine möglichst niedrige
Temperatur besitzt, indem der Niederdruckteil am zweckmäßigsten an einer solchen
Stelle an den Hochdruckteil angeschlossen ist, daß der zwischen dem Wärmespeicher
und dem Niederdruckteil befindliche Gasweg auch den Kühler enthält. Hierbei wendet
man eine Wärmeaustauschvorrichtung an, die gleichzeitig durch die warmen verdichteten
Frischgase und durch die ausscheidenden, noch nicht entspannten kalten Verbrennungsgase
durchströmt wird, oder aber man schaltet in die Anschlußleitung der Frischgaspumpen
und des Niederdruckmotors einen Wärmespeicher, durch den wechselweise die Frischgase
in einem Sinne und die ausscheidenden Verbrennungsgase im entgegengesetzten Sinne
hindurchgeleitet werden.
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Die mittelbare Übertragung der Verdichtungswärme der in den Kreislauf
eingeführten Frischgase auf die aus dem Kreislauf ausscheidenden Verbrennungsgase
erfolgt entweder dadurch, daß die Abführungsstelle der die Niederdruckmaschine speisenden
Verbrennungsgase und die Einführungsstelle der Frischgase zwischen das warme Ende
des Wärmespeichers und den Kühler verlegt wird, oder zweckmäßiger dadurch, daß die
Frischgaspumpen und der -,#Tiederdruckmotor unter Zwischenschaltung von besonderen
Hilfswärmespeichern an der warmen Seite des durch die ständig in geschlossenem Kreislauf
verbleibenden Arbeitsgase durchflossenen Wärmespeichers mit dem Kreislauf verbunden
sind.
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In der -Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Wärmekraftmaschinen
nach der Erfindung dargestellt. ' Abb. r zeigt eine Kolbenmaschine mit unmittelbarer
Übertragung der Verdichtungswärme auf die ausscheidenden Verbrennungsgase, Abb.
2 eine Ausführungsform der Wärmeaustauschvorrichtung.
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Abb. 3 zeigt einen Teil der in -Abb. i veranschaulichten Maschine
mit mittelbarer Übertragung der Verdichtungswärme der Frischgase auf die auszuscheidenden
Verbrennungsgase.
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Abb. 4. zeigt die mittelbare Übertragung der Verdichtungswärme der
Frischgase bei einem Maschinenaggregat, das aus einem thermischen Verdichter und
einem Druckluftmotor besteht.
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Abb.5 ist ein Wärmediagramm der Maschine gemäß Abb. i.
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Abb.6 zeigt schematisch den kalten unil warmen Arbeitsraum der Maschine
nach Abb. d. und den Druckverlauf im Verbrennungsraum.
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Abb.7 ist das dazugehörige Wärmediagramm.
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Gemäß Abb. i ist a der den warmen Arbeitsraum des Hochdruckteiles
darstellende Arbeitszylinder, in dem der durch die Brennstoffpumpe b eingespritzte
flüssige Brennstoff verbrannt wird. c ist der dem kalten Arbeitsraum des Hochdruckteiles
angehörende Verdichter, der das gasförmige Arbeitsmittel aus dem Druckgasbehälter
d mit der atmosphärischen Temperatur To und mit dem niedrigsten Druck P, des Hochdruckteiles,
z. B. io Atmosphären, schöpft. Der Verdichter c verdichtet die Gase auf den Druck
P2, z. B. 6o Atmosphären, mit dem die Gase durch die Ventile f und g und durch den
die Verdichtungswärme abführenden Kühler e in den Wärmespeicher R treten, dessen
an den Kühler angrenzende Seite im Betriebszustande eine möglichst niedrige Temperatur
T1 besitzt, während die dem Kolben 1 zugekehrte Seite des Wärmespeichers eine möglichst
hohe Temperatur T, (etwa goo° C) aufweist. Durch den Wärmespeicher R treten die
Gase in den warmen Arbeitsraum a. Die Kurbelwelle 3 der Maschine treibt die Brennstoffpumpe
b und die Frischluftpumpe q an, welch letztere die zur Verbrennung des eingespritzten
Brennstoffes erforderliche Frischluft mittels des Rohres 5,
in den Kreislauf
speist. h ist der auf die Kurbelwelle 3 wirkende Niederdruckmotor, in den die aus
dem Hochdruckteil auszuscheidenden Verbrennungsgase durch das Rohr 5h gespeist werden.
Der Niederdruckmotoi k ist durch Vermittlung der Wärmeaustauschvorrichtung q. und
das Rohr 6 an den 'Hochdruckteil angeschlossen. Die Pumpe q und der Motor
h bilden den Niederdruckteil der Maschine. - Die durch den Motor k ausscheidende
-Gasmenge ist gleich
der durch die Punil')re q eingeführten Frischluftmengr,
so daß die im geschlossenen Kreislauf verbleibende Gasmenge und dementsprechend
die untere und obere Druckgrenze P, bzw. P., des Hochdruckteiles unverändert bleibt.
Nach der Verbrennung des Brennstoffes mit dem eingeführten Sauerstoff wird der Arbeitshub
des Kolbens i ausgeführt, währenddessen die Arbeitsgase im Zylinder a wieder auf
den Druck P, entspannt werden, worauf die Gase durch den Kühler c und durch das
Ausströmungsventil h. ini geschlossenen Kreislauf wieder in den Behälter d zurückkehren.
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Das die Frischluft in den Kreislauf speisende Rohr 5, und das die
auszuscheidenden Verbrennungsgase abführende Rohr 5k. sind an Stellen des Hochdruckteile,
angeschlossen. «-elche eine gleiche, und zwar möglichst niedrige Temperatur besitzen,
so zwar, daß der zwischen dem Wärmespeicher R und dem Niederdruckteil d, -z befindliche
Gasweg den Kühler e enthält. Die Wärmeaustauschvorrichtung .I ermöglicht den Wärineaustatisch
zwischen den Leitungen 5,, und 5k.-6.
