DE9405466U1

DE9405466U1 - Blockheizkraftwerk

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Publication number: DE9405466U1
Application number: DE9405466U
Authority: DE
Original assignee: SAECHSISCHE LANDESGEWERBEFOERD
Current assignee: SAECHSISCHE LANDESGEWERBEFOERD
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2004-04-01

Description

Beschreibung

Blockheizkraftwerk

Stand der Technik

In DE 4237532 ist ein Blockheizkraftwerk genannt mit einer Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Generators, die mit einem flüssigkeitsbetriebenen Kühlkreislauf ausgestattet und von einem Metallmantel umgeben ist, welcher vom Kühlwasser durchflossen wird, das wiederum die Abwärme der Verwertung zuführt. Derartige doppelwandige Gehäuse für die Brennkraftmaschine sind zur Schaffung ausreichender Stabilität mit Stegen und ähnlichen Elementen zwischen Innen- und Außenwand versehen, die als Wärmebrücken Nutzenergie an die Umgebung verlieren und der beabsichtigten Schallabsorption entgegen wirken.

Da über einen solchen Metallmantel der Generator und weitere wärmeführende Betriebselemente nur schwer integrierbar sind, gehen diese Wärmeanteile der Nutzung verloren. Die bekannte doppelwandige Metallumhüllung sowohl separat für die Brennkraftmaschine als auch für den Generator wird konstruktiv aufwendig, da sie mit Befestigungsvorrichtungen auszustatten bzw. zu durchdringen ist, die die mechanische Verbindung der Maschinen mit dem Fundament gewährleisten. Die Herstellung einer solchen Umhüllung bzw. eines entsprechenden doppelwandigen Gehäuses als komplettes Gußteil wird nur bei hohen Stückzahlen kostengünstiger.

Außerdem entstehen wiederum Wärmebrücken und eine verstärkte Schallübertragung an die Umgebung.

Eine abschließende äußere Wärme- und Schalldämmung des Blockheizkraftwerkes wird technisch aufwendig durch die verschiedenartigen Oberflächen der Ummantelung.

Die mit einer solchen Ummantelung aufgebauten Blockheizkraftwerke erfordern Brennkraftmaschinen und Generatoren aus Sonderfertigungen, die auf Grund ihres Kostenaufwandes dem breitgefächerten Einsatz dieser Energieerzeuger entgegenstehen.

Problem

Der im Schutzanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Blockheizkraftwerk zu schaffen, bei dem

- die insgesamt erzeugte Wärmeenergie, z.B. aus Verbrennung, Reibung, elektrischem Stromfluß etc. der Verwertung zuführbar ist;

- herkömmliche Verbrennungskraftmaschinen und Generatoren aus der Massenproduktion einsetzbar sind;

- die Maßnahmen für Kühlkreislauf, Schalldämmung und mechanischer Festigkeit der Baugruppen zueinander sich gegenseitig einschließen und

- eine äußere Gestalt der Anlage erreicht wird, die einer abschließenden Wärme- und Schalldämmung entgegenkommt.

Erfindung

Das Problem wird mit den Maßnahmen des Schutzanspruches gelöst. Durch die Installation von Verbrennungskraftmaschine und Generator in einem allseitig umhüllenden Innenbehälter wird alle in Form von Wärme im System erzeugte Energie über den umgebenden Wassermantel geleitet, von diesem aufgenommen und der beabsich-

tigten Verwertung zugeführt.

Die Verbrennungswärme wird über den Kühlkreislauf direkt in den Wassermantel geleitet. Die auf Grund von Reibung in den Lagern der Maschinen und in der Kupplung erzeugte Wärme sowie die im Generator entstehende ohmsche Wärme wird über Gehäuse, Wicklungen und Lagerbaugruppen an die Luft des Betriebsraumes abgegeben und gelangt durch den Innenbehälter ebenfalls in den Wassermantel, sobald die Temperatur des Betriebsraumes die im Wassermantel eingestellte Temperatur übersteigt.

Infolge des Auftriebes des Innenbehälters im Wasser (anzustreben ist das Gleichgewicht zwischen Auftrieb und Gewicht des Innenbehälters) und dessen Auslegung als Chassis für die Maschinen entfallen Stege und ähnliche Wärme- und Schallbrücken bildende Konstruktionselemente .

Durch dieses quasi-vollkommene System der Wärmeabführung entfallen zusätzliche und aufwendige Kühlmittelführungen im Gehäuse der Brennkraftmaschine bzw. des Generators.

Somit sind kostengünstig herkömmliche flussxgkextsgekühlte Verbrennungskraftmaschinen und Generatoren einsetzbar.

