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Die
Erfindung betrifft einen Motor umfassend eine Brennkammer und eine
Düse, eine Vorrichtung zum Einspritzen von ein oder mehreren
Verbrennungsedukten in die Brennkammer; wobei das Verbrennungsprodukt
durch Reaktion der Verbrennungsedukte aus der Brennkammer ausgestoßen wird;
und eine Kühlvorrichtung, die ein Kühlmittel bei der
Brennkammer und/oder Düse führt und das Kühlmittel
in die Brennkammer und/oder Düse einspritzt.
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Eine
solche Vorrichtung ist als Generator mit mindestens einer Brennkammer
z. B. aus der
deutschen
Offenlegungsschrift 2 426 872 bekannt. Die Brennkammer
dieses bekannten Generators weist eine Zündvorrichtung
auf und wird nach Maßgabe eines gewünschten Druckes
unter Entspannung aus einer Quelle eines verflüssigten
Brenngases, insbesondere Wasserstoff, gespeist. Die Brennkammer kann
auch zusätzlich aus einer Quelle mit Sauerstoff gespeist
werden, wobei das Verhältnis des Gasgemisches in der Brennkammer
stöchiometrisch steuerbar ist. Ein in der Brennkammer entstehendes
Arbeitsgas wird in eine Arbeitsmaschine geleitet und ein der Arbeitsmaschine
nachgeschalteter Kondensator führt sein Kondensat mittels
einer elektrischen Pumpe zurück in den Generator. Die Brennkammer ist
dabei zur Kühlung mit einem Wassermantel umgeben, der mit
dem Kondensat gespeist werden kann. Teile des Wasser aus dem Wassermantel
werden insbesondere nach dessen Verdampfung in den Brennraum eingespritzt.
Die Nutzung der erzeugten mechanischen Leistung von der Arbeitsmaschine
erfolgt über einen Stromgenerator und eine Speicherbatterie.
Nachteilig bezüglich des Wirkungsgrades ist hierbei die
Trennung der Brennkammer und der Arbeitsmaschine, deren Verbindung über
verlustbehaftete Drosselventile, Leitungen und Druckregler hergestellt
werden muss. Die Wandlung der mechanischen Leistung von der Arbeitsmaschine
in elektrische Leistung eines Stromgenerators und anschließende
Speicherung in einer Batterie ist ebenfalls stark verlustbehaftet.
Das in die Brennkammer eingespritzte Wasser in Form von Wasserdampf
dient laut der Offenlegungsschrift 2 426 872 nur der Kühlung der
Brennkammer.
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EP 0 197 555 beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung, um mit einem Dampferzeuger in
einer Reaktionskammer aus einem stöchiometrischen Gemisch
aus Wasserstoff und Sauerstoff Wasserdampf zu erzeugen. In der Wand
der Brennkammer reagiert Wasser zu Wasserdampf und wird über
als Drossel wirkende Einspritzöffnungen in die Reaktionskammer
eingespritzt.
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Die
Internationale Patentanmeldung
WO 00/11323 beschreibt
eine Vorrichtung zur Einspritzung eines Fluids in eine Brennkammer
einer Gasturbine zur Schubsteigerung und Senkung der Verbrennungstemperatur.
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US 6,176,075 beschreibt
ein Verfahren, bei dem eine Kühlsubstanz um einen Brennraum
einer Gasturbine geführt wird und nach ihrer Erwärmung an
mehreren Stellen in den Brennraum eingespritzt wird.
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US 4,377,067 beschreibt
einen Dampfgenerator mit einem Einspritzkopf, der gasförmigen
Wasserstoff und Sauerstoff in eine Brennkammer einspritzt und Kühlkammern
um den Dampfgenerator, in denen Wasser zur Kühlung zirkuliert,
und Kammern mit Öffnungen zur Einspritzung von Wasser in
die Brennkammer, in Richtung vom Einspritzkopf weg.
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Ziel
der Erfindung ist es einen Motor bereitzustellen, der eine Verbesserung
des Wirkungsgrads erreicht.
