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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines Kreisprozesses mit organischem Arbeitsmedium sowie ein diesbezügliches Verfahren.
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Kreisprozesse im Sinne der vorliegenden Erfindung sind geschlossene Kreisprozesse, bei denen das Arbeitsmedium im Betrieb in den vier wesentlichen Elementen thermische Fluidenergiemaschine, Kondensator, erste Druckänderungseinrichtung und Verdampfer immer wieder Zustandsänderungen erfährt.
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Über einen solchen Kreisprozess kann ein Teil von bei höherer Temperatur zugeführter Wärmeenergie in Arbeit umgewandelt werden, wobei der andere Teil der Wärmeenergie bei einer niedrigeren Temperatur wieder abgeführt wird. Es kann aber auch unter Aufwendung von Arbeit Wärmeenergie von einer kälteren Umgebung in eine wärmere Umgebung gefördert werden. Im ersten Fall spricht man auch von einem Rechtsprozess. Der zweite Fall wird auch als Linksprozess bezeichnet.
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Ein Kreisprozess, der unter Verwendung eines organischen Mediums Wärmeenergie in Arbeit umwandelt, wird auch als Organic Rankine Cycle Prozess bezeichnet. Der Prozess entspricht im Wesentlichen dem in einem Dampfkraftwerk ablaufenden Prozess, wobei statt Wasserdampf als Arbeitsmedium ein organisches Arbeitsmedium verwendet wird. Bevorzugt werden organische Arbeitsmedien verwendet, die eine trockene Dampfkurve aufweisen. Hierdurch kann ein solcher Prozess mit einem höheren Wirkungsgrad erreicht werden.
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Bei einer Vorrichtung zur Durchführung eines ORC-Prozesses ist die thermische Fluidenergiemaschine als Wärmekraftmaschine ausgebildet. Die erste Druckänderungseinrichtung ist vorzugsweise als Speisepumpe ausgebildet. In einem Verdampfer bzw. Dampferzeuger der Vorrichtung wird das Arbeitsmedium in einen dampfförmigen Zustand überführt. Das verdampfte Arbeitsmedium wird von dem Verdampfer der Wärmekraftmaschine zugeführt, in der das bei hohem Druck vorliegende gasförmige Arbeitsmedium auf einen niedrigeren Druck entspannt wird. Das Arbeitsmedium gibt dabei Energie an die Wärmekraftmaschine ab, die in mechanische Arbeit umgesetzt wird. Diese mechanische Arbeit kann insbesondere verwendet werden, einen elektrischen Generator zur Stromerzeugung anzutreiben. Das bei niedrigem Druck vorliegende Arbeitsmedium wird einem Kondensator zugeführt. In dem Kondensator wird dem Arbeitsmedium Wärmeenergie entzogen und das Arbeitsmedium verflüssigt. Das nun bei niedrigem Druck und flüssig vorliegende Arbeitsmedium gelangt zu der Speisepumpe, die die mit niedrigem Druck vorliegende Flüssigkeit auf ein höheres Druckniveau bringt und wieder dem Verdampfer zuführt. Das Temperaturniveau im Verdampfer ist dabei typischerweise deutlich höher als das Temperaturniveau im Kondensator.
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Ein Kreisprozess, der unter Verwendung eines organischen Arbeitsmediums und unter Aufwendung von Arbeit Wärmeenergie von einem Wärmereservoir mit geringer Temperatur zu einem Wärmereservoir hoher Temperatur transportiert, kann in Kältemaschinen und in Wärmepumpen verwendet werden. Die thermische Fluidenergiemaschine kann dabei als Kompressor ausgebildet sein. Die erste Druckänderungseinrichtung kann insbesondere als Drossel ausgebildet sein.
