SE543778C2 - Condensation motor with energy storage unit - Google Patents

Condensation motor with energy storage unit

Info

Publication number
SE543778C2
SE543778C2 SE1900112A SE1900112A SE543778C2 SE 543778 C2 SE543778 C2 SE 543778C2 SE 1900112 A SE1900112 A SE 1900112A SE 1900112 A SE1900112 A SE 1900112A SE 543778 C2 SE543778 C2 SE 543778C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
cylinder
liquid medium
piston
liquid
containers
Prior art date
Application number
SE1900112A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE1900112A1 (en
Inventor
Rolf Ahlström
Original Assignee
Rolf Ahlstroem Med Firma Ocean Oxygen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rolf Ahlstroem Med Firma Ocean Oxygen filed Critical Rolf Ahlstroem Med Firma Ocean Oxygen
Priority to SE1900112A priority Critical patent/SE543778C2/en
Publication of SE1900112A1 publication Critical patent/SE1900112A1/en
Publication of SE543778C2 publication Critical patent/SE543778C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/06Controlling

Abstract

Uppfinningen avser en kondensmotor (10), innefattande, en cylinder (12) och en kolv (18) anordnad i cylindern vilken kolv är fäst på en kolvstång (22) som löper genom en genomföring i en ändgavel (14) av cylindern (12). Den har också vätskebehållare (30) innehållande förångningsbart vätskemedium (31) anordnade i vardera änden av cylindern (12) och i fluidumförbindelse med cylinderns inre. Det finns anordnat ett värmningsorgan (32) i värmeöverförande kontakt med respektive vätskebehållare (30). En kylningsanordning (44, 46) är anordnad att kyla cylindern (12) och därigenom bringa det förångade vätskemediet (31) att kondensera. En styrenhet (60) är konfigurerad att styra värmningsorganet (32) att synkront och alternerande värma vätskemediet (31) i vätske behållarna (30) för att åstadkomma en förångning av vätskemediet (31) i en av behållarna (30). Därigenom ökar trycket i cylindern på en sida av kolven (18) och pressar denna från ett första läge i cylindern (12) till ett andra läge och efter att vätskemediet kondenserat. Värmningen åstadkommer även en förångning av vätskemediet (31) i den andra behållaren (30) så att trycket i cylindern (12) ökar på den andra sidan av kolven (18) så att denna pressas tillbaka till det första läget från det andra läget. Uppfinningen avser även en kraftanläggning, innefattande en kondensmotor enligt ovan ansluten till något av ett vindkraftverk, en solcellsanläggning eller en vågkraftanläggning.The invention relates to a condensing motor (10), comprising, a cylinder (12) and a piston (18) arranged in the cylinder, which piston is attached to a piston rod (22) which runs through a bushing in an end end (14) of the cylinder (12). . It also has liquid containers (30) containing evaporable liquid medium (31) arranged at each end of the cylinder (12) and in fluid communication with the interior of the cylinder. A heating means (32) is arranged in heat transfer contact with the respective liquid container (30). A cooling device (44, 46) is arranged to cool the cylinder (12) and thereby cause the evaporated liquid medium (31) to condense. A control unit (60) is configured to control the heating means (32) to synchronously and alternately heat the liquid medium (31) in the liquid containers (30) to effect an evaporation of the liquid medium (31) in one of the containers (30). Thereby, the pressure in the cylinder on one side of the piston (18) increases and presses it from a first position in the cylinder (12) to a second position and after the liquid medium has condensed. The heating also causes an evaporation of the liquid medium (31) in the second container (30) so that the pressure in the cylinder (12) increases on the other side of the piston (18) so that it is forced back to the first position from the second position. The invention also relates to a power plant, comprising a condensing motor according to the above connected to any of a wind turbine, a solar cell plant or a wave power plant.

Description

KONDENSMOTOR MED ENERGILAGRINGSENHET Uppfinningen avser en typ av kondensmotor baserad på Rankincykeln därenergi för driften kommer från en extern källa, exempelvis från solenergi ellervindkraft. CONDENSING ENGINE WITH ENERGY STORAGE UNIT The invention refers to a type of condensing engine based on the Rankin cycle where energy for operation comes from an external source, for example from solar energy or wind power.

Bakgrund till uppfinningen Sol-, våg- och vindkraft är interrnittenta kraftkällor, det vill säga att närsolen inte skiner eller vinden inte blåser levereras ingen energi. Omväntgäller att när solen skiner och vinden blåser kanske det inte föreligger behovatt ta ut någon effekt. Således vore det önskvärt med system för lagring av energi från dessa system.Background of the invention Solar, wave and wind power are internal power sources, ie the near sun does not shine or the wind does not blow, no energy is supplied. Conversely, when the sun is shining and the wind is blowing, there may not be a need to take any effect. Thus, it would be desirable to have energy storage systems from these systems.

