DE202018001152U1 - Wärmekraftmaschine mit externer Verbrennung, Wärmetauscher und Energie-Rückgewinnung - Google Patents

Wärmekraftmaschine mit externer Verbrennung, Wärmetauscher und Energie-Rückgewinnung Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Abstract

Thermisch isolierte Anordnung von Gebläse, Kühler, Kompressor, Expansionsmaschine, Brenner, Wärmetauscher, Rohrleitungssystem mit Pumpe, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläse 8 Umgebungsluft durch eine von einer thermisch isolierten Struktur 1 umgebene Anordnung aus Kühler 6 zur Kühlung komprimierter Luft, Kompressor 7, Expansionsmaschine 5, Welle 9, Brenner 2 mit Brennstoff-/Gaszuleitung sowie Wärmetauscher 3 hindurchleitet und die Umgebungsluft dieser inneren Anordnung zur Verfügung stellt, wobei ein Rohrleitungssystem 4 im Wärmetauscher 3 erhitzte Luft der Expansionsmaschine 5 zuleitet, wonach die in der Expansionsmaschine 5 teilweise abgekühlte Luft wieder der Verbrennungsluft zurückgeführt wird, und wobei der von der Expansionsmaschine angetriebene Kompressor 7 einen Teil der von Gebläse 8 herangeführten Umgebungsluft komprimiert, die hiernach im Kühler 6 abgekühlt wird, um diese abgekühlte Luft dem Wärmetauscher 3 zuzuführen.

Description

  • Stand der Technik
  • In DE2020180002534 wird eine Wärmekraftmaschine beschrieben, bei der unter Verwendung einer thermischen Isolation und eines Gebläses die im thermodynamischen Kreislauf entstehende Abwärme der Verbrennungsluft zurückgeführt wird, um höhere Wirkungsgrade der Wärmekraftmaschine zu erzielen. Hierbei wird ein Arbeitsmedium in einem geschlossenen Kreislauf verdampft und nach Verrichtung der Arbeit wieder kondensiert.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Wärmekraftmaschinen, aufbauend auf dem Stand der Technik, mit Energierückführung und einem ein kondensierbares Arbeitsmedium enthaltenden Kreislauf, eine Anordnung mit neuen Kombinationen von Komponenten zu schaffen, um dieses Arbeitsmedium durch ein bei Betriebsbedingungen nominell nicht kondensierbares Gas ersetzen zu können.
  • Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Anstelle eines geschlossenen Kreislaufs mit kondensierbarem Arbeitsmedium wird ein offener Kreislauf verwendet, bei dem durch ein Gebläse herangeführte Umgebungsluft durch einen Kompressor verdichtet wird, danach in einem Gegenstromkühler abgekühlt, um hiernach in einem weiteren Wärmetauscher der äußeren Verbrennungsluft Energie zu entziehen, und eine Expansionsmaschine anzutreiben, welche den Kompressor antreibt, mechanische Arbeit zur Verfügung stellt, und deren Abluft mit Überschussenergie der Verbrennungsluft zurückgeführt wird.
  • Gegenüber einer Wärmekraftmaschine nach der im Stand der Technik beschriebenen Ausführung muss die Energie zur Verdampfung eines Arbeitsmediums im Kreislauf weder zur Verfügung gestellt, noch zurückgewonnen werden, und die Auswahl eines Arbeitsmediums mit passendem Siedepunkt sowie anderen Anforderungen entfällt.
  • 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 2020180002534 [0001]

Claims (8)

  1. Thermisch isolierte Anordnung von Gebläse, Kühler, Kompressor, Expansionsmaschine, Brenner, Wärmetauscher, Rohrleitungssystem mit Pumpe, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gebläse 8 Umgebungsluft durch eine von einer thermisch isolierten Struktur 1 umgebene Anordnung aus Kühler 6 zur Kühlung komprimierter Luft, Kompressor 7, Expansionsmaschine 5, Welle 9, Brenner 2 mit Brennstoff-/Gaszuleitung sowie Wärmetauscher 3 hindurchleitet und die Umgebungsluft dieser inneren Anordnung zur Verfügung stellt, wobei ein Rohrleitungssystem 4 im Wärmetauscher 3 erhitzte Luft der Expansionsmaschine 5 zuleitet, wonach die in der Expansionsmaschine 5 teilweise abgekühlte Luft wieder der Verbrennungsluft zurückgeführt wird, und wobei der von der Expansionsmaschine angetriebene Kompressor 7 einen Teil der von Gebläse 8 herangeführten Umgebungsluft komprimiert, die hiernach im Kühler 6 abgekühlt wird, um diese abgekühlte Luft dem Wärmetauscher 3 zuzuführen.
  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 außerhalb der thermischen Isolation 1 angeordnet sind.
  3. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle 9 mechanische Arbeit auf eine außerhalb oder innerhalb der thermischen Isolation befindliche Maschine überträgt.
  4. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der thermischen Isolation den technischen Anforderungen angepasst ist.
  5. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Gebläse 8 geförderte Luftstrom an die Brennstoff-/Gaszufuhr gekoppelt ist.
  6. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Wärmetauscher 3 geregelt ist.
  7. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kühler 6 und Wärmetauscher 3 als Gegenstrom-Wärmetauscher realisiert sind.
  8. Anordnung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor 7 anstelle eines Teils der von Gebläse 8 herangeführten Umgebungsluft, durch ein Ansaugrohr direkt bereitgestellte äußere Umgebungsluft komprimiert.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202018000253U1 (de) 2018-01-17 2018-02-16 Markus Herz Wärmekraftmaschine mit partieller thermischer Isolation und Energie-Rückgewinnung

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