DE202022105838U1 - Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Verbrennungsmotor, insbesondere Hubkolbenmotor, umfassend
- eine Zuführleitung (2), welche dazu ausgebildet ist, wenigstens einem Brennraum (3) des Verbrennungsmotors (1) eine Luft (16) oder ein Luft-Brennstoff-Gemisch zuzuführen,
- wenigstens einen in der Zuführleitung (2) angeordneten Verdichter (9), welcher dazu ausgebildet ist, die Luft (16) oder das Luft-Brennstoff-Gemisch zu komprimieren,
- eine Abgasleitung (4), welche dazu ausgebildet ist, ein bei einer Verbrennung im wenigstens einen Brennraum (3) erzeugtes Abgas aus dem wenigstens einen Brennraum (3) abzuführen, und
- wenigstens einen in der Abgasleitung (4) angeordneten Wärmetauscher (5), welcher dazu ausgebildet ist, ein in der Abgasleitung (4) geführtes Abgas zu kühlen und/oder eine Wärmeenergie des Abgases zu rekuperieren, wobei eine Abgasrückführleitung (6) vorgesehen ist, welche die Abgasleitung (4) zum Rückführen von Abgas mit der Zuführleitung (2) verbindet und die Abgasrückführleitung (6) mit einem Eingang (7) strömungstechnisch nach dem wenigstens einen Wärmetauscher (5) abzweigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführleitung (6) mit einem Ausgang (8) strömungstechnisch vor dem wenigstens einen Verdichter (9) in die Zuführleitung (2) mündet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Hubkolbenmotor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein System bestehend aus einem solchen Verbrennungsmotor und einem Fernwärmesystem.
  • Es ist im Stand der Technik bekannt, Abgassysteme zu verwenden, um die Emission bei der Verbrennung von Verbrennungsmotoren, insbesondere Stickoxydemissionen (NOx), zu verringern.
  • Stickoxyde bilden sich insbesondere bei erhöhten Verbrennungstemperaturen (Temperaturen von über 2300 Grad Kelvin), wobei dies in einem bestimmten Maß auch durch einen Überschuss an Sauerstoff bei der Verbrennung begünstigt wird.
  • Somit kann zusammenfassend gesagt werden, dass in einem Bereich von einem Luftüberschuss (λ ≥1) die Stickoxydbildung bei der Verbrennung begünstigt wird, auch wenn in diesem Bereich die Verbrennungstemperaturen sinken, wobei jedoch bei einem Maximum von λ = 1,1 ein Rückgang von Stickoxyden vermerkt werden kann, welcher Rückgang sich durch die sinkenden Verbrennungstemperaturen begründet.
  • Eine bekannte Vorgangsweise, die Stickoxyde bei der Verbrennung zu reduzieren, ist das Rückführen von Abgasen in die Ladeluft, Ansaugluft oder in das zugeführte Luft-Brennstoff-Gemisch, wodurch bei der Verbrennung bestimmte ungewünschte chemische Reaktionen in vermindertem Maße auftreten und die Stickoxydbildung verringert werden kann.
  • Gattungsgemäße Verbrennungsmotoren umfassen
    • - eine Zuführleitung, welche dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Brennraum des Verbrennungsmotors Luft oder ein Luft-Brennstoff-Gemisch zuzuführen,
    • - wenigstens einen in der Luftzuführleitung angeordneten Verdichter, welcher dazu ausgebildet ist, die Luft oder das Luft-Brennstoff-Gemisch zu komprimieren,
    • - eine Abgasleitung, welche dazu ausgebildet ist, ein bei einer Verbrennung im wenigstens einen Brennraum erzeugtes Abgas aus dem wenigstens einen Brennraum abzuführen und
    • - wenigstens einen in der Abgasleitung angeordneten Wärmetauscher, welcher dazu ausgebildet ist, ein in der Abgasleitung abgeführtes Abgas zu kühlen und/oder eine Wärmeenergie des Abgases zu rekuperieren,
    wobei eine Abgasrückführleitung vorgesehen ist, welche die Abgasleitung zum Rückführen von Abgasen mit der Zuführleitung verbindet und die Abgasrückführleitung mit einem Eingang strömungstechnisch nach dem wenigstens einen Wärmetauscher abzweigt.
  • Wie es beispielsweise aus der US 9,021,808 B2 bekannt ist, ist es vorteilhaft, Abgase aus der Abgasrückführleitung, nachdem sie einen Wärmetauscher durchlaufen haben, abzuzweigen, um sie in den Verbrennungsprozess rückzuführen, sodass ein bereits bestehender Abgaswärmetauscher für die Reduktion der Temperatur des Abgases genutzt werden kann.
