DE102012204265A1 - Heat engine for converting superheated steam of working medium into kinetic energy in motor vehicle, has damping element arranged between pump and heat exchanger in working medium circuit, which is gas volume separated from working medium - Google Patents

Heat engine for converting superheated steam of working medium into kinetic energy in motor vehicle, has damping element arranged between pump and heat exchanger in working medium circuit, which is gas volume separated from working medium Download PDF

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Abstract

The heat engine (1) has a working medium circuit (3), in which a fluid working medium is conveyed from a pump (4) into a heat exchanger (5), in which the working medium is evaporated and the superheated steam is conveyed into a decompression unit (2). The decompressed superheated steam is further conveyed into another heat exchanger (6), in which the superheated steam is condensed and the condensed working medium is again sucked in from the pump and is fed into the working medium circuit. A damping element (7) is arranged between the pump and the heat exchanger in the working medium circuit. The damping element is a gas volume (9) separated from the fluid working medium by a flexible diaphragm (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a heat engine having the features of the preamble of patent claim 1.

Bei der Abwärmenutzung mittels eines Rankine-Prozesses wird dem Verbrennungsmotor ein System bestehend aus den Komponenten Pumpe, Abgas- und/oder Kühlmittelwärmetauscher (erster Wärmetauscher), Expansionsmaschine (Entspannungseinrichtung) und Kondensator (zweiter Wärmetauscher) nachgeschaltet. Die Pumpe setzt ein Arbeitsmedium unter Druck, das unter Verwendung der Abwärme des Verbrennungsmotors erwärmt, verdampft und überhitzt wird. Der Heißdampf wird in einer Turbine entspannt und erzeugt so mechanische Leistung oder Bewegungsenergie. Nach Durchströmen der Expansionsmaschine wird das Arbeitsmedium auf niedrigem Druckniveau unter Wärmeabgabe im Kondensator wieder verflüssigt und anschließend wieder von der Speisepumpe angesaugt.When using waste heat by means of a Rankine process, the internal combustion engine is followed by a system consisting of the components pump, exhaust gas and / or coolant heat exchanger (first heat exchanger), expansion machine (expansion device) and condenser (second heat exchanger). The pump pressurizes a working fluid that is heated, vaporized, and superheated using the waste heat of the engine. The superheated steam is expanded in a turbine and thus generates mechanical power or kinetic energy. After flowing through the expansion machine, the working fluid is liquefied at low pressure level with heat release in the condenser and then sucked back by the feed pump.

Bei den in einem Fahrzeug verhältnismäßig geringen Dampfleistungen und Dampfmassenströmen werden bevorzugt Gleichdruckturbinen als Expansionsmaschinen eingesetzt. Bei Verwendung einer Gleichdruckturbine wird der Heißdampf zunächst bevorzugt über eine Anordnung von Lavaldüsen entspannt, wodurch die zuvor im Druck gespeicherte Energie in Strömungsgeschwindigkeit umgesetzt wird. Die Strömung trifft nach Austritt aus den Lavaldüsen auf das Laufrad der Turbine, wo sie abgebremst wird und somit ein mechanisch und/oder elektrisch nutzbares Drehmoment erzeugt.In the case of relatively low steam outputs and steam mass flows in a vehicle, constant-pressure turbines are preferably used as expansion machines. When using a constant pressure turbine, the superheated steam is first preferably expanded by means of an arrangement of Laval nozzles, whereby the energy previously stored in the pressure is converted into flow velocity. After exiting the Laval nozzles, the flow hits the impeller of the turbine, where it is decelerated and thus produces a mechanically and / or electrically usable torque.

