DE102008036965A1 - Blockheizkraftwerk - Google Patents

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Abstract

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (3) zum Antreiben eines Generators (4) zur Erzeugung von elektrischem Strom und Wärmeenergie nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsprinzip, insbesondere für ein Blockheizkraftwerk (1). Weiter betrifft die Erfindung eine Generatoreinrichtung (4) zur Kopplung an eine Antriebsvorrichtung (3), insbesondere für ein Blockheizkraftwerk (1). Auch betrifft die Erfindung eine Generator-Antriebs-Vorrichtung (2), insbesondere für ein Blockheizkraftwerk (1). Zudem betrifft die Erfindung ein Blockheizkraftwerk (1) zur Erzeugung von elektrischem Strom und Wärmeenergie. Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung eine Heizanlage, insbesondere zum Vorortheizen von Wohnungen, Gebäuden und dergleichen, mit einem Wärmeemittenten und einem Blockheizkraftwerk (1), einen Treibstoff und ein Verfahren zur Herstellung des Treibstoffs. Gekennzeichnet ist die Erfindung durch Mittel zur Nutzung eines im Wesentlichen als Brennstoff-Tensid-Wasser-Emulsion ausgebildeten Treibstoffs zur Erzeugung von mechanischer Energie und/oder Wärmeenergie aufweist, durch eine Öllagerung des Generators, durch Wärmetauscher für die Antriebsvorrichtung (3), den Generator und einen Krümmer und durch weitere Komponenten zur Effektivitätssteigerung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines im Wesentlichen ruß- und/oder schadstoffarm verbrennenden Treibstoffs zur Energiegewinnung mittels Verbrennen des Treibstoffs, insbesondere zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, eines Brenners und dergleichen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiter einen Treibstoff, der im Wesentlichen ruß- und/oder schadstoffarm verbrennbar ist, zur Energiegewinnung mittels Verbrennen des Treibstoffs, insbesondere zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, eines Brenners und dergleichen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine Treibstoffaufbereitungseinrichtung zum Aufbereiten von zur Herstellung eines im Wesentlichen ruß- und/oder schadstoffarm verbrennbaren Treibstoffs erforderlichen Komponenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • Außerdem betrifft die Erfindung eine Krümmereinrichtung zum Ableiten eines bei der Verbrennung eines Treibstoffes entstehenden Abgases, insbesondere eines bei der Verbrennung des Treibstoffes nach Anspruch 9, insbesondere zur Kopplung an eine Verbrennungskraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 21.
  • Zudem betrifft die Erfindung eine Generatoreinrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus einer mechanischen Energie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 34.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennung eines Treibstoffs, insbesondere eines Treibstoffs nach Anspruch 9, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 41.
  • Auch betrifft die Erfindung ein Blockheizkraftwerk zur Erzeugung von elektrischem Storm und Wärmeenergie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 52.
  • Nicht zuletzt betrifft die Erfindung eine Heizanlage, insbesondere zum Vor-Ort-Heizen von Wohnungen, Gebäuden und dergleichen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 69.
  • Aus dem Stand der Technik sind allgemein Blockheizkraftwerke und Treibstoffe für Blockheizkraftwerke bekannt. Blockheizkraftwerke nach dem Stand der Technik bestehen aus einem Verbrennungsmotor, normalerweise einem Dieselmotor, der über ein Getriebe, Riemen, Zahnräder oder andere Kupplungen mit einem Generator verbunden ist, der die kinetische Energie des Motors in elektrische Energie umwandelt und der mit geeigneten Treibstoffen, zum Beispiel Diesel, betrieben wird. Die Motorwärme und die Abgaswärme werden über Wärmetauscher in einen Wärmespeicher abgeführt, wo sie für den Wärmenutzer verfügbar oder zur Verfügung abrufbar gespeichert werden. Bei derartigen Blockheizkraftwerken wird die Wärme der bei einer Verbrennung entstehenden Auspuffgase nachgeschaltet zu einem Krümmer über ein entsprechendes Abgasrohr in einen Wärmetauscher, wie zum Beispiel einen Rohrbündelwärmetauscher, geleitet, wo die Wärme des Abgases auf ein Wasser-Ethylenglykol-Gemisch übertragen wird und dem Wärmespeicher zugeführt wird.
  • Nachteilig an derartigen Blockheizkraftwerken ist, dass entsprechende Rohrsysteme bis zu einem Wärmetauscher Wärme größeren Ausmaßes abstrahlen, die als Dissipationswärme nicht mehr genutzt werden kann. Zudem wird ein mit dem Abgas mitgeleiteter Abgasschall ungedämmt an eine Umgebung abgegeben. Die Abgabe findet nahe der Quelle, nämlich am Motor statt, sodass die Abgabe mengenmäßig groß ist. Nachgeschaltet zu dem Wärmetauscher werden die Abgase mit einer einfach aufgebauten Schalldämmung mit Komponenten aus dem automobilen Bereich gedämmt, wobei trotz der Dämmung der abgegebene Schall nicht die Anforderungen an Schallpegel in Wohngebieten, insbesondere bei Nacht erfüllt, sodass derartige Blockheizkraftwerke nicht für den Einsatz in Wohngebieten geeignet sind.
  • Aus der DE 196 23 107 C1 ist ein derartiges Blockheizkraftwerk bekannt. Das in der DE 196 23 107 C1 beschriebene Blockheizkraftwerk zeigt eine Lösung bezüglich der Aufhängung des Krümmers an einem Motor, wobei aber eine Lösung zur Reduzierung von Wärmeverlusten über die Rohre und zur Schallreduzierung nicht aufgezeigt wird. Weiter werden bei derartigen Blockheizkraftwerken wassergekühlte Generatoren verwendet, wobei das Wasser, welches als Kühlmittel eingesetzt wird, nur die Außenfläche des Generators umspült, wodurch der Generator nicht optimal gekühlt ist und so nur mit einem verminderten Wirkungsgrad betreibbar ist.
  • Zudem werden Blockheizkraftwerke gemäß dem Stand der Technik meist mit Gas, Diesel oder Pflanzenölen betrieben, wobei bei der Verbrennung derartiger Treibstoffe erhebliche Mengen an Ruß und Stickoxyden anfallen, sodass diese modernen Richtlinien, insbesondere in Bezug auf den Umweltschutz, nicht entsprechen.
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines geeigneten, im Wesentlichen rußfrei verbrennenden Treibstoffs zu schaffen.
  • Weiter ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Treibstoffaufbereitungseinrichtung, eine Krümmereinrichtung und eine Generatoreinrichtung zu schaffen, welche eine Optimierung von Blockheizkraftwerken und dergleichen ermöglichen.
  • Zudem ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung, ein Blockheizkraftwerk und eine Heizanlage zu schaffen, welche einen optimierten Wirkungsgrad aufweisen und die geringere Umweltbelastungen realisieren.
  • Diese und weitere Aufgaben werden ausgehend von einem Verfahren nach Anspruch 1, einem Treibstoff nach Anspruch 9, einer Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 10, einer Krümmereinrichtung nach Anspruch 21, einer Generatoreinrichtung nach Anspruch 34, einer Vorrichtung nach Anspruch 41, einem Blockheizkraftwerk nach Anspruch 52 und einer Heizanlage nach Anspruch 69 in Verbindung mit deren Merkmalen gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben oder werden nachstehend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Figuren angegeben.
  • Die technische Lehre der Erfindung sieht vor, dass bei einem Verfahren zur Herstellung eines im Wesentlichen ruß- und/oder schadstoffarm oder ruß- und/oder schadstofffrei verbrennenden Treibstoffs zur Energiegewinnung mittels Verbrennen des Treibstoffs, insbesondere zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, eines Brenners und dergleichen, umfassend die Schritte: Zuführen mindestens einer hydrophoben Komponente umfassend eine Treibstoffbasis, Zuführen mindestens einer hydrophilen Komponente umfassend ein Tensid, Zuführen mindestens einer wässrigen Komponente umfassend Wasser und Bilden einer Emulsion aus den zugeführten Komponenten, welche den schadstoffarm verbrennenden Treibstoff bildet, vorgesehen ist, dass das Bilden der Emulsion den Schritt umfasst: makromolekulares Umstrukturieren der Struktur der Emulsion, sodass eine zumindest kurzfristig stabile, verbrennungsfähige Emulsion erzeugt wird. Die Emulsion stellt im Gegensatz zu einer Mikroemulsion eine flüssige Dispersion der Komponenten dar. Die Herstellung der Emulsion ist durch Scherkräfte und Grenzflächenspannungen im Bereich von etwa 1–10 mN/m charakterisiert. Eine Mikroemulsion bildet sich spontan aus den Komponenten und leichtem Rühren und stellt eine nanostrukturierte Mischung dar, in den zum Beispiel ein Wasser-Öl-Kontakt optimal abgeschirmt ist, mit Grenzflächenspannungen im Bereich von 10–4 bis 10–1 mN/m. Die hydrophoben Komponenten umfassend mindestens eine Treibstoffbasis umfassend Öle wie Diesel, Biodiesel, Benzin, Super, Kerosin und/oder Heizöl sowie deren Gemische. Weiter umfasst sind, pflanzliche Öle oder deren Derivate wie Rapsölmethylester, Biodiesel und dergleichen.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Umstrukturieren mittels Anregung von auf die Emulsion wirkenden Kräften durchgeführt wird, um so eine Scherungen in der Struktur der Emulsion zu bewirken. Durch die Scherung wird eine zumindest kurzfristig, bevorzugt mittel- und/oder langfristig stabile Emulsion aus den Komponenten erzeugt. Dies reicht aus, um die Emulsion in einen Verbrennungsraum zu fördern und dort zu verbrennen.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Anregen mittels Mischen der Emulsion mit mindestens einem Statikmischer durchgeführt wird.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Mischen wiederholt durchgeführt wird, bevor die Emulsion dem Verbrennungsraum zugeführt wird, um dort verbrannt zu werden, sodass die Emulsion durch wiederholte Umstrukturierung stabil gehalten wird. Dadurch, dass die Emulsion nicht grundsätzlich dauerhaft stabil ist, kann ein wiederholtes Mischen erforderlich sein. Hierdurch wird die Emulsion quasistabil gehalten. Das Mischen kann permanent oder diskret erfolgen.
