DE3613576A1 - Model design - Google Patents
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- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/04—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Energie-Gewin nung mit Hilfe einer mit einer ersten zu verdampfenden Flüssigkeit beschickbaren Verdampfungsvorrichtung, wobei der aus dieser austretende Dampf einer dampfgetriebenen Kompo nente zur Gewinnung von Energie zugeführt wird und der Dampf nach Durchlauf der Komponente wieder kondensiert wird.The invention relates to a device for energy gain with the help of one to be evaporated with a first Liquid-feed evaporator, the from this escaping steam a steam powered compo nente is used to generate energy and the steam is condensed again after the component has run through.
Einrichtungen zur Energiegewinnung der vorstehenden Art sind bekannt. Beispielsweise werden mit Dampfturbinen versehene Einrichtungen derart betrieben, daß der aus der Turbine aus tretende Dampf nach Durchlauf der Komponente wieder konden siert wird. Es ist auch bekannt, die Kondensationswärme nochmals zur Energiegewinnung zu verwenden.Energy generation facilities of the above type are known. For example, steam turbines are provided Devices operated such that the turbine escaping steam after passing through the component is settled. It is also known the heat of condensation to be used again for energy production.
Gegenüber den bekannten Einrichtungen der vorstehend be nannten Art stellt sich die Aufgabe, die Energie-Verluste möglichst gering zu halten und abgegebene Wärmeenergie möglichst auf vielen Stufen zurückzugewinnen.Compared to the known devices of the above be named type is the task of energy loss keep as low as possible and dissipated heat energy to win back on as many levels as possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung der ein gangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daßThis problem is solved by setting up a gangs mentioned type, which is characterized in that
- - die Verdampfungsvorrichtung zwei bewegliche, untereinander über eine Balanciervorrichtung verbundene Verdampfungsbe hälter umfaßt, die als Hohlkolben ausgebildet sind und in je einem Zylinder ein- und ausfahrbar sind,- The evaporation device two movable, one below the other evaporation chamber connected via a balancing device Containers which are designed as hollow pistons and in one cylinder can be retracted and extended,
- - ein mit einer zweiten zu verdampfenden Flüssigkeit ge füllter Tank, der mit einer Wärmeisolation umhüllt ist,- A ge with a second liquid to be evaporated filled tank, which is covered with thermal insulation,
- - die Zylinder für die Hohlkolben unter Wärmekontakt einge baut enthält, - The cylinders for the hollow pistons are in thermal contact builds contains
- - eine Verbindungsleitung zwischen den Hohlkolben vorhanden ist, in die die dampfgetriebene Komponente eingelassen ist,- A connecting line between the hollow pistons is available into which the steam-powered component is inserted is
- - die zweite Flüssigkeit einen höheren Siedepunkt hat als die erste Flüssigkeit,- The second liquid has a higher boiling point than the first liquid
- - an den Tank über Kopf eine Druckleitung zur Ableitung des über dem Spiegel der zweiten Flüssigkeit entstehenden Dampfes angeschlossen ist, wobei die Druckleitung zu einer zweiten dampfgetriebenen Komponente führt,- a pressure line to the tank for discharge of the emerging above the level of the second liquid Steam is connected, the pressure line to a second steam-powered component leads
- - und daß der zweiten dampfgetriebenen Komponente ein ge kühlter Kondensator nachgeschaltet ist, aus dem die kondensierte zweite Flüssigkeit wieder in den Tank ge langt.- And that the second steam-powered component a ge cooled condenser is connected from which the condensed second liquid back into the tank reaches.