  • So ist es vorteilhaft, Abgase vor der Rückführung in die Verbrennung zu kühlen, um die Verbrennungstemperatur während der Verbrennung ebenfalls senken zu können, was wiederum zu sinkenden Emissionen führt.
  • Nachteilig am bekannten Stand der Technik ist es jedoch, dass diese Kühlung in den meisten Fällen nicht ausreicht, wie aus der US 9,021,808 B2 hervorgeht, wobei eine weitere separate Kühlung des rückgeführten Abgases vorgenommen werden muss, und des Weiteren eine aufwändige Rekuperation des Abgases in die Ansaugleitung vorgenommen werden muss, indem die Abgase zunächst über einen Vorverdichter ein bestimmtes Druckniveau erreichen müssen, um in die Zuführleitung des Verdichters eingekoppelt werden zu können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, mit welchem zumindest teilweise die zuvor angeführten Nachteile des Standes der Technik verbessert werden können und/oder ein effizienteres und/oder ressourcensparenderes Rückführen eines Abgases vorgenommen werden kann und/oder eine verbesserte Verringerung von Emissionen in Abgasen umgesetzt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Hubkolbenmotor, mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie einem System beinhaltend einen solchen Verbrennungsmotor und ein Fernwärmesystem gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Verbrennungsmotor, insbesondere ein Hubkolbenmotor, Folgendes umfasst:
    • - eine Zuführleitung, welche dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Brennraum des Verbrennungsmotors Luft oder ein Luft-Brennstoff-Gemisch zuzuführen,
    • - wenigstens einen in der Zuführleitung angeordneten Verdichter, welcher dazu ausgebildet ist, die Luft oder das Luft-Brennstoff-Gemisch zu komprimieren,
    • - eine Abgasleitung, welche dazu ausgebildet ist, ein bei einer Verbrennung im wenigstens einen Brennraum erzeugtes Abgas aus dem wenigstens einen Brennraum abzuführen, und
    • - wenigstens einen in der Abgasleitung angeordneten Wärmetauscher, welcher dazu ausgebildet ist, ein in der Abgasleitung abgeführtes Abgas zu kühlen und/oder eine Wärmeenergie des Abgases zu rekuperieren,
    wobei eine Abgasrückführleitung vorgesehen ist, welche die Abgasleitung zum Rückführen von Abgasen mit der Zuführleitung verbindet und die Abgasrückführleitung mit einem Eingang strömungstechnisch nach dem wenigstens einen Wärmetauscher abzweigt, wobei die Abgasrückführleitung mit einem Ausgang strömungstechnisch vor dem wenigstens einen Verdichter in die Zuführleitung mündet.
  • Durch die erfindungsgemäße Umsetzung einer Abgasrückführleitung, welche strömungstechnisch nach wenigstens einem Wärmetauscher aus der Abgasleitung abzweigt und die Abgasrückführleitung mit der Zuführleitung strömungstechnisch vor dem Verdichter verbindet, wird eine besonders günstige Rückführung von Abgasen ermöglicht, welche es erlaubt, bereits gekühlte Abgase aus der Abgasleitung zu entnehmen und in einem Niederdruckbereich der Zuführleitung wieder einzukoppeln.
  • Somit entfällt einerseits die Notwendigkeit eine separate Kühlvorrichtung für Abgase in der Abgasrückführleitung vorzusehen, wobei bereits bestehende Wärmetauschsysteme in der Abgasleitung genutzt werden können.
  • Somit kann bereits gekühltes Abgas rückgeführt werden, wobei generell gilt, dass umso kälter das Abgas ist, welches zurückgeführt wird, desto weiter die Verbrennungstemperatur gesenkt werden kann, um Emissionen wie beispielsweise Stickoxyde zu verringern.
  • Des Weiteren wird durch die Möglichkeit der Zuführung der Abgase strömungstechnisch vor dem Verdichter die günstige Möglichkeit generiert, Abgase in einen Niederdruckbereich der Zuführleitung zuzuführen, wodurch die Rekuperation der Abgase in die Zuführleitung mit einem geringen Aufwand verbunden ist, wodurch zusätzliche Verdichteranlagen oder Ähnliches entfallen.
  • Gemäß der Erfindung können somit besonders effizient und günstig bereits bestehende Systeme genutzt werden, um ein dennoch ausreichendes Druckgefälle in einer Abgasrückführleitung zu erzeugen, um einen kontinuierlichen Abgasrückfluss von der Abgasleitung in die Zuführleitung umsetzen zu können.
