DE443128C - Kraftmaschinenanlage - Google Patents

Kraftmaschinenanlage

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DE443128C
DE443128C DER65299D DER0065299D DE443128C DE 443128 C DE443128 C DE 443128C DE R65299 D DER65299 D DE R65299D DE R0065299 D DER0065299 D DE R0065299D DE 443128 C DE443128 C DE 443128C
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DE
Germany
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steam
line
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compressor
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Expired
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DER65299D
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English (en)
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Rheinische Metallwaaren and Maschinenfabrik AG
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Rheinische Metallwaaren and Maschinenfabrik AG
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/006Accumulators and steam compressors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

  • Kraftmaschinenanlage. Die Erfindung behandelt eine Verbesserung der Anordnung nach Patent 425 543, bei welcher in der Dampfkreislaufleitung, in der Hochdruckdampfleitung wie auch in der Niederdruc dampfleitung einer Anlage nach Patent 361 7¢q. Flüssigkeitswärmespeicher vorgesehen sind. Ein solche Kraftmaschinenanlage besteht bekanntlich aus einer Dampfmaschine, welche die Arbeit abgibt, und einem Kompressor, welcher den zwischen Kompressor und Dampfmaschine im Kreise umlaufenden Dampf verdichtet, wobei der Kompressor durch ,einen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Der als Energieträger dienende Dampf strömt nach seiner Entspannung in der Dampfmaschine (Kolbendampfmaschine oder Dampfturbine) und nach Kühlung in dem z. B. als Flüssgkeitswärmespeicher ausgebildeten Kühler in der Niederdruckleitung zu dem Kompressor. Dort wird er auf den hohen Gebrauchsdruck verdichtet, mit dem er wieder der Dampfmaschine zufließt. Bei der Verdichtung im Kompressor wird der Dampf bei normalem Arbeitsgang mäßig überhitzt.
  • Die Flüssigkeitswärm.espeicher in den Umlaufleitungen sollen dazu dienen, Schwankungen im Kraftbedarf der Dampfmaschine nach Möglichkeit auszugleichen und unschädlich zu machen, wozu der Dieselmotor allein wegen seiner beschränkten Regelfähigkeit nicht ge. nügend Wandelungsfähigkeit besitzt. Zweckmäßig ist es, der Dampfmaschine hoch überhitzten Dampf zuzuführen, und nach der Erfindung geschieht das durch Malinahmen und Mittel, die die besondere Zuführung von Überhitzungswärme, nämlich durch Fremdbeheizung,entbehrlich machen.
  • Wenn in die Hochdruckstufe der Dampfkreislaufleitung, also zwischen Kompressor und Arbeitszylinder, ein Flüssigkeitswärmespeicher unmittelbar eingebaut wird, läßt sich das angedeutete Ziel nicht ohne weiteres erreichen und begegnet gewissen Schwierigkeiten. Wird nämlich Dampf in den Flüssigkeitsvärmespeicher geleitet, so kann das geschehen, indem der Dampf entweder unter oder über dein Flüssigkeitsspiegel des Speichers eingeführt wird. Im ersteren Falle, bei Einführung des Dampfes in -die Speicherflüssigkeit hinein, gibt der überhitzte Dampf, dessen Temperatur höher ist als diejenige der Flüssigkeit, seine fberhitzungswärme in die Fliissigkeit ab, so daß er den Speicher als Sattdampf verläßt, was nicht erwünscht ist. Im letzteren Falle, wenn der überhitzte Dampf über den Flüssigkeitsspiegel eintritt, findet der Wärmeaustausch zwischen Dampf und Flüssigkeit nur in geringem Maße an der Oberfläche statt. Der Dampf wird zwar den Speicher als Heißdampf verlassen, aber der Speicher verliert dann auch einen wesentlichen Vorteil der Flüssigkeitsspeicher, nämlich die Fähigkeit, Wärme in größerer Menge aufspeichern zu können.
