DE2405572A1

DE2405572A1 - Thermomaschine

Info

Publication number: DE2405572A1
Application number: DE19742405572
Authority: DE
Inventors: Helmut Weispfenning
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-02-06
Filing date: 1974-02-06
Publication date: 1975-09-11

Description

Thermomaschine Die Erfindung betrifft eine Maschine oder Anlage, welche zu jeden Zeit die Wärme aus der Atmosphäre zusammendrängt und somit eine Energiekonzentration einerseits und einen gleichzeitigen Energieentzug andererseits erzielt. Das gestattet eine allgerneine Nutzbarmachung von indirekter Sonnenerergie aus dem Wärmespeicher Luft. Es ist auch möglich, Wärme aus Abgasen, Flüssigkeiten und Feststoffen, oder dem Erdinneren auszunützen, auch kann die direkte Sonnen.eins-trahlung zur Erhohung des Wirkungsgrades herangezogen werden.
Der Zweck der Erfindung ist, in erster Linie atmosphärische Wärmeenergie für alle bekannten Verbrauchersysteme zu erschliessen, eie z.B. Heizung, oder Umwandlung in mechanische, sowie elektrische Energie. Als Nebenprodukt entsteht dabei gleichzeitig Kälteenergie, die geeignet ist die Temperatur in irgendwelchewn Räumen herabzusetzen und somit für Kühlzwecke in Frage kommt.
Es ist bekannt, daß Wärmepumpen (Kältemaschinen im umgekehrten Sinne betrieben) eingesetzt sind, deren Verdampfer in einem Flußlauf oder im Erdreich verlegt sind. Dort nimmt der verdampfte Wärmeträger, z.B. Frigen oder Amoniak, Wärme auf und gelangt mit ihr in den Kompressor, Hohe Verdichtung verflüssigt den Wärmeträger und drängt die Wärme zusammen, so daß sich hohe Temperaturen eben. Der Kondensator sitzt im Boiler einer Warawasserheizung und überträgt so die komprimierte Wärme des Flußwassers, Erdreichs oder irgend einer Abwärme auf die zu heizenden Räume. Der Wärmeträger, welcher das Heizungswasser auf 700C: erwärmt hat, durchströmt nun eine Drosselstelle, wonach er wieder verdampft, Wärme aufnimmt und seinen Kreislauf von neuem beginnt. Diese Wärmepumpen erreichen jedoch nur verhältnismäßig niedrige Temperaturen und benötigen einen Wärmeträger (z.B. Prigen oder Amoniak), sowie einen großflächigen Verdampfer, weil der geschlossene Kreislauf die Erwärmung stark abgekühlter wärmeträger immer wieder von neuem erfordert. Der Wärmeentzug aus dem Flußwasser hat zur Folge, daß dieses bei einer Verbreitung der Wärmepumpen unnatürlich stark abkühlt, wodurch Schaden entstehen kann. Der Wärmeentzug aus dem Erdreich kann daher ebenfalls nachteilig sein. Zumindest entsteht nach und nach erheblicher Wirkungsgradverlust, da die Medien Flußwasser und Erdreich weit unter die normalen, winterlichen Temperaturen abgekühlt werden. (Außerdem kann diese Anlage entweder nur Wärme, oder nach Umschaltung nur Kälte entwickeln).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Wege bei der allgemeinen Energiegewinnung zu beschreiten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Sberdruck- oder Unterdruckerzeugung auf jede nur mögliche Art und deren Verwertung gelöst. Einen beträchtlichen Teil der hierzu benötigten Antriebsenergie kann man dabei. als Rückgewinnung verbuchen, weil. weder Druckluftnoch UnterdruckluStenergie direkt, sondern nur die Wärmeenergie ausgebeutet wird. Das heißt: Druckluft wird thermisch ausgebeutet und danach nicht einfach z.B. durch eine Düse entspannt, sondern zusätzlich zur Erzeugung mechanischer Energie herangezogen. Beim Vakuumsystem geschieht das selbe, namlich durch das Druckgefalle der atmosphärischen Luft zum Unterdruckraum.
Ferner wird als weitere Rückgewinnung die Restwärme zum Vorwärmen der i?rischluft eingesetzt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß neue Energiequellen wirtschaftlich erschlossen werden.