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In einem Verdampfer bzw. Dampferzeuger der Vorrichtung wird das Arbeitsmedium in einen dampfförmigen Zustand überführt. Das verdampfte Arbeitsmedium wird von dem Verdampfer dem Kompressor zugeführt, in dem das bei niedrigem Druck vorliegende gasförmige Arbeitsmedium unter Einsatz von mechanischer Arbeit auf einen hohen Druck komprimiert wird. Das bei hohem Druck vorliegende Arbeitsmedium wird einem Kondensator zugeführt. In dem Kondensator wird dem Arbeitsmedium Wärmeenergie entzogen und das Arbeitsmedium verflüssigt. Das nun bei hohem Druck und flüssig vorliegende Arbeitsmedium gelangt zu der insbesondere als Drossel ausgebildeten ersten Druckänderungseinrichtung, in der die mit hohem Druck vorliegende Flüssigkeit auf ein niedrigeres Druckniveau entspannt wird. Die bei niedrigem Druck vorliegende Flüssigkeit wird dem Verdampfer zugeführt. Durch das Verdampfen der bei niedrigem Druck vorliegenden Flüssigkeit wird einem den Verdampfer umgebenden Medium Wärmeenergie entzogen. Durch die Druckänderungen im Kreislauf kann das Temperaturniveau im Verdampfer unterhalb des Temperaturniveaus im Kondensator liegen.
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Die thermische Fluidenergiemaschine weist dabei typischerweise Komponenten auf, die zumindest teilweise relativ zueinander bewegt werden. Insbesondere kann die thermische Fluidenergiemaschine Lager oder Lagerstellen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann es Elemente geben, von denen ein Element an einer Fläche eines anderen Elements vorbeibewegt werden. Ein Beispiel hierfür ist ein in einem Kolben bewegter Zylinder. Durch die Verwendung eines organischen Arbeitsmediums ergeben sich besondere Herausforderungen bezüglich der Schmierung dieser Bereiche. In der thermische Fluidenergiemaschine liegt das Arbeitsmedium im Wesentlichen gasförmig vor. In dieser Form ist es selbst zur Schmierung nicht geeignet. Selbst wenn es in einzelnen Bereichen der thermische Fluidenergiemaschine durch Kondensation flüssig vorliegt, ist die Viskosität des flüssigen Mediums typischerweise zu gering, um eine Schmierwirkung zu entfalten.
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Zum Schmieren werden daher typischerweise Schmierfette verwendet. Da die typischerweise in Frage kommenden organischen Arbeitsmedien typischerweise als Lösemittel für organische Stoffe wie Schmierfette wirken, ergeben sich hieraus besondere Herausforderungen hinsichtlich einer Abdichtung. Je nach verwendetem organischem Arbeitsmedium können typischerweise verwendete Dichtungen auf Polymerbasis von diesem angegriffen werden. Wenn die Abdichtung unzureichend ist, besteht zudem die Gefahr, dass durch die Abdichtung hindurchtretendes Arbeitsmedium vorhandenes Schmiermittel löst und auswäscht. Die thermische Fluidenergiemaschine muss dann häufiger gewartet werden und/oder ist erhöhtem Verschleiß ausgesetzt. Zudem besteht die Gefahr, dass das Arbeitsmedium durch das ausgewaschene Schmiermittel verschmutzt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dieses Problem zu adressieren.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass dem Arbeitsmedium ein Schmieröl beigefügt ist, das mit dem Arbeitsmedium insbesondere vollständig mischbar ist, wenn sich das Arbeitsmedium im flüssigen Zustand befindet. Arbeitsmedium und Schmieröl bilden vorzugsweise eine gemeinsame Phase aus. Das Schmieröl weist dabei eine Verdampfungstemperatur auf, die so ausreichend oberhalb der Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums liegt, dass das Schmieröl im Betrieb der Vorrichtung stets in flüssiger Form vorliegt.
