DE3147051A1

DE3147051A1 - Kaminzug-generator

Info

Publication number: DE3147051A1
Application number: DE19813147051
Authority: DE
Inventors: Pera 7000 Stuttgart Rankov
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-11-27
Filing date: 1981-11-27
Publication date: 1983-06-01

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Kaminsystem, dem auf
einen elektrischen Stromerzeuger wirkende Turbinen zugeordnet sind.
Die in einem Kamin erloigende, vertikale. nach oben verld F(ridi !;Ltijiii(iri<l -1 Iii (l('' 1>((J 1 (<liii> 111?' li< 1 ti<t< gewinnung nicht nutzbar zu machen, well die Strommungsgeschwin digkeit der aufsteigenden @uftmassen zu gering ist, um damil eine Turbine od. dgl. antreiben zu konnen.
Die Erfinder haben es sich zur Aufgabe gemacht, diese, in einem Kamin erfolgende Strömung, durch eine Hilfsstromung so zu verstärken, daß sie technisch zur Energiegewinnung herangezogen werden kann.
Tritt eine Flüssigkeit oder ein Gas mit einer gewissen Geschwindigkeit aus einer engen Öffnung in einen weiteren, mit dem gleichen Stoff erfüllten Raum ein, liegt eine turbulente Strömung vor. Es bildet sich dann ein von der öffnung ausgehender Strahl Die angrenzenden Schichten werden von dem Strahl mitgerissen und in den Strahl mit inhezagen. Dabei verbreitert sich der Strahl, and zwar nimmt sein Querschnitt proportional der Entfernung von der öffnung zu.
Dieser Vorgang ist nach Prandtl schematisch in li(g g. ì dargestellt. bei der der Strahl mit 1, die Öffnung mit @ und der mit gleichem Stoff ertullte umgebende Raum mit 3 offenen System wird der umgebende Stoff von den Seiten 3 in den Strahl hineingerissen, strömt also von allen Seiten her auf ihn zu.
Geht man nun von diesem offenen System zu einem "quasigeschlossenen" System über - ähnlich der Anordnung in einem Bunsenbrenner - in dem um die enge Uffnung 2, die jetzt durch die Austrittsöffnung eines Rohres gebildet wird, in dem ein Gebläse für die nötige Luftströmung sorgt, eine weitere, nach unten offene Röhre so angebracht wird, daß sie über die Austrittsöffnung des inneren Rohres etwas hinaussteht, so kann Luft nur aus dem zwischen der engeren und der weiteren Röhre ausgebildeten Ringraum in den austretenden Luftstrahl strömen, was zu einem Unterdruck in diesem Bereich führt, der seinerseits in dem Ringraum zwischen den Rohren zu einer Sekundärströmung führt, die die gleiche Richtung wie der Primärstrahl hat. Entsprechend dem Impulserhaltungssatz hat diese Sekundärströmung zwar eine geringere Geschwindigkeit.
Diese Sekundärströmung überlagert sich nun der gleichgerichteten, aufgrund des Kaminzugeffekts vorhandenen Primärströmung, die jedoch fUr sich allein nicht ausreichen würde, über eine Turbine einen Generator anzutreiben. Erst nach überlagerung mit der künstlich durch ein Gebläse in dem engeren Rohr erzeugten Sekundärströmung wird die Primärströmung so weit verstärkt, daß sie technisch verwertbar wird und, wie zum Beispiel bei der Erfindung, über ein in dem durch mehrere konzentrische Röhren gebildeten Kamin angeordnetes Turbinensystem mit angeschlossenem Stromerzeuger in elektrische Energie verwandelt werden kann.
Ein Teil der auf diese Weise gewonnenen elektrischen Energie wird zum Antrieb des die Sekundärströmung erzeugenden Gebläses benötigt, während der andere Teil der elektrischen Energie als Gewinn zu verbuchen ist und größenordnungsmäßig dem Energieanteil der Primärströmung entspricht.
Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend- anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung, die in Figur 2 einen Kaminzug-Generator im Schnitt darstellt, näher beschrieben.
In der Zeichnung sind mit 2 bis 4 konzentrisch ineinander und in Abstand zueinander angeordnete Röhren bezeichnet, von denen die jeweils äußere 2; 3 die jeweils innere 3; 4 Röhre oben weniger und unten mehr überlappt.
Die Röhren 2 bis 4 sind durch obere und untere Abstandshalter 1 gegeneinander fixiert und werden über die äußerste Röhre 2 mittels eines Sockels 5 in senkrechter Stellung gehalten.
Am obersten Ende des inneren Rohres 4 ist ein elektrisch angetriebenes Gebläse 6 angeordnet, während an dem unteren Ende des innersten Rohres sich eine den Querschnitt dieses Rohres ein.nehmende Turbine 8 befindet, die mit ihrer Achse 9 in einem über Speichen mit dem Rohr 4 verbundenen Lagergehäuse 7 gelagert ist. In dem das innerste Rohr 4 überlappenden Teil des mittleren Rohres 3 ist eine weitere Turbine 10 vorgesehen, die auf der gleichen Welle 9 wie die Turbine 8 sitzt und mit dieser drehfest verbunden ist.
Ein weiteres Turbinensystem 11, 12, das ebenfalls auf die Welle 9 wirkt und mit dieser drehfest verbunden ist, arbeitet in dem nach unten überspringenden Bereich des äußersten Rohres 2, das an seiner Eintrittsseite einen düsenförmigen Einlaß aufweist, mit dem es auch mit dem Sockel 5 fest verbunden ist.
Die in einem weiteren Lager 13 geführte Welle 9 steht über eine Kupplung 14 mit einem Stromerzeuger l5 in Verbindung.
Dieser Stromerzeuger l5 ist auf einem Träger 16 in einer solchen Position gehalten, daß er innerhalb der durch den Sockel 5 einströmenden Luft sich befindet und von dieser gekühlt wird. Die sich dabei erwärmenden Luftmassen erhöhen gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit in dem Kaminsystem und bewirken so auf diese Weise eine Energierückgewinnung der in dem Stromerzeuger 15 in Form von Wärme erfolgenden Energieverluste.
Das ganze Kaminsystem wird noch mittels Abspannseilen 17 lagemäßig fixiert.
L e e r s e i t e