Der Atmosphäre z.B. wird dabei keine Energie wirklich entnommen, sondern nur vorübergehend entlehnt, auch wird dabei weder Sauerstoff verbraucht noch Umweltverschmutzung bewirkt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben: Es zeigen Fig. 1 Heizung Fig. 2 Dampferzeugung oder Heißdrucklufterzeugung (als Antriebsmedium) Fig. 3 Zentrifugalwärme (mehr stufig) Fig. 4 Vakuumkühlung und -heizung Fig. 5 Mehrstufenwärme (auch für kleine Drücke) Folgende Bezugszeichen bedeuten: 1 Ansaugleitung Es wird vorwiegend Außenluft angesaugt. Nierin die Leitung von außen jedoch durch Abgase, Flüssigkeiten, Feststoffe, Sonneneinstrahlung usw. erwärmt wird, erhöht sich der Wirkungsgrad der Anlage. Das gilt auch, wenn irgendwelche Abwärme direkt eingesaugt wird.
2 Drucklufterzeuger (ein- oder mehrstufig) 3 Druckleitung (heiß) 4 Regelventil (eventuell Automatik) 5 Heizkörper 6 Druckrückleitung (warm) 7 Uärmetauscher (Wärmeenergie-Rückgewinnung) 8 Druckrückleitung (kalt) 9 Druckluftmotor (Druckenergie- Rückgewinner) 10 Antriebsmotor (von Pos.9 etwas entlastet) 11 Ableitung Hier am Ende beträgt die Lufttemperatur weit weniger als am Anfang und kann anschließend zur Kühlung, wie Pos, 32, verwendet werden.
12 Wassereinspritzpumpe Zur Dampferzeugung in dem geschlossenen Kreislauf.
13 Druckwasserleitung (warm) 14 Vorverdampfer 15 Sattdampfleitung 16 Dampfüberhitzer 17 Heißdampfleitung 18 Turbine als Generatorantrieb 19 Heißdampfrückleitung 20 Wärmetauscher Dieser erzielt kaltes Wasser aus Dampf, das bedeutet, Wärmeenergie- Rückgewinnung.
21 Luftzuführung 22 Großer Hohl zylinder (rotierend) Dient als Luftführung (keine Druckluft).
23 Stützringe (keine Druckluft) mit LuStdurchlässen.
24 Kleine Hohlzylinder beliebiger Anzahl (rotierend) dienen als Druckräume.
25 Luftmitnehmerschaufeln (rotierend) Pro 1 Teil 24 # sechs Stück. Es entsteht Druckluft und somit Wärme, die durch die Wandungen Pos. 24 jeweils die Luft erwärmen, welche nach oben hin von Stufe zu Stufe wärmer wird. Die größte Wärmeiaenge findet sich schließlich im obersten Hohlzylinder 24, von wo aus diese nutzbar gemacht werden kann.
26 Ecken an Schaufeln 25 gebrochen, sodaß die weniger heiße Luft, welche sich außen befindet zu den Saugrohren 27 gelangen kann.
27 Saugrohre z.B. zwei Stück pro ein Teil 24 (rotierend) Diese weisen zwar innerlich einen Luftdruck, der ungefahr dem zwischen den Schaufeln 25 entspricht auf, jedoch tritt trotzdem eine Saugwirkung ein, weil unten die radialweisenden Rohrstücke der Kanäle 28 dieses annähernde Gleichgewicht durch ihre Ventilatorkraft stören. Die Saugstärke ist demnach nur von der Lange dieser Rohrstücke abhängig.
28 Luftrückführungskanäle (schwacher Unterdruck) 29 Luftleittrichter, der durch axiales Verschieben eine Strömungsregulierung bewirkt.
30 Siehe Pos. '11 Im Übrigen wird diese Luft direkt abgeführt, da sie im Wärmetauscher 7 schädlich ist, weil sie kälter als die eingesaugte Luft ist.Eventueli mussen statt einem noch weitere Räume angeschlosseii werden.
31 Unterdruckleitung (kalt) 32 Wärmetauscher zur Kühlung eines Raumes.
33 Unterdruckleitung an Kälte bereits etwas verloren 34 Wärmetauscher im Freien etwas kälter als seine Umgebung 35 Unterdruckrückleitung 36 Unterdruckerzeuger (ein oder mehrstufig) 37 Z.B. Niederdruckleitung (heiß) 38 Z.B. Niederdruckleitung (warm) 39 Druckerzeuger mit Motor ein- oder mehrstufig (beliebig:er Anzahl) 40 Lufterwärmer Die hier vorgewärmte Luft gelangt in den zweiten Raum 5, wo sie noch heißer wird als die Luft im ersten Raum 5 und ihrerseits die Luft im zweiten Raum 40 höher erwärmt als die Luft im ersten Raum 40 usw.. Das heißt: Die Luft wird nach oben hin von Stufe zu Stufe wärmer. Die größte Wärmemenge findet sich schließlich im obersten heizkörper 5, von wo aus diese nutzbar gemacht werden kann.
41 Zum Bespiel Antriebskette, überträgt rückgewonnene Druckenergie auch auf z.B. weiteren Druckerzeuger.

Claims

Patentansprüche

1. Thermomaschine oder Thermoanlage zur Gewinnung von Wärmeenergie aus Atmosphäre, Abgasen, Flüssigkeiten, Feststoffen dem Erdinneren usw., dadurch gekennzeichnet, daß atmosphärische Luft oder ein anderes Gas durch die Ansaugleitung (1) in den ein- oder mehrstufigen Drucklufterzeuger (2) strömt. Die Heizkörper (5) geben einen Teil der Wärmeenergie ab, worauf die Restwärme im Wärmetauscher (7) in die Ansaugleitung (1) gelangt. Die Druckluft treibt einen Druckluftmotor an (9) womit der Antriebsmotor (10) für den Drucklufterzeuger (2) einen Hilfsmotor darstellt.

2. Thermomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr z.B. ein geschlossener Kreislauf angegliedert wird, in welchem die Einspritzpumpe (12) Wasser oder eine andere FlüssiSkeit in den Vorverdampfer (14) drückt. Der Dampf stromt weiter durch den überhitzer (16) und treibt eine Turbine als Generatorantrieb. Im Wärmetauscher (20) wird der Dampf wieder zu Wasser, indem für diesen Vorgang die überschüssige Wärme in die Ansaugleitufflg (1) übergeht.

3. Thermomaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmedium anstatt Dampf, heiße Luft oder ein anderes Gas verwendet wird. Der Druckerzeuger (12) drückt die noch warme Luft in den Vorerwärmer (14). Die Heißluft aus dem Überhitzer (16) treibt eine Turbine als Generatorantrieb.Der Wärmetauscher (20) erzielt eine Luft, die bei gleichem Druck ein kleineres Volumen als zuvor einnimmt.

4. Thermomaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlzylinder (22) in schnelle Rotation versetzt wird, sodaß in seinem Inneren große Zentrifugalkräfte auftreten, wodurch in den kleinen Hohlzylindern (24) Druckluft entsteht, weil die Luft durch die Schaufeln (25) mitgenommen wird. Die Abluft in der Leitung (30) wird im Gegensatz zur Druckluft in den Leitungen '28) direkt abgeführt, d.h. ohne vorher den Wärmetauscher (7) zu-passieren, weil sie bereits kälter als Außenluft ist.

5. Thermomaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Unterdruckerzeuger (36) ein- oder mehrstufig, unter anderen auch die Leitung (31) evakuiert und das Vruckgefälle den Druckluftmotor (9) antreibt, der dem Antriebsmotor (10) als Hilismotor dient. Der erzeugte Unterdruck kühlt über den Wärmetauscher (32) einen Raum. Der Wärmetauscher (34) im Freien oder in irgend einem Medium nimmt Wärme auf, die sich nach dem Unterdruckerzeuger (36) iLrt Heizkörper (5) sammelt nach dem wieder Überdruck oder Drucklosigkeit herrscht. Der Heizkörper (5) gibt einen Teil der Wärmeenergie ab, worauf die Restwärme im Wärmetauscher (7) in die Ansaugleitung (1) gelangt

6. Thermomaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Druckerzeuger (39) die Luft im ersten Heizkörper (5) erwärmt;, im ersten Erwärmter (4-0) vorwärmt, für den zweiten Heizkörper (5), welcher somit eine höhere Temperatur als der erste Heizkörper (5) erreicht usw.. Die Abluft in der Leitung (30) wird im Gegensatz zur Rückluft in der Leitung (6) direkt abgeführt,d.h. ohne vorher den Wärmetauscher (7) zu passieren, weil sie bereits kälter als Außenluft ist.Die Antriebskette (41) zeigt, dafS der Druckluftmotor (9) auch mehrere Druckerzeuger,die einen eigenen Motor haben, antreiben kann.

7. Thermomaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugleitung (1) durch Abgase, Flüssigkeiten und Feststoffe wie z.B. das Erdinnere geleitet wird, das heißt Aufnahme von Wärme in die Ansaugluft um den Wirkungsgrad zu erhöhen.

8. Thermonaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft aus den Leitungen (11) d (30) kälter ist, als die angesaugte Luft in der Leitung (1) und somit direkt für Kühlzwecke verwendet werden kann. Das bedeutet, daß gleichzeitig Wärme und Kälte nutzbar gemacht wird.

L e e r s e i t e