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Die Vorrichtung weist eine Nebenstromleitung auf, die sich von einem Entnahmepunkt zu einem mit Schmieröl zu versorgenden Bereich der thermischen Fluidenergiemaschine erstreckt. Der mit Schmieröl zu versorgende Bereich kann auch als Schmierstelle bezeichnet werden. Vorzugsweise ist der Entnahmepunkt dabei in einem Bereich der Vorrichtung angeordnet, in dem das Arbeitsmedium im Betrieb flüssig vorliegt. Im flüssigen Zustand ist das Arbeitsmedium mit dem Schmieröl vermischt. Die flüssige Mischung aus Arbeitsmedium und Schmieröl wird über die Nebenstromleitung zu der mit Schmieröl zu versorgenden Stelle geführt. In der Nebenstromleitung sind eine weitere Druckänderungseinrichtung und ein Nebenstromverdampfer angeordnet. In der weiteren Druckänderungseinrichtung wird der Druck des Arbeitsmediums mit dem darin enthaltenen Schmieröl angepasst. Im flüssigen Zustand ist eine Druckänderung, insbesondere eine Druckerhöhung, einfach möglich. Im Nebenstromverdampfer wird das Arbeitsmedium verdampft, wobei das Schmieröl im flüssigen Zustand verbleibt. Durch die Volumenzunahme des verdampfenden Arbeitsmediums erfolgt ein Transport des flüssigen Schmieröls in Richtung der mit Schmieröl zu versorgenden Stelle. Hierdurch wird der mit Schmieröl zu versorgenden Stelle kontinuierlich frisches Schmieröl zugeführt und diese so geschmiert.
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Von der mit Schmieröl zu versorgenden Stelle erstreckt sich eine Rückführungsleitung zu einem Rückführungspunkt. Das gasförmige Arbeitsmedium wird über die Rückführungsleitung von der mit Schmieröl zu versorgenden Stelle wieder dem Hauptkreisprozess zugeführt. Der Kreislauf des Arbeitsmediums ist vollständig geschlossen.
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Diese Vorrichtung ist besonders vorteilhaft, wenn der mit Schmieröl zu versorgende Bereich bereits mit vergleichsweise geringen Schmierölmengen ausreichend geschmiert werden kann.
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Vorzugsweise ist der Rückführungspunkt in einem Bereich der Vorrichtung angeordnet, in dem das Arbeitsmedium bei einem geringen Druck vorliegt. Diese Bereiche der Vorrichtung werden auch als Niederdruckteil bezeichnet. Der Transport von Arbeitsmedium und Schmieröl durch die Nebenstromleitung und die Rückführungsleitung kann besonders einfach realisiert werden, wenn das Arbeitsmedium in einen Teil der Vorrichtung zurückgeführt wird, in dem im Betrieb ein geringer Druck herrscht.
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Bevorzugt ist die Menge an Schmieröl, die dem Arbeitsmedium zugegeben wird, maximal so groß gewählt, dass Ablagerungen des Schmieröls im Verdampfer auf ein vertretbares Maß reduziert sind oder gar vollständig vermieden werden. Die Menge ist mindestens so groß bemessen, dass auch dann, wenn sich das Schmieröl an unvermeidlichen Totpunkten des Arbeitsmediumkreislaufs der Vorrichtung sammeln sollte, die Schmierung der zu schmierenden Bereiche weiterhin gewährleistet bleibt. Totpunkte der Anlage sind dabei Punkte, in denen die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums so gering ist, dass dort angesammeltes Schmieröl nicht ausgetragen wird. Zudem ist zumindest lokal kein Gefälle vorhanden, so dass auch kein schwerkraftbedingter Weitertransport von in dem Totpunkt angesammelten Ablagerungen, beispielsweise von flüssigem Schmieröl, erfolgt.
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Besonders bevorzugt liegt der Anteil von Schmieröl in dem Arbeitsmedium bei mindestens 0,01 Vol-% und bei maximal 1 Vol-%.
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Die thermische Fluidenergiemaschine kann dabei zumindest eine Welle aufweisen, über die mechanische Arbeit auf das gasförmige Arbeitsmedium aufgebracht werden kann oder über die von dem gasförmigen Arbeitsmedium geleistete mechanische Arbeit übertragen werden kann. Eine solche Welle ist typischerweise in mindestens einem Lager drehbar gelagert. Das Lager stellt dann einen mit Schmieröl zu versorgenden Bereich dar. Bei einer mit einer in einem Lager gelagerten Welle versehenen thermischen Fluidenergiemaschine ist die erfindungsgemäße Lösung besonders vorteilhaft.
