DE8504780U1

DE8504780U1 - Dissoziationsmaschine

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Publication number: DE8504780U1
Application number: DE8504780U
Authority: DE
Original assignee: PAPADOPOULOS MOISSIS 8000 MUENCHEN DE
Current assignee: PAPADOPOULOS MOISSIS 8000 MUENCHEN DE
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1985-08-08

Description

Moissis Papadopoulos
Landwehrstrasse 17
8000 München 2

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Dissoziationsmaschine. Ein thermodynamisehes Verfahren und Anlage zur Energieerzeugug,

Zur Zeit werden Wärmekraftmaschinen gebaut und in Betrieb genommen, aber sie haben einen geringen Wirkungsgrad. Sie müssen immer eine gewisse Wärmemenge abführen.

Entweder heizen die Abgase die Umgebungsluft oder ihre Wärmemenge muss,bei geschlossene Systeme, in einen Kondesator abgeführt werden. Der ^:Cühlwasserbedarf ist bei der Xondesation enorm. Die Natur wird belastet. Jn Zukunft ist eine stärkere Belastung zu erwarten. Der Energiebedarf wird steigen aber der Wirkungsgrad wird sich geringfügig verändern.

In den Wärmekraftmaschinen versucht man , die Abgabe mechanischer Leistung beim höchstmöglichen Druck und der höchstmöglichen Temperatur des Arbeitsmittels zu beginnen und bei den niedrigstmöglichen Temperatur- und Druckwerten aufzuhören.

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Diese sogenannte niedrige Temperatur ist immer noch enorm. Zur Zeit verden Gasturbinen mit Dampfkraftwerke kombiniert, Otto und Dieselmotoren werden z. b. mit Dampfmotoren kombiniert ,
Es gibt auch das magneto- hydrodynamische Verfahren zur Energieerzeugung. Diese kombinierten Systeme müssen am Ende wieder eine gewisse Wärmemenge abführen. Die Energieerzeugung bei solchen Prozessen wird teurer.

Die Verluste werden gesenkt, wenn man den Kraftmaschinen^.

IQ prozess, mit einen primären Energiekreis verbindet.

Bei der Dissoziationsmaschine wird eine chemische kühlung angestrebt,

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach konstruierte, preisgünstige und zuverlässige Maschine zu schaffen. Der Wirkungsgrad ist grosser als bei den anderen Wärmekraftmaschinen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es keine gravierende Änderungen vorzunehmen,

Gemäss der Erfindung ist die Dissoziationsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie gebildeten Wasserstoff und Sauerstoff ansaugt. Das ganze wird,wie bei den üblichen Wärmekraftmaschinen, verdichtet und kurz vor den O.T. mit Hilfe einer Zündkerze verbrannt. Die Gase expandieren, kurz vor den Ti.T. öffnet der Colben den Auspuff schlitz. Die Verbrennungsgase verlassen den Zylinder uud strömen in den Dissoziationsraum. Die Abgase haben eine hohe Temperatur, die Restwärme,welche der Motor nicht verwerten konnte. In den Dissoziationsraum werden sie auf die Dissoziationstemperatur

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erhitzt. Die Abgase dissozieren und wir haben jetzt energiereiche Ga?e, Hier tritt die vorher erwähnte chemische ;;;. Cühlung auf,

;.' Eine Ausfiihrungsform der Erfindung wird anhand der Zeicn-

5 ungen näher erläutert. Es. zeigt,

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'' Figur 1 Schema des Energieflusses in den primären und secu-

ndären Kreislauf,

&. Figur 2 Diagramm der Temperatur änderungen.