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Im nachstehenden ist der Arbeitsprozeß an Hand des Wärinediagramm#
CAbb. 5)
beschrieben, in welchem die Ordinaten die absoluten Temperaturen
und die Abszissen die betreffenden Entropien der Verbrennungsgase darstellen. Die
Temperatur der aus dem Kühler e austretenden Verbrennung s` ase kann praktisch gleich
der Kühlertemperatur T" # angenommen werden, obwohl die Temperatur LI um wenige
Grade höher ist. Die Temperatur der auf der @t-armen Seite des Wärme-.peicher: heraustretenden
oder an der «-armen Seite desselben in den Wärme-#peicher eintretenden Gase kann
praktisch gleich der Temperatur T2 der warmen Seite des Wärmespeichers angenommen
werden, obwohl die Temperatur der Gase beim Austritt um einige Grade niedriger,
heim Eintritt aber um einige Grade höher ist.
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Der Wärmespeicher ist im Verhältnis zu der Menge der bei jedem Hub
hindurchstriiinenden Gase derart groß, daß die durch die Wärmeaufnahme oder Wärineabgabe
bewirkten Temperaturschwankungen vernachlässigt werden können.
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Die Verbrennungsgase werden im Behälter cl mit der von der
Pumpe q geförderten Frischluft gemischt und stehen unter dein Druck Dl von z. B.
i o Atm. und besitzen die Temperatur T", sind also in dem durch den Punkt 1 des
Diagramms bezeichneten Zustande. Der Verdichter c saugt die Gase aus dem Behälter
an und verdichtet sie adiabatisch gemäß der Strecke i-2 des Diagramms auf den Druck
P2 von z. B. 6o Atm., wobei sich die Temperatur der Gase auf T, steigert. Die Gase
«-erden nun aus dem Verdichter c durch die Ventile f und g in den Zylinder
a
hinübergeschoben, wobei sich der Kolben in dem Zvlinder a au: seiner inneren
Totpunlalage auswärts und der Kolben im Zylinder c einwärts bewegen, und zwar so,
daß trotz der Temperaturänderung keine Druckänderung stattfindet. Die Gase treten
zunächst durch den Kühler e hindurch, in welchem sie sich auf die Temperatur T"
abkühlen, also längs der Strecke -2-3 des Diagramms in den Zustand 3 gelangen. Sodann
durchsetzen die Gase den Wärmespeicher R, wobei sie sich längs der Isobarenstrecke
3-a auf die Temperatur T, erhitzen. Die Temperatur T" lieb über der Entzündungstemperatur,
so daß nun die Pumpe 17 Brennstoff in die auf dem Wärmespeicher tretenden heißen
Gase einspritzt, der Bi ennstoff sofort verbrennt, wodurch die Temperatur der Gase
auf T" steigt. Auch die Brennstoffeinspritzung findet so statt, daß der Druck konstant
P2 bleibt. Die Zustandsänderung der Gase veranschaulicht also die Strecke 4.-5 der
Isobare P, Der Kolben i setzt seinen Aufwärtshub fort, und die Gase expandieren
gemäß der Strecke 5-6 des Diagramms adiabatisch auf den Druck P1 und auf annähernd
die Höchsttemperatur T, des Wärmespeichers. Hierauf wird das Ventil h geöffnet und
die Gase durch den Wärmespeicher R und den Kühlere bei gleichbleibendem Druck P,
in den Behälter d zurückgeschoben. Dabei kühlen sich die Gase im Wärmespeicher längs
der Isobare 6-i bis auf die Temperatur T" ab und erreichen also wieder ihren Anfangszustand
i. Das Arbeitsmittel hat also den Kreislauf 1, 2, 3, .I, 5, 6, 1 durchgemacht und
währenddessen eine der Fläche 1, 2, 3, .a., 5, 6, 1 äquivalente mechanische Arbeit
geleistet.
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Wie aus dem Wärmediagramm ersichtlich, wird dein Wärmespeicher die
der Fläche 7, 3, I, 9.7 entsprechende Wärmemenge entzogen. wenn die kalten
Gase durch den Wärmespeicher streichen, und die -warmen Gase geben bei ihreinDurchtritt
durch denWärmespeicher die der Fläche io, 6, 1, 8, io entsprechende Wärmemenge an
den Wärmespeicher ab. Da die beiden Isobaren P2 und P, äquidistante Kurven sind
und die beiden Punkte .I und () der Kurven der gleichen Temperatur T_ und die beiden
Punkte 3, 1 der gleichen Temperatur T" entsprechen, so sind die Flächen
7.3. 4, 9, 7 und B. 1, 6, i o, 8 kongruent. Die vom Wärmespeicher abgegebenen
und aufgenommenen Wärmemengen sind daher einander gleich, so daß das Wärmegleichgewicht
des Wärmespeichers gewahrt ist. Die durch Verbrennung zugeführte Wärmemenge wird
durch die Fläche 9, d., 5, z0, 9
dargestellt, während die
Fläche 7, 3, 2, 8 die vom Kühler c abgeführte Wärmemenge veranschaulicht. Die Differenz
dieser beiden Flächen, d. h. der eingeführten und abgeführten Wärme, ist der Fläche
1, 2, q., 5, 6, r gleich, also der geleisteten Arbeit äquivalent. Die Frischluft
wird durch die Pumpe q volr Atmosphärendruck P,, und mit Atmosphärentemperatur,
welche der Kühlertemperatur To gleich sein soll, also in einem Zustande angesaugt,
welchem der Schnittpunkt i i der Isobare Po mit der Isotherme T,, entspricht, und
adiabatisch gemäß der Linie 1i-12 auf Druck P, verdichtet und erhält die
Temperatur T z-2. Aus der Pumpe q tritt die Frischluft in die Wärmeaustauschvorrichtu13g
¢ ein und wird dort auf die Kühlertemperatur To abgekühlt. Dieser Vorgang entspricht
