DE2125390B2 - Wärmekraftanlage mit geschlossenem Dampfkreislauf - Google Patents

Description

25 spiel der Erfindung erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Triebwerk mit einer Wärmekraftanlage nach der Erfindung teilweise in Ansicht und

Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftanlage mit teilweise im Längsschnitt;

geschlossenem D'-npfkreislauf mit einem rotierenden Fig. 2 a bis 2d zeigen Teilschnittansichten von

Dampferzeuger mit Wärmequelle, einer Kraftma- 30 Einzelheiten des als umlaufender Ventilator ausgebilschine und einem rotierenden Luftkondensator, der deten Wärmetausch« rs nach der Erfindung,
als Ventilator für die Kühlluft ausgebildet ist, wobei F i g. 1 zeigt ein Triebwerk mit einer erfindungsge-

der Dampferzeuger und der Luftkondensator mit mäßen Wärmekraftanlage in einem Schnitt parallel dem umlaufenden Gehäuse der Kraftmaschine starr zur Achse. Der Wärmeträger wird in Verdampferverbunden sind. 35 rohren 121 des als Ventilator ausgebildeten rotieren-

Eine derartige Anlage ist in der älteren Anmel- den Dampferzeugers 1 verdampft, gelangt in die dung, entsprechend der deutschen Offenlegungsschrift Kraftmaschine 2 und nach der Entspannung in Kühl-2 107 878 beschrieben. rohre 31 des rotierenden Luftkondensators 3. Die

Der rotierende Dampferzeuger bekannter Wärme- Teile 1, 2 und 3 werden von einem umlaufenden Gekraftanlagen hat in Analogie zu den Dampferzeugern 40 häuse 4 getragen. Das Drehmoment der Kraftmastationärer Dampfmaschinen einen großen Flüssig- schine2 wird durch eine Magnetkupplung 8 und die keitsinhalt. Die Menge des Flüssigkeitsinhaltes ist für Welle 81 auf das Getriebe 7 übertragen. Die Wärmedas Betriebsverhalten insofern von Bedeutung, als quelle 9 versorgt der Dampferzeuger 1 mit Wärme durch Überhitzung desselben kurzzeitig ein Vielfa- und besteht aus einem ölbrennerkopf 91, einer Luftches des der Nennleistung zugeordneten Massenstro- 45 regeleinrichtung 92, einem Latentspeicherkörper 93.
mes abgegeben werden kann. Dadurch ist die Expan- Die Wärmetauscher 1 und 3 weisen annähernd ra-

sionsmaschine einer solchen Anlage in der Lage, dial verlaufende Rippen 13 und 32 auf, zwischen dekurzzeitig mit höherem Druckgefälle und/oder höhe- nen die Gase durch Reibung nach außen geschleurer Drehzahl betrieben zu werden. Diese Eigenschaf- dert werden, so daß die Wärmetauscher 1 und 3 ten wirken sich zwar vorteilhaft auf die Überlastbar- 50 gleichzeitig als Ventilatoren dienen,
keit von Dampfmaschinen aus, jedoch sind derartige Die von Dampferzeuger 1 angesaugte Luft mischt

Maschinen mit großen Dampferzeugerinhalten für sich im ölbrennerkopf 91 mit dem Kraftstoffnebel den Einbau in Straßenfahrzeuge ungeeignet, denn der Düse 911. Das Gemisch wird einmalig durch eine mit zunehmendem Flüssigkeitsinhalt verlängert sich nicht gezeigte Zündkerze gezündet, die Luftmenge der Anlaßvorgang. Darüber hinaus wird bei Kolli- 55 durch die Luftregeleinrichtung 92 vorgegeben, die sion der Dampferzeuger mit großem Inhalt zu einer heißen Verbrennungsgase durchsetzen den Dampferaußerordentlich großen Gefahrenquelle, denn der aus zeuger 1 und strömen danach durch ein Ringventil einem Loch in der Wand austretende Dampf würde 94 entsprechend dem Pfeil 111. In den Verdampferbei großen Dampferzeugerinhalt zu explosionsähnli- rohren 121 befindet sich der Wärmeträger in flüs&ichen Folgen führen. 60 ger Form, der verdampft und der Kraftmaschine 2

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zugeleitet wird. In den Kühlrohren 31 erfolgt die Wärmekraftanlage mit geringem Flüssigkeitsinhalt zu Kondensation des bei der Expansion abgekühlten schaffen, die kurzzeitig angelassen werden kann. Wärmeträgerdampfes, wodurch die angesaugte Luft

Diese Aufgabe wird bei einer Wärmekraftanlage erwärmt wird und den Kondensator verläßt,
der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß da- 65 Im Ringraum 45 sammelt sich das Kondensat und durch gelöst, daß der Dampferzeuger als Ventilator wird durch eine nicht gezeigte Pumpe wieder in die für die heißen Gase der Wärmequelle ausgebildet ist. Verdampferrohre 121 hineingeleitet. Das Drehtno-Vorzugsweise sind im Dampferzeuger neben den ment der Kraftmaschine2 wird auf das Getriebe?