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Erfindungsgemäß wird
dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Die Brennkammer kann integral mit einer Düse verbunden
sein. Dabei ist die Brennkammer vorzugsweise ein nach einer Seite
geöffnetes Behältnis, die die Ausstoßseite
ist, wobei eine Öffnung des Behältnisses in eine
Düse münden kann, bzw. sich die Öffnung
von der Brennkammer ausgehend kegelstumpfförmig weitet,
verengt oder konstanten Durchmesser aufweist.
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Eine
Vorrichtung zum Einspritzen ist an der Brennkammer angeordnet. Diese
Vorrichtung spritzt, zersteubt bzw. bringt ein oder mehrere Verbrennungsedukte
als die Fluide in die Brennkammer ein. Das Verbrennungsedukt ist
vorzugsweise ein Brennstoff. Bei mehreren Verbrennungsedukten kann
eines davon ein Brennstoff sein, ein weiteres Verbrennungedukt kann
ein anderer Brennstoff und/oder Oxidationsmittel als weiteres Fluid
sein.
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Reagieren
die Verbrennungsedukte in der Brennkammer durch Volumenzunahme,
wird ein entstehendes Verbrennungsprodukt als das Fluid und/oder
Verbrennungedukte aus der Brennkammer und der Düse ausgestoßen.
Reagieren die Verbrennungsedukte nicht selbsttätig, kann
ein Reaktionsstarter in Form einer Zündvorrichtung, eines
Katalysatormittels oder ähnlichem in der Brennkammer und/oder
der Düse eingesetzt werden.
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Eine
Kühlvorrichtung führt ein Kühlmittel
vorzugsweise um die Brennkammer bzw. um die Düse, damit
die Brennkammer und/oder die Düse vor Überhitzung,
Schmelzen, Verformung und ähnlichem geschützt
ist. Das Führen des Kühlmittels umfasst außerdem
ein in der Brennkammer strömendes Kühlplasma und/oder
Kühl plasma, das an einer Wandung der Brennkammer entlang
strömen kann.
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Das
Kühlmittel kann in die Brennkammer und/oder die Düse
eingespritzt werden. Es wird vorzugsweise nach Erfüllen
seiner Kühlwirkung in einen energiereicheren Zustand als
vor der Kühlung in die Reaktion des Verbrennungsedukts
bzw. des Verbrennungsprodukts eingebracht. Die so entstehende Menge
aus Anteilen des Verbrennungsprodukts, Verbrennungsedukts und des
Kühlmittels wird als das Gemisch bezeichnet.
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Das
Kühlmittel wird insbesondere in einem iterativen Kreislaufprozess
aus dem ausgestoßenen Gemisch wiedergewonnen.
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Die
Brennkammer und/oder die Düse sind/ist vorzugsweise so
an einer ersten Welle angebracht, dass eine Ausstoßrichtung
in einer Ebene senkrecht zur Welle und/oder näherungsweise
tangential zu dieser verläuft. Dabei kann die Brennkammer
und die Düse auch tangential zur ersten Welle angeordnet sein;
so dass ein Drehmoment auf die Welle wirkt. Der Abstand der Brennkammer
und/oder Düse von der Achse der ersten Welle und die Ausstoßrichtung können
variabel einstellbar sein. Die Hebelwirkung auf die Welle nimmt
dabei mit dem Abstand zwischen Düse und Welle zu und umgekehrt.
Der so entstehende Drehimpuls wird als erste mechanische Energie
vom Motor zur Verfügung gestellt.
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Das
aus der Brennkammer und/oder Düse ausgestoßene
Gemisch als das Verbrennungsprodukt entspannt sich und kann zusätzlich
thermisch weitergenutzt werden. Die so entstehende Energie wird
als die zweite Energie bezeichnet, die der Motor zur Verfügung
stellt.
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Wenigstens
eine Brennkammer und/oder wenigstens eine Düse, sind kreisförmig
in wenigstens einer Ebene senkrecht zu einer ersten Welle angeordnet
und von dieser beabstandet befestigt.
