Gaskraftmaschinenanlage. Der Vorrat der Erde an festen Brenn stoffen ist wesentlich grösser als der an flüs sigen Brennstoffen. Man ist daher bestrebt, den flüssigen Brennstoff für diejenigen: Ma- schirienanlagen zu verwenden, die mit festem Brennstoff gar nicht oder nur schwerlich be trieben werden;
können, also .in erster Linie fürVerkehrszwecke, insbesondere für die Luft- fahrt. Für alle übrigen Zwecke, also beson- ders für stationäre Anlagen, wird' man sich auf feste Brennstoffe beschränken müssen.
Für Motoranlagen, die sich bekanntlich durch einen besonders hohen Wirkungsgrad aus zeichnen, kann man. bis jetzt mit Erfolg den festen Brennstoff nur über die Vergasung ver wenden.
Man benötigt also einen Gaserzeuger, der im Vergleich zur Motorenanlage einen verhältnismässig grossen Raum beansprucht. ;Ulan hat nun zwar schon bei kleineren und mittleren Schiffsanlagen, erfolgreich Gaserzeu ger verwendet, bei grösseren Anlagen stehen jedoch der notwendige Raumbedarf und das Gewicht der Anwendung von Gaserzeugern hindernd im Wege.
Es ist nun bekannt, dass man in einem Gaserzeuger von bestimmter Grösse bedeutend mehr Gas erzeugen kann, wenn man die Ver gasung unter Druck vornimmt. So kann man unter Anwendung von Sauerstoff und Was- serdampf als Vergasungsmittel im Gaserzeu ger eine Leistungssteigerung erreichen,
die mit der Wurzel aus dem Druck zunimmt. Bei einem Druck im Druckgaserzeuger von beispielsweise 2ä at erhält man also bei gleich bleibender Grösse etwa fünfmal so viel Gas wie bei einem normalen Sauggaserzeuger. Selbstverständlich muss man bei einem Druck gaserzeuger entsprechend iriehr Brennstoff einbringen.
Aus dem erwähnten Zusammen hang ersieht man: jedoch, dass es nicht vorteil haft ist, mit. dem Druck beliebig hochzugehen, da sich damit das Gewicht unzweckmässig er höht und auch noch Abdichtschwierigkeiten. auftreten. Ausserdem werden, die Druckkör per, da sie gleichzeitig höheren Temperaturen ausgesetzt sind, schwerer und, bedürfen einer sorgfältigen; Herstellung.
Anderseits hat es aber auch keinen Zweck, mit dem Druck_ zu tief zu bleiben. Uni den Brennstoff in die Druckgaserzeuger einzubringen, muss bekannt lich eine Schleuse mit gesteuerten Ventilen oder Schiebern vorgesehen werden, und eine ähnliche Vorrichtung ist erforderlich,
um die Asche aus dem Druckraum anzubringen. Diese Einrichtungen müssen ohne Rücksicht auf d ie Höhe ,des Druckes vorgesehen werden.
Sie benötigen einen gewissen Raum und ein bestimmtes Gewicht, was sich nur wenig mit der Höhe des Druckes ändert. Bei kleinen Drücken ist somit der Mehraufwand durch die Brennstoffeinschleusung und Aschenaus- schleusung grösser als der Gewinn durch die vergrösserte Vergasungsleistung.
Man braucht nun aber bei Gasmotoren einen sehr geringen Gasdruck, der auch bei Auflad@ebetrieb des Gasmotors nur wenige Zehntel .Atmosphären beträgt. Der Druckgaserzeuger sollte aber, wie vorstehend dargelegt, mit einem mittleren Druck von 20 bis- 25 at betrieben werden.
Die Gaskraftmaschinenanlage nach der Erfindung, deren; Treibmittel in einem Druek- gaserzeuger hergestellt wird, kennzeichnet sich dadurch, dass eine Entspannungsmaschine an geordnet ist, in der das brennbare Druckgas vor seiner Verbrennung im Brennraum einer Kraftmaschine unter Arbeitsleistung auf den jeweiligen Betriebsdruck der Kraftmaschine entspannt wird.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele der Anlage nach der Erfindung in. schematischer Weise dargestellt, und zwar. zeigen: Fig. 1 eine Anlage mit einer Kolben- brennkraftmaschine und Fig. 2 eine Anlage mit einer Gasturbine.
Bei den beiden in Fig.1 und 2 im Schalt schema dargestellten Gaskraftanlagen erfolgt zunächst eine Vorentspannung des im Druck gaserzeuger hergestellten Treibmittels unter Arbeitsleistung , in einer Entspannungsma schine, bevor die endgültige Verbrennung im Brennraum der Kraftmaschine stattfindet. Dieser Verbrennungsvorgang kann entweder im Arbeitszylinder einer Kolbenbrennkraft- masehine oder in der Brennkammer einer Gas turbinenan'lage durchgeführt werden.
Von der Entspannungsmaschine, in welcher also das- Druckgas auf den jeweiligen Betriebs druck der nachgeschalteten Kraftmaschine entspannt wird, wird, zweckmässigerweise ein Verdichter angetrieben, der die zum Betrieb des Driickgaserzeugers erforderliche Verbren nungsluft verdichtet.
Um die Energieverluste bei einer Gas- kraftanlage möglichst, gering zu halten, wird bei einer Anlage gemäss Fig. 1 die Luft für den Drückgaserzeuger in einem voll den Mo torabgasen beaufschlagten Abgasturbogebläse vorverdichtet. Zur Reinigung des Gases kann ein an sich bekannter Druckwäscher verwen det werden. Bei der Druckwäsche benötigt man Energie, um das Wasser auf den in der Druckwäsche erforderlichen Druck zu bringen.