Figur 3 Einen Kolbenmotor,

10 Figur k Eine geschlossene Turbinenanlage, Figur 5 Eine offene Turbinenanlage, Figur 6 Den Dissoziationsraum,

Gemäss Figur 1 erkennt man den gekoppelten primären und I sekundären Kreislauf, In den primären Kreislauf wird Wärme £ 15 zugeführt und in sekundären ein Teil abgeführt. Die Restwärme verlässt den sekundären Kreis und kehrt zurück in den jl: primären. Hier beginnt der Vorgang wieder, indem das Abgas

:j auf die Dissoziationstemperatur erhitzt wird, I Es dürfte ersichtlich sein, dass hier nur die Wärmemenge

S 20 zugeführt wird, welche den primären Kreis verlassen hat und H in sekundären verwertet wurde,

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Das Syster.i hätte nicht funktioniert, venn das Arbeitsmittel sich nicht chemisch verändert hätte. Durch die chemische Veränderung, wird das Arbeitsmittel gekühlt, was für den sekundären K reis sehr wichtig ist. In den sekundären Kreis wird das Arbeitsmittel in den normalen '(raftmaschinenprpzess verwickelt

Bei Figur 2 sieht man. den ganzen Verlauf der Temperatur. Am Funkt A haben wir Wasserstoff und Sauerstoff. Das Knallgas wird verdichtet, verbrennt und erreicht den Punkt B. Hier beginnt die Expansion der Verbrennungsgase. Das Arbeits-■jQ mittel, chemisch verändert, erreicht den Punkt C. Am Punkt C wird die restliche Wärme zugeführt, das Arbeitsmittel erreicht den Punkt D_e An diesem Punkt beginnt die Thermolyse des Arbeitsmittels. Am End-e haben wir knallgas ,welches den Pun-t A errei

cht.

Figur 3 zeigt einen Kolbenmotor. In den Brenner1werden feste, flussige und gasförmige Brennstoffe verbrannt. Es kann mit einer ständig brennenden Flamme gearbeitet werden, wodurch eine optimale Verbrennung möglich wird.

Daraus folgt ,dass die Abgase sauber sind (g-eringmöglicher ^c°- Gehalt). Ferner Aussentemperaturunempfindlichkeit beim Kaltstart, Bei ortsfesten Aggregaten können auch Sonnenenergie und Kernenergie zur Verfügung gestellt werden,

Venn die Dissoziationstemperatur erreicht ist, strömt von den Behälter 2, durch das Ventil 3, Dampf in den Reaktionsraum. 12.

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Das gebildete Knallgas sanunelt sich in den vühler h_t Inzwischen würde der Motor angeworfen. Der Colben 5 satigt, mittels Einlasskanal 6, gebildetes Knallgas. Die Knallgaszufuhr wird mit Hilfe eines Druc'.creduzierventils 7 geregelt.

Das Knallgas wird mit Hilfe der Zündkerze 8 verbrannt. Der Heißdampf expandiert, der Kolben 5 bewegt sich in Richtung U.T. vurz vor ihn, öffnet der Kolben 5 den Auspuffkanal 9. Das gasgesteurte Ventil 10 öffnet sich. Dieses gasgesteurte Ventil 10 öffnet nur, wenn der Expansionsdruck größer ist als der Druck des Reaktionsraumes plus die Federkraft des Ventils 10. Das Ventil 10 öffnet nicht, wenn der Kolben 5 verdichtet, weil der 'Verdichtungsdruck kleiner ist als der Expansionsdruck, Der Heissdamrf strömt mittels Leitung 11 in den Reaktionmraum 12. Das Ventil 10 schließt wenn die Drucke in Zylinder und in den Reaktionsraum gleich sind.

Der Kolben 5 bewegt sich inzwischen weiter in Richtung U.T. Der Druck und die Temperatur in Zylinder fällt. Der Kolben 5 öffnet den Einlaßkanal 6. Das Knallgas ist in der Lage in den

Zylinder einzuströmen, weil die Volumen sich verändert haben und ^der Auspuffkanal 9 geschloßen ist.

