JP2003511617A - ガス作動式のジェネレータサーマル装置 - Google Patents

ガス作動式のジェネレータサーマル装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ガス作動式のサーマル装置であって、サーマルケーシングに熱−電気エネルギ変換器が設けられており、該サーマルケーシングに燃焼空気が周辺から導入可能で、後続配置された混合装置を備えた送風機を介してガス−空気混合気が燃焼装置に供給可能であり、燃焼空気が送風機によってサーマルケーシングから吸気されるよになっていて、ガスが混合装置に供給可能であり、燃焼装置によって発生した熱が電気エネルギに変換するための熱−電気エネルギ変換器に伝導可能であり、該熱−電気エネルギ変換器の冷却したい部分が付加的に冷却されている形式のものに関する。熱−電気エネルギ変換器の冷却したい部分がポット状の冷却容器によって取り囲まれており、該冷却容器の底部領域に周辺からの燃焼空気が供給可能であり、加熱された燃焼空気が冷却したい部分から冷却容器の開放している上面を越えてサーマルケーシングに流入するようになっていることによって、熱−電気エネルギ変換器の、高価で、障害の生じやすい水冷手段が回避される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、ガス作動式のサーマル装置であって、サーマルケーシングに熱−電
気エネルギ変換器が設けられており、該サーマルケーシングに燃焼空気が周辺か
ら導入可能で、後続配置された混合装置を備えた送風機を介してガス−空気混合
気が燃焼装置に供給可能であり、燃焼空気が送風機によってサーマルケーシング
から吸気されるよになっていて、ガスが混合装置に供給可能であり、燃焼装置に
よって発生した熱が電気エネルギに変換するための熱−電気エネルギ変換器に伝
導可能であり、該熱−電気エネルギ変換器の冷却したい部分が付加的に冷却され
ている形式のものに関する。
【０００２】 このような形式の公知のジェネレータサーマル装置では、熱−電気エネルギ変
換器が電流を発生させる。エネルギ変換では損失が生じる。発生する廃熱は、熱
−電気エネルギ変換器を過熱から保護するために、熱−電気エネルギ変換器の外
側に排出する必要がある。有利には、熱−電気エネルギ変換器は線形ジェネレー
タと接続されている共振性の作業機械である。線形ジェネレータは水が通流する
冷却装置によって取り囲まれており、これによって冷却される。
【０００３】 このような水冷手段は、製作技術的に手間がかかり、しかもシステム設計を制
限することにもなる。さらに水冷手段では相当のコストがかかり、緊密性に関す
る技術的なリスクが生じるおそれがある。さらに保守または修理の際に変換器に
対するアプローチが困難である。
【０００４】 本発明の課題は、冒頭で述べたような形式のガス作動式のジェネレータサーマ
ル装置を改良して、変換器に水冷手段が設けられていない形式で構成を簡略化し
、ジェネレータサーマル装置のコストと技術的なリスクとが押さえられているも
のを提供することである。
【０００５】 この課題を解決するための本発明の装置によれば、熱−電気エネルギ変換器の
冷却したい部分がポット状の冷却容器によって取り囲まれており、冷却容器の底
部領域に周辺からの燃焼空気が供給可能であり、加熱された燃焼空気が冷却容器
の底部領域から冷却容器の開放している上面を越えてサーマルケーシングに流入
している。
【０００６】 このようなサーマル装置の実施形態によれば、周辺からサーマルケーシングに
供給された燃焼空気が、有利な形式で、サーマルケーシングに供給されて通風機
によって吸気される前に、熱−電気エネルギ変換器を冷却するために利用される
。通風機は燃焼空気をサーマルケーシングから吸気するので、サーマルケーシン
グに僅かな負圧が生じ、この負圧は冷却容器を介してサーマルケーシングに周辺
空気を供給するのに十分である。吸気された周辺空気は、周辺温度で冷却容器の
底部領域に進入し、熱−電気エネルギ変換器の冷却したい部分を通流し、加熱さ
れて冷却容器の開放している上面を越えてサーマルケーシングに流出する。主と
して対流性の熱伝導によって、押し込み流れを助成する自由流れが生じる。加熱
された燃焼空気は通風機によって燃焼装置に供給される。このようにして変換器