Vorteilhafterweise ist die von der Verbrennungskraftmaschine benötigte Frischluft für die verstärkte Kühlung des Generators einsetzbar.

Der Außenbehälter als tragende Konstruktion wird durch den zwischenliegenden Wassermantel nur einer verringerten dynamischen Belastung ausgesetzt, ist somit kostengünstig und als einfache geometrische Form herstellbar, welche einer abschließenden Wärme- und Schalldämmung sehr entgegenkommt.

Darstellung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.

In einem Betriebsraum 1 des Blockheizkraftwerkes sind eine Brennkraftmaschine 2 und ein an diese angekuppelter Generator 3 installiert. Dieser Betriebsraum 1 wird von einem Innenbehälter 4 gebildet, der gleichzeitig das Chassis für diese Maschinen darstellt. Durch die schwimmende Lagerung dieses Chassis verringern sich die ansonsten wesentlich höheren Festigkeitsforderungen an einen solchen Maschinenrahmen.

Durch eine Dichtung 5 sind Versorgungs- Bedien- und Statussignalleitungen 18 der Brennkraftmaschine 2 und des Generators 3 in den Innenbehälter 4 geführt. Um die Anzahl solcher Durchführungen gering zu halten, ist es zweckmäßig, die vom Generator 3 erzeugte Elektroenergie über dieselbe Durchführung abzuleiten sowie die Frischluft für die Brennkraftmaschine 2 in den Betriebsraum 1 einzulassen. Hierzu ist es vorteilhaft, die Frischluft gleichzeitig zur Kühlung des Generators 3 beispielsweise durch eine Luftführung 6, welche am Ansaugstutzen mündet, auszunutzen. Die Abgasleitung 7 der Brennkraftmaschine 2 ist durch eine entsprechende Gestaltung des Innenbehälters 4 überwiegend innerhalb eines Wassermantels 8 verlegt, über den die schwimmende Lagerung des Innenbehälters 4 in einem Außenbehälter 9 erfolgt. Es ist günstig, durch die Einbringung von geeigneten Ausgleichsgewichten den Auftrieb für den Innenbehälter 4 so einzustellen, daß dieser nur mit einer geringen Aufwärtskraft an Puffern 10, 11 des Außenbehälters 9 anliegt. Die Elastizitätskräfte dieser Puffer 10, 11

können dann entsprechend gering gehalten werden» wodurch sich Schwingungs- und Körperschalldämpfung verstärken. Die weiteren Puffer 12, 13 dienen lediglich der Zentrierung des Innenbehälters 4 im Außenbehälter 9.

Letzterer weist eine einfache geometrische Form und im wesentlichen glatte äußere Oberflächen auf, die kostengünstig herzustellen und mit einer abschließenden Wärme- und Schalldämmung 19 zu ummanteln sind.

Die Brennkraftmaschine 2 ist herkömmlicher Art, wassergekühlt und mit gasförmigen oder flüssigen Energieträgern zu betreiben. Der Wassermantel 8 ist in den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine 2 über an sich bekannte Thermostatsteuerung einschließbar und bildet damit den Speicher für alle Wärmeenergie, die im Betriebsraum 1 entsteht.

Ein in die Brennkraftmaschine 2 führender Ansaugstutzen 15 sowie ein aus einer Wasserpumpe 16 herausführender Ablaufstutzen 17 bringen diese Verbindung mit dem Wassermantel 8.

über an sich bekannte und nichtgezeigte Mittel ist die im Wassermantel 8 gespeicherte Wärmeenergie entsprechenden industriellen Prozessen, einer Raumheizung und/oder Brauchwasserbereitung zuführbar .

Claims

Schutzanspruch

Blockheizkraftwerk mit einer Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Generators, die mit einem flüssigkeitsbetriebenen Kühlkreislauf ausgestattet und von einem Metallmantel umgeben ist, durch den der Kühlkreislauf ebenfalls verläuft, welcher die von der Brennkraftmaschine erzeugte Wärme industriellen Prozessen, der Raumheizung und/oder der Warmwasserbereitung zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß

Brennkraftmaschine (2) und Generator (3) allseitig von einem, den Betriebsraum (1) bildenden Innenbehälter (4) umgeben sind, welcher in einem Wassermantel (8) schwimmend gelagert ist und das vollständige Chassis für Brennkraftmaschine (2) und Generator (3) bildet, wobei ein den Wassermantel (8) andererseits begrenzender Außenbehälter (9) als Tragkonstruktion für das Blockheizkraftwerk ausgelegt ist.