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Verbrennungskraftmaschinenanlage.
Bei Anlagen, die mit Verbrennungskraftmaschinen-beispielsweise Gas-, Diesel-oder anderen Kraftmaschinen-versehen sind. hat man versucht, die Verbrennungsgase zur Dampferzeugung auszunutzen, um dann diesen Dampf entweder in Dampfmaschinen zur Krafterzeugung oder für Heizzwecke zu verwenden. Da die Verbrennungskraftmaschinen am günstigsten bei gleichbleibender Belastung arbeiten, ist es wünschenswert, diese Anlagen so zu betreiben, dass die von den Verbrennungskraftmaschinen abgegebene Leistung gleich gehalten und zur Deckung der sogenannten Grundbel1Jstung der Anlage verwendet wird, während der durch die Abgase erzeugte Dampf zur Deckung der in der Anlage entstehenden Belastungsspitzen ausgenutzt wird.
Da die in der Zeiteinheit erzeugte Dampfmenge gleich bleibt-weil die Kraftmaschine in einer derartigen Anlage in der Zeiteinheit eine ziemlich gleichbleibende Abgasmenge liefern-und man ja. danach strebt, die Kraftmaschine mit gleichbleibender Belastung arbeiten zu lassen und der Dampfverbrauch stets höchst bedeutend schwankt. so wird es unmöglich, das Bestreben, die Verbrennungsmotoren mit gleichbleibender Belastung zu betreiben, zu verwirklichen. Dies ist besonders dort der Fall. wo der Dampf zur Krafterzeugung angewendet werden soll, um die Kraftverbrauchsspitzen zu decken. Man wird daher gezwungen, die Belastung der Verbrennungskraftmaschinen schwanken zu lassen, wodurch deren Brennstoffverbrauch wächst, weshalb die Anlage nicht mit der erstrebenswerten höchsten Wirtschaftlichkeit arbeiten kann.
Von den auf den Zeichnungen dargestellten Fig. 1-5 dient Fig. 1 dazu, die oben erwähnten Verhältnisse klarzulegen, während die Fig. 2-4 verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zur Darstellung bringen. Fig. 5 veranschaulicht ein Verfahren zum Treiben der Anlage, das von demjenigen nach Fig. 1 abweicht. Nimmt man an, dass eine Verbrennungskraftmaschine mit 24% Wirkungsgrad
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PS.-Std. aus den Abgasen der Maschinen weitere 0.2 PS.-Std. herausgeholt werden können. Wenn also die Abgase auf diese Weise ausgenutzt werden, ergibt sich eine Erhöhung der Krafterzeugung um etwa 20%. Da der Mittelwert der Spitzenbelastung gewöhnlich bei diesem Wert liegt, wird es möglich-wenn man die von den Gasen erzeugte Leistung ausnutzt-die Maschinen mit der höchst möglichen Wirtschaftlichkeit zu betreiben.
In Fig. 1 ist ein Be1astungsdiagramm einer derartigen Anlage dargestellt. In diesem Diagramm ist als Abszisse die Zeit, als Ordinate der Leistungsbedarf aufgetragen. Die Linie a zeigt die Grundbelastung ; zu dieser Leistung ist die durch Ausnutzung der Abgase gewonnene Leistung addiert, wodurch die Linie b erhalten worden ist.
Der Gesamtleistungsbedarf der Anlage ist dargestellt durch die Kurve c. Wie aus dem Diagramm hervorgeht, sind bedeutende Spitzen über der Linie b vorhanden, die entweder durch Zusatzenergie oder durch Uberbelastung gedeckt werden müssen. In beiden Fällen wird die Wirt-
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kungen der Belastung können in diesem Falle in eine Hauptsehwankung. in Fig. 5 mit f bezeichnet, und eine über dieser gelagerte Schwankung mit grossen Amplituden, aber mit kleinerer Schwingungzahl, in dieser Figur mit g bezeichnet, aufgeteilt werden. In solchen Fällen sollen die Verbrennungskraftmaschine derart betrieben werden, dass sie die Grundbelastung, z.
B. in Fig. 5 mit k bezeichnet, aufnehmen, während die Dampfmaschinen die Belastungssehwankungen nach der Linie g aufnehmen.
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oder ein anderes Instrument, das z. B. den Druck, die Temperatur des Speichers oder mit anderen Worten seinen Ladezustand angibt, angebracht und der Maschinist regelt die Belastung der Gasmaschinen nach diesem Instrument.
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so wird der Speicher aufgeladen, und wenn er sich seinem vollständig aufgeladenen Zustand, d. h. dem oberen Grenzwert nähert, soll der Machinist entweder die Belastung aller Gasmaschinen vermindern bzw. einen oder mehreren derselben abstellen, so dass die Grundbelastung immer durch diese Maschinen aufgenommen wird, während die Dampfmaschinen die Spitzenbelastung aufnehmen.
Sollte dagegen der Ladezustand des Speichers sich dem unteren Grenzwert nähern (wie z. B. in Fig. 5 im Zeitmoment k angenommen ist), d. h. die Mittelbelastung der Anlage erhöht werden, so soll der Machinist die Belastung der Gasmaschinen steigern bzw. weitere Maschinen einschalten.
Wird die Anlage in dieser Weise betrieben, so werden die Gasmaschinen immer den langsamen Schwankungen folgen, während die Dampfmaschinen gemäss den Schwankungen nach der Linie g arbeiten.
Da nun die Schwankungen nach der Linie f meistens Zeitintervalle von Tagen aufweisen, ist es klar. dass die Gasmaschinen im wesentlichen mit konstanten Belastungen arbeiten. Durch diese Arbeitsweise wird erreicht, dass der Speicher kleiner bemessen werden kann als er ausgeführt werden müsste, wenn er auch die Schwankungen nach der Linie/* ausgleichen sollte. Es wird hierdurch möglich, die
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