Verfahren zum Aufspeichern von Energie. Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Verfahren zum Aufspeie <B>'</B> hern von Energie, bei welchem bei der Aufspeicherung mittelst eines mit Hilfe des EnergieüberRchusses an- getrie benen Verdichters Flüssigkeit in einem Bebältei, durch Druckverminderung verdampft, der Dampf sodann verdichtet und in einen Dampfspeieher gedrückt wird, während bei der Nutzbarmachung der aufgespeicherten Energie der dem Dampfspeicher entnommene Dampf durch eine Kraftmaschine wieder in den Flüssigkeitsbehälter geleitet wird.
Dabei wird bei den beschriebenen Ausführungsbei spielen der Dampf im Flüssigkeitsbehälter selbst niedergeschlagen und auch die Flüssig keit in diesem Behälter selbst wieder ver dampft. Wenn man dabei aber die Prozess- grenzen so legt, dass die untere Grenze im Vakuumgebiet liegt, muss der Flüssigkeits behälter äussern Druck aushalten, und es er geben sich somit Unbequemlichkeiten für dessen Konstruktion. Diese kann man nach vorliegender Erfindung dadurch vermeiden, dass man die Verdampfung und Kondensation anstatt in dem als Unterspeicher dienenden Flüssigkeitsbehälter selbst in einem mit diesem verbundenen Hilfsapparat ausführt.
Dabei könnte man gegebenenfalls auch nur die Kondensation oder auch nur die Verdampfung in diesem Hilfsapparat ausführen.<B>-</B> Bei Benutzung eines derartigen Hilfsappa rates bestehen keine Schwierigkeiten für die Ausführung des Unterspeichers. Dieser kann aus einem offenen Gefäss bestehen. Man kann auch bei dem als Oberspeicher dienenden Dampfspeicher dieselbe Einrichtung treffen, ohne bei diesem indessen die gleichen Vor teile für die Beanspruchung und die Konstruk tion zu erzielen.
Zweckmässig wird die Zufuhr der Spei cherflüssigkeit, aus der die Verdampfung er folgen soll, und der den Dampf aufnehmen den Speicherflüssigkeit zu den Hilfsapparaten so bewirkt, dass der gesamte Speicherinhalt während jeder Phase des Verfahrens einmal durch den Hilfsapparat hindurchströmt und die Flüssigkeit dabei ständig eine Abküblung beziehungswei#se eine Erwärmung erfährt, die möglichst dem bei der vollständigen Ladung oder Entladung des Speichers auftretenden Temperaturuntersehied entspricht.
Ferner wird zweckmässig die Flüssigkeit aus dem Hilfsapparat so in den Speicher zurückgeleitet, dass in diesem möglichst keine Durchmischung von warmer und kalter Flüssigkeit stattfindet. Es lässt sich so für die ganze Prozessdauer ein konstanter Gegendruck, beziehungsweise Ansaugedruck erreichen, und man kann Ma schinen für unveränderliche Druckgrenzen verwenden.
Baut man die Kondensatoren und Verdampfer nach dein Gegenstromprinzip, <B>so</B> dass also Dampf und Flüssigkeit sich in entgegengesetzter Richtung bewegen, so kann man erreichen., dass die Ladung zwischen ebenso günstigen Druckgrenzen ei-folgt, wie die Entladung.
Die Zufuhr des Wassers (oder der Lauge) zum Kondensator (Verdampfer) genau so, dass der ganze Speicherinhalt eintnal während jeder Prozessphase umgewälzt wird, lässt sich wie folgt erreichen: Sollten die Temperaturen des Unter3pei- chers zwischen<B>70</B> und<B>500</B> schwanken, so lässt man durch eine Art Thermostat, der auf den Temperaturunterschied von 201' ein gestellt ist, die Drehzahl des Pumpenantriebs- niotors regeln.
Bei Verwendung von Lau.ge kann an Stelle des Ternperaturunterschiedes der Sättigringsunterschied treten. (Als Aus- lösekraft wirkt beispielsweise die Verschieden heit de-, spezifischen Gewichtes, des elektri- sehen Widerstandes. der Dampfspannung oder einer andern physikalischen oder cheinisehen Eigensehaft).
