DE202018000253U1 - Wärmekraftmaschine mit partieller thermischer Isolation und Energie-Rückgewinnung - Google Patents

Wärmekraftmaschine mit partieller thermischer Isolation und Energie-Rückgewinnung Download PDF

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Abstract

Thermisch isolierte Anordnung von Gebläse, Kondensor, Dampfturbine, Brenner, heißseitigem Wärmetauscher, Rohrleitungssystem mit Pumpe, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläse 8 Umgebungsluft durch eine von einer thermisch isolierten Struktur 1 umgebenen Anordnung aus Kondensor 6 zur Kondensation eines Arbeitsmediums, Dampfturbine 5, Brenner 2 mit Kraftstoff-/Gaszuleitung, sowie heißseitigem Wärmetauscher 3 hindurchleitet, wobei ein Rohrleitungssystem 4 zunächst den im heißseitigen Wärmetauscher 3 entstehenden Heißdampf einer Dampfturbine 5 mit Welle 9 zuleitet, und wobei der in der Dampfturbine 5 abgekühlte Dampf dem Kondensor 6 zugeleitet wird, wo der Dampf kondensiert, und hiernach mittels einer Pumpe 7 als Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf dem durch die Förderleistung der Pumpe druckgeregelten heißseitigen Wärmetauscher 3 wieder zugeführt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft den Bereich der Wärmekraftmaschinen.
  • Stand der Technik
  • Häufig werden in Wärmekraftmaschinen Kraftstoffe bei hohen Temperaturen und unter hohem Druck verbrannt, um die bei der Expansion des Heißgases durch dieses verrichtete mechanische Arbeit nutzbar zu machen.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die verwertbare Energie des Heißgases in einer Wärmekraftmaschine nicht direkt in mechanische Arbeit umzusetzen, sondern diese Energie weitgehend auf ein Arbeitsmedium eines geschlossenen, mit Druck beaufschlagten Kreislaufs zu übertragen, ohne effektiv die Verdampfungswärme des Mediums zu verlieren, und ohne die Abwärme des Motors zu verlieren. Das Arbeitsmedium soll verdampfen, dann in einer Dampfturbine expandieren, wo es mechanische Arbeit verrichtet, ohne jedoch, wie bei einer konventionellen Dampfmaschine, die Abwärme und die bei der Kondensation des Arbeitsmediums freiwerdende Verdampfungswärme direkt an die Umgebung abzugeben.
  • Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Ein Kondensor führt die Kondensationswärme des Arbeitsmediums einem getriebenen Luftstrom zu, der den Kondensor und die Dampfturbine kühlt, und die Energie so der Verbrennungsluft zurückführt. Bei gleicher Temperaturverteilung im heißseitigen Wärmetauscher und bei gleicher mechanischer Ausgangsleitung kann so gegenüber einer konventionellen Dampfmaschine weniger Kraftstoff oder Gas verbrannt werden. Vorteile gegenüber existierenden Wärmekraftmaschinen sind, dass eine kontinuierliche Verbrennung etwa bei Umgebungsdruck möglich ist, weil der Hochdruckteil ein nominell geschlossenes System darstellt, und hierbei durch die Energierückführung, gegenüber einer konventionellen Dampfmaschine, höhere Wirkungsgrade bei niedrigerer Verbrennungstemperatur möglich sind.

Claims (7)

  1. Thermisch isolierte Anordnung von Gebläse, Kondensor, Dampfturbine, Brenner, heißseitigem Wärmetauscher, Rohrleitungssystem mit Pumpe, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläse 8 Umgebungsluft durch eine von einer thermisch isolierten Struktur 1 umgebenen Anordnung aus Kondensor 6 zur Kondensation eines Arbeitsmediums, Dampfturbine 5, Brenner 2 mit Kraftstoff-/Gaszuleitung, sowie heißseitigem Wärmetauscher 3 hindurchleitet, wobei ein Rohrleitungssystem 4 zunächst den im heißseitigen Wärmetauscher 3 entstehenden Heißdampf einer Dampfturbine 5 mit Welle 9 zuleitet, und wobei der in der Dampfturbine 5 abgekühlte Dampf dem Kondensor 6 zugeleitet wird, wo der Dampf kondensiert, und hiernach mittels einer Pumpe 7 als Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf dem durch die Förderleistung der Pumpe druckgeregelten heißseitigen Wärmetauscher 3 wieder zugeführt wird.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Teile des Rohrleitungssystems 4 selbst thermisch isoliert sind, bzw. dass Teile des Rohrleitungssystems 4 zwischen 6 und 3, die an Pumpe 7 angeschlossen sind, außerhalb der thermischen Isolation 1 angeordnet sind.
  3. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbine 5 sich an einem anderen Ort befindet, oder bezüglich der Achse 9 eine andere Einbauorientierung hat.
  4. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbine 5 durch eine entsprechende Kolbenmaschine ersetzt ist.
  5. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der thermischen Isolation den technischen Anforderungen angepasst ist.
  6. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Gebläse 8 geförderte Luftstrom an die Kraftstoff-/Gaszufuhr gekoppelt ist.
  7. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im heißseitigen Wärmetauscher geregelt ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202018001152U1 (de) 2018-03-03 2018-03-16 Markus Herz Wärmekraftmaschine mit externer Verbrennung, Wärmetauscher und Energie-Rückgewinnung

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