Exempel på energilagring kan vara ultrakondensatorer, laddningsbara batterier, mekanisk lagring i form av lägesenergi, med mera.Examples of energy storage can be ultracapacitors, rechargeable batteries, mechanical storage in the form of positional energy, and more.

Dessa system har dock samtliga sina brister i termer av verkningsgrad eller komplex konstruktion.However, these systems all have their shortcomings in terms of efficiency or complex design.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning avser att erbjuda ett alternativ till kända system.Summary of the Invention The present invention seeks to provide an alternative to known systems.

Uppfinningen definieras i patentkrav 1 och föredragna utföringsformer framgår av de beroende kraven.The invention is defined in claim 1 and preferred embodiments appear from the dependent claims.

Häri beskrivs således en kondensmotor (10), innefattande, en cylinder (12)och en kolv (18) anordnad i cylindern vilken kolv är fäst på en kolvstång (22)som löper genom en genomföring i en ändgavel (14) av cylindern (12). Denhar också vâtskebehållare (30) innehållande förångningsbart vätskemedium(3 l) anordnade i vardera änden av cylindern (12) och i fluidumförbindelse med cylinderns inre. Det finns anordnat ett värmningsorgan (32) i värmeöverförande kontakt med respektive vätskebehållare (30). Enkylningsanordning (44, 46) är anordnad att kyla cylindern (12) ochdärigenom bringa det förångade vätskemediet (3 1) att kondensera. Enstyrenhet (60) är konfigurerad att styra värmningsorganet (32) att synkrontoch alternerande värma vätskemediet (3 1) i vätskebehållarna (30) för attåstadkomma en förångníng av vätskemediet (3 1) i en av behållarna (30).Därigenom ökar trycket i cylindern på en sida av kolven (18) och pressardenna från ett första läge i cylindern (12) till ett andra läge och efter attvätskemediet kondenserat. Värmningen åstadkommer även en förångníng avvätskemediet (31) i den andra behållaren (30) så att trycket i cylindern (12)ökar på den andra sidan av kolven (18) så att denna pressas tillbaka till det första läget från det andra läget.I en aspekt tillhandahålls även en kraftanläggning, innefattande enkondensmotor enligt ovan ansluten till något av ett vindkraftverk, en solcellsanläggning eller en vågkraftanläggning.Thus described here is a condensing motor (10), comprising, a cylinder (12) and a piston (18) arranged in the cylinder which piston is attached to a piston rod (22) which runs through a bushing in an end end (14) of the cylinder (12). ). It also has liquid containers (30) containing evaporable liquid medium (3 l) arranged at each end of the cylinder (12) and in fluid communication with the interior of the cylinder. A heating means (32) is arranged in heat-transferring contact with the respective liquid container (30). Cooling device (44, 46) is arranged to cool the cylinder (12) and thereby cause the evaporated liquid medium (3 L) to condense. A control unit (60) is configured to control the heating means (32) to synchronously and alternately heat the liquid medium (3 1) in the liquid containers (30) to cause an evaporation of the liquid medium (3 1) in one of the containers (30). one side of the piston (18) and the press antenna from a first position in the cylinder (12) to a second position and after the liquid medium has condensed. The heating also causes an evaporation of the liquid medium (31) in the second container (30) so that the pressure in the cylinder (12) increases on the other side of the piston (18) so that it is forced back to the first position from the second position. aspect, a power plant is also provided, comprising a condensing motor according to the above connected to any of a wind turbine, a solar cell plant or a wave power plant.

Uppfinningen belyses närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna i vilka Fig. 1 visar en kondensmotor och en energilagringsenhet schematiskt; Fig. 2 visar motorns cylinder i tvärsnitt; Fig. 3 visar en utföringsforrn av energilagríngsenheten; Fig. 4 visar schematiskt motorns funktion; och Fig. 5 visar reglersystemet schematiskt.The invention is further elucidated in the following with reference to the accompanying drawings in which Fig. 1 shows a condensing motor and an energy storage unit schematically; Fig. 2 shows the engine cylinder in cross section; Fig. 3 shows an embodiment of the energy storage unit; Fig. 4 schematically shows the operation of the engine; and Fig. 5 shows the control system schematically.

Detaljerad beskrivning och föredragna ufióringsformer I Fig. 1 visas en utföringsform av en kondensmotor 10 enligt uppfinningen.DETAILED DESCRIPTION AND PREFERRED EMBODIMENTS Fig. 1 shows an embodiment of a condensing motor 10 according to the invention.

