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Elektromotorische - und Wärmekraftmaschine (Nuklearturbine) ie Erfindung
betrifft eine neuartige Kraftmaschine welche wahl= weise mit spaltbarem Material,z.B.
Uran/Plutonium oder Heizöl -Gas gespeist werden kann bei entsprechender Bauweise.Mittels
ih= rer funktionellen Baugruppen ein Drehmument oder/und elektromo= torische Eraft,also
elektrischen Strom abgibt.
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Bekannte Kraftmaschinen setzen die Energie aus Kohle,Erdölpro= dukten,aus
Gasen,Wassergefälle und Wind in nutzbare Kraft um.Be= kannt sind auch Kraftwerke
die sekundäre Energie erzeugen,also Energieträger,mittels derer wiederum Kraftmaschinen
gespeist wer= den. Teclrnologisch besteht ein Unterschied zwischen Rraftmaschinz
und Eraftwerksanlage,da erstere auch mobil sein kann in Fahrzeu= gen oder auf Fortbewegungsmitteln
selbst,während letztere stati= onär fest gebaut,sekundäre Energie liefert.Insbesonders
Kern= kraftwerke wandeln nukleare Energie um,meist in elektrischen Strom-.Leider
mit geringem Wirkungsgrad über Wärmeaustauscher-Dampfturblne-Generator-2berlandleitung.Auch
Kernkraftanlagen in Schiffen und auf Schwimakörpern sind weder Kraftmaschine noch
Fahrzeug selbst und unterliegen denselben Nachteilen wie Kraft= werke an sich.
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Nach dem Stand der Technik wird hauptsächlich die Energie beweg= ten
Wassers'Energie aus Erdölprodukten/Erdgas und Energie aus Kohle genützt in Kraftwerken
und Kraftmaschinen.
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Nun geht bekanntlich bald Erdöl/Erdgas,ja selbst die Kohle in absehbarer
Zeit au3,sodaß technologisch hauptsächlich die pri= märe Energie aus spaltbarem
Material verbleibt.Auch die erhoff= te Energie aus der Kernfusion später ist wichtig.Irgendwie
wohl wärmetechnisch zu nützen,darum eventuell auch im Erfindungsge= genstand.Jedenfalls
entsteht eine Lücke weltweit in der Energie= wirtschaft die sich katastrophal auswirken
kann.Motoren,Gastur= binen und Strahltiebwerke werden zwecklos,falls sie nicht mit
teuren Ersatztreibstoffen gespeist werden die wiederum zuerst unwirtschaftlich mit
der verbliebenen Primärenergie erzeugt.
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Zudem Kernkraftwerke zweifellos bislang eine Gefahr darstellen für
biologisches Leben,insbesonders wegen ihrer stationären Ge= bundenheit im Kriegsfall.Eine
Atombombe sozusagen welche der
militante Aggressor auslösen kann.Defekte
Kernkraftanlagen sind heute eine Katastrophe und müssten eigentlich von rießigen
Robot= ern abgebaut und beseitigt werden.
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Alle diese Nachteile vermeidet weitgehend der Erfindungsgegenstand.
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Auch die Gefährdung biologischen Lebens durch den Erfindungsgegen=
stand ist weitaus geringer wie bei bekannten Kernkraftanlagen und die Beseitigung
eines strahlenden Erfindungsgegenstandes gefahr= los ist einfach und billig. Zudem
gebremstes Material nuklear als Brennstoff verwendet werden kann, selbst Atommüll
möglicherweise zur Hltzeerzeugung oder neuartige Brennstoffe später.Die einfache
Ausführung des Erfindungsgegenstandes mit Rotorgehäuse für öl-oder Gasfeuerung ist
besonders günstig und praxisnahe,da Kohle u.
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Erdgas noch längere Zeit vorhanden, die Eohlevergasung künftig be=
vorzugt wird.Biologische Energie kommt auch zum Tragen in Form flüssiger Brennstoffe.