Die vom Abwärmenutzungssystem aufgenommene Wärmemenge hängt stark vom aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors ab und ist in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Personenkraftwagen in einem weiten Bereich variabel (z. B. von 1 kW bis mehrere 100 kW). Zur Anpassung des Abwärmenutzungssystems an diesen weiten Bereich wird die Heißdampftemperatur am Austritt des Verdampfers (erster Wärmetauseher) über die Einstellung des Speisemassenstroms der Pumpe proportional zum eingetragenen Wärmestrom geregelt. Um den Strömungsquerschnitt der in die Turbine führenden Lavaldüsen an diese Bandbreite an Heißdampfmassenströmen anzupassen und eine Regelung des Verdampfungsdrucks im Hochdruckteil zwischen dem Pumpenaustritt und der Entspannungseinrichtung des Systems zu ermöglichen, können die Lavaldüsen schaltbar gestaltet sein. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Abwärmenutzungssystems, bzw. der Wärmekraftmaschine.The amount of heat absorbed by the waste heat recovery system depends strongly on the current operating state of the internal combustion engine and is in a vehicle such. B. a passenger car in a wide range variable (eg., From 1 kW to several 100 kW). In order to adapt the waste heat recovery system to this wide range, the hot steam temperature at the outlet of the evaporator (first heat exchanger) is regulated by setting the feed mass flow of the pump in proportion to the heat flow. In order to adapt the flow cross section of the Laval nozzles leading into the turbine to this bandwidth of superheated steam mass flows and to enable control of the evaporation pressure in the high pressure part between the pump outlet and the expansion device of the system, the Laval nozzles can be designed to be switchable. 1 shows the basic structure of the waste heat recovery system, or the heat engine.

Bei der Umschaltung zwischen verschiedenen Einströmquerschnitten der Lavaldüsen vor der Turbine werden Druckänderungen im System hervorgerufen, die negative Auswirkungen auf die Stabilität des Verdampfungsprozesses im Verdampfer (erster Wärmtauseher) haben können. Bei einem schnellen Druckabfall im ersten Wärmetauseher fällt auch die Heißdampftemperatur am Austritt schnell ab (siehe 2), was die Gefahr birgt, dass der Heißdampf teilweise kondensiert und Tröpfchen in die Turbine gelangen und diese beschädigen. Im umgekehrten Fall einer schnellen Druckerhöhung erfolgt eine Erhöhung der Heißdampftemperatur, die die Beschädigung der Systemkomponenten zur Folge haben kann. Die Größe der Temperaturabweichung hängt im Wesentlichen von der Geschwindigkeit der Druckänderung ab, wobei schnellere Druckänderungen größere Temperaturabweichungen hervorrufen. Die Geschwindigkeit der Druckänderung ist im Wesentlichen von der Größe des Heißdampfvolumens im ersten Wärmetauscher und in der Dampfleitung zwischen dem ersten Wärmetauscher und der Expansionsmaschine abhängig. Dadurch ist das beschriebene Verhalten insbesondere bei mobilen Abwärmenutzungssystem von Bedeutung, wo geringe Systemvolumina aufgrund von Bauraumbeschränkungen angestrebt und somit schnelle Druckänderungen begünstigt werden.When switching between different inlet cross-sections of the Laval nozzles in front of the turbine pressure changes are caused in the system, which can have negative effects on the stability of the evaporation process in the evaporator (first heat exchanger). With a rapid pressure drop in the first heat exchanger, the hot steam temperature at the outlet drops off quickly (see 2 ), which involves the risk that the superheated steam partially condenses and droplets get into the turbine and damage it. In the reverse case of a rapid pressure increase, the hot steam temperature is increased, which can result in damage to the system components. The magnitude of the temperature deviation is essentially dependent on the rate of pressure change, with faster pressure changes causing larger temperature excursions. The rate of pressure change is substantially dependent on the size of the hot steam volume in the first heat exchanger and in the steam line between the first heat exchanger and the expansion machine. As a result, the behavior described in particular in mobile waste heat recovery system of importance where low system volumes sought because of space limitations and thus favors rapid pressure changes.