Motom innefattar en sluten cylinder 12 som företrädesvis har cirkulärttvärsnitt, och har ändväggar 14, 16. I cylindern kan en kolv 18 bringas attlöpa i en fram- och återgående rörelse. Kolven har en gastät genomföring 20 ien av cylinderns ändväggar där en kolvstång 22 löper, vilken kolvstång är förbunden med kolven 18 inuti cylindern.The motor comprises a closed cylinder 12 which preferably has a circular cross-section, and has end walls 14, 16. In the cylinder a piston 18 can be caused to run in a reciprocating motion. The piston has a gas-tight bushing 20 in one of the end walls of the cylinder where a piston rod 22 runs, which piston rod is connected to the piston 18 inside the cylinder.

Kolvstången kan vara kopplad till ett svänghjul (ej visat i Fig. 1) eller annatroterbart element via en ledad arm för överföring av den linjära rörelsen hos kolven och kolvstången till en rotationsrörelse.The piston rod can be coupled to a flywheel (not shown in Fig. 1) or other rotatable element via an articulated arm for transmitting the linear movement of the piston and the piston rod to a rotational movement.

Cylindems inre friktion är mycket låg och cylindern är för detta ändamålföreträdesvis uppbyggd av en yttre mantel 24 av till exempel koppar, och ettinre rör av glas 26, se Fig. 2. I mellanrummet mellan glas och koppar finnslämpligen avlånga stödelement 28 anordnade i cylindems längdriktning påett avstånd från varandra i omkretsriktningen. I den visade utföringsformenfinns åtta stödelement, men detta antal är inte kritiskt. Stödelementen är företrädesvis gjorda av PVC-plast.The inner friction of the cylinder is very low and the cylinder is for this purpose preferably built up of an outer jacket 24 of, for example, copper, and an inner tube of glass 26, see Fig. 2. In the space between glass and copper, elongate support elements 28 arranged in the longitudinal direction of the cylinder distances from each other in the circumferential direction. In the embodiment shown, there are eight support elements, but this number is not critical. The support elements are preferably made of PVC plastic.

Kolven 18 i denna utföringsform, i vilken cylindern har en volym om ca 5liter, är utformad som en tunn platta med en O-ring 19 längs dess periferiför tätning mot glasväggarna. O-ringen är företrädesvis gjord av PVC-plast.Plattans tjocklek T är företrädesvis ungefär 10 mm, men kan variera mellan5 mm och 50 mm. Naturligvis kommer kolvens dimensioner att bli andra vid andra cylinderstorlekar.The piston 18 in this embodiment, in which the cylinder has a volume of about 5 liters, is designed as a thin plate with an O-ring 19 along its peripheral seal against the glass walls. The O-ring is preferably made of PVC plastic. The thickness T of the plate is preferably about 10 mm, but can vary between 5 mm and 50 mm. Of course, the dimensions of the piston will be different at other cylinder sizes.

I vardera änden av cylindern finns en behållare 30 för det vätskemedium 31som skall driva motorn. I den visade utföringsformen rymmer behållarnaungefär 3,5 ml förångningsbar vätska vardera. Denna volym är anpassad tillcylíndems volym som i det visade exemplet är ungefär 5 dmß, vilket är denvolym som upptas av förångat vätskemedium. Vid större cylindervolymer krävs förstås mer vätskemedium. Behållarna 30 är lämpligen av ett material med god värmeledningsförmåga, såsom metall för att uppvärmningen avvätskemediet skall kunna ske mycket snabbt.At each end of the cylinder there is a container 30 for the liquid medium 31 which is to drive the engine. In the embodiment shown, the containers hold approximately 3.5 ml of evaporable liquid each. This volume is adapted to the volume of the cylinder which in the example shown is approximately 5 dmß, which is the volume occupied by evaporated liquid medium. For larger cylinder volumes, of course, more liquid medium is required. The containers 30 are suitably of a material with good thermal conductivity, such as metal, so that the heating of the liquid medium can take place very quickly.

I anslutning till motorn finns förträdesvis en värmelagringsenhet 32 förlagring av värme, alstrad exempelvis medelst elektrisk uppvärmning därelektriciteten kan alstras med solenergi eller vindenergi eller annanintermittent energi, men för syftet med uppfinningen är metoden för tillförselav energi till motorn oväsentlig. Det är möjligt att använda direktuppvärmning med andra anordningar, men att tillhandahålla enlagringsenhet för värme möjliggör drift även då kontinuerlig tillförsel av energi inte år tillgänglig.Adjacent to the motor there is preferably a heat storage unit 32 for storing heat, generated for example by electric heating where the electricity can be generated with solar energy or wind energy or other intermittent energy, but for the purpose of heating the method of supplying energy to the motor is insignificant. It is possible to use direct heating with other devices, but to provide a single storage unit for heat enables operation even when a continuous supply of energy is not available.

