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KraftmaschinenanIage. Bei Kraftmasehinenanlagen mit Irreislauf des
Kraftübertragungsmittels wendet man nach einem bekannten Vorschlag Dampf als übertragungsmittel
an und läßt ihn in einer Dampf -mascHne wirken, welche die dem Dampf innewohnende
Energie zur Leistung mechanischer Arbeit abgibt, während zum Ersatz der dadurch
verbrauchten Arbeitsmengen eine andere Kraftmaschine, z. B. eine Verbrennungskraftmaschine,
benutzt wird.
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Dabei fällt der die Arbeitskraft in die Gesaantanlage einführenden
Kraftmaschine die Aufgabe zu, den in der die Nutzarbeit abgebenden Dampfmas.ch@ine
möglichst weit herabgese:tzten Energiezustand des Dampfes wieder auf die Höhe zu
bringen, die dieses Übertragungsmittel zur erneuten Kraft- und Arbeitsabgabe befähigt,
und das geschieht, indem der Dampf in einer Zwischenmaschine (z. B. einem Kompressor),
auf die die Verbrennungsmaschine unmittelbar einwirkt, wieder auf die höhere Gebrauchsspannung
verdichtet wird.
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Der hei solchen bekannten Anlagen als Mittel zur Cbertragung der Energie
von der Verbrennungskraftmaschine auf die Dampfmaschine dienende Dampf befindet
sich während der Arbeit in ständigem Kreislauf durch die Dampfmaschine, die Rohrleitungen
und den Kompressor. Der für den Kreislauf benötigte Dampf wird aus einem Dampferzeuger
(einem Dampfkessel) erstmalig in die Anlage selbst mit einem gerissen Arbeitsvermögen
eingeführt. Innerhalb der Anlage läuft also eine ganz bestimmte Menge Dampf um,
die innerhalb des Kreislaufs bz«-. der Leitungen nur ihrer. Spannungszustand verändert.
In die Dampfleitung der Anlage kann ein Sammelgefäß für den Unterdruckdampf und
ein solches für den Hochdruckdampf eingeschaltet sein., d. h. Leitungserweiterungen,
deren Fassungsräume in Verbindung mit dem Innenraum der übrigen Leitungen die für
die Bedürfnisse des Betriebes zur Verfügung stehende Dampfmenge begrenzen.
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Diese zur Verfügung stehende Dampfmenge ist bei den Anlagen nach erwähntem
Vorschlag abhängig- von der Größe der eingebauten Dampfaufnahmegefäße oder der Gesamtinnenräume
der Leitungen und der für den ganzen Arbeitsprozeß von vornherein in- die Anlage
hineingegebenen Dampfmenge, die dauernd gleichbleibt und nur ihren . Spannungszustand
innerhalb des Kreislaufs ändert.
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Wollte man diese Dampfmenge wesentlich und mehrfach größer halten,
als es der Normalbetri:eb erfordert, so würde das zu nicht erträglichen Größenverhältnissen
für die Dampfbehälter -oder die Leitungen und dementsprechend zu übermäßigen Gewichten
führen, wenn und solange der die Kraft von der einen Kraftmaschinengattung zur anderen
übertragende Dampf während seines Kreislaufs immer als solcher, d. h. in seiner
Dampfform erhalten bleibt.
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Nach , der Erfindung wechselt deshalb das Kraftübertragungsmittel,
den Betriebsbedürfnissen folgend, seinen Aggregatzustand, der Dampf wird zwecks
Aufspeicherung und Bindung seiner Energie teilweise und zeitweise in Flüssigkeitswä@rmespeichern
in den flüssigen Zustand übergeführt, ebenso wird umgekehrt daraus die gebundene
Wärme aus der Flüssigkeit nach Bedarf freigegeben, um in der Energieform des Dampfes
Nuitzarbeit zu leisten.
Es handelt sich gemäß der Erfindung also
uni die Nutzbarmachung von Flüssigkeitswärmespeiche:rn, in denen die Energie des
Kraftübertragungsmittels in an sich bekannter Weise als Flüssigkeitswärme gebunden
wird. Die Flüssigk.eitswärmespeicher können gleichzeitig in der vom Kompressor zur
Dampfmaschine führenden Hochdruckleitung und in der von der Dampfmaschine zum Kompressor
führenden Niederdruckleitung vorgesehen sein; es können aber auch in der einen oder
in der anderen solche Flüssigkeitswärmespeicher angeordnet werden, je nachdem örtliche
und Betriebsverhältnisse und sonstige Rücksichten es erfordern.
