DE3126228A1

DE3126228A1 - Vorrichtung zur erzeugung von mechanischer energie unter ausnutzung von abwaerme-energie

Info

Publication number: DE3126228A1
Application number: DE19813126228
Authority: DE
Inventors: Albert 5500 Trier Welter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-03
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1983-03-10

Description

Albart Welter

Angelder: Albert Welter ( BervalaatreBe W3, 5500 Trier-Chrang )

Rudolf Dieselstr.8 5560 Wittlich privat : Im Litzelholz 50 5500 Trier

Bezeichnung: Vorrichtung zur Erzeugung von mechanischer Energie j unter Ausnutzung von Abwärme-Energie \

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen, die durch Ausnutzung der In der Abwiree besondere von flüssigen und gasförmigen Hedien vorhandenen Energie in der Lage sind, tranBlatorleche oder ratatarlache Bewegungen zu erzeugen.

Base oder Flüssigkeiten werden ale Produkte na 1st Industrieller Prozesse, Verbrennungen, Höhlungen etc. mit oft hohen tflrosgraden IQ in die Unweit abgestoßen.

Diese UBrae wird in zunehe«ndein HaBe in Austauachem ausgenutzt zur Erwartung anderer Hedien, haupteichlich Uasser, Gase und Luft. Sicht laner ist ea möglich, alle WSrme auszunutzen. Besondere Industrien alt großem WarMebadarf, z. B. die Cheedache, Kerawiache, Feuerfest- oder Stahlindustrie haben viele Stellen, an denen WlreeatrSme entweichen «Oasen, von denen nur wenige zur -

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- 6 sinnvollen Verwertung benutzt werden können.

Aufgebe der Erfindung let ee daher, Gerite vorzusehen, die in diese Ströwe einfach einzuechalten Bind und die in der Lage sind, translatorlache oder rotatorische Bewegungen auszuführen.

Hit Hilfe dieser Bewegungen ist ea dann möglich, Antriebe aller Art durchzuführen.

In erster Linie iat daran gedacht, die Energien in anderer Farm zu speichern, um diese nach Bedarf nutzen zu können. Speichern kann nan ζ. B. Drucköl, Druckmesser, Gase und Druckluft bzw. Vakuum. Daa sind Medien, die besonders in der Industrie in hohe« HeBe Verwendung finden. Sie werden z. B. euch en Srtagen benötigt, en denen durch hohe AuSenulrrae die Ausnutzung von AbwinwB, z. B. zu Heizzmecken sowleao ausfallt.

Erfindungegewiß soll durch die Ausnutzung der Gasgeeetze de« in Abwfrae steckende Arbeitsvermögen verwertet werden. Beispielsweise iat in einen mit Gas gefüllten elastischen Hohlraum eine Vergrößerung oder Verringerung des Volumens

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durchführbar, wenn man den Hohlraum abwechselnd wBrmt und kohlt. Wird die dabei erfolgte Bewegung oder Druckänderung durch geeignete Mittel der Mechanik umgesetzt, kann eine hin und her laufende Bewegung erfolgen, welche durch ZahnrSder, Kurbeln und Shnliche auch in rotatorischa Bewegungen umgesetzt werden kann. Durch z. B. Freilaufe kann die einseitige Bewegung beim Umsteuern zu einer stetigen Bewegung werden.

Vorteilhaft sind mindestens zwei Hohlräume, welche sich gegenüberstehen können, so daß ein Hohlraum der heißen Seite ausgesetzt 1D ist und der zweite der kühlen Seite. Nach Erreichung der größten Ausdehnung wird umgesteuert, und die vorher gekohlte Seite wird der idürrne ausgesetzt.

Aufwärmen und Kühlen bringt doppelten Gewinn an Arbeit. Durch Verbindung beider Seiten kann beste Ausnutzung erfolgen.

Besonders vorteilhaft erscheint die Verwendung bei Erwärmung leicht vergasender Medien, welche bei Abkühlung bis unter den atmosphärischen Druck fallen und dadurch den in Gaa oder Dampfform

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eingenommenen Raum so wesentlich verkleinern, daß ein hoher Ausnutzungsgrad erreicht uerden kann.

Somit ist eine Aufeinanderfolge von ZustandsSnderungen des gewählten Stoffes und der angewendeten Mechanik zu betrachten, welche den Gesetzmäßigkeiten der sogenannten Kreisprozesse folgt.