Ein für die Regelung der Dampfaustrittstemperatur aus dem ersten Wärmetauscher auf Basis des Speisemassenstroms und der vom Verbrennungsmotor eingetragenen Wärme ausgelegter Regelkreis weist im Allgemeinen eine zu langsame Reaktionsgeschwindigkeit und zu geringe Verstärkung auf, um die dargestellten Temperaturabweichungen bei Druckänderungen abfangen zu können.A control circuit designed to regulate the steam outlet temperature from the first heat exchanger on the basis of the feed mass flow and the heat introduced by the internal combustion engine generally has too slow a reaction rate and insufficient gain in order to be able to absorb the illustrated temperature deviations during pressure changes.

Gattungsgemäße Wärmekraftmaschinen sind beispielsweise aus den Europäischen Patentanmeldungen EP 1 249580 A1 , EP 1 326009 A1 und dem Europäischen Patent EP 1 537149 B1 bekannt. Die Verwendung einer Gleichdruckturbine bei einer mobilen Anwendung in einem Kraftfahrzeug ist aus dem MTZ Artikel ”Der Turbosteamer der zweiten Generation”, Ausgabe: 02/2012, 73. Jahrgang, S. 114 bis 119 bekannt.Generic heat engines are, for example, from the European patent applications EP 1 249580 A1 . EP 1 326009 A1 and the European patent EP 1 537149 B1 known. The use of a constant pressure turbine in a mobile application in a motor vehicle is from the MTZ article "The Turbosteamer of the Second Generation", issue: 02/2012, Volume 73, pp. 114 to 119 known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, mit der schnelle Druckänderungen, ohne eine Vergrößerung des Heißdampfvolumens in der Wärmekraftmaschine verhindert werden können.Object of the present invention is to show a measure that can be prevented with the rapid pressure changes without increasing the hot steam volume in the heat engine.

Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the feature in the characterizing part of patent claim 1.

Es wird erfindungsgemäß eine konstruktive Maßnahme zur Dämpfung der bei Umschaltung von Düsen, insbesondere Lavaldüsen entstehenden Druckänderungen vorgeschlagen. Der resultierende Systemaufbau ist in 1 dargestellt. Zwischen Pumpe und erstem Wärmetauscher wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Abzweig von der Flüssigkeitsleitung angebracht, der, abgetrennt über eine verschiebbare oder flexible Membran, mit einem Gasvolumen verbunden ist. Erhöht sich der Systemdruck, wird das Gasvolumen komprimiert und die Geschwindigkeit der Druckerhöhung wird verringert. Im Fall der Drucksenkung im System expandiert das Gasvolumen und dämpft so den Druckabfall.It is proposed according to the invention a design measure for damping the resulting changes in pressure of nozzles, in particular Laval nozzles. The resulting system structure is in 1 shown. Between pump and first heat exchanger is in the illustrated embodiment, a branch of the liquid conduit attached, which, separated via a displaceable or flexible membrane, is connected to a gas volume. As the system pressure increases, the gas volume is compressed and the rate of pressure increase is reduced. In the case of pressure reduction in the system, the gas volume expands, thus reducing the pressure drop.

Mit der erfindungsgemäßen konstruktiven Maßnahme können somit Schwankungen der Heißdampftemperatur bei der Umschaltung von Düsen, insbesondere Lavaldüsen vor der Turbine verringert werden. Dadurch werden die Bildung von Tröpfchen und der zu starke Temperaturanstieg am Austritt des ersten Wärmetauschers vermindert. Beschädigungen am ersten Wärmetauscher und an der Turbine werden sicher verhindert und deren Lebensdauer in vorteilhafter Weise verlängert.With the structural measure according to the invention thus fluctuations in the hot steam temperature can be reduced in the switching of nozzles, in particular Laval nozzles in front of the turbine. As a result, the formation of droplets and the excessive increase in temperature at the outlet of the first heat exchanger are reduced. Damage to the first heat exchanger and the turbine are reliably prevented and their life extended in an advantageous manner.

