DE3718551A1

DE3718551A1 - Fluessigkeitsring-expansionsmaschine mit kondensat-rueckspeisung

Info

Publication number: DE3718551A1
Application number: DE19873718551
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Hettenhausen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1988-12-15

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem eine Flüssigkeitsring-Expansionsmaschine eingesetzt wird, um die Druckenergie komprimierter Dämpfe in Bewegungsenergie umzuwandeln. Gleichzeitig sollen die Kräfte des rotierenden Flüssigkeitsringes, der aus Gaskondensat besteht, dazu verwendet werden, den Dampferzeuger im Sinne thermodynamischer Kreisprozesse kontinuierlich mit Kondensat zu speisen.

Zweck

Mit einem derartigen Verfahren können zwei Funktionen des Kreisprozesses: Gas entspannen und Kondensat in den Dampferzeuger pressen durch ein einfach zu fertigendes, langlebiges Aggregat erfüllt werden. Eine Pumpe entfällt.

Stand der Technik

In üblichen Konfigurationen werden eine Expansionsmaschine und eine mit elektrischer Energie angetriebene Pumpe verwendet.

Aufgabe

Mit dem Verfahren sollen verdichtete Gase zur Gewinnung von Bewegungsenergie entspannt und die Flieh- und Staudruckkräfte für die Kondensatrückspeisung verwendet werden.

Erzielbare Vorteile

Mit dem beschriebenen Aggregat und zwei Wärmetauschern (für die Verdampfung und Kondensation des Arbeitsstoffes) kann hochwertige mechanische Energie, z. B. auf Basis des Organischen-Clausius-Rankine Prozesses, gewonnen werden. Es überlagern sich in diesem Gerät die Funktionen einer Expansionsmaschine und einer Kesselspeisepumpe. Das Aggregat ist leicht zu fertigen und langlebig.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Die Expansion der Gase erfolgt in den Kammern eines exzentrisch gelagerten sternförmigen Rotors (1), die entstehen, wenn durch Drehung des Rotors ein Arbeitsstoffkondensat zu einem Flüssigkeitsring (2) an die Innenwand des Gehäuses (3) gewirbelt wird. Dabei tauchen die Rotorlamellen unterschiedlich tief in den Flüssigkeitsring ein und vergrößern bzw. verkleinern die Arbeitsräume (4). Unter dem Einfluß der Fliehkraft wird das Kondensat so stark nach außen gedrückt, daß das Druckniveau des Verdampfers (5) erreicht und er nachgespeist werden kann. Dort erfolgt unter Wärmezufuhr die Verdampfung des Arbeitsstoffes. Der Dampf wird über die Dampfleitung (6) zu der Düsenplatte (7) geleitet. Die Rückschlagklappe (8) sorgt dafür, daß der Dampf auch in der Startphase nur in einer Richtung den Dampferzeuger verlassen kann. Aufgrund der Exzentrizität vergrößern sich während der Drehung die Kammern und die Dämpfe expandieren. Nach ca. 120 Grad verläßt der entspannte Dampf den Rotor in Richtung Kondensator (9), während von oben Kondensattropfen herunterlaufen, von den Lamellen des Rotors erfaßt (10) und in den Flüssigkeitsring zurückgedrückt werden.

Claims

1. Verfahren zum Aufbau und kontinuierlichen Ablauf von thermodynamischen Kreisprozessen, bestehend aus Dampferzeuger, Kondensator und einer Flüssigkeitsring- Expansionsmaschine, die gleichzeitig auch die Druckerhöhung des zum Dampferzeuger zurückzuspeisenden Kondensats bewerkstelligen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasexpansion in den sich während des Umlaufs vergrößernden Räumen erfolgt, die entstehen, wenn ein sternförmiger, exzentrisch in einem kreisförmigen Gehäuse gelagerter Rotor, ein Arbeitsstoffkondensat so im Gehäuse herumwirbelt, daß ein abdichtender Flüssigkeitsring die Rotorlamellen nach außen begrenzt; nach ca. 120 Grad Drehung entweicht der entspannte Dampf in den Kondensator, kondensiert dort, läuft wieder herunter, wird vom Rotor erfaßt und dem Flüssigkeitsring erneut zugeführt, während gleichzeitig durch eine Leitung zwischen der Gehäuseperipherie der Expansionsmaschine und dem Dampferzeuger ein Teil des im Ringraum kreisenden Kondensats durch Fliehkräfte unter so hohem Druck fortschleudert, daß das Druckniveau des Dampferzeugers erreicht und das Kondensat zurückgespeist wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Expansionsmaschine ein Flügelzellenmotor verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Drehrichtung hinter der zum Verdampfer führenden Öffnung des Gehäuses, ein höhenverstellbares Wehr angebracht ist, das einen Staudruck zur Erhöhung des Speisedruckes vor sich aufbaut.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfleitung durch ein einstellbares Ventil solange verschlossen wird, bis der Differenzdruck einen bestimmten Wert erreicht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse von außen auf Verdampfertemperatur beheizt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger unter der Expansionsmaschine angebracht ist und über eine zusätzliche Entlüftungsleitung mit dem Kondensator verbunden ist. In dieser Entlüftungsleitung befindet sich ein Verschlußorgan, daß ab einer bestimmten, einstellbaren Temperaturdifferenz zwischen Verdampfer und Kondensator öffnet und somit das Zusammenlaufen des Kondensats im Dampferzeuger begünstigt.