DE4127135A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektroenergieerzeugung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Elektroenergiegewinnung und Stromerzeugung in Kraftwerken als auch in kleineren Energieerzeugungssystemen, wie bei­ spielsweise Notstromaggregaten.

Es ist bekannt, Elektroenergie in Solar-, Kohle-, Gas-, Wasser- oder in Atomkraftwerken zu erzeugen.

All diese Energieerzeugungsverfahren sind an bestimmte terri­ toriale Bedingungen gebunden, welche die Errichtung eines dieser Kraftwerke ermöglichen. Die Erschließung der zur Ener­ gieerzeugung notwendigen Rohstoffe beziehungsweise Ressourcen ist in allen Fällen mit hohen finanziellen Aufwendungen ver­ bunden. So sind beispielsweise Wasserkraftwerke nur mit großem baulichen und finanziellen Aufwand zu errichten, da bestimmte natürliche Voraussetzungen, wie Flußläufe oder Stau- und Auffangbecken korrigiert beziehungsweise erst geschaffen werden müssen. Bei der Errichtung von Atomkraftwerken sind die einzuhaltenden Forderungen noch weitaus höher. Auf Grund der sehr hohen Sicherheitsanforderungen ist der Bau solcher Kraftwerke nur in geographisch sicheren Gebieten möglich und als der finanziell aufwendigste einzuschätzen. Kohle- und Gas­ kraftwerke verbrauchen große Mengen an Rohstoffressourcen, weisen einen relativ geringen Wirkungsgrad auf und erfordern einen großen Aufwand für die Zuführung der Verbrennungsme­ dien zum Kraftwerksstandort.

Die Erzeugung von Elektroenergie in Solarkraftwerken ist, wenn große Energiemengen erzeugt werden sollen, an bestimmte klimatische Standorte gebunden beziehungsweise es können, wenn diese klimatischen Gegebenheiten nicht vorliegen, nur relativ geringe Energiemengen erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens Elektroenergie mit einem hohen Wirkungsgrad zu erzeugen und eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens zu schaffen.

Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren und die Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens erläutert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Elektroenergieerzeugung, welches in einem System aus miteinander korrespondierenden Druckbehältern abläuft, nutzt die Volumenausdehnung von zur Explosion gebrachten Zündmedien.

Durch die Zündung eines in einen Druckbehälter eingegebenen sich schnell ausdehnenden Stoffes oder einer Verbindung wird ein sich in dem gleichen Behälter befindliches nichtbrenn­ bares anderes Medium, nämlich Flüssigkeit oder Gas, durch ein Rohrsystem zu einer Turbine geleitet und treibt diese beim Durchströmen an. Das die Turbine durchströmende Medium wird in einem weiteren Druckbehälter gesammelt. Mit Erreichen des Füllstandes in dem zweiten Behälter, der dem Ausgangsfüll­ stand in dem ersten Behälter entspricht, wird in dem zweiten Behälter der während des Strömungszeitraumes in diesen Be­ hälter eingegebene sich schnell ausdehnende Zündstoff gezün­ det und das Medium durch das Rohrsystem über die Turbine in den ersten Druckbehälter zurückgeleitet.

Mit einer nun im ersten Behälter erfolgenden Zündung beginnt der Strömungsvorgang von Neuem und wird durch wechselweise Zündung in den jeweiligen Behältern fortgeführt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens besteht aus mindestens zwei Druckbehältern, die als Sammel- beziehungsweise Zündbehälter dienen und teilweise mit einem nichtbrennbaren Medium gefüllt sind.

Diese Behälter sind durch ein Rohrleitungssystem so mit ein­ ander verbunden, daß das durch die Zündung des sich schnell ausdehnenden Stoffes aus dem Behälter gepreßte Medium über die Turbine in den anderen Behälter gedrückt wird.

