DE337356C

DE337356C - Verfahren und Vorrichtung zum Aufspeichern von Energie

Info

Publication number: DE337356C
Application number: DE1920337356D
Authority: DE
Original assignee: FRITZ MARGUERRE DR ING; MAX HAUSMANN DIPL ING
Current assignee: FRITZ MARGUERRE DR ING; MAX HAUSMANN DIPL ING
Priority date: 1920-08-10
Filing date: 1920-08-10
Publication date: 1921-05-28

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufspeichern von Energie. . Die Erfindung betrifft ein. Verfahren zum Aufspeichern zeitweise sich ergebender Energieüberschüsse mittels mechanisch angetriebener Maschinen. Nach der Erfindung wird mittels des Energieüberschusses ein Verdichter angetrieben und mit dessen Hilfe in einem Behälter befindliche Flüssigkeit, z. B. Wasser, verdampft sowie der Dampf verdichtet und in .einem zweiten Behälter gedrückt. Zur Nutzbarmachung der Energie wird dann später der aufgespeicherte Dampf einer Kraftmaschine zugeführt und -danach gegebenenfalls im Flüssigkeitsbehälter wieder niedergeschlagen.
Um zeitweise einen Überschuß elektrischer Energie aufzuspeichern, beutzt man beispielsweise eine als Motor und Generator verwendbare Maschine, mit welcher ein Verdichter und eine Kraftmaschine gekuppelt.sind. Verdichter undKraftmaschine können dabei gegebenenfalls auch aus derselben - Maschine bestehen. Während der Aufspeicherung erzeugt der Verdichter in dem Entnahmebehälter durch Druckverminderung und unter Erniedrigung der Temperatur des darin befindlichen Wassers eine Verdampfung und verdichtet dann den abgesaugten Dampf, so daB dieser unter Temperaturerhöhung in den zweiten Behälter übergeführt und dort, gegebenenfalls unter Wärmeabgabe, niedergeschlagen wird. Nach der Aufspeicherungszeit wird dann diesem Behälter Dampf entnommen, in Kraftmaschine zum Antrieb der nunmehr als Generator arbeitenden elektrischen Maschine benutzt und sodann im Entnahmeibehälter wieder niedergeschlagen.
Bei der Ausführung dieses Verfahrens kann man vorteilhaft von dem von H o n i g m a n n für den Betrieb feuerloser Lokomotiven vorgeschlagenen Ausnutzung der Verdünnungswärme von Natronlauge und ähnlich wirkenden Stoffen Gebrauch machen. In dem Falle werden zwei Behälter benutzt, die, wie für den Lokomotivbetrieb bekannt, so zusammengebaut sind, daB die Wärmeübertragung von einem zum andern möglich ist. Bei der Ausführung des vorliegenden Verfahrens wird dann während der Aufspeicherungszeit indem Natronbehälter durch die Druckverminderung eine Verdampfung erzeugt und der Dampf unter Temperaturerhöhung in den Dampfkessel gedrückt. Die Vorrichtung besteht somit aus einem Natron- und einem Dampfkessel, die zusammengebaut, sowie durch einen Verdichter und eine Kraftmaschine verbunden sind.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens dargestellt. Es zeigen: Fig. r eine Anlage mit getrennten Behältern, Fig. z eine Anlage mit zusammengebauten Behältern.
Bei der Vorrichtung nach Fig. r steht der Flüssigkeitskessel a mit dem Dampfkessel b durch zwei Rohrleitungen c, d und e, f in, Verbindung. In die Rohrleitungen sind der Verdichter g bzw. die Dampfturbine la eingeschaltet, die beide mit der als Motor und- Generator verwendbaren elektrischen Maschine g,ckuppelt sind. Die Rohree und f enden in den Kesseln in Streudüsen k bzw. L. Mit m, n, o und p sind Absperrhähne bezeichnet.
Während des Aufspeicherns sind die Hähne in, n geöffnet, und. die Hähne o, p geschlossen. Die Maschine i arbeitet als Motor und treibt den Verdichter g an, der im Kessel a eine Druckverminderung bis unter den Sättigungsdruck erzeugt, so daß eine Verdampfung des Wassers unter Temperaturerniedrigung einsetzt. Der Dampf wird durch den Verdichter auf höheren Druck und damit höhere Temperatur gebracht und in den Kessel b gedrückt, wo er unter Wärmeabgabe niedergeschlagen wird. Nach dem Aufspeichern werden die Hähne zzz, n geschlossen und zur Nutzbarmachung der Energie die Hähne o, p geöffnet, so daß aus dem Kessel b Dampf zur Turbine 1a und von dieser zurück zum Kessel a strömen kann. Hier wird der Abdampf niedergeschlagen und dabei die Temperatur des Wassers wieder erhöht. Im Kessel b ergibt sich, da. mehr Energie zugeführt als zurückgewonnen wird, bei dem Verfahren eine Temperatursteigerung, die indessen oft noch nutzbar gemacht werden kann, da die Temperatur des Kessels höher ;St, als die seiner Umgebung.
Man kann gegebenenfalls auch bei Ausführung des Verfahrens nur einen Teil der aufgespeicherten Energie in Form von mechanischer Arbeit nutzbar machen und den Rest als Wärme verwerten.
Für den infolge derVerlusteunvermeidlichen Lberschuß an zugeführter Energie, die nicht durch"Strahlung veriorengeht, ist .diese Wärmeabfuhr nötig und kann durch geeignete Vorrichtungen zum Regeln des Vorgangs Verwendung finden. Neben der Verwendung außerhalb des Vorgangs ist teilweise Wiederverwendung im Vorgang möglich, in dem die Wärme zur Zeit der höchsten Verdichtung bei hoher Temperatur abgeführt, aufgespeichert und- zur Zeit der größten Expansion wieder zugeführt wird.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 sind die beiden Kessel zusammengebaut. Der Fessel a ist durch den Natronkessel r und der Kessel b durch einen in den Natronkessel eingebauten Dampfkessel ersetzt, der aus einem Unterkessel s, einem Oberkessel f und einem beide verbindenden Röhrenbündel zi besteht.
Der Verdichter g erzeugt im Natronkessel die Verdampfung und drückt den Dampf unter Temperaturerhöhung in den Unterkessel s. Im Natronkessel ergibt sich dabei eine Konzentration .der Lauge. Durch die Röhren wird dabei Wärme an die Lauge abgegeben. Ist die Aufspeicherung beendet bzw. die höchste Konzentration der Lauge erreicht, so werden die Hähne umgeschaltet. Der dem Kessel t entnommene Dampf treibt die Turbine 1z und wird dann im Natronkessel niedergeschlagen, wobei die sich ergebende Verdünnungswärme auf die Röhren y des Dampfkessels in bekannter Weise übertragen wird.