  • Unter Verbrennungsmotoren können thermische Arbeitsmaschinen verstanden werden, bei welchen durch eine Verbrennung thermisch freiwerdende Energie in mechanische Arbeit umgesetzt wird, wie beispielsweise bei Otto Motoren, Diesel Motoren, Gasturbinen, Heizkessel oder Ähnlichem. Besonders günstig hat sich der Einsatz der Erfindung bei stationären Brennkraftmaschinen, vorzugsweise gasbetriebenen Otto Motoren, herausgestellt.
  • Verbrennungsmotoren, insbesondere stationäre Verbrennungsmotoren, können dazu eingesetzt werden, um Generatoren zur Stromerzeugung anzutreiben. Solche Ausgestaltungen werden oft auch als Gensets bezeichnet. Gemäß der Erfindung kann mehr als ein Verdichter vorgesehen sein. Erfindungsgemäß muss die Abgasrückführleitung strömungstechnisch vor zumindest einem der Verdichter münden, d.h. der Ausgang muss strömungstechnisch vor zumindest einem der Verdichter angeordnet sein.
  • In besonders bevorzugten Ausführungsformen mündet die Abgasrückführleitung mit dem Ausgang strömungstechnisch vor dem wenigstens einen Verdichter direkt in die Zuführleitung.
  • In bevorzugten Ausführungsformen mündet die Abgasrückführleitung vor allen vorhandenen Verdichtern in der Zuführleitung.
  • Falls mehr als eine Zuführleitung vorhanden ist, kann die Erfindung verwirklicht werden, indem eine Abgasrückführleitung in zumindest eine der Zuführleitungen strömungstechnisch vor dem Verdichter mündet, d.h. der Ausgang der Abgasrückführleitung ist strömungstechnisch vor zumindest einem Verdichter in zumindest einer der Zuführleitungen angeordnet.
  • In bevorzugten Ausführungsformen mündet die Abgasrückführleitung in allen Zuführleitungen vor zumindest einem Verdichter, bevorzugt vor allen Verdichtern.
  • Es kann mehr als eine Abgasrückführleitung vorgesehen sein.
  • Die Erfindung kann dann verwirklicht werden, indem zumindest eine der Abgasrückführleitungen strömungstechnisch vor zumindest einem Verdichter in zumindest einer Zuführleitung mündet, d.h. zumindest ein Ausgang zumindest einer Abgasrückführleitung ist strömungstechnisch vor zumindest einem Verdichter in zumindest einer Zuführleitung angeordnet.
  • In bevorzugten Ausführungsformen münden alle Abgasrückführleitungen vor allen Verdichtern in allen Zuführleitungen.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Abgasrückführleitung wenigstens ein Drosselventil aufweist, welches dazu ausgebildet ist, eine Abgasrückführrate zu steuern oder zu regeln.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher als Teil eines Fernwärmesystems zur Nutzung der thermischen Energie des Abgases ausgebildet ist.
  • So kann es vorgesehen sein, dass über den Wärmetauscher gewonnene thermische Energie (Wärme) über ein Fernwärmesystem abgeführt wird, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Verbrennungsmotors gesteigert werden kann, indem die sonst als Verlustenergie bezeichnete Wärmeenergie einem Nutzen zugeführt wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Abgasrückführleitung, vorzugsweise im Bereich des Ausgangs der Abgasrückführleitung, eine Kondensatabfuhrvorrichtung aufweist.
  • Durch die Kühlung des Abgases durch den wenigstens einen Wärmetauscher und die nachfolgende Strömung kann es sein, dass sich im Abgas gelöste Flüssigkeiten wieder verflüssigen und als Kondensat in der Abgasrückführleitung ablegen. Um dieses Kondensat abführen zu können kann es vorgesehen sein, dass die Abgasrückführleitung eine Kondensatabfuhrvorrichtung aufweist.
  • Die Abfuhr von dem Kondensat aus der Abgasrückführleitung kann dahingehend wichtig sein, dass gebildete Flüssigkeitstropfen im Abgas über die Zuführleitung an den Verdichter geraten können, wobei Flüssigkeitstropfen bei der Verdichtung am Verdichter, insbesondere bei Hochleistungsverdichtern, durch die Komprimierung an den Verdichtergeometrien Schäden verursachen können und/oder den reibungslosen Betrieb des Verdichters beeinflussen können.
