Claims (10)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
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.1. A method for obtaining electrical and thermal energy from fossil, free-flowing fuel, characterized in that the electrical energy is obtained in a diesel generator set (1, 2) and in that the exhaust gases of the diesel engine (1) are fed to an afterburner (1) to obtain the thermal energy 4) are supplied, in which the hot oxygen contained in the exhaust gas of the diesel engine is burned.
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.2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of exhaust gas flowing to the afterburner (4) is controlled, and furthermore a fuel is supplied to the afterburner, which is burned together with the oxygen contained in the exhaust gas of the diesel engine, and that the heat generated in the afterburner a heat exchanger (5) is fed.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Wärmeaustauscher zugeführte Wärme durch die dem Nachbrenner (4) zuströmende Abgasmenge gesteuert wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the heat supplied to the heat exchanger is controlled by the amount of exhaust gas flowing to the afterburner (4).
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.4. The method according to any one of claims 2 or 3, characterized in that the energy supplied to the heat exchanger is controlled by the amount of fuel supplied to the afterburner.
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.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that when an insufficient amount of diesel exhaust gases is supplied, atmospheric air is supplied to the afterburner.
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),6. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized by a diesel engine (1), an electric generator (2) coupled thereto, a control device (3) for the exhaust gases of the diesel engine (1),
s einen an die Steuervorrichtung (3) angeschlossenen Nachbrenner (4) und einen mit dem Nachbrenner (4) gekuppelten Wärmeaustauscher (5).s an afterburner (4) connected to the control device (3) and a heat exchanger (5) coupled to the afterburner (4).
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.7. Device according to claim 6, characterized in that the control device contains a three-way valve (3) which controls the amount of exhaust gas flowing to the afterburner and discharges excess exhaust gas to the outside via a muffler (6).
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.8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the afterburner (4) is equipped with a device for supplying fuel, with the aid of which the feed pressure of the fuel can be regulated.
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.9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the afterburner (4) is equipped with a plurality of fuel nozzles and that the quantity of fuel can be regulated by means for changing the number of nozzles in operation.
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.10. Installation according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the afterburner (4) is equipped with an atmospheric air injection device (7) intended to supply air to the afterburner (4) when the diesel engine ( 1) does not produce the necessary amount of exhaust gases in relation to the heat output required by the afterburner and the heat exchanger.
2020
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von elektrischer und thermischer Energie aus fossilem, fliessfähigem Brennstoff und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for obtaining electrical and thermal energy from fossil, flowable fuel and a device for carrying out the method.
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.The use of an afterburner is known per se, both in connection with a jet engine and in connection with a gas turbine. However, the efficiency of these turbines is quite low. In contrast, the efficiency of diesel engines is relatively good. The object of the invention is to further improve the overall efficiency of a unit based on a diesel engine unit by making use of the engine's exhaust gases for increased generation of thermal energy.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch das Verfahren und die Einrichtung, die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 6 definiert sind.According to the invention, this object is achieved by the method and the device which are defined in the independent claims 1 and 6.
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.The thermal energy available in the heat exchanger can be controlled either by changing the amount of exhaust gases fed to the burner or by supplying additional fuel to the burner. In the latter case, regulation can be achieved, for example, by changing the feed pressure of the fuel supplied to the burner and/or by changing the number of fuel nozzles in operation at any one time.
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 dieIf the diesel engine does not produce enough exhaust gases for the afterburner, e.g. when the engine is idling, it is advantageous to provide a means of injecting atmospheric air into the afterburner so that the
Brenner-/Wärmetauscher-Einheit betriebsfähig ist.burner/heat exchanger unit is operational.
Als Zusatzkraftstoff kann dem Nachbrenner beispielsweise Dieselöl oder Erdgas zugeführt werden.Diesel oil or natural gas, for example, can be supplied to the afterburner as additional fuel.
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.3s The feed pressure of the additional fuel can be controlled via the afterburner fuel supply device. By equipping the afterburner with several fuel nozzles, the amount of fuel supplied can be regulated, for example by changing the number of nozzles that are in operation.
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.Thanks to the advantageous equipment of the burner with a device that feeds atmospheric air to the afterburner if necessary, heat generation can also be ensured for 4s if the diesel engine does not supply the burner with the necessary amount of exhaust gas to generate the required heat.
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 the following, the invention is explained in more detail by way of example with reference to the drawing, the only figure showing a schematic diagram of an arrangement which is intended for carrying out the method according to the invention.
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.In the drawing, 1 denotes a diesel engine, and 2 denotes an electric generator using the mechanical energy of the diesel engine. The exhaust gases of the engine 1 are passed 55 through a three-way valve 3 either to an afterburner 4 and from there into an exhaust chamber 5, which works as a heat exchanger, or through a muffler or exhaust pipe 6 to the outside. Numeral 7 denotes a device which, if necessary, blows atmospheric air into the burner.
BB
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings