AT506353B1 - Strahlverdichterwärmekraftmaschine - Google Patents

Abstract

Strahlverdichterwärmekraftmaschine bei der ein Strahlverdichter (1) in einem Wärmekraftmaschinenkreislauf angeordnet ist, mit Hilfe dessen Treibstrahles ein aus einer Expansionsmaschine (2) austretendes Medium angesaugt und verdichtet werden kann und in einem Sammelgefäß (7) gesammelt wird, von welchem eine Leitung (17) zu einer Pumpe (3) führt und eine weitere Leitung (33) zum Strahlverdichter (1) führen kann.

Description

österreichisches Patentamt AT 506 353 B1 2010-12-15

Beschreibung [0001] Strahlverdichterwärmekraftmaschine, bei der im Wärmekraftmaschinenkreislauf ein Strahlverdichter (Dampfstrahlverdichter, Flüssigkeitsstrahlverdichter) angeordnet ist, mit dessen Treibstrahl ein aus einer Expansionsmaschine austretendes Medium angesaugt und verdichtet wird, wodurch ein Druckabfall zum Ausgang der Expansionsmaschine erreicht werden können soll und das Medium mit Hilfe des Treibstrahles im Strahlrohr wieder verdichtet werden können soll, das nachfolgend, vorzugsweise in einem Sammelgefäß, gesammelt wird, aus dem vom Strahlverdichter über eine Leitung ein Teil eines Mediums rückgeführt werden kann, wodurch ein gleichmäßiger Flüssigkeitsstand im Sammelgefäß erreicht werden soll und somit ein störungsfreier Betrieb der Strahlverdichterwärmekraftmaschine gewährleistet werden können soll.

[0002] In der Strahlverdichterwärmekraftmaschine wird in einem geschlossenen Kreislauf ein Medium mit Hilfe einer Pumpe/Verdichter (Speisepumpe) zu einem mit einer Wärmequelle verbundenen Wärmetauscher und über eine Abzweigung in ein Strahlrohr beziehungsweise andere nach diesem Prinzip arbeitende Vorrichtung geleitet/gepumpt/verdichtet. Im Strahlrohr wird das Medium über eine Strahldüse mit einem, gegenüber dem Saugdruck erhöhten Druck, zugeführt, wodurch der Saugdampf aus der Expansionsmaschine beschleunigt wird und in der Folge zum Ausgang der Expansionsmaschine ein Druckabfall erreicht werden kann. Im Strahlrohr vermischen sich die Ströme des Saugdampfes und des Strahldampfes, weshalb es, im Bereich des Ausganges des Strahlrohres, zu einer Druckerhöhung kommt. (Die Expansionsdüse bzw. Strahldüse kann hierbei nach dem Prinzip der Venturi- Düse, auch bekannt als Venturi-Rohr, oder anderen Vorrichtung mit der gleichen Funktion, ausgeführt sein). Um den Effekt des Strahlverdichters zu verstärken, können auch mehrere Strahlverdichter nacheinander gereiht sein, wobei über eine Leitung ein Teil des dampfförmigen Mediums durch den im Strahlverdichter erzeugten Unterdrück aus einem Sammelgefäß und/oder auch Kühler, der auch zugleich als Sammler dienen kann, angesaugt werden kann. In einem Sammelgefäß soll das flüssige Medium von etwaigen Dampfblasen, bzw. die Flüssigkeit vom Dampf weitestgehend getrennt werden. Durch die Trennung des flüssigen Mediums von den Dampfblasen soll der Energieaufwand für die Pumpe/Verdichter (Speisepumpe) möglichst gering gehalten werden, beziehungsweise eine gleichmäßige Pumpleistung erreicht werden. Zudem soll der Energieaufwand für die Unterkühlung des Mediums, bzw. die Energieabfuhr über eine Wärmesenke bzw. einen Kühler, durch diese Anordnung möglichst gering gehalten werden können.