Ein Beispiel einer Anlage zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens bei Verwendung von Wasser ist in Fig. <B>1</B> dargestellt. Dabei sind a und <B>b</B> dieWasserspeicher, h die Tur bine, i der Generator (Motor),<B><I>g</I></B> der Verdich ter,<I>e,</I> d, <B><I>e,</I> f</B> Rohrleitungen und o, 1), )ii, ti Schieber, alle mit der gleichen Bedeutung wie in Fig. <B>1</B> des Hauptpatentes.
Neu sind die beiden Hilfsapparate<B>Co</B> und Cu init den züi den Wasserspeichern führenden Leitungen, in welchen die Pumpen P11 und P11 und die Schieber<B>01,</B> 02, 01, 04 und Ul, <B><I>U</I></B><I> 2,<B>U</B></I> 1, <B><I>U4</I></B> liegen.
Nimmt man an, dass, der Speicher<B>b</B> als Oberspeicher auf einer höheren Temperatur, der Speicher a auf einer niedrigeren Tempera tur ist, so wird während der Entladung die Pumpe Po das wärmste Wasser aus dem Oberspeicher durch den Verdampfer<B>Co</B> durch leiten; dieses kühlt sich ab und wird durch den offenen S'ellieber 04 in der) untern Teil des Oberspeichers zurückgedrückt.
Der ini Verdampfer<B>Co</B> entstehende Dampf geht durch die Leitung e in die Turbine h und von dieser nach Arbeitsleistung in den Konden sator Cu. In diesen läuft das kälteste Was ser aus dein Unterspeicher a durch den of fenen Schieber<B>U2</B> und wird durch den of fenen Schieber<B>U'</B> in erwärmtem Zustand mittelst der Pumpe Pu in den Oberteil des nterspeichers hineingedrückt.
Während des Ladevorganges kehren die beiden Vorrichtungen<B>Co</B> und Cu ihre Arbeits weise um; Cu wird zum Verdampfer und<B>Co</B> zurn Korrdensator. Das warme Wasser aus dem Oberteil des Unterspeichers wird ver mittelst der Pumpe Pu durch den offenen Schieber Ul dem Apparat Cu zugeführt und das abgekühlte Wasser durch den offenen Schieber U' in den untern Teil des Unter speichers a eingeführt.
Der iin Verdampfer C11 entwickelte Dampf geht durch die Lei tung c und der) Schieber ni in den Verdieh- ter <B>9</B> und kommt darin durch den Schieber n und die Leitung (1 in die als Kondenbator wirkende<I>Vorrichtung<B>Co,</B></I> in welcher er nie dergeschlagen wird.
In diese läuft aus dein Oberspeicher<B>b</B> das kältere Wasser durch den offenen Schieber 0-' und tritt in erwärmtem Zustand durch den offenen Schieber<B>01</B> und die Pumpe Po in den obern Teil des Ober speichers<B>b.</B>
Der Durchfluss des Wassers durch die Apparate<B>Co</B> bezw. C11 kann min zweckmässig derartig geregelt werden, dass das Wasser beini Durehlaufen durch den betreffenden Apparat ständig auf die Temperatur abge kühlt, bezw. erwärmt wird, die der Gesamt inhalt des Speichers nach Abschluss der be treffenden Periode des Verfahrens haben soll. Das kann dadurch bewirkt werden, dass man die Motore, welche die Umlaufpumpen an treiben, mit einem von einem Thermostaten abhängigen Regler versieht.
Dabei wird das Wasser vorsichtig unter Vermeidung einer Durchmischung des warmen und kalten Was <I>sers</I> in den betreffenden Speicher zurückge leitet.
Bei der Verwendung von Lauge kann ein Oberflächenkondensator verwendet werden., wie in Fig. 2 beispielsweise dargestellt ist. Das Spiel der Ladung und Entladung der Speicher ist dabei dem im Vorhergehenden für die Verwendung von Wasser beschriebenen gleich. Die Umlaufpumpen werden zweck mässig so geregelt, dass bei einmaligem Durch laufen der Lauge durch den Hilfsapparat die gewünschte Veränderung im Sättigungsgrade erreicht wird.
Der Wasserbehälter, der Laugenbehälter und deralsKondensatorbezw.Verdampferdie- nende Hilfsapparat Cl> sind durch Röhren <B>1 2</B> 10 <B>,</B> lu und<B>l', P,</B> in welchen die Pumpen _PO und Pu, sowie die Sohieber u', ul, 241 und<B>U4</B> eingebaut sind, verbunden.