  • Deshalb wird nach der Erfindung der Flüssigkeitswärmespeicher im Nebe;nechluß zu der - ununterbrochen durchgeführten Hochdruckleitung angeordnet. Der Wärmespeicher wird mit der Hauptdampfleituüg -durch ein Dampfzuleitungsrohr, das in die Speicherflüssigkeit einmündet, und durch ein Dampfabführungsrohr, das aus. seinem Dampfraum zur Hauptleitung führt, in Verbindung gesetzt. In den beiden Verbindungsleitungen sind Schaltorgane angeordnet, die es gestatten, den Wärmespeichergänzlich von d:ex Hauptdampfleitung abzuschließen. Es kann aber weiter das eine Schaltorgan geschlossen, das andere geöffnet werden und umgekehrt. Die damit erreichten Wirkungen, gegebenenfalls in Verbindung mit einer ,ähnlichen Anordnung des Flüssigkeitswä.rmespeich:ers in der Niederdruckleitung, ermöglichen es, der Dampfmaschine aus der Hochdruckleitung immer hoch überhitzten Dampf und dem Kompressor aus der Niederdruckleitung genügend abgekühlten Dampf zuzuführen.
  • Auf der anliegenden schematischen Zeichnung ist die beispielsweise als Kolbendampfmaschine angedeutete Dampfmaschine mit a bezeichnet. Der in der Dampfmaschine a entspannte Dampf strömt von dieser durch die Leitung la zum Niederdruuckspeicher 1 oder durch den Kühler c/, der im Gegensatz zu der Anordnung des überhitzers auf der Oberdruckstufe im Nabenschluß, zu dein Niederdruckspeicber angeordnet ist, und dann zum Kompressor d, der durch den Motor,- angetrieben wird. Der verdichtete Dampf fließt durch die Leitung t wieder der Dampfmaschine zu. Im Dreiwegehahn l der Hochdruckdampfleitung zweigt die Zuleitung lt zum Speicheri ab. Vom Dampfraum des Speichers! führt die Leitung k zur Hauptdampfleitung f zurück.
  • Ein Absperrorgan L ist im Abzweigpunkt der Leitung h, ein ebensolches mit ist im Abzweigpunz:te der Leitung k eingebaut. ia ist ein Ventil, durch das die Leitung f nach der Dampfmaschine a hin abgesperrt werden kann. Werden die Absperrorgane l und in so eingestellt, daß die Hauptdampfleitung (frei und die Leitungen lt und k geschlossen sind, so ist der Speicher! ganz von der Leitung f abgetrennt, und aller Dampf strömt vom Kompressor d unimittelbar zur Dampfmaschine a.
  • Werden durch das Absperrorgan in die Leitung k geschlossen und die Leitung/ geöffnet und durch-das Absperrorgan 1 die Leitungen ft und f geöffnet, so strömt Heißdampf in den Speicher i, solange in diesem Unterdruck gegenüber der Leitung/ herrscht. Das ist z. B. der Fall, wenn die Dampfmaschine a weniger Dampf braucht, als der Kompressor d liefert.
  • Wird durch das Ventil m die Leitung k ge- öffnet und durch das Ventil l die Leitung h geschlossen, während in beiden Ventilen die Leitung/ offen bleibt, so strömt Dampf aus dem Speicher i n'ac'h der Leitung/, wenn in dem Speicher Überdruck gegenüber der Leiturig f herrscht. Dieser Fall tritt ein, wenn die Dampfmaschine a mehr Dampf verbraucht, als der Kompressor d liefert; dann deckt also der Speicher i den Mehrbedarf an Dampf.
  • Wenn in dem letzteren Falle die aus dem Speicher gelieferte Dampfmenge gegenüber der vom Kompressor d herkommenden groß ist, so würde die üb.erhitzurigstemperattu des der Dampfmaschine a zuströmenden Dampfes unter das zulässige Maß heruntergedrÜckt werden, da ja der Speicher an und für sich Naß%-dampf liefert. Um dies zu vermeiden, wird, wie in dem Beispiel angedeutet, zwischen Dampfspeicher i und Hauptdampfleitüngf in der Dampfabführun.gsleitung lz ein Ü'berhitzer o angeordnet.
  • Diesem Überhitzer mu.ß Wärme zugeführt werden, was entweder durch Fremdbeheizung geschehen kann, oder es muß die Beheizung durch die Abgase des Motors bewirkt werden. Das erstere bringt die Notwendigkeit der Anordnung .einer besonderen Beheizungsanlage mit besonderem Brennstoff. Für den Erfolg der Beheizung durch die Abgase ist Bedingung, daß zwischen der Temperatur der Abgase des Verbrennungsmotors und der Temperatur des hochgespannten Dampfes cin genügend großes Gefälle vorhanden ist.
  • In der Niederdruckleitung muß im allgemeinen Wärme abgeführt, d. h. der Dampf gekühlt werden. Dazu kann der Niederdrwckspeicher herangezogen werden. Aber auch die Umgeliu.ngsleitung p muß, wenn sie unter Abschaltung des Speichers allein zur Führung des Dampfes von der Dampfmaschine zum Kompressor oder gleichzeitig mit dem Speicher dazu benutzt wird, befähigt sein, als Kühler zu wirken.