[0003] In der Schrift WO 96/0173 wird ein Niedertemperaturmotor, Tieftemperaturmotor bzw. eine Kältekraftexpansionsmaschine beschrieben, bei der über eine Pumpe (Speisepumpe) durch ein oder mehrere Druckventile ein Fluid in einen Wärmetauscher oder Verdampfer (Wärmequelle) gepumpt wird. Anschließend strömt das erwärmte Gas durch eine regelbare Düse oder ein Drosselorgan in eine Entspannungsexpansionsmaschine die Arbeit leistet. Nach dem Durchströmen der Expansionsmaschine gelangt das Gas durch eine nochmalige Entspannungsvorrichtung und eine nachfolgende Leitung in ein Flüssigkeitssammelgefäß, wobei hierzu noch eine Kurschlussleitung vor und nach der Entspannungsexpansionsmaschine mit einem Umleitungsventil vorgesehen ist. Es ist auch noch eine weitere Abzweigung nach der (Speisepumpe) vorgesehen.

[0004] In der Offenlegungsschrift DE 3327838A1 (Dampfkraftmaschinen- Kreisprozess zur vollständigen Umwandlung von Wärme in mechanische Arbeit, insbesondere für Wärmekraftmaschinen (Fossil- und Kernkraftwerke) wird ein Dampfkraftmaschinenkreisprozess beschrieben, bei dem der zu kondensierende Abdampf mit Hilfe der im Abdampfstrahl gespeicherten kinetischen Energie mittels des Joule-Thomson- Effektes zur teilweisen Kondensation gebracht wird und der nicht kondensierende Restdampfanteil mit einer zum Kreisprozess parallel betriebenen Wärmepumpe auf eine Temperatur über der Temperatur des bereits kondensierten Abdampfanteils angehoben und die Kondensationswärme (vom Restdampfanteil) auf das Kondensat des zuvor kondensierenden Abdampfanteils übertragen wird. Hierzu wird die kinetische Energie des aus der Turbine oder Expansionsmaschine ausströmenden Abdampfes dazu genutzt mit Hilfe des Abdampfes durch eine Düse mit einer Saugkammer einen Unterdrück zu 1/8 österreichisches Patentamt AT 506 353 B1 2010-12-15 erreichen und ein Medium nach dessen Verdichtung und Drosselung nach dem (Joule - Thomson - Effekt) und dessen Entspannung in einem Verdampfer zur Verflüssigung des Abdampfes der Wärmekraftmaschine anzusaugen und durch einen Diffuser zur weiteren Abkühlung des Dampfes zu leiten, wofür ein gewisser Vordruck des Abdampfes nach einer Turbine oder Expansionsmaschine nötig ist.

[0005] In der Schrift EP 0014630 wird eine thermodynamische Expansionsmaschine bzw. Kälteexpansionsmaschine beschrieben.