der Zustandsänderung 12-1 längs der Isobare P" wobei jedem Kilogramm Frischluft
die Wärmemenge 8, 1, 12, 13, 8 entzogen wird. Die Frischluftmenge Gl gelangt nun
in den Niederdruckbehälter d, in welchem sie sich mit der Verbrennungsgasmenge G
vermischt, wird mit dieser in den Zustand 2 verdichtet und im Wärmespeicher R auf
die Temperatur P, erhitzt, gelangt also in den Zustand und wird dann mit der entsprechenden
Brennstoffmenge Gb zu Verbrennungsgas verbrannt. Diese wird mit der Verbrennungsgasmenge
G vermischt, nach der Expansion durch den Wärmespeicher R in dem dem Punkt i des
Wärmediagramms entsprechenden Zustand in die nach dem Niederdruckbehälter d führende
Auslaßleitung ausgestoßen. Aus der Auslaßleitung wird durch die Zweigleitung 6 eine
der Summe der eingeführten Frischluftmenge Gl und Brennstoffmenge Gb gleiche Menge
Gv an Verbrennungsgas ausgeschieden. Die Leitung, welche die Frischluft einführt,
und die Leitung, welche die Auspuffgase abführt, münden also an Stellen, w o die
Verbrennung;-gase die gleiche Temperatur besitzen. Die Auspuffgasmenge Gv tritt
mit dem Druck P, und der Temperatur T,, also in dem Zustand i des Wärmediagramms,
in die Wärnieaustauschvorrichtung .I ein und nimmt dort die Wärmemenge auf, die
vorher von der Frischluft an die Wärmeaustauschvorrichtung übermittelt wurde. Wäre
die ausscheidende Menge Gv dem Gewichte nach der Frischluftmenge Gl gleich, so würde
bei L`bertragung der Verdichtungswärme der Frischluft Gl auf die ausscheidende Menge
Gv die Temperatur der letzteren genau auf die Verdichtungstemperatur. T.r= erhöht
werden. Ihre Zustandsänderung in der Wärmeaustauschvorrichtung würde also der Isobarstrecke
r-12 -entsprechen: In Wirklichkeit ist -die ausscheidende Menge Gv um das Gewicht
des Brennstoffes Gb größer als die Frischluftmenge Gl, somit erhöht sich ihre Temperatur
nur bis zu einem niedrigeren Werte Tx', entsprechend dem Punkte 12' der Isobare
P,. Die Zustandsänderung der ausscheidenden Menge in der Wärmeaustauschvorrichtung
entspricht also der Isobarstrecke I-12', und es wird für jedes Kilogramm der ausscheidenden
Menge die der Fläche 8, 1, 12', 13', 8 entsprechende Wärmemenge aufgenommen. Diese
Wärmemenge multipliziert mit dein Gewicht Gv ergibt die gleiche Wärmemenge wie die
der Fläche 8, 1, 12, 13, 8 entsprechende Wärmemenge multipliziert mit dein
Gewicht Gl der Frischluftmenge. Der Unterschied zwischen dem Gewicht Gv der Auspuffgase
und der Frischluft GL ist kein bedeutender. Für Rohöl beträgt er 6 bis 8 °/a. Er
kann also vernachlässigt werden. Unter dieser Annahme tritt die ausscheidende Menge
im Zustand 12, also -mit dem Druck P, und der Temperatur Tx2, aus der Wänneaustauschvorrichtung
in den Niederdruckmotor k ein und erleidet hier unter Leistung von Arbeit eine Entspannung
nach der Adiabate 12-11 auf den Atmosphärendruck Po und die Atmosphärentemperatur
To.
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Nach Vorstehendem erfährt also die Frischluft Gl in der Pumpe
q und der Wärmeaustauschvorrichtung q. die dem Linienzug 11-12-1 entsprechende
Zustandsänderung, während die ausscheidende Menge Gv und in der Wärmeaustauschvorrichtung
und im Niederdruckmotor k die gleiche, nur dem Sinne nach entgegengesetzte Zustandsänderung
1-12-11 erleidet. Die im Motor k gewonnene Arbeit ist also gleich der Arbeit der
Pumpe q. Die Verdichtungswärme wird unmittelbar als solche durch die Wärineatistauschvorrichtung
auf die ausscheidende Menge übertragen. Würde man abweichend von der Erfindung die
Verdichtungswärme der Frischluft nicht auf die Auspuffgase übertragen, so würden
letztere mit dein Druck P, und der Kühlertemperatur T", also dem Zustand i entsprechend,
in den Niederdruckmotor k eintreten. Die Entspannung im letzteren auf den AtmosphärendruckPa
würde gemäß der Adiabate 1-Id. erfolgen und die Temperatur von To auf eine unterhalb
der Atmosphäre liegende Temperatur Ty sinken. Die gewonnene Arbeit wäre kleiner
um die Arbeit, der die durch die Fläche i, r2, i r, 14., 1 dargestellte Wärme entspricht.
Aber auch die für die Verdichtung der Frischluft aufzuwendende Arbeit im Zvlinder
C wäre größer; denn sie würde unter dem Druck P, und mit- der Temperatur Tx2 in
den Niederdruckbehälter d eintreten. Im -Kompressor e
würde die
Frischluft eine weitere Verdichtung vom Druck P1 auf den oberen Druck P2 gemäß der
Adiabate 12-17 erfahren und die dem Zustand 17 entsprechende Temperatur Txl erhalten.
Die Verdichtungsarbeit wäre also größer um die Arbeit, welcher die durch die Fläche
1, 2, 17, 12, 1 dargestellte Wärmemenge entspricht. Im Zustand 17 gelangte nun die
Frischluft in den Kühler und würde dort gemäß der Isobarstrecke 17, 3 auf die Kühlertemperatur
To unter Abgabe der Wärme 13, 17, 3, 7, 13 abgekühlt usw. Durch die Erfindung
wird also mehr Arbeit gewonnen, und zwar entspricht die Fläche 11, 17, 2, r4, i
i der dem Arbeitsgewinn äquivalenten Wärme.
