CH626688A5 - Process for obtaining electrical and thermal energy from free-flowing fossil fuel and device for carrying out the process - Google Patents
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Description
626 688
2
Claims (10)
1. Verfahren zur Gewinnung von elektrischer und thermischer Energie aus fossilem, fliessfähigem Brennstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie in einem Dieselgeneratoraggregat (1, 2) gewonnen wird und dass zur Gewinnung der thermischen Energie die Abgase des Dieselmotors (1) einem Nachbrenner (4) zugeführt werden, in welchem der heisse, im Abgas des Dieselmotors befindliche Sauerstoff verbrannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Nachbrenner (4) zuströmende Abgasmenge gesteuert, und ferner dem Nachbrenner ein Kraftstoff zugeführt wird, welcher zusammen mit dem im Abgas des Dieselmotors enthaltenen Sauerstoff verbrannt wird, und dass die im Nachbrenner erzeugte Wärme einem Wärmeaustauscher (5) zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Wärmeaustauscher zugeführte Wärme durch die dem Nachbrenner (4) zuströmende Abgasmenge gesteuert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Wärmeaustauscher zugeführte Energie durch die Menge des dem Nachbrenner zugeführten Kraftstoffes gesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anlieferung einer unzureichenden Menge von Dieselabgasen dem Nachbrenner atmosphärische Luft zugeführt wird.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Dieselmotor (1), einen mit diesem gekuppelten elektrischen Generator (2), eine Steuervorrichtung (3) für die Abgase des Dieselmotors (1),
s einen an die Steuervorrichtung (3) angeschlossenen Nachbrenner (4) und einen mit dem Nachbrenner (4) gekuppelten Wärmeaustauscher (5).
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung ein Dreiwegventil (3) enthält, das io die dem Nachbrenner zuströmende Abgasmenge steuert und Abgasüberschuss über einen Auspufftopf (6) ins Freie abführt.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachbrenner (4) mit einer Vorrichtung zur Zufuhr von Kraftstoff ausgerüstet ist, mit deren Hilfe der Speisedruck des Kraftstoffes regulierbar ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachbrenner (4) mit mehreren Kraftstoffdüsen ausgerüstet ist und dass die Menge an Kraftstoff durch Mittel zur Veränderung der Zahl der im Betrieb stehenden Düsen regulierbar ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachbrenner (4) mit einer Vorrichtung (7) zum Einblasen atmosphärischer Luft ausgerüstet ist, welche dazu bestimmt ist, dem Nachbrenner (4) Luft zuzuführen, wenn der Dieselmotor (1) nicht die notwendige Menge an Abgasen in bezug auf die Wärmeleistung die vom Nachbrenner und vom Wärmeaustauscher benötigt wird, erzeugt.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von elektrischer und thermischer Energie aus fossilem, fliessfähigem Brennstoff und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Verwendung eines Nachbrenners ist an sich bekannt, und zwar sowohl in Verbindung mit einem Strahltriebwerk als auch in Verbindung mit einer Gasturbine. Der Wirkungsgrad dieser Turbinen ist gleichwohl ziemlich niedrig. Demgegenüber ist der Wirkungsgrad von Dieselmotoren relativ gut. Aufgabe der Erfindung ist es, den Gesamtwirkungsgrad eines Aggregates, das auf einer Dieselmotor-Einheit basiert, weiterhin zu verbessern, indem von den Abgasen des Motors zur gesteigerten Erzeugung von Wärmeenergie Gebrauch gemacht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch das Verfahren und die Einrichtung, die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 6 definiert sind.
Die im Wärmetauscher zur Verfügung stehende thermische Energie kann entweder durch Verändern der dem Brenner zugeführten Menge an Abgasen oder durch zusätzliche Kraftstoffzufuhr an den Brenner gesteuert werden. Im letzteren Falle kann die Regelung beispielsweise durch Aendern des Speisedruckes des Kraftstoffes, der dem Brenner zugeführt wird, und/oder durch Aenderung der Zahl der jeweils im Betrieb stehenden Kraftstoffdüsen erreicht werden.
Falls der Dieselmotor nicht genügend Abgase für den Nachbrenner erzeugt, z.B. wenn sich der Motor im Leerlauf befindet, ist es vorteilhaft, eine Möglichkeit zum Einblasen von atmosphärischer Luft zum Nachbrenner vorzusehen, damit die
Brenner-/Wärmetauscher-Einheit betriebsfähig ist.
Als Zusatzkraftstoff kann dem Nachbrenner beispielsweise Dieselöl oder Erdgas zugeführt werden.
3s Der Speisedruck des zusätzlichen Kraftstoffes kann über die Kraftstoffzufuhrvorrichtung des Nachbrenners geregelt werden. Durch die Ausrüstung des Nachbrenners mit mehreren Kraftstoffdüsen kann die Menge an zugeführtem Kraftstoff beispielsweise durch Veränderung der Anzahl der im Betrieb 40 stehenden Düsen geregelt werden.
Durch die vorteilhafte Ausstattung des Brenners mit einer Vorrichtung, die dem Nachbrenner erforderlichenfalls atmosphärische Luft zuführt, kann die Wärmeerzeugung auch dann 4s sichergestellt werden, wenn der Dieselmotor den Brenner nicht mit der notwendigen Abgasmenge zur Erzeugung der erforderlichen Wärme versorgt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, wobei die einzige Figur schema-so tisch eine Anordnung zeigt, die zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung bestimmt ist.
In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Dieselmotor und 2 einen elektrischen Generator, welcher die mechanische Energie des Dieselmotors nutzt. Die Abgase des Motors 1 werden 55 durch ein Drei-Wege-Ventil 3 entweder zu einem Nachbrenner 4 und von dort in eine Abgaskamm er 5, die als Wärmetauscher arbeitet, oder durch einen Schalldämpfer bzw. Auspuff 6 ins Freie geleitet. Ziffer 7 bezeichnet ein Gerät, welches nötigenfalls dem Brenner atmosphärische Luft einbläst.
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1 Blatt Zeichnungen
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