DE843684C - Verfahren zum Antrieb eines Foerdergeblaeses fuer verdichtetes Brenngas durch eine Brennkraftmaschine und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zum Antrieb eines Fördergebläses für verdichtetes Brenngas durch eine Brennkraftmaschine und Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens Brennbare Gase müssen oft über weite Strecken befördert werden, denn die Entstehungsorte, wie z. B. Kokereien oder Erdgasquellen, liegen oft weit entfernt von den Verbrauchern. Damit die Rohrleitungen nicht zu groß werden und die Beförderungsarbeit erträglich bleibt, wird das Gas zuerst ziemlich -hoch verdichtet, auf etwa 40 bis 6o kg/cmz, und damit dieser Druck auch unterwegs erhalten bleibt, werden in der Rohrleitung in passenden :@bstäriden Fördergebläse eingeschaltet, welche den Druckabfall ausgleichen. Als Antriebsmaschinen können Elektromotoren, Benzin- oder Dieselmotoren dienen; als Gebläse kommen für große Fördertnengen Kreiselgebläse in Betracht. Wegen der hohen Drehzahl verwendet man für diese Kreiselgebläse in der Regel nur Labyrinthstopfbüchsen; bei guter Ausführung bleiben die Gasverluste trotz der hohen Drücke durchaus erträglich, so daß sie ohne weiteres in Kauf gerrommen werden.
• Scheinbar ist jedoch bisher übersehen worden, daß die üblichen Gasverluste durch Stopfbüchsen, so klein sie auch scheinen, wenn man sie mit der geförderten Menge vergleicht, in vielen Fällen genügen, um den für den Antrieb des Fördergebläses notwendigen Brennstoffbedarf zu decken. Daher wird erfindungsgemäBvorgeschlagen, dieGasmenge, welche durch die Stopfbüehse des ,Fördergebläses entweicht, aufzufangen und als Brennstoff für den Antriebsmotor des Fördergebläses zu benutzen. Daß dies vorteilhaft sein muß, liegt auf der Hand.
• Eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens kennzeichnet sich in ihrer einfachsten Gestaltung durch ein mittels Brennkraftmaschine angetriebenes 1#ördergehläse mit mindestens einer Stopfbüchse, die durch eine Leitung mit der Brennkraftmaschine@ verbunden ist.
• Wird als Antriebsmotor ein aufgeladener Motor verwendet, so müßte das Gas zuerst noch verdichtet werden. Die vorliegende Erfindung kann aber noch weiter vervollkommnet werden. Denn da das Gas in der Förderleitung unter hohem Druck steht, ist es möglich, die Stopfbüchse bei einem passenden Zwischendruck anzuzapfen und das Gas bei so hohem Druck aus der Stopfbüchse zu entnehmen, daß es dem aufgeladenen Motor unmittelbar zugeführt werden kann. Ein Bruchbeil des Gases geht dann allerdings durch den äußeren Teil der Stopfbüchse noch verloren.
• Doch auch dieser Verlust läßt sich noch vermeiden, wenn der äußere Teil der Stopfbüchse mit Sperrluft verriegelt wi d. Als Sperrluft kann die sowieso vorhandene Aufladeluft dienen. Man kann aber auch, statt Sperrluft zu geben, das Leckgas lwispielsweise durch ein Absaugegebläse aus der Stopfbüchse absaugen. In den meisten Fällen genügt es aber bereits, wenn man die entsprechende Stelle der Stopfbüchse mit dem Ansaugestutzen des Gebläses oder der Saugleitung des Antriebsmotors verbindet. Die abgesaugten Gase gelangen dadurch in den Brennraum der Kraftmaschine und werden so nutzbringend verwertet.
• Wird als Antriebsmaschine für das Fördergebläse eine Gasturbine verwendet, so kann man ebenfalls auf das Gasgebläse verzichten. Die Stopfbüchse des Fördergebläses wird dann bei einem Druck angezapft, welcher dem Brennkammerdruck der Gasturbine entspricht; auf diese Weise braucht die Gasturbine kein Gasgebläse, sondern nur ein Luftgebläse für die Verbrennungsluft. Auch hier kann man mit der verdichteten Verbrennungsluft noch die Stopfbüchse sperren und so alles Stopfbüchsengas der Gasturbine zuführen.