Die vorgenannte Anlage arbeitet, wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich. Durch Oberflächenvergrößerung der Kolben läßt sich die Effizienz der Anlage noch beträchtlich erhöhen, da die Bewegungsgeschwindigkeit erhöht werden könnte. Auch kann durch Auswahl der betreffenden Flüssig keiten und die Auswahl der jeweils herrschenden Temperaturen eine erhöhte Ausbeute ermöglicht werden.The above system works as from the following Description visible. By enlarging the surface of the The efficiency of the plant can still be considerably increased increase because the movement speed will be increased could. Also, by selecting the liquid in question and the selection of the prevailing temperatures an increased yield can be made possible.
Es soll auch nicht ausgeschlossen werden, das Prinzip da durch weiter fortzusetzen, daß in die Hohlkolben weitere Kolben eingebaut werden, die wiederum für sich eine Be wegung ausführen.The principle should not be ruled out either by continuing to continue that in the hollow piston Pistons are installed, which in turn is a Be execute movement.
Die Arbeitsweise der vorgenannten Einrichtung wird anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.The operation of the above facility is based on of an embodiment explained in the drawing is shown.
Ein mit einer zu verdampfenden Flüssigkeit ("zweite Flüssig keit") 2 gefüllter Tank 3 ist in eine Wärmeisolation 4 ein gehüllt. In das Flüssigkeitsvolumen des Tanks 3 sind zwei Zy linder 5, 6 so eingebaut, daß deren Außenhaut Wärmekontakt hat mit der Flüssigkeit 2. In die Zylinder 5, 6 kann je ein Hohlkolben 7, 8 eingefahren werden. Der Hohlkolben ist an seiner Stirnseite 7′ bzw. 8′ offen. Der Hohlkolben ist zum Teil mit einer ersten Flüssigkeit 1 gefüllt. Die offenen Stirnseiten 7′, 8′ der Hohlkolben 7, 8 stehen über eine Ver bindungsleitung 9 miteinander in Verbindung. In die Ver bindungsleitung ist eingelassen eine in beiden Durchström seiten laufende dampfgetriebene Komponente 10, hier eine Dampf turbine.A with a liquid to be evaporated ("second liquid speed") 2 filled tank 3 is wrapped in a thermal insulation 4 . In the liquid volume of the tank 3 , two cylinders 5 , 6 are installed so that their outer skin has thermal contact with the liquid 2 . A hollow piston 7 , 8 can be inserted into each of the cylinders 5 , 6 . The hollow piston is open at its end face 7 'and 8 '. The hollow piston is partially filled with a first liquid 1 . The open end faces 7 ', 8 ' of the hollow piston 7 , 8 are connected to each other via a connecting line 9 Ver. In the connecting line is embedded a steam-driven component 10 running in both flow sides, here a steam turbine.
An den Tank 3 ist über Kopf eine Druckleitung 11 isoliert angeschlossen, die zur Ableitung des über dem Spiegel der zweiten Flüssigkeit entstehenden Dampfes geeignet ist. Die Druckleitung 11 führt zu einer zweiten dampfgetriebenen Kom ponente 12. Die Ableitung aus der Turbine 12 führt über eine Leitung 13 zu einem Kondensator 14, der demnach der zweiten Komponente 12 nachgeschaltet ist. Aus dem Kondensator 14 ge langt die kondensierte zweite Flüssigkeit wieder in den Tank 3. Hierfür ist eine Leitung 15 vorgesehen.A pressure line 11 , which is suitable for discharging the vapor arising above the level of the second liquid, is connected to the tank 3 in an insulated manner. The pressure line 11 leads to a second steam-powered component 12 . The discharge from the turbine 12 leads via a line 13 to a capacitor 14 , which is therefore connected downstream of the second component 12 . From the condenser 14, the condensed second liquid reaches the tank 3 again . A line 15 is provided for this.
