CH130772A - Kraftmaschinenanlage zur Elektrizitätserzeugung. - Google Patents

Description

      Kraftmaschinenanlage    zur Elektrizitätserzeugung.    Die     ±ür    die     Belieferun--    eines elektrischen  <B>z2</B>  Leitungsnetzes dienenden     Kraft-anlagen    lei  den sämtliche an einem schlechten Be  lastungsfaktor. Im Durchschnitt sind diese  Anlagen nur mit<B>25</B>     '/o    der dem Ausbau der  Anlage entsprechenden Belastungsmöglich  keit im     Bei-rieb.    Der Preis der Kilowatt  stunde wird dadurch so sehr mit Zins be  lastet,     dass    dieser     Ziiisenlast    gegenüber die  Betriebskosten und die Kosten des Brenn  stoffverbrauches zurücktreten.

   Der auf eine  Kilowattstunde entfallende     Zinsenteil    ist nur       verrin-,erbar    durch stärkere. am besten durch  volle Ausnutzung der Anlage.  



       Die    Erfindung bezieht sich nun auf eine       Kraftmaschinenanla--e    zur Elektrizitätser  zeugung. Gemäss der Erfindung ist die       Enercieabgabe    der     Anlaue    in der Weise     ver-          zwe_          Igt,        dass    in dem einen Zweig eine zum  Beispiel parallel zur     Energgieabgabe    an das  Netz geschaltet, druckfeste     Zersetzerbatterie          ,;

  iigeordnet    ist, welche die von den     übri    en  <B>9</B>  Zweigen nicht abgenommene Energie in    der     Verbrennungswärme    des verdichteten  Wasserstoffes aufspeichert.  



  Der Vorschlag, bei normalem Druck ar  beitende     Zersetzer    zu verwenden, erscheint  aus technischen und wirtschaftlichen Grün  den praktisch nicht angängig. Die     Zersetzer-          anlage    würde einen viel zu grossen Raum  und zu viel Wartung benötigen, um aus  führbar zu sein. Werden dagegen druckfeste       Zersetzerbatterien    verwendet, so entstehen  die Gase,     und    zwar ohne Mehraufwand an  Energie, unmittelbar durch die Elektrolyse  mit einem sehr hohen Druck (falls dies er  wünscht ist.' mit<B>1,000</B>     Atin.    und darüber),  also mit einem so kleinen Volumen, wie  es für die praktische Verwertung der Gase  wirtschaftlich notwendig ist.

   Die     Druck-          7ersetzer-Batterien    beanspruchen einen so  kleinen Raum,     dass    sie in jeder Kraftzentrale  oder einem praktisch ausführbaren Anbau  derselben untergebracht werden können. Die       Zersetzer        beanspruclien    nur sehr geringe  Wartung.

        Durch Vollausnutzung der     Kraftma-          schinen-Anlagen    mittelst zum Netz parallel  geschalteter     Druchzersetzer    kann noch ein  besonderer Vorteil erreicht werden, der sich  namentlich bei solchen Kraftanlagen geltend  machen kann, denen, wie den Wind- oder       Wasser-Kraftwerken,    eine unstetige, jedoch       ineist.    im     Überschuss        vorhandeneEneroJemenge     für die Ausnutzung zur Verfügung steht.

    Bei solchen Anlagen, aber auch ganz all  gemein bei allen Kraftanlagen, die voll aus  genutzt werden, würde es sonst nur unter  Zuhilfenahme umständlicher     Regelvorrieh-          tungen    möglich sein, die jeweils vorhandene  Energiemenge möglichst vollkommen auszu  nutzen und trotzdem die Spannung des von  der Anlage gespeisten Netzes möglichst  gleichbleibend zu erhalten.  



  Wird nun eine     druckfeste        elehtrolytische          Zersetzerbatterie    parallel zum Netz ge  schaltet, so ergibt sich der Vorteil,     dass    die  kostspieligen Regelanlagen für die     Kraft-          maschinenanlage    gänzlich fortfallen können,  da die parallel geschaltete Batterie selbst den  einfachsten Spannungsregler bildet und stets  der Dynamomaschine die zur Zersetzung not  wendige Spannung (zuzüglich des Wider  standsverlustes in der     Leituno#    zwischen den  Klemmen der Dynamomaschine und der     Zer-          setzerbatterie)    aufzwingt, gleichgültig,

       wel.-          ehe    Umlaufzahl die Dynamomaschine, also  auch die sie treibende Kraftmaschine hat.  



  Die     Druckzersetzerbatterie        hat    nämlich  die Eigenschaft,     dass    ihre Spannung ober  halb eines gewissen     Belastungsbetragoes    nur  sehr     wenio,    steigt.<B>-</B> So kann ein     Zersetzer     beispielsweise die vierfache Strommenge auf  nehmen,

   ohne     dass    die Zersetzungsspannung  etwa um mehr als<B>5</B>     '/o        steir4.    Demzufolge  kann also auch bei der angegebenen     Pa-          ralleIschaltung    die Spannung des Netzes     siüh     nicht mehr als um etwa<B>5</B>     '/o    steigern, selbst  wenn ein Unterschied von 400<B>%</B> zwischen der  erzeugten -und der vom Netz aufgenommenen  Leistung auftritt,. Die Dynamomaschine  wird zweckmässig so gewählt,     dass    mit     stei-          gender,Stromstärke    die Spannung bei gleich  bleibender Drehzahl sinkt.