Während der Expansionsperiode geht der Dampf aus dem Kessel mit Wasser durch die Leitung e in die Turbine und strömt durch<B>f</B> in den Kon densator, durch dessen Rohrsystem das Was ser des Wasserkessels dureh die Leitungen zui, W' im Kreislauf herumgetrieben wird.
Gfleichzeitig fliesst durch den geöffneten Schie ber ul, während 0 geschlossen ist, die Lauge in den Dampfteil des Kondensators und über die Rohre, schlägt den Dampf nieder unter Wärmeabgabe an die Rohre und fliesst ver dünnt' durch den Schieber u-' (bei geschlos senem Schieber u4) zum Natronkessel zurück. Bei der Verdicbtung sind die Schieber am Natronkessel umgekehrt eingestellt. Es fliesst dünne Lauge aus dem obern Kesselteil durch den Schieber ttl dem Hilfsapparat<B>Co</B> zu.
Der Verdichter saugt aus diesem durch die Lei tung<B>o</B> Dampf an und bläst den verdichteten Dampf durch d unmittelbar in die Rohre des Kondensators<B>Co</B> hinein, die von dem Wasser des Oberspeichers durchströmt werden, so dass der Dampf in dem Wasser kondensiert und mit ihm in den Oberspeicher geführt wird. Auf diese Weise wird die für die Verdampfung des Wassers aus der verdünn ten Lauge erforderliche Wärme ersetzt. Das Wasser und die Lauge werden zweckmässig auch hier so in die Speicher eingeleitet, dass keine Durchmischung von warmem und kal tem Wasser bezw. von warmer und kalter Lauge eintritt.
Man kann selbstver,-tändlich bei der hier beschriebenen Benutzung von Ililfsapparaten für die. Kondensation und die Verdampfung das Aufspeicherungsverfahren auch gleichzeitig sowohl mit Lauge, als auch mit Wasser durchführen, indem man einen Teil des Dampfes einer mit Wasser und den andern Teil einer mit Lauge arbeitenden Vor richtung zuführt.
Process for storing energy. The subject of the main patent is a process for the storage of energy, in which during storage by means of a compressor driven with the aid of excess energy, liquid evaporates in a container by reducing the pressure, and the steam is then compressed and is pressed into a steam accumulator, while when the stored energy is harnessed, the steam extracted from the steam accumulator is fed back into the liquid container by an engine.
In this case, in the embodiment described, the vapor is deposited in the liquid container itself and the liquid in this container itself is evaporated again. If, however, the process limits are set in such a way that the lower limit lies in the vacuum area, the liquid container has to withstand external pressure, and its construction is therefore inconvenient. According to the present invention, this can be avoided by carrying out the evaporation and condensation in an auxiliary apparatus connected to it instead of in the liquid container serving as a sub-storage unit.
If necessary, only the condensation or only the evaporation could be carried out in this auxiliary apparatus. When using such an auxiliary apparatus, there are no difficulties for the execution of the sub-storage unit. This can consist of an open vessel. You can also meet the same facility in the steam storage serving as an upper store, without having to achieve the same advantages for the stress and the construction.
The supply of the storage liquid, from which the evaporation is to follow, and the vapor absorbing the storage liquid to the auxiliary equipment is expedient so that the entire storage content flows through the auxiliary equipment once during each phase of the process and the liquid constantly cools down or undergoes heating that corresponds as closely as possible to the temperature difference that occurs when the storage unit is fully charged or discharged.
Furthermore, the liquid from the auxiliary apparatus is expediently fed back into the reservoir in such a way that there is as little mixing of warm and cold liquid as possible in it. In this way, a constant counter pressure or suction pressure can be achieved for the entire duration of the process, and machines can be used for unchangeable pressure limits.
If the condensers and evaporators are built according to the countercurrent principle, <B> so </B> that steam and liquid move in opposite directions, one can achieve that the charge follows between equally favorable pressure limits as the discharge.
The supply of the water (or the lye) to the condenser (evaporator) in such a way that the entire memory content is circulated once during each process phase can be achieved as follows: The temperatures of the sub-storage should be between <B> 70 </B> and <B> 500 </B> fluctuate, the speed of the pump drive niotor can be regulated by a kind of thermostat, which is set to a temperature difference of 201 '.
When using Lau.ge, the difference in temperature can be replaced by the difference in temperature. (The triggering force is, for example, the difference in the specific weight, the electrical resistance, the vapor tension or another physical or apparent property).