Die Funktion vorbeschriebener Einrichtung ist wie folgt:The function of the device described above is as follows:
Der Tank 3 ist mit einem Stoff gefüllt, dessen Siedepunkt sehr tief liegt, z. B. flüssiges Kohlendioxyd (Siedepunkt =-78°C). In dem Hohlkolben 7, 8 befindet sich ein Stoff, dessen Siedepunkt höher liegt als der der Flüssigkeit im Tank 3. Der Siedepunkt ist aber kleiner als die übliche Außentemperatur. Es handelt sich beispielsweise um Ammoniak mit einem Siedepunkt von -33,4°C. Die Hohlkolben 7, 8 ent halten insgesamt eine Flüssigkeitsmenge, die dem Volumen eines Kolbens entspricht. Die Wärmeisolation 4 soll so ge schaffen sein, daß praktisch dem Tank nur über die Kolben Wärme zugeführt werden kann.The tank 3 is filled with a substance whose boiling point is very low, e.g. B. liquid carbon dioxide (boiling point = -78 ° C). In the hollow piston 7 , 8 there is a substance whose boiling point is higher than that of the liquid in the tank 3 . However, the boiling point is lower than the usual outside temperature. For example, it is ammonia with a boiling point of -33.4 ° C. The hollow pistons 7 , 8 ent hold a total amount of liquid which corresponds to the volume of a piston. The heat insulation 4 should be so ge that practically the tank can only be supplied with heat via the pistons.
Die beiden Kolben sind außerdem, wie schematisch dargestellt ist, über eine Balanciervorrichtung 17 so miteinander ver bunden, daß immer dann, wenn ein Kolben eingefahren ist, der andere ausgefahren ist und umgekehrt. The two pistons are also, as shown schematically, via a balancing device 17 connected to each other so that whenever a piston is retracted, the other is extended and vice versa.
Der mit der ersten Flüssigkeit 1 gefüllte Hohlkolben 7 be findet sich außen. Über seine nicht-isolierte Außenfläche kann die Außentemperatur das Innere des Hohlkolbens 7 er reichen und die erste Flüssigkeit über den Siedepunkt hinaus erwärmen. Der sich beim Sieden ergebende Dampf wandert über die Verbindungsleitung 9 unter Druck über die dampfgetriebe ne Komponente 10 bis in den zweiten, oben stehenden Hohlkol ben 8. Dieser ist in den Zylinder 6 eingefahren und steht in Wärmekontakt mit der zweiten Flüssigkeit, die ein sehr nie driges Temperaturniveau hat. Dadurch kondensiert und ver flüssigt sich die erste Flüssigkeit im Hohlkolben 8, während sich der Kolben 7 immer mehr leert. Ist der Kolben 8 ge füllt und hat sein Maximalgewicht erreicht, so wird über die Balanciervorrichtung 17, die mit bekannten Regelmechanismen auf das Erreichen des Maximalgewichtes anspricht, der Kolben 8 nach unten gefahren, während der leere Kolben 7 in den Zylinder 5 einfährt. Während der gesamten Zeit hat sich die dampfgetriebene Komponente 10 in eine Richtung gedreht und hat dabei Energie abgegeben. Nachdem der nunmehr gefüllte Kolben 8 nach unten gefahren ist, wird die in ihm befind liche Flüssigkeit wieder erwärmt. Das Spiel wiederholt sich, jedoch in umgekehrter Richtung, wobei wiederum die Kompo nente 10 angetrieben wird.The filled with the first liquid 1 hollow piston 7 be found outside. On its non-insulated outer surface, the outside temperature can reach the inside of the hollow piston 7 and heat the first liquid beyond the boiling point. The steam resulting during boiling migrates via the connecting line 9 under pressure via the steam transmission ne component 10 into the second hollow piston 8 above. This is moved into the cylinder 6 and is in thermal contact with the second liquid, which has a very low temperature level. This condenses and ver liquefies the first liquid in the hollow piston 8 , while the piston 7 empties more and more. If the piston 8 fills ge and has reached its maximum weight, the piston 8 is moved downward via the balancing device 17 , which responds to known control mechanisms when the maximum weight is reached, while the empty piston 7 moves into the cylinder 5 . Throughout the time, the steam powered component 10 has rotated in one direction and has released energy. After the now filled piston 8 has moved downwards, the liquid in it is heated again. The game repeats itself, but in the opposite direction, again the component 10 is driven.