An der vorgeschlagenen Position in der Flüssigkeitsleitung nach Pumpenaustritt liegen im Vergleich zur Dampfleitung nach dem ersten Wärmetauscher geringe Temperaturen vor, so dass für das Dämpfungselement günstige, nicht hochtemperaturbeständige Materialien verwendet werden können.At the proposed position in the liquid line after pump outlet are compared to the steam line after the first heat exchanger before low temperatures, so that favorable, not high temperature resistant materials can be used for the damping element.

Außerdem dämpft das Dämpfungselement die durch Förderschwankungen der Pumpe induzierten Druckschwingungen im Gesamtsystem. Daraus ergibt sich auch im stationären Betrieb eine verminderte Schwankungsbreite des Verdampfungsdrucks und damit der Heißdampftemperatur, die eine geringere Belastung des Regelsystems und der Aktoren der Wärmekraftmaschine bedeutet, wodurch die benötigte Stellenergie verringert wird.In addition, the damping element dampens the fluctuations in the pump induced pressure oscillations in the overall system. This results in stationary operation, a reduced fluctuation of the evaporation pressure and thus the hot steam temperature, which means a lower load on the control system and the actuators of the heat engine, whereby the required point energy is reduced.

Weiter führt der erfindungsgemäße Aufbau zu einer Verringerung des Gefahrenpotentiales und zu einem verringerten Bedarf an hochtemperaturbeständigen Materialien wodurch die Kosten für den Aufbau in vorteilhafter Weise verringert werden.Furthermore, the structure according to the invention leads to a reduction in the risk potential and to a reduced need for high-temperature-resistant materials, whereby the costs for the construction are advantageously reduced.

Weiter kann das Heißdampfvolumen kleiner ausgeführt werden, was zu geringeren Wärmeverlusten und zu einer kürzeren Aufheizzeit nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors führt.Further, the superheated steam volume can be made smaller, resulting in lower heat losses and a shorter heating time after a cold start of the internal combustion engine.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und eines Druck- und Temperaturverlaufes in zwei Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment and a pressure and temperature profile in two figures.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Wärmekraftmaschine. 1 schematically shows an embodiment of a heat engine according to the invention.

2 zeigt in drei Diagrammen einen Druck- und einen Temperaturverlauf bei konstant gefördertem Arbeitsmediumstrom. 2 shows in three diagrams a pressure and a temperature profile with constantly promoted working medium flow.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Wärmekraftmaschine 1. Die Wärmekraftmaschine 1 wandelt Heißdampf eines Arbeitsmediums mittels einer Entspannungseinrichtung 2 in Bewegungsenergie oder elektrische Energie um. Sie besteht im Wesentlichen aus einem Arbeitsmediumkreislauf 3, dessen Verrohrung und Strömungsrichtung des Arbeitsmediums durch Pfeile schematisch dargestellt ist. In dem Arbeitsmediumkreislauf 3 wird von einer Pumpe 4 flüssiges Arbeitsmedium zuerst in einen ersten Wärmetauscher 5, einen Verdampfer, z. B. einen Abgaswärmetauscher gefördert. In dem ersten Wärmetauscher 5 wird das Arbeitsmedium durch einen Wärmeeintrag verdampft und der Heißdampf weiter in die Entspannungseinrichtung 2 gefördert. In der Entspannungseinrichtung 2 wird die in dem Heißdampf enthaltene Energie in mechanische und/oder elektrische Energie umgewandelt. Anschließend wird der entspannte Heißdampf weiter in einen zweiten Wärmetauscher 6 gefördert, in dem der Heißdampf durch Wärmeabfuhr kondensiert. Das kondensierte Arbeitsmedium wird von der Pumpe 4 angesaugt und wieder in den Arbeitsmediumkreislauf 3 eingespeist. 1 schematically shows an embodiment of a heat engine according to the invention 1 , The heat engine 1 converts superheated steam of a working medium by means of a relaxation device 2 into kinetic energy or electrical energy. It consists essentially of a working medium circuit 3 whose piping and flow direction of the working medium is shown schematically by arrows. In the working medium circuit 3 is from a pump 4 liquid working fluid first in a first heat exchanger 5 , an evaporator, z. B. promoted an exhaust gas heat exchanger. In the first heat exchanger 5 the working fluid is evaporated by a heat input and the hot steam further into the expansion device 2 promoted. In the relaxation facility 2 the energy contained in the superheated steam is converted into mechanical and / or electrical energy. Subsequently, the expanded hot steam is further into a second heat exchanger 6 promoted, in which the superheated steam condenses by heat removal. The condensed working fluid is removed from the pump 4 aspirated and returned to the working medium circuit 3 fed.