[0006] In der Veröffentlichungsschrift AT 502 366 A1 wird eine Niedertemperaturwärmekraftmaschine mit verschiedenen, schematischen Ausführungsformen zur Eingrenzung möglicher Einsatzzwecke beschrieben, bei der ein nach dem Prinzip der Wärmepumpe arbeitender Prozess so integriert ist, dass ein Medium durch Druckererhöhung direkt in eine Volumenmindervorrichtung expandiert wird und somit eine zusätzliche Abkühlung des Mediums erreicht werden soll, wobei die Expansionsdüse als Venturi Düse ausgeführt sein kann, bei dessen Ausgang ein Turbinenrad angeordnet sein kann, welches eine Pumpvorrichtung antreibt die den Druck vor der Rückführpumpe erhöht und so den Energieaufwand zur Rückführung des Mediums im Kreislauf reduziert und die Verdichtungswärme in das System wieder eingebracht wird oder aus dem System abgeführt werden kann. Zur weiteren Erhöhung des Wirkungsgrades sind verschiedene Zusatzeinrichtungen wie: Kapillarkörper, Katalysatoren und halbdurchlässige Membranen usw. die wahlweise im System integriert sein können angeführt. Die Expansionsdüse kann nach dem Prinzip der Venturi- Düse (auch bekannt als Venturi-Rohr) oder anderen Vorrichtung mit dem gleichen Effekt ausgeführt sein, wodurch eine zusätzliche Druckabsenkung nach dem Austritt des Arbeitsmediums aus der Expansionsmaschine erreicht werden können soll. In einer weiteren Ausführungsform wird die Energie des expandierenden Gases nach der Expansionsvorrichtung dazu genutzt ein Turbinenrad anzutreiben, welches wiederum mit einer Pumpvorrichtung gekoppelt sein kann. Durch diese Energieumwandlungseinrichtung soll ein gegenüber herkömmlichen Wärmekraftmaschinen erhöhten Wirkungsgrad erreicht werden. Als Grundlage zur Umsetzung der Energie soll das Prinzip einer Wärmekraftmaschine dienen, in welcher ein Prozess nach dem Wärmepumpenprinzip integriert ist, bei dem ein Medium verdichtet wird und in eine Volumenmindervorrichtung expandiert wird wodurch eine zusätzliche Abkühlung des Mediums erreicht werden soll. Die Verdichtungswärme zur Druckerhöhung des Mediums vor der Expansionsdüse soll dem System über Wärmetauscher wieder zugeführt werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus dieser Veröffentlichungsschrift wird dem System von außen über einen oder mehrere Wärmetauscher Energie zugeführt, wodurch das Medium expandiert und eine Energieumwandlungsvorrichtung antreibt. Das Medium entspannt sich nach der Energieumwandlungsvorrichtung und wird über einen Rückführverdichter wieder zurück gepumpt. Über den Rückführverdichter gelangt ein Teil des Mediums zum Erhitzer und in der Folge zu der Energieumwandlungsvorrichtung. Zugleich wird von dem oder den Rückführverdichter/n oder Zusatzverdichter/n das Medium in eine Volumenmindervorrichtung expandiert.