  • Es kann vorgesehen sein, dass eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung, vorzugsweise umfassend einen 3-Wege-Katalysator und/oder einen SCR-Katalysator, in der Abgasleitung angeordnet ist, insbesondere welche dem wenigstens einen Wärmetauscher strömungstechnisch vorgeschaltet ist.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Abgasturbine in der Abgasleitung angeordnet ist, welche dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Verdichter anzutreiben.
  • Eine Anordnung, bei welcher eine Abgasturbine einen Verdichter beispielsweise über eine Welle antreibt, wird gemeinhin als Abgasturbolader bezeichnet.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Verdichter mittels einer elektrischen Maschine angetrieben werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Abgasturbine in der Abgasleitung zwischen dem wenigstens einen Brennraum und dem wenigstens einen Wärmetauscher angeordnet ist, und bevorzugt strömungstechnisch vor der wenigstens einen Abgasnachbehandlungsvorrichtung angeordnet ist.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass in der Zuführleitung eine Gasmischvorrichtung angeordnet ist, welche dazu ausgebildet ist, Luft und einen Brennstoff, vorzugsweise ein Brenngas, besonders bevorzugt Erdgas und/oder Wasserstoff, zu einem Luft-Brennstoff-Gemisch zu vermischen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Gasmischvorrichtung dem Ausgang der Abgasrückführleitung strömungstechnisch vorgeschaltet ist.
  • Ausführungsformen, wobei die Gasmischvorrichtung dem Ausgang und/oder dem Verdichter nachgeschaltet sind, sind aber durchaus auch denkbar.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass ein dem Eingang der Abgasrückführleitung strömungstechnisch nachgeschalteter Strömungswiderstand vorgesehen ist, welcher dazu ausgebildet ist, einen Abgasgegendruck an einem Eingang der Abgasrückführleitung zu erzeugen.
  • Ein Strömungswiderstand kann beispielsweise durch eine Blende, ein Ventil und/oder eine andere den Strömungsquerschnitt der Abgasleitung verringernde Komponente ausgebildet sein.
  • Auch eine dem Eingang der Abgasrückführleitung in der Abgasleitung nachgeschaltete Komponente, wie beispielsweise eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung oder auch eine Kaminhöhe, beeinflusst den Abgasgegendruck und kann bei geeigneter Dimensionierung dazu genutzt werden, den Abgasgegendruck am Eingang der Abgasrückführleitung zu beeinflussen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Abgasleitung eine Wärmetauscher-Bypass-Leitung, vorzugsweise mit einem Bypass-Ventil aufweist, mittels welcher der wenigstens eine Wärmetauscher für ein Abgas umgehbar ist.
  • Durch Einsatz einer solchen Wärmetauscher-Bypass-Leitung kann beispielsweise während der Startphase des Verbrennungsmotors vorgesehen sein, dass das Abgas den Wärmetauscher umgeht und somit warmes Abgas über die Abgasrückführleitung der Zuführleitung zugeführt wird, was zu einer schnelleren Erwärmung des Verbrennungsmotors führt. Somit kann der Verbrennungsmotor schneller auf Betriebstemperatur gebracht werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Verbrennungsmotor als Hubkolbenmotor, vorzugweise als stationärer gasbetriebener Hubkolbenmotor, ausgebildet ist.
  • Des Weiteren wird Schutz begehrt für ein System beinhaltend einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor und ein Fernwärmesystem, wobei das Fernwärmesystem mit dem wenigstens einen Wärmetauscher wärmegekoppelt ist.
  • Unter einer Wärmekopplung kann verstanden werden, dass unter Zuhilfenahme des Wärmetauschers thermische Energie aus der Abgasleitung in das Fernwärmesystem übergeführt wird, indem thermische Energie eines Abgases mit einem Fluid des Fernwärmesystems kooperierend wärmegekoppelt wird, wodurch sich ein Übergang von thermischer Energie zwischen den Systemen bildet.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in der Figur dargestellte Ausführungsvariante näher erläutert.
  • Dabei zeigt 1 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotors 1 in einer schematischen Darstellung der Stoffströme und deren Bewegungen innerhalb und untereinander der einzelnen Komponenten des Verbrennungsmotors 1.
  • So wird zunächst einer Gasmischvorrichtung 15 Luft 16 und ein Brennstoff 17 zugeführt, wobei über die Gasmischvorrichtung 15 ein Luft-Brennstoff-Gemisch hergestellt wird und in die Zuführleitung 2 des Verbrennungsmotors 1 eingespeist wird.
  • Dieses Luft-Brennstoff-Gemisch wird anschließend über einen Verdichter 9 eines Abgasturboladers 14 verdichtet und mittels eines Ladeluftkühlers 19 gekühlt.
  • Anschließend wird das gekühlte, verdichtete Luft-Brennstoff-Gemisch (den hier exemplarisch dargestellten) Brennräumen 3 des Verbrennungsmotors 1 zugeführt.
  • In diesen Brennräumen 3 wird das Luft-Brennstoff-Gemisch verdichtet, verbrannt und expandiert, wobei die freiwerdende thermische Energie in mechanische Energie umgesetzt wird.
  • Nach der Verbrennung werden die in der Verbrennung gebildeten Abgase über die Abgasleitung 4 abgeführt, welche dazu genutzt werden, die mit dem Verdichter 9 mechanisch gekoppelte Abgasturbine 13 des Abgasturboladers 14 anzutreiben.
  • Nach Durchlaufen des Abgasturboladers 14 kann anschließend das Abgas noch der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 12 zugeführt werden, welche beispielsweise als 3-Wege-Katalysator, SCR-Katalysator oder auch als Wärmetauscher zur Rückgewinnung von Wärme ausgebildet sein kann.
  • Strömungstechnisch der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 12 nachgeschaltet ist der Wärmetauscher vorgesehen, welcher dazu ausgebildet ist, ein in der Abgasleitung 4 geführtes Abgas zu kühlen und/oder eine Wärmeenergie des Abgases zu rekuperieren.
  • Zur Reduktion von Emissionen weist der Verbrennungsmotor 1 des Weiteren eine Abgasrückführleitung 6 auf, welche mit einem Eingang 7 der Abgasrückführleitung 6 aus der Abgasleitung 4 abzweigt und die Abgasleitung 4 mit der Zuführleitung 2 über den Ausgang 8 der Abgasrückführleitung 6 verbindet.
  • Der Eingang 7 der Abgasrückführleitung 6 zweigt dabei strömungstechnisch nach dem wenigstens einen Wärmetauscher 5 aus der Abgasleitung 4 ab.
  • Der Ausgang 8 der Abgasrückführleitung 6 mündet strömungstechnisch vor dem wenigstens einen Verdichter 9 in die Zuführleitung 2.
  • Um einen kontinuierlichen Durchfluss der Abgasrückführleitung 6 vom Eingang 7 zum Ausgang 8 mit Abgas gewährleisten zu können ist es erforderlich, stromabwärts des Eingangs 7 der Abgasleitung 4 einen höheren Abgasgegendruck zu bilden als er am Ausgang 8 der Abgasrückführleitung 6 in der Zuführleitung 2 vorliegt.
  • Um diesen Abgasgegendruck adjustieren zu können, ist in der Abgasleitung 4 stromabwärts des Eingangs 7 der Abgasrückführleitung 6 ein Strömungswiderstand 18 in der Abgasleitung 4 angeordnet, wobei der Strömungsquerschnitt der Abgasleitung 4 verjüngt wird, um den Abgasgegendruck in der Abgasleitung 4 zu erhöhen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist der Strömungswiderstand 18 als Blende ausgebildet.
  • Weiters ist in der Abgasrückführleitung 6 ein Drosselventil 10 vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, eine Abgasrückführrate während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 zu steuern oder zu regeln.
  • Der Wärmetauscher 5 dieses Ausführungsbeispiels ist als Teil eines Fernwärmesystems 11 zur Nutzung der thermischen Energie des Abgases ausgebildet.