  • In wieder eine anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Zuführen der hydrophoben Komponente ein dosiertes Zuführen der hydrophoben Komponente mit einem Gesamtanteil von etwa <= 80 Vol.% der hergestellten Emulsion, bevorzugt <= etwa 75%, weiter bevorzugt <= 70% und am meisten bevorzugt <= 67% umfasst. Der Anteil der Treibstoffbasis lässt sich somit gegenüber dem Anteil bei herkömmlichen Treibstoffen reduzieren, sodass eine schadstoffarme und rußarme Verbrennung mit weniger Treibstoffbasis ermöglicht ist.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Zuführen der hydrophilen Komponente, wie etwa einem Tensid, ein dosiertes Zuführen des Tensids mit einem Anteil in Bezug auf den Gesamtanteil der Emulsion von etwa <= 10 Vol.% der hergestellten Emulsion, bevorzugt <= etwa 7%, weiter bevorzugt <= 5% und am meisten bevorzugt <= 3% umfasst. Der Anteil an Tensiden an der fertigen Emulsion ist somit ebenfalls reduziert, sodass der Aufwand zur Herstellung der Emulsion verbessert ist. Es können mehrere unterschiedliche Tenside zugeführt werden.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Zuführen der wässrigen Komponente, wie beispielsweise Wasser, ein dosiertes Zuführen mit einem Anteil von etwa >= 10 Vol.% der hergestellten Emulsion, bevorzugt >= etwa 20%, weiter bevorzugt >= 25% und am meisten bevorzugt >= 30% umfasst. Der Wasseranteil lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhöhen, sodass ein optimal verbrennender Treibstoff mit einem hohen Wasseranteil realisierbar ist. Das Zuführen kann bei Normaldruck erfolgen. Die für das Zuführen und Bilden erforderlichen Temperaturen liegen bevorzugt in einem Bereich von –20°C bis +80°C, weiter bevorzugt in einem Bereich von –10°C bis +70°C und am meisten bevorzugt in einem Bereich von +20°C bis +40°C. Bevorzugt werden die Komponenten parallel zugeführt, das heißt im Wesentlichen zeitgleich. Die Zuführung kann separat erfolgen, das heißt, die Komponenten können in separaten Leitungen zugeführt werden. Komponenten können auch vorgemischt zugeführt werden. Bevorzugt wird die wässrige Komponente stets separat zugeführt.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass weiter ein Additiv zugeführt wird, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Inhibitoren und Antioxidantien. Es können auch mehrere unterschiedliche Additive vorgesehen sein. Die Inhibitoren bzw. Antioxidantien verhindern eine vorzeitige Zerstörung oder einen vorzeitigen Zerfall der Treibstoffe oder ihrer Bestandteile. Auf diese Weise wird die Stabilität der Emulsion länger aufrecht gehalten.
  • Die technische Lehre der Erfindung sieht weiter vor, dass ein Treibstoff, der im Wesentlichen ruß- und/oder schadstoffarm verbrennbar ist, zur Energiegewinnung mittels Verbrennen des Treibstoffs, insbesondere zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, eines Brenners und dergleichen, nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Mit dem Treibstoff, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, lässt sich die Vorrichtung oder das Blockheizkraftwerk optimal betreiben. Zur effektiven Nutzung der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verbrennungseinrichtungen, Vorrichtungen, Blockheizkraftwerke, Heizanlagen und dergleichen ist als Treibstoff der erfindungsgemäße Treibstoff vorgesehen. Zwar lassen sich auch andere Treibstoffe verwenden, jedoch würden diese keine optimale Nutzung ermöglichen.
  • Die technische Lehre der Erfindung sieht weiter vor, dass bei einer Treibstoffaufbereitungseinrichtung zum Aufbereiten von zur Herstellung eines im Wesentlichen ruß- und/oder schadstoffarm verbrennbaren Treibstoffs erforderlichen Komponenten, umfassend eine hydrophobe Komponente, wie eine Treibstoffbasis, eine hydrophile Komponente, wie ein Tensid und eine wässrige Komponente, wie Wasser, mit mindestens einer Zuführeinrichtung zum Zuführen der Komponenten, vorgesehen ist, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung Mittel umfasst, welche aus den einzeln zugeführten Komponenten den verbrennungsfähigen Treibstoff aufbereitet. Zur Nutzung des erfindungsgemäßen Treibstoffs ist eine entsprechende Treibstoffaufbereitungseinrichtung erforderlich, ohne welche der Treibstoff nicht effektiv nutzbar ist. Die Treibstoffaufbereitungseinrichtung setzt das erfindungsgemäße Verfahren um und weist folglich Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf. Da der Treibstoff insbesondere nicht dauerhaft stabil ausgebildet ist, weist die Treibstoffaufbereitungseinrichtung insbesondere Mittel auf, mit welchem der Treibstoff bis zu seiner Verbrennung zumindest kurzfristig stabil gehalten wird.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist deshalb vorgesehen, dass die Mittel eine Mischeinheit umfassen, welche die Komponenten molekular umgruppiert, umstrukturiert und/oder stabilisiert, um so einen verbrennungsfähigen Treibstoff zu realisieren. Mit der Mischeinheit lässt sich zum Beispiel der erfindungsgemäße Schritt einer Emulsion durchführen.
  • Die Mittel zur Nutzung eines im Wesentlichen als Brennstoff-Tensid-Wasser-Emulsion ausgebildeten Treibstoffs zur Erzeugung von mechanischer Energie und/oder Wärmeenergie sind derart ausgebildet, dass als Treibstoff ein Gemisch aus einem Treibstoff wie Pflanzenöl, Biodiesel, Rapsmethylester sowie Mittelderivate wie Diesel und Heizöl, plus Wasser und Tensid verwendet werden können. Insbesondere können weiterhin neben dem Brennstoffanteil, dem Tensidanteil, dem Wasseranteil zusätzlich Additive zugefügt werden. Insbesondere sind die Mittel derart ausgebildet, dass ein Wasseranteil von etwa 1% bis etwa 50%, weiter bevorzugt von etwa 10% bis etwa 40%, und meist bevorzugt von etwa 20% bis etwa 35%, bevorzugt von etwa 30% verwendet werden kann. Die angegebenen Prozentanteile sind Volumenprozentanteile.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mischeinheit mindestens einen Statikmischer umfasst, um so eine molekulare Umgruppierung oder Umstrukturierung des Treibstoffes bzw. dessen Komponenten zu einer zumindest kurzfristig stabilen, verbrennungsfähigen Emulsion zu realisieren. Die Komponenten des Treibstoffs sind zum Beispiel Pflanzenöl, Biodiesel, Mittelderivate wie Diesel und Heizöl, Wasser, Additive sowie ein spezielles Tensid oder Tensidgemisch. Die Komponenten können gemeinsam oder einzeln zugeführt werden. Bevorzugt wird das Wasser in einer separaten Leitung separat zugeführt. Die Treibstoffaufbereitungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass diese die zugeführten Bestandteile molekular umgruppiert und eine entsprechende Emulsion bildet, die für den Verbrennungsprozess in der Verbrennungskraftmaschine stabil ist.
  • Deshalb sieht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass die Mischeinheit einen Emulsionskreislauf umfasst, in welchem die umstrukturierte Emulsion durch mindes tens einen Statikmischer zirkulierbar ist, um eine wiederholte Umstrukturierung der Komponenten zu realisieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Mischeinheit ein Leitungssystem umfasst, mit welchem die Komponenten gesteuert dem Emulsionskreislauf zu- und/oder abführbar sind. über entsprechende Leitungen, die in dem Leitungssystem umfasst sind, sind aus einem Vorratsbehälter oder mehreren Vorratsbehältern die entsprechenden Komponenten zuführbar.
  • Die Mischeinheit umfasst zumindest einen Statikmischer, bevorzugt mehrere Statikmischer, um mit diesen eine molekulare Umgruppierung des Treibstoffes beziehungsweise dessen Komponenten zu realisieren. Aufgrund des Einsatzes von Statikmischern direkt an zum Beispiel der Verbrennungskraftmaschine oder einer anderen Verbrennungseinrichtung, genauer deren Brennraum, muss die Emulsion keine Langzeitstabilität aufweisen. Dadurch, dass das Wasser kurz vor der Verbrennung in dem entsprechenden Verbrennungsraum der Emulsion zugeführt wird, wird nur eine kurzfristige Stabilisierung der Emulsion durch geeignete physikalische Maßnahmen erfordert, welche insbesondere jederzeit nach Betriebsunterbrechungen sofort wieder herstellbar ist. Durch die Treibstoffaufbereitungseinrichtung mit den Statikmischern lassen sich so als Bestandteile auch reine Pflanzenöle, deren Raffinate wie auch fossile Treibstoffe bei verbesserter Ökonomie durch Einsparung von teuren Tensiden und variabler Beimischung verwenden. Insbesondere liegt der Tensidanteil etwa bei weniger als 20%, weiter bevorzugt bei weniger als 15%, noch weiter bevorzugt bei weniger als 10% und am meisten bevorzugt bei weniger als 5%, bevorzugt bei <= 3%.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung oder die Mischeinheit einen Behälter zum Herstellen und/oder Bevorraten der verbrennungsfähigen Emulsion umfasst. Der Behälter kann aus einem geeigneten Material bestehen, insbesondere aus Stahl, Metall, Kunststoff oder derglei chen. Der Behälter ist mit dem Leitungssystem entsprechend verbunden, um die Emulsion zu leiten.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Mischeinheit Steuermittel zur gesteuerten Herstellung des Treibstoffs umfasst. Die Steuermittel können Mittel zum Schalten von Ventilen, zum Betrieb der Statikmischer, zum Zu- oder Abführen und dergleichen aufweisen. Bevorzugt regeln die Steuermittel eine Zu- und/oder Abfuhr der Komponenten.
  • Wiederum eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung weiter ein Leitungssystem zum Zuführen und Abführen der Emulsion bzw. deren Komponenten aufweist, um die Komponenten aus einem Vorratsbehälter zuzuführen oder die verbrennungsfähige Emulsion zu einem Verbrennungsraum abzuführen. Das Leitungssystem kann eine oder mehrere Leitungen umfassen, die insbesondere als Leitungsrohre ausgeführt sind. Die Querschnitte der Leitungsrohre sind entsprechend den Strömungsverhältnissen angepasst. Über das Leitungssystem kann die Emulsion kurzfristig in den Verbrennungsraum zugeführt werden. Es können mehrere Leitungen vorgesehen sein, sodass die Bestandteile des Brennstoffes beziehungsweise der Emulsion einzeln zugeführt werden können. Alternativ können mindestens zwei Bestandteile zusammen in einer Leitung zugeführt werden. Vom Verbrennungsraum kann über ein Leitungssystem Abgas abgeführt werden.
  • In noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung mindestens eine Fördereinheit umfasst, um die Emulsion durch den Emulsionskreislauf oder zu anderen fluidisch verbundenen Baueinheiten über das Leitungssystem zu fördern, zum Beispiel zu anderen Baueinheiten. Beispielsweise kann die Emulsion so über eine Pumpe in einen Verbrennungsraum geregelt zugeführt werden. Es können mehrere Pumpen oder Fördereinheiten vorgesehen sein, zum Beispiel für jede Rohrleitung eine. Die Pumpen können als beliebige Förderpumpen ausgebildet sein.
  • Bevorzugt ist in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung Steuerelemente zur Steuerung von Fluiden, die durch das Leitungssystem strömen, umfassend Ventile, Drosseln und dergleichen umfasst, um die Emulsion beziehungsweise deren Bestandteile gesteuert zu fördern. Über Drosseln und Ventile lässt sich eine genaue Dosierung der Emulsion in den Mischbehältnis oder realisieren, sodass optimale Mischergebnisse für die Verbrennung erzielt werden, insbesondere im Hinblick auf eine geringe Verrußung.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung weiter mindestens eine Einspritzeinrichtung umfasst, welche den Treibstoff von der Treibstoffaufbereitungseinrichtung in einen Verbrennungsraum einspritzen. Die Einspritzeinrichtung ist auf das entsprechend verwendete Treibstoffgemisch ausgerichtet und erlaubt insbesondere bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Emulsion eine sehr fein dosierte Einspritzung. Beispielsweise kann eine Einspritzeinrichtung für einen Ölbrenner einer Heizungsanlage vorgesehen sein. Für eine Einspritzung in einen Brennerraum beispielsweise eines Motors ist die Einspritzeinrichtung in der Motoreinheit, genauer in dem Motorblock ausgebildet.