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Gemäß Abb. 2 ist statt einer Kontaktwärmeaustauschvorrichtung in die
die Frischluftpumpe q und den Niederdruckmotor k mit dem -Hochdruckteil verbindende
gemeinsame Leitung 5 ein Wärmespeicher 4' eingeschaltet, durch den die warme Frischluft
und die kalten Verbrennungsgase abwechselnd und in entgegengesetzten Richtungen
fließen.
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Man kann die Frischgase statt in einer Stufe auch in mehreren Stufen
auf den Einführungsdruck des Kreislaufes verdichten, die aus dem Kreislauf ausscheidenden
Auspuffgase in entsprechend mehrstufigen Niederdruckmotoren entspannen und die Kompressionswärmen
der Frischluft zwischen den einzelnen Stufen auf die Auspuffgase übertragen.
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Bei der über den Hochdruckteil stattfindenden mittelbaren Übertragung
der Verdichtungswärme der Frischgase auf die ausscheidenden Verbrennungsgase kann
man gemäß Abb.3 die die Frischluft einführenden und die Verbrennungsgase abführenden
Leitungen 5, und 5k zwischen dem den Kolben r zugekehrten «armen Ende des
Wärmespeichers R und dem Kühler e bei ; an den Hochdruckteil anschließen, welche
Stelle die Temperatur Tx, besitzt, welche die Frischluft bei ihrer adiabatischen
Verdichtung von atmosphärischem Zustand auf den Druck P2 erreicht. In der Pumpe
q erfolgt die Verdichtung der Frischluft von Atmosphärendruck P" und von der Atmosphärentemperatur
T", also wieder vom Zustand i i des Wärmediagramms ausgehend, ,gemäß der Adiabate
I I-17 auf den Druck P2 und bis zur Temperatur Txl. Die verdichtete Frischluft wird,
während im Arbeitszylinder a der obere Druck P2 herrscht, an der Stelle 7 des tVärmespeicllers
R eingeführt. Diese Luft vereinigt sich dort mit den Verbrenntingsgasen G, welche,
von der kalten Seite des Wärmespeichers herkommend, sich bereits im oberen Teil
des Wärmespeichers von der Temperatur T" auf die Temperatur Txl erwärmt haben.
Beide gehen nun durch den unteren Teil des Wärmespeichers, erwärmen sich der Isobarstrecke
17, 4 entsprechend von der Temperatur Txl auf die Höchsttemperatur TZ des Wärmespeichers
und treten -mit dieser in den warmen Arbeitsraum ein. Die Frischluft verbrennt hier
mit dem eingeführten Brennstoff Gb bei gleichbleibendem Druck P2 zu Verbrennungsgas.
Dabei steigt die Temperatur der Isobarstrecke 4-5 gemäß auf die Höchsttemperatur
T3. Nach erfolgter Expansion gemäß der Adiabate 5-6 kehrt die ganze Gasmenge beim
unteren Druck P1 durch den Wärmespeicher zurück und kühlt sich im wärmeren Teil
desselben der Isobarstrecke 6-i8 gemäß auf die Temperatur Txl ab. Bei der Stelle
7 gehen die Auspuffgase Gv durch die Leitung 5k ab. Während die übrigen Verbrennungsgase
G im kälteren Teil des Wärxnespeichers gemäß der Isobarstxecke i8-1 bei gleichbleibendem
Druck P1 auf die Temperatur P" abgekühlt werden, treten die Auspuffgase Gv mit dem
Druck P1 und der 'Temperatur Tx" in den Niederdruckmotor k
ein, expandieren
dort adiabatisch auf den Atmosphärendruck Po gemäß der Adiabate i8-ig und puffen
im Zustand ig in die Atmosphäre aus. Die Atmosphäre kühlt die Auspuffgase gemäß
der Isobarstrecke i9-ir unter Entziehung der Wärmemenge 2o, ig, 11, 13 auf die Atmosphärentemperatur
To ab, und diese gelangen also, den Kreisprozeß schließend, in denselben Zustand
i i, in welchem die Frischluft von der Pumpe q angesaugt wurde.
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Die Frischluft und die Auspuffgase machen demnach zusammen den Kreisprozeß
11, 17, 4, 5, 6, 18, ig, ri durch und leisten zusammen eine dieser Fläche entsprechende
Arbeit. Diese Fläche ist aber gleich der Flächengröße des Kreisprozesses der Verbrennung3-gase
1, 2, 3, 4, 5, 6, 1. Denn die Flächen 1, 2, 17, 12, 1 und 11, 12, 18, Ig, ii entsprechen
Kreisprozessen mit zwei adiabatischen Zustandsänderungen, zwischen denen der Druck
konstant gehalten wird und bei denen drei Temperaturen beim Wechsel der Zustandsänderung
einander gleich sind i, i i =To, 12, i 2 = Tx, und 17, i 8 = Txl,
also sind es auch die vierten 2, 19 - Tx, und die Flächen"
2, 17, 12, 1 und i 1, 12, 18, 19, 11 sind einander gleich. Das Arbeitsverfahren
der Maschine gemäß Abb. 3 ist also ebenso gut wie das der Maschine gemäß Abb. i.
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Den Hochdruckteil der in Abb.4 dargestellten :Maschine bildet ein
Maschinenaggregaf,
welches -aus einem thermischen Kömpressör bekannter
Art und aus einem Druckluftmotor . besteht. - In . -den Verbrennungszylinder crl
wird 'lediglich- Druckgas erzeugt, welches in einem Druckgasmotor a2, z. B. in einer
Turbine, in mechanische- Arbeit umgesetzt wird.
