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Kraftmaschinenanlage. Kraftmaschinenanlagen nach Patent r1225 5¢3
haben ihrerseits eine Kraftmaschinenanlage nach Patent 361 74¢ zur Grundlage. Von
diesen bekannten Kraftmaschinenanlagen unterscheidet sich die Anlage nach der Erfindung
dadurch, daß in der Entnahmeleitung des in Nebenschluß zur Kreislaufleitung gelegten
Hochdruckspeichers ein durch die Abgase des Dieselmotors beheizbarer überhitzer
und zugleich in der Niederdruckleitung der Anlage ein ebenfalls durch die Abgase
des Dieselmotors beheizbarer Wärmeaustauscher angeordnet ist, der wahlweise als
Dampfkühler oder- als Dampftrockner wirksam gemacht oder ausgeschaltet werden kann.
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Hierdurch wird erreicht, daß der Kompressor stets trocknen Dampf verarbeitet,
so daß Wasserabscheidungen sowie Wasserschläge im Kompressor vermieden werden.
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Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele einer Kraftmaschinenanlage
nach der Erfindung schematisch dargestellt.
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In allen drei Ausführungsbeispielen treibt der Dieselmotor a einen
Verdichter b an. Dieser saugt durch die Niederdruckleitung h und den Wärmeaustauscher
g hindurch den Abdampf der Dampfmaschine e an, verdichtet ihn und drückt ihn durch
die Hochdruckleitung i der Dampfmaschine c wieder zu, in der er dann unter Arbeitsleistung
auf den Ansaugedruck des Verdichters zurückexpandiert. An die Hochdruckleitung i
ist der Flüssigkeitswärmespeicher d angeschlossen, an die Niederdruckleitung
lt der Flüssigkeitswärmespeicher e.
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In Abb. i ist in der Niederdruckleitung h zwischen dem Niederdruckspeicher
e und dem V erdichter b ein Wärmeaustauscher g angeordnet, der von
einem schematisch angedeuteten Gehäuse k umgeben ist, dessen Klappen L und
11 im normalen Betrieb geöffnet sind. Die Wärmeübergangsfiächen des Wärmeaustauschers
ä werden von der Außenluft umspült. Der Wärmeaustauscher g wirkt als Kühler.
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Es ist im allgemeinen erforderlich, den Dampf zu kühlen, weil der
Wirkungsgrad des Verdichters und der Dampfmaschine kleiner ist als i, so daß. die
vom Dieselmotor auf den Verdichter übertragene Leistung an der Dampfmaschine nicht
vollständig wieder zum Vorschein kommt. Die verlorengegangene mechanische Energie
wird in Reibungs- und Wirbelungswärme umgewandelt und dem Dampf mitgeteilt. Die
Temperatur des umlaufenden Dampfes würde daher höher und höher werden, wenn nicht
im Wärmeaustauscher g gekühlt würde.
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Durch geeignete Einstellung der Klappen l und h kann im normalen Betriebe
die Kühlung so geregelt werden, daß der Dampf stets- schwach überhitzt ist, so daß
die Dampfmaschine
c im allgemeinen mit Heißdampf betrieben wird,
wodurch einesteils ein wirtschaftlicher Betrieb der Dampfmaschine und anderseits
trockner Abdampf gewährleistet ist.
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Wenn die Dampfmaschine c erheblich mehr Dampf verbraucht, als vom
Verdichter b geliefert wird, kann die Überhitzung des Dampfes unter die zulässige
Grenze sinken, weil dann der Dampfmaschine c neben dem vom Verdichter gelieferten
Heißdampf aus dem Hochdruckspeicher d eine große Menge zusätzlichen Dampfes zuströmt.
Der Speicher aber liefert Sattdampf. Dieser Sattdampf wird zwar in dem in die Entnahmeleitung
m des Hochdruckspeichers d eingebauten überhitzer f überhitzt, dem zwecks Beheizung
durch die Rohrleitungen n und p die Abgase des Dieselmotors zugeführt
werden können.
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Bei großer Dampfentnahme reicht diese Überhitzung aber nicht aus,
weil der Temperaturunterschied zwischen dem hochgespannten Dampf (etwa 3o bis 35
Atm.) und den Abgasen des Dieselmotors zu gering ist. Die Folge ist dann sehr nasser
Abdampf aus der Dampfmaschine und die Gefahr der Wasserabscheidung im Verdichter.
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Die gleiche Gefahr tritt ein, wenn infolge langer Betriebspausen die
Anlage stark -ausgekühlt ist, so daß beim Wiederingangsetzen an den kalten Rohr-
und Zylinderwandungen sich wesentliche Kondenswassermengen: niederschlagen.
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Um dieser Gefahr zu begegnen, werden im Wärmeaustauscher g zunächst
die Klappen 1 und h geschlossen. Wenn dann der dem Verdichter zuströmende Dampf
immer noch zu naß ist, werden durch die Rohrleitungenn und p dem Wärmeaustauscher
g die Abgase des Dieselmotors zugeführt. Auf diese Weise wird eine wirksame Dampftracknung
erreicht; denn der Unterschied zwischen der Temperatur der Abgase und des niedrig
gespannten Dampfes im Wärmeaustauscher g ist erheblich genug, um die erforderliche
Wärmemenge zu übertragen. Im Abzweigpunkt der Leitung p von der Leitung c ist ein
Dreiweghahn r vorgesehen, der es gestattet, entweder die Leitung c abzuschließen
oder die Abgase frei auspuffen zu lassen oder sie zum Überhitzer f zu leiten, aus
dem sie dann durch die Leitung s ins Freie austreten. In der Leitung q ist ein Ventil
t vorgesehen, das geöffnet wird, wenn die -Abgase den Wärmeaustauscher g beheizen
sollen. Im letzteren Falle entweichen die Abgase durch die Leitung u in die Außenluft.
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In Abb.2 und 3 sind die Gehäuse des Überhitzers f und des Wärmeaustauschers
g sowie die zu denselben führenden Abgasleitungen n, o, p, g nicht dargestellt.
Die Kraftmaschinenanlage selbst ist sonst der in Abb. i dargestellten vollständig
gleich, nur ist der Wärmeaustauscher g anders angeordnet.
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In Abb. 2 liegt der Wärmeaustauscher g im Nebenschluß zum Niederdruckspeicher
e, und in Abb. 3 liegt er dicht hinter dem Auspuff der Dampfmaschine c. In dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. 2 sind vor und hinter dem Wärmespeicher g in den Abzweigpunkten der Speicherleitungen
zwei Dreiweghähnex und y vorgesehen, die so umgeschaltet werden können, daß der
Speicher mit Bezug auf den Dampfstrom in Reihe geschaltet ist.