Der Erfindungsgedanke folgt daher dem 2. Hauptsatz der technischen Wärmelehre, wobei ein dauernd in geschlossenen GefSBen befindliche* Stoff regenerativ von außen mit billiger Wärmeenergie, vorwiegend aus AbiuörmeetriSnien herrührend, erhitzt wird und dabei in einem zugehörigen zweiten Gefäß durch Kühlung von auQen die vorher zugefOhrte Wirrne abgeführt mird. Dabei wird Arbeit geleistet, bleiche zur Erzeugung von Antriebsbewegungen genutzt wird, die ständig zur direkten Nutzung zur Verfügung steht und die mittels geeigneter Maschinen, z. B. Pumpen oder Turbinen ein Medium so mit Energie auflädt, daß diese Energieform gespeichert werden kann.

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Die erflndungsgmfiBe Vorrichtung zur Erzeugung mechanischer Bewegungen ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Grundanordnung mit elastischen Membranen in Tenderaanordnung und Uweteuerklappen,

Fig. 2 eine ßrundanordnung mit elastischen faltanbalgBhnllchen DehngefSSen und Umsteuerklappen,

Fig. 3 eins Auftaauanordnung nach Figur 1 oder 2 in Parallelaufbau mit Umsteuerklappen,

Flg. i» eine Grundanordnung, bestehend aus zyai geechloasenen,

nicht dehnbaren Gefifien, die durch eine Zwischenleitung mit Ventil verbunden sind, mit lima tauer k lappen,

Fig. 5 eine Grundanordnung, bestehend aus ein«« Zylinder alt Trennkolben und Uweteuerfclappen,

Flg. 6 ein· Qrundanordnung in Aneicht nach Fig. 1, 2, 4 oder 5 mit Umsteuerung durch Drehung,

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Fig. 7 eine Vorrichtung nach Grundanordnung Flg. 1, 2 oder 5 aufgebaut, in Verbindung mit einem Kolbenzylinder, translatorisch arbeitend,

Fig. 8 eine Vorrichtung nach Grundanordnung Fig. 1, 2 oder 5 mit einer Zahnstange und Zahnritzel für rotatorische Bewegung,

Fig. 9 eine Vorrichtung nach Grundanardnung Fig. k mit einer Turbine für rotatorische Bewegung,

Fig. 10 eine Vorrichtung aus vielen Grundanordnungen der Fig. k

zusammengebaut mit Umsteuerung durch vertikales Drehen vom uiarroen zum kühlen Bereich,

Fig.11 die Grundanardnung nach Fig. k als Gruppierung gemSB Fig. mit Verbindung zu nur einer Kraftmaschine.

Nach Fig. 1 besteht die erfindungsgemHBe Grundanardnung aus zwei GefäSen 1-2, Jedes mit einer festen Wand 3 und einer elastischen bland k. Die elastischen Winde sind vorteilhaft durch Verbinder 5 miteinander gekoppelt. Die festen Uinde erhalten auch Rippen oder

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Noppen 21 oder Shnlichaa zur Vergrößerung der wSrmeaufnehmenden oder -abgebenden Fliehe.

Der tftraeatrom 6 könnt Ober den Stutzen 7 und wird durch Klappen 8, welche durch Antriebe verschieden Eiter Art betätigt werden, abuechaelnd zum rechten Zylinder 1 oder nach dessen Ausdehnen zum Zylinder 2 geleitet und gelangt dann nsch Abgabe eines Teils seiner Wärme an die Gefäße 1 und 2 zu den Stutzen 9 und 10 und entweicht dort.

Die Stutzen 9 und 10 dienen vorteilhaft auch der Zuleitung der Kflhlströme. Beispielsweise wird gemSB Fig. 1 durch die Lage der Klappe B eine Öffnung 11 geschaffen, wodurch eine Verbindung zur Zirkulation von 9 nach 10 mit gleichzeitiger Kühlung der Wand 3 entsteht.

Nach Fig. 2 wird gezeigt, wie diese Brundanordnung auch aus QefSSen 12 bestehen kann, welche durch ihre Beatalt eine Auadehnung bzw. Röckdehnung nur in einer Richtung zulassen, wobei die dam Verbinder 5 antgegengeaetzten Enden 13 starr in den Stutzen und 10 befestigt sind.

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Verteilhaft kann die Srundanordnung der elastischen Gefl8e 1, 2 oder 12 auch In Tandwefare nach Fig. 3 zu einer Aufbauanordnung geateltet werden, wobei die Verbindung durch Koppelatange 1** erreicht wird, welche in Punkt 15 aufgelagert ist.