[0007] Die Expansionsvorrichtung die als Kondensator ausgeführt ist kann hierbei nach dem Prinzip der Venturi-Düse arbeiten. Die Volumenmindervorrichtung kann auch als Strahlverdichter ausgeführt sein. Das Medium soll auch in Dampf- bzw. gasförmigem Zustand wieder zurück gepumpt werden können. Für eine zusätzliche Erhöhung des Wirkungsgrades der Niedertemperaturwärmekraftmaschine können wahlweise zusätzliche Kapillarkörper, halbdurchlässige Membranen, Katalysatoren und Regeneratoren, einzeln oder gemeinsam im Wärmepumpenkreislauf und/oder Wärmekraftmaschinenkreislauf miteinander kombiniert sein. Des Weiteren kann diese Maschine auch zusätzlich oder alleine als Ab- bzw. Adsorptionswärmekraftmaschine arbeiten. Hierbei ist die Volumenmindervorrichtung bzw. der Erhitzer als Ab- bzw. Adsorptionsvorrichtung ausgeführt, welche durch Energieentzug und Energiezufuhr ein Arbeitsmedium aufnimmt oder ausstößt, wobei dieses System mit dem Wärmepumpenprozess und der Energierückgewinnung nach der Expansionsvorrichtung durch ein Turbinenrad oder ähnliche Vorrichtung kombiniert sein kann. Insbesondere bei Verwendung von Stoffgemischen sollen in das System integrierte Katalysatoren die Änderung des Aggregatzustandes begünstigen. Membra- 2/8 österreichisches Patentamt AT 506 353 B1 2010-12-15 nen sollen das flüssige Medium vom gasförmigen Medium trennen. Kapillarkörper sollen dazu dienen, das Medium durch deren Kapillarkräfte anzuziehen. Werden die Kapillarkörper in einem sich erweiternden Bereich erhitzt wird von einer leichten Druckerhöhung ausgegangen, wodurch der Energieaufwand zum Rückführen des Mediums von der Volumenmindervorrichtung zum Erhitzer reduziert werden können soll. Dadurch, dass bei der Niedertemperaturwärmekraftmaschine mit sehr niedrigen Temperaturen gearbeitet werden können soll, sollen über diesen Kreislauf Aggregate, wie der Generator und die Nebenaggregate gekühlt werden, wodurch sich der Wirkungsgrad des Generators und der Nebenaggregate erhöhen soll. Zudem soll die Möglichkeit bestehen die Abwärme des Generators und der Nebenaggregate in das System einzubringen. Der Rückführverdichter kann mehrstufig ausgebildet sein, wobei eine Stufe dazu dient das Medium von der Volumenmindervorrichtung zurück zum Wärmetauscher zu pumpen und in der zweiten Stufe das Medium unter erhöhtem Druck über den nach dem Prinzip einer Wärmepumpe arbeitenden Kreislauf über die Expansionsvorrichtung in die Volumenmindervorrichtung expandiert wird. Kapillarkörper sollen im System die Aufgabe übernehmen flüssiges Medium durch die Kapillarkräfte anzuziehen und anschließend über eine sich erweiternden Ausgang welcher beheizt ist wieder auszustoßen wodurch ein Pumpeffekt erreicht werden soll. Katalysatoren sollten insbesondere bei Einsatz von Stoffgemischen eine raschere Änderung des Aggregatzustandes bewirken. Zusätzlich können beliebig Regeneratoren und Economiser wahlweise im System integriert sein. Möglich wäre es auch, dass bei Einsatz von Solarpanelen als Energiequelle diese direkt vom Arbeitsmedium durchströmt werden, wodurch keine Zwischenkreisläufe benötigt würden und so die Sonnenenergie nach Umwandlung in thermische Energie im Sonnenkollektor direkt zum Antrieb der Niedertemperaturwärmekraftmaschine eingesetzt werden können soll. Als mögliche Arbeitsmedien werden: Kohlendioxid C02, Ethan C2H6, Propan C3H8, Isobutan C4HIO, Methylchlorid CH3CI, Ethylchlorid C2H5C, Methylether C2H60, Ethylether C4HIOO Wasser H20, Ammoniak NID sowie RH CC13F, R12, CCI2F2, R22, HCCIF2, R114, C2C12F4, R13. CF3-CH2F, R404a. R507, R410, R407C, R290, R1270, R717, RU3, RU4, R1I50, F12, R123, , R1270, R13, R134a, R14, R14, R152, R170, R21. R23, R290, R401a, R401 b, R401C, R402A, R402B, R406A, R407A, R407B, R407C, R408A, R409A, R410A, R410B, R50, R500, RS02, R507, R508A, R600, R600A, R717, R718, R728, R729-R732, R740, R744, RC318 und weitere Stoffe und Stoffgemische Verwendung finden, angeführt. Regeneratoren und Economiser können wahlweise integriert sein. Des weiteren werden in dieser Schrift Systeme nach der elektrothermischen Kälteerzeugung und andere Vorrichtung genannt die, die Gesamteffizienz steigern helfen können sollen und die grundsätzliche Einsatzmöglichkeit von festen Stoffen, die durch Sublimation und De-Sublimation den Aggregatzustand ändern, als weitere theoretisch mögliche Arbeitsmedien angeführt.

[0008] Bei der gegenständlichen Strahlverdichterwärmekraftmaschine soll ein gegenüber herkömmlichen Wärmekraftmaschinen erhöhter Wirkungsgrad erreicht werden, indem ein Strahlverdichter und ein angeschlossenes Sammelgefäß so angeordnet sind, dass durch den Strahlverdichter, zum Ausgang der Expansionsmaschine, ein erhöhter Druckabfall erreicht werden kann und im dem Ausgang des Strahlverdichters, folgenden Sammelgefäßes, ein Medium gesammelt und von etwaigen Gasblasen getrennt werden kann, wofür vom Sammelgefäß zum Strahlverdichter eine Rückleitung angeordnet sein kann, wodurch im Sammelgefäß eine weitgehende Verflüssigung des Mediums erreicht werden können soll, womit Gasblasen im Förderstrom vermieden werden sollen, die zu einem Wirkungsgradverlust der Speisepumpe, bis hin zu einem Abreißen des Förderstromes führen können, welche unter Umständen auch Schäden an der Speisepumpe verursachen können. (Zudem sollen mit dem Sammelgefäß auch etwaige Wartungsarbeiten erleichtert und Kältemittelverluste vermieden werden können).