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Vorzugsweise umfasst die Welle zwei in Längsrichtung entlang der Welle voneinander beabstandete Lager. Die Nebenstromleitung erstreckt sich dann von dem Entnahmepunkt zu beiden Lagern. Mit anderen Worten teilt sich die Nebenstromleitung vorzugsweise nach dem Nebenstromverdampfer auf, die dann zu den beiden Lagern führt. Dann sind auch zwei Rückführungsleitungen vorzusehen, die jeweils in einem der Lager beginnen. Diese Rückführungsleitungen können vor dem Rückführungspunkt zu einer gemeinsamen Rückführungsleitung zusammengeführt werden. Auf diese Weise können auch zwei Lager der thermischen Fluidenergiemaschine über das im Arbeitsmedium enthaltene Schmieröl geschmiert werden.
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Bevorzugt ist die Rückführungsleitung in Schwerkraftrichtung unten an dem mit Schmieröl zu versorgenden Bereich angeordnet und der Rückführungspunkt in Schwerkraftrichtung unterhalb des mit Schmieröl zu versorgenden Bereichs angeordnet. Über die Rückführungsleitung wird nicht nur gasförmiges Arbeitsmedium zurückgeführt, sondern auch im mit Schmieröl zu versorgenden Bereich nicht benötigtes Schmieröl. Durch eine entsprechende Anordnung der Rückführungsleitung kann der Transport des flüssigen Schmieröls aus dem Lager zum Rückführungspunkt mit Schwerkraftunterstützung erfolgen. Die Vorrichtung ist besonders zuverlässig.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung eingerichtet, einen Organic Rankine Cycle (ORC) Prozess durchzuführen. Die thermische Fluidenergiemaschine ist dann als Wärmekraftmaschine ausgebildet und die erste Druckänderungseinrichtung als Speisepumpe. Über die Speisepumpe wird das flüssige Medium dem Verdampfer mit hohem Druck zu geführt. Die Entnahmestelle ist bevorzugt im sich von der Speisepumpe zum Verdampfer erstreckenden Bereich angeordnet, in dem das Arbeitsmedium flüssig bei hohem Druck vorliegt. Dieser Bereich kann Teile der Speisepumpe und/oder Teile des Verdampfers einschließen. Das vom Verdampfer verdampfte Arbeitsmedium, das mit hohem Druck vorliegt, wird in der Wärmekraftmaschine auf einen geringeren Druck entspannt. Es verrichtet dabei mechanische Arbeit. Das nach der Wärmekraftmaschine gasförmig bei niedrigem Druck vorliegenden Arbeitsmedium wird im Kondensator verflüssigt und der Speisepumpe zugeführt. Ein solcher Prozess kann aus einem Temperaturgefälle zwischen Verdampfer und Kondensator effizient mechanische Energie gewinnen.
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Besonders vorteilhaft ist die Vorrichtung, wenn die Wärmekraftmaschine durch eine mit einem Generator gekoppelte Turbine ausgebildet ist. Die Turbine weist eine drehbar gelagerte Welle auf. Die Abdichtung der Welle der Turbine, insbesondere zwischen einem Lager und dem Teil der Turbine, der mit dem Arbeitsmedium in Kontakt kommt, ist eine Herausforderung, da typischerweise Druckdifferenzen zwischen den mit dem Arbeitsmedium in Kontakt stehenden Bereichen der Turbine und dem Lager bestehen und die Welle der Turbine eine hohe Relativgeschwindigkeit zu einem die Turbine beinhaltenden Gehäuse aufweist. Typischerweise werden hier Spaltdichtungen eingesetzt, die naturgemäß für ein gasförmig vorliegendes Arbeitsmedium nicht vollständig abdichtend sind.