An example of a system for carrying out the present method using water is shown in FIG. 1. Here a and <B> b </B> are the water storage tanks, h the turbine, i the generator (motor), <B> <I> g </I> </B> the compressor, <I> e, </I> d, <B> <I> e, </I> f </B> pipelines and o, 1),) ii, ti gate valves, all with the same meaning as in Fig. <B> 1 < / B> of the main patent.
The two auxiliary devices <B> Co </B> and Cu are new with the pipes leading to the water storage tanks, in which the pumps P11 and P11 and the slides <B> 01, </B> 02, 01, 04 and Ul, <B><I>U</I></B> <I> 2, <B> U </B> </I> 1, <B><I>U4</I> </B> .
Assuming that the storage tank <B> b </B> as the upper storage tank is at a higher temperature and the storage tank a is at a lower temperature, then the pump Po will be the warmest water from the upper storage tank through the evaporator during the discharge <B> Co </B> through; this cools down and is pushed back by the open S'ellieber 04 in the) lower part of the upper reservoir.
The steam generated in the evaporator <B> Co </B> goes through the line e into the turbine h and from there, after work, into the condenser Cu. In these, the coldest water from your lower storage tank a runs through the open slide <B> U2 </B> and is heated through the open slide <B> U '</B> by means of the pump Pu in the upper part of the nter memory pressed in.
During the charging process, the two devices <B> Co </B> and Cu reverse their operation; Cu becomes an evaporator and <B> Co </B> becomes a corr condenser. The warm water from the upper part of the sub-storage unit is fed to the device Cu by means of the pump Pu through the open slide U1 and the cooled water is introduced through the open slide U 'into the lower part of the sub-storage unit a.
The vapor developed in evaporator C11 passes through the line c and the) slide ni into the evaporator <B> 9 </B> and passes through the slide n and the line (1 into the <I> acting as a condenser Device <B> Co, </B> </I> in which he is never beaten.
The colder water runs into this from your upper storage tank <B> b </B> through the open slide 0- 'and enters the upper part of the in a heated state through the open slide <B> 01 </B> and the pump Po Upper storage <B> b. </B>
The flow of water through the apparatus <B> Co </B> resp. C11 can be conveniently regulated in such a way that the water continuously cools down to the temperature when it runs through the apparatus in question, respectively. is heated that the total content of the memory should have after the end of the relevant period of the process. This can be achieved by providing the motors that drive the circulation pumps with a controller that is dependent on a thermostat.
The water is carefully fed back into the relevant storage tank, avoiding mixing of the warm and cold water.
When using lye, a surface capacitor can be used, as shown in FIG. 2, for example. The game of charging and discharging the storage tank is the same as that described above for the use of water. The circulation pumps are expediently regulated in such a way that the desired change in the degree of saturation is achieved when the lye runs through the auxiliary apparatus once.
The water tank, the tub and the auxiliary apparatus C1> serving as a condenser or evaporator are connected by tubes <B> 1 2 </B> 10 <B>, </B> lu and <B> l ', P, </B> in which the pumps _PO and Pu, as well as the soaps u ', ul, 241 and <B> U4 </B> are installed.
During the expansion period, the steam goes out of the boiler with water through line e into the turbine and flows through <B> f </B> into the condenser, through whose pipe system the water from the water boiler goes through the lines toi, W'im Cycle is drifting around.
At the same time, the lye flows through the open valve ul, while 0 is closed, into the steam section of the condenser and through the pipes, condenses the steam, giving off heat to the pipes and flows thinned 'through the valve u-' (when the valve is closed Slide u4) back to the soda kettle. In the case of thickening, the slides on the soda kettle are reversed. Thin lye flows from the upper part of the boiler through the slide valve ttl to the auxiliary apparatus <B> Co </B>.
The compressor sucks in steam from this through the line <B> o </B> and blows the compressed steam through d directly into the pipes of the condenser <B> Co </B>, through which the water from the upper storage tank flows so that the steam condenses in the water and is fed with it into the upper storage tank. In this way, the heat required to evaporate the water from the diluted liquor is replaced. The water and the lye are expediently introduced into the storage tank so that no mixing of warm and cold water or water. of hot and cold lye enters.
One can, of course, use auxiliary equipment for the. Condensation and evaporation also carry out the accumulation process simultaneously with both lye and water by supplying part of the steam to a device working with water and the other part to a device working with lye.