Aus der chemische Gleichung ist folgendes ersichtlich, Hi 2H₂ + Q₂ ^H= +571,8 kj/mol

Aus zwei Volumen Wasserdampf sind drei Volumen Knallgas entstanden. Dieser Zweitakter braucht keine Spülpumpe.

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Der Wasserdampf, der noch in den Zylinder vorhanden ist, hat die Aufgabe die Aggressivität des Sauerstoffs bei der nachfolgende Verbrennung zu mildern.

Man. kann auch eine gewisse Menge Helium, in den ganzen Prozess zirkulieren lassen.

Die Erhöhung der Temperatur bewirret für die Thermolyse von Wasserdampf eine Verschiebung des Gleichgewichts auf die rechte Seite der Reaktionsgleichung, Die jeweils in Gleichgewicht vorhandene Menge Wasserdampf wird mit wachsender Temperatur kleiner dementsprechend nehmen die mit dem Wasserdampf in Gleichgewicht stehenden Mengen von knallgas zu.

Eine stär'cere Verschiebung auf die rechte Seite der Reaktionsgleichung wird mit dieser Erfindung erzielt.

Die Dissoziationsmaschine saugt das gebildete Knallgas und so wird es rasch aus dem Gleichgewicht entfernt, so daß es sich immer neu einstellen muss.

Ferner gelangt Knallgas in den 'Lühler k. Hier nimmt das Volumen des Knallgases ab. Der Kühler k ist notwendig, um die Wärme, die das Knallgas mitgerissen hat zu entfernen. Nach der Verbrennung haben wir eine weitere Verschiebung auf die rechte Seite der Reaktionsgleichung erreicht. Nach der Verbrennung h4« ben wir wieder mehr Wasserdampf als Knallgas,

Es dürfte ersichtlich sein, daß die Maschine selber schrittwe ise das Gleichgewicht nach rechts verschiebt. Ein weiteres Vorteil der Erfindung liegt daran, daß die Maschine ein geschlosse nes System bildet. Man kennte mit grossen Wasserdampf mengen arbeiten.

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Die Figur k zeigt eine geschlossene Turbinenanlage. In Verdichter 1 wird Sauerstoff verdichtet. In der Brennkammer 2 wird Wasserstoff verbrannt. Der gebildete Wasserdampf treibt die Turbine 3 und strömt nachher mit großer Geschwindigkeit in den Dissoziationsraum k_t der nach der Turbine 3 geschaltet ist. Hier nimmt er die restliche Bindungswärme. .Oas Knallgas wird in den Rea.-tionsraum k getrennt, Ler Wasserstoff wird mit Hilfe der Brennstoffpumpe 5 von den Reaktionsraum 4 entfernt. Er wird in die Brennkammer ?. geführt, Der Sauerstoff xiird in den Cühler 6 ge.ühlt, dass, er die mitgerißene Wärme abgeben '..ann,

ί| Hier ist das Prinzip der Dissoziationsmaschine deutlich er'cennbar. Statt die Abgase zu kühlen, wie in normalen Turbinen < üblich ist, werden sie, in diesen neuen Prozess, erhitzt, ti 15 Ler Wasserstoff darf auf !.einen Fall gekühlt v/erden,

; Die Figur 5 zeigt eine offene Turbinenanlage, In Verdichter 1 wird reine Luft verdichtet, Sie verbrennt den Wasserstoff, und so bildet diese Turbine den nötigen Wasserdampf, Der wei- ; tere Ablauf ist ähnlich, mit den Vorgang in der geschloßene Turbine, Der Sauerstoff, der in Reaktionsraum k entsteht wird nicht in den Verdichter 1 geleitet. Kühler 6 entfällt. Die Abgase, bestehend aus Sauerstoff ur.d Stickstoff, werden mittels Leitung 6, in den Brenner 7 geführt. Ein Problem der Turbinen, ist die ständige Wärmebelastung, Man versucht daher in die Brennkammer Wasser einzuspritzen, um die Wärmebelastung der Turbinenteile, in erträglichen Grenzen zu halten.