Claims

A n s p r ü c h e Kaminzug-Generator, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei, vorzugsweise drei stehende, oben und unten offene Rohre (2; 3; 4) von unterschiedlichem Durchmesser derart koaxial ineinander angeordnet sind, daß das äußere Rohr (2g 3) das innere Rqhr (3 bzw. 4) nach oben und unten überlappt, daß sich in dem inneren Rohr (4) im Bereich seines oberen Endes ein vorzugsweise elektrisch angetriebenes Gebläse (6) befindet, und daß im Bereich des unteren Endes jedes Rohres (2; 3; 4) jeweils wenigstens eine, den Durchmesser des zugehörigen Rohres (2; 3; 4) ausfüllende Turbine (8; 10; 11, 12) ange.ordnet ist, die auf eine, allen Turbinen (8 bis 11) gemeinsame Welle (9) wirkt, die einen elektrischen Stromerzeuger (15) antreibt.
2. Kaminzug-Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromerzeuger (15) im Bereich der unteren Einlaßöffnung der Rohre (2; 39 4) angeordnet ist.
3. Kaminzug-Generator nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am unteren Ende der Rohre (2; 3; 4) einströmende Luft durch die Abwärme des Stromerzeugers (15) erwärmt wird.
4. Kaminzug-Generator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gebläse (6) eine Steuervorrichtung zugeordnet ist, die in Abhängigkeit von den Temperatur-, Druck-und Strbmungsverhältnissen in den Rohren (2; 3; 4) die Förderleistung des Gebläses (6) regelt.
5. Kaminzug-Generator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gebläse (6) zugeordnete Steuervorrichtung von dem Stromerzeuger (15) ihre Steuerimpulse erhält.