[0009] Mit Hilfe des Treibstrahles des Strahlverdichters kann ein Medium angesaugt und verdichtet werden, das anschließend über eine Leitung in einen nachfolgenden Kühler und ein Sammelgefäß strömt, aus dem über eine Leitung mit Hilfe des Strahlverdichters ein Teil des Dampfes angesaugt werden kann, wodurch ein flüssiges Medium mit einem gleichmäßigen Füllstand im Sammelgefäß bereitgestellt werden können soll, durch welches die Pumpleistung der vorzugsweise Flüssigkeitspumpe nicht beeinträchtigt werden soll und ein störungsfreier Betrieb mit einem möglichst geringen Energieaufwand zur Rückführung des Mediums zum 3/8 österreichisches Patentamt AT 506 353 B1 2010-12-15

Erhitzer, mit Hilfe einer Pumpe, erreicht werden können soll. Dadurch, dass das Sammelgefäß auch als Vorratsbehälter dienen kann soll zudem ein gleichmäßiger Flüssigkeitsstand im Erhitzers erreicht werden können.

[0010] Mit dem Strahlverdichter kann eine höhere Ausgangstemperatur als Eingangstemperatur am Strahlverdichter erreicht werden, da es mit Hilfe des Treibstrahles zu einer Druck- und Temperaturerhöhung im Strahlrohr kommen kann, wodurch die Wärmesenke in der Folge auch für die z. B. Gebäudeheizung, oder auch andere Einsatzbereiche, genutzt werden können soll. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Temperatur an der Wärmesenke, in diesem Fall dem Kühler nach dem Strahlrohr oder auch in einer anderen Anordnung im System, zu niedrig ist. Der zu erwartende energietechnische Nutzen ist bei einem geringen Temperaturhub am größten, da bei geringen Temperaturhüben eine sehr hohe Leistungszahl des Strahlverdichters durch den Wärmepumpeneffekt erreicht werden können soll. In der Strahlrohrwärmekraftmaschine können auch noch wahlweise Economiser und Zusatzwärmetauscher, über die auch von außen Energie zugeführt werden kann, im System integriert sein.

[0011] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der gegenständlichen Technologie wird in das System von außen über einen oder mehrere Wärmetauscher (Wärmequelle), beliebiger Ausführung und Anordnung, Energie zugeführt, wodurch ein Medium expandiert und eine Expansionsmaschine angetrieben werden kann.

[0012] Das Medium entspannt sich nach der Expansionsmaschine und wird vom Strahlverdichter mit Hilfe des Treibstrahles angesaugt, weshalb ein zusätzlicher Druckabfall nach der Expansionsmaschine erreicht werden können soll und die Leistung der Expansionsmaschine erhöht werden können soll, bzw. überhaupt erst eine technische Funktionstüchtigkeit durch die Bereitstellung einer ausreichenden Potentialdifferenz zwischen dem Ein- und Ausgang der Expansionsmaschine erreicht werden können soll.

[0013] Der Treibstrahl gelangt, nach der Pumpe/Verdichter (Speisepumpe) und/oder dem Erhitzer, über, eine oder mehrere Leitung/en, zum Strahlverdichter.

[0014] Dem Treibstrahl kann über zusätzliche Wärmetauscher weitere Energie von außen zugeführt werden, wodurch auch ein Anteil von Umweltwärme, zum Beispiel über Luftwärmetauscher, in das System eingebracht werden können soll.