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Ij ie Abgabe niechanisclier Le is tu ng, stieg durch die l'.a^sereinspritzung* Ein Nachteil, bei diesen Vorgang is;, daß die
Verbrennungstemperatiir fällt. Die Brennstoffe werden nicht
optimal verbrannt. Bei der vorliegende Turbine wird das ein-

g-espritzte Kasser, nach dem Austritt aus der Turbine, in den
Kea¹; tionsraum h geführt. Jetzt ist mehr Wasserdampf in den
Reaktionsraum h vorhanden. Die 'tnallgasprodu'ction steigt.
Die offene Turbine produziert Wasserdampf mit Hilfe der Luft,
Es sind keine teure Dampferzeuger notwendig,

Bei der offene Turbinenanlape sind folgende Temperatur-

pen'.nnpen ζ : finden. Der erste femperaturabfall ist bei der
isentrope Expansion in der Turbine 3 zu finden. Der zweite ist bei der chemische kühlung zu beobachten. Die "iiihlunf, des Arbeitsstoffes, wenn es sich chemisch verändert. Der dritte Tempe— raturabfall ist bei der Verbrennung der Brennstoffe zu beobachten, welche als Rauchgase in der Umgebung austretten.

Es ist leine vühlung zu finden bei der wertvolle Wärmemengen abgeführt werden und so tretten /(eine Wiricungsgradverluste auf Alles ist so konstruiert, daß eine solche Kühlung nicht notwe— ndig wird.

Die Figur 6 zeigt den Reale tionsraum.

Der Brenner 1 befindet sich in den inneren Zylinder 2. Das
Material von diesem Zylinder besteht aus feuerfeste Stoffe wie Aluminiumoxyd, Calciumoxyd, Magnesiumoxyd oder Titanoxyd, Die
Verbindung mit der Wärmekraftmaschine wird

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mit der Abgasleitung 3» der Wasserstoffleitung k und mit der Sauerstoffleitung 5 hergestellt. Das Abgas gelangt in den Zwischenraum 6, der aus dem Zylinder 2 und den Zylinder 7 geschaffen ist. Der Wasserstoff diffundiert durch die Wand7, Bei dieser Erfindung wird es erreicht, weil die Wand 7 aus keramische Stoffe besteht. Die Wand des Zylinders 2 ist Wassers tof fundurchlässig» Der Wasserstoff wird separiert, weil er durch die keramische Wand7diffundieren kann. Die Aussenwand von Zylinder 2 und die Innenwand von Zylinder 7» können mit Platin oder Palladium/· Silber beschichtet werden. Der Wasserstoff diffundiert durch diese Stoffe. Diese Stoffe dienen auch als Katalysatoren. Die Dissoziationstemperatur wird gesenkt. Die Wand 8 ist der AuBenmantel des Reaktionsraumes· Sie ist Wasserstoffundurchlässig, Die Wand 8 besteht aus einem wärmeisolierenden Material, Die Leitung 9 verbindet den Reaktionsraum mit den Behälter 2. Der Behälter 2 wird nur für das Anwerfen der Maschine gebraucht. Ferner soll er überschussige Wasserdampfmengen abführen. Mann kann so, bei geschlossen ne Systeme, die Leistung der Maschine regulieren.

^ⁿ den offenen Turbinenanlagen, ist die Leitung 6 notwendig. Sie verbindet den Reaktionsraum h mit den Brenner,. Wenn mann die Wassereinsprizung, in den offenen Turbines-

anlagen, einbaut, trantsportert die Leitung 6 mehr Sauerstoff.

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Der Sauerstoffgehalt der Leitung 6 ist grosser als der Sauer stoffgehalt der Luft, die vorher in den Verdichter 1 verdichtet wurde. Mit dieser Anordnung werden die Brennstoffe besser verbrannt.