      Drei der zahlreichen möglichen Aus  führungsformen des Erfindungsgedankens  sind schematisch als Beispiele auf der Zeich  nung veranschaulicht.  



       Fig.   <B>1</B> zeigt eine     einfaehe    Gleichstrom  anlage,     während-          Fig.    2 und<B>3</B> zwei. verschiedene Anord  nungen bei Kraftanlagen mit Wechselstrom  netzen veranschaulichen.  



  Eine beliebige     Kraftmasehine    a treibt     in     dem Beispiel der     Fig.   <B>1</B> eine     Gleichstrom-          Dynamomaschine    e     a-ii,    die das Gleichstrom  netz<B>b</B> mit Strom versorgt. Parallel zu die  sem Netz<B>b</B> ist ein Stromkreis abgezweigt,  welcher die     Druckzersetzer   <B>d</B> speist. Der  jeweils im Netz nicht zum Verbrauch kom  mende Strom wird durch diese Batterie<B>d</B> zur  Zersetzung von Wasser verbraucht. Die  Elektroden der einzelnen     Zersetzer    sind.

    schon     Liin    eine bequeme     Zuselialtung    zu der  normalen Netzspannung zu ermöglichen, hin  tereinander geschaltet. Die einzelnen     Druck-          zersetzer    sind, wie dargestellt, zweckmässig  gleichfalls hintereinander geschaltet. Die  erzeugten Druckgase können gesammelt und  zu beliebigen, Zwecken verwendet werden.  



       ,-ffä,ufi"er    ist der für     Fig.   <B>92</B> und<B>3</B> ange  nommene Fall,     dass    die Kraftmaschine a  einen     Wechselstromgenerator   <B>f</B> antreibt, der  auf das Netz     c    arbeitet.  



  In dem Beispiel der     Fig.    2 ist die Kraft  maschine a. ausser mit der     Wechselstiom-          masehine   <B>f</B> unmittelbar mit einer     Gleich-          strommase,hine    e gekuppelt, die ihren Strom       aii,die        Zersetzer   <B>d</B> abgibt. In diesem Beispiel  sind beide elektrischen Maschinen<I>e,<B>f</B></I> gleich  stark gewählt. Jede hat die gleiche Leistung  wie die, Kraftmaschine a selbst.

   Die Erre  gung der     Gleichstromma.schine    e wird nun  <B>g</B>  durch die Spannung des Netzes<B>c</B>     beeinflusst,     derart,     dass,    wenn die Spannung des     Dreh-          stromgeneiafors   <B>f</B> steigt, weil das Netz<B>c</B>       wenio,er    Strom verbraucht, die     Kraftlinien-          zahl    in den Polen der     Gleiehstrommaschine   <B>e</B>       durchErhöhungihrerErregerspannung        gleieh-          falls    .steigt.

   Damit erhöht-. sieh bei     t-Dieieli-          bleibender    Drehzahl die     Kraftlinien-Schnitt-          zahl    und hierdurch die Spannung der Gleich-           biroliiinaschine.    Diese gibt also grössere       Strommencen    an den     Zersetzer    ab.

   Zum  Zwecke einer solchen Regelung sind gemäss       Fig.    2 die Erregerspulen!<B>A</B> und i der beiden  Maschinen<I>e,<B>f</B></I> parallel an eine     Erreger-          inaschine    in, gelegt, und zwar unter     Zwi-          schenschaftung    des Widerstandes eines     übli-          ehen    Spannungsreglers<B>g.</B> Schwankungen in  der     Belastun-#    des Netzes     c    beeinflussen den       t#     Regler<B>g</B> und damit die Erregung h und     i     derart,     dass    die Summe der Leistungen der  beiden Generatoren<I>e,

  <B>f</B></I> stets gleich bleibt.  Wenn die Charakteristik des     Zersetzers    be  kannt ist, so lassen sich die     Wichlungen    zur  Gleichhaltung der     Crpsamtleistun(r        crenau    be  rechnen.  



  Die Übertragung der     Drehstrornspannung          cles    Netzes     c    und deren Änderung auf die       Gleielistrom-Felderregung   <B>h,</B> kann auch mit  Hilfe eines     Gleichriehters    geschehen oder       #4nes        Kommutators,    der als Kollektor an der       1)reli-#4.rom-Dynit,mom-,i-sahine    angebracht ist,  oder auch unmittelbar an der Erreger  maschine in, der     Drehstromseite;

      das heisst,       es    wird eine besondere Erregermaschine, für  die     Gleielistrommaschine    e vorgesehen, die,  unmittelbar mit der     Drehstrommaschine    ver  bunden,     deren,Spannung    bekommt wenn man  nicht die Erregermaschine der     Drehstrom-          Inasehinn   <B>f</B> unmittelbar in dieser Art be  nutzen will.  