Värmelagringsenheten innefattar i den visade utföringsformen ett stålrör 34som väger ca 50 kg och som kan värmas upp till ca l500°C. Detta rör kanmed fördel vara av rostfritt Syrafast stål. Uppvärmningen sker företrädesvismed en elektriskt driven värmepatron (ej visad), men andra sätt kan tänkas.Elektrisk energi till värmepatronen kan som nämnts ovan företrädesvistillhandahållas med solceller, vindkraft, eller från andra intermittentaenergikällor.In the embodiment shown, the heat storage unit comprises a steel tube 34 which weighs about 50 kg and which can be heated up to about 1500 ° C. This tube can advantageously be made of stainless acid-proof steel. The heating preferably takes place with an electrically driven heating cartridge (not shown), but other ways are conceivable. As mentioned above, electrical energy to the heating cartridge can preferably be supplied with solar cells, wind power, or from other intermittent energy sources.

Stålröret är anordnat i ett mycket väl isolerat utrymme 36, företrädesvis avkeramiskt material eller liknande med ytterligare isoleringsmaterial 37anordnat kring enheten. Isolering visas schematiskt med en streckadkonturlinje. Isoleringsmaterialet man företrädesvis vara aerogel som harextrem isoleringsförmåga. Sådant material kan tillhandahållas av Svenska Aerogel AB. Andra isoleringsmaterial är naturligtvis också tänkbara.The steel pipe is arranged in a very well insulated space 36, preferably ceramic material or the like with additional insulating material 37 arranged around the unit. Insulation is shown schematically with a dashed contour line. The insulating material should preferably be aerogel which has extreme insulating ability. Such material may be provided by Svenska Aerogel AB. Other insulation materials are of course also conceivable.

Inuti lagringsenheten finns ett företrädesvis inert gasmedium 38, till exempelkväve, men det kan även utgöras av någon annan gas såsom en ädelgas.Även luft kan användas om inte syret i luften misstänks kunna utgöra en risk för oönskade oxidationseffekter.Inside the storage unit there is a preferably inert gas medium 38, for example nitrogen, but it can also consist of some other gas such as a noble gas. Air can also be used unless the oxygen in the air is suspected to pose a risk of undesired oxidation effects.

Värmelagringsenheten 32 används för att värma vätskemediet i de nämndabehållarna. För detta ändamål finns en kanal 40 från lagringsenhetens 32 inre som löper fram till botten av respektive behållare 30 för vätskemedium.The heat storage unit 32 is used to heat the liquid medium in the said containers. For this purpose, there is a channel 40 from the interior of the storage unit 32 which extends to the bottom of the respective container 30 for liquid medium.

En ventil (antydd med en pil genom kanalen 40) anordnad i respektive kanal40, som styrs av en central styrenhet, öppnas och stängs synkront för attsläppa in en tillräcklig mängd varm gas i kanalen så att behållarnas bottenkommer i kontakt med den heta gasen och mycket snabbt värmer uppvätskan 31 i behållarna 30. En konstruktion av denna värmeöverföringsmekanism kommer att beskrivas närmare nedan.A valve (indicated by an arrow through the duct 40) arranged in the respective duct 40, which is controlled by a central control unit, is opened and closed synchronously to let a sufficient amount of hot gas into the duct so that the bottom of the containers comes into contact with the hot gas and very quickly heats the liquid 31 in the containers 30. A construction of this heat transfer mechanism will be described in more detail below.

Vidare finns i respektive ände av cylindern en backventil 42 vars funktionbeskrivs nedan i anslutning till beskrivning av driften av motorn.Furthermore, there is a non-return valve 42 at each end of the cylinder, the function of which is described below in connection with a description of the operation of the engine.

Vätskemediet som används bör företrädesvis ha låg kokpunkt, lämpligen iområdet 35-40°C även om andra vätskor med högre kokpunkt är tänkbara.Ett lämpligt vätskemedium har en kokpunkt på 37 °C. Vätskor med högrekokpunkt är möjliga, exempelvis skulle vatten kunna komma ifråga. Särskiltföreraget är att vätskan har en smörjande förmåga för att ytterligare minskafriktionen i systemet.The liquid medium used should preferably have a low boiling point, preferably in the range 35-40 ° C, although other liquids with a higher boiling point are conceivable. A suitable liquid medium has a boiling point of 37 ° C. Liquids with a high boiling point are possible, for example water could be considered. The special feature is that the liquid has a lubricating ability to further reduce the friction in the system.