Somit ist die Wärmekraftmaschine 1 vom Pumpenausgang bis zur Entspannungseinrichtung 2 in einen Hochdruckteil und von der Entspannungseinrichtung 2 bis zum Pumpeneingang in einen Niederdruckteil aufgeteilt. Weiter strömen durch die Wärmekraftmaschine 1 vom zweiten Wärmetauscher 6 bis zum ersten Wärmetauscher 5 flüssiges Arbeitsmedium und vom ersten Wärmtauscher 5 bis zum zweiten Wärmetauscher 6 Arbeitsmedium in Form von Heißdampf.Thus, the heat engine 1 from the pump outlet to the expansion device 2 in a high pressure part and by the expansion device 2 divided into a low-pressure part to the pump inlet. Continue to flow through the heat engine 1 from the second heat exchanger 6 to the first heat exchanger 5 liquid working medium and from the first heat exchanger 5 to the second heat exchanger 6 Working medium in the form of superheated steam.

Die Entspannungseinrichtung 2 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Düsenkörper 10 mit schaltbaren Lavaldüsen und einer Turbine 11 zur Energiewandlung. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Entspannungseinrichtung 2 auch ein Expander, wie z. B. eine Flügelzellenmaschine sein.The relaxation device 2 consists in the present embodiment of a nozzle body 10 with switchable laval nozzles and a turbine 11 to energy conversion. In a further embodiment, the expansion device 2 also an expander, such. B. be a vane machine.

Erfindungsgemäß ist in dem Arbeitsmediumkreislauf 3 zwischen der Pumpe 4 und dem ersten Wärmetauscher 5 ein Dämpfungselement 7 angeordnet.According to the invention is in the working medium circuit 3 between the pump 4 and the first heat exchanger 5 a damping element 7 arranged.

Das Dämpfungselement 7 ist bevorzugt ein von einer flexiblen Membran 8 von dem flüssigen Arbeitsmedium getrenntes Gasvolumen 9. In weiteren Ausführungsbeispielen kann das Dämpfungselement 7 auch ein flexibler Abschnitt des Arbeitsmediumkreislaufs 3 sein, gebildet z. B. durch eine einem Faltenbalg ähnliche Struktur oder durch ein kompressibles Bauelement in dem Arbeitsmediumkreislauf 3, wie z. B. einem flexibel eingeschlossenem Gasvolumen in dem Arbeitsmediumkreislauf 3.The damping element 7 is preferably one of a flexible membrane 8th gas volume separated from the liquid working medium 9 , In further embodiments, the damping element 7 also a flexible section of the working fluid circuit 3 be formed z. B. by a bellows-like structure or by a Compressible component in the working medium circuit 3 , such as B. a flexibly trapped gas volume in the working medium circuit 3 ,

2 zeigt in drei Diagrammen einen Druck- und einen Temperaturverlauf bei konstant gefördertem Arbeitsmediumstrom ohne die erfindungsgemäße Ausgestaltung, d. h. ohne ein Dämpfungselement 7 im Arbeitsmediumkreislauf 3. 2 shows in three diagrams a pressure and a temperature profile at constantly promoted working medium flow without the inventive design, ie without a damping element 7 in the working medium circuit 3 ,