Das Wasser hat jedoch beim Austritt aus der Druckwäsche annähernd den gleichen Druck wie beim Eintritt. in dieselbe. Man kann es also in einer Entspannungsmaschine, etwa einer kleinen. Wasserturbine, Arbeit ver richten lassen, welche zum Antrieb der Was serpumpe verwendet wird. Da aber Entspan- nung und Verdichtung mit- Verlusten behaftet sind, braucht man auch hier noch eine Zu satzenergie.
Es werden: daher nun die Gas- entspannungsmaschine, der Luftverdichter, die Wasserentspannungsmaschine und die Wasserpumpe mit einer einzigen Zusatzkraft- ina.schine, etwa einem Elektromotor gekup pelt.
In der Fig. 1 ist der Gasmotor 1 mit einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einem Generator 2, durch eine Kupplung 3-verbun- den. Am Motor 1 ist ein Abgasturbogebläse 1 vorgesehen, welches von en Abgasen des Mo tors beaufschlagt wird und die Luft aus der Atmosphäre ansaugt. und über eine Leitung 5 zum Motor führt-.
Von dieser Leitung 5 wird :durch eine Leitung 6 ein Teil der Luft abgezweigt. und einem besonderen Verdichter 7 zugeleitet. Von hier wird die Luft- durch die Leitung 8 dem Druckgaserzeuger 9 zuge führt, welcher an seinem obern Ende eine nicht näher dargestellte Einschleusung des.
Brennstoffes 10 und am untern Ende eine ebenfalls nicht näher gezeichnete Ausschleu- sung der Asche 11 enthält-. Aus dem Druck gaserzeuger wird das erzeugte Gas durch eine Leitung 12 über die Di-lckwäsehe 13 der Entspannungsmaschine 14 zugeführt.. Hier wird es auf den vor dem Motor erforderlichen Druck entspannt und durch die Leitung 15 zum Motor geleitet.
Der Verdichter 7 und die Entspannungsmaschine 14 sind durch eine Kupplung 16 miteinander verbunden. Über eine Kupplung 17 wird von der Entspan nungsmaschine nach eine Wasserpumpe 18 angetrieben, die durch die Leitung 19 Wasser ansaugt und durch die Leitung 20 dieses Wasser in die Druckwäsche 13 fördert. Das Wasser verlässt die Druckwäsche durch die Leitung 21 und gelangt in eine Entspannungs. maschine, beispielsweise eine kleine Wasser turbine 22, in der es auf den Atmosphären druck entspannt wird unci durch. die Lei tung 23 abfliesst.
Die Entspannungsmaschine 22 ist durch ,die Kupplung 24 mit der Pumpe 18 und eine Kupplung 25 mit einer Zusatz- kraftmaschine 26 gekuppelt.
Die erfindungsgemässe Anordnung einer Entspannungsmaschine kann natürlich auch bei einer Gaskraftanlage erfolgen, bei welcher an Stelle einer Kdlbenbrennkraftmaschine eine Gasturbine als Kraftmaschine vorgesehen ist.
Der von dieser Gasturbine angefriebene Verdichter fördert. .die für den gesamten Pro zess erforderliche Luft. Die für den Druck gaserzeuger erforderliche Luft wird in einem besonderen Verdichter auf den im Druckgas erzeuger herrschenden Druck weiterverdich tet, da der im Gastnrbinenprozess günstige Druck, also der Druck, bei dem der beste Wirkungsgmad erreicht wird, in den meisten Fällen wesentlich tiefer liegt,
als der für den Druckgaserzeuger günstigste Druck.
In der Fig. 2 ist eine solche Anordnung sinngemäss für eine Gaskraftmaschinenanlage mit Gasturbine dargestellt. Die Gasturbine 31 ist. über eine Kupplung 32- mit einem Ver dichter, beispielsweise Axialverdichter 33, ge kuppelt. Der Axialverdichter saugt die Luft durch die Leitung 34 aus der Atmosphäre an, verdichtet sie und drückt sie durch die Lei tung 35 über einen Wärmeaustauscher 36 in die Brennkammer 37.
In der Brennkammer 37 wird Brennstoff eingeführt und das gebildete Verbrennungsgas durch cbe Leitung 38 zu der Turbine 31 geleitet.
Nach Entspannung in der Turbine 31 strömt das Gas durch die Leitung 39 in den Wärmeaustauscher 36 und verlässt ihn durch die Leitung 40, Von der Leitung 35 hinter dem Wärmeaustauscher 36 wird durch eine Leitung 41 die für den Druckgas- erzeu ger erforderliche Luft abgezweigt und zur weiteren Verdichtung in den. Verdichter 42 geleitet. Nach Verdichtung auf den im Drückgaserzeuger herrschenden Druck wird die Luft. durch die Leitinnig 43 in den Druck gaserzeuger 44 geleitet.
Das im Druckgaser- zcuger 44 erzeugte Gas verlässt diesen durch die Leitung 45 und- tritt in eine Entspan nungsmaschine 46 ein, in der es auf den in der Brennkammer 37 herrschenden -Druck ent spannt wird. Von der Entspannungsmaschine 46 gelangt das Gas durch die Leitung 47 zur Brennkammer 37.
Die Entspannungsmaschine 46 ist durch eine Kupplung 48 mit dem Ver dichter 422 und eine Kupplung 49, mit der Zu- satzkraftmaschine <B>50</B> gekuppelt.
Zwischen Druckgaserzeuger 44 und. Entspannun#gsma- schine 46 kann man selbstverständlich auch, wie in Fig.1 dargestellt, eine Druckwäsche oder eine andere Reinigung einschalten. Die Turbine 31 treibt auch die Arbeitsmaschine 51 an.