  • Die technische Lehre der Erfindung sieht weiter vor, dass bei einer Krümmereinrichtung zum Ableiten eines bei der Verbrennung eines Treibstoffes entstehenden Abgases, insbesondere eines bei der Verbrennung des erfindungsgemäßen Treibstoffes, insbesondere zur Kopplung an eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen Abgasstrang zum Leiten des Abgases, mit mindestens einem Abgasrohr, vorgesehen ist, dass das Abgasrohr kompensationsmittelfrei ausgebildet ist, sodass Mittel zum Kompensieren von Spannungen und/oder Längenveränderungen des Verbrennungs- oder Abgasrohres aufgrund vorhandener Abgaswärme ver zichtbar sind. Im Gegensatz zu anderen Lösungen mit Kompensationsmitten lässt sich die Krümmereinrichtung beispielsweise mittels Adapterplatten fest an einer Verbrennungskraftmaschine befestigen. Verbindungen mit einem Freiheitsgrad oder mehreren Freiheitsgeraden, die einen höheren Aufwand erfordern, sind entbehrlich.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist weiter vorgesehen, dass die Krümmereinrichtung als Fächerkrümmer ausgebildet ist, wodurch ein effektiver Betrieb gewährleistet ist, beispielsweise bei einer Kopplung an eine Verbrennungskraftmaschine. Über die Krümmereinrichtung werden die bei der Verbrennung in dem Motor oder allgemeiner in dem Verbrennungsraum, beispielsweise der Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Turbine ausgebildet sein kann, entstehenden Abgase entsprechend durch Krümmerrohre oder Abgasrohre abgeleitet. Ein aus der Kraftfahrzeugtechnik dem Prinzip nach bekannter Fächerkrümmer lässt sich insbesondere so auslegen, dass es beispielsweise für den Betrieb eines Blockheizkraftwerks geeignet ist, zum Beispiel in einem bevorzugten, festgelegten Drehzahlbereich.
  • Deshalb sieht eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass die Krümmereinrichtung zur Kopplung an eine Verbrennungskraftmaschine mit Zylindern je ein Abgasrohr pro Zylinder der Verbrennungskraftmaschine aufweist. Üblicherweise ist die Verbrennungskraftmaschine als Motor ausgebildet, welche mindestens einen, bevorzugt auch mehrere, Motorzylinder aufweist. Entsprechend weist die Krümmereinrichtung mehrere Abgasrohre auf, bevorzugt jeweils einen pro Motorzylinder. Jedoch kann der Verbrennungsraum auch in einer Heizanlage, zum Beispiel in einem Gasbrenner oder dergleichen ausgebildet sein. Hier sind keine Zylinder vorhanden, sodass eine entsprechende Krümmereinrichtung entfallen kann.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass bei mehreren Abgasrohren mindestens zwei Abgasrohre gleich lang sind, bevorzugt alle Abgasrohre gleich lang sind. Die Abgasrohre sollten zum optimalen Betrieb gleich lang ausgebildet sein, zum Beispiel für eine einfache Interferenzrohrauslegung, wobei die Form der Abgasrohre durchaus unterschiedlich ausgebildet sein kann. Zudem ist so ein fertigungstechnischer Aufwand optimierbar. Mit den gleich lang ausgebildeten Abgasrohren lässt sich eine einfach aufgebaute Krümmereinrichtung modular realisieren.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Krümmereinrichtung mindestens ein Interferenzrohr aufweist, in welches mindestens ein Abgasrohr mündet, bevorzugt alle Abgasrohre münden. Es kann eine beliebige Anzahl an Abgasrohren in diesem Interferenzrohr münden. Bei dem Interferenzrohr kann es sich um ein Interferenzrohr handeln, welches insbesondere im Motorenbau zur Veränderung der Leistungscharakteristik von Verbrennungsmotoren verwendet wird. Das Interferenzrohr ist ein Teil des Abgassystems und weist genau abgestimmte Längen und Durchmesser auf. Die Funktion des Interferenzrohres ist es, Schwingungen des Abgasstromes zu verstärken und zeitlich aufeinander abzustimmen. Dadurch wird ein Ladeeffekt (eine geringfügige Vorverdichtung) bei der Zufuhr von Frischgas in den Verbrennungsraum erreicht (Turboladeeffekt), was eine Erhöhung der Motorleistung und des Motordrehmoments zur Folge hat. Gleichzeitig wird eine bessere Entladung oder Leerung der Zylinder realisiert, wodurch auch eine bessere, das heißt schnellere, Befüllung realisierbar ist. Durch die entsprechende Ausbildung ist die Funktion des Interferenzrohres im Wesentlichen drehzahlabhängig und kann so mit einem fest eingestellten Drehzahlband betrieben werden aber auch bei variierenden Drehzahlen.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Krümmereinrichtung weiter mindestens eine Resonatoreinheit umfasst. Insbesondere sieht die vorliegende Erfindung vor, dass die Resonatoreinheit als segmentierte Resonatorkammer ausgebildet ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Resonatorkammer Schallmittel zur Schallreduktion von bestimmbaren Frequenzbereichen aufweist, insbesondere von mittleren und höheren Frequenzbereichen. Insbesondere wird durch die Schallmittel ein Schalldruckpegel reduziert. Es kann auch ein sogenanntes active-noice-reduction-system zur aktiven Geräuschunterdrückung vorgesehen sein. Somit lassen sich aktive wie auch passive Schallmittel verwenden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schallmittel ausgewählt sind aus der Gruppe der Schallreduktionsmittel umfassend Expansionskammern, Prallwände, Reflexionswellen und dergleichen, um eine Schallreduktion zu bewirken.
  • Noch eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass mindestens eine Resonatoreinheit in mindestens ein Abgasrohr integriert ist. Es können mehrere Resonatoreinheiten vorgesehen werden. Dabei können mehrere Resonatoreinheiten ebenfalls in einem Abgasrohr oder in mehreren Abgasrohren integriert sein.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Krümmereinrichtung fest mit einer Verbrennungskraftmaschine verbindbar ist, beispielsweise über Adapterklötze. Hierzu kann die Krümmereinrichtung mittels entsprechender Verbindungen an der Verbrennungskraftmaschine angeordnet sein. Ein gelenkige oder bewegbare Anordnung ist nicht erforderlich.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Krümmereinrichtung ein Gehäuse aufweist, welches die Krümmereinrichtung im Wesentlichen wasserdicht einhaust. So kann in dem Gehäuse ein Fluid – beispielsweise ein Wärmeträger wie Wasser – kursieren, welches zum Beispiel als Kühlmittel einsetzbar ist, wobei die durch dieses Kühlmittel abgeführte Wärme für zum Beispiel ein Blockheizkraftwerk nutzbar ist.
  • Deshalb sieht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass das als Ummantelung ausgebildete Gehäuse von einem ersten Wärmeträgerfluid durchströmbar ist. Hierzu können entsprechende Leitungselemente vorgesehen werden, welche das Fluid entsprechend leiten. Die Ummantelung kann mehrere kanalartige Abschnitte zur optimierten Wärmeübertragung umfassen.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Ummantelung und der Abschnitt des durch das Gehäuse des Krümmers verlaufenden Abgasstrangs sowie die durch die Ummantelung und den Abgasstrang strömenden Fluide einen Krümmerwärmetauscher bilden. Durch den Krümmerwärmetauscher lässt sich Wärme in unmittelbarer Nähe zu einem Verbrennungsraum, das heißt auf einem hohen Temperaturniveau, übertragen und effektiv nutzen. Die Wärme lässt sich über geeignete Leitungen mittels eines geeigneten Wärmeträgers zu anderen Bauteilen wie Wärmespeicher, andere Wärmetauscher und dergleichen übertragen.
  • Die Erfindung schließt weiter die technische Lehre ein, dass bei einer Generatoreinrichtung, zur Erzeugung von elektrischer Energie aus einer mechanischen Energie, umfassend: ein Generatorelement zur Erzeugung von elektrischer Energie, ein Generatorgehäuse zur Aufnahme und Lagerung des Generatorelements, vorgesehen ist, dass das Generatorelement ölgelagert ausgebildet ist, um in dem Gehäuse angeordnete Bauteile der Generatoreinrichtung zu kühlen. Die Generatoreinrichtung kann vorgesehen sein zur Kopplung an eine Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein Blockheizkraftwerk, und kann umfassen: ein Generatorelement zur Erzeugung von elektrischer Energie, ein Generatorgehäuse zur Aufnahme und Lagerung des Generatorelements und eine Öllagerung zur kühlenden Lagerung der Generatoreinrichtung, wobei weiter Kreislaufmittel zu Ausbildung mindestens eines Kreislaufs, beispielsweise eine Ölkreislaufs, vorgesehen sind, um zumindest das Generatorelement mit einem Kühlmittel im Wesentlichen vollständig zu um- bzw. durchströmen. Insbesondere umfassen die Kreislauf mittel ein Leitungssystem mit mindestens einer Leitung sowie Steuerelemente zur Steuerung eines durch die Leitung strömenden Fluids.
  • Die Kreislaufmittel sind zur Ausbildung mindestens eines Ölkreislaufs ausgebildet, um die in dem Gehäuse angeordneten Bauteile, insbesondere das Generatorelement mit einem Kühlmittel (dielektrisches Öl) im Wesentlichen vollständig zu durchströmen. Beispielsweise ist vorgesehen, dass die Kreislaufmittel ein geeignetes Fluidführungssystem zum Zirkulieren des beispielsweise als Öl der Öllagerung ausgebildeten Fluids umfassen, um so zum Beispiel einen Ölkreislauf zu realisieren. Das Öl ist als dielektrisches Öl ausgebildet, sodass keine Beeinträchtigung der Generatoreinrichtung auftreten und eine geeignete Kühlung sowie eine geeignete Schmierung der Generatoreinrichtung erfolgt.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Kreislaufmittel oder das Fluid- oder Ölführungssystem mindestens eine Fördereinheit umfassen, die auf einer den Generator antreibenden Antriebswelle angeordnet ist, um das Öl in dem Ölkreislauf zu fördern. Die Fördereinheit kann zum Beispiel eine beliebige Förderpumpe oder ein Pumpenrad sein. Vorzugsweise wird die Fördereinrichtung mittels der Antriebswelle des Generators, die beispielsweise mit einer Antriebseinrichtung wie einem Motor gekoppelt ist, betrieben oder angetrieben.
  • Die Kreislaufmittel umfassen mindestens ein das Generatorelement umgebendes Kühlmittelführungssystem, mit welchem Kühlmittel das Generatorelement umströmend zirkulierbar ist. Dies wird durch die Fördereinheit unterstützt. Über das Kühlmittel lässt sich Wärme von dem Generatorelement abführen und weiter nutzen. Durch die entsprechenden Kreislaufmittel ist das Kühlmittel so abführbar, dass dessen abgeführte Wärme von dem Generatorelement zum Beispiel über einen Wärmetauscher für ein Blockheizkraftwerk nutzbar ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Generatoreinrichtung einen Generatorwärmetauscher aufweist, der die durch das Generatorelement erzeugt Wärme überträgt und somit effektiv nutzt.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Generatorwärmetauscher integriert, aus dem Kreislaufmittel, dem Generatorelement, dem Öl und der erzeugten Wärme, oder zusätzlich, als an dem Generatorgehäuse angeordneter Wärmetauscher, insbesondere als Plattenwärmetauscher, ausgebildet ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Kühlmittelführungssystem und/oder zumindest Bestandteile der Kreislaufmittel als Außenmantel des Generatorgehäuses ausgebildet sind, welcher von einem Kühlmittel durchströmbar ist, um so Wärmeenergie zu übertragen. Insbesondere ist der Außenmantel fluiddicht ausgebildet. Die Wandung zum Generator ist entsprechend dünnwandig und dadurch gut wärmeleitfähig ausgebildet, sodass Wärme gut von dem Generator zu dem Kühlmittel übertragbar ist.
  • Die technische Lehre sieht weiter vor, dass bei einer Vorrichtung zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennung eines Treibstoffs, insbesondere eines erfindungsgemäßen Treibstoffs, umfassend eine Verbrennungseinrichtung mit einem Verbrennungsraum, in welchem der zugeführte Treibstoff verbrennbar ist, vorgesehen ist, dass die Vorrichtung eine erfindungsgemäße Treibstoffaufbereitungseinrichtung aufweist. Nur auf diese Weise ist eine effektive Nutzung eines erfindungsgemäßen, schadstoffarmen Treibstoffes realisierbar.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine erfindungsgemäße Krümmereinrichtung aufweist, insbesondere eine fest mit einer Verbrennungseinrichtung verbundene Krümmereinrichtung.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine erfindungsgemäße Generatoreinrichtung aufweist.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist weiter vorgesehen, dass die Verbrennungseinrichtung als eine Brennereinrichtung, insbesondere einer Heizungsanlage ausgebildet ist.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbrennungseinrichtung als eine Verbrennungskraftmaschine umfassend Verbrennungskraftmotoren, Turbinen und dergleichen ausgebildet ist. Sowohl die Brennereinrichtung als auch die Verbrennungskraftmaschine erzeugen mittels Verbrennung eines Treibstoffs, insbesondere des erfindungsgemäßen Treibstoffs, Energie. Bevorzugt ist die Verbrennungseinrichtung so ausgebildet, dass diese nur mit dem erfindungsgemäßen Treibstoff betreibbar, insbesondere optimal betreibbar, ist.
  • Wiederum eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Verbrennungseinrichtung mindestens einen Verbrennungswärmetauscher aufweist. Der Verbrennungswärmetauscher kann beispielsweise in die Verbrennungseinrichtung integriert sein, wie beispielsweise ein Motorwärmetauscher, der in dem Motor bzw. dem Motorblock integriert ist. Alternativ kann der Wärmetauscher als separates Bauteil ausgebildet sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbrennungseinrichtung als Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Generatoreinrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom und Wärmeenergie nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsprinzip, insbesondere für ein Blockheizkraftwerk, ausgebildet ist, insbesondere als eine Verbrennungskraftmaschine zum Verbrennen eines Treibstoffs zur Erzeugung von mechanischer Energie und Wärme, wobei die Verbrennungskraftmaschine Mittel zur Nutzung des erfindungsgemäßen Treibstoffs umfasst zur Erzeugung von mechanischer Energie und/oder Wärmeenergie. Die Antriebsvorrichtung ist für den Betrieb mit dem erfindungsgemäßen Treibstoff ausgebildet.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittel die erfindungsgemäße Treibstoffaufbereitungseinrichtung umfassen. Nur mit der erfindungsgemäßen Treibstoffaufbereitungseinrichtung ist die Antriebsvorrichtung effektiv und dauerhaft betreibbar.
  • Noch ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung als Generator-Antrieb-Vorrichtung, insbesondere für ein Blockheizkraftwerk, ausgebildet ist, umfassend mindestens eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung und mindestens eine mit der Antriebsvorrichtung über Kopplungsmittel gekoppelte erfindungsgemäße Generatoreinrichtung.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Kopplungsmittel eine Elastikkupplung aufweisen, über welche die Generatoreinrichtung mit der Antriebsvorrichtung gekoppelt ist. Über die Elastikkupplung lassen sich Fluchttoleranzen und dergleichen ausgleichen, sodass eine Einbautoleranz verringert ist. Es sind auch andere Kopplungsmittel einsetzbar.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Generator-Antrieb-Vorrichtung-Wärmetauscher vorgesehen ist, der Wärme der Antriebsvorrichtung, der Krümmereinrichtung und/oder der Generatoreinrichtung über einen Wärmeträger mittels eines Wärmetauschers durch zum Beispiel einen Vorlauf zu einem Wärmespeicher überträgt. Der Generator-Antrieb-Vorrichtung-Wärmetauscher kann einzelne Wärmetauschereinheiten, beispielsweise der Krümmereinrichtung, der Antriebsvorrichtung und/oder der Generatoreinrichtung umfassen, wobei diese durch entsprechende Leitungssysteme zu einem gemeinsamen Wärmetauscher zusammengefasst sein können. Durch diesen Generator-Antrieb-Vorrichtung-Wärmetauscher lässt sich die in der Antriebseinrichtung und/oder der Generatoreinheit entstehende Wärme direkt von der Quelle abführen und für ein Blockheizkraftwerk oder eine Heizanlage nutzen.
  • Weiter sieht die technische Lehre der vorliegenden Erfindung vor, dass bei einem Blockheizkraftwerk zur Erzeugung von elektrischem Strom und Wärmeenergie vorgehen ist, dass das Blockheizkraftwerk eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst. Die Vorrichtung kann beispielsweise als Generator-Antrieb-Vorrichtung ausgebildet sein. Es können mehrere Vorrichtungen umfasst sein.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Wärmetauscher mit mindestens zwei Wärmeträgermittelkreisläufen vorgesehen ist, welcher die von der Generator-Antrieb-Vorrichtung erzeugt Wärme nutzt. Dieser Wärmetauscher kann beispielsweise der Generator-Antrieb-Vorrichtung-Wärmetauscher sein.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Wärmetauscher als Abgaswärmetauscher ausgebildet ist, welcher die Abgaswärme des aus der Krümmereinrichtung ausströmenden Abgases nutzt. Der Abgaswärmetauscher kann in einer anderen Wärmetauschereinheit wie einem Generator-Antrieb-Vorrichtung-Wärmetauscher umfasst sein. Der Abgaswärmetauscher kann den Krümmerwärmetauscher umfassen oder kann als separate Einheit ausgebildet sein.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen Abgaswärmetauscher und Krümmereinrichtung eine Schalldämpfer ausgebildet ist. Bevorzugt ist der Abgaswärmetauscher hinter der Krümmereinrichtung und dem Schalldämpfer an dem Abgasstrang ausgebildet.
  • Noch ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Abgaswärmetauscher zumindest teilweise in den Abgasstrang der Krümmereinrichtung integriert ist. Hierbei kann der Abgasstrang oder ein Teil davon einen Wärmeträgermittelkreislauf bilden, welcher Wärme zu dem anderen Wärmeträgermittelkreislauf überträgt.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Wärmeträgermittelkreislauf die das Abgas führenden Krümmerrohre umfasst. Die Krümmerrohre bilden einen Teil des Abgasstrangs und können so einen Teil des Wärmeträgermittelkreislaufs bilden, wobei das durchströmende Abgas ein Wärmeträgermittel darstellt.
  • Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Wärmeträgermittellreislauf zumindest teilweise das wasserdichte Gehäuse der Krümmereinrichtung umfasst. Der Krümmerwärmetauscher kann hierbei einen Teil des Abgaswärmetauschers bilden oder mit diesem gekoppelt sein.
  • Der Abgaswärmetauscher kann mindestens zwei Wärmeträgermittelkreisläufe umfassen. Ein Wärmeträgermittelkreislauf ist dabei durch das Abgassystem und/oder das Leitungssystem zum Ableiten der Abgase gebildet, also durch den Abgasstrang. Ein anderer Wärmeträgermittelkreislauf transportiert eine Wärmeträgermittel zur Wärmeübertragung von dem Abgas zum Beispiel zu einer Heizanlage, insbesondere zu einem Wärmespeicher.
  • In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Wärmetauscher als Abgaswärmetauscher ausgebildet ist, der mit einem Rücklauf und der Krümmereinrichtung, beispielsweise über den Abgasstrang oder den Krümmerwärmetauscher gekoppelt ist. Der Abgaswärmetauscher bildet somit eine Aufheizungsstufe eines Wärmeträgermittels, welches zu einer Heizanlage gefördert wird. Das Wärmeträgermittel wird dem Abgaswärmetauscher über den Rücklauf zugeführt und über ein Leitungssystem weiter transportiert. Es ist ein Abgaswärmetauscher vorgesehen, der zumindest teilweise in den Abgasstrang integriert ist. Der Abgaswärmetauscher ist Bestandteil einer Heizeinrichtung und über die Integration oder Wärmekopplung mit der Krümmereinrichtung lässt sich die Abgaswärme der Krümmereinrichtung für das Wärmeträgermittel durch den Abgaswärmetauscher nutzen. Ein Wärmeträgermittelkreislauf umfasst die das Abgas führenden Krümmerrohre. Wie aufgeführt, wird ein Wärmeträgermittelkreislauf durch das Leitungssystem für die Abgase gebildet, welches Bestandteil der Krümmereinrichtung ist und insbesondere als Krümmerrohr ausgebildet ist. Ein Wärmeträgermittelkreislauf umfasst zumindest teilweise das wasserdichte Gehäuse der Krümmereinrichtung. Ein Wärmeträgermittel kann in dem Gehäuse strömen und die Abgaswärme übertragen. Der Abgaswärmetauscher ist mit dem Rücklauf und der Krümmereinrichtung gekoppelt, um Wärmeenergie noch effektiver zu nutzen. Der erste Wärmemittelkreislauf des Abgaswärmetauschers ist als Abgasleitung ausgebildet ist, die mit einem Abgasausgang der Krümmereinrichtung fluidisch verbunden ist. Auf diese Weise lässt sich die Wärme des Absaugers hinter der Krümmereinrichtung und ggf. nachgeschaltet dem Krümmerwärmetauscher ebenfalls für die Erwärmung eines Trägermittels nutzen. Zwischen Abgaswärmetauscher und Krümmereinrichtung ist ein Schalldämpfer ausgebildet. Der Schalldämpfer dämpft das den Schalldämpfer durchströmende Abgas auf einen entsprechenden Schallpegel hinunter, sodass das Abgas an die Umgebung ohne wesentliche Lärmbeeinträchtigung abgegeben werden kann. Der Abgaswärmetauscher ist zumindest teilweise in den Abgasstrang der Krümmereinrichtung integriert.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der zweite Wärmemittelkreislauf des Abgaswärmetauschers mit einem Wärmeträgervorlauf bzw. einer Leitung zu einem Wärmeträgermittelvorlauf gekoppelt ist, um eine Wärmeübertragung zwischen dem darin geförderten Wärmeträger und dem Abgas der Abgasleitung zu realisieren.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Wärmemittelkreislauf des Abgaswärmetauschers mit einem Wärmeträgerrücklauf gekop pelt ist, um eine Wärmeübertragung zwischen dem darin geförderten Wärmeträger und dem Abgas der Abgasleitung zu realisieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Wärmeträgerkreislauf des Abgaswärmetauschers mit dem Abgaswärmetauscher und mit einer Vorlaufleitung gekoppelt ist.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der zweite Wärmemittelkreislauf des Abgaswärmetauschers mit einem Generator-Antrieb-Vorrichtungs-Wärmetauscher gekoppelt ist. Der Generator-Antrieb-Vorrichtungs-Wärmetauscher umfasst den Motorwärmetauscher, den Krümmerwärmetauscher und/oder den Generatorwärmetauscher. Der Motorwärmetauscher, oder allgemeiner der Antriebsvorrichtungswärmetauscher, ist in dem Motor bzw. der Antriebsvorrichtung integriert ausgebildet. Der damit umfasste Wärmekreislauf ist parallel zu dem Wärmekreislauf der Krümmereinrichtung und der Generatoreinrichtung ausgebildet, welche miteinander in Reihe gekoppelt sein können. So bildet der Motorwärmekreislauf eine Art Bypass zu dem Wärmekreislauf der Generatoreinrichtung und der Krümmereinrichtung.
  • Wie beschrieben, umfasst der Generator-Antrieb-Vorrichtungs-Wärmetauscher den Krümmerwärmetauscher, den Generatorwärmetauscher und/oder den Verbrennungseinrichtungswärmetauscher. Auf diese Weise lässt sich die dort entstehende Wärme für das Blockheizkraftwerk nutzen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Wärmetauscher als Plattenwärmetauscher ausgebildet. Der Plattenwärmetauscher bildet eine Form eines Wärmetauschers, der sich effektiv mit den hier beschriebenen Bauteilen verwenden lässt.
  • Noch ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Vorlauf mit einem Wärmeträgerrücklauf gekoppelt ist, um eine Wärmeübertragung zwischen dem darin geförderten Wärmeträger und dem Abgas der Abgasleitung zu realisieren. Der Vorlauf kann mit dem Rücklauf über verschiedene Aufheizstufen gekoppelt sein, in denen verschieden Wärmetauscher angeordnet sind. Diese können wiederum verschiedene Wärmetauscher umfassen, beispielsweise den Krümmerwärmetauscher, den Generatorwärmetauscher und/oder den Motorwärmetauscher.
  • Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Wärmespeicher vorgesehen ist, der mit dem Vorlauf und/oder dem Rücklauf gekoppelt ist, um die mit dem Wärmeträgermittel über den Vor- und/oder Rücklauf zugeführte Wärme abrufbar zu speichern oder abzurufen. Die Wärme lässt sich dann über einen Wärmeemittenten abstrahlen oder anderweitig nutzen.
  • Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass weiter mindestens eine Regelung zum Regeln der Bauteile des Blockheizkraftwerks vorgesehen ist. Die Regelung kann modular aufgebaut sein, beispielsweise mit Regelmodulen für einzelne Komponenten wie die Antriebseinrichtung, die Generatoreinrichtung, die Mischeinheit und dergleichen.
  • Die technische Lehre der Erfindung sieht vor, dass bei einer Heizanlage, insbesondere zum Vor-Ort-Heizen von Wohnungen, Gebäuden und dergleichen, mit einem Wärmeemittenten und einem Blockheizkraftwerk, vorgesehen ist, dass das Blockheizkraftwerk als erfindungsgemäßes Blockheizkraftwerk ausgebildet ist. Der Wärmeemittent kann einen oder mehrere Heizkörper umfassen. Die Heizanlage kann als Zentralheizung für Wohnhäuser ausgebildet sein.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, sind in den Unteransprüchen angegeben oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mindestens einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in den Figuren schematisch dargestellt ist. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und/oder Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • In den Figuren ist Folgendes dargestellt:
  • 1 zeigt schematisch ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Blockheizkraftwerks,
  • 2 zeigt schematisch einen Krümmerwärmetauscher,
  • 3 zeigt schematisch das Funktionsprinzip einer Generatoreinheit und
  • 4 zeigt schematisch eine Mischeinheit.
  • 1 zeigt schematisch ein Fließschema eines erfindungsgemäßen Blockheizkraftwerks 1.
  • Das hier schematisch dargestellte Bockheizkraftwerk 1 umfasst in der dargestellten Figur eine Generator-Antrieb-Vorrichtung 2. Die Generator-Antrieb-Vorrichtung 2 umfasst wiederum eine Antriebsvorrichtung 3, welche mit einer Generatoreinrichtung 4 gekoppelt ist, bevorzugt über eine elastische Kupplung. Die Antriebsvorrichtung 3 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 5 zum Verbrennen eines Treibstoffs zur Erzeugung von mechanischer Energie und Wärme und eine Krümmereinrichtung 6 zur Ableitung von bei dem Verbrennen entstehenden Abgasen. Die Verbrennungskraftmaschine 5 kann als Brenner ausgebildet sein, ist vorliegend aber als Verbrennungsmotor ausgebildet. An die Krümmereinrichtung 6 anschließend und/oder darin integriert, ist ein Absorptionsschalldämpfer 7 ausgebildet. Der Absorptions schalldämpfer 7 ist zudem über einen Wärmetauscher 8, der in der 1 als Abgaskühler ausgebildet ist, mit einem Rücklauf 9 einer Heizungsanlage (die hier nicht dargestellt ist) gekoppelt. Der Wärmetauscher 8, der auch als Abgaswärmetauscher bezeichnet wird, ist fluidisch mit einem Wärmetauscher 10 – einem Vorlaufwärmetauscher – gekoppelt, der vorliegend als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist. Der Wärmetauscher 10 – der Vorlaufwärmetauscher – ist über einen Vorlauf 11 mit der hier nicht dargestellten Heizungsanlage gekoppelt. Weiter ist der Wärmetauscher 10 fluidisch mit einem als Kühlsystem ausgebildete Generator-Antrieb-Vorrichtung-Wärmetauscher 12 der Generator-Antrieb-Vorrichtung 2 gekoppelt. Das Kühlsystem 12 der Generator-Antrieb-Vorrichtung 2 umfasst wiederum einen Wärmetauscher 13, der als Krümmerwärmetauscher ausgebildet ist. Zudem umfasst das Kühlsystem 12 einen als Verbrennungskraftmaschinenwärmetauscher ausgebildeten Antriebswärmetauscher 14 und einen Generatorwärmetauscher 15. In einem Leitungssystem des Blockheizkraftwerkes 1, welches Leitungen wie Rohrleitungen und dergleichen umfasst, sind Fördermittel 16 vorgesehen, welche ein in den Leitungen strömendes Kältemittel bzw. Wärmeträgermittel fördern. Durch die in 1 aufgeführten Pfeile sind Strömungsrichtungen von verschiedenen Fluiden dargestellt. Eine detaillierte Funktionsbeschreibung des Blockheizkraftwerks 1 erfolgt nachstehend in der Beschreibung.
  • 2 zeigt schematisch den Krümmerwärmetauscher 13. Der Krümmerwärmetauscher 13 ist fest mit der in 1 dargestellten Verbrennungskraftmaschine 5 verbunden und weist Leitungsmittel zum Durchströmen eines Verbrennungsabgases von der Verbrennungskraftmaschine 5 auf. Die Leitungsmittel sind vorliegend als Abgas- oder Krümmerrohre 17 ausgebildet, von denen in der 2 vier Krümmerrohre 17 vorgesehen sind, wobei im Bedarfsfall auch mehr oder weniger Krümmerrohre 17 ausgebildet sein können. An die abgasdurchströmten Krümmerrohre 17 schließt in Strömungsrichtung jeweils eine Resonatorkammer 18 an, durch welche das Abgas strömt. Die Resonatorkammer 18 ist als segmentierte Resonatorkammer ausgebildet, welche im vorliegenden Beispiel drei Resonatorkammern 18a, 18b, 18c aufweist, die fluidisch miteinander verbunden sind, sodass diese sequenziell von einem Abgas durchströmbar sind. Die Krümmerrohre 17 sind etwa alle gleich lang ausgebildet, und münden in ein gemeinsames Interferenzrohr 19, in welchen die einzelnen Abgasströme durch die Krümmerrohre 17 gebündelt werden und durch einen gemeinsamen Ausgang weitergeleitet werden. Die Krümmereinrichtung 6 umfasst weiter ein Krümmergehäuse 20, welche insbesondere die Krümmerrohre 17 mit den Resonatorkammern 18 und das Interferenzrohr 19 einschließt. Das Gehäuse 20 weist zur Bildung eines Fluidkreislaufes Kreislaufmittel, insbesondere Leitungen, auf, mit einer Eintrittsöffnung 21 und einer Austrittsöffnung 22. Durch die Eintrittsöffnung bzw. die Austrittsöffnung 21/22 kann ein Wärmeträgermittel wie Wasser in das Gehäuse 20 eintreten und die Krümmerrohre 17 samt Resonatorkammern 18 und Interferenzrohr 19 umströmen. Auf diese Weise ist ein Krümmerwärmetauscher 13 ausgebildet, mit welchem die Abgaswärme des Verbrennungsmotors oder allgemein der Antriebsvorrichtung 3 auf ein Wärmeträgermittel in dem Krümmerwärmetauscher 13 übertragen und genutzt werden kann.
  • 3 zeigt schematisch das Funktionsprinzip einer Generatoreinrichtung 4. Die Generatoreinrichtung 4 weist als Kernstück einen als Generator betriebenen Elektrogenerator 23 auf, der auch als Elektromotor bezeichnet werden kann, welcher über eine Generatorwelle 24 mit der in der 1 dargestellten Verbrennungskraftmaschine 5 koppelbar ist. Zur weiteren Kopplung des Elektromotors 23 an die Verbrennungskraftmaschine 3 weist die Generatoreinrichtung 4 einen Motor-Flansch 25 auf, mit welchem die Generatoreinrichtung 4 entsprechend an die in 1 dargestellte Verbrennungskraftmaschine 5 koppelbar ist. Die Generatoreinrichtung 4 weist weiter ein Generatorgehäuse 26 auf, welches den Elektrogenerator 23 einhaust. In dem Generatorgehäuse 26 ist eine als Öl-Pumpe ausgebildete Fördereinheit oder Fördereinrichtung 27 ausgebildet, welche eine Kühlmittel, das hier vorliegend als Öl ausgebildet ist, durch den Elektrogenerator 23 strömen lässt, sodass dieser umgeben von bzw. in Öl gelagert und somit gekühlt ist. Das Öl ist als dielektrisches Öl ausgebildet und dient neben der Kühlung gleichzeitig zur Schmierung der Generatoreinrichtung 4. Zur Ausbildung eines Kreislaufes weist das Gehäuse 26 entsprechende Leitungsmittel 28 auf, die im Gehäuse 26 ausgebildet sind, sodass ein Ölkreislauf durch den Elektrogenerator 23 realisiert ist. Das Generatorgehäuse 26 ist doppelwandig ausgebildet, sodass ein Außenmantel 29 gebildet ist, welcher von einem Wärmeträgermittel durchströmbar ist. Als Wärmeträgermittel dient in der Figur Kühlwasser, welches von einem Kühlwasservorlauf 30 gespeist wird. Das Kühlwasser umströmt in dem Außenmantel 29 die Generatoreinrichtung 4 und strömt durch einen Kühlwasserrücklauf 31 weiter. Zu der Generatoreinrichtung 4 ist eine Steuerung vorgesehen, welche die Generatoreinrichtung 4 steuert. Über einen Klemmkasten 32 lassen sich verschiedene Anschlüsse realisieren, beispielsweise für eine Stromversorgung, eine Steuerung und dergleichen. Weiter vorgesehen ist an Öleinfüllstutzen 33 zum Nachfüllen von (dielektrischem) Öl, wobei dort ein ölstandpuffer realisiert ist.
  • 4 zeigt schematisch eine Mischeinheit 34. Die Mischeinheit 34, welche zur Treibstoffaufbereitung dient, umfasst in der dargestellten Figur mehrere Zuläufe für die Komponenten des Treibstoffs, hier einen Wasserzulauf 35 und einen Treibstoffbasiszulauf 36. Wasserzulauf 35 und Treibstoffbasiszulauf 36 sind über jeweils eine Leitung, in welchen Magnetventile und Dosierdüsen zur Steuerung integriert sind, mit einem Statikmischer 37 gekoppelt. Der Statikmischer 37 regt Kräfte an, welche aus den Treibstoffkomponenten eine Emulsion bilden. In dem Statikmischer wird in dem Beispiel nach 4 das Wasser mit der Treibstoffbasis gemischt und über eine weitere Leitung in einen als Behälter ausgebildeten Zwischentank 38 zur Aufbewahrung der gebildeten Emulsion geleitet. Zur Bemessung einer Füllstandshöhe weist der Zwischentank 38 einen Schwimmschalter 38a auf, um gegebenenfalls eine Zuführung oder eine Abführung der Emulsion zu regeln. Der Zwischentank 38 weist über zwei weitere Leitungen 40, 42 einen Kreislauf auf, von dem eine Leitungsabzweigung zu einer Motorzuleitung 39 abgeht. Die erste Zuleitung 40 von dem Zwischentank 38 zu der Motorzuleitung 39 und der zweiten Zuleitung 42 weist integriert einen Statikmischer 41 auf, über welchen die erste Leitung 40 mit der zweiten Leitung 42 einen Kreislauf bildet, in welchem die Emulsion durch wiederholtes Mischen mit dem Statikmischer 41 und somit durch wiederholtes Umstrukturieren als Emulsion stabil gehalten wird. Da die Emulsion nur kurzfristig stabil ist, ist dieses wie derholte Umstrukturieren erforderlich. Die Leitung 42 weist weiter eine Mischerpumpe 43 auf, über welche die Emulsion in der Leitung gefördert wird. So kann die Emulsion auch zu einem hier nicht dargestellten Verbrennungsraum gefördert werden, wobei die Förderung in einem Zeitfenster erfolgt, in dem eine Stabilität der Emulsion gewährleistet ist. Hierzu kann die Emulsion unmittelbar vor Zuführung in den Verbrennungsraum durch den Statikmischer umstrukturiert werden, sodass die so umstrukturierte Emulsion, die vorwiegend kurzfristig stabil ist, die Stabilität bis zur Verbrennung in dem Verbrennungsraum gewährleistet ist.
  • Zusammenfassend lässt sich festhalten:
    Das Blockheizkraftwerk 1 umfasst eine als Dieselmotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 5. Die Verbrennungskraftmaschine 5 ist mit Pflanzenöl und/oder Biodiesel, Rapsmethylester oder Mittelderivaten, wie Diesel und deren Mischung in Verbindung mit Tensiden und ggf. Additiven und emulgiert mit Wasser, welche als Einheit aus verschiedenen Komponenten entwickelt ist, betreibbar. Mit dem Dieselmotor wird Strom erzeugt, wozu der Treibstoff speziell aufbereitet werden muss. Bei der Stromerzeugung entsteht zudem Wärmeenergie, die in entsprechenden Wärmetauschern nutzbar gemacht wird. Die Steuerung des Gesamtprozesses erfolgt über entsprechende Steuermittel. Die Verbrennungskraftmaschine 5, die als Dieselmotor, also als selbstzündender Motor ausgebildet ist, weist einen fest mit dieser verbundene Krümmereinrichtung 6 auf. Die Krümmereinrichtung 6 ist so gestaltet ist, dass sie zur Leistungssteigerung als Fächerkrümmer ausgebildet ist, mit vorliegend vier etwa gleich langen Abgasrohren pro Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 5. Die Anzahl der Abgasrohre hängt proportional von der Anzahl der Zylinder ab, sodass bei fünf Zylindern auch fünf Abgasrohre vorgesehen sind. Die Abgasrohre münden wiederum in ein Interferenzrohr 19. In den einzelnen Krümmerrohren 17 sind dreifach segmentierte Resonatorkammern 18 integriert, mit denen eine merkbare Schallreduktion, insbesondere im mittleren und höheren Frequenzbereich, nah eines Entstehungsorts des Schalls realisierbar ist. Das vom Abgas durchströmte, in 2 im Detail dargestellte, System wird komplett wasserdicht eingehaust, wobei eine Ummantelung gebildet ist, die von einem Wasser-Äthylenglykol-Gemisch durchströmt wird, bevorzugt unter Zuhilfenahme von Fördermitteln wie Pumpen, um einen Wärmetransfer von den Abgasen über die Abgasrohre an einen Plattenwärmetauscher 10 zu realisieren. Der Plattenwärmetauscher 10 ist mit seinem äußeren Kreislauf an einen entsprechenden Heizungsspeicher gekoppelt, welcher die so gewonnene Wärme speichern kann. Integriert oder gekoppelt mit diesem Wärmetauscher 10 sind der kleinere und der größere Motorkühlkreislauf, welche zusammenfassend ein Kühlsystem ergeben. Die Motorkühlkreisläufe werden über Thermostate gesteuert. Auf diese Weise ist eine Leistungssteigerung mit Schalldämmung und entsprechend optimaler Wärmenutzung nahe dem Entstehungsort, nämlich der Verbrennungskraftmaschine 5 realisierbar, sodass die Effizienz des Gesamtsystems und der Einzelfunktionen deutlich gesteigert ist. Das Abgas, nachdem es die Krümmereinrichtung 6 durchlaufen hat, wird in einem großvolumigen Absorptionsschalldämpfer 7 mit großer Masse beruhigt und die Geräuschentwicklung weiter reduziert, insbesondere bei niedrigen Frequenzen, sodass allenfalls das reine Strömungsgeräusch des Abgases hörbar ist.
  • Der Abgasstrom passiert danach einen weiteren Wärmetauscher 8, der als wasserdurchströmter Kühler ausgebildet ist, der durch eine entsprechende Wahl der Geometrie eine optimale Wärmeübertragung bis deutlich unter die Kondensationsgrenze aus den Abgasen ermöglicht. Die Geometrie ist insbesondere so gewählt, dass ein geringer Einzelrohrdurchmesser vorliegt, wobei die Einzelrohre Wandstärken von etwa 0, 4 mm aufweisen. Die Einzelrohre sind durch Prägungen, sogenannte Winglets für eine Durchspülung optimiert. Nur mit dem erfindungsgemäßen Treibstoff, der rußfrei oder zumindest nahezu rußfrei verbrennbar ist, kann die hier beschriebenen Technologie, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine 5, effektiv verwendet werden. Der zweite Wärmetauscher 8 liefert die gewonnene Wärme mittels Pumpen direkt an den Wärmespeicher der Heizungsanlage, ohne Verluste beispielsweise durch einen zwischengeschalteten Plattenwärmetauscher 13. Über diesen Kreislauf des Plattenwärmetauschers 13 wird die dem Generator 4 entzogene Wärme ebenfalls dem Speicher zugeführt, sodass auch die Abwärme des Generators 4 nutzbar ist.
  • Die Generatoreinrichtung 4, wie in 3 dargestellt, die über eine Elastikkupplung 50 an die Verbrennungskraftmaschine 5 gekoppelt ist, wird zur optimalen Kühlung auch aller inneren Bereiche in einem dielektrischen Öl gelagert. Das Öl wird zur besseren Kühlung mit Hilfe mindestens einer Fördereinrichtung, hier einem Pumpenrad 27 auf dem Wellenstumpf des Generators 4 zur Erzeugung eines Kühlmittelkreislaufes aller Teile des Generators 4 gepumpt, sodass die Generatoreinrichtung 4 gleichmäßig kühlend umströmt ist. Die Hülle, genauer das Gehäuse 26 des Generators 4, ist zweischalig ausgebaut, wobei ein Außenmantel 29 von einem Wasser-Ethylen-Glykol-Gemisch oder anderen geeigneten Kühlmitteln durchströmbar ist, welche dem Generator 4, genauer dem eingesetzten Kühlmittel, hier dem Öl, Wärme entziehen und diese über Pumpen einem Pufferspeicher zuführen. Hierdurch ist der Generator 4 während eines Dauerbetriebs gleichmäßig kühlbar, wodurch ein optimaler Wirkungsgrad realisierbar ist und die von dem Generator 4 erzeugte Wärme direkt in einem Heizungsspeicher nutzbar ist.
  • Zur Aufbereitung des zugeführten Treibstoffes (Pflanzenöle, Biodiesel, Rapsmethylester sowie Mittelderivate wie Diesel und Heizöl) zu einer Emulsion mit einem Wasseranteil bis zu 30% und mehr dient eine spezielle, in 4 im Detail dargestellte, Mischeinheit 34 mit einem Gehäuse. In dem geschlossenen Behälter 38 wird aus einem Gemisch aus Treibstoff und speziell für diesen Zweck formulierten Tensiden mit dem separat zugeführten Wasser unter molekularer Umgruppierung eine Emulsion gebildet. Die Emulsion wird mit einzelnen oder mehreren statischen Mischern 37, 41 oder anderen geeigneten Verfahren entwickelt und ausreichend lang stabil gehalten, sodass sie den Verbrennungsraum des Motors als sehr feine Emulsion, nicht aber als Mikroemulsion, erreichen und nach einer Zerstäubung durch Einspritzdüsen mit dem Sauerstoff der Luft ein zündfähiges Gemisch bilden. Eine Befüllung des Speicherbehälters 38 und das geeignete Mischungsverhältnis der Komponenten zueinander wird über Magnetventile und verstellbare Düsen, die innerhalb des Gehäuses angebracht sind, ge steuert. Zur Vermeidung von Unter- oder Überfüllung des Behälters 38 wird ein von der Steuerung überwachter Schwimmerschalter 38a eingesetzt.
  • Durch eine geeignete Formulierung des Treibstoffes und die physikalische Behandlung der Emulsion in der Mischeinheit 24 wird ein verzögerter Abbrand der verdichteten Gase im Zylinder erreicht, der die Mechanik eines Antriebs (Kurbelwelle) entlastet und auch den Verbrennungsvorgang selbst so gestaltet, dass erstmalig der Energiegehalt des Treibstoffes nahezu vollständig genutzt werden kann. Das zeigt sich beispielsweise dadurch, dass die Rußbildung (unverbrannte Treibstoffreste) bis in die Nähe der Nachweisgrenze reduziert werden. Auf diese Weise wird eine deutliche Reduktion der Emission von Stickoxiden NOx, Kohlenmonoxiden CO und Kohlenwasserstoffen HC realisiert. Das in der Emulsion gebundene Wasser wird beim Verbrennungsvorgang verdampft und liefert durch die Expansion des Dampfes einen weiteren Schub auf einen sich seitwärts bewegenden Kolben der Verbrennungskraftmaschine 5. Der Schub macht den zusätzlichen Energieeintrag über die beschleunigte Drehung der Kurbelwelle nutzbar.
  • Die Mischeinheit 34 zur Herstellung einer feiner Emulsion aus unterschiedlichen Anteilen an Wasser, Tensiden, Additiven und den eigentlichen Treibstoffen besteht somit aus dem Behälter 38 für die Emulsion, den fördernden Pumpen für die Anteile oder Bestandteile der Emulsion mit Steuerelementen und Ventilen, die die Dosierung der einzelnen Komponenten ermöglichen, den statisch oder anderen geeigneten Mischern 37, 41, der Pumpe 43 und dem Gehäuse.
  • Durch die Statikmischer 37, 41 in Verbindung mit der ständigen Bewegung des Fluides mittels geeigneter Pumpen 43 wie Magnet-Kolbenpumpen gelingt es, die Emulsion mit jedem Durchlauf zu großen Teilen im Bereich von > 98% molekular neu umzugruppieren und damit eine sehr feine Verteilung der Komponenten so lange zu sichern, dass eine gleichmäßige Verbrennung mit den oben beschriebenen Vorteilen erstmalig mit dem Einsatz einer Emulsi on der oben genannten Treibstoffe mit großem, variablem Wasseranteil und geringem Tensidanteil, bevorzugt < 3% ermöglicht ist. Die auf diese Weise hergestellte feine Emulsion ist je nach Zusammenstellung der Komponenten geeignet für den Einsatz in Motoren, Brennern und Turbinen zur Reduktion der Schadstoffemissionen, mindestens bei NOx, Co und HC und zur Steigerung der Effizienz des Verbrennungsverfahrens. Mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen muss keine Langzeitstabilität der Mischung gewährleistet werden, da erst kurz vor der eigentlichen Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine, d. h. dem Motor oder dem Brenner, eine Heizung, erst dazu gemischt wird und die nur kurzfristig nötige Stabilisierung durch geeignete physikalische Maßnahmen gesichert wird und diese jederzeit nach Betriebsunterbrechung wieder herstellbar ist. Die Vorrichtung kann mit reinen Pflanzenölen, deren Raffinat aber auch mit fossilen Treibstoffen mit verbesserter Ökonomie durch Einsparung teurer Tenside < 3% und variabler Wasserbeimischung bei verminderter Schadstoffreduktion unter Einsatz von Emulsionen mit fossilen Treibstoffen verwendet werden.
  • Zum Betreiben des Blockheizkraftwerkes 1 ist eine neu entwickelte Steuerung vorgesehen, die sowohl den Betrieb des Blockheizkraftwerkes 1 bei Ein- und Ausschaltzeiten, wie auch die Motorüberwachung, wie Öldruck, Temperatur und Drehzahl sichert und regelt. Über die Steuerung wird auch die Treibstoffmischereinheit 34 mit Pumpen und Ventilen gesteuert. Weiter steuert und überwacht die Steuerung die mit Wärme versorgte Heizanlage, deren Speicher samt Mischern und Pumpen über mehrere Heizkreise hinweg und auch mittels Temperaturfühler den Speicher und am Vorlauf sowie Außentemperaturfühler und Raumthermostaten.
  • Die Steuerung ist in der Lage, mehrere verbundene Blockheizkraftwerke 1 mit einer Art Master-Slave-Funktion alternierend oder gemeinsam zu steuern. Mit der Steuerung kann stets die angeforderte Wärmemenge für unterschiedliche Lastbereiche bereitgestellt werden. Weitere Wärmequellen wie Solarthermie oder Spitzenlastkessel können auf einfache Weise integriert werden. Über einen Ethernetanschluss oder andere Netzverbindungen lassen sich wichtige Funktionen der Steuerung ferngesteuert einstellen und überwachen. Auf diese Weise kann eine große Anzahl der Blockheizkraftwerke 1 gemeinsam von einer externen Leitwarte gefahren werden als ein gemeinsames „virtuelles Kraftwerk” mit dezentraler Energiegewinnung unter Nutzung Kraft-Wärme-Koppelung.
  • In die Gesamtsteuerung integriert ist ebenfalls die Steuerung zur Einspeisung des produzierten Stroms in das Niederspannungsnetz des jeweiligen Energieversorgers. Hierzu werden parallel Spannungen auf allen drei Phasen und die Frequenz einer Phase sowie die Leistung kontinuierlich gemessen und überwacht.
  • Bei einem möglichen Netzausfall sichert die Steuerung eine sofortige Abschaltung des Blockheizkraftwerkes im Rahmen der gesetzlichen Vorgaben (d. h. binnen 20 Millisekunden), und ebenso die Verhinderung eines ungewollten Inselbetriebs.
  • Insbesondere durch die Krümmereinrichtung, die Generatoreinrichtung und den Treibstoff ist eine optimale Nutzung möglich.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19623107 C1 [0011, 0011]

Claims (69)

  1. Verfahren zur Herstellung eines im Wesentlichen ruß- und/oder schadstoffarm verbrennenden Treibstoffs zur Energiegewinnung mittels Verbrennen des Treibstoffs in einem Verbrennungsraum, insbesondere zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (5), eines Brenners und dergleichen, umfassend die Schritte: Zuführen mindestens einer hydrophoben Komponente umfassend eine Treibstoffbasis, Zuführen mindestens einer hydrophilen Komponente umfassend ein Tensid, Zuführen mindestens einer wässrigen Komponente umfassend Wasser und Bilden einer Emulsion aus den zugeführten Komponenten, welche den schadstoffarm verbrennenden Treibstoff bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilden den Schritt umfasst: makromolekulares Umstrukturieren der Struktur der Emulsion, sodass eine zumindest kurzfristig stabile, verbrennungsfähige Emulsion erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umstrukturieren mittels Anregung von auf die Emulsion wirkenden Kräften durchgeführt wird, um so eine Scherung in der Struktur der Emulsion zu bewirken.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anregen mittels Mischen der Emulsion mit mindestens einem Statikmischer (37, 41) durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen wiederholt durchgeführt wird, sodass die Emulsion durch wiederholte Umstrukturierung stabil gehalten wird.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen der hydrophoben Komponente ein Zuführen von etwa <= 80 Vol.% der hergestellten Emulsion, bevorzugt <= etwa 75%, weiter bevorzugt <= 70% und am meisten bevorzugt <= 67% umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen der hydrophilen Komponente ein Zuführen von etwa <= 10 Vol.% der hergestellten Emulsion, bevorzugt <= etwa 7%, weiter bevorzugt <= 5% und am meisten bevorzugt <= 3% umfasst.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen der wässrigen Komponente ein Zuführen von etwa >= 10 Vol.% der hergestellten Emulsion, bevorzugt >= etwa 20%, weiter bevorzugt >= 25% und am meisten bevorzugt >= 30% umfasst.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass weiter ein Additiv zum Bilden der Emulsion zugeführt wird, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Inhibitoren und Anti-Oxidantien.
  9. Treibstoff, der im Wesentlichen ruß- und/oder schadstoffarm verbrennbar ist, zur Energiegewinnung mittels Verbrennen des Treibstoffs in einem Verbrennungsraum, insbesondere zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine (5), eines Brenners und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff nach einem Verfahren gemäß der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.
  10. Treibstoffaufbereitungseinrichtung zum Aufbereiten von zur Herstellung eines im Wesentlichen ruß- und/oder schadstoffarm verbrennbaren Treibstoffs erforderlichen Komponenten, umfassend eine hydrophobe Komponente wie eine Treibstoffbasis, eine hydrophile Komponente wie ein Tensid und eine wässrige Komponente wie Wasser, mit mindestens einer Zuführeinrichtung zum Zuführen der Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung Mittel umfasst, welche aus den einzeln zugeführten Komponenten den verbrennungsfähigen Treibstoff aufbereiten.
  11. Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Mischeinheit (34) umfassen, welche die Komponenten molekular umgruppiert und/oder stabilisiert, um so einen verbrennungsfähigen Treibstoff zu realisieren.
  12. Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinheit (34) mindestens einen Statikmischer (37, 41) umfasst, um so eine molekulare Umgruppierung des Treibstoffes bzw. dessen Komponenten zu einer zumindest kurzfristig stabilen, verbrennungsfähigen Emulsion zu realisieren.
  13. Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinheit (34) einen Emulsionskreislauf (38, 40, 41, 42, 43) umfasst, in welchem die umstrukturierte Emulsion durch mindestens einen Statikmischer (41) zirkulierbar ist, um eine wiederholte Umstrukturierung der Komponenten zu realisieren.
  14. Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinheit (34) ein Leitungssystem (35, 36) umfasst, mit welchem die Komponenten gesteuert dem Emulsionskreislauf (38, 40, 41, 42, 43) zu- und/oder abführbar sind.
  15. Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinheit (34) Steuermittel zur gesteuerten Herstellung des Treibstoffs umfasst.
  16. Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese weiter einen Behälter (38) zum Herstellen und/oder Bevorraten der verbrennungsfähigen Emulsion umfasst.
  17. Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung weiter ein Leitungssystem zum Zuführen und Abführen der Emulsion bzw. deren Komponenten aufweist, um die Komponenten aus einem Vorratsbehälter zuzuführen oder die verbrennungsfähige Emulsion zu einem Verbrennungsraum abzuführen.
  18. Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung mindestens eine Fördereinheit (43) umfasst, um die Emulsion durch den Emulsionskreislauf (38, 40, 41, 42, 43) oder zu anderen fluidisch verbundenen Baueinheiten zu fördern.
  19. Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung Steuerelemente umfassend Ventile, Drosseln und dergleichen umfasst, um die Emulsion bzw. deren Bestandteile gesteuert zu fördern.
  20. Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibstoffaufbereitungseinrichtung weiter eine Einspritzeinrichtung umfasst, welche den Treibstoff von der Treibstoffaufbereitungseinrichtung in den Verbrennungsraum einspritzt.
  21. Krümmereinrichtung (6) zum Ableiten eines bei der Verbrennung eines Treibstoffes entstehenden Abgases, insbesondere eines bei der Verbrennung des Treibstoffes nach Anspruch 9 entstehenden Abgases, insbesondere zur Kopplung an eine Verbrennungskraftmaschine (5), umfassend einen Abgasstrang zum Leiten des Abgases, mit mindestens einem Abgasrohr (17), dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr (17) kompensationsmittelfrei ausgebildet ist, sodass Mittel zum Kompensieren von Spannungen und/oder Längenveränderungen aufgrund vorhandener Abgaswärme verzichtbar sind.
  22. Krümmereinrichtung (6) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmereinrichtung (6) als Fächerkrümmer ausgebildet ist.
  23. Krümmereinrichtung (6) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmereinrichtung (6) zur Kopplung an eine Verbrennungskraftmaschine (5) mit Zylindern je ein Abgasrohr (17) pro Zylinder der Verbrennungskraftmaschine (5) aufweist.
  24. Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Abgasrohren (17) mindestens zwei Abgasrohre (17) gleich lang sind, bevorzugt alle Abgasrohre (17) gleich lang sind.
  25. Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmereinrichtung (6) mindestens ein Interferenzrohr (19) aufweist, in welches mindestens ein Abgasrohr (17) mündet, bevorzugt alle Abgasrohre (17) münden.
  26. Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmereinrichtung (6) weiter mindestens eine Resonatoreinheit (19) umfasst.
  27. Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatoreinheit (19) als segmentierte Resonatorkammer ausgebildet ist.
  28. Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonatorkammer Schallmittel zur Schallreduktion von vorbestimmbaren Frequenzbereichen aufweist, insbesondere von mittleren und höheren Frequenzbereichen.
  29. Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, das die Schallmittel ausgewählt sind aus der Gruppe der Schallreduktionsmittel umfassend Expansionskammern, Expansionsräume, Reflexionswellen und dergleichen, um eine Schallreduktion zu bewirken.
  30. Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Resonatoreinheit (19) in mindestens ein Abgasrohr (17) integriert ist.
  31. Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmereinrichtung (6) ein Gehäuse aufweist, welches die Krümmereinrichtung (6) im Wesentlichen wasserdicht einhaust.
  32. Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das als Ummantelung ausgebildet Gehäuse von einem ersten Wärmeträgerfluid durchströmbar ist.
  33. Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung und der Abschnitt des durch das Gehäuse der Krümmereinrichtung (6) verlaufenden Abgasstrangs sowie die durch die Ummantelung und den Abgasstrang strömenden Fluide einen Krümmerwärmetauscher bilden.
  34. Generatoreinrichtung (4), zur Erzeugung von elektrischer Energie aus einer mechanischen Energie, umfassend: ein Generatorelement (23) zur Erzeugung von elektrischer Energie, ein Generatorgehäuse (26) zur Aufnahme und Lagerung des Generatorelements (23), dadurch gekennzeichnet, dass das Generatorelement (23) ölgelagert ausgebildet ist, um in dem Generatorgehäuse (26) angeordnete Bauteile der Generatoreinrichtung (4) zu kühlen.
  35. Generatoreinrichtung (4) nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinrichtung (4) weiter Kreislaufmittel zur Ausbildung mindestens eines Ölkreislaufs aufweist, um die in dem Generatorgehäuse (26) angeordneten Bauteile, insbesondere das Generatorelement (23) mit einem Kühlmittel im Wesentlichen vollständig zu umströmen.
  36. Generatoreinrichtung (4) nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass das die Kreislaufmittel mindestens eine Fördereinheit umfassen, die auf einer das Generatorelement (23) antreibenden Antriebswelle angeordnet ist, um das Öl in dem Ölkreislauf zu fördern.
  37. Generatoreinrichtung (4) nach einem der vorherigen Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreislaufmittel mindestens ein das Generatorelement (23) umgebendes Kühlmittelführungssystem umfassen, mittels welchem Kühlmittel das Generatorelement (23) umströmt.
  38. Generatoreinrichtung (4) nach einem der vorherige Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoreinrichtung (4) einen Generatorwärmetauscher aufweist, der die durch das Generatorelement (23) erzeugt Wärme überträgt.
  39. Generatoreinrichtung (4) nach einem der vorherigen Ansprüche 34 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Generatorwärmetauscher integriert, aus dem Kreislaufmittel, dem Generatorelement (23), dem Öl und der erzeugten Wärme, oder zusätzlich, als an dem Generatorgehäuse (26) angeordneter Wärmetauscher, insbesondere als Plattenwärmetauscher, ausgebildet ist.
  40. Generatoreinrichtung (4) nach einem der vorherigen Ansprüche 34 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelführungssystem als Außenmantel des Generatorgehäuses (26) ausgebildet ist, welcher von einem Kühlmittel durchströmbar ist, um so Wärmeenergie zu übertragen.
  41. Vorrichtung zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennung eines Treibstoffs, insbesondere eines Treibstoffs nach Anspruch 9, umfassend eine Verbrennungseinrichtung mit einem Verbrennungsraum, in welchem der zugeführte Treibstoff verbrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 10 bis 20 aufweist.
  42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Krümmereinrichtung (6) nach einem der vorherigen Ansprüche 21 bis 32 aufweist, insbesondere eine fest mit der Verbrennungseinrichtung verbundene Krümmereinrichtung (6).
  43. Vorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Generatoreinrichtung (4) nach einem der vorherigen Ansprüche 34 bis 40 aufweist.
  44. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungseinrichtung als eine Brennereinrichtung, insbesondere einer Heizungsanlage ausgebildet ist.
  45. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungseinrichtung als eine Verbrennungskraftmaschine (5) umfassend Verbrennungskraftmotoren, Turbinen und dergleichen ausgebildet ist.
  46. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 41 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungseinrichtung einen Verbrennungswärmetauscher aufweist.
  47. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 41 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungseinrichtung als Antriebsvorrichtung (3) zum Antreiben einer Generatoreinrichtung (4) zur Erzeugung von elektrischem Strom und Wärmeenergie nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsprinzip, insbesondere für ein Blockheizkraftwerk (1), ausgebildet ist, insbesondere als eine Verbrennungskraftmaschine (5) zum Verbrennen eines Treibstoffs zur Erzeugung von mechanischer Energie und Wärme, wobei die Verbrennungskraftmaschine (5) Mittel zur Nutzung des Treibstoffs nach Anspruch 9 umfasst zur Erzeugung von mechanischer Energie und/oder Wärmeenergie.
  48. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 41 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel die Treibstoffaufbereitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20 umfassen.
  49. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 41 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Generator-Antrieb-Vorrichtung (2), insbesondere für ein Blockheizkraftwerk (1), ausgebildet ist, umfassend mindestens eine Antriebsvorrichtung (3) und mindestens eine mit der Antriebsvorrichtung (3) über Kopplungsmittel gekoppelte Generatoreinrichtung (4) nach einem der vorherigen Ansprüche 34 bis 40.
  50. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 41 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel eine Elastikkupplung (50) aufweisen, über welche die Generatoreinrichtung (4) mit der Antriebsvorrichtung (3) gekoppelt ist.
  51. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 41 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator-Antrieb-Vorrichtungs-Wärmetauscher vorgesehen ist, der Wärme der Antriebsvorrichtung (3), der Krümmereinrichtung (6) und/oder der Generatoreinrichtung (4) überträgt.
  52. Blockheizkraftwerk (1) zur Erzeugung von elektrischem Storm und Wärmeenergie, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockheizkraftwerk (1) eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 51 umfasst.
  53. Blockheizkraftwerk (1) nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmetauscher (8, 10) mit mindestens zwei Wärmeträgermittelkreisläufen vorgesehen ist, welcher die von der Generator-Antrieb-Vorrichtung (2) erzeugte Wärme nutzt.
  54. Blockheizkraftwerk (1) nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (8) als Abgaswärmetauscher ausgebildet ist, welcher die Abgaswärme des aus der Krümmereinrichtung (6) ausströmenden Abgases nutzt.
  55. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abgaswärmetauscher und Krümmereinrichtung (6) ein Schalldämpfer (7) ausgebildet ist.
  56. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaswärmetauscher (8) zumindest teilweise in einen Abgasstrang der Krümmereinrichtung (6) integriert ist.
  57. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeträgermittelkreislauf die das Abgas führenden Krümmerrohre (17) umfasst.
  58. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeträgermittelkreislauf zumindest teilweise das wasserdichte Gehäuse der Krümmereinrichtung (6) umfasst.
  59. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher als Abgaswärmetauscher (8) ausgebildet ist, der mit einem Rücklauf (9) und der Krümmereinrichtung (6) gekoppelt ist.
  60. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmemittelkreislauf des Abgaswärmetauschers (8) als Abgasleitung ausgebildet ist, die mit einem Abgasausgang der Krümmereinrichtung (6) fluidisch verbunden ist.
  61. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmemittelkreislauf des Abgaswärmetauschers (8) mit dem Rücklauf (9) gekoppelt ist, um eine Wärmeübertragung zwischen dem darin geförderten Wärmeträger und dem Abgas der Abgasleitung zu realisieren.
  62. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeträgerkreislauf des Abgaswärmetauschers (10) mit dem Abgaswärmetauscher (8) und mit einer Vorlaufleitung (11) gekoppelt ist.
  63. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmemittelkreislauf des Abgaswärmetauschers (10) mit einem Generator-Antrieb-Vorrichtungs-Wärmetauscher gekoppelt ist.
  64. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator-Antrieb-Vorrichtungs-Wärmetauscher den Krümmerwärmetauscher, den Generatorwärmetauscher und/oder den Verbrennungseinrichtungswärmetauscher umfasst.
  65. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wärmetauscher, insbesondere der Abgaswärmetauscher (10), als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist.
  66. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 65, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlauf (11) mit einem Wärmeträgerrücklauf (9) gekoppelt ist, um eine Wärmeübertragung zwischen dem darin geförderten Wärmeträger und dem Abgas der Abgasleitung zu realisieren.
  67. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 66, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmespeicher vorgesehen ist, der mit dem Vorlauf (11) und/oder dem Rücklauf (9) gekoppelt ist, um die mit dem Wärmeträgermittel über den Vor- und/oder Rücklauf (11, 9) zugeführte Wärme abrufbar zu speichern oder abzurufen.
  68. Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass weiter mindestens eine Regelung zum Regeln der Bauteile des Blockheizkraftwerks (1) vorgesehen ist.
  69. Heizanlage, insbesondere zum Vor-Ort-Heizen von Wohnungen, Gebäuden und dergleichen, mit einem Wärmeemittenten und einem Blockheizkraftwerk (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Blockheizkraftwerk (1) nach einem der vorherigen Ansprüche 52 bis 68 ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19623107C1 (de) 1996-06-10 1997-11-20 Konrad Weigel Kopplung eines Verbrennungsmotors mit einem Abgaswärmetauscher

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19623107C1 (de) 1996-06-10 1997-11-20 Konrad Weigel Kopplung eines Verbrennungsmotors mit einem Abgaswärmetauscher

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