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Der die Nutzarbeit liefernde Druckgasmotor a:; wird aus dem Druckgasbehälter
d2 gespeist. Nach der Arbeitsleistung gelangen die Auslaßgase des Druckgasmotors
a2 in den Druckbehälter dl. Statt einer Druckgasturbine kann eine oder eine größere
Anzahl anderer Druckgaskraftmaschinen, Kolbenmotoren, Werkzeugmaschinen mit Druckgasantrieb
oder zwischen die beiden Behälter dl und d2 eingeschaltet sein. Die Druckgasbehälter
dl und d2 stehen durch Ventile g und h. mit der oberen Seite des Verbrennungszylinders
a1 des Druckgasgenerators in Verbindung. Im Zylinder a1 spielt ein als Verdrängen
wirkender Kolben ic, der mit einer Kurbelwelle 3 gekuppelt ist. Auf der unteren
Seite des Zylinders a1 ist der Verbrennungsraum angeordnet, der durch den Wärmespeicher
R und die Leitung i mit dem Kühler e mit der oberen Seite des Zylinders a1 in ständig
offener Verbindung steht. Im Druckbehälter d ist eine selbsttätige Entwässerungsvorrichtung-
12 angeordnet, die Kondenswasser ausscheidet.
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An der Kurbelwelle 3 sind noch angeschlossen: die Frischluftpumpe
q und die Brennstoffpumpe b, ein Niederdruckmotor k und Meßpumpen y1-y2, die von
unrunden Scheiben ci c¢ der Kurbelwelle 3 mittels Hebels,-s, angetrieben werden.
Die Meßpumpen y, -y, sind einerseits durch Leitungen 5 mit Wärmespeichern
r1 und r2 am Zylinder a1 und andererseits mit Druckbehältern w, z und
v verbunden, von denen der eine, w, an den Niederdruckmotor k angeschlossen
ist, während die beiden andern, z und v, von den Pumpen b und
q mit Brennstoff bzw. Luft gefüllt werden.
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Die Einführung der Frischgase und die Abführung der Verbrennungsgase
aus dem Kreislauf wird durch die Meßpumpen vi-Y4 bestimmt, deren Antriebsvorrichtung
mit Leichtigkeit den besonderen Anforderungen angepaßt werden kann, weil die Meßpumpen
so eingerichtet. sind, daß sie keine nennenswerte Arbeit leisten müssen und demnach
das Gestänge keine nennenswerte Beanspruchung erleidet. Die obere Seite der Zylinder
der Meßpumpen ist geschlossen und diese durch ein Rohr i i mit dem Arbeitsraum a1
verbunden. Hierdurch werden die Kolben der Steuerpumpen entlastet, so daß diese
Pumpen bloß, die Reibungsarbeit zu überwinden haben. Obwohl die Zwischenbehälter
unter-dem niedrigsten Druckdes geschlossenen- Kreislaufes stehen, können die Meßpumpen
y1 und y. das Brennstoffgas und die Frischluft -in den Verbrennungsraum einführen,
während dieser unter dem hohen Drudk steht, 'ohne daß die Kolbenstangen eine größere
als die zur Überwindung der Reibungsarbeit erforderliche Kraft vermitteln müßten.
In gleicher Weise werden auch die Kolben der Meßpumpen y$ und y4 keine Arbeit leisten,
wenn der Druck im Arbeitsraum a1 -den Druck des Zwischenbehälters w während des
Auslassens der Auspuffgase übersteigt.
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Die Wärmespeicher R, r1 und r2 besitzen eine so große Wärmekapazität
im Verhältnis zu den aufzuspeichernden Wärmemengen, daß die Temperatur an jeder
Stelle derselben konstant bleibt. Der Wärmespeicher R hat auf der warmen Seite z.
B. die Temperatur T2- i2oo°, auf der kalten Seite die Temperatur des Kühlers
e z. B. T1 - 300°.
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Bei der in Abb. 6 gezeichneten unteren Totpunktlage des Verdrängers
u befindet sich die ganze Gasmasse G im Verbrennungszylinder unter Vernachlässigung
der in den Wärmespeichern R, r1 und r2 und der Leitung i, deren Volumen als schädlicher
Raum wirkt, befindlichen Menge in dem »kalten -Arbeitsraum« unter dem Druck_Pl von
z. B. io.Atm. des Niederdruckbehälters dl und besitzt die Temperatur -T1 des -Kühlers
e, welche gleich der Atmosphärentemperatur sei. Dieser Zustand entspricht dem Schnittpunkt
i der Isobare P1 mit der Isotherme T1 im Wärmediagramm (Abb. 7). Die ganze Gasmasse
G denke man sich in drei Teile geteilt: die als Verdichtungsmenge Gv, Fördermenge
Gf und Nutzmenge Gn bezeichnet werden sollen.