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Die Raumgröße der Flüssigkeitsbehälter, die Menge und der Hitzegrad
des Speicherwassers werden so bemessen und können in allen Fällen so gehalten werden,
daß den größten, sprunghaft auftretenden oder längere Zeit anhaltenden Dampfentnahmen
eine genügende Menge freien und in der Flüssigkeit gebundenen Dampfes zur Verfügung
steht, so daß z. B. für die an den Treibachsen einer Lokomotive erforderlich werdenden
Kraft- und Arbeitsleistungen in den für die Fahrstrecken der Lokomotive ungünstigsten
und weitesten Grenzen die notwendige Veränderlichkeit der Dampfzufuhr in die Dampfmaschine
gewährleistet wird, während die Leistung der Verbrennungskraftmaschine dauermd auf
der normalen und günstigen Höhe verbleiben kann. Der Raum, den der in der Anlage
umlaufende Dampf bei Einfügung der Flüssigkeitswärmespeicher beansprucht, ist erheblich
kleiner und kann bis auf einen Bruchteil des andernfalls nötigen Volumens herabgemindert
werden. Dementsprechend nehmen auch die zur Aufnahme der umlaufenden Dampfmengen
dienenden körperlichen Mittel in den Abmessungen ab.
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Die Erfindung wird beispielsweise in der schematischen Darstellung
der Zeichnung veran.schaulicht. Danach besteht die Kraftmas.chinenanlage aus der
Verbrennungskraftmaschine a, die die Zwischenmaschine, den Kompressor b, in üblicher
Weise antreibt. Der Kompressor wirkt unmittelbar auf das Kraftäbertragungsmittel,
den Dampf, indem er ihn von der niedrigen Spannung, die er nach Abgabe der Arbeit
in der Arbeitsmaschine besitzt, auf die höhere, d. h. die zur erneuten Arbeitsleistung
.erforderliche Spannung verdichtet und dem in der Hochdruckleitung zwischen dem
Kompressor und der Dampfmaschine c eingeschalteten Ho chdruckflüssigkeitswärmespeicher
d zuführt. Dieser bildet einen Hochdruckbehälter in Kesselform, in welchem über
einer Teilfüllung von heißem Wasser ein dampferfüllter Raum liegt.
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In der Niederdruckleitung ist zwischen der kraftabgebenden, also arbeitleistenden
Dampftras,chine c und dem Kompressor b die Niederschlagvorrichtung e angeordnet,
die von dem auf niedrige Spannung in der Arbeitsmaschine expandierten Dampf -den
Teil verflüssigt, der überschüssig über die durch den Kompressor zur Verarbeitung
kommende Dampfmenge in die Niederdruckleitu;ng eintritt. Dieser Dampf, der sonst
die Spannung in der Niederdruckleitung erhöhen und dadurch schädlich wirken würde,
wird also in Flüssigkeit von der der normalen Niederdruckspannung entsprec:nenden
Flüssigkeitswärme übergeführt und in dem Kraft- oder Wärmespeicher f in flüssiger
Gestalt gespeichert.
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Tritt während der weiteren Arbeit in der Dampfmaschine c eine kleinere
Kraft- und Arbeiasleistung mit Durchlauf einer geringeren Dampfmenge auf, sinkt
also damit die der Niederdruckleitung zuströmende Dampfmenge, während die Verbrennungskraftmaschnne
und der Kompressor gleichmäßig weiterarbeiten, so will die Spannung des Nieiderdruckdampfes
unter den der Flüssigkeitswärme der in dem Speicher/ vorhandenen Flüssigkeit
entsprechenden Dampfdruck sinken. D.er dadurch bedingte Unterdruck wird schon im
Entstehen beseitigt, indem aus der Flüssigkeit dies Niederdruckkraft- oder \@-ärmespeichers
f der fehlende Dampf sich zusätzlich bildet.