  • Die Kühlung in der Niederdruckleitung und gegebenenfalls in der Umlaufleitung ist erforderlich, weil die Wirkungsgrade des Kompressors d und der Dampfmaschine a, kleiner sind als L. Die von der Dieselmaschine auf den Kompressor übertragene Leistung tritt an der Dampfmaschine nicht vollständig wieder in die Erscheinung. Es geht in ihr mechanische Energie verloren, die aber nicht wirklich verschwinden kann, sondern in eine andere Form übergegangen ist, nämlich in Reibungs-und Wirbelungswärme, und vom Dampf aufgenommen ist. Diese in den Dampf übergegangene Wärmemenge ist erfahrungsgemäß größer als die durch Strahlung entw eichende Wärmemenge, und deshalb muß Vorsorge getroffen werden, daß sie an einer Stelle des Kreislaufs, des Dampfes, zweckmäßig im 'Niederdruckteil, wieder angeführt 'werden kann, sei es, daß die Umlaufleitung p allein oder in Nebenschaltung zum Niederdruckspeicher zur Zuführung des Dampfeis von der Dampfmaschine a zum Kompressor d benutzt wird. Zu dem Zweck hat die Umgehungsleitung die Ausbildung als Kühler erhalten, beispielsweise in Form einer Rohrschlange g. auf die die Außenluft als Kühlmittel wirkt.
  • Bei der Expansion von überhitztem Dampf nähert sich der Dampfzustand mehr und mehr der Sättigungsgrenze, unter Umständen kann letztere sogar überschritten werden, so daß der Abdampf der Dampfmaschine a feucht sein kann, auch wenn der zugeführte Dampf etwas überhitzt war.
  • Falls bei starker Überlast an der Dampfmaschine a, also großer Dampfentnahme aus dem Hochdruckspeicher i oder nach längerem Stillstand der Anlage, das Temperaturgefälle zwischen den Abgasen der Dieselmaschine e und dem aus dein Hochdruckspeicher i entnommenen Dampf nicht ausreicht, um letzterem den für Erzielung eines trockenen oder mindestens angenähert trockenem Abdampfes erforderlichen Überhitzungsgrad zu geben, so werden, falls der Abdampf nur mäßig feucht ist, im Niederdruckteil r1 und r= so eingestellt, daß von dem Abdampf der Dampfmaschine a nur der Teil zum Niederdruckspeicher c fließt, der gespeichert werden muß, während der Rest durch die Leitung p mit dem Kühler g zum Kompressor strömt. Gleichzeitig wird der Kühler g von der Außenluft abgeschlossen, so daß der Dampf, soweit er nicht im Niederdruckspeicher c gespeichert wird, ungekühlt vom Kompressor d angesaugt wird.
  • Auf diese Weise wird erreicht, daß auch bei mangelhafter überhi:tzung des Arbeitsdampfes der Dampfmaschine a .der Kompressor d stets trockenen oder höchstens mäßig feuchten Dampf erhält. Das *ist erforderlich, weil aus stark nassem Dampf sich leicht Wasser abscheidet, das im Kompressor unter Umständen Wasserschläge erzeugen würde, die dann ihrerseits dien Kompressor beschädigen könnten. Ist der Abdampf der Daanpfmaschine a sehr feucht, so wird die im allgemeinen als Kühler wirkende Rohrschlange q nicht nur von der kühlenden Außenluft abgeschlossen, sondern dieselbe wird sogar, z. B. durch die Abgase der Dieselmaschine e, beheizt und so der Kühler g vorübergehend in einen Dampftrockner umgewandelt.

Claims (1)

  1. PATENTAN-SPRUCI1 Kraftmaschinenanlage nach Patent ¢z5 5:1g, bei welcher Dampf als Kraftübertragungsmittel im Kreislauf umläuft, dabei in .einer Dampfmaschine entspannt und in einem durch Verbrennungsmotor angetriebenen Kompressor verdichtet wird, wobei Flüssigkeitswärm:espeicher in die Dampfumführungsleitungen eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen Kompressor und Dampfmaschine in die Hochdruckdampfleitung (f) und der zwischen Dampfmaschine und Kompressor in die Niederdruckleitung -(b) eingeschaltete Flüssigkeitsw-ärmespeicher (i, c! wahlweise entweder in Reihe oder parallel zur Hauptdampfleitung geschaltet oder der eine oder der andere oder beide von der Hauptdampfleitung ganz abgesperrt werden können.
DER65299D 1925-09-05 1925-09-05 Kraftmaschinenanlage Expired DE443128C (de)

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