       Fic.39        zeicrt    als Beispiel den Fall,     dass          r,   <B>C</B>  die     Kraftmasehine        ledi(Ylic'h    einen Wechsel  n       stronigenerator   <B>f</B> antreibt, also nur Wechsel  strom     für    das Netz c erzeugt wird.

   Der       ('x-Ieieli:,from    für die     Druckzersetzer   <B>d</B> wird  in diesem Falle dadurch hergestellt,     dass    ein  parallel zum Netz     c,angeschlossenerWechsel-          strommotor        1-,    eine,     Gleieb-trom-Dynamo-          masehine   <B>c</B> antreibt, deren     8trom    den     Zer-          setzern   <B>b</B> zufliesst.

       Die    Erregung dieser       Gleichstrom-Dynamo    e wird von     demWech-          selstroninelz        beeinflusst.    Steigt zum Beispiel  die     Behistung    im Netz<B>e,</B> dann wird vom  Netz     au##        die    Erregung der     Gleichstrom-          niasehine    e geschwächt, so     dass    mehr Strom in  (las Netz     -,ehen    kann.

   Die, Erregung<B>A</B> der  Gleichstrommaschine wird in dem Beispiel    der     Fig.   <B>3</B> in einfacher Weise dadurch vom  Netz     beeinflusst,        dass    zwischen Netz und     Er-          regerwieklung    ein     Gleielirieliter   <B>1</B> einge  schaltet ist. Es könnte auch statt dessen die  Erregung der Gleichstrommaschine von der  Erregung der     Wechselstrommaschine    ab  geleitet sein.  



  ,Statt dieses parallel geschalteten und  ,entsprechend erregten     Wechselstrom-Gleich-          strom-Umformers   <B><I>k,</I></B><I> e,</I> könnte auch einfach  ein     Gleichriehter    parallel zum Netz gelegt  sein, dessen Gleichstrom den     Zersetzern   <B>d</B>       zuf    liesst.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kraftinasehinenaulage zur Elektrizitäts. erzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Energieabgabe verzweigt und in den einen Zweig eine druckfeste Zersetzerbatterie geschaltet ist, welche die von den übrigen Zweigen nicht abgenommene Energie in<U>der</U> Verbrennungswärme des verdichteten Wasser stoffes aufspeichert. UNTERANSPRüOEE:

   <B>1.</B> Kraftniaschinenanlage nach Patentan- spruah, dadurch gekennzeichnet, dass pa rallel zu der Energieabgabe an das züi speisende Netz eine Energieabgabe an die buckfeste Zersetzerbatterie geschaltet ist. 2. Kraftina.schinenanlage nach Patentan spruch und Unteranspruch <B>1,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass parallel zu einem Gleichstromnetz die druckfeste Zersetzer- batterie geschaltet ist.

   <B>3.</B> Kraftmaschinenünlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmaschine mit einer Gleichstrom- und einer Wechselstrom-Maschine gekuppelt ist"deren, j#ede gleich der Stärke der Kraft- mas#chine ist, wobei die Gleichstrom maschine auf die Dru#ckzersetzer, die Wechselstrommaseliine auf das Netz ar beitet und beide elektrischen Maschinen so regulieren, dass die Summe ihrer Lei stungen konstant bleibt.

   4. Kraftmaschinen,anlage nach Patentan spruch und T3utera.nspTu.eh <B>3,</B> dadurch ge- kennzeichnet, dass die Erregung der Gleiolistromma,schine vermittelst eines von ,der Spannung des Netzes beeinflussten Reglers in zum Energiebedarf des Netzes entgegengesetztem Sinne geändert wird.

   <B>5.</B> Kraftma.schinen.a.nla"-e na-ch Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines Wechselstromnetzes ein t5 parallel zu diesem gesehafteter Motor eind Gleichstromdynamo antreibt, die den Strom für die Zersetzerbatterie liefert und deren Erregung vom Netz beeinflusst wird.

   <B>6.</B> Kraftmaschinenanlage nach PaIentan- spruch, und Unteranspruch. <B>5,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass die Regelung der Ein- zelleistung'en der elektrischen Maschinen dadurch erfolgt, dass die Spannung des Netzes in entsprechendem Verhältnis der Gleichstrommaschine vermittelst eines Gleichriellters aufgedrückt wird, dessen Gleichstrom zur Felderregung dient.

   <B>7.</B> Kraftmasühinenaulage nach Patentan spruch und Unteranspruth <B>3,</B> da4ureh ge kennzeichnet, (lass die Felilerregung der Gleichstrommaschine von einer Erreger maschine der )ffechselstrommaschine ge- eD nommeii wird.

   <B>8.</B> Kraftmasehinenanlage nach Patentan spruch und Unteranspruch<B>1,</B> mit durch Wechselstrom gespiesenem Netz, dadurch crekennzeip,hu,et, dass der von der KTaft- muschinenünlage erzeugte Wechselstrom vom Netz und einem ihm parallel geschal teten Gleichrichter aufgenommen wird, welch letzterer die Druckzersetzer speist, so dass Gleichrichter und Netz so regu lieren, dass die erzeugte Energie 'konstant bleibt.