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Die
Anordnung aus Brennkammer(n) und/oder Düse(n) um die erste
Welle wird als Düsenscheibe bezeichnet. Zur Erhöhung
des Drehmoments und/oder zur Vermeidung von statischer und/oder
dynamische Unwucht sind zwei oder mehr kreisförmig in wenigstens
einer Ebene senkrecht zu der ersten Welle angeordnete Brennkammern und/oder
Düsen zu bevorzugen.
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Dabei
kann es platzsparend sein, mehrere Brennkammern und/oder Düsen
können in einer radialen Richtung übereinander
angeordnet sein. Genauso können die Brennkammern räumlich
getrennt von den Düsen angeordnet sein. Des Weiteren kann eine
zentral angeordnete Brennkammer ein oder mehrere Düsen
speisen.
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Das
aus der Brennkammer ausgestoßene Fluid wird in einer Turbine,
die eine zweite Welle aufweist, weiter genutzt. Das heißt
das Gemisch wird zuerst durch den Austritt aus der Düse
und die dadurch hervorgerufene Drehbewegung der Düsenscheibe entspannt.
Außerdem wird das Gemisch in einer Turbine weiter entspannt
und dadurch thermisch einer Weiternutzung zugeführt. Der
Motor stellt damit die zweite Energie zur Verfügung.
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Vorzugsweise
ist das aus der Brennkammer ausgestoßene Fluid in einer
Turbine weiterzunutzen, statt dessen kann auch eine andere Gasentspannungsvorrichtung,
wie z. B. ein Kolbenmotor, verwendet werden.
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Die
Turbine kann mit der zweiten Welle gekoppelt sein, die nicht die
gleiche ist wie die erste Welle, die von der Brenn kammer- und/oder
Düsenrotation bzw. Düsenscheibe angetrieben wird.
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Die
zweite Welle kann beispielsweise mechanisch oder über ein
Getriebe und/oder eine Kupplung mit der ersten Welle verbunden sein,
die von dem erzeugenden Drehmoment der Brennkammer und/oder Düse
angetrieben wird. Außerdem kann die Turbine einen elektrischen
Generator, mechanischen Antrieb oder ähnliches antreiben.
Darüber hinaus kann die erste Welle mit der zweiten integral
ausgebildet sein.
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Die
Verbrennungsedukte sind vorzugsweise Wasserstoff und Sauerstoff.
Die Fluide sind bevorzugt die Verbrennungsedukte und können
Kohlenwasserstoff, Luft bzw. andere Oxidationsmittel oder ähnliches
umfassen. Beispielsweise können die Fluide Erdgas und Luft
sein, wobei das Verbrennungsprodukt teilweise oder vollständig über
eine Abgasanlage aus dem System genommen wird.
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Im
Wesentlichen liegen die Verbrennungsedukte als die Fluide in einem
geregeltem Verhältnis vor. Beispielsweise ist ein stöchiometrisches
Verhältnis aus zwei Teilen Wasserstoff und einem Teil Sauerstoff
vorzusehen. Abweichungen von einem idealen und/oder stöchiometrischen
Verhältnis bewirken eine ”fette” oder ”magere” Verbrennung.
Eine Regelungsvorrichtung für die Einstellung dieses Verhältnisses
kann beispielsweise zur Schubsteuerung und/oder Schubveränderung
eingesetzt werden.
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Das
in die Brennkammer und/oder Düse eingebrachte Kühlmittel
ist derart ausgelegt, dass es verdampft, wobei es sich mit einem
aus den Verbrennungsedukten entstehenden Verbrennungsprodukt vermischt,
damit den Massenaustoß und/oder Impuls eines so entstehenden
Gemisches aus der Brennkammer und/oder der Düse erhöht,
die Austrittsgeschwindigkeit des Gemisches senkt und die Temperatur
des Gemisches verringert.
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Vorzugsweise
bewirkt das resultierende Produkt aus Austrittsgeschwindigkeit und
Massenausstoß eine Gesamtimpulserhöhung.
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Der
Motor ist derart ausgelegt, dass das Gemisch in einen Kühl-
und/oder Einspritzkreislauf zurückführbar ist.