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Wenn ein derartiges Lager, das mit einer Spaltdichtung abgedichtet ist, über die Nebenstromleitung mit Schmieröl versorgt wird, das mittels des in der Nebenstromleitung verdampften Arbeitsmediums transportiert wird, kann ein Teil des verdampften Arbeitsmediums durch die Spaltdichtung aus dem Bereich des Lagers in den Bereich der Turbine eintreten. Die Dichtwirkung der Spaltdichtung wird somit verstärkt.
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Aber auch, wenn dies nicht der Fall ist, ist bei bekannten ORC-Vorrichtungen mit Turbine die bestehende Gefahr eines Auswaschens des Schmiermittels durch das Arbeitsmedium verringert, da das Lager über das Schmieröl geschmiert wird, das dem Lager über die Nebenstromleitung stets neu zugeführt wird. Ein klassisches Schmiermittel wie ein Schmierfett, das von dem Arbeitsmedium ausgewaschen werden könnte, ist dabei nicht erforderlich.
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Besonders bevorzugt ist die mit dem Generator gekoppelte Turbine als Generatorturbine ausgebildet, bei der ein Turbinenrad der Turbine direkt an einer Generatorwelle des Generators angeordnet ist. Die Generatorwelle bildet dabei die Welle aus. Die Welle der Turbine, die in diesem Fall durch die Generatorwelle ausgebildet ist, ist dann durch Lager der Generatorwelle gelagert. Ein Lager ist dabei typischerweise benachbart zu der Turbine angeordnet. Diese Lagerstelle kann über eine Spaltdichtung gegenüber der Turbine abgedichtet sein. Bei der Verwendung einer als Generatorturbine ausgebildeten Wärmekraftmaschine ist die Vorrichtung besonders vorteilhaft.
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Vorzugsweise ist die weitere Druckänderungseinrichtung als Druckminderungselement, insbesondere als eine Blende, eine Drossel, eine Düse, oder ein Ventil ausgebildet. Das Druckminderungselement kann so besonders einfach als ein passives Bauteil ausgebildet sein.
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Das Ventil kann auch als Druckregelventil ausgebildet sein. Der Druck in der Nebenstromleitung kann über ein solches Druckregelventil einfach gesteuert werden. Der hohe Druck liegt dabei typischerweise in einem Bereich von 10 bar bis 30 bar. Der niedrige Druck liegt in einem Bereich von 0,5 bar bis 1 bar. Die hohe Temperatur liegt in einem Bereich von 180 °C bis 220 °C und die niedrige Temperatur in einem Bereich zwischen 30 °C und 80 °C, insbesondere bei ca. 50 °C. Die konkret verwendeten Werte sind dabei abhängig davon, welches organische Arbeitsmedium in dem Kreisprozess verwendet wird.
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In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung als Wärmepumpe eingerichtet. Die thermische Fluidenergiemaschine ist dann als Kraftwärmemaschine ausgebildet und die erste Druckänderungseinrichtung als Druckminderungselement, insbesondere als eine Drossel. In der Kraftwärmemaschine wird das bei niedrigem Druck vorliegende gasförmige Arbeitsmedium unter Einsatz mechanischer Arbeit auf einen höheren Druck verdichtet. Das verdichtete gasförmige Arbeitsmedium wird dem Kondensator zugeführt und verflüssigt. Das unter hohem Druck vorliegenden flüssige Arbeitsmedium wird in der ersten Druckänderungseinrichtung auf das niedrigere Druckniveau gebracht und dem Verdampfer zugeführt. Dort verdampft das Arbeitsmedium, wobei es der Umgebung des Verdampfers Wärmeenergie entzieht. Ein solcher Prozess kann unter Einsatz mechanischer Energie effizient Wärmeenergie entgegen eines Temperaturgefälles zwischen Verdampfer und Kondensator transportieren.