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Durch die Erfindung wird eine Maschine geschaffen, die in der Lage ist, ohne die grossen thermischen Verluste der üblichen Wärmekraftmaschinen, mechanische Arbeit zu erzeugen. Sie versucht den thermischen Wirkungsgrad zu steigern. Das

U wird auch erreicht mit der Verbinndung des Dissoziationsprozesses mit dem Wärmekraftmaschinenprozess. Die thermischen Verluste des sekundären Kreises erhöhen den Wirkungsgrad des primären Kreises. So wird der Wirkungsgrad der gesamt» te Anlage gesteigert. In primären Kreis ist die Wärme ;aufzuwenden,welche inzweiten Kreis , in Form von mechanischer Energie sprichwörtlich verloren geht.

Durch die chemische Kühlung erübrigt sich die Kühlung die in : den normalen Wärmekraftmaschinen verwendet wird. Der Unterschied zwischen diesen beiden Cühlungsarten, besteht darin, dass in der erste Cühlungsart keine thermischen Verluste entstehen.

Die ..alte Quelle des Dissoziationsprozesses ist die chemische Kühlung. Biesekalte Quelle '.. fügt sich harmonisch in den Wärmekraftmaschinenprozess. Die kalte Quelle

_₀ des Wärmekraftmaschinenprzesses fügt sich harmonisch in den Dissoziationsprozess· Die kalte Quelle der Dissoziationsmaschine ist die mechanische Arbeit. Eine Maschine die in der Lage ist zwei verschiedene Prozesse in völliger Harmonie zu verschmelzen·.

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Claims

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Hoissis Fapadopoulos

Landwehr Straße 17
8000 München 2

Dissoziationsmaschine

Schutzansprüche

1, Disaoziationsmaschine mit einen primären und sekundären Energiekreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß der primäre Kreis aus Teile eines Reaktionsraumes (12,4) besteht. Der sekundäre Kreis besteht aus Teile von irgend einer Wärmekraftmaschine.

2» Dissoziationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e k ennzeich nine t, daß ihr Reaktionsraum (12,4·) einen inneren Zylinder (2) aufweist, in ihm ist ein Vielstoffbrenner (1) eingebaut.

3. Dissoziationsmaichine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2) in das innere eines Zylinders (7) eingebaut ist. Die Zylinder (2) und

(7) schaffen einen Zwischenraum (6), wo das Abgas mit Hilfe der Abgasleitung (3); gelangt.

4. Dissoziationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2) von außen und der Zylinder (7) von innen mit Platin oder Palladium/filber beschichtet sind«

5· Dissoziationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (8) der Außenmantel des Reaktionsraumes (12,4) ist· Sie besteht aus feuerfesten Materiellen.

6. Dissoziationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum (12) auf den Zylinderkopf der Wärmekraftmaschine befestigt ist.

7. Dissofciationsmaschine nachnAnspruch 1, dadurch g β kennzeichnet, daß in den Einlaßkanal (6) der Wärmekraftmaschine ein Druckreduzierventil (7) eingebaut ist.

8. Dissoziationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Auspuffkanal (9) der

Wärmekraftmaschine ein gasgesteurtes Ventil (10) eingebaut ist.

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9. Dissoziationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß der sekundäre Kreisnaus Teile einer geschloßene Turbine besteht. Die Teile des Reaktions- , räumes (4) sind nach der Turbine (3) eingebaut.

10. Dissoziationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e-

kennzeichnet, daß in offenen Dissoziations- j maschinen eine Wassereinspritzeinrichtung eingebaut ist. ,'

11. Dissoziationsmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e- < kennzeichnet, daß die Brennstoffleitung (4), die Abgasleitung (3) und die Sauerstoffleitung (5) den Heaktionsraum (12,4) mit der Wärmekraftmaschine verbinden. | Die Leitung (9) verbindet den Reaktionsraum (12_y4) mit Behälter (2).