Das Gemisch aus Fluid und Kühlmittel kann vollständig
oder teilweise in den Einspritzkreislauf zurückgeführt
werden. Insbesondere können die Fluide Wasserstoff und
Sauerstoff nach der Reaktion miteinander und einem eingespritzen
Kühlmittel in Form von Wasser zusammen als das Gemisch
wieder in den Kühlkreislauf und die Einspritzung zurückgeführt
werden. Das erzeugt jedoch einen Prozessüberschuß an
Wasser.
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Der
Motor ist ferner derart ausgelegt, dass ein überschüssiges
Gemisch bzw. Gemischanteil als Abgas aus dem Kreislauf entnehmbar
und/oder speicherbar ist. Bei einer Kohlenwasserstoffreaktion ist
beispielsweise eine Weiternutzung der Kohlenstoffverbindungen im
Kühlkreislauf ungeeignet, sodass dieses Verbrennungsprodukt
als Abgas aus dem Kreislauf abgeführt werden muss. Dagegen
wird bei der Kohlenwasserstoffreaktion eventuell entstehendes Wassers,
beispielsweise bei Verwendung von Wasser als Kühlmittel,
wieder in den Kühlkreislauf zurückgeführt.
Alternativ kann auch eine als Verbrennungsprodukt entstehende Kohlenstoffverbindung,
wie z. B. Kohlendioxid (CO2), wenn CO2 als Kühlmittel verwendet wird,
wieder in den Kühlkreislauf zurückgeführt
werden.
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Eine
Steuervorrichtung steuert einen Kühlmittelfluss und/oder
die eingebrachten Fluide hinsichtlich optimaler Temperatur und optimalem
Massenaustoß. Der Regler steuert dabei vorzugsweise die
Durchflussgeschwindigkeit und/oder den Volumendurchsatz. Er optimiert
diese Parameter so, dass ein Ge mischausstoß entsteht und
dieser bei optimaler Brennkammertemperatur optimalen Massenausstoß und
damit Impuls bzw. Schub erzeugt.
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Das
Kühlmittel wird so in die Brennkammer und/oder Düse
eingespritzt, dass das Gemisch in Auströmrichtung entweicht.
Dabei sind verschiedene Einspritzwinkel des Kühlmittels
möglich, z. B. zur besseren Vermischung des Kühlmittels
mit dem auszustoßenen Fluid, zur Regelung des Schubs oder
zur lokalen Kühlung der Brennkammer und/oder Düse, die
mit Temperatursensoren ausgestattet ist.
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Der
Motor ist ferner so ausgelegt, dass das in einer Gasentspannungsvorrichtung,
z. B. Turbine oder Kolbenmotor, entspannte Fluid und Kühlmittel
in einem Kondensator kondensierbar und es als Kühlmittel
in einem Kreislauf zur Kühlung und Einspritzung über
eine Kühlkreislaufpumpe zurückführbar ist.
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Die
Kühlkreislaufpumpe kann separat oder über eine
Turbine antrieben werden. Dies kann beispielsweise in elektrischer,
mechanischer oder ähnlicher Kopplung an die Turbine erfolgen.
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Der
Motor ist ferner so ausgelegt, dass anstatt der Kühlkreislaufpumpe
die Zentrifugalkraft auf ein in radialer Richtung von der ersten
Welle in die von der ersten Welle beabstandete Einspritzdüse aufsteigendes
Kühlmittel verwendbar ist.
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Ein
Gehäuse mit geeigneten Ausmaßen lenkt das tangential
in eine Richtung aus der Düse ausgestoßene Fluid
und Kühlmittel in die Turbine um. Ist das Gehäuse
beispielsweise zu groß könnte das aus der Düse
ausgestoßene Fluid nicht effektiv in einer Turbine weiterentspannt
werden. Die Form des Gehäuses kann ebenfalls Beeinflussung
auf die Strömungsrichtung und Wirkung des ausgestoßenen
Fluids hervorrufen.
