DE575860C - Dampfkraftanlage - Google Patents

Description

• Dampfkraftanlage Es ist bekannt, irgendein Arbeitsmittel, z. B. Wasser, auf seinen kritischen Druck zu bringen und in einem Kessel auf seine kritische Temperatur zu erhitzen, wodurch sogenannter Grenzdampf entsteht. Während jedoch bisher der Grenzdampf entweder in einem Kessel durch weitere Wärme zufuhr und gleichzeitige Entspannung auf einen niedrigeren Gebrauchsdruck ohne Arbeitsleistung auf eine höhere Temperatur überhitzt oder in einer Kraftmaschine,- z. B. Dampfturbine, unter Arbeitsleistung jedoch ohne Wärmezufuhr entspannt wird, erfolgt beim Erfindungsgegenstand die Entspannung des Grenzdampfes unmittelbar im Arbeitszylinder der Kolbenmaschine selbst, und zwar bei gleichzeitiger Wärmezufuhr zwecks Trocknung oder Überhitzung und bei gleichzeitiger Arbeitsleistung des Dampfes. Dies wird dadurch erreicht, daß der Grenzdampf mit Hilfe eines durch einen Nocken b o.dgl. gesteuerten Ventils a im oberen Totpunkt des Kolbens in den mit dem Zylinderrestdampf des vorhergehenden Arbeitshubes erfüllten schädlichen Raum c des Zylinders eingeblasen wird, wobei der Restdampf entweder durch Kompression allein verdichtet oder auch durch die Kesselabgase überhitzt ist, wie in Abb. i schematisch dargestellt ist. Dadurch wird der Grenzdampf, der sich beim Einblasen in Naßdampf von bestimmtem Druck und Feuchtigkeitsgehalt verwandelt, durch die Überhitzungswärme des im Zylinder befindlichen, hochverdichteten Dampfes getrocknet oder überhitzt. Dabei kann der schädliche Raum und der Kompressionsenddruck so bemessen sein, daß beim Einspritzen der Druck des Grenzdampfes nur wenig unter den kritischen Druck sinkt. Durch eine geeignete Nockenform kann man die sekundlich eingeblasene. Grenzdampfmenge derart steuern, daß der Druck des überhitzten Restdampfes infolge der Wärmeabgabe an den feuchten Grenzdampf und der Volumenvergrößerung durch den umkehrenden Kolben während der Einspritzzeit immer um ebensoviel abnimmt, als der Druck des frischen Grenzdampfanteiles infolge der wachsenden Einspritzmenge zunimmt, so daß man dadurch im Indikatordiagramm (Abb.2) eine Füllungslinie gleichen Druckes ähnlich wie beim Dieselmotor erhält (Strecke 3-q. in Abb. 2). Die günstigsten Verhältnisse ergeben sich dann, wenn der Restdampf im schädlichen Raum des Zylinders bis auf den gewünschten Füllungsdruck verdichtet wird, wobei jeder beliebige Druck bis hinauf zum kritischen Druck erzielt werden kann. Natürlich wird man bei der praktischen Ausführung den Füllungsdruck so wählen, daß das ausnutzbare adiabatische Wärmegefälle möglichst groß wird. Dabei wird die zur Kompression des Restdampfes notwendige Verdichtungsarbeit bei der darauffolgenden Füllung und Exp?Lnsion durch die Erhöhung des Wärmegefälles des Grenzdampfanteiles und infolge des vergrößerten arbeitenden Dampfgewichtes zum großen Teil wieder zurückgewonnen.
• Die zur Trocknung des eingeblasenen Grenzdämpfes erforderliche hohe Überhitzung de's Restdampfes läßt sich besonders bei Mehrfachexpansionsmaschinen entweder dadurch erreichen, daß der als Restdampf zu verwendende Dampf vorher durch die Kesselabgase getrocknet oder überhitzt wird, oder dadurch, daß z. B. der Hochdruckzylinder, der in diesem Falle im Viertakt arbeitet, den Dampf am Ende des Arbeitshubes in einen von den Kesselabgasen geheizten Aufnehmer schiebt und vom anderen Ende des Aufnehmers getrockneten oder überhitzten Dampf von ungefähr gleichem Druck und höherer Entropie ansaugt und auf den gewünschten Füllungsdruck verdichtet, wobei diese Verdichtung auch stufenweise vom Mitteldruck-oder Niederdruckzylinder in den Hochdruckzylinder hinein erfolgen kann.
• Die Vorteile dieses Hochdruckverfahrens bestehen außer in einem höheren Wirkungsgrad unter anderm auch darin, daß der zur Erzeugung des Grenzdampfes erforderliche Kessel nur etwa i/5 der Heizfläche eines gewöhnlichen Kessels benötigt, ferner darin, daß die Steuerorgane nur niedrigen Dampftemperaturen ausgesetzt sind.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Dampfkraftanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzdampf irgendeines Arbeitsmittels, z. B. von Wasser, unmittelbar in den Arbeitszylinder (c) einer Kolbenmaschine eingespritzt (eingeblasen) wird und dort durch die überhitzungs-bzw. Kompressionswärme des im Zylinder befindlichen Dampfes getrocknet oder überhitzt wird.
2. 2. Dampfkraftanlage nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasung des Grenzdampfes in den mit überhitztem Kompressionsdampf erfüllten schädlichen Raum (c) des Arbeitszylinders derart erfolgt, daß während _ der ganzen Einspritzdauer der Gesamtdruck aus den Teildrücken des Kompressions- und Arbeitsdampfes, der sogenannte Füllungsdruck, gleich bleibt.
3. 3. Dampfkraftanlage, nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrfachexpansionsmaschinen der Hochdruckzylinder oder der Zylinder der nächstniedrigeren Druckstufe trockenen oder überhitzten Dampf von geringerem Druck und höherer Entropie aus dem durch die Kesselabgase geheizten Aufnehmer zwischen Hochdruck- und Mitteldruckzylinder oder zwischen Mitteldruck-und Niederdruckzylinder ansaugt, worauf dann dieser Dampf in den Zylinder der nächsthöheren Druckstufe hinein oder im Hochdruckzylinder selbst bis auf den gewünschten Füllungs- oder Kompressionsdruck verdichtet und überhitzt wird.