2a) zeigt einen aufgeprägten Druckverlauf, der beispielsweise durch ein Umschalten von Lavaldüsen im Düsenkörper 10 erzeugt wurde, über eine Zeitskala auf einer X-Achse von 0 s bis 600 s. Ein Absolutdruck ist auf einer Y-Achse im Bereich von 5 bis 10 bar aufgetragen. Ein erster Schaltvorgang findet bei ca. 130 s und ein zweiter Schaltvorgang bei ca. 430 s statt. Deutlich erkennbar ist ein Abfallen des Absolutdruckes im System von ca. 8 bar auf ca. 6 bar und ein Anstieg des Absolutdruckes von ca. 6 bar auf ca. 8 bar nach den Schaltvorgängen. 2a ) shows an impressed pressure curve, for example, by switching Laval nozzles in the nozzle body 10 over a time scale on an X-axis from 0 s to 600 s. An absolute pressure is plotted on a y-axis in the range of 5 to 10 bar. A first switching process takes place at approx. 130 s and a second switching process at approx. 430 s. Clearly recognizable is a drop in the absolute pressure in the system from about 8 bar to about 6 bar and an increase in the absolute pressure of about 6 bar to about 8 bar after the switching operations.

2b) zeigt im selben Zeitmaßstab wie 2a) einen gemessenen Massenstrom ṁ des Arbeitsmediums von 0 g/s bis 16 g/s, aufgetragen über die Y-Achse. Wie 2b) deutlich zeigt ist der von der Pumpe 4 geförderte Massenstrom ṁ über die gesamte Zeitspanne sehr konstant. Bei der Messung wurden die Abgasparameter (Abgasmassenstrom und Temperatur) während der Messung konstant gehalten und somit ist die Druckänderung des Heißdampfes (2a) alleine für den gemessenen Temperaturverlauf (2c) verantwortlich. Das Dämpfungselement verringert nicht direkt die Temperaturschwankungen im Heißdampf, sondern wirkt den Druckschwankungen entgegen, was wiederum eine Verringerung der Temperaturschwankungen bewirkt. 2 B ) shows on the same time scale as 2a ) measured mass flow ṁ of the working medium from 0 g / s to 16 g / s, plotted on the Y-axis. As 2 B ) clearly shows that of the pump 4 delivered mass flow ṁ very constant over the entire time span. During the measurement, the exhaust gas parameters (exhaust gas mass flow and temperature) were kept constant during the measurement and thus the pressure change of the superheated steam ( 2a ) alone for the measured temperature profile ( 2c ) responsible. The damping element does not directly reduce the temperature fluctuations in the hot steam, but counteracts the pressure fluctuations, which in turn causes a reduction in temperature fluctuations.

2c) zeigt nun den aus dem schwankenden Druckverlauf bei konstant gefördertem Massenstrom an Arbeitsmedium resultierenden Temperaturverlauf von 150°C bis 400°C über den selben Zeitmaßstab wie 2a) und 2b). Deutlich erkennbar sind transiente Temperaturabfälle nach dem ersten Schaltvorgang von ca. 300°C auf ca. 170°C und ein Temperaturanstieg von ca. 300°C auf ca. 350°C nach dem zweiten Schaltvorgang. 2c ) now shows the resulting from the fluctuating pressure curve at constant mass flow promoted to working medium temperature profile of 150 ° C to 400 ° C over the same time scale as 2a ) and 2 B ). Clearly visible are transient temperature drops after the first switching from about 300 ° C to about 170 ° C and a temperature increase of about 300 ° C to about 350 ° C after the second switching operation.