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren
näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine
Querschnittansicht des erfindungsgemäßen Motors
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2 eine
Querschnittansicht der Düsenscheibe entlang der Schnittlinie
2-2 von 1 gemäß der
Erfindung
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3 ein
schematisches Blockschaltdiagramm gemäß der vorliegenden
Erfindung Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele mit
Bezug auf die Figuren beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Funktionsweise einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In
die Brennkammer 10 münden zwei Zuleitungen 12 (siehe
auch 2), die die Verbrennungsedukte zuführen.
An den Enden der Zuleitungen 12 befindet sich jeweils eine
oder mehrere Einspritzvorrichtung 14 (siehe 2),
z. B. Düsen, zur Einspritzung der Verbrennungsedukte in
die Brennkammer 10.
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In
die Brennkammer 10 mündet eine weitere Zuleitung 16 mit
einer weiteren Einspritzvorrichtung zur Einspritzung eines Kühlmittels.
Die Brennkammern 10 und Düsen 18 sind
integral miteinander verbunden und in einer Düsenscheibe 20 ausgebildet.
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Die
Brennkammer 10 und die Düse 18 sind dabei
hintereinander angeordnet und können aber auch räumlich
getrennt voneinander angeordnet sein. Die Brennkammern 10 und
die Düsen 18 sind 1 in einer
Düsenscheibe 20 ausgebildet, wobei die Düsen 18 so
angeordnet sind, dass ihre Ausstoßrichtungen in einer Ebene
senkrecht zu einer Welle 22, tangential zur Düsenscheibe 20 und
gleichgerichtet verlaufen.
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Die
Düsenscheibe 20 ist mit der Welle 22 verbunden.
Die Welle 22 ist drehbar im Gehäuse 24 gelagert.
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Axial
zur Düsenscheibe 20 ist eine Turbine 29 auf
der Welle 22 angeordnet. Die Turbine 29 kann auch
integral mit dem Gehäuse 24 angeordnet sein.
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Der
Turbine 29 ist ein Kondensator 26 nachgeschaltet
angeordnet. Auch der Kondensator 26 befindet sich im oder
am Gehäuse 24 und steht in wärmetauschender
Wirkverbindung mit der Umgebung.
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Der
Düsenscheibe 20 wird über eine Drehdurchführung 28 einzeln
Wasserstoff und Sauerstoff als Verbrennungsedukte, und Wasser als
Kühlmittel zugeführt. Als Drehdurchführung 28 kann
beispielsweise eine drehbare Mehrwege-Einführung Nr. 6532 der
KLEIN GmbH Maschinen und Apparatebau eingesetzt werden. Dieser Typ
einer Drehdurchführung erlaubt das getrennte Leiten von
drei Fluiden von einem feststehenden Einlassteil in einen rotierenden Teil,
der mit der Düsenscheibe 20 verbunden ist. Die Drehdurchführung
6532 ist auf eine maximale Drehzahl von 800 U/min und einen Druck
von 30 bar ausgelegt.
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Der
eingespritzte Wasserstoff wird durch den eingespritzen Sauerstoff
oxidiert. Damit eine kontrollierte exotherme Reaktion der beiden
Verbrennungsedukte Wasserstoff und Sauerstoff stattfinden kann, ist
eine gesteuerte Zündvorrichtung 30 zum einmaligen
und/oder permanentem/dauerhaftem Zünden vorgesehen, z.
B. durch einen Flammhalter. Der aus der Reaktion aus Wasserstoff
und Sauerstoff entstehende Wasserdampf strömt un ter Volumenzunahme aus
den Düsen 18 aus und versetzt die Düsenscheibe 20 in
eine Drehbewegung um die Welle 22.
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Zur
Kühlung der Brennkammern 10 wird das Kühlmittel
Wasser in den Kühlwendeln 32 um die Brennkammern
geführt. Der Wasserdurchfluss wird dabei so geregelt, dass
die Brennkammern nicht überhitzten und die Verbrennung
von Wasserstoff und Sauerstoff bei einer optimalen Temperatur stattfindet.
Das Kühlmittel Wasser kann dabei unter Druck stehen, um
trotz hoher absorbierter Wärme nicht zu verdampfen bzw.
nur teilweise zu verdampfen. Das Kühlmittel wird vollständig
oder teilweise nach der Absorption von Brennkammer-Verbrennungswärme der
in Ausströmrichtung in die Brennkammern 10 und/oder
in die Düsen 18 eingespritzt.