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Die Entnahmestelle ist dabei in dem Bereich angeordnet, in dem das Arbeitsmedium flüssig vorliegt. Die weitere Druckänderungseinrichtung ist insbesondere als Pumpe ausgebildet. Hierdurch kann das Arbeitsmedium in der Nebenstromleitung einfach auf den gewünschten Druck gebracht werden. Dieser kann höher liegen als der Druck des flüssigen Arbeitsmediums in einem Hochdruckbereich der Vorrichtung. Hierdurch kann erreicht werden, dass das in der Nebenstromleitung geführte Arbeitsmedium mit einem höheren Druck vorliegt als das die Kraftwärmemaschine verlassende Arbeitsmedium. Druckverluste im Kondensator, im Nebenstromverdampfer sowie in den jeweiligen Leitungsabschnitten können so auf einfache Weise kompensiert werden.
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Weiterhin wird die Erfindung gelöst durch ein Verfahren, bei dem ein organisches Arbeitsmedium von einer ersten Druckänderungseinrichtung zu einem Verdampfer geführt wird. Im Verdampfer wird das Arbeitsmedium verdampft. Das verdampfte Arbeitsmedium wird einer thermischen Fluidenergiemaschine zugeführt, in der der Druck des verdampften Arbeitsmediums geändert wird. Das verdampfte Arbeitsmedium wird einem Kondensator zugeführt, wo es zu einer Flüssigkeit kondensiert. Die Flüssigkeit wird wieder der ersten Druckänderungseinrichtung zugeführt, in der der Druck der Flüssigkeit entgegen der Druckänderung in der thermischen Fluidenergiemaschine geändert wird. Der Kreisprozess ist hierdurch geschlossen. Dazwischen können weitere Elemente, insbesondere Zwischenwärmetauscher, angeordnet sein. Dem Arbeitsmedium ist dabei ein Schmieröl beigefügt, das in der Flüssigkeit mit dem Arbeitsmedium gemischt vorliegt und das eine höhere Verdampfungstemperatur als das Arbeitsmedium aufweist. Von der Flüssigkeit wird an einem Entnahmepunkt ein Nebenstrom entnommen und einem mit Schmieröl zu versorgendem Bereich der thermischen Fluidenergiemaschine zugeführt. Der Druck des Arbeitsmediums im Nebenstrom wird durch eine weitere Druckänderungseinrichtung angepasst und das im Nebenstrom enthaltene Arbeitsmedium in einem Nebenstromverdampfer verdampft. Das verdampfte Arbeitsmedium transportiert das im Nebenstromverdampfer nicht verdampfende Schmieröl zu dem mit Schmieröl zu versorgenden Bereich der thermischen Fluidenergiemaschine. Das Arbeitsmedium sowie überschüssiges Schmieröl wird zu einem Rückführungspunkt zurückgeführt. Hiermit ist auch der Nebenstromkreislauf geschlossen.
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Als organisches Arbeitsmedium kann insbesondere Pentan verwendet werden. Bei dem verwendeten Schmieröl handelt es sich insbesondere um ein Esteröl.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnommen werden. Es zeigt auf schematische Weise:
- Fig. 1
- eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 2
- eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Einzelne technische Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele können mit den Merkmalen der Hauptansprüche sowie mit den Merkmalen einzelner vorbeschriebener Ausführungsbeispiele zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die zur Durchführung eines Kreisprozesses bzw. Organic Rankine Cycle Prozesses eingerichtet ist. Bei dieser Vorrichtung 1 ist die thermische Fluidenergiemaschine 2 als Turbine 12, vorliegend als Generatorturbine, ausgebildet. Die erste Druckänderungseinrichtung 6 ist als Speisepumpe ausgebildet. Die Vorrichtung umfasst im Wesentlichen die vier Elemente Turbine 12, Kondensator 4, Speisepumpe sowie Verdampfer 8. Diese Elemente sind über eine Verrohrung 10 miteinander verbunden. Die Verrohrung 10 verbindet die vier Elemente in einem geschlossenen Kreislauf. Die Verbindung zwischen Turbine 12 und Kondensator 4, Kondensator 4 und Speisepumpe, Speisepumpe und Verdampfer 8 sowie Verdampfer 8 und Turbine 12 kann dabei jeweils direkt erfolgen. Alternativ können noch weitere Elemente vorgesehen sein, insbesondere Zwischenwärmetauscher.