  • Somit ist der Wärmetauscher 5 des Verbrennungsmotors 1 mit dem Fernwärmesystem 11 wärmegekoppelt, wobei über Konvektion eine thermische Energie des Abgases auf ein Fluid des Fernwärmesystems übergeführt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    Zuführleitung
    3
    Brennraum
    4
    Abgasleitung
    5
    Wärmetauscher
    6
    Abgasrückführleitung
    7
    Eingang der Abgasrückführleitung
    8
    Ausgang der Abgasrückführleitung
    9
    Verdichter
    10
    Drosselventil
    11
    Fernwärmesystem
    12
    Abgasnachbehandlungsvorrichtung
    13
    Abgasturbine
    14
    Abgasturbolader
    15
    Gasmischvorrichtung
    16
    Luft
    17
    Brennstoff
    18
    Strömungswiderstand
    19
    Ladeluftkühlung
  • 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
    • US 9021808 B2 [0007, 0009]

Claims (13)

  1. Verbrennungsmotor, insbesondere Hubkolbenmotor, umfassend - eine Zuführleitung (2), welche dazu ausgebildet ist, wenigstens einem Brennraum (3) des Verbrennungsmotors (1) eine Luft (16) oder ein Luft-Brennstoff-Gemisch zuzuführen, - wenigstens einen in der Zuführleitung (2) angeordneten Verdichter (9), welcher dazu ausgebildet ist, die Luft (16) oder das Luft-Brennstoff-Gemisch zu komprimieren, - eine Abgasleitung (4), welche dazu ausgebildet ist, ein bei einer Verbrennung im wenigstens einen Brennraum (3) erzeugtes Abgas aus dem wenigstens einen Brennraum (3) abzuführen, und - wenigstens einen in der Abgasleitung (4) angeordneten Wärmetauscher (5), welcher dazu ausgebildet ist, ein in der Abgasleitung (4) geführtes Abgas zu kühlen und/oder eine Wärmeenergie des Abgases zu rekuperieren, wobei eine Abgasrückführleitung (6) vorgesehen ist, welche die Abgasleitung (4) zum Rückführen von Abgas mit der Zuführleitung (2) verbindet und die Abgasrückführleitung (6) mit einem Eingang (7) strömungstechnisch nach dem wenigstens einen Wärmetauscher (5) abzweigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführleitung (6) mit einem Ausgang (8) strömungstechnisch vor dem wenigstens einen Verdichter (9) in die Zuführleitung (2) mündet.
  2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Abgasrückführleitung (6) wenigstens ein Drosselventil (10) aufweist, welches dazu ausgebildet ist, eine Abgasrückführrate zu steuern oder zu regeln.
  3. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wärmetauscher (5) als Teil eines Fernwärmesystems (11) zur Nutzung der thermischen Energie des Abgases ausgebildet ist.
  4. Verbrennungsmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abgasrückführleitung (6), vorzugsweise im Bereich des Ausgangs (8) der Abgasrückführleitung (6), eine Kondensat-Abführvorrichtung aufweist.
  5. Verbrennungsmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung (12), vorzugsweise umfassend einen 3-Wege-Katalysator und/oder einen SCR-Katalysator, in der Abgasleitung (4) angeordnet ist, insbesondere welche dem wenigstens einen Wärmetauscher (5) strömungstechnisch vorgeschaltet ist.
  6. Verbrennungsmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Abgasturbine (13) in der Abgasleitung (4) angeordnet ist, welche dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Verdichter (9) anzutreiben.
  7. Verbrennungsmotor nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die wenigstens eine Abgasturbine (13) in der Abgasleitung (4) zwischen dem wenigstens einen Brennraum (3) und dem wenigstes einen Wärmetauscher (5) angeordnet ist, und bevorzugt strömungstechnisch vor der wenigstens einen Abgasnachbehandlungsvorrichtung (12) angeordnet ist.
  8. Verbrennungsmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Zuführleitung (2) eine Gasmischvorrichtung (15) angeordnet ist, welche dazu ausgebildet ist, Luft (16) und einen Brennstoff (17), vorzugsweise ein Brenngas, besonders bevorzugt Erdgas und/oder Wasserstoff, zu einem Luft-Brennstoff-Gemisch zu vermischen.
  9. Verbrennungsmotor nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Gasmischvorrichtung (15) dem Ausgang (8) der Abgasrückführleitung (6) strömungstechnisch vorgeschaltet ist.
  10. Verbrennungsmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein dem Eingang (7) der Abgasrückführleitung (15) strömungstechnisch nachgeschalteter Strömungswiderstand (18) vorgesehen ist, welcher dazu ausgebildet ist, einen Abgasgegendruck an einem Eingang (7) der Abgasrückführleitung (6) zu erzeugen.
  11. Verbrennungsmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abgasleitung (4) eine Wärmetauscher-Bypass-Leitung, vorzugsweise mit einem Bypass-Ventil, aufweist, mittels welcher der wenigstens eine Wärmetauscher (5) für ein Abgas umgehbar ist.
  12. Verbrennungsmotor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbrennungsmotor (1) als Hubkolbenmotor, vorzugsweise stationärer, gasbetriebener Hubkolbenmotor, ausgebildet ist.
  13. System beinhaltend einen Verbrennungsmotor (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche und ein Fernwärmesystem (11), wobei das Fernwärmesystem (11) mit dem wenigstens einen Wärmetauscher (5) wärmegekoppelt ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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