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Während der Verdrängen u sich von der unteren Totlage um die Strecke
hl in die Lage
x bewegt, wird die mit Gv bezeichnete Verdichtungsmenge des
Arbeitsmittels von dem Ver drängen u aus dem kalten Arbeitsraum durch die Leitung
i und den Wärmespeicher R hindurch in den unter dem Verdrängen u liegenden »warmen
Arbeitsraum« hinübergeschoben. Während des Durchganges durch den Wärmespeicher werden
die Gase von der Temperatur T, der kalten Seite des Wärmespeichers auf die Temperatur
T, de: warmen Seite erwärmt: Da das Volumen des Druckgasgenerators nicht geändert
wird, bewirkt diese Erwärmung eine Steigerung des Druckes von P1 auf Druck P2 gemäß
der Kurve I-II des in Abb. 6 eingezeichneten Diagramms. Infolge dieser Drucksteigerung
werden die in dem kalten Arbeitsraum verbleibende Fördermenge
G f und die
Nutzmenge Gn adiabatisch vom Druck P1 und der
| Temperatur T, auf den Druck P, und eine |
| entsprechende Temperatur T3 verdichtet. |
| Dieser Zustandsänderung entspricht die |
| Adiabate i-2 des Wärmediagramms (Abb. ; i . |
| Ein jedes Teilchen der Menge Gv, welches |
| bei einem zwischen P, und P2 liegenden |
| Druck mit der Höchsttemperatur T, des |
| Wärmespeichers in den warmen Arb°itsratnr. |
| eintritt, erleidet hier eine weitere adiabatische |
| Drucksteigerung bis auf den Druck P, un.-i |
| erfährt daher eine dieser Drucksteigerung |
| entsprechende Temperatursteigerung Tiber T.. |
| Diese Temperatursteigerungen sind für die |
| einzelnen Anteile von Gv verschieden und |
| ergeben für die ganze Menge Gv hei E=-- |
| re ichung des Druckes P., eine mittlere Tern - |
| per atur T_-.. Es entspriclht somit der Zustand |
| der M<#ng,@ G.t, nach ihrem Durchtritt in den |
| warmen Arbeitsraum dem Punkt 7 des |
| Wäi-nic@(liagrainnis. Die ganze Zustands- |
| :inderung der Menge G7, während der Hui)- |
| strecke 'ti versinnlicht die Linie i-7 des |
| Wä rniediagratnnis. Die Menge Gv hat hier- |
| bei vorn Wärmespeicher eine Wärmu- |
| menge Oz, aufgenommen, welche für i kg die |
| Fläche 9, 1, 7, 12, 9 des Wärmediagramms |
| darstellt. Alle während der Hubstrecke 1z, er- |
| folgten Wirkungen sind auf Kosten dieser |
| Wärtneinenge Ov entstanden. |
| Während der Verdrä nger t( sich von der |
| 1_age und um die Hubstrecke h.. in rlie obere |
| Totlage bewegt, wird eine weitere Gasmenge. |
| (lie Fiir<l(7rniet.ge Gf. durch die Leitung i und |
| iltirch den Wärmespeicher R in den warmen |
| Arbeitsraum hinübergeschoben. Da sich die |
| Di-ticlcvuntilt lt. beim Druck P., öffnen, bleibt |
| der Druck während der ganz,2n Förderperiode |
| cntsprecliend der Strecke II-III des Dia- |
| gramm: in Abb. C) ständig P.,. Die Menge G ,t |
| dtirclistriimt auf ihrem Wege durch die Lei- |
| tung i den Kühler E=, und wird durch diesen |
| gemäß der Tsobarstrecke 2-3 von der Teni- |
| 1>ei-attii- T.; auf die Kühlertemperatur T, ab- |
| Dabei gibt die Förclermeii-e Gf an |
| den 1.t,iihlei- die Wärmemeng,- C_7., ab, welche |
| für i kg cler -Menge Gf durch die Fläche B. 3. |
| z. <i, 8 rtes Wärni:diagrainnis dargestellt wird. |
| Diu -Menge Gf tritt mit der Temperatur T, |
| in den Wärmespeicher R und erw :irmt sich |
| hier bei gleichbleibendem Druck P." also |
| gein:iß der i,#obar.trecke 3-4. auf die 1-Iöclist- |
| teinperattir T., (-]es Wärmespeichers, so daß |
| ihr @'oltiiiieli sich auf das ver- |
| gridi#urt. Das Ga: nimmt aus dem Wärme- |
| sl> iche r @lie Wärmemenge O f auf, die für |
| i k:; d@:r -Menge Gf durch die Fläche g, 3, 4. |
| 1(),8 des Wärint#diagramins dargestellt wird. |
| Während För(-lerperiocle schieben die |
| --Ielipuml-,en v., find 1l, die auf den Druck P., |
| v,#r(liclitete Brennstoffmenge G') und Frisch- |
lufttnenge Gi durch die Wärmespeicher r, und r., in den warmen Arbeitsraum. Die
Frischgase erwärmen sich in den Wärmespeichern r,. und r. auf deren Höchsttemperatur,
welche gleich der Höchsttemperatur T., des Wärmespeichers R ist. T @ liegt oberhalb
der Entzündungstemperatur des Brennstoffes; deshalb verbrennt der Brennstoff beim
Eintritt in den warmen Arbeitsraum ohne besondere Zündung und teilt die Verbrennungswärme
den in dem warmen Arbeitsraum befindlichen Gasen mit, so daß deren Temperatur bei
gleichbleiben -dem Druck P, steigt. In Wirklichkeit vermischen sich alle im warmen
Arbeitsraum befindlichen Gase miteinander. Doch denke man sich der Einfachheit der
Erklärunh halber, daß die Gasmenge Gz, unverändert in ihrem am Ende der Verdichtungsperiode
eingenommenen Zustand 7 verharrt und die Fördermenge Gf die ganze Wärmemenge _0,
aufnimmt, welche für i kg derselben durch die Fläche 1o, d., 5, 11, io des Wärmediagramms
dargestellt wird. Während des-Hinüberschiebens der Fördermenge
G f und der
Verbrennung wird, da das Volumen der beiden Arbeitsräume unverändert bleibt, eine
der Fördermenge
G f entsprechende Menge der im kalten Arbeitsraum verbliebenen
Verbrennungsgase, die Nutzmenge Gsi, durch das Druckventil la verdrängt. Während
der Verbrennung und während des Abwärtshubes des Verdrängers u. werden die Verbrennungsgase
aus dem warmen Arbeitsraum hinausgedrückt.