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Abbildung 1 Blatt 1 zeigt den Erfindungsgegenstand im Halbschnitt
und halber Ansicht und beispielhaft mit Rotor für Hubschrauber.
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Abbildung 2 Blatt 2 zeigt den Hochdruckbehälter mit Abschirmwär= metauscher
für nukleare Heizung des Erfindungsgegenstandes.
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Abbildung 3 Blatt 2 zeigt das Rotorgehäuse unten mit Ol-oder Gas=
brenner zur Ol-oder Gasbefeuerung wahlweise.Zwei Blatt Zeichn.-Gemäß Abb.1(Bl.1)greift
das Ritzel des Anlass-Elektromotors 1 in den Zahnkranz 2 des Rotorgehäuses 3 ein.Letzteres
angetrieben bis der Erfindungsgegenstand selbst läuft.Am Centerbaum 4 ist das Ro=
torgehäuse 3 und das Turboteil 5 wälzgelagert,wobei das Rotorge= häuse 3 oben mittels
wälzgelagerten Rollen auf dem Abtriebsgehäu= se 6 rotiert.Rotorgehäuse 3 und Turboteil
5 aus Xetall,greifen zahnartig mit ihren Schaufelkränzen 7 ineinander wie bei Dampf=
turbinen die Leit-und Turbinenräder.Beim Erfindungsgegenstand aber laufen beide
Schaufelkränze um,im Gegensatz zu Dampiturbi= nen.Das Betriebsmedium8lst flSssiges
Natrium oder sonst geeigne= ter Stoff.Am Rotorgehäuse 3 fest der elektrische Rotor
9.Die Schleifringe 10 wie sonst bei.Stromerzeugern.Das Rotorgehäuse 3 ist unten
als Hohlring-Rotationskörper ausgebildet.Darin wieder eine Hohlring-Rotationskombination
für den nuklearen Betrieb mit acht oder mehr Stiitzrohren 11 zwischen dem Rotorgehäuse
3,dem Ab= chirmwärmetauscher 12 und dem Hochdruckbehälter 13.Der Abschirm= wärmetauscher
12 ist mit Bleistaub 14 gefüllt der im Betrieb flüs= sig wird.Der Hoehdruckbehälter
15 wiederum mit flüssigem Natri=
Natrium oder sonstigern Stoff als
Moderator und Kühlmittei7 wie bei einem Kernreaktor sonst.3eispielhaft auch schweres
Wasser, Helium.Natürliches Uran für den Betrieb als ärmereaktor,Plutoni= um für
den schnellen Brüter.
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Das Turboteil 5 hat oben den Zahnkranz 15 in den das Combizitzel 16
eingreift und so das Rotorgehäuse 3 und das Turboteil 5 gegen= läufig macht wie
das Betriebsmedium 8 es auch tut mit Dampfdruck.
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An sich funktioniert der Erfindungsgegenstand auch ohne das Com= biritzel
16,doch mit demselben kann das Drehzahlverhältnis zwi= schem dem elektrischen Teil
und dem mechanischen Abtrieb vorweg für den betreffenden Nutzzweck des Erfindungsgegenstandes
fest= gelegt werden.
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Je vier Planetenräder 17 und Planetenritzel 18 bewerkstelligen die
nötige Untersetzung vom hochtourigen Turboteil 5 auf das Ab= triebsgehäuse 6.Der
Lagerflansch 19,fest mit dem Centerbaum 4, hält das Planetengetriebe wälzgelagerit.
Der Statorrahmen 25 mit dem Elektro-Stator 26 am Centerbaum 4 und mit den Fußprofilen
27 verschraubt.
