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Kolbenloser Druckwasserakkumulator Es sind bereits kolbenlose Druckwasserakkumulatoren
für Kraftübertragungsanlagen bekannt, bei denen die Belastung durch Druckgas erfolgt,
das auf die Oberfläche der im Akkumulator befindlichen Flüssigkeit wirkt. Ganz gleichgültig,
ob als Druckgas Luft oder ein neutrales Gas einwirkt, es entstehen immer Druckschwankungen,
die durch die Volumenänderung des Druckgases hervorgerufen werden. Abgesehen davon
mufi man Vorsorge treffen, da8 Teile des Druckgases nicht von der Druckflüssigkeit
absorbiert werden, um Schädigungen der Arbeitsmaschinen zu vermeiden.
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Die Erfindung will alle diese Mängel vermeiden, und zwar geschieht
dies durch eine Vorrichtung, die den oberen Teil der im Speichergefäß befindlichen
Druckflüssigkeit auf eine derart hohe Temperatur erhitzt, daß der hierbei jeweils
erzeugte Dampfdruck im Raum oberhalb der Speicherflüssigkeit die Ausgleichsbelastung
entsprechend dem Verbrauch an Druckflüssigkeit bildet. Mit einer derartigen Einrichtung
erreicht man, daß beim Absinken der Druckflüssigkeit durch sofortige Nachverdampfung
des oberen Teiles der Flüssigkeit der Dampfraum mit Dampf nachgefüllt wird, ohne
daß ein praktisch ins Gewicht fallender Abfall des Dampfdruckes entsteht. Beim Steigen
der Druckflüssigkeit wird der überschüssige Dampf in der Flüssigkeit aufgenommen.
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Um den gewünschten Erfolg sicherzustellen, darf nur der obere Teil
der Druckflüssigkeit erhitzt werden. Dies wird zweckmäßig durch eine in den Speicher
eingebaute Heizung erreicht, deren Leistung von der Temperatur des erhitzten Wassers
bzw. dem Druck des Dampfes gesteuert wird.
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Vorteilhaft ist es, wenn der erhitzte Teil der Druckflüssigkeit von
der kalten Gebrauchsflüssigkeit im Speicher getrennt bleibt. Dies kann man erreichen,
indem man zur Dampfbildung im Speicher eine von der Druckflüssigkeit spezifisch
abweichende Flüssigkeit verwendet.
Man kann auch zwischen der heißen
und kalten Flüssigkeit einen kolbenähnlichen Schwimmer anordnen, der die Flüssigkeiten
getrennt hält, aber an den Bewegungen der Flüssigkeit teilnimmt.
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In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine Akkumulatoreinrichtung für Druckflüssigkeit
mit Erhitzungseinrichtuiz im Akkumulatorgefäß, Fig. 2 einen Akkumulator mit mittlerer
Erhitzungseinrichtung und unterhalb der letzteren angeordnetem Mittel zum @'erbincierii
der Mischung der Flüssigkeit und Fig. 3 eine:'lklzuinulatoranlage mit besonderem
Erhitzer für den oberen Teil der im Speicher gesammelten Flüssigkeit.
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Der kolbenlose Druckwasserakkumulator besteht aus dem Gefäß i, in
welches die Druckflüssigkeit durch eine Pumpe 2 über die Leitung 3 gefördert -wird.
Die Leitung 3 führt auch zu dem Verteiler d. des Verbrauchernetzes 5. Der Akkumulator
i besitzt vorteilhaft etwa auf halber Höhe eine Heizvorrichtung 6, die zweckmäßig
so eingerichtet ist, daß sie ihre Wärme nur nach oben abgibt. Der Brenner 7 o. dgl.
dieser Heizvorrichtung kann durch ein Ventil 8 gesteuert werden. Tritt an die Stelle
des Brenners 7_ beispielsweise eine elektrische Heizeinrichtung, so wird das Ventil
8 sinngemäß durch einen Schalter ersetzt. Das Ventil 8 bzw. der Schalter wird durch
Thermostaten g bzw. 1o beeinflußt, von denen der erstere durch die Temperatur oder
den Druck des Dampfes oberhalb der Flüssigkeit und der zweite durch heiße Flüssigkeit
selbst beeinflußt wird.
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Die Füllung des Akkumulators i wird durch den zweckmäßig als Schwimmer
i i ausgebildeten Regler gesteuert, der auf die Leistung der Pumpe 2 einwirkt. Auch
hierfür kann jede andere geeignete Vorrichtung benutzt werden. Im allgemeinen wird
der Norinalflüssigkeitsstand bei 12 im Speichergefäß 1 gehalten, und ein Sicherheitsventil
17 sorgt für die nötige Sicherung des Gefäßes bei unzulässigen Drucksteigerungen.
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Gemäß Fig. 2 ist unterhalb der Heizv orrichtung 6 in dem Akkumulator
i eine Einrichtung 13 vorgesehen, welche ein Mischen der hocherhitzten Flüssigkeit
mit der kälteren Flüssigkeit verhindert.