[0015] Nach dem Strahlverdichter ist vorzugsweise ein Sammer bzw. Verflüssiger angeordnet aus welchem in einer der möglichen Ausführungsformen überschüssiger Dampf wieder in den Strahlverdichter, entweder nach der Expansionsmaschine oder direkt in den Strahlverdichter, an einer Stelle wo gegenüber den Druck im Sammelgefäß bzw. Verflüssiger ein Unterdrück herrscht, angesaugt werden kann.

[0016] Die Treibdüse des Strahlrohres kann auch nach dem Prinzip der Venturi- Düse ausgebildet sein. Ein Medium durchströmt hierbei eine Düse, wodurch sich der Druck in einem Rohr, bzw. der im Fluid herrschende statische und dynamische Druck verändert. An der engsten Stelle ist der dynamische Druck (Staudruck) maximal, womit gegenüber dem Saugdampf ein starker Unterdrück erreicht werden kann. Im Strahlverdichter wird die kinetische Energie des Treibstromes (dampf- flüssig oder gasförmig) auf das zu verdichtende Medium durch Impulsaustauschvorgänge übertragen. Nach der Durchmischung der beiden Ströme aus der Treibdüse und des Stromes nach der Expansionsmaschine wird die kinetische Energie der beiden Ströme in einem Diffusor in Druckenergie umgewandelt. Durch die Expansion des Treibmediums in der Treibdüse wird eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Treibmediums bei gleichzeitigem Druckabfall erreicht. Das Medium erreicht am Austritt der Treibdüse die höchste Geschwindigkeit, wodurch ein Unterdrück zur Umgebung erreicht wird und der Gegendruck am Ausgang der Expansionsmaschine gesenkt werden kann. Nach der Expansionsmaschine wird der Förderstrom in den Strahlenapparat geleitet und trifft dort mit geringer Geschwindigkeit auf den Treibstrom mit hoher Geschwindigkeit. Im anschließenden Mischrohr findet ein Impulsaustausch statt, wobei der Treibstrom durch Misch- und Reibungsverluste seinen Impuls an den Förderstrom verliert, welcher wiederum durch Impulsaufnahme beschleunigt wird. Im Diffusor 4/8 österreichisches Patentamt AT 506 353 B1 2010-12-15 wird die Strömungsenergie wieder in Druckenergie umgewandelt, welche am Ende dem Verflüssigungsdruck des Mediums entsprechen kann. In einem nachfolgenden Sammelgefäß soll das flüssige Medium vom dampfförmigen Medium abgeschieden bzw. gesammelt werden. Anschließend soll das Medium von der Pumpe/Verdichter (Speisepumpe) unter einem geringen Energieaufwand wieder zum Erhitzer gepumpt werden können.

[0017] Im System können zusätzlich Regeneratoren und Economiser wahlweise integriert sein. Als Arbeitsmedium kann ein Kältemittel oder jedes andere beliebige sich für den Kreisprozess unter den jeweiligen Betriebsbedingungen sich günstig auswirkende Medium Verwendung finden. Für die Strahlverdichterwärmekraftmaschine können alle sich für den Kreisprozess günstig auswirkenden Zusatzeinrichtungen Verwendung finden. Die Komponenten der gegenständlichen Strahlverdichterwärmekraftmaschine können wahlweise miteinander kombiniert und angeordnet sein. Zur Energieumwandlung können alle sich für den jeweiligen Einsatzzweck günstig auswirkenden Maschinen Verwendung finden. Die Steuerung der gegenständlichen Technologie kann beliebig ausgeführt sein. Als Verdichter und Generatoren können alle sich dafür eignende Systeme und Anordnungen Verwendung finden. Als Arbeitsmedien können für den Expansionsmaschinen- als auch Absorptionskreislauf alle sich hierfür günstig verhaltenden Medien eingesetzt werden. Als Strahlverdichter, können alle sich hierfür eignenden Vorrichtungen Verwendung finden, kombiniert sein, und im System beliebig angeordnet sein.