の廃熱が使用されシステムに維持される。通風機はサーマルケーシングに周辺空
気圧を下回る圧力を形成する。冷却容器の圧力は周辺空気の圧力を下回っている
が、サーマルケーシングの圧力を上回っているので、空気流れが周辺から冷却容
器に、次いで冷却容器からサーマルケーシングに生じる。
【０００７】 冷却容器は流れガイド機能しか有しておらず、したがって壁を薄く、大まかな
製作誤差で、しかも廉価な材料から経済的に製作することができる。冷却容器の
圧密性要求は僅かである。というのは冷却容器の内側と外側との間の圧力差が同
様に僅かであるという理由による。冷却容器へのケーブルガイドなどは必要なく
、加熱された燃焼空気がサーマルケーシングに流入しても全く問題ではない。
【０００８】 冷却容器への吸気された周辺空気の供給は、冷却容器の底部領域において行わ
れる。この場合燃焼空気が冷却容器の底部領域に軸方向で供給されるか、または
燃焼空気が冷却容器の底部に沿って接線方向で供給されるように構成することが
可能で、これによって吸気された周辺空気は冷却容器に均等に分配することがで
きる。
【０００９】 本発明のガス作動式のジェネレータサーマル装置の１実施形態によれば、燃焼
装置の燃焼ガスが熱を熱−電気エネルギ変換器のスターリングエンジンに伝導す
るようになっていて、冷却容器の冷却したい部分が線形ジェネレータとして形成
されている。
【００１０】 さらに加熱された工業用水を供給するために、燃焼装置と排気ガス出口との間
に熱伝導装置が介在されており、この熱伝導装置を介して加熱された水が取り出
し可能である。
【００１１】 燃焼空気の供給路が、冷却容器に開口する前に、排気ガス出口の少なくとも一
部を通って案内されることによって、排気ガスの廃熱の一部がシステムに維持さ
れる。
【００１２】 次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。
【００１３】 サーマルケーシング１０（Thermengehaeuse）には、スターリングエンジン１
６と線形ジェネレータ１７（Lineargenerator）とから成る熱−電気エネルギ変
換器（thermisch-elektrischer Energie-Wandler）が設けられている。この場合
スターリングエンジン１６はリング状の燃焼装置１１によって取り囲まれており
、この燃焼装置１１はスターリングエンジン１６を加熱、駆動する。この燃焼装
置１１にガス−空気混合気が供給され、このガス−空気混合気は通風機１２によ
って混合装置１３を介して供給される。通風機１２はサーマルケーシング１０か
ら、ガス−空気混合に必要な燃焼空気１５を吸気し、これに対してガスＧの供給
路１４は混合装置１３に案内されている。
【００１４】 燃焼装置１１の上方に熱伝導装置１８が配置されており、熱伝導装置１８は燃
焼ガスにより加熱され、工業用水を加熱するために使用することができる。排気
ガスＡＧは排気ガス出口１９を介してサーマルケーシング１０から放出されて排
気ガスシステムに送り込まれる。
【００１５】 ジェネレータサーマル装置（Generator-Therme）の周辺から周辺空気が燃焼空
気Ｌとして吸引され、この場合供給路２１は少なくとも排気ガス出口１９の一部
を通過して案内されており、これによって排気ガスＡＧに含まれた熱の一部が吸
気された燃焼空気Ｌを余加熱するために使用される。送風機１２によってサーマ
ルケーシング１０に負圧が形成されることによって吸気過程が行われる。
【００１６】 吸気された燃焼空気Ｌは直接サーマルケーシング１０に導入されるのではなく
、ポット状の冷却容器２０を介して導入され、この冷却容器２０は上部で開放し
ており、線形ジェネレータ１７を、冷却したい部分として取り囲んで収容してい
る。
【００１７】 吸気された燃焼空気Ｌは、図１に示されているように、底部２３の中央部分に
おいて軸方向で冷却容器２０に供給されるか、または図２に示した実施例から判
るように、接線方向で底部２３に沿って供給される。いずれにせよ吸気された燃
焼空気Ｌは線形ジェネレータ１７の表面を通過して線形ジェネレータ１７を冷却
する。この場合吸気された燃焼空気Ｌは、周辺から冷却容器２０の開放している
上面を超えて、加熱された燃焼空気Ｌｖとしてサーマルケーシング１０に案内さ