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Gemäß Abb.2(Bl.2)ist der Hochdruckbehälter 13 dargestellt,umman= telt
vom Abschirmwärmetauscher 12 mit Bleifüllung 14.Vier oder mehr Körper aus spaltbarem
Material,dargestellt als Rundstäbe 20 gleiten in Buchsen 21 aus Cadmium oder sonst
neutronenabsorbie= rendem Material(Hafnium) und werden durch die Zentrifugalkraft
mit den Kolben 22,ebenso aus Cadmium,über die Druckfedern 23 nach außen geschleudert.Damit
kann der Moderator,z.3.flüssiges Natri= um,an das spaltbare Material(Rundstäbe 20)gelangen
und die Wärme reaktion setzt ein nachdem die Zündung durch Neutronen in bekann=
ter oder neuartiger Weise erfolgt.Ohne Rotation geht Alles wieder in R9hestellung,das
spaltbare Material ist wieder dicht von Cad= mium,Blei und abschirmenden Verschlussteilen
umgeben.
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Gemäß Abb03(Bl.2)ist für die wahlweise Ausführung des Erfindungs=
gegenstandes mit dl-oder Gasbrenner ein geändertes Rotorgehäuse 3 nötig und zwar
unten offen als Rotationshohlkörper.Zwischen den Lagerungen für das Rotorgehäuse
3 und dem Turboteil 5 ragen vier oder mehr Öl-oder Gasbrenner 24 in das Rotorgehäuse
3 mit dem Be= triebsmedium 8 und heizen letzteres auf0 Die Ol-oder Gasbrenner 24
fest mit Zuleitungen am Centerbaum 4 verschraubt.
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Gemäß Abbo1~3(Bl1 und 2)ist die Wirkungsweise des Erfindungsge= genstandes
wie folgt:Nach dem Anlassen mittels des Anlass-Eiektro=
-Elektronotors
1, wobei das Rotorgehäuse 3 mit dem Rotor 9 um = läuft,gegenläufig das Turboteil
5 -kommt durch Fliehkraft die Re= aktion auf.Durch das Ausschleudern der Körper
20 in flüssiges Na= trium nach der Zündung mit Neutronen wie bekannt oder neuartig.
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Mit Öl-oder Gasbrennern 24 deren Zündung automatisch mit dem An= lassen
und folgender Erhitzung und Verdampfung des Betriebsmedi= ums 8.Nuklear aber wird
die Bleifüllung 14 des Abschirmwärmetau= schers 12 flüssig und erhitzt darüber hinaus
das umschließende lFetriebsmedium 8 im Rotorgehäuse 3 zur Verdampfung.Der Dampf=
druck aus den Düsen wirkt auf die Schaufelträger 7 wie bei be= kannter Dampfturbine,doch
beide Schaufelträger 7 laufen um,da= mit das Rotorgehäuse 3 und das Turboteil 5
gegenläufiggwobei das letztere mit weniger Masse/Gewicht hochtourig umläuft,das
erste= re mit viel Masse/Gewicht langsamer.Damit dem jeweiligen Zweck des Erfindungegegenstandes
entsprochen wird,verbindet das Combi= ritzel 16 beide im vorgesehenen Drehzahlverhältnis
und Drehmo= ment.So verbleibt einmal die Stromerzeugung im Rotor-Stator wie 9/26
und das mechanische Abtriebsmoment am Abtriebsgehäuse 6.
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Der Mediendampf kondensiert nach Austritt oben aus den Schaufel= trägern
7 im Kondensationsraum der gekühlt ist durch Rippen und Einspritzung zuslitzlich
falls nötig am Rotorgehäuse 3.Die Flieh= kraft wirft nun jede Verflüssigung wieder
nach außen,sodaß flüs= eigens Betriebsmedium 8 wieder nach unten drängt.Es sammelt
sich unten-außen durch geeignete Zerstäuberform des Rotorgehäuses 3 und die Fliehkraft
des Betriebsmediums 8 ist bei ca2000 Upm im= stande,als Gegendruck dem Mediendampf
um die Düsen standzuhalten So entsteht kontinuierlich ein greislauf:Dampfdruck durch
Hei= zung - Arbeitsleistung in den Schaufelträgern 7 - Eondensation-Verflüssigung
wieder des Betriebsmediums 8 und Wieder zuführung durch Fliehkraft dem aufgeheizten
Dampfraum im Rotorgehäuse 3.
