ITUD20120175A1 - "EXHAUST HEAT TRANSFER AND REPLACEMENT DEVICE" - Google Patents

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ITUD20120175A1 IT000175A ITUD20120175A ITUD20120175A1 IT UD20120175 A1 ITUD20120175 A1 IT UD20120175A1 IT 000175 A IT000175 A IT 000175A IT UD20120175 A ITUD20120175 A IT UD20120175A IT UD20120175 A1 ITUD20120175 A1 IT UD20120175A1
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Description

DISPOSITIVO DI TRASFERIMENTO E DI RIUTILIZZO DI CALORE DI SCARICO DEVICE FOR TRANSFER AND REUSE OF EXHAUST HEAT

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo dell'invenzione Field of the invention

La presente invenzione si riferisce a un dispositivo di trasferimento e di riutilizzo di calore di scarico e, e più in particolare, a un dispositivo che raccoglie il calore di scarico e trasferisce il calore di scarico in energia elettrica. The present invention relates to an exhaust heat transfer and reuse device and, more particularly, to a device which collects the exhaust heat and transfers the exhaust heat into electrical energy.

Base dell'invenzione Basis of the invention

Un motore a combustione interna convenzionale accende il combustibile e brucia il combustibile che esplode ed espande l’aria per guidare il pistone e la manovella a generare potenza. Comunque, l'efficienza termica del motore a combustione interna è soltanto dal 20% al 35%, il che significa che è rilasciata nell'aria dal 65% all'80% dell'energia termica. La temperatura dell'aria di scarico dei motori convenzionali è circa da 600 a 800 gradi Celsius e l'energia termica è sprecata e porta a problemi ambientali come il riscaldamento globale. L'ossigeno e l'azoto sono combinati per creare ossidi di azoto con la temperatura più elevata e gli ossidi di azoto inquinano l'aria e provocano il riscaldamento globale. Gli ossidi di azoto sono uno degli obiettivi che gli ecologisti vorrebbero limitare. Sebbene alcuni ossidi di azoto siano riciclati e riutilizzati dalle turbine, l'aria di scarico ad alta temperatura è ancora la principale attenzione per gli scienziati e i paesi altamente dipendenti dai veicoli. Il principale problema di ogni paese è come riutilizzare l'energia termica dell'aria di scarico. A conventional internal combustion engine ignites the fuel and burns the fuel which explodes and expands the air to drive the piston and crank to generate power. However, the thermal efficiency of the internal combustion engine is only 20% to 35%, which means that 65% to 80% of the thermal energy is released into the air. The exhaust air temperature of conventional engines is around 600 to 800 degrees Celsius and thermal energy is wasted leading to environmental problems such as global warming. Oxygen and nitrogen are combined to create nitrogen oxides with the highest temperature, and nitrogen oxides pollute the air and cause global warming. Nitrogen oxides are one of the targets that ecologists would like to limit. Although some nitrogen oxides are recycled and reused by turbines, high-temperature exhaust air is still the main focus for scientists and highly vehicle-dependent countries. The main problem of each country is how to reuse the thermal energy of the exhaust air.

La presente invenzione intende fornire un dispositivo di trasferimento e di riutilizzo di calore di scarico e per il miglioramento dei difetti sopramenzionati. The present invention intends to provide a device for the transfer and reuse of waste heat and for the improvement of the aforementioned defects.

Riassunto dell'invenzione Summary of the invention

La presente invenzione si riferisce a un dispositivo di trasferimento e di riutilizzo di calore di scarico e comprende un primo tubo di scambio calore che è collegato a una valvola di gonfiaggio e un elemento di tamponamento di pressione del vapore è collegato fra la valvola di gonfiaggio e un secondo tubo di scambio di calore. Il secondo tubo di scambio di calore è collegato a un ugello. Un serbatoio d'acqua è collegato al primo tubo di scambio di calore da una pompa. The present invention relates to an exhaust heat transfer and reuse device and comprises a first heat exchange tube which is connected to an inflation valve and a vapor pressure buffer element is connected between the inflation valve and a second heat exchange tube. The second heat exchange tube is connected to a nozzle. A water tank is connected to the first heat exchange pipe by a pump.

Il serbatoio d'acqua fornisce l'acqua per lo scambio di calore con un tubo di scarico. L'aria di scarico ad alta temperatura cambia l'energia termica in acqua per formare vapore che è emesso dall'ugello. L'ugello è collegato con il dispositivo di generazione di energia come una turbina per formare un generatore per generare energia. The water tank supplies the water for heat exchange with a drain pipe. The high temperature exhaust air changes the thermal energy in water to form steam which is emitted from the nozzle. The nozzle is connected with the power generation device such as a turbine to form a generator to generate power.

