DE3039392A1 - Verfahren zur leistungserhoehung bzw. verringerung des energieeinsatzes bei waermekraftmaschinen durch nutzung der verlustwaermen - Google Patents
Verfahren zur leistungserhoehung bzw. verringerung des energieeinsatzes bei waermekraftmaschinen durch nutzung der verlustwaermenInfo
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Description
Günter Schönnenbeck " V," ·* ;**: *"*;**; 6272 Hiedernhausen, 8,10.1980
Diül.-Ιηκ. · · · * « * <" " ί*°;ί * Am Hahnwald *f
Bezeichnung:
Verfahren zur Leistungserhöhung bzw. Verringerung des Energieeinsatzes bei Wärmekraftmaschinen durch Nutzung der Verlustwärmen
Beschreibung:
Bei herkömmlichen Wärmekraftmaschinen geht der größte Teil der eingesetzten
Energie dadurch verloren, daß die Wärmeinhalte der Abgase und des Kühlwassers ungenutzt bleiben. Ebenso ist der Verlust durch Strahlung der nicht
gekühlten Maschinenteile erheblich.
So steht beispielsweise bei einenem wassergekühlten Ottomotor im Kraftfahrzeug
nur ca. 25 % der eingebrachten Kraftstoffenergie als nutzbare
Motorarbeit an der Kurbelwelle zur Verfugung. Ca. 35 % der eingesetzten
Energie gehen mit den Auspuffgasen, ca. 20 % über das Kühlwasser und ca. 20 % durch Strahlung verloren.
Gegenstand der Erfindundung ist eine Wärmekraftmaschine, bei der diese Gesamtverluste
durch den Einsatz von Arbeit leistenden Umlaufmedien teilweiße in zusätzliche mechanische Energie umgewndelt werden.
Erläuterungen am Beispiel eines Kfz.-Verbrennungsmotors
(s. schematische Abb«
X):
Kraftstoff (1) und Luft (2) werden nach herkömmlicher Vergasung bzw.
Vorwärmung und Vermischung dem Brennraum des Zylinders (3) zugeführt. Zur Kühlung des Motorblocke dient ein Mantelraum Ct), der mit dem Zwischenmedium
Aethylenglykol gefüllt ist. Mit diesem Kühlsystem ist ebenfalls ein
geeigneter Wärmeaustauscher (5) verbunden, in dem der Wärmeinhalt der Auspuffgase
an das Glykol übertragen wird. Durch diese Wärmeaufnahme verdampft das Glykol. In dem Glykoldarapfraum befindet sich ein Wärmeaustauscher (6),
in dem die vom Glykol aufgenommene Wärme an das Umlaufmedium Frigeη 11 zur
Verdampfung desselben abgegeben wird. Dabei kondensiert das Glykol. Da«
thermostabile Zwischenmediura Glykol dient dem Zweck, das Umlaufmedium vor
thermischer Zersetzung zu schützen.
· ·· ·· %. on on on o
Der unter Druck stehende Frigendampf wird in einer Turbine _(7) entspannt.
Die dabei gewonnene mechanische Energie wird über ein Getriebe (8) und eine Kupplung (9) an die Kurbelwelle ,(1O) des Motors abgegeben.
Der entspannte Frigendampf wird in einem Luftkühler (11) kondensiert,
am Tiefpunkt (12) desselben gesammelt, um von dort mittels einer Pumpe (13) zum Frigenverdarapfer (6) mit' dem erforderlichen Überdruck
zurückgefordert zu werden.
Der gesamte Motorblock ist, wie in Abb. 1 schematisch dargestellt,
derart isoliert, daß Wärmeverluste durch Strahlung nach außen weit-
gehendst vermieden werden. Die Strahlungswärme innerhalb der isolierten
Kapselung ('1*0 wird teilweise*zur Vorwärmung (15) des flüssigen
Frigens benutzt, der Restanteil wird über das Zwischenraedium Glykol
ι
(Kühlung) abgeführt. j
(Kühlung) abgeführt. j
Ferner sind folgende Varianten zu der oben beschriebenen Anordnung
bzw. Ausrüstung möglich:
Die zusätzlich durch das Umlaufmedium gewonnene Energie kann außer
an die Entepannungsturbine (7) an Verdrängermaschine»,sich auslenkende
Membranen oder zusätzliche Zylinder konventioneller Bauart abgegeben und in mechanische Energie umgewandelt werden. Auch kann
diese Energie zum Antrieb separater Aggregate genutzt werden, die nicht mit der Wärmekraftmaschine mechanisch oder hydraulisch gekoppelt
sind, z.B. Generatoren. ■
Der für die Übertragung der Auspuffwärme vorgesehene Wärmetauscher
(5) kann für die Aufnahme von Abgaskatalysatoren zwecks Reduzierung von Schadstoffemissionen vorgesehen werden·
Kfz.-Ottomotor
an de£ Βώ£^£^ίβ2^& ^.ei ISPEYS^i^E11—^ie£ S^H^E.*.! 1°° ps s 7315 kW
^ Apthylenglykol
(R)
Umlaufmedium: Trichlorfluormethan C Cl- F ( Frigen 11)
in_Turbin.ej_ 26 bar, 16.O° C
: 3»3 bar, 7° C ' "
ca. 105 kW - 3 -
-y-
d.h., es ergibt sich gegenüber einem Kfz.-Ottomotor herkömmlicher
Bauart eine Leietunpserhöhung durch daa erfindungsgemäßo Vorfahren
ca.
kj> %
bzw. bei vorgegebener Gesamtleistung eine Ersparnis an eingesetzter
Energie pro kW
Leerseite
COPY
Claims (7)
- Günter SchÖnnenbeck; ."". . : : I - .".i I 6272 Niederhausen,8.10.198& Dipl.-Ing. .;.*..* .:.*.,* *.,**..* Am Hahnwald *fBezeichnung:Verfahren zur Leistungserhöhung bzw. Verringerung des Energieeinrsatzes bei Wärmekraftmaschinen durch Nutzung der VerlußtwärmenPatentansprücheC1J Verfahren zur Erhöhung der Leistung von Wärmekraftmaschinen durch Nutzung der Verlustwärmmaus Abgas und/oder Kühlung und/oder Strahlung dadurch gekennzeichnet, daß man mit den Verlustwärmen mit Hilfe eines Zwischenmediums ein unter überdruck stehendes Umlaufmedium verdampft, das Umlaufmedium unter Leistung von Arbeit entspannt, anschließend kondensiert und das Kondensat in die Verdampfung zurückführt.
- 2. Verfahren nauh Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß man mit der Verlustwärme mit Hilfe eines Zwischenmediums, z.B. Kthylenglykol, ein unter überdruck stehendes Umlaufmedium verdampft, das bis 200 C thermostabil ist, dessen Dampfdruck bei 200 C $0 bar nicht übersteigt, das bei Umgebungstemperatur kondensierbar ist.
- 3. Wärmekraftmaschine mit gekammertem Motorblock und mit Einrichtungen zum Erhöhen der Leistung durch Nutzen der Verlustwärme dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammerung mindestens ein Wärmetauscher angeordnet ist, der mit einem Kondensator einen Kreislauf bildet, in dem dampfseitig eine mit der Arbeitswelle der Wärmekraftmaschine verbundene Arbeitsmaschine und flüssigkeitsseitig eine Druckpumpe angeordnet ist.
- h. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsmaschine über eine Kupplung und ein Getriebe mit der Arbeitswelle der Wärmekraftmaschine verbunden ist.
- 5· WärmekraftmaBChine nach Anspruch 3 oder k dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskanal als Wärmetauscher ausgebildet ist.
- 6. Wärmekraftmaschine nach den Ansprüchen 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Motorblock zwecks Nutzung der Strahlungswärme und Schallisolierung mit der Arbeitemaschine gekapselt ist. '
- 7. Wärmekraftmaschine nach den Ansprüchen 3 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckpumpe und Wärmetauscher ein weiterer Wärmetauscher zur Aufnahme der Strahlungswärme im Hohlraum zwischen Motorblock und Kapselung angeordnet ist.
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DE19803039392 DE3039392A1 (de) | 1980-10-18 | 1980-10-18 | Verfahren zur leistungserhoehung bzw. verringerung des energieeinsatzes bei waermekraftmaschinen durch nutzung der verlustwaermen |
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DE19803039392 Withdrawn DE3039392A1 (de) | 1980-10-18 | 1980-10-18 | Verfahren zur leistungserhoehung bzw. verringerung des energieeinsatzes bei waermekraftmaschinen durch nutzung der verlustwaermen |
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