I Fig. 2 visas cylindem 12 i tvärsnittsvy. Cylindem 12 omges lämpligen av enkylmantel 44 som företrädesvis utnyttjar kylning medelst kylslingor somlöper i marken i anslutning till installationen, i vilka ett lämpligt kylmedium46, till exempel vatten, cirkuleras. Termostatreglering säkersäller attcylinderns innertemperatur hålls på en önskad nivå, det vill säg maximaltstrax ovanför vätskemediets kokpunkt.In Fig. 2, the cylinder 12 is shown in cross-sectional view. The cylinder 12 is suitably surrounded by a cooling jacket 44 which preferably utilizes cooling by means of cooling coils running in the ground in connection with the installation, in which a suitable cooling medium 46, for example water, is circulated. Thermostat control ensures that the internal temperature of the cylinder is kept at a desired level, ie maximum immediately above the boiling point of the liquid medium.

I Fig. 3 visas ett exempel på en utföringsform av värmelagringsenheten 32och mekanismen för att åstadkomma förångning av Vätskemediet. Denomgivande isoleringen 37 som antyds i Fig. 1 är inte medtagen i Fig. 3 avtydlighetsskäl.Fig. 3 shows an example of an embodiment of the heat storage unit 32 and the mechanism for effecting evaporation of the liquid medium. The surrounding insulation 37 indicated in Fig. 1 is not included in Fig. 3 for clarity reasons.

Stålröret 34 är alltså inneslutet i ett isolerat hölje 36. Inuti röret 34 finnsanordnat ett företrädesvis elektrisk värmeelement 48 som kan drivas av extern energikälla, exempelvis solcellsel eller el från vindkraft.The steel pipe 34 is thus enclosed in an insulated housing 36. Inside the pipe 34 there is arranged a preferably electric heating element 48 which can be driven by an external energy source, for example solar cell electricity or electricity from wind power.

Stålröret 34 värms upp till hög temperatur i intervallet 1000 - 2500 °C och ihöljet finns alltså som nämnts en gasatmosfär 38 som antar samma temperatur.The steel pipe 34 is heated to a high temperature in the range 1000 - 2500 ° C and the casing thus has, as mentioned, a gas atmosphere 38 which assumes the same temperature.

Genom en isolerande vägg 50 i vardera änden av höljet 36 löper ettvärmeöverföringsdon 52 i form av en stav eller liknande med högvärmeledningsförrnåga, exempelvis en metallstav, lämpligen av stål. Dessavärmeöverföringsdon 52 värmer upp atmosfären i ett respektivemellanutrymme 54. Dessa mellanutrymmen står i direkt förbindelse med ettrespektive ändutrymme 56 via ventiler 58a, 58b. Ändutrymmena 56 står isin tur i direkt värmeöverförande kontakt med behållarna 30 förvätskemedium. Genom att öppna och stänga ventilema 58a, 58bsynkroniserat på ett kontrollerat sätt, företrädesvis styrt efter temperatur,kan vätskemediet i den ena behållaren 30 fås att mycket snabbt förångasoch därigenom snabbt expandera, och strömma in i cylindern 12 (antyddmed streckad linje) och påverka kolven 18 att förflytta sig i cylindern. Denandra ventilen 58b är stängd under förångningsförloppet som initierasgenom öppning av den första ventilen 58a, och öppnas alltså när kolven 18förflyttatas till sitt ändläge medelst den expanderade gasen i den första förångningen.Through an insulating wall 50 at each end of the housing 36 runs a heat transfer device 52 in the form of a rod or the like with high thermal conductivity, for example a metal rod, suitably of steel. These heat transfer devices 52 heat the atmosphere in a respective intermediate space 54. These intermediate spaces are in direct communication with one or more end spaces 56 via valves 58a, 58b. The end spaces 56 in turn are in direct heat transfer contact with the containers 30 of pre-liquid medium. By opening and closing the valves 58a, 58b synchronized in a controlled manner, preferably controlled by temperature, the liquid medium in one container 30 can be caused to evaporate very quickly and thereby rapidly expand, and flow into the cylinder 12 (indicated by a broken line) and actuate the piston 18. to move in the cylinder. The second valve 58b is closed during the evaporation process which is initiated by opening the first valve 58a, and is thus opened when the piston 18 is moved to its end position by means of the expanded gas in the first evaporation.

Drift av motorn enligt ovan kommer nu att beskrivas närmare med hänvisning till de schematiska Fig. 4a-d.Operation of the motor as above will now be described in more detail with reference to the schematic Figs. 4a-d.

I viloläge, Fig. 4a, innan uppstart är trycket i cylindern 12 lika stort på ömsesidor av kolven 18, det vill säga P = P0.In the rest position, Fig. 4a, before start-up, the pressure in the cylinder 12 is equal on opposite sides of the piston 18, i.e. P = P0.