-
Beim Durchstreichen desWärmespeichers R kühlen sie sich auf die Temperatur
T, ab, wodurch infolge der Unveränderlichkeit des Gesamtvolumens ein Druckabfall
längs der Kurve III-IV des Diagramms in Abb. 6 eintritt. Wenn der Verdränger u.
den Hub h:, zurückgelegt und die Stelle v erreicht hat, ist der Druck bis auf den
Druck P, gesunken. Der leichteren `'erständlichkeit halber sei angenommen, daß die
auf die kalte Seite zurückkehrende Menge gerade die als Verdichtungsmenge Gv bezeichnete
Gasmenge sei, von der angenommen wurde, daß sie im Zustand 7 verharrt sei. Die einzelnen
Teile dieser Verdichtungsmenge machen dann alle jenen Zustandsänderungen in umgekehrter
Reihenfolge und im umgekehrten Sinne durch, welche sie während der Verdichtungsperiode
durchgemacht haben. Infolgedessen kehrt die Verdichtungsmenge Gv aus dein Zustand
7 längs derselben Linie 7-T in den Anfangszustand i zurück. Die Verdichtungsmenge
gibt hierbei an den Wärmespeicher R für je 1 kg die der Fläche 12, 7, 1, 9, i2 entsprechende
Wärmemenge ab, genau dieselbe Wärmemenge 0_ v, welche sie
während
der Verdichtungsperiode aufgenommen hat. Die Verdichtungsmenge: Gv hat also im ganzen
weder Arbeit- geleistet noch Arbeit oder Wärme verbraucht.
-
Die Fördermenge Gf verbleibt während dieser Periode im warmen Arbeitsraum
und erleidet da eine adiabatische Entspannung vom Druck P2 und der Temperatur T4
gemäß der Adiabate 5-6 auf den Druck P1 und erreicht bei entsprechender Bemessung
der eingeführten Brennstoff- und Frischluftmenge Gb bzw. Gl gerade die obere Temperatur
T.; des Wärmespeichers.
-
Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Verdrängers um die Hubstrecke
h4, d. h. von der Stellung y bis zur unteren Totlage, bleibt der Druck konstant
gleich -P2, denn die Saugventile g öffnen sich, und die Nutzmenge Gib strömt aus
dem Niederdruckbehälter dl, der unter dem gleichbleibenden Druck P1 steht, mit der
Temperatur T1, also im Anfangszustand i, in den kalten Arbeitsraum ein. Die auf
die kalte Seite zurückkehrende Fördermenge Gf kühlt sich inzwischen im Wärmespeicher
gemäß der Isobarstrecke 6-T von der Temperatur T2 auf die Temperatur T1 ab und kehrt
ebenfalls in den Anfangszustand zurück.- Sie gibt hierbei an den Wärmespeicher für
jedes Kilogramm die der Fläche 9, 1, 6, 11, 9 entsprechende Wärmemenge ab. Infolge
der Äquidistanz der Isobaren P; und P, sind die zwischen den gleichen Isothermen
T, und T2 liegenden Flächen 8, 3, 4., io, 8, und 9, 1, 6, 11, 9 einander kongruent,
somit ist die von der Fördermenge Gf während der Saugperiode an den Wärmespeicher
rückerstattete Wärmemenge gleich der während der Förderperiode aufgenommenen. Am
Ende der Saugperiode ist daher der kalte Arbeitsraum mit Verbrennungsgasen von dem
Druck P1 und von der Temperatur T, gefüllt und enthält genau dieselbe Gewichtsmenge
wie am Anfang der Verdichtungsperiode.
-
Die Fördermenge Gf hat also den Kreislauf 1. 2, 3, 4., j, 6. 1 durchgemacht,
also.für jedes Kilogramm eine der durch die Fläche I, 2. 4., 5, 6, 1 desselben dargestellte
Wärmemenge äquivalente Arbeit geleistet, welche mit lf bezeichnet werde. Nun ist
die Fläche 1,2,4.5,6,1-8,3,4,10,8-8,3,2,9,8 -f- 10, 4, 5, 11, 1 O
- 9, 1, 6, 11, 9.
-
Das erste Glied entspricht der vom Wärmespeicher R durch die
Fördermenge Gf aufgenommenen, das letzte der von ihr an denselben rückerstatteten
Wärme, welche einander gleich sind, also bleibt: I, 3, 4, 5, 6, 1 -
10, 4, 5, 11, 10
- 8, 3, 2, 9. B.
-
Das erste Glied bedeutet hier die jedem Kilogramm- der Fördermenge
bei der Verbrennung zugeführte Wärmemenge qi, -das zweite die von= jedem - Kilogramm
abgeführte Menge q2. Es ist All = q1 - q2, wo
das -Wärmeäquivalent der Arbeit beendet. Für die ganze Fördermenge Gf beträgt die
geleistete Arbeit Lf - G f l f und die ein-bzw. abgeführte Wärme Q1 = Gf
q1 Q2 = Gf q21 wobei A Lf=Ql-Q2. In Wirklichkeit sind die Verhältnisse verwickelter,
denn die Verdichtungs- und Fördermenge vermischen sich stets, und eine jede Elementarmenge
der Mischung macht einen besonderen Arbeitskreislauf durch. Das Gesamtergebnis dieser
Elementarzyklen ist aber stets dasselbe und wird durch die vier letzten Gleichungen
ausgedrückt.
-
Die erzeugte Arbeit wird unmittelbar auf die Nutzmenge Gyi übertragen,
indem diese vom Zustand i auf 2 verdichtet wird. Dies entspricht einer Pumpenarbeit,
welche für je I kg mit In bezeichnet werden soll. Die Verdichtung der ganzen Nutzmenge
Gn erfordert die Arbeit Gn ln, und es besteht die Gleichung Lf =Gtlf =Gnln. Die
auf den Druck P2 und die Temperatur T, verdichtete Nutzmenge tritt in diesem dem
Punkt 2 des Wärmediagramms entsprechenden Zustand in die Turbine a., ein, in welcher
sie eine adiabatische Entspannung gemäß der Adiabate 2-1 des Wärmediagramms erleidet
und in dem Anfangszustand i in den Niederdruckbehälter d, strömt. In diesem herrscht
also der Zustand i, d. h. der DruckP, und die Temperatur T,. Aus diesem Behälter
wird die Nutzmenge Gi vom Druckgaserzeuger neu angesaugt. Die Nutzmenge führt demnach
einen geschlossenen Kreislauf aus, welcher durch die Linie i-2-1 im Wärmediagramm
dargestellt wird. Der Verbrennungszylinder a, und der Druckgasmotor a, bilden
infolgedessen zusammen eine Kraftanlage, in welcher der Verbrennungszylinder a,
gleichzeitig die Rolle einer Brennkraftmaschine und eines mit dieser gekuppelten
Verdichters spielt.