Claims

PATENT-ANsPRÜcFIE: i. Verfahren zum Aufspeichern von Energie, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigkeit in einem Behälter durch Druckverminderung verdampft und der Dampf verdichtet und in einen zweiten Behälter gedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Dampfspeicher entnommene Dampf nach seiner Ausnutzung zum Antrieb einer Kraftmaschine wieder in den Flüssigkeitsbehälter zurückgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Regeln des Druckverlaufes die infolge der Verluste in den Verdichtungs- und Kraftmaschinen zugeführte Überschußenergie als Wärme während des Vorganges ganz öder teilweise abgeführt wird, wobei diese Wärme nutzbar gemacht werden kann allenfalls innerhalb des Vorganges durch Abfuhr, Aufspeicherung und Zufuhr zu geeigneten Zeitpunkten oder außerhalb desselben. q..
Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdampf m einen mit Natronlauge oder einem anderen, ähnlich wirkenden Stoff gefüllten Behälter geleitet und von diesem bei der Kondensierung Wärme auf den Aufspeicherungsbehälter übertragen wird.
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Behälter (a, b) durch einen Verdichter (g) und eine Kraftmaschine (h) in Verbindung stehen, wobei Verdichter und Kraftmaschine auch zusamenfallen können.
6. Vorrichtung zur Aufspeicherung überschüssiger elektrischer Energie nach dem Verfahren nacht Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß leine als Motor und Generator. verwendbare Maschine (i) mit einem Verdichter (g) und einer Kraftmaschine (h) gekuppelt ,ist, die zwischen die Behälter geschaltet sind, wobei Verdichter und Kraftmaschine in eine Maschine zusammenfallen können.
7. Vorrichtung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufspeicherungskessel aus einem Oberkessel (t) und einem. Unterkessel (s) besteht, die durch ein durch den Flüssigkeitsbehälter (r) führendes Röhrenbündel (u) in Verbindung stehen.