Mit der erfindungsgemäßen konstruktiven Maßnahme, dem Dämpfungselement 7, können diese Schwankungen der Heißdampftemperatur bei der Umschaltung von Düsen vor der Turbine verringert werden. Dadurch werden die Bildung von Tröpfchen und der zu starke Temperaturanstieg am Austritt des ersten Wärmetauschers vermindert. Beschädigungen am ersten Wärmetauscher und an der Turbine werden sicher verhindert und deren Lebensdauer in vorteilhafter Weise deutlich verlängert.With the constructive measure according to the invention, the damping element 7 , these fluctuations of the hot steam temperature can be reduced when switching from nozzles in front of the turbine. As a result, the formation of droplets and the excessive increase in temperature at the outlet of the first heat exchanger are reduced. Damage to the first heat exchanger and the turbine are reliably prevented and their life significantly extended in an advantageous manner.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
WärmekraftmaschineHeat engine
22
Entspannungseinrichtungexpansion device
33
ArbeitsmediumkreislaufWorking medium circuit
44
Pumpepump
55
erster Wärmetauseherfirst heat exchanger
66
zweiter Wärmetausehersecond heat exchanger
77
Dämpfungselementdamping element
88th
Membranmembrane
99
Gasvolumengas volume
1010
Düsenkörpernozzle body
1111
Turbineturbine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1249580 A1 [0007] EP 1249580 A1 [0007]
  • EP 1326009 A1 [0007] EP 1326009 A1 [0007]
  • EP 1537149 B1 [0007] EP 1537149 B1 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • MTZ Artikel ”Der Turbosteamer der zweiten Generation”, Ausgabe: 02/2012, 73. Jahrgang, S. 114 bis 119 [0007] MTZ article "The Turbosteamer of the Second Generation", edition: 02/2012, Volume 73, pp. 114 to 119 [0007]

Claims (4)

Wärmekraftmaschine (1), die Heißdampf eines Arbeitsmediums mittels einer Entspannungseinrichtung (2) in Bewegungsenergie umwandelt, bestehend aus einem Arbeitsmediumkreislauf (3), in dem flüssiges Arbeitsmedium von einer Pumpe (4) zuerst in einen ersten Wärmetauseher (5) förderbar ist, in dem das Arbeitsmedium verdampft und der Heißdampf weiter in die Entspannungseinrichtung (2) förderbar ist und der entspannte Heißdampfweiter in einen zweiten Wärmetauseher (6) förderbar ist, in dem der Heißdampf kondensiert und das kondensierte Arbeitsmedium wieder von der Pumpe (4) ansaugbar und wieder in den Arbeitsmediumkreislauf (3) einspeisbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Arbeitsmediumkreislauf (3) zwischen der Pumpe (4) und dem ersten Wärmetauseher (5) ein Dämpfungselement (7) angeordnet ist.Heat engine ( 1 ), the superheated steam of a working medium by means of a relaxation device ( 2 ) converts into kinetic energy, consisting of a working medium circuit ( 3 ), in the liquid working medium from a pump ( 4 ) first in a first heat exchanger ( 5 ) is conveyed, in which the working medium evaporates and the superheated steam in the expansion device ( 2 ) and the expanded superheated steam can then be conveyed to a second heat exchanger ( 6 ) is conveyed, in which the hot steam condenses and the condensed working medium again from the pump ( 4 ) and sucked back into the working medium circuit ( 3 ) can be fed, characterized in that in the working medium circuit ( 3 ) between the pump ( 4 ) and the first heat exchanger ( 5 ) a damping element ( 7 ) is arranged. Wärmekraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (7) ein von einer flexiblen Membran (8) von dem flüssigen Arbeitsmedium getrenntes Gasvolumen (9) ist.Heat engine according to claim 1, characterized in that the damping element ( 7 ) one of a flexible membrane ( 8th ) gas volume separated from the liquid working medium ( 9 ). Wärmekraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (7) ein flexibler Abschnitt des Arbeitsmediumkreislaufs (3) istHeat engine according to claim 1, characterized in that the damping element ( 7 ) a flexible section of the working medium circuit ( 3 ) Wärmekraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (7) ein kompressibles Bauelement in dem Arbeitsmediumkreislauf (3) ist.Heat engine according to one of the claims 1, characterized in that the damping element ( 7 ) a compressible component in the working medium circuit ( 3 ).
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