Fig· *· zeigt die ßrundanordnung aus 2 starren QefSSen 16 - 17, welche durch eine Leitung 16 miteinander verbunden sind, und die durch ein vorteilhaft selbstMtig ader gesteuertes Ventil 19 von einander getrennt aInd.

In Fig. 5 let die Brundanordnung aus einem starren GeFlS 20 gebildet, welches ebenfalls zur Vergrößerung der uäneeaufneheenden oder -abgebenden Flache Mit Rippen ader Noppen 21 versehen let. Die Trennung der zwei SeflBkammern 22 und 23 erfolgt durch einen Kolben ί

Der Aufbau einer Srundwnordnung gea. Fig. 6 zeigt nur einen Stutzen ' für den tfa^aeatroau Oieeer ist mit Seitenöffnungen 25 versehen, die μ groß aind, dafi die SafäSe 12 ein- und ausgeschwenkt werden können. QawiO Beachrelbung der Fig. 1 kann dieses Schwenken durch

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Antriebe verschiedeneter Art erfolgen, wobei vorteilhaft die eigenerzeugte Bewegung der SefBße 12 vor Erreichung der jeweiligen Endete llung daa Umsteuern bewirken kann.

Wird die erzeugte Bewegung durch Verbinder 5 Flg. 1 und 2 bzw. Fig. 5 direkt auf einen Zylinder 26 genS) Fig. 7 übertreten, denn erhllt «en eine relativ einfache Srundvorrichtung, die in Verbindung ait den nach Fig. 1 oder Fig. 6 gezeigten UaeteuermSglichkeiten sich bereiteunlvereell verwenden IBQt und die men in Gruppen, z. 8. sternförmig, anordnen kenn.

Dee let auch »it der nach Fig. B gezeigten Anordnung möglich, bei de? die Verbindung 5 in dar Mitte sie Zahnetange 27 eingebildet lat, welche mittels Zahnritzel 28 eine rotatorlache Bewegung mit durch den Hub begrenzte!» Drehwinkel ermöglicht.

Die Ausbildung dee Verbindere kann auch in der (litte ein Kurbel, steiles Qewlnd« Mit Bretmutter und Ihnlichen mechanischen elementen erfolgen, dl« da» gleichen Zweck dienen. Die begrenzte Bewegung

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Im dar einen und darauffolgend andre Äiahtang kann z. ·* attttala Freilaufen, üafcehrgeinfieBen «aw. in air» atete Rawagiiia in einer Richtung gewandalt «erden. Daa let bekannte Technik, etff die nioht weiter eingegangen wird.

Die Srurtanodnung nach Fig. k ist vortailhaft geiritö Fig. 9 «it einer Turbine 29 in der Ζωlachenleitung 18 versehen» Bleichzeitig ist ein Ventil 19 vergesehen, welches in beiden Richtungen ζ. f* •la Klappe arbeitet· let ein Druckeuegleich in dan beiden SaftBan

16-17 erfolgt, echlleSt dee Ventil 19, und es erfolgt die Uaeteuerung. Danach erfolgt eine ErwBraung da« feelten SafeBee

«It Druckerhöhung.

gleichzeitig wdrd dea jetzt zur KQhlselte geeteuarte Sefit durch die Höhlung eine Ovttßkwinderting erfahren, wodurch zwiachan beiden ß*fS6en sich eine Druckdifferenz ergibt, die bei einen baetiamten Wart daa tfarbindungsventil Offnet.

Mach dieser Sffnung atriSatt daa Medium zur kOhleren Seite mit daa) geringeren Druck.

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Der Differenzdruck kann durch döeenertlee Auebildung eer Leitung 1β in §trfl»uno*ge*chMindigfceit verwandelt werden.

dieee BrundanoreYiung geeMI Fig« h toam aetir gut

Die Darstellung gmBI Fig. 18 z«igt In sm»1 Aneiohten d«n Aufbau vialer SrundeneäPdmmgan nach Flg. 1, Flg. 2 oder Fig. 5 ala 5rup^enaufbau_f wobei die Ubstetwrung vaai Marwan ztm kOhlan Bereich duTeti lsnQsaae ri um ein« Ache« 30 erfolgt. 01a warwe Luft strftrt ge«§8 f»fell fi stetig duröi ehm Stutzen 7 um! erwtntt de« in den BefÄßen 16 befindliche Hedi», welches, wie Fig. k teeschrieben» C&er die Leitungen 1β und Ventile 19 zu am% 1» KQhI-atraa 9 befindlichen SefSSen 17 etrOe-t. In den Leitungen 16 elnd Krefteeeohlmm 29, welche die durch die Strömung gele!»tete Arbelt umwandeln.