• Ist der Stopfbüchsenverlust größer als der Verbrauch des Antriebsmotors, so kann.der Überschuß für andere Zwecke verwendet oder abgeblasen werden. Genügt der Stopfbüchsenverlust nicht, so kann man der Förderleitung zusätzlich Druckgas entnehmen.
• Da dieses Druckgas hoch verdichtet ist, lohnt es sich unter Umständen, seine Expansionsarbeit auszunutzen und das Gas nicht zu drosseln, sondern in einem Expansionsmotor, z. B. einer Entspannungsturbine, arbeiten zu lassen. Wird das Druckgas vor der Expansion noch durch Abwärme des Hauptinobors erhitzt, so kann die Expansionsarbeit wesentlich gesteigert werden. Ist das Druckverhältnis in der Entspannungsturbine sehr groß, so ist eine Erwärmung der Gase vor der Entspannung sogar notwendig, um eine zu starke Unterkühlung der Gase während der Entspannung zu vermeiden. Das Verfahren sei an Iland einiger beigielsweiser Einrichtungen zu seiner -Ausübun naher her erläutert.
• In Fig. i ist. I die Saugseite, 2 die Druckseite des Fördergebläses 3. .4 ist !die Stopfbüchse, 5 die Anzapfung und 6 der Sperrkanal. Der Motor 7 wird durch das Ladegebläse 8 geladen, welches entweder vom Motor 7 angetrieben wird (wie gezeigt) oder z. B. durch eine Abgasturbine. Die Leitung 9 führt die verdichtete Luft zum Mischventil io. Durch die Leitung i i strömt das Gas von der Anzapfung 5 der Stopfbüchse 4 ebenfalls unter Druck zum Mischventil io, von dort fuhrt die Leitung 12 daSGemisch zum Motor 7.
• Soll der äußere Teil der Stopfbüchse., also nach dem Austritt der Welle zu, mit Druckluft verriegelt werden, so wird mit einer Leitung 13 verdichtete Luft denn Sperrkanal 6 zugeführt.
• - Der Motor 7 kann auch ohne Aufladung betrieben werden, dann fallen das Gebläse 8 sowie die Leitungen 9 und 13 fort. Die Luftsperrung bei 6 kann dann durch ein eigenes Sperrgebläse erfolgen.
• Genügt die Gasmenge aus der Stopfbüchse nicht als Brennstoff für den Motor 7, so kann man durch eine Leitung 14 mit einem Reduziervemtil 15 derb Mischventil io zusätzlich Gas aus der Leitung i zuführen.
• Fig. 2 zeigt eine Anlage mit Antrieb durch eine Gasturbine. i ist die Saugseite, 2 die Druckseite des Fördergebläses 3. 4 ist die Stopfbüchse mit dem Anzapfkanal 5 und (lern Sperrkanal 6. Das Luftgebläse 16 verdichtet atmosphärische Luft, welche durch die Leitung i7 und dem Vorwärmer 18 zur Brennkammer ig strömt. Ein Teil der Luft geht durch Leitung 13 als Sperrluft zum Kanal 6 der Stopfbüchse 4. Das Gas wird aus dem Anzapfkanal 5 durch Leitung i i ebenfalls zur Brennkammer i9 geführt. Die Treibgase strömen durch Leitung 2o zur Gasturbine 21; sie leisten dort durch Expansion auf Atmosphärendruck so viel Arbeit, däß die Gasturbine 21 sowohl das Gebläse 16 als auch das Fördergebläse 3 treibt. Die entspannten Abgase geben dann in dem \'orwärmer 18 Wärme an die Druckluft ab.
• Genügt der Stopfbüchsenverlust nicht als Brennstoff für die Gasturbine, so kann durch die Leitung i4 mit dem Reduziervemtil 15 zusätzlich Gas aus der Leitung i in die Leitung i i geführt werden.
• Der Vorwärmer 18 kann auch fortgelassen werden, wenn mehr Wert auf eine einfache Anlage gelegt wird als auf geringen Brennstoffverbrauch.
• Fig. 3 zeigt dieselbe Anlage wie Fig. 2, jedoch ergänzt durch Expansionsturbine 22 für das Zusatzgas. Das Zusatzgas wird dem Saugstutzen i des Fördergebläses 3 durch die Leitung 14° entnommen, im Vorwärmer 23 durch die Abgase vorgewärmt und dann in der Turbine 22 expandiert. Von dort geht das expandierte Gas durch Leitung 14b in die Leitung. i i, die das Stopfbüchsengas führt.
• Fig. 4 zeigt eine Anlage ebenfalls mit einer Gasturbine 21 als Antriebsmotor des Fördergebläses. Hier ist ein besonderes Absaugegebläse dadurch vermieden, daß die Stelle 6 der Stopfbüchse 4 tnit