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Das
Kühlmittel Wasser verdampft dabei spontan zu Wasserdampf
und vermischt sich mit dem Verbrennungsprodukt Wasserdampf aus der
Reaktion der Verbrennungsedukte Wasserstoff und Sauerstoff.
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Das
eingespritzte Kühlmittel Wasser erhöht dabei den
Massenausstoß pro Sekunde z. B. im Verhältnis
von 10:1 zum Verbrennungsprodukt Wasserdampf. Damit wird einerseits
eine Kühlung und damit Ausstoßgeschwindigkeitsverringerung
des Verbrennungsprodukts erreicht, anderseits durch die Massenzunahme
eine effektive Impulserhöhung und damit resultierende Drehmomenterhöhung
auf die Welle 22.
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Das
aus der Reaktion der Verbrennungsedukte entstehende Verbrennungsprodukt
und das eingespritzte Kühlmittel bilden ein Gemisch, das
in einer Wirbelströmung über einen Hohlraum 34 in
die Turbine 29 geführt wird. Der Hohlraum 34 ist
so geformt, dass er das Gemisch optimal und beispielsweise entlang
der Strömungspfeile 35 in die Turbine 29 leitet
und eine gleichförmige Strömung in die Turbine erzeugt.
Der Hohlraum 34 ist dabei so groß, dass eine optimale
Kompression des aus den Düsen 18 austretenden
Gemisches erhalten bleibt. Das Gemisch versetzt die Turbine in Rotation
um die Welle 22 und wird weiter entspannt und abgekühlt.
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Der
Kondensator 26, ist mit Umgebungsluft gekühlt
und der Turbine 29 nachgeschaltet. Der Kondensator 26 kondensiert
das aus der Niederdruckseite der Turbine 46 ausströmende
Gemisch. Da das Gemisch im Wesentlichen aus Wasserdampf und/oder
Wasser besteht, besteht das Kondensat ebenfalls im Wesentlichen
aus Wasser. Das Kondensat wird als Kühlmittel durch die
Kühlkreislaufpumpe 36 wieder in die Kühlwendeln 32 zurückgespeist.
Da das Kondensat neben dem ursprünglich vorhandenen Kühlmittel
Wasser noch zusätzlich Wasser aus dem Verbrennungsprodukt
enthält, muss, sofern keine anderen Kreislaufverluste auftreten, überschüssiges
Kondensat aus dem Kreislauf entnommen werden. Das Gemisch wird dabei
im Kondensator 26 so entspannt und von der Kühlkreislaufpumpe 36 so komprimiert,
dass eine Phasenumwandlung vom gasförmigen Zustand in den
flüssigen Zustand erfolgt. Die Kühlkreislaufpumpe 36 speist
das flüssige Gemisch als Kühlmittel unter hohem
Druck in den Kühlkreislauf zurück.
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Bei
einer Anwendung dieser Ausführungsform in einem Auto oder
LKW kann ein großer Kondensator z. B. an der Fahrzeugunterseite
ausgestattet werden, um optimale Kühlung durch den Fahrwind zu
erhalten.
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2 ist
eine Querschnittansicht längs der Schnittlinie 2-2 aus 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung. Die Düsenscheibe 20 in 2 kann
aus einem Vollmaterial gebildet sein oder als Tragegerüst ausgelegt
sein, das die Brennkammer 10 und die Düse 18,
und Zuleitungen 12 und 16 umfasst. Die Zuleitungen 12 leiten
dabei die Verbrennungsedukte Sauerstoff und Wasserstoff zur Brennkammer
und die Zuleitung 16 leitet das Kühlmittel Wasser
zu den Kühlwendeln 32.