れる。周辺とサーマルケーシング１０との間の圧力比に基づいて、冷却容器２０
に空気流が生じる。
【００１８】 両方の実施例から判るように、線形ジェネレータ１７の冷却のためには、簡単
な形式で廉価な材料から製作可能な冷却容器２０しか必要でなく、この冷却装置
２０に製作誤差および気密性に関して高い要求を課す必要がない。
【００１９】 本発明は、説明した熱−電気エネルギ変換器を備えた図示の実施例に制限され
るものでない。別の形式で構成された熱−エネルギ交換器のために、本発明に基
づく冷却装置を備えた空気式冷却装置を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 吸気された燃焼空気を冷却装置に軸方向で供給する供給路を備えたガス作動式
のジェネレータサーマル装置を示す図である。
【図２】 吸気された燃焼空気を冷却装置に接線方向で供給する供給路を備えたガス作動
式のジェネレータサーマル装置を示す図である。
【符号の説明】
１０ サーマルケーシング、 １１ 燃焼装置、 １２ 通風機、 １３ 混
合装置、 １４ 供給路、 １５ 燃焼空気、 １６ スターリングエンジン、
１７ 線形ジェネレータ、 １８ 熱伝導装置、 １９ 排気ガス出口、 ２
０ 冷却容器、 ２１ 供給路、 ２３ 底部、 ＡＧ 排気ガス、 Ｇ ガス
、 Ｌ 燃焼空気、 Ｌｖ 燃焼空気

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガス作動式のサーマル装置であって、サーマルケーシングに
    熱−電気エネルギ変換器が設けられており、該サーマルケーシングに燃焼空気が
    周辺から導入可能で、後続配置された混合装置を備えた送風機を介してガス−空
    気混合気が燃焼装置に供給可能であり、燃焼空気が前記送風機によって前記サー
    マルケーシングから吸気されるよになっていて、ガスが前記混合装置に供給可能
    であり、前記燃焼装置によって発生した熱が電気エネルギに変換するための前記
    熱−電気エネルギ変換器に伝導可能であり、該熱−電気エネルギ変換器の冷却し
    たい部分が付加的に冷却されている形式のものにおいて、 前記熱−電気エネルギ変換器の前記冷却したい部分（１７）がポット状の冷却
    容器（２０）によって取り囲まれており、該冷却容器（２０）の底部領域に周辺
    からの燃焼空気（Ｌ）が供給可能であり、 加熱された燃焼空気（Ｌｖ）が前記冷却したい部分（１７）から前記冷却容器
    （２０）の開放している上面を越えて前記サーマルケーシング（１０）に流入す
    るようになっていることを特徴とする、ガス作動式のジェネレータサーマル装置
    。
  2. 【請求項２】 燃焼空気（Ｌ）が前記冷却装置（２０）の底部領域に軸方向
    で供給可能である、請求項１記載のサーマル装置。
  3. 【請求項３】 燃焼空気（Ｌ）が前記冷却容器（２０）の底部領域に沿って
    接線方向で供給可能である、請求項１記載のサーマル装置。
  4. 【請求項４】 前記燃焼装置（１１）の燃焼ガスが熱を前記熱−電気エネル
    ギ変換器のスターリングエンジンに伝導するようになっており、前記冷却したい
    部分（１７）が前記冷却容器（２０）において線形ジェネレータとして形成され
    ている、請求項１から３までいずれか１項記載のサーマル装置。
  5. 【請求項５】 前記燃焼装置（１１）と排気ガス出口（１９）との間に熱伝
    導装置（１８）が介在されており、該熱伝導装置（１８）を介して加熱された工
    業用水が取り出し可能である、請求項１から４までいずれか１項記載のサーマル
    装置。
  6. 【請求項６】 燃焼空気（Ｌ）の供給路（２１）が、前記冷却容器（２０）
    に開口する前に、前記排気ガス出口（１９）の少なくとも部分領域を通って案内
    されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のサーマル装置。
JP2001528397A 1999-10-06 2000-09-14 ガス作動式のジェネレータサーマル装置 Pending JP2003511617A (ja)

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