  dein Ansaugestutzen 2.1 des Gebläses 16 verhun-

  dert ist. '

  Man kann so aus dem äußeren Teil der Stopf-

  büchse .1 von außen nach innen zum Sperrkanal 6

  hin Luft und von innen nach außen zum gleichen

  SIxerrl:anal 0 hin Lenkgas absaugen und das Ge-

  misch der lirennkanimer i9 zufuhren, indem man es

  iti die Satiglcitung 24 (les Gebläses 16 leitet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. \''erfahren zum Antrieb eines Förder- gel)I:ises für verdichtetes Brenngas durch eine l@rentikraftniascliine, dadurch gekennzeichnet, (1a13 <las durch die Stopfbüchse des Förder- gFörder- gebläses iebreiinkraftinaschitie austretende benutzt GasalsKraftstoff wird. für d 2. Verfahren nach Anpruch i, dadurch ge- kentizeiclinet, (1a13 die Stopfbüchse des Förder- bei einem Druck angezapft wird, der \\eseiitlicli iilxr _\tinosphärendruck liegt.. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, (laß der äußere nach dem Aus- tritt der Welle zu gelegene Teil der Stopfbüchse des Fördergebläses mit Druckluft gesperrt wird, so (laß sämtliches durch die Stopfbüchse aus- tretende Zs mit Cherdruck abgezapft werden kann. .f. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß (las 1_eckgas der Stopfbüchse abgesaugt und der Brennkraftmaschine zu- geführt wird. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, (1a13 aus dem äußeren Teil der Stopfbüchse Luft \on außen nach innen und I.ec kgas von innen nach außen abgesaugt und (las Gemisch der Brennkammer einer als An- triel>smotoir des F<irclei-gebläses dienenden Gas- turbine zugeführt wird. (i. Verfahren nach _\tispruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß außer dem Stopfbüchsengas noch zusätzlich Gas aus der Saugleitung des I@ürdergel>lüses für den Antrieb verwendet wird. 7. Verfahren nach Anspruch i und 6, dadurch gekeitiizeichtiet. (1a13 die Expansionsarbeit des Zusatzgases voin l#ör(ler(lnick bis zum Anzapf- druck der Stopfbüchse ausgenutzt wird. B. Verfahren stach _\nspruch 1, 6 und 7, da- durch gekennzeichnet, (laß die Expansionsarbeit des Zusatzgases für den :\ntriel) des Förder- @rc#ü@ä :es ausgeutitzt @\ ird. o. Einrichtung zur _\usübung des Verfahrens nach _-\nspruch i, gekennzeichnet durch ein mit- tels Brennkraftniaschine (7) angetriebenes För- dergehl:ise (3) mit mindestens einer Stopf- Büchse (4), die durch eine Leitung (i i) mit der Bretinkraftmaschine verbunden ist. io. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennkraftmaschi,neein aufgeladener Motor verwendet ist und die Stopfbüchse des Fördergebläses bei einem Druck angezapft ist, der mindestens so hoch ist wie der Ladedruck. i i. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennkraftmaschineeine Gasturbine verwendet ist und die Stopfbüchse des Fördergebläses bei einem Druck angezapft ist, der mindestens so hoch ist wie der Brennkammerdruck. ' 12. Einrichtung nach Anspruch 9 und io, dadurch gekennzeichnet, daß der Lader (8) des Antriebsmotors (7) durch eine zum äußeren Teil (6) der Stopfbüchse des Fördergebläses (3) führende Leitung (13) Sperrluft liefert. 13. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine besondere Absauge vorrichtung angeordnet ist, durch die das Leckgas der Stopfbüchse abgesaugt und der Brennkraftmaschine zugeführt wird. 14. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckgasanschluß (5) mit der Saugleitung eines Laders der BrennkraftrnaschIne verbunden ist, so daß auch die Leckgasmetige in die Brennkraftmaschine gelangt. 15. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckgasanschluß (5) mit der Saugleitung des Antriebsmotors verbunden ist. 16. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (i) des Fördergebläses (3) mit dem Antriebsmotor (7) durch eine Zuleitung (14) mit eingebautem Reduzierventil (15) verbunden ist. 17. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkanal (6) im äußeren Teil der Stopfbüchse (4) mit der Saugleitung (24) des Gebläses einer als Antriebsmotor des Fördergebläses' (3) dienenden Gasturbine verbunden ist. 1l;. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem eigentlichen, von den 1.eckgasen gespeisten Antriebsmotor (7 bzw. 21) des Fördergebläses noch eine Zusatzkraftinaschine (22) mit der Welle des Fördergebläses (3) gekuppelt ist. ig. Einrichtung nach Anspruch 9 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu.satzkraftmaschine (22) eine Entspannungsturbine ist, die von einer Zusatzgasmenge über einen von den Abgasen des eigentlichen Antriebsmotors (21) lxaufschlagten Vorwärmen (23) gespeist wird.