La presente invenzione diventerà più chiara dalla seguente descrizione quando prese in riferimento disegni allegati che mostrano, soltanto a scopi illustrativi, una forma di realizzazione preferita in conformità con la presente invenzione. The present invention will become clearer from the following description when reference is made to accompanying drawings which show, for illustrative purposes only, a preferred embodiment in accordance with the present invention.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

La Fig. 1 mostra il dispositivo di trasferimento e di riutilizzo di calore di scarico della presente invenzione, e Fig. 1 shows the waste heat transfer and reuse device of the present invention, e

la Fig. 2 mostra che il dispositivo di trasferimento e di riutilizzo di calore di scarico e della presente invenzione è in funzionamento. Fig. 2 shows that the waste heat transfer and reuse device of the present invention is in operation.

Descrizione dettagliata della forma di realizzazione preferita Riferendosi alla Fig. 1 , il dispositivo di trasferimento e di riutilizzo di calore di scarico della presente invenzione comprende un primo tubo di scambio di calore 1 1 , e una valvola di gonfiaggio 14 (o un capillare) è collegata al primo tubo di scambio di calore 1 1. Un elemento di tamponamento di pressione del vapore 12 è collegato fra la valvola di gonfiaggio 14 e un secondo tubo di scambio di calore 13, e il secondo tubo di scambio di calore 13 è collegato a un ugello 30. Detailed description of the preferred embodiment Referring to Fig. 1, the waste heat transfer and reuse device of the present invention comprises a first heat exchange tube 11, and an inflation valve 14 (or a capillary) is connected to the first heat exchange tube 1 1. A vapor pressure buffer element 12 is connected between the inflation valve 14 and a second heat exchange tube 13, and the second heat exchange tube 13 is connected to a nozzle 30.

E’ fornito un serbatoio d'acqua 20 per ricevere l'acqua in esso e un elemento di rilevamento di livello è installato nel serbatoio d'acqua 20 per rilevare il livello dell'acqua così da fornire l'acqua a un tubo di scarico 10. Il serbatoio d'acqua 20 è collegato al primo tubo di scambio di calore 1 1 da una pompa 21 . A water tank 20 is provided for receiving the water therein and a level sensing element is installed in the water tank 20 for detecting the water level so as to supply water to a drain pipe 10. The water tank 20 is connected to the first heat exchange pipe 11 by a pump 21.

II secondo tubo di scambio di calore 13 e la valvola di gonfiaggio 14 (o un capillare) sono situati nel tubo di scarico 10. Il tubo di scarico 10 ha un'estremità collegata aN'uscita della sorgente di calore. The second heat exchange tube 13 and the inflation valve 14 (or a capillary) are located in the exhaust tube 10. The exhaust tube 10 has one end connected to the outlet of the heat source.

Come mostrato nella Fig. 2, il primo tubo di scambio di calore 1 1 ha un'estremità collegata al serbatoio d'acqua 20 e la pompa 21 pompa l'acqua nel primo tubo di scambio di calore 1 1 ad una pressione appropriata. In questa forma di realizzazione, la pressione è 50 kg/cm<2>(48.39 atm). Il tubo di scarico 10 ha un'estremità collegata aN'uscita della sorgente di calore come un motore a combustione interna la cui aria di scarico ha circa da 600 a 800 gradi Celsius. L'aria di scarico entra nel tubo di scarico 10 e procede con processi di scambio calore con il secondo tubo di scambio di calore 13, il primo tubo di scambio di calore 1 1 e l'elemento di tamponamento di pressione di vapore 12 per ridurre la temperatura dell'aria di scarico da essere circa 50 gradi Celsius. As shown in Fig. 2, the first heat exchange tube 11 has one end connected to the water tank 20 and the pump 21 pumps the water into the first heat exchange tube 11 at an appropriate pressure. In this embodiment, the pressure is 50 kg / cm <2> (48.39 atm). The exhaust pipe 10 has one end connected to the outlet of the heat source such as an internal combustion engine whose exhaust air is approximately 600 to 800 degrees Celsius. The exhaust air enters the exhaust pipe 10 and proceeds with heat exchange processes with the second heat exchange tube 13, the first heat exchange tube 11 and the vapor pressure buffer element 12 to reduce the exhaust air temperature to be around 50 degrees Celsius.

Quando l'acqua fluisce alla fine del primo tubo di scambio di calore 1 1 , la temperatura dell'acqua è di circa 150 gradi centigradi e la pressione è di 50 kg/cm<2>(48.39 atm) e non è ancora diventata vapore. La valvola di gonfiaggio 14 (o un capillare) è collegato fra il primo tubo di scambio di calore 1 1 e l'elemento di tamponamento di pressione del vapore 12. L'acqua e il vapore diminuiscono la loro pressione quando passano attraverso la valvola di gonfiaggio 14 (o un capillare). La temperatura della temperatura di evaporazione dell'acqua è inoltre diminuita. L'acqua e il vapore ad alta velocità sono emessi nell'elemento di tamponamento di pressione del vapore 12 per cambiare le loro fasi e diventano vapore ad alta pressione e ad alta temperatura. Il vapore ad alta pressione e ad alta temperatura poi entra nel secondo tubo di scambio di calore 13 per procedere con lo scambio di calore per diventare vapore soprassaturo con la temperatura di circa 200 gradi Celsius. Il vapore soprassaturo a alta pressione e temperatura passa attraverso il secondo tubo di scambio di calore 13 ed emette dall'ugello 30 ad alta velocità. When the water flows to the end of the first heat exchange tube 1 1, the water temperature is about 150 degrees centigrade and the pressure is 50 kg / cm <2> (48.39 atm) and has not yet become vapor . The inflation valve 14 (or a capillary) is connected between the first heat exchange tube 11 and the vapor pressure buffer element 12. The water and vapor decrease their pressure as they pass through the valve. inflation 14 (or a capillary). The temperature of the evaporating temperature of the water also decreased. The high velocity water and steam are emitted into the vapor pressure buffer element 12 to change their phases and become high pressure, high temperature vapor. The high pressure, high temperature steam then enters the second heat exchange tube 13 to proceed with the heat exchange to become supersaturated steam with a temperature of about 200 degrees Celsius. The supersaturated steam at high pressure and temperature passes through the second heat exchange tube 13 and emits from the nozzle 30 at high speed.

La presente invenzione scambia l'energia termica daN'aria di scarico in acqua che poi diventa vapore ad alta pressione e ad alta temperatura ed emette dall'ugello 30. L'ugello 30 è collegato a una turbina (per esempio) per diventare un generatore per generare energia elettrica. The present invention exchanges the thermal energy from the exhaust air into water which then becomes high pressure, high temperature steam and emits from the nozzle 30. The nozzle 30 is connected to a turbine (for example) to become a generator to generate electricity.

La presente invenzione riutilizza l'aria di scarico dal motore a combustione interna e cambia l'alta pressione e l'alta temperatura dell'aria di scarico in acqua per formare vapore soprassaturo che emette dall'ugello 30. L'ugello 30 è collegato a un generatore per generare energia elettrica. La temperatura finale dell'aria di scarico è ridotta per essere 50 gradi Celsius che ha meno impatto all'ambiente e aria. The present invention reuses the exhaust air from the internal combustion engine and changes the high pressure and high temperature of the exhaust air into water to form supersaturated vapor which emits from the nozzle 30. The nozzle 30 is connected to a generator to generate electricity. The final exhaust air temperature is reduced to be 50 degrees Celsius which has less impact to the environment and air.

Mentre abbiamo mostrato e descritto la forma di realizzazione in conformità con la presente invenzione, dovrebbe essere chiaro agli esperti del settore che ulteriori forme di realizzazione possono essere fatte senza distaccarsi dallo scopo della presente invenzione. While we have shown and described the embodiment in accordance with the present invention, it should be clear to those skilled in the art that further embodiments can be made without departing from the scope of the present invention.

Claims (3)

RIVENDICAZIONI 1 . Dispositivo di trasferimento e di riutilizzo di calore di scarico comprendente: un primo tubo di scambio di calore e una valvola di gonfiaggio collegata al primo tubo di scambio di calore, un elemento di tamponamento di pressione del vapore collegato fra la valvola di gonfiaggio e un secondo tubo di scambio di calore, il secondo tubo di scambio di calore collegato a un ugello. CLAIMS 1. Waste heat transfer and reuse device comprising: a first heat exchange tube and an inflation valve connected to the first heat exchange tube, a vapor pressure buffer element connected between the inflation valve and a second heat exchange tube, the second heat exchange tube heat connected to a nozzle. 2. Dispositivo come rivendicato nella rivendicazione 1 , comprendente ulteriormente un serbatoio d'acqua collegato al primo tubo di scambio di calore da una pompa. Device as claimed in claim 1, further comprising a water reservoir connected to the first heat exchange tube by a pump. 3. Dispositivo come rivendicato nella rivendicazione 1 , dove il primo tubo di scambio di calore, l'elemento di tamponamento di pressione del vapore, il secondo tubo di scambio di calore e la valvola di gonfiaggio sono situati in un tubo di scarico.A device as claimed in claim 1, where the first heat exchange tube, the vapor pressure plug, the second heat exchange tube and the inflation valve are located in an exhaust tube.
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