När en av ventilerna i värmelagringsenheten öppnas kommer vätskan i behållaren att mycket snabbt förångas och expandera så att kolven kommer att pressas mot sitt andra ändläge genom att trycket ökar och blir Po + A, Fig. 4b. För att detta skall kunna ske i uppstartfasen öppnas entryckutjämningsventil TUV i den andra änden av cylindern så att trycketutjämnas och kolven kan nå sitt ändläge utan motstånd. Trycket i cylindern kommer således att fortsatt vara P0 på motsatt sida av kolven.When one of the valves in the heat storage unit is opened, the liquid in the container will evaporate very quickly and expand so that the piston will be pressed towards its second end position by the pressure increasing and becoming Po + A, Fig. 4b. In order for this to take place in the start-up phase, the entry pressure equalization valve TUV is opened at the other end of the cylinder so that the pressure is equalized and the piston can reach its end position without resistance. The pressure in the cylinder will thus remain P0 on the opposite side of the piston.

Det finns som nämnts en kylmantel anordnad runt cylindern (visasschematiskt med stora pilar), vilken åstadkommer en mycket snabb kylningav den expanderade ångan i cylindern så att tryckökningen A mycket snabbtreduceras tillbaka till P0 genom att vätskan kondenseras, Fig. 4c. Denna kondensation sker företrädesvis på ca 0,1 sekund i detta utföríngsexempel.As mentioned, there is a cooling jacket arranged around the cylinder (visually schematic with large arrows), which provides a very rapid cooling of the expanded steam in the cylinder so that the pressure increase A is very quickly reduced back to P0 by condensing the liquid, Fig. 4c. This condensation preferably takes place in about 0.1 second in this embodiment.

När kolven således nått ändläget i det första steget stängstryckutjämningsventilen TUV och den andra ventilen ivärmelagringsenhetens andra ände öppnas för att föränga vätskan i denandra behållaren, Fig. 4d. Tack vare kondensationen av ånga på motsattsida kommer därför processen från det första initiala steget upprepas fast imotsatt riktning, det vill säga att den expanderande gasen nu pressar kolventillbaka till det första läget. I detta andra steg behöver emellertid alltså ingentryckutjämningsventil öppnas eftersom kondensationen av ångan återförtrycket till P0.Thus, when the piston has reached the end position in the first stage, the pressure relief equalizing valve TUV and the second valve in the other end of the heat storage unit are opened to evaporate the liquid in the second container, Fig. 4d. Thanks to the condensation of steam on the opposite side, the process from the first initial step will therefore be repeated in the opposite direction, i.e. the expanding gas now pushes the piston valve back to the first position. In this second step, however, the non-pressure equalization valve thus needs to be opened because the condensation of the steam repressurizes to P0.

I den visade utföringsforrnen har cylindern visats med cirkulärt tvärsnitt.Emellertid kan andra tvärsnitt såsom triangelformade, rektangulära eller polygonala tvärsnitt användas.In the embodiment shown, the cylinder has been shown with a circular cross-section. However, other cross-sections such as triangular, rectangular or polygonal cross-sections can be used.

Den visade utföringsformen av värmelagring och värmningsmekanism ärendast ett exempel, och detta kan utföras på många sätt. Det väsentliga föruppfinningen är att det skall finnas en reglering av värmetillförseln tillvätskebehållarna som ombesörjer alternerande öppning/ stängning avventilema på ett synkront sätt så att expansion /kondensation av ångan sker på ett optimalt sätt.The illustrated embodiment of heat storage and heating mechanism is merely an example, and this can be done in many ways. The essential pre-invention is that there must be a regulation of the heat supply to the liquid containers which takes care of alternating opening / closing of the valves in a synchronous manner so that expansion / condensation of the steam takes place in an optimal manner.

Systemet styrs av en styrenhet 60 i form av en mikroprocessor. Regleringen visas schematiskt i Fig. 5.The system is controlled by a control unit 60 in the form of a microprocessor. The control is shown schematically in Fig. 5.

Samtliga ventiler 40; 42, 58a, 58b i systemet aktiveras av styrenheten 60.Styrningen kan baseras på tryck- och temperaturmätningar via sensorer Spysom kan vara anordnade i cylindern 12 och på andra lämpliga ställen i systemet, och vars signaler matas till en styralgoritm i styrenheten som i gensvar på dessa reglerar driften genom synkroniserad öppning och stängning av ventilerna.All valves 40; 42, 58a, 58b in the system are activated by the control unit 60. The control can be based on pressure and temperature measurements via sensors Spysom can be arranged in the cylinder 12 and at other suitable places in the system, and whose signals are fed to a control algorithm in the control unit these regulate the operation by synchronized opening and closing of the valves.

Kondensmotorn 10 enligt beskrivningen ovan är lämpligtvis kopplad till engenerator för generering av elektrisk energi, varvid interrnittent energi på ettfördelaktigt sätt kan lagras och användas när exempelvis ett vindkraftverkstår still på grund av att det inte blåser.The condensing motor 10 as described above is suitably connected to a generator for generating electrical energy, whereby intermittent energy can be stored and used in an advantageous manner when, for example, a wind turbine stands still due to it not blowing.