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Die Turbine 12 ist über eine Welle 14 mit einem Generator 16 verbunden. Die Welle 14 ist vorliegend über zwei Lagerstellen 15 des Generators 16 gelagert. Die Welle 14 wird durch die Generatorwelle des Generators 16 ausgebildet, an der die Turbine 12 direkt angeordnet ist.
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Zwischen der Speisepumpe und dem Verdampfer 8 befindet sich ein Entnahmepunkt 18, von dem eine Nebenstromleitung 20 abgeht. In der Nebenstromleitung 20 sind ein Druckminderungselement 22 und ein Nebenstromverdampfer 24 angeordnet. Die Nebenstromleitung 20 erstreckt sich bis zu den Lagern 15 der Welle 14 des Generators 16. Das organische Arbeitsmedium ist mit einem Schmieröl versetzt. Bei dem Arbeitsmedium handelt es sich insbesondere um Pentan. Bei dem Schmieröl handelt es sich vorzugsweise um ein Esteröl.
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Das Arbeitsmedium liegt in dem Bereich zwischen der Turbine 12 und dem Kondensator 4 gasförmig bei niedrigem Druck vor. Im Bereich zwischen Kondensator 4 und Speisepumpe liegt das Arbeitsmedium flüssig mit niedrigem Druck vor. Die Speisepumpe bringt das flüssige Arbeitsmedium auf einen höheren Druck. Zwischen Speisepumpe und Verdampfer 8 liegt das Arbeitsmedium flüssig bei einem hohen Druck vor. Nach dem Verdampfen im Verdampfer 8 liegt das Arbeitsmedium zwischen dem Verdampfer 8 und der Turbine 12 gasförmig bei einem hohen Druck vor. Dieses wird in der Turbine 12 auf einen niedrigeren Druck entspannt, wobei die Turbine 12 über die Welle 14 den Generator 16 antreibt.
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Im Entnahmepunkt 18 liegt das Arbeitsmedium flüssig mit hohem Druck vor. Der Druck wird durch das Druckminderungselement 22 reduziert. Im Nebenstromverdampfer 24 wird das Arbeitsmedium verdampft. Das Schmieröl bleibt dabei flüssig. Das flüssige Schmieröl wird durch das sich im Nebenstromverdampfer 22 ausdehnende Arbeitsmedium in Richtung des Lagers 15 der Wärmekraftmaschine 2 getrieben. Von dem Lager gibt es eine Rückführungsleitung 26, die vorliegend in einen Niederdruckbereich der Turbine 12 einmündet und Arbeitsmedium sowie Schmieröl in einem geschlossenen Kreis zurückführt.
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Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung als Wärmpumpe. Kondensator 4 und Verdampfer 8 sind ebenfalls vorhanden. Die thermische Fluidenergiemaschine 2 ist als Verdichter 30 ausgebildet, die über eine mit den Lagern 15 gelagerte Welle 14 von einem Motor 32 angetrieben wird. Die erste Druckänderungseinrichtung 6 ist durch eine Drossel ausgebildet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Entnahmepunkt 18 wie auch der Rückführungspunkt 28 zwischen der ersten Druckänderungseinrichtung 6 und dem Verdampfer 8 angeordnet. Hier liegt das Arbeitsmedium flüssig und mit dem Schmieröl gemischt bei niedrigem Druck vor. In der Nebenstromleitung 20 wird die Flüssigkeit von der als Pumpe ausgebildeten weiteren Druckänderungseinrichtung 22 auf einen höheren Druck gebracht und das Arbeitsmedium in dem Nebenstromverdampfer 24 verdampft. Durch die Pumpe werden die Druckverluste in der Nebenstromleitung 20, den Lagern 15 sowie der Rückführungsleitung 26 überwunden.
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Der Transport durch die Nebenstromleitung 20 und die Rückführungsleitung 26 erfolgt analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.