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Gemäß Fig. 3 ist die Heizvorrichtung 6 in einem besonderen Gefäß i«
untergebracht, von dessen Boden 14 eine Leitung 15 zu dem oberen Ende des Akkumulators
i führt. Wird in diesem Falle in dem Gefäß iu eine von der eigentlichen Druckflüssigkeit
abweichende Flüssigkeit angewendet, die erhitzt wird, so kann man die Mischung der
beiden Flüssigkeiten in dem Gefäß i dadurch verhindern, daß in diesem ein kolbenartiger
Schwimmer i6 zwischen den beiden Flüssigkeiten eingeschaltet wird, dessen Gewicht
gegenüber den leiden Flüssigkeiten vollkommen ausgeglichen ist. Mechanische Beanspruchungen
hat dieser Kolben 16 nicht zu übertragen, da auf beiden Seiten der gleiche Druck
besteht.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: In der bei Druckwasserkraftiibertragungsanlagen
üblichen Weise wird die 1-)rucl-zflüssigkeit durch Pumpe :2 auf dien gewünschten
Druck gebracht und den Verbraucherstellen 5 Z,
leitet. Entsprechend dem verschieden
starken Druckflüssigkeitsverbrauch ist bei solchen Anlagen ein Akkumulator eingeschaltet,
der die Schwankungen der Druckentnahme auszugleichen gestattet.
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Im vorliegenden Falle wird die Flüssigkeit in den Akkumulator i gedrückt.
Die Belastung der Speicherflüssigkeit erfolgt dadurch, daß ein Teil derselben durch
die Heizvorriclitung 6 auf die Verdarnpfungsteinperatur der Flüssigkeit gebracht
wird, die dem iin Speicher befindlichen normalen Preßdruck entspricht. Es wird sich
also der obere Teil des Bchülters, soweit er keine Flüssigkeit enthält, mit Dampf
von einer Spannung und Temperatur füllen, welche dem Druck des Speicherwassers entspricht.
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Sinkt infolge stärkeren Verbrauches an Preßwasser nicht nur der Wasserspiegel,
sondern auch der Druck etwas, so ruft dies eine sofortige Nachverdampfung der Flüssigkeit
hervor, durch die sofort ein weitgehender Druckausgleich im Behälter entsteht, dergestalt,
daß der Druck der Flüssigkeit nur in unerheblichem :Maße absinkt.
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Aber auch dieses Absinken wird wieder ausgeglichen, indem die Thermostaten
p bzw. io ansprechen und damit die Reizvorrichtung 6 zur stärkeren Wirkung bringen.
Die hierdurch bedingte stärkere Dampfbildung bringt den Druck wieder auf die gewünschte
Höhe und ersetzt die der Flüssigkeit bei der Nachverdampfung entzogene Wärme. Entsprechend
dein Absinken des Flüssigkeitsspiegels i2 wird auch durch den Regler 11 die Pumpe
beeinflußt, so daß auch sie stärker fördert.
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Läßt nun die über dem Normalverbrauch liegende Druckflüssigkeitsentnahme
nach, so steigt der Wasserspiegel 12 wieder, und damit steigt infolge Verkleinerung
des Dampfraumes der Druck in diesem, so daß der Druck des Dampfes höher liegt, als
der Verdampfungstemperatur . des Wassers entspricht. Damit schlägt sich der Dampf
wieder in der Druckflüssigkeit nieder. Da bei
Erreichen einer bestimmten
Dampftemperatur die Thermostaten 9 bzw. io entsprechend wirksam werden, so läßt
auch die Reizung6 nach, so daß wieder der Normalzustand im Akkumulator i erreicht
wird.
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In den Fällen, in denen die Temperatur der Druckflüssigkeit im oberen
Teil des Speichers vom Verbrauchsnetz ferngehalten werden soll, muß die Anordnung
gemäß Fig. 2 bzw. -3 angewendet werden. Bei der ersteren wird der Übertritt der
heißen Flüssigkeit durch die Schichtung begünstigende Einrichtungen innerhalb des
Speichers gesichert. Dies kann durch Anwendung eines großen Wasserraumes unterhalb
der Heizung 6 geschehen oder indem unterhalb -der Heizung 6 die Mischung der Flüssigkeit
verhindernde Mittel 13 angewendet werden. Dieses Mittel kann ,ein Kolben
sein, wie @er in Fig. 3 angedeutet ist.
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Wenn die zur Verfügung stehende Bauhöhe sehr gering ist oder zwei
verschiedene Flüssigkeiten, z. B. Öl und Wasser, ange"vendet werden, so wird zur
Beheizung ein besondres Gefäß i" (Fig. 3) angewendet werden. Dabei ist für zwei
verschiedene Flüssigkeiten in dem Behälter i ein die Flüssigkeit trennender Kolben
16 benutzt. Im übrigen arbeiten die beiden Einrichtungen nach Fig. 2 und 3 in der
gleichen Weise wie die Einrichtung nach Fig. i.