Kondensmotorn 10 kan således användas i en kraftanläggning därintermittent energi kan lagras och utnyttjas vid behov, genom att denansluts till något av ett vindkraftverk, en solcellsanläggning eller envågkraftanläggning.The condensing motor 10 can thus be used in a power plant where intermittent energy can be stored and utilized when needed, by connecting it to one of a wind turbines, a solar cell plant or a single-wave power plant.

Claims (6)

:: 1. Kondensmotor (10), innefattande, en cylinder (l2);en kolv (18) anordnad i cylindern vilken kolv är fäst på enkolvstång (22) som löper genom en genomföring i en ändgavel. (14) av cylindern (l2); kännetecknad av vätskebehållare (30), innehållande förångningsbart vätskemedium(31), som är anordnade ivardera änden av cylindern (12) och ifluidumförbindelse med cylinderns inre; ett vännningsorgan (32) som är anordnat i värmeöverförandekontakt med respektive vätskebehållare (30) via kanaler (40) som löper frånvânnningsorganets (32) inre fram till botten av respektive behållare (30); en kylningsanordning (44, 46) som är anordnad att kyla cylindern(12) och därigenom bringa det förångade vätskemediet (31) att kondensera; en styrenhet (60) som är konfigurerad att styra värmningsorganet(32) att synkront och alternerande värma vätskemediet (31) ivätskebehållarna (30) fór att åstadkomma en fórångning av vätskemediet(31) i en av behållarna (30) så att trycket i cylindern ökar på en sida avkolven (18) och pressar denna från ett första läge i cylindern (12) till ettandra läge och efter att vätskemediet kondenserat, åstadkomma enförångning av vätskemediet (31) i den andra behållaren (30) så att trycket icylindern (12) ökar på den andra sidan av kolven (18) så att denna pressastillbaka till det första läget från det andra läget; och av att värmningsorganet (32) är en värmelagringsenhet (34, 37, 38, 48,52, 54, 56, 58a, 58b) som är ansluten till en intermittent energikälla, och att värmelagringsenheten innefattar ett stålrör (34); en elektriskvårmningsanordning (48) som drivs av den intermittenta energikällan ochsom är anordnad att värma stålröret (34), företrädesvis upp till l500°C; där stålröret (34) är inneslutet i ett isolerat utrymme i vilket en gas föreligger; och ett ventilarrangemang (54, 56, 58a, 58b) anordnat i respektivekanal (40), som styrt av styrenheten (60) ornbesörjer den synkrona och alternerande uppvärmningen av vätskemediet (31).A condensing motor (10), comprising, a cylinder (12), a piston (18) arranged in the cylinder which piston is attached to a single piston rod (22) running through a bushing in an end end. (14) of the cylinder (l2); characterized by liquid containers (30), containing evaporable liquid medium (31), which are arranged at each end of the cylinder (12) and in fluid communication with the interior of the cylinder; a turning means (32) arranged in heat transfer contact with the respective liquid container (30) via channels (40) running the interior of the unwinding means (32) to the bottom of the respective container (30); a cooling device (44, 46) arranged to cool the cylinder (12) and thereby cause the vaporized liquid medium (31) to condense; a control unit (60) configured to control the heating means (32) to synchronously and alternately heat the liquid medium (31) to cause the liquid containers (30) to evaporate the liquid medium (31) in one of the containers (30) so that the pressure in the cylinder increases on one side of the piston (18) and presses it from a first position in the cylinder (12) to a second position and after the liquid medium has condensed, cause an evaporation of the liquid medium (31) in the second container (30) so that the pressure in the cylinder (12) increases on the other side of the piston (18) so that it is pressed back to the first position from the second position; and in that the heating means (32) is a heat storage unit (34, 37, 38, 48, 52, 54, 56, 58a, 58b) connected to an intermittent energy source, and that the heat storage unit comprises a steel pipe (34); an electric heating device (48) driven by the intermittent energy source and arranged to heat the steel pipe (34), preferably up to 1500 ° C; wherein the steel tube (34) is enclosed in an insulated space in which a gas is present; and a valve arrangement (54, 56, 58a, 58b) arranged in the respective channel (40), which is controlled by the control unit (60) to provide the synchronous and alternating heating of the liquid medium (31). 2. Kondensmotor, enligt krav 1, där cylindern (12) innefattar ett inre rör (26)av glas i vilket kolven (18) löper, en yttre mantel (24) av metall, företrädesvisav koppar, ett antal stödelement (28) anordnade i ett mellanrum mellanglasröret (26) och yttermanteln (24), och en kylmantel (44) som omger denyttre manteln (24).Condensation motor, according to claim 1, wherein the cylinder (12) comprises an inner tube (26) of glass in which the piston (18) runs, an outer jacket (24) of metal, preferably copper, a number of support elements (28) arranged in a space between the glass tube (26) and the outer jacket (24), and a cooling jacket (44) surrounding the outer jacket (24). 3. Kondensrnotor, enligt krav 2, där stödelementen (28) är avlånga och anordnade i cylinderns längdriktning.Condenser motor, according to claim 2, wherein the support elements (28) are elongate and arranged in the longitudinal direction of the cylinder. 4. Kondensmotor, enligt något av föregående krav, innefattande sensorer(Spçr) för mätning av tryck och temperatur där styrenheten (60) ärkonfigurerad att motta signaler från dessa sensorer och i gensvar på signalerna reglera driften i enlighet med en styralgoritm.A condensing motor according to any one of the preceding claims, comprising sensors (Spçr) for measuring pressure and temperature where the control unit (60) is configured to receive signals from these sensors and in response to the signals regulate the operation according to a control algorithm. 5. Kondensmotor, enligt något av föregående krav, där den intennittenta energikällan är solceller, vindkraft eller vågkraft.A condensing motor, according to any one of the preceding claims, wherein the intense energy source is solar cells, wind power or wave power. 6. Kraftanlåggníng, innefattande en kondensmotor enligt något avföregående patentkrav ansluten till något av ett vindkraftverk, ensolcellsanläggning eller en vågkraftanläggning, för att förse värmningsorganet med elektrisk energi.A power plant, comprising a condensing motor according to any preceding claim connected to any of a wind turbine, solar cell plant or a wave power plant, for supplying the heating means with electrical energy.
SE1900112A 2019-06-18 2019-06-18 Condensation motor with energy storage unit SE543778C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1900112A SE543778C2 (en) 2019-06-18 2019-06-18 Condensation motor with energy storage unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1900112A SE543778C2 (en) 2019-06-18 2019-06-18 Condensation motor with energy storage unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1900112A1 SE1900112A1 (en) 2020-12-19
SE543778C2 true SE543778C2 (en) 2021-07-20