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übertragen. Das Drehmoment der Kraftmaschine 2 bewirkt gleichzeitig den Antrieb des umlaufenden Gehäuses 4 in entgegengesetzter Richtung. Innerhalb des Dampferzeugers 1 sind eine Vielzahl von Wärmespeicherkörper 15 angeordnet, die mit einer Latentspeichermasse gefüllt sind. Diese Wärmespeicherkörper 15 haben eine große, nach innen weisende, wärmeabgebende Oberfläche. Wird vorübergehend eine sehr hohe Leistung vom Triebwerk gefordert, so wird durch ein nicht gezeigtes Verteilungssystem Wärrjeträgerkondensat in die Speicherkörper 15 eingespeist, wodurch vorübergehend ein Mehrfaches an Dampfmenge bei höherem Druck für die Kraftmaschine 2 bereitgestellt wird. Die Anordnung der Speicherkörper 15 erfolgt zwischen den Verdampferrohren 121.

Auch im Luftkondensator 3 können Speicherkörper 36 in Form dünner Rohre vorgesehen sein, die mit schmelzbarer Speichennasse gefüllt sind. Die während eines Überholvorganges des Fahrzeuges an- so fallende zusätzliche Kondensationswänne wird teilweise durch höhere Kühlluftaufheizung abgeführt, teilweise durch Aufschmelzung der Speichermasse in den Speicherkörpern 36 und Aufheizung des Luftkondensators 3 vorübergehend gespeichert. Die Speicherkörper 15 und 36 dienen auch als Energiequelle und -senke bei plötzlicher Wiederbeschletmigung, z. B. nach einer Talfahrt, bei der die Drehzahl des umlaufenden Systems 1, 2, 3 und 4 entsprechend dem geringen geforderten Drehmoment während der Talfahrt stark abgefallen ist.

Fig. 2 a zeigt einen Abschnitt einer Rippe 13 des Dampferzeugers 1 mit dem Verdampferrohren 121, die einseitig geschlossen sind, und den Speicherkörpern 15, die zwischen zwei Gruppen von Verdampferröhrchen 121 angeordnet sind.

F i g. 2 b zeigt einen Ausschnitt aus einer Rippe 32 des Luftkondensators 3 mit auf Spirallinien 37 angeordneten Kondensatorrohren 31.

Fig. 2 c zeigt schematisiert einen Speicherkörper 15, welcher mit ring- oder wendeiförmigen Gefäßen 151 in gut wärmeleitendem Kontakt steht, deren Inneres mit einer schmelzbaren Speichennasse gefüllt ist Durch eine Rohrleitung 153 wird zur vorübergehenden zusätzlichen Dampferzeugung Kondensat des Wärmeträgers in die Zwischenräume zwischen den ringförmigen Gefäßen 151 eingespritzt. Das Kondensat verteilt sich über die Oberfläche uad verdampft. Der Dampf tritt entsprechend dem Pfeil 156 aus und wird der Kraftmaschine 2 zugeleitet

F i g. 2 d zeigt ein einzelnes Kühlrohr 31 der Rippen 32. Innerhalb des Rohres befindet sich ein beidseitig geschlossenes Rohr 311, welches mit einer schmelzbaren Speichermasse gefüllt ist. Längs der Berührungslinie 313 haben die beiden Rohre gut wärmeleitenden Kontakt miteinander.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Verdampferrohren Wärmespeicherkörper vorgese- Patentansprüche: hen. Solche Wärmespeicherkörper können auch ne ben den Kühlrohren im Luftkondensator angeordnet

1. Wärmekraftanlage mit geschlossenem sein. .

Dampfkreislauf mit einem rotierenden Dampfer- 5 Hierdurch ist es möghch, den überhitzten Dampf

zeuger mit Wärmequelle, einer Kraftmaschine in dem Kreislauf der Wärmekratonlage mengenma-

und einem rotierenden Luftkondensator, der als ßig gering zu halten, denn dadurch, da« der Dampf-

Ventilator für die Kühlluft ausgebildet ist, wobei erzeuger als die heißen Gase fordernder ventilator

der Dampferzeuger und der Luftkondensator mit ausgebildet ist, wird der Warmetausch mit dem War-

dem umlaufenden Gehäuse der Kraftmaschine io meträger im Vergleich zu bekannten Warmekraftan-

starr verbunden sind, dadurch gekenn- lagen so stark vergrößert, daß bei gleichen Leistungs-

zeichnet, daß der Dampferzeuger (1) als abgaben an die Kraftmaschine mit einem Bruchteil

Ventilator für die heißen Gase der Wärmequelle der Masse an Wärmeträger ausgekommen werden

(9) ausgebildet ist. kann. Auf Grund der geringen Masse kann die abge-

2. Wärmekraftanlage nach Anspruch 1, da- 15 gebene Dampfmenge auch in kürzester Zeit den Bedurch gekennzeichnet, daß im Dampferzeuger ne- triebsanforderungen angepaßt werden. Dieser Vorteil ben den Verdampferrohren (121) Wärme- wird noch dadurch vergrößert, daß in den umlaufenspeicherkörper (15) vorgesehen sind. den Wärmetauschern Wärmespeicherkörper vorgese-

3. Wärmekraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, hen sind. Hierdurch läßt sich ohne Erhöhung der dadurch gekennzeichnet, daß im Luftkondensator 20 Wärmeträgennassen und damit ohne Erhöhung der neben den Kühlrohren (31) Wärmespeicherkör- Gefährdung im Kollisionfall und Erhöhung der Anper (36) vorgesehen sind. heizzeit die im umlaufenden System gespeicherte

Energie vergrößern.

An Hand der Figuren wird ein Ausführungsbei-