-
Zur Beschreibung der Frischluft- und der Brennstoffgaszufuhr und der
Abfuhr einer entsprechenden Menge Auspuffgase soll der Einfachheit halber angenommen
werden, daß für alle drei beteiligten Stoffe dieselben Isobarlinien im Wärmediagramm
Geltung haben. Die Pumpen b und q (Abb. 4) schöpfen die Brennstoffgasmenge
Gb und die Frischluftmenge GI aus einer Gasquelle oder aus der Atmosphäre mit dem
Druck P" der
Atmosphäre und der Atmosphärentemperatur T, (Abb.
7), also im Zustand 13 des Wärmediagramms. Die Frischgase werden gemäß der Adiabate
13-14 auf den Druck PI verdichtet und in den Druckgas- oder den Druckluftbehälter
z oder v geschoben. In diesen herrscht also der Zustand 14, d. 1i. der Druck P,
und die Temperatur T,;. Von hier «-erden die Frischgase durch die Meßpumpen q,,
q2 (Abb. 4) angesaugt und gemäß der Adyiabate 14-15 (Abb.7) auf den Druck P.., und
auf die Temperatur T7 verclichtet, sodann während der Förderperiode (Abb. 6) durch
die Wärmespeicher r, und r
in den warmen Arbeitsraum gedrückt. In den Wärmespeichern,
deren kältere Seite ini Beharrungszustande die Temperatur T; und die wärmere die
Temperatur T" hat, erwärmen sich die Frischgase gemäß der Isobarstrecke 15-4 auf-
die Temperatur T., wobei jedes Kilogramm die der Fläche 16, 15, 4, 1o, 16 rntsprechende
Wärmemenge von den Wärmespeichern r, oder r2 aufnimmt. Die Temperatur T2 liegt oberhalb
der Zündtemperatur (beispielsweise T2 == 12oo° abs.), so daß die Frischgase beim
Eintritt in den warmen Arbeitsraum sofort verbrennen und, sich mit den dort befindlichen
Gasen vermischend. ihre Verbrennungswärme auf die letzteren übertragen. Die aus
den Frischgasen entstandenen Verbrennungsgase, deren Menge Ga gleich Gb + GL ist,
erwärmen sich zugleich mit den übrigen Gasen beim gleichbleibenden Druck P2 gemäß
der Isobarstrecke 4-5 auf die Höchsttemperatur T4 des Kreislaufes, und jedes Kilogramm
nimmt hierbei die durch die Fläche 10, 4, 5, 11, 1o dargestellte Wärmemenge, d.
h. q1, auf, insgesamt also Ga q,. Während der Entspannungsperiode expandiert die
Gasmenge Ga gemäß der Adiabate 5-6, wodurch ihr Druck auf P, und ihre Temperatur
auf T. sinkt. Während der Saugperiode saugen die Meßpumpen y3, y, (Abb. 4) bei gleichbleibendem
Druck P1 durch die Wärmespeicher r1 und r2 die Auspuffgasmenge Ga ab und schieben
dieselbe in den Behälter w, wobei sich die ausscheidende Gasmenge Ga von der Höchsttemperatur
T.., der Wärmespeicher r, und r, auf deren untere Temperatur T; gemäß der Isobarstrecke
6-17 des Wärmediagramms abkühlen und die letzteren für jedes Kilogramm Gas die der
Fläche 18, i7, 6, 11, 18 entsprechende Wärmemenge abgeben. Infolge der Äquidistanz
der Isobarlinien P, und P2 ist diese Fläche der Fläche 16, 15, 4, 10, 16 gleich.
Die Meßpumpen y3, y,, sind so bemessen, daß durch den Wärmespeicher ri die der Brennstoffmenge
Gb und durch den Wärmespeicher r. die der Frischluftmenge Gl deiche Menge Auspuffgase
ausströmt. Bei beiden Wärmespeichern sind die aufgenommenen und abgegebenen Wärmemengen
einander gleich, so daß sich auch die Wärmespeicher r, und r, im Wärmegleichgewicht
befinden. Aus dem Behälter w, in dem der Zustand 17, d. h. der Druck P, und die
Temperatur T" herrscht, gelangen die Auspuffgase in den N iederdruckmotor 1a und
entspannen sich dort unter Leistung von Arbeit gemäß der Adiabate 17-1y auf den
Atmosphärendruck P" und auf eine Temperatur T,". Mit dieser pufft sie schließlich
in die Atmosphäre aus. Die Frischgase und die Auspuffgase führen demnach gemeinsam
den Kreislauf 13, 14, 15, 4, 5, 6, 17, 19, 13 aus, und jedes Kilogramm leistet eine
der Fläche dieses Kreislaufes äquivalente Arbeit.
-
Da die Adiabaten 17-19 und 14-13 zwischen den gleichen Isobaren liegen,
so gilt:
Da auch die Adiabaten 15-14 und 2-1 zwischen den gleichen Isobaren liegen, gilt:
Aus beiden Gleichungen folgt T," - Ta, d. h. der Punkt 1g liegt mit dem Punkt 2
auf der gleichen Isotherme T3. Infolge der Äquidistanz der Isobaren P", P, und P.,
sind die Flächen 13, 15, 17, 19, 13 und 1, 2, 15, 17, 21, 2, 1 einander gleich.
Die Fläche 13, 14, 15, .4, 5, 6, 17, 19, 13 ist daher gleich der Fläche 1, 2, 4,
5, 6, 1, und die Frischgase leisten infolgedessen pro Kilogramm die gleiche Arbeit
wie die Fördermenge Gf. Da die Menge der Frischgase nur einen Bruchteil der Fördermenge
Gf ausmacht, ist auch ihre Arbeit nur ein Bruchteil der von dieser geleisteten Arbeit.