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Wasserstoff
und Sauerstoff werden durch die Einspritzdüsen 14 in
die Brennkammer eingespritzt. Die Einspritzung erfolgt in einem
geregelten Verhältnis hinsichtlich Druck und/oder Volumen
und/oder Durchsatz und/oder Richtung. Das geregelte Verhältnis
steuert eine Steuervorrichtung 40 (siehe 3)
z. B. um das stöchiometrische Verhältnis von zwei
Teilen Wasserstoff zu einem Teil Sauerstoff. Zur Steuerung der Motorleistung
kann eine Steuerung der Mengen von einzuspritzendem Wasserstoff
und Sauerstoff durch die Steuervorrichtung 40 erfolgen,
d. h. ob eine ”magere” oder ”fette” Verbrennung
durchzuführen ist.
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Das
durch die Kühlwendel 32 geführte Kühlmittel
wird nach dem Absorbieren von Verbrennungswärme der Brennkammer 10 und/oder
Düse 18 vollständig oder teilweise in
die Brennkammer 10 und/oder die Düse 18 in
eine bestimmte Richtung eingespritzt. Die Steuervorrichtung 40 (siehe 3) steuert
dabei die Einspritzrichtung und/oder den Kühlmitteldurchsatz
und/oder den Druck in der Kühlmittelwendel.
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3 ist
ein schematisches Blockschaltdiagramm gemäß der
vorliegenden Erfindung. Die Brennkammer 10 und die Düse 18 sind
in der Düsenscheibe 20 (siehe 2)
angeordnet. Die Düsenscheibe 20 erzeugt Rotationsenergie
(Pfeil 42). Die Düse 18 ist mit der Turbine 29 über
eine Fluidleitung 44 verbunden. Die Turbine 29 ist
mechanisch mit der Welle 22 verbunden.
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Die
Turbine erzeugt Rotationsenergie (Pfeil 45). Die Niederdruckseite 46 der
Turbine 29 ist über eine Fluidleitung 48 und
einen Auslass 50 mit dem Kondensator 26 verbunden.
Der Kondensator 26 ist über eine Fluidleitung 52 mit
einem Ventil 54 verbunden, das seinerseits eine Abzweigung
zu einem Zwischenspeicher 56 und eine Fluidleitung 58 zur
Kühlkreislauf pumpe 36 aufweist. Die Kühlkreislaufpumpe 36 wird
von der Welle 22 angetrieben. Dabei kann die Verbindung
direkt und/oder mechanisch sein, hydraulisch, und/oder elektrisch über
einen dazwischen geschalteten Stromgenerator (nicht gezeigt) gebildet werden.
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Die
Kühlkreislaufpumpe 36 liefert vom Kondensator 26 oder
Zwischenspeicher 56 erhaltenes Kondensat als Kühlmittel
mit einem definierten Druck an die Kühlwendeln 32,
die um die Brennkammer 10 führen. Das Kühlmittel
wird nach Absorption von Verbrennungswärme in die Brennkammer 10 und/oder die
Düse 18 eingebracht. Der Brennkammer 10 werden
zudem die Verbrennungedukte Wasserstoff (H2) und
Sauerstoff (O2) mit einem höheren
Druck als der Druck in der Brennkammer zugeführt.
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Die
Steuervorrichtung 40 ist mit Brennkammer 10 verbunden,
um die Verbrennungstemperatur zu ermitteln und die Zuführung
und den Druck der Verbrennungsedukte zu steuern. Des Weiteren ist
die Steuervorrichtung 40 mit der Turbine 29 verbunden, um
deren Schaufelradwinkel oder ähnliches einzustellen. Außerdem
ist die Steuervorrichtung 40 mit dem Auslass 50 verbunden,
um das Abführen von Gemisch zu steuern. Darüber
hinaus ist das Steuergerät 40 mit dem Zwischenspeicher 56 und
der Kühlkreislaufpumpe 36 verbunden, um den Kühlmittelfördermenge
und/oder -druck und ähnliches zu steuern.
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Die
Steuervorrichtung 40 kann mit mehreren Stellen im Motor
verbunden sein, um physikalische Größen zu ermitteln,
wie z. B. Druck, Temperatur, Fluiddurchsatz, Drehzahl, Strom, Spannung,
etc.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2426872
A [0002]
- - EP 0197555 [0003]
- - WO 00/11323 [0004]
- - US 6176075 [0005]
- - US 4377067 [0006]