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Claims

Trier, dan 29. Juni 1961 Albert Weiter

Patentansprüche:

Vorrichtung zur Verwertung ungenutzter Abwirme, gekennzeichnet durch GeTSBe 1-2 mit mindestens je einer elastischen Hand k und einem Verbinder 5 zwischen den elastischen Nnden, die so angeordnet sind, daß ein Ober Stutzen 7 zuströmendes uanm Medium 6 durch Umsteuern mit Klappen θ abwechselnd zu den einen GefS8 1 gelangt, wShrend daa GefSB 2 eines) kalten Medlenstrom 9 zugewandt ist und umgekehrt und dadurch ein im Innern der GefSSe 1-2 sich befindliches anderes Nediutn abwechselnd erwärmt bzw. gekühlt uiird, wobei zwischen den QefBBen Ober die elastischen Wände eine hin- und hergehende Bewegung erzeugt wird, welche durch den Verbinder Obertragen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die GefeSe aus balgShnlichen Gebilden 12 bestehen, dsren Jeweils Süßere Enden befestigt sind, so daß die Bewegung nur nach innen zu erfolgt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die SefSBe nebeneinander angeordnet aind und tile sich bewegenden Teile der GeflSe Ober eine Koppelstenge H» und eine Auflagerung 15 verbunden sind*
t». Vorrichtung nach Anspruch 1, Jedoch mit 2 starrwand igen QeflBan 16 - 17, wodurch bsi Umsteuerung eines Warme- bzw. KQhlstroma abwechselnd in de» einen, denn in de» anderen BefiB ein im Innern sich befindliches Medium gekühlt bzw. gewKrat wird derart, daß ein über- bzw. Unterdruck entsteht, welcher Qber Verbindungsleitung 18 und Ventil 19 eis Strom von einen zum anderen Geriß strömt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da8 nur ein starrwendiges GeflS 20, welches auch mit Rippen oder Noppen 21 versehen sein kann, durch einen Trsnnkolben ZU, der auch eine Trennmembrane Bein kann, in zwei Kammern ZZ - 23 geteilt ist und von dem aus sin Verbinder 5 nach außen führt.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1-2 mit einem Stutzen 7 für den werroen Strom und wahlweise einem Stutzen zualtzllch auf der KQhlseite, dadurch gekennzeichnet, daB die Grundanordnung in der Mitte mit einem Schwenklager 31 versehen ist und die Umsteuerung der GefiBe 12 durch Herausschwenken oder -drehen aus dem warmen in den KQhlstrom und umgekehrt erfolgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daS der Verbinder 5 zwischen den Gefäßen direkt mit einem Arbeitszylinder 32 verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1-2 und 7, jedoch dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder 5 eine Zahnstange 27 mit Ritzel 2B betätigt, die auch andere bekannte Maschinenelemente für rotatorlsche Bewegungaableitung sein können.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und U, dadurch gekennzeichnet, daB das in der Verbindungsleitung 18 von einem GefSB 15 zum Bnderen GefSB 17 und umgekehrt strömende Medium eine Kraftmaschine 29 antreibt, welche vorwiegend rotatorische Bewegungsabgabe ermöglicht, also Schaufelrad-, Zahnrad- oder Bhnliche Turbine.

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10. Vorrichtung nach Anspruch k und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die GefSBe 16 und 17 durch eine Drehachse 30 getrennt sind und in Gruppen um dieae Drehachse angeordnet liegen derart, daß durch Drehung der Gruppen um die Achse die GefSQgruppen nacheinander einen auftürmenden Strom 6, beispielsweise Ober den Stutzen 7, und einen kühlenden Strom 9 passieren.
11. Vorrichtung nach Anaprhch U, 9 und 10, jedoch dadurch gekenn-

zeichnet, daß zwischen den GefSSen 1S und 17 bzui. der GefäBgruppierung nur eine Kraftmaschine liegt, wobei die verschiedenen Ventile 19 in den Verbindungsleitungen 18 so öffnen bzu. schließen, daß ein steter Fluß zur Kraftmaschine 29 gewährleistet ist.

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