[0018] Die bevorzugten Einsatzbereiche der gegenständlichen Technologie werden in: Wärmekraftkopplungen, thermischen Kraftwerken, der allgemeinen Antriebstechnik, Zusatzaggregaten für herkömmliche Verbrennungskraftmaschinen, in der Nutzung der Sonnenenergie, Abwärme-Nutzung, Nachverstromung, usw. gesehen.

[0019] In Fig. 1 wird eine beispielsweise, schematische, Ausführungsform der gegenständlichen Strahlverdichterwärmekraftmaschine veranschaulicht.

[0020] In einem Erhitzer 10 wird einem Medium Energie zugeführt. Über die Leitung 25 gelangt das Medium zur Expansionsmaschine 2 in der ein Teil der Energie in mechanische Energie umgewandelt wird. Das Medium strömt nach Austritt aus der Expansionsmaschine 2, über die Leitung 15 in den Strahlverdichter 1, wo dieses mit Hilfe der Strahldüse 6 angesaugt und verdichtet wird. Über die Leitung 16 gelangt das Medium in einen Kühler 8, der auch als Sammelgefäß ausgebildet sein kann. In diesem kann zur Verflüssigung des Mediums über die Leitungen 35 und 14 Energie aus dem System (Wärmesenke) nach außen abgeführt werden. Zusätzlich kann der Kühler 8 mit einer Zwischenleitung 32, zwischen dem Kühler 8 und dem Strahlapparat 1, ausgebildet sein, über die überschüssiger Dampf mit Hilfe des Strahlapparates 1 an einer beliebigen, geeigneten Stelle angesaugt werden kann, wodurch ein gleichmäßiger Flüssigkeitsstand im Kühler 8 erreicht werden können soll. Über die Leitung 37 gelangt das Medium in ein nachfolgendes Sammelgefäß 7 das mit einer Leitung 33 ausgeführt ist, über die mit Hilfe des Strahlapparates Dampf aus dem Sammelgefäß 7, entzogen werden kann, wodurch eine geeignete Verflüssigung des Mediums erreicht werden soll. Über die Leitung 17 gelangt das Medium zur Pumpe/Verdichter (Speisepumpe) 3, in der, der Druck erhöht wird und welches anschließend über die Leitung 18 zu einer Abzweigung 12 gelangt. Von dieser wird ein Teil des Mediums über die Leitung 27, 28 und einem etwaigen Wärmetauscher 9 zur Strahldüse 6 in den Strahlapparat 1 geführt, wo dieses aufgrund des erhöhten Druckes je nach Ausführung, im flüssigen oder dampfförmigen Zustand eingespritzt bzw. entspannt werden kann. Der Wärmetauscher 9 kann im System beliebig integriert sein. Über die Leitungen 24, 21 kann dem Wärmetauscher 9 von außen Energie zugeführt oder aus dem System abgeführt werden. Über die Leitung 19, mit einem etwaigen Wärmetauscher 11 der beliebig im System integriert sein kann und insbesondere als Economiser ausgebildet sein kann, strömt der zweite Teilstrom der Abzweigung 12 wieder über die Leitungen 19, 20 in den Erhitzer 10. Der Erhitzer 10, kann auch als Ölabscheider ausgebildet sein oder mit einem zusätzlichen Ölabscheider 4 beliebiger Ausführung und Anordnung, ausgeführt sein. Vom Ölabscheider 4 mit der Zuleitung 34 kann das abgeschiedene Öl über die Leitung 21 zur Expansionsmaschine 2 gelangen und zur Schmierung der Lagerstellen und etwaigen Rotoren, sowie aller anderer notwendigen Stellen dienen. Die gegenständige Technologie kann mit oder ohne Schmierölreislauf, der auch Absorptionsei- 5/8 österreichisches Patentamt AT 506 353 B1 2010-12-15 genschaften haben kann, ausgeführt sein. Hat das Öl Absorptionseigenschaften, wird das Arbeitsmedium vorzugsweise im Erhitzer 10 ausgetrieben und somit vom öl abgeschieden. Nach der Expansionsmaschine 2 kann das Öl mit seinen Absorptionseigenschaften das Medium wieder anziehen, wodurch der Energieanteil der aus dem System über eine Wärmesenke 8 abgeführt werden muss verringert werden können soll.

[0021] In einer weiteren Ausführungsform wird dem Strahlapparat 1 direkt aus dem Erhitzer 10 über die Leitung 26 der Strahldampf zusätzlich oder alleine zugeführt, wonach dieser über die Strahldüse 6 in den Strahlverdichter 1 eingeleitet werden kann und aufgrund des höheren Druckes gegenüber dem Austrittsdruck aus der Expansionsmaschine 2 durch die Strahldüse 6 gepumpt, bzw. eingespritzt werden kann.

[0022] Das Arbeitsmedium kann, je nach für den jeweiligen Einsatzweck günstigen Form, im flüssigen-, gasförmigen-, dampfförmigen-, oder einem Mischzustand über die Strahldüse 6 in den Strahlverdichter 1 gelangen und seine Aggregatzustände ändern. Über die Leitungen 33 wird ein Teil des Dampfes aus dem Sammelgefäß 7 angesaugt, wodurch im Sammelgefäß 7 eine ausreichende Verflüssigung bzw. ein gleichmäßiger Flüssigkeitsstand erreicht werden soll. Durch diese Anordnung soll ein weitestgehend flüssiges Medium vor der Pumpe (3) bereitgestellt werden, durch welches die Pumpleistung der vorzugsweise Flüssigkeitspumpe nicht beeinträchtigt werden soll. Hierdurch soll der Energieaufwand zum Pumpen des Mediums möglichst gering gehalten werden können.

[0023] Dadurch, dass durch die Verdichtung des Mediums durch den Strahlverdichter 1, ein Wärmehub erreicht werden kann, soll die Temperatur am Kühler 8 (Wärmesenke), gegenüber dem Ausgang der Expansionsmaschine 2, erhöht werden können.

[0024] Der Wärmetauscher 11 kann insbesondere als Economiser, mit einer beliebigen Einordnung im System, Verwendung finden.

[0025] Die Zuführungen zu der Strahldüse 6 im Strahlverdichter 1 über die Leitungen 32, 33, des Kühlers 8 und des Sammelgefäßes 7, sowie des Erhitzers 10, mit der Leitung 26, können wahlweise miteinander kombiniert sein.

LEGENDE

Strahlverdichter 1

Expansionsmaschine 2

Pumpe (Verdichter/Speisepumpe) 3 Ölabscheider 4

Strahldüse/Expansionsdüse 6

Sammelgefäß (Sammler) 7 Kühler (Wärmesenke/Sammler) 8 Wärmetauscher 9

Erhitzer (Wärmequelle) 10 Wärmetauscher 11

Abzweigung 12

Leitung 14-37 6/8

Claims (5)

1. Österreichisches Patentamt AT 506 353 B1 2010-12-15 Patentansprüche 1. Strahlverdichterwärmekraftmaschine bei der in einem Wärmekraftmaschinenkreislauf ein Strahlverdichter (1) angeordnet ist, mit Hilfe dessen Treibstrahles das aus der Expansionsmaschine (2) austretende Medium angesaugt und verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kühler (8) ein Sammelgefäß (7) nachgeschaltet ist, von welchem eine Leitung (17) zur Pumpe (3) und eine andere Leitung (33) wieder zum Strahlverdichter (1) führt.
2. 2. Strahlverdichterwärmekraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlverdichter (1) als Dampfstrahlverdichter ausgeführt ist.
3. 3. Strahlverdichterwärmekraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlverdichter (1) als Flüssigkeitsstrahlverdichter ausgeführt ist.
4. 4. Strahlverdichterwärmekraftmaschine nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, dass vom Strahlverdichter (1) ein Teil des Dampfes über die Leitung (32) aus dem Kühler (8) wieder angesaugt wird.
5. 5. Strahlverdichterwärmekraftmaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (27), (28) zum Strahlverdichter (1) ein oder mehrere Wärmetauscher (9) angeordnet ist/sind. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 7/8