Während des Ablaufes der Dampfentstehung und Kondensation wird ständig die dampfgetriebene Komponente 10 angetrieben und erzeugt elektrischen Strom. Jedoch wird dadurch, daß das Gas vor der Turbine komprimiert wird und anschließend wieder expandiert wird, Wärme abgegeben. Gleichzeitig wird aber die zweite Flüssigkeit im Tank 3 durch die Konden sation erwärmt. Diese Wärmemenge ist geringer als diejenige, die insgesamt der ersten Flüssigkeit zugeführt wurde, da ein Teil der Wärme in elektrischen Strom umgewandelt wurde.During the course of the steam generation and condensation, the steam-driven component 10 is constantly driven and generates electrical current. However, by compressing the gas in front of the turbine and then expanding it again, heat is given off. At the same time, the second liquid in the tank 3 is heated by the condensation. This amount of heat is less than that which was supplied to the first liquid as a whole, since part of the heat was converted into electrical current.
Die Erwärmung der zweiten Flüssigkeit im Tank 3 führt nun wiederum dazu, daß diese verdampft. Dieser entstehende Dampf tritt durch die Druckleitung 11 in die zweite dampfgetrie bene Komponente 12 ein und treibt diese an. Der aus der Turbine austretende Dampf wird über die Leitung 13 bis zu einem gekühlten Kondensator 14 geleitet, dort verflüssigt und über die Leitung 15 wieder in den Tank zurückgeleitet.The heating of the second liquid in the tank 3 now in turn causes it to evaporate. This resulting steam enters through the pressure line 11 into the second steam-driven component 12 and drives it. The steam emerging from the turbine is conducted via line 13 to a cooled condenser 14 , liquefied there and returned to the tank via line 15 .
Die Energie, die an der Komponente 12 gewonnen wird, reicht nicht aus, um eine Kühlanlage (nicht dargestellt) für den Kondensator 14 zu betreiben, da aufgrund von Reibung und Wirkungsgrad der Kühlanlage Energie verloren geht. Allerdings ist festzuhalten, daß an der zweiten Komponente mehr Energie abgegeben wird, als an der ersten Komponente 10, da den Kol ben mehr Energie zugeführt wird, als dem Gastank.The energy that is obtained at the component 12 is not sufficient to operate a cooling system (not shown) for the condenser 14 , since energy is lost due to the friction and efficiency of the cooling system. However, it should be noted that more energy is emitted at the second component than at the first component 10 , since more energy is supplied to the piston than the gas tank.
Es ist deshalb plausibel, daß dann, wenn der Kreislauf des Tank-Systems mit einem Wirkungsgrad von 0,7 arbeitet, was abhängig ist von der Effizienz der Kühlanlage, dieser Ver lust von der dampfgetriebenen Komponente 10 wieder ausge glichen wird.It is therefore plausible that when the circuit of the tank system works with an efficiency of 0.7, which depends on the efficiency of the cooling system, this loss from the steam-powered component 10 is compensated again.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform und Betriebs weise ist nur schematisch, quasi modellartig, zu verstehen. Durch Auswahl der Materialien und der einzusetzenden Flüssig keiten lassen sich Verbesserungen erzielen. Das Gerät kann auch umgekehrt als Kühlanlage arbeiten. Darüberhinaus ist möglich, statt mit zwei Flüssigkeiten, auch nur mit einer Flüssigkeit zu arbeiten, wobei dann allerdings unterschied liche Drücke in den Leitungssystemen herrschen müßten.The embodiment and operation described above wise is only to be understood schematically, quasi model-like. By choosing the materials and the liquid to be used improvements can be achieved. The device can also work the other way round as a cooling system. Beyond that possible, instead of using two liquids, only one Work fluid, but then differed pressure should exist in the pipe systems.
Claims (1)
- - die Verdampfungsvorrichtung zwei bewegliche, unterein ander über eine Balanciervorrichtung verbundene Ver dampfungsbehälter umfaßt, die als Hohlkolben (7, 8) aus gebildet sind und in je einen Zylinder (5, 6) ein- und ausfahrbar sind,
- - ein mit einer zweiten zu verdampfenden Flüssigkeit (2) gefüllter Tank (3), der mit einer Wärmeisolation (4) umhüllt ist, die Zylinder (5, 6) für die Hohlkolben (7, 8) unter Wärmekontakt eingebaut enthält,
- - eine Verbindungsleitung (9) zwischen den Hohlkolben (7, 8) vorhanden ist, in die die dampfgetriebene Komponente (10) eingelassen ist,
- - die zweite Flüssigkeit (2) einen höheren Siedepunkt hat als die erste Flüssigkeit (1),
- - an den Tank (3) über Kopf eine Druckleitung (11) zur Ab leitung des über dem Spiegel der zweiten Flüssigkeit (2) entstehenden Dampfes angeschlossen ist, wobei die Druck leitung (11) zu einer zweiten dampfgetriebenen Kompo nente (12) führt,
- - und daß der zweiten dampfgetriebenen Komponente (12) ein gekühlter Kondensator (14) nachgeschaltet ist, aus dem die kondensierte zweite Flüssigkeit (2) wieder in den Tank gelangt.
- - The evaporation device comprises two movable, one below the other connected via a balancing device Ver evaporation container, which are formed as hollow pistons ( 7 , 8 ) and in each cylinder ( 5 , 6 ) can be extended and retracted,
- a tank ( 3 ) filled with a second liquid to be evaporated ( 2 ), which is encased with thermal insulation ( 4 ) and contains cylinders ( 5 , 6 ) for the hollow pistons ( 7 , 8 ) installed under thermal contact,
- a connecting line ( 9 ) is provided between the hollow pistons ( 7 , 8 ) into which the steam-driven component ( 10 ) is let in,
- - the second liquid ( 2 ) has a higher boiling point than the first liquid ( 1 ),
- - To the tank ( 3 ) overhead a pressure line ( 11 ) from the line above the level of the second liquid ( 2 ) resulting steam is connected, the pressure line ( 11 ) leading to a second steam-driven component ( 12 ),
- - And that the second steam-driven component ( 12 ) is followed by a cooled condenser ( 14 ) from which the condensed second liquid ( 2 ) gets back into the tank.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863613576 DE3613576A1 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Model design |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863613576 DE3613576A1 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Model design |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3613576A1 true DE3613576A1 (en) | 1987-12-10 |
| DE3613576C2 DE3613576C2 (en) | 1988-08-25 |
Family
ID=6299250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19863613576 Granted DE3613576A1 (en) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | Model design |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3613576A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004005676A1 (en) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | Karl Wohllaib | Thermal power plant |
| WO2006082440A2 (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-10 | Duncan James Parfitt | Power transfer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1401466A1 (en) * | 1961-11-29 | 1968-10-24 | Licencia Talalmanyokat | Multi-fuel system for thermal power plants |
-
1986
- 1986-04-22 DE DE19863613576 patent/DE3613576A1/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1401466A1 (en) * | 1961-11-29 | 1968-10-24 | Licencia Talalmanyokat | Multi-fuel system for thermal power plants |
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| WO2006082440A2 (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-10 | Duncan James Parfitt | Power transfer |
| WO2006082440A3 (en) * | 2005-02-04 | 2006-12-21 | Duncan James Parfitt | Power transfer |
| GB2436776A (en) * | 2005-02-04 | 2007-10-03 | Duncan James Parfitt | Power transfer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3613576C2 (en) | 1988-08-25 |
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