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aDie Regelung des Erfindungsgegenstandes in seinen Drehzahlen er=
iolgt außer durch das Combiritzel 16 noch automatisch im nukle= aren Betrieb indem
die Körper 20 gewichtsmäßig dem Gegendruck der Druckfedern 23 angepasst sind und
immer gleich ausfahren.Bei den Öl-und Gasbrennern kann eine bekannte Regelung an
die ver= langten Drehzahlen anpassen und für Zündung und Abstellung sor= gen.
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Mit dem Prinzip,d.h.dem Aufbau des Erfindungsgegenstandes,der Funktion
nuklear könnte einfach und billig auch die Heizung und
Warmwasserversorung
unserer Häuser gelöst fverden.BekaneUtaiv < brenner,Uranmeiler und Kernreaktoren
setzen umständlich im Hoch druckgefäß nukleare Energie in strahlenden Dampf um und
müssen denselben nochmals umsetzen innerhalb der biologischen Abschir= mung (meist
dicker Beton)im Wärmetauscher zu Wasserdampf der nun endlich durch die Abschirmung
geführt in Rohren zu einer bekann= ten Dampfturbine.Dabei kanndieser Wasserdampf
noch strahlend sein also radioaktiv und gefährlich. Ein Wärmereaktor nach Abb.2(Bl.2)
des Erfindungsgegenstandes könnte im äußeren Ringkörper rotie= rend oder in Ruhe
gewöhnliches Wasser führen das vom flüssigen Blei des Wärmeaustauschers 12 kontinuierlich
im Kreislauf er= hitzt wird zu Heizzwecken oder zum Verbrauch. Das Blei müsste so
nicht unbedingt schmelzen (327 Grad C),geringste Reaktion im Hochdruckgefäß würde
genügen und damit möglicherweise die Wärme von Atommüll,jedenfalls von natürlichem
Uran.Durch das Blei ist die radioaktive Strahlung rundum dicht abgeschirmt,weit
siche= rer wie bei Dampfleitungen aus Betonabschirmung.Selbst aus zwei= ter Hand
und nach bekannten Verfahren wie Konstruktionen kann der Ablauf der nuklearen Energie
,d.h. die Hitzeentwicklung un= terhalb 300 Grad C im Hochdruckgefäß 13 für lange
Zeit solange automatisch geregelt werden,bis die spaltbaren Körper 20 ver= braucht
sind.Diese wiederum lassen sich mittels Schutzsrorrich= tungen leicht austauschen,
ev. automatisch ohne Gefahr. Solche Warmwasserversorung für ein ganzes Wohngeiet
könnte kaum Scha= den anrichten nter der Erde,im Notfall einfach mit flüssigem Beton
zuge spritzt werden. Blei ist bestmögliche Abschirmung,doch guter Wärmeleiter'falls
kein besserer Stoff gefunden später.
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Nachdem ca. 50% der Erdölförderung heute für Heizzwecke verwen= det
werden, das O1 aber noch ca. 30 Jahre vorhält,würde bei nuk= learer Heizung wie
vorher beschrieben,der fossile Triebstoff Öl für unsere Motoren noch lange ausreichen.
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Nebenbei bemerkt u. Praktisch könnte man den Abschirmwärmeaus= tauscher
12 außen mit radialen Zellen versehen,samt dem Hoch= druckbehälter 13 in ein Pumpengehäuse
stecken und elektrisch an= treiben. Sozusagen eine große Kreiselpumpe nuklear geheizt
die unterirdisch gelagert,im Kreilauf unsere Heizkörper mit Warmwas= ser versorgt.Warmwasserverbrauch
dann elektrisch betrieben.
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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.