In den Zuführungen der Druckbehälter ist je Behälteranschluß ein Einwegeventil und in die Rückführungsrohrleitung zwischen Turbine und Behälter ist nach der Turbine je ein Steuerventil angeordnet. Am oberen Teil der Druckbehälter ist je ein Abgas­ ventil als Auslaßventil und je eine Ventilschleuse als Einlaß­ ventil für den Zündstoff sowie je eine Zündeinrichtung ange­ ordnet.

Die Anzahl der Druckbehälter zum Antrieb der Turbine kann von mindestens zwei Behältern auf eine nicht festgelegte Zahl von Behältern erhöht werden.

Ebenso kann die Zahl der Turbinen von mindestens einer auf eine unbestimmte Zahl erhöht werden.

Die Art der Zündeinrichtungen ist in Abhängigkeit von der Art des Explosionstreibstoffes zu wählen.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

Der Druckbehälter 1 ist mit mindestens 3/4 seines Volumens mit einem nichtbrennbaren Medium gefüllt. Durch das Einlaß­ ventil 10 wird in den oberen nicht gefüllten Teil des Behäl­ ters 1 ein sich schnell ausdehnender Explosivstoff eingegeben. Dieser Explosivstoff wird bei geschlossenem Auslaßventil 8 mittels der Zündeinrichtung 12 zur Explosion gebracht. Durch die bei der Zündung auftretende Volumenausdehnung des Zünd­ stoffes wird das Medium durch das sich durch den Druck öff­ nende Einwegeventil 3, bei geschlossenem Einwegeventil 4, über das Rohrsystem zur Turbine geleitet und treibt diese beim Durchströmen an. Durch das Öffnen des Steuerventils 7 und Ge­ schlossenhalten des Steuerventils 6 wird das Medium in den Druckbehälter 2 geleitet. Nach Erreichen des Ausgangsfüllstan­ des des Behälters 1 im Behälter 2 wird in diesen durch das Einlaßventil 11, bei geschlossenem Auslaßventil 9, der Zündstoff eingebracht und durch die Zündeinrichtung 13 gezündet. Nun wird das Medium durch das geöffnete Einwegeventil 4, bei gesch­ lossenem Einwegeventil 3, zur Turbine geleitet, treibt diese beim Durchströmen an und gelangt durch das geöffnete Steuer­ ventil 6, bei geschlossenem Steuerventil 7, in den Behälter 1. Durch das geöffnete Auslaßventil 8 des Druckbehälters 1 werden die Verbrennungsrückstände mit Einströmen des Mediums aus dem Druckbehälter 1 gepreßt. Nach Erreichen des Ausgangsfüllstand­ des wird das Auslaßventil 8 geschlossen und über das Einlaß­ ventil 10 wiederum Zündstoff eingegeben. Mit einer Zündung im Behälter 1 beginnt der Durchlauf des Verfahrens von neuem.

Claims (5)

1. Verfahren zur Erzeugung von Elektroenergie, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Zündung eines Zünd­ stoffes in einem Druckbehälter ein flüssiges oder gasför­ miges Medium aus dem Druckbehälter gepreßt, durch ein Rohr­ system zur Turbine geleitet wird; diese beim Durchströmen an­ treibt, nach dem Durchströmen der Turbine in einem weiteren Druckbehälter gesammelt und durch Zündung eines Zündstoffes in diesem Druckbehälter wiederum über das Rohrsystem und die Turbine in den Ausgangsdruckbehälter geführt wird, von welchem aus durch eine wiederholte Zündung der gesamte Verfahrensweg erneut eingeleitet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mindestens zwei Druckbe­ hältern (1; 2) besteht, die über ein Rohrleitungssystem mit­ einander korrespondieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net , daß diese Druckbehälter (1; 2) mit jeweils einem Einlaß­ ventil (10; 11) , je einem Auslaßventil (8; 9) und je einer Zündeinrichtung (12; 13) versehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß mittels im Rohrsystem integrierter Einwegeventile (3; 4) und Steuerventile (6; 7) der Medienstrom so geleitet wird, daß er bei jedem Strömungsvorgang die Turbine (5) durchströmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Medium nach Durchströmen der Turbine (5) in einem Druckbehälter gesammelt wird.