Family

ID=74106924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1900112A SE543778C2 (en) 2019-06-18 2019-06-18 Condensation motor with energy storage unit

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE543778C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US23876A (en) * 1859-05-03 Island
SU1620664A1 (en) * 1989-01-04 1991-01-15 Экспериментальное Хозрасчетное Творческое Объединение "Лефортово" Engine with external heat supply
US20170058701A1 (en) * 2014-04-30 2017-03-02 Yuanjun GUO Parallel motion heat energy power machine and working method thereof
CN106640413A (en) * 2015-10-29 2017-05-10 熵零股份有限公司 Heat power system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US23876A (en) * 1859-05-03 Island
SU1620664A1 (en) * 1989-01-04 1991-01-15 Экспериментальное Хозрасчетное Творческое Объединение "Лефортово" Engine with external heat supply
US20170058701A1 (en) * 2014-04-30 2017-03-02 Yuanjun GUO Parallel motion heat energy power machine and working method thereof
CN106640413A (en) * 2015-10-29 2017-05-10 熵零股份有限公司 Heat power system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SU1772388 A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
SE1900112A1 (en) 2020-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4306416A (en) Closed cycle, hydraulic-turbine heat engine
US20060236698A1 (en) Waste heat recovery generator
JP6009458B2 (en) A device for converting thermal energy into mechanical energy
AU2013274171B2 (en) Thermal heat storage system
US9708978B2 (en) Heat engine
EP2592363A1 (en) Energy conversion device
US20140150419A1 (en) Low differential temperature rotary engines
MX2012005580A (en) Low differential temperature rotary engines.
US11459944B2 (en) Ultra-high temperature thermal energy storage system
GB2446404A (en) A heat pipe electricity generator
US20150013953A1 (en) Fluid conduit systems
HU231149B1 (en) Solid charge heat storage equipment
SE543778C2 (en) Condensation motor with energy storage unit
WO2010067359A2 (en) Closed loop solar energy system with a push-pull electric generator
RU2641775C1 (en) Caloric engine unit heating system
WO2015092912A1 (en) Electric power generation system
GB2472604A (en) Free piston thermo electrical power generator
CN214275909U (en) Phase-change energy-storage radiator
CN105298693B (en) Diesel oil hutch low-temperature protection device in a kind of South Pole generator bay
KR101402174B1 (en) Waste heat resycling electric generating system
AU2018377858A1 (en) Thermal battery and electricity generation system
WO2013180685A1 (en) System and method for energy storage
US20150315937A1 (en) Heat engine
EP3862648A1 (en) Thermal energy storage concept with high energy storage density
US20150219411A1 (en) Air-conditioning system

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed