WO2012034705A1 - Oil system for supplying lubricating oil to a working machine and/or drive machine - Google Patents

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WO2012034705A1
WO2012034705A1 PCT/EP2011/004651 EP2011004651W WO2012034705A1 WO 2012034705 A1 WO2012034705 A1 WO 2012034705A1 EP 2011004651 W EP2011004651 W EP 2011004651W WO 2012034705 A1 WO2012034705 A1 WO 2012034705A1
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oil
working
working medium
steam
heat
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PCT/EP2011/004651
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Joerg Nickl
Eberhard Bredel
Joerg Auerswald
Michael Bucher
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Voith Patent Gmbh
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    • F16N39/00Arrangements for conditioning of lubricants in the lubricating system
    • F16N39/005Arrangements for conditioning of lubricants in the lubricating system by evaporating or purifying
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/065Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion taking place in an internal combustion piston engine, e.g. a diesel engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/001Heating

Definitions

  • the present invention relates to an oil system for supplying lubricating oil to a working and / or driving machine, in particular for lubricating oil supply of a steam engine, which is operated with a liquid or vaporous working medium.
  • a steam engine which is operated with a liquid or vaporous working medium.
  • vaporous working medium and another, at least in certain operating conditions gaseous working medium is used.
  • Work or drive machines to be provided with an oil system for lubricating oil supply to lubricate bearings or relatively moving parts and / or to the work machine or
  • Such a working machine as supplied in accordance with an embodiment of the present invention with lubricating oil, for example, a steam engine (steam expander) or a pump, in particular feed pump in a steam cycle.
  • lubricating oil for example, a steam engine (steam expander) or a pump, in particular feed pump in a steam cycle.
  • Work medium leading areas in particular the working space, can be achieved, for example, by providing a separate crankcase with
  • Oil carryover into the working medium This is on the one hand disadvantageous for the working medium circuit. On the other hand, this means oil loss in the oil system.
  • Such oil return involves the risk that due to an entrained in the working medium oil entrained working medium content
  • CONFIRMATION COPY Working fluid is added to the oil system and reduces the lubricity of the oil. Even at interfaces in the working and / or drive machine between the working medium and the oil system can in the worst case working medium penetrate into the oil system.
  • EP 1 525 912 A1 describes an arrangement for the treatment of engine oil in a motor vehicle, in which fuel contaminants in the engine oil are expelled in an electrically heated distillation space, thereby achieving high engine oil temperatures, so that only a very small proportion of the engine oil flow is always heated in the distillation space.
  • WO 2007/014942 A2 proposes to remove oil behind a steam expander from the
  • DE 100 54 032 A1 describes a heat engine operated with superheated steam with an oil separator.
  • the present invention has for its object to provide an oil system for
  • the oil system according to the invention which is designed in particular for lubricating oil supply to a steam engine and thus as part of a steam power system, the steam engine (or the other working and / or
  • gaseous working medium has a connected to the working and / or drive machine, in particular steam engine oil return to order from the working and / or drive machine (steam engine) and / or the working medium discharged oil into the working and / or
  • a separation device for exiting the working medium contained in the recirculated oil in the oil guide working fluid in the oil return, wherein the separation device has a heater for heating the recirculated oil, in particular up to partial or complete evaporation of the working medium contained in the recycled oil.
  • the heating device with heat from the working medium of the working and / or driving machine itself and / or with heat from a
  • Heat source for heating the working medium and to save heat for the purpose of heating the recirculated are used in the heater.
  • Used heater and it can be dispensed in particular to an electric heating.
  • an electric booster heater could be considered.
  • the working and / or driving machine is designed as a steam engine, with a vapor
  • the heat flow which is used for the evaporation of the working fluid, are also used for heating the recirculated oil in the heater.
  • Such heat flow can For example, be the waste heat flow of an internal combustion engine in a motor vehicle or a stationary system.
  • the heat flow from an exhaust gas stream of the internal combustion engine comes into consideration here.
  • heat from the working medium itself can be used as a heat source for the heater for heating the recirculated oil.
  • the heater a
  • Waste heat of the recirculated oil after it has been heated with the heater comes into consideration.
  • the heater can in
  • Flow direction of the recirculated oil in the flow of oil a preheater are preceded, which is particularly advantageous designed as liquid-liquid preheater, which on its one side with the discharged from the working and / or drive machine and / or the working fluid oil, which has the working fluid content , is applied to the preheating, and on its other side with the heated by the heater return oil, from which the working medium was excreted.
  • the preheater advantageously operates on the countercurrent principle, that is, the flow direction of the heated with the heater recirculated oil is opposite to the flow direction of the discharged oil.
  • two oil streams of the working and / or driving machine are returned, namely a first oil flow from an oil separator positioned in the working medium flow via a first oil flow
  • Oil return line which is connected on the oil side to the working and / or drive machine and is brought together with the first oil return line, for example in a collecting container.
  • a collecting container can be advantageous in the embodiment described above with preheater
  • Flow direction of the recirculated oil upstream of the preheater and a heating tank for receiving the recirculated, heated by the heater oil can be connected downstream of the sump and in particular the preheater, so that the discharged from the working and / or drive machine and / or the working fluid first in the collecting container, then through the preheater and then flows into the heating tank. From the heating tank, the heated oil can then as a heat transfer medium of others
  • the energy supplied to the heating tank is preheated energetically and extremely favorably, and the oil returned to the working and / or driving machine is cooled and thereby the heating tank from the outside
  • Drive machine is arranged, for example, as a steam engine or feed pump, in particular in a vehicle drive train, minimized.
  • the oil cooling is used to ensure a sufficient viscosity of the oil.
  • a steam power system according to the invention in particular for a motor vehicle, accordingly has a steam cycle in which the working medium circulates at least partially in the vaporous state.
  • a steam engine in particular a feed pump, and a capacitor arranged.
  • the steam engine and / or the feed pump is lubricated with an oil system according to the invention.
  • An oil separator is advantageous upstream of the condenser and downstream of the steam engine or in the region of
  • a suction device on the separation device in particular the heating tank and / or the
  • Such a suction device can be embodied, for example, as an ejector or comprise one which is aligned in the working medium flow in such a way that it generates a suction effect.
  • a favorable position for such an ejector is the area of the steam cycle between the steam engine and the
  • FIG. 1 shows a steam power system with a steam engine 1 and a condenser 4 in a steam circuit 21. Furthermore, one recognizes the feed pump 2 and the evaporator 22 as further conventional units of the steam cycle 21st
  • the feed pump 2 is associated with a bypass 23, with a bypass valve 18, the open position of which is determined by a sensor tank 17 which flows around the exhaust gas.
  • the sensor container 17 is connected via a capillary or other line to the bypass valve 18, such that the pressure or volume change of the trapped in the sensor container 17 volume in dependence of
  • Exhaust gas temperature actuates the valve body of the bypass valve 18 or more or less shifts, thereby the flow cross-section of the
  • Bypass valve 18 to change.
  • the actuation can be effected for example via a membrane.
  • the positioning of the sensor container 17 is present in the exhaust stream 24 of an internal combustion engine before or at the exhaust gas inlet of a heating tank 7, which will be discussed in detail later, provided. Positioning in another position is possible.
  • Part of the heat of the exhaust stream 24 is used to vaporize the
  • the evaporator 22 and the heating tank 7 may be parallel or in series with each other, in the latter preferably positioned with the heating tank 7 in front of the evaporator 22 or in a different order.
  • a check valve 16 is provided in the steam circuit 21, in particular directly at the outlet of the feed pump 2, which avoids a return flow of working medium.
  • a surge tank 19 is provided which avoids stronger pressure fluctuations due to the intermittent conveying, especially when using a Einzylinderhubkolbenpumpe with a longer Pumpenansaugtechnisch.
  • This pressure equalization tank 19 is in a simple form of a voluminous tube with additional gas-side pressure equalization line 20, which the gas side of
  • Pressure equalization tank 19 should advantageously be selected such that forms a liquid level in the surge tank 19.
  • the working medium reservoir 5 is placed immediately adjacent to the condenser 4. If this is not possible, then by a siphon 30 in the condenser outlet line of the
  • Liquid level of the working medium in the condenser 4 are set.
  • an oil separator 3 is provided, for example, as a cyclone separator
  • Working medium reservoir 5 are taken into account in the dimensioning of the entire Olvorrats.
  • this includes a first oil return line 26, which deposited in the oil separator 3
  • a throttle 14 in particular fixed throttle, can be provided and / or this first oil return line 26 may be designed as a capillary.
  • the working fluid-carrying outlet-side tube may be performed in the oil separator 3 as a dip tube 13.
  • the working medium-containing oil is finally passed into the heating tank 7.
  • the heating tank 7 Here it is by supplying heat by means of a
  • Heating device 28 is heated until the working medium evaporates from the oil.
  • Heating device 28 with exhaust this could be from the hot working medium
  • the working medium ethanol can be heated to more than 130 ° or 140 ° C., in particular to 150 ° C. or more.
  • the steamed working medium ethanol can be heated to more than 130 ° or 140 ° C., in particular to 150 ° C. or more.
  • Working fluid is from the heating tank 7 and in the present case also from the collecting container 6 via steam lines 9, 10 supplied to an ejector 8 in the steam cycle 21 between the oil separator 3 and the condenser 4, with the aid of the suction of the ejector 8.
  • a preheater 11 is provided in the separation device 25, through which the effluent from the heating tank 7
  • Oil pump 12 which is designed as a pressure-controlled pump or unregulated pump, in particular as a gear pump, brought in a conventional manner to the desired pressure and further supplied to the lubrication points of the steam engine 1 and / or the feed pump 2 becomes.
  • collecting container 6, preheater 11 and heating container 7 are mounted in a housing or container or other support structure, which is attached directly below the steam engine 1 as a larger oil pan.
  • the invention is particularly for lubricating oil supply of a steam engine and / or a feed pump of the type shown in one
  • Vehicle powertrain suitable wherein exhaust heat of an exhaust gas stream of an internal combustion engine for driving the vehicle to evaporate the Working medium of the steam cycle and for heating the recirculated oil to expel the working fluid from the recirculated oil, is used.

Abstract

The invention relates to an oil system for supplying lubricating oil to a working machine and/or drive machine, in particular a steam engine, which is operated with a liquid or vaporous working medium, comprising an oil return connected to the working machine and/or drive machine in order to return oil conducted out of the working machine and/or drive machine and/or out of the working medium into the working machine and/or drive machine, a separating device connected to the oil return for separating working medium contained in the oil returned in the oil return. The separating device has a heating device for heating the returned oil. The invention is characterized in that the heating device for heating the returned oil is supplied with heat from the working medium and/or with heat by means of which the liquid or vaporous working medium is also heated in order to operate the working machine and/or drive machine.

Description

Ölsystem zur Schmierölversorgung einer Arbeits- und/oder Antriebsmaschine  Oil system for lubricating oil supply of a working and / or drive machine
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ölsystem zur Schmierölversorgung einer Arbeits- und/oder Antriebsmaschine, insbesondere zur Schmierölversorgung einer Dampfkraftmaschine, die mit einem flüssigen oder dampfförmigen Arbeitsmedium betrieben wird. Prinzipiell ist es auch vorstellbar, dass anstelle eines The present invention relates to an oil system for supplying lubricating oil to a working and / or driving machine, in particular for lubricating oil supply of a steam engine, which is operated with a liquid or vaporous working medium. In principle, it is also conceivable that instead of a
dampfförmigen Arbeitsmediums auch ein anderes, zumindest in bestimmten Betriebszuständen gasförmiges Arbeitsmedium verwendet wird. Arbeits- oder Antriebsmaschinen mit einem Ölsystem zur Schmierölversorgung zu versehen, um Lagerstellen beziehungsweise sich relativ zueinander bewegende Teile zu schmieren und/oder um die Arbeitsmaschine beziehungsweise vaporous working medium and another, at least in certain operating conditions gaseous working medium is used. Work or drive machines to be provided with an oil system for lubricating oil supply to lubricate bearings or relatively moving parts and / or to the work machine or
Antriebsmaschine zu kühlen, ist bekannt. Eine solche Arbeitsmaschine, wie sie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Schmieröl versorgt wird, ist beispielsweise eine Dampfkraftmaschine (Dampfexpander) oder eine Pumpe, insbesondere Speisepumpe in einem Dampfkreislauf. To cool the prime mover is known. Such a working machine, as supplied in accordance with an embodiment of the present invention with lubricating oil, for example, a steam engine (steam expander) or a pump, in particular feed pump in a steam cycle.
Obwohl in solchen Arbeitsmaschinen, beispielsweise Hubkolbenmaschinen in Tauchkolbenbauart, eine gute Abdichtung des Ölsystems gegen Although in such machines, such as reciprocating piston piston engines, a good seal of the oil system against
arbeitsmediumführende Bereiche, insbesondere den Arbeitsraum, erreicht werden kann, beispielsweise durch Vorsehen eines separaten Kurbelraumes mit Work medium leading areas, in particular the working space, can be achieved, for example, by providing a separate crankcase with
Kurbelwelle, Pleuel usw., kommt es in der Praxis zu einer geringfügigen Crankshaft, connecting rod, etc., there is a minor in practice
Ölverschleppung in das Arbeitsmedium. Dies ist zum einen nachteilig für den Arbeitsmediumkreislauf. Zum anderen bedeutet dies einen Ölverlust im Ölsystem. Oil carryover into the working medium. This is on the one hand disadvantageous for the working medium circuit. On the other hand, this means oil loss in the oil system.
Es ist möglich, das in das Arbeitsmedium eingetragene Öl mittels eines It is possible, the registered in the working medium oil by means of a
Ölabscheiders im Arbeitsmediumkreislauf abzuscheiden und dem Ölsystem erneut zuzuführen. Separate oil separator in the working medium circuit and feed the oil system again.
Eine solche Ölrückführung birgt die Gefahr, dass aufgrund eines im aus dem Arbeitsmedium abgeschiedenen Öl mitgeführten Arbeitsmediumanteils Such oil return involves the risk that due to an entrained in the working medium oil entrained working medium content
BESTÄTIGUNGSKOPIE Arbeitsmedium in das Ölsystem eingetragen wird und die Schmierfähigkeit des Öls herabsetzt. Auch an Schnittstellen in der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine zwischen Arbeitsmedium und Ölsystem kann im ungünstigen Fall Arbeitsmedium in das Ölsystem eindringen. CONFIRMATION COPY Working fluid is added to the oil system and reduces the lubricity of the oil. Even at interfaces in the working and / or drive machine between the working medium and the oil system can in the worst case working medium penetrate into the oil system.
EP 1 525 912 AI beschreibt eine Anordnung zur Aufbereitung von Motoröl in einem Kraftfahrzeug, bei welcher Kraftstoffverunreinigungen im Motoröl in einem elektrisch beheizten Destillationsraum ausgetrieben werden, wobei dadurch hohe Motoröltemperaturen erreicht werden, sodass stets nur ein sehr kleiner Anteil des Motorölstromes im Destillationsraum erhitzt wird. EP 1 525 912 A1 describes an arrangement for the treatment of engine oil in a motor vehicle, in which fuel contaminants in the engine oil are expelled in an electrically heated distillation space, thereby achieving high engine oil temperatures, so that only a very small proportion of the engine oil flow is always heated in the distillation space.
WO 2007/014942 A2 schlägt vor, Öl hinter einem Dampfexpander aus dem WO 2007/014942 A2 proposes to remove oil behind a steam expander from the
Dampfkreislauf abzutrennen und vor dem Expander wieder zuzuführen. DE 100 54 032 AI beschreibt eine mit Heißdampf betriebene Wärmekraftmaschine mit einem Ölabscheider. Separate steam cycle and feed again before the expander. DE 100 54 032 A1 describes a heat engine operated with superheated steam with an oil separator.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ölsystem zur The present invention has for its object to provide an oil system for
Schmierölversorgung einer Arbeits- und/oder Antriebsmaschine anzugeben, das hinsichtlich der genannten Probleme gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Insbesondere soll sich das Ölsystem durch eine wirkungsvolle und energetisch günstige Trennung des Öls und des Arbeitsmediums der Arbeits- und/oder To provide lubricating oil supply to a working and / or driving machine, which is improved in terms of the aforementioned problems compared to the prior art. In particular, the oil system by an effective and energetically favorable separation of the oil and the working fluid of the labor and / or
Antriebsmaschine auszeichnen. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Ölsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Ferner wird ein erfindungsgemäßes Verfahren insbesondere zum Betrieb eines Distinguish prime mover. The object of the invention is achieved by an oil system with the features of claim 1. In the dependent claims advantageous and particularly expedient embodiments of the invention are given. Furthermore, a method according to the invention is particularly suitable for the operation of a
erfindungsgemäßen Ölsystems angegeben. Das erfindungsgemäße Ölsystem, welches insbesondere zur Schmierölversorgung einer Dampfkraftmaschine und somit als Teil eines Dampfkraftsystems ausgeführt ist, wobei die Dampfkraftmaschine (oder die sonstige Arbeits- und/oder indicated oil system according to the invention. The oil system according to the invention, which is designed in particular for lubricating oil supply to a steam engine and thus as part of a steam power system, the steam engine (or the other working and / or
Antriebsmaschine) mit einem flüssigen oder dampfförmigen (ggf. auch Drive machine) with a liquid or vaporous (possibly also
gasförmigen) Arbeitsmedium betrieben wird, weist eine mit der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine, insbesondere Dampfkraftmaschine verbundene Ölrückführung auf, um aus der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine (Dampfkraftmaschine) und/oder dem Arbeitsmedium ausgeleitetes Öl in die Arbeits- und/oder gaseous) working medium, has a connected to the working and / or drive machine, in particular steam engine oil return to order from the working and / or drive machine (steam engine) and / or the working medium discharged oil into the working and / or
Antriebsmaschine (Dampfkraftmaschine) rückzuführen. Return engine (steam engine).
Um nun einen zunehmenden Anteil von Arbeitsmedium im Öl des Ölsystems zu verhindern, ist in der Ölrückführung eine Ausscheidevorrichtung zum Ausscheiden von dem in dem in der Ölführung rückgeführten Öl enthaltenen Arbeitsmedium vorgesehen, wobei die Ausscheidevorrichtung eine Heizeinrichtung zum Erhitzen des rückgeführten Öls aufweist, insbesondere bis zur teilweise oder vollständigen Verdampfung des im rückgeführten Öl enthaltenen Arbeitsmediums. In order now to prevent an increasing proportion of working fluid in the oil of the oil system, a separation device is provided for exiting the working medium contained in the recirculated oil in the oil guide working fluid in the oil return, wherein the separation device has a heater for heating the recirculated oil, in particular up to partial or complete evaporation of the working medium contained in the recycled oil.
Erfindungsgemäß wird die Heizeinrichtung mit Wärme aus dem Arbeitsmedium der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine selbst und/oder mit Wärme aus einem According to the invention, the heating device with heat from the working medium of the working and / or driving machine itself and / or with heat from a
Wärmestrom betrieben, mit welchem das Arbeitsmedium zum Betrieb der Arbeitsund/oder Antriebsmaschine erhitzt wird. Mit anderen Worten kann dieselbe Heat flow operated, with which the working fluid is heated to operate the working and / or driving machine. In other words, the same
Wärmequelle zum Erhitzen des Arbeitsmediums und zur Wärmeeinsparung zwecks Erhitzung des rückgeführten in die Heizeinrichtung genutzt werden. Somit wird im System vorhandene Wärme zum Erhitzen des rückgeführten Öls in der Heat source for heating the working medium and to save heat for the purpose of heating the recirculated are used in the heater. Thus, in the system existing heat for heating the recirculated oil in the
Heizeinrichtung genutzt und es kann insbesondere auf eine elektrische Beheizung verzichtet werden. Generell könnte jedoch eine elektrische Zusatzheizung in Betracht kommen. Wenn beispielsweise die Arbeits- und/oder Antriebsmaschine als Dampfkraftmaschine ausgeführt ist, die mit einem dampfförmigen Used heater and it can be dispensed in particular to an electric heating. In general, however, an electric booster heater could be considered. For example, if the working and / or driving machine is designed as a steam engine, with a vapor
Arbeitsmedium betrieben wird, so kann der Wärmestrom, der zur Verdampfung des Arbeitsmedium herangezogen wird, auch zur Erhitzung des rückgeführten Öls in der Heizeinrichtung herangezogen werden. Ein solcher Wärmestrom kann beispielsweise der Abwärmestrom eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug oder einer stationären Anlage sein. Insbesondere kommt hier der Wärmestrom aus einem Abgasstrom des Verbrennungsmotors in Betracht. Zusätzlich oder alternativ kann auch Wärme aus dem Arbeitsmedium selbst als Wärmequelle für die Heizeinrichtung zum Erhitzen des rückgeführten Öls herangezogen werden. Hierfür kann vorteilhaft die Heizeinrichtung einen Operating medium is operated, the heat flow, which is used for the evaporation of the working fluid, are also used for heating the recirculated oil in the heater. Such heat flow can For example, be the waste heat flow of an internal combustion engine in a motor vehicle or a stationary system. In particular, the heat flow from an exhaust gas stream of the internal combustion engine comes into consideration here. Additionally or alternatively, heat from the working medium itself can be used as a heat source for the heater for heating the recirculated oil. For this purpose, advantageously, the heater a
Wärmetauscher aufweisen, der vom Arbeitsmedium oder einem mittels des Arbeitsmediums erhitzen Wärmeträgermediums durchströmt wird, um Wärme in die Heizeinrichtung zum Erhitzen des rückgeführten Öls abzugeben. Auch Have heat exchanger, which is flowed through by the working medium or a heated medium by means of the working medium heat transfer medium to release heat in the heater for heating the recirculated oil. Also
Abwärme des rückgeführten Öls, nachdem dieses mit der Heizeinrichtung erhitzt worden ist, kommt in Betracht.  Waste heat of the recirculated oil after it has been heated with the heater comes into consideration.
Da in einer solchen Ausscheidevorrichtung nach dem Erhitzen des rückgeführten Öls mit dem Arbeitsmediumanteil die Flüssigkeitswärme des Öls den Since in such a separating device after heating the recirculated oil with the working medium content, the liquid heat of the oil
überwiegenden Wärmeanteil darstellt, kann der Heizeinrichtung in represents predominant proportion of heat, the heater can in
Strömungsrichtung des rückgeführten Öls im Ölstrom ein Vorwärmer vorgeschaltet werden, der besonders günstig als Flüssigkeits-Flüssigkeits-Vorwärmer ausgeführt ist, der auf seiner einen Seite mit dem aus der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine und/oder dem Arbeitsmedium ausgeleiteten Öl, welches den Arbeitsmediumanteil aufweist, zu dessen Vorwärmung beaufschlagt ist, und auf seiner anderen Seite mit dem durch die Heizeinrichtung erhitzten rückgeführten Öl, aus welchem das Arbeitsmedium ausgeschieden wurde. Somit kann die Wärme des vollständig oder im Wesentlichen arbeitsmediumfreien, durch die Heizeinrichtung der Flow direction of the recirculated oil in the flow of oil a preheater are preceded, which is particularly advantageous designed as liquid-liquid preheater, which on its one side with the discharged from the working and / or drive machine and / or the working fluid oil, which has the working fluid content , is applied to the preheating, and on its other side with the heated by the heater return oil, from which the working medium was excreted. Thus, the heat of the completely or substantially free of working medium, by the heating of the
Ausscheidevorrichtung erhitzten rückgeführten Öls zur Vorwärmung des Separator device of heated recirculated oil to preheat the
nachfolgenden aus der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine und/oder dem following from the working and / or driving machine and / or the
Arbeitsmedium ausgeleiteten Öls, das rückgeführt werden soll, verwendet werden, wobei der Vorwärmer vorteilhaft nach dem Gegenstromprinzip arbeitet, das heißt die Strömungsrichtung des mit der Heizeinrichtung erhitzten rückgeführten Öls ist der Strömungsrichtung des ausgeleiteten Öls entgegengesetzt. Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform werden zwei Ölströme der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine rückgeführt, nämlich ein erster Ölstrom aus einem im Arbeitsmediumstrom positionierten Ölabscheider über eine erste Working medium discharged oil to be recycled, can be used, the preheater advantageously operates on the countercurrent principle, that is, the flow direction of the heated with the heater recirculated oil is opposite to the flow direction of the discharged oil. According to one embodiment of the invention, two oil streams of the working and / or driving machine are returned, namely a first oil flow from an oil separator positioned in the working medium flow via a first oil flow
Ölrückführleitung und ein zweiter Ölstrom aus der Arbeits- und/oder Oil return line and a second oil flow from the working and / or
Antriebsmaschine, beispielsweise aus dem Kurbelraum einer Dampfkraftmaschine in Hubkolbenbauart, insbesondere Tauchkolbenbauart, über eine zweite Drive machine, for example, from the crankcase of a steam engine in Hubkolbenbauart, in particular plunger type, via a second
Ölrückführleitung, die ölseitig an der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine angeschlossen ist und mit der ersten Ölrückführleitung zusammengeführt wird, beispielsweise in einem Sammelbehälter. Ein solcher Sammelbehälter kann in der oben beschriebenen Ausführungsform mit Vorwärmer vorteilhaft in Oil return line, which is connected on the oil side to the working and / or drive machine and is brought together with the first oil return line, for example in a collecting container. Such a collecting container can be advantageous in the embodiment described above with preheater
Strömungsrichtung des rückgeführten Öls dem Vorwärmer vorgeschaltet sein und ein Heizbehälter zur Aufnahme des rückgeführten, mittels der Heizeinrichtung aufzuheizenden Öls kann dem Sammelbehälter und insbesondere dem Vorwärmer nachgeschaltet sein, sodass das aus der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine und/oder dem Arbeitsmedium ausgeleitete Öl zunächst in den Sammelbehälter, dann durch den Vorwärmer und anschließend in den Heizbehälter strömt. Aus dem Heizbehälter kann das erhitzte Öl dann als Wärmeträger der anderen  Flow direction of the recirculated oil upstream of the preheater and a heating tank for receiving the recirculated, heated by the heater oil can be connected downstream of the sump and in particular the preheater, so that the discharged from the working and / or drive machine and / or the working fluid first in the collecting container, then through the preheater and then flows into the heating tank. From the heating tank, the heated oil can then as a heat transfer medium of others
wärmeabgebenden Seite des Vorwärmers zugeführt und anschließend supplied to the heat-emitting side of the preheater and then
insbesondere über eine Ölpumpe in die Arbeits- und/oder Antriebsmaschine rückgeführt werden. Somit wird energetisch äußerst günstig das dem Heizbehälter zugeführte Öl vorgewärmt und das der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine rückgeführte Öl gekühlt und dadurch die dem Heizbehälter von außen be returned in particular via an oil pump in the working and / or drive machine. Thus, the energy supplied to the heating tank is preheated energetically and extremely favorably, and the oil returned to the working and / or driving machine is cooled and thereby the heating tank from the outside
zuzuführende Wärme, beispielsweise aus dem Abgasstrom eines heat to be supplied, for example, from the exhaust stream of a
Verbrennungsmotors, in dessen Antriebsstrang die Arbeits- und/oder Internal combustion engine, in whose drive train the working and / or
Antriebsmaschine beispielsweise als Dampfkraftmaschine oder Speisepumpe, insbesondere bei einem Fahrzeugantriebsstrang, angeordnet ist, minimiert. Die Ölkühlung dient dazu, eine ausreichende Viskosität des Öls sicherzustellen. Drive machine is arranged, for example, as a steam engine or feed pump, in particular in a vehicle drive train, minimized. The oil cooling is used to ensure a sufficient viscosity of the oil.
Ein erfindungsgemäßes Dampfkraftsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, weist entsprechend einen Dampfkreislauf auf, in dem das Arbeitsmedium zumindest teilweise im dampfförmigen Zustand zirkuliert. Im Dampfkreislauf ist eine Dampfkraftmaschine, insbesondere eine Speisepumpe, und ein Kondensator angeordnet. Die Dampfkraftmaschine und/oder die Speisepumpe ist mit einem erfindungsgemäßen Ölsystem schmierölversorgt. Vorteilhaft wird dabei ein Ölabscheider stromaufwärts des Kondensators und stromabwärts der Dampfkraftmaschine oder im Bereich des A steam power system according to the invention, in particular for a motor vehicle, accordingly has a steam cycle in which the working medium circulates at least partially in the vaporous state. In the steam cycle is a steam engine, in particular a feed pump, and a capacitor arranged. The steam engine and / or the feed pump is lubricated with an oil system according to the invention. An oil separator is advantageous upstream of the condenser and downstream of the steam engine or in the region of
Arbeitsmediumeinlasses am Kondensator beziehungsweise im Bereich des Arbeitsmediumauslasses an der Dampfkraftmaschine im Dampfkreislauf positioniert und das mit diesem Ölabscheider aus dem Arbeitsmedium Arbeitsmediumeinlasses positioned on the condenser or in the range of Arbeitsmediumauslasses on the steam engine in the steam cycle and with this oil separator from the working medium
abgeschiedene Öl durch Erwärmen in einer Ausscheidevorrichtung behandelt, um den Arbeitsmediumanteil im rückgeführten Öl zu minimieren oder zu eliminieren. Zusätzlich kann auch unmittelbar aus der Dampfkraftmaschine und/oder der Speisepumpe abgeleitetes Öl entsprechend zum Ausscheiden des separated oil treated by heating in a separator to minimize or eliminate the working medium content in the recirculated oil. In addition, also derived directly from the steam engine and / or the feed pump oil according to the departure of the
Arbeitsmediumanteils erhitzt werden. Be heated working medium proportion.
Um das in der Ausscheidevorrichtung durch Aufheizen und insbesondere das im Sammelbehälter zusätzlich abgetrennte Arbeitsmedium zurück in den To that in the separation device by heating and in particular in the collecting container additionally separated working fluid back into the
Arbeitsmediumkreislauf zu führen, ist vorteilhaft eine Absaugeinrichtung an der Ausscheidevorrichtung, insbesondere dem Heizbehälter und/oder dem To guide working medium circuit is advantageously a suction device on the separation device, in particular the heating tank and / or the
Sammelbehälter angeschlossen, welche das dampfförmige (gasförmige) Connected collecting tank, which is the vaporous (gaseous)
Arbeitsmedium absaugt und dem Arbeitsmediumkreislauf zuführt. Eine solche Absaugeinrichtung kann beispielsweise als Ejektor ausgeführt sein oder einen solchen umfassen, der derart im Arbeitsmediumstrom ausgerichtet ist, dass er eine Saugwirkung erzeugt. Als günstige Position für einen solchen Ejektor ist der Bereich des Dampfkreislaufes zwischen der Dampfkraftmaschine und dem  Aspirates working medium and supplies the working medium circuit. Such a suction device can be embodied, for example, as an ejector or comprise one which is aligned in the working medium flow in such a way that it generates a suction effect. As a favorable position for such an ejector is the area of the steam cycle between the steam engine and the
Kondensator, einschließlich des Arbeitsmediumeinlasses am Kondensator und des Arbeitsmediumauslasses an der Dampfkraftmaschine anzusehen, insbesondere in Strömungsrichtung des Dampfes hinter dem Ölabscheider. Als Arbeitsmedium kommt beispielsweise Wasser in Betracht. Als günstig hat sich jedoch auch ein Alkohol, beispielsweise Ethanol erwiesen. Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels exemplarisch beschrieben werden. See condenser, including the working medium inlet on the condenser and the Arbeitsmediumauslasses on the steam engine, especially in the flow direction of the steam behind the oil separator. As a working medium, for example, water comes into consideration. However, an alcohol, for example ethanol, has proved to be favorable. The invention will be described below by way of example with reference to an embodiment.
In der Figur 1 ist ein Dampfkraftsystem mit einer Dampfkraftmaschine 1 und einem Kondensator 4 in einem Dampfkreislauf 21 dargestellt. Ferner erkennt man die Speisepumpe 2 und den Verdampfer 22 als weitere übliche Aggregate des Dampfkreislaufes 21. FIG. 1 shows a steam power system with a steam engine 1 and a condenser 4 in a steam circuit 21. Furthermore, one recognizes the feed pump 2 and the evaporator 22 as further conventional units of the steam cycle 21st
Der Speisepumpe 2 ist ein Bypass 23 zugeordnet, mit einem Bypassventil 18, dessen Öffnungsstellung über einen abgasumströmten Fühlerbehälter 17 bestimmt wird. Der Fühlerbehälter 17 ist über eine Kapillarleitung oder sonstige Leitung mit dem Bypassventil 18 verbunden, derart, dass die Druck- bzw. Volumenänderung des im Fühlerbehälter 17 eingeschlossenen Volumens in Abhängigkeit der The feed pump 2 is associated with a bypass 23, with a bypass valve 18, the open position of which is determined by a sensor tank 17 which flows around the exhaust gas. The sensor container 17 is connected via a capillary or other line to the bypass valve 18, such that the pressure or volume change of the trapped in the sensor container 17 volume in dependence of
Abgastemperatur den Ventilkörper des Bypassventils 18 betätigt beziehungsweise mehr oder minder verschiebt, um dadurch den Strömungsquerschnitt des Exhaust gas temperature actuates the valve body of the bypass valve 18 or more or less shifts, thereby the flow cross-section of the
Bypassventils 18 zu verändern. Die Betätigung kann beispielsweise über eine Membran erfolgen. Die Positionierung des Fühlerbehälters 17 ist vorliegend im Abgasstrom 24 eines Verbrennungsmotors vor beziehungsweise am Abgaseintritt eines Heizbehälters 7, auf den später im Einzelnen eingegangen wird, vorgesehen. Die Positionierung an einer anderen Stelle ist möglich.  Bypass valve 18 to change. The actuation can be effected for example via a membrane. The positioning of the sensor container 17 is present in the exhaust stream 24 of an internal combustion engine before or at the exhaust gas inlet of a heating tank 7, which will be discussed in detail later, provided. Positioning in another position is possible.
Ein Teil der Wärme des Abgasstromes 24 wird zur Verdampfung des Part of the heat of the exhaust stream 24 is used to vaporize the
Arbeitsmediums im Verdampfer 22 und zusätzlich zum Erhitzen des Öls des Ölsystems im Heizbehälter 7 verwendet. Hierzu können der Verdampfer 22 und der Heizbehälter 7 parallel oder in Reihe zueinander, bei letzterem vorzugsweise mit dem Heizbehälter 7 vor dem Verdampfer 22 oder auch in anderer Reihenfolge positioniert sein. Working medium used in the evaporator 22 and in addition to heating the oil of the oil system in the heating tank 7. For this purpose, the evaporator 22 and the heating tank 7 may be parallel or in series with each other, in the latter preferably positioned with the heating tank 7 in front of the evaporator 22 or in a different order.
Auf der Austrittsseite der Speisepumpe 2 ist im Dampfkreislauf 21, insbesondere unmittelbar am Austritt der Speisepumpe 2, ein Rückschlagventil 16 vorgesehen, welches eine RückStrömung von Arbeitsmedium vermeidet. In Strömungsrichtung des Arbeitsmediums vor der Speisepumpe 2 ist ein Druckausgleichsbehälter 19 vorgesehen, der stärkere Druckschwankungen aufgrund des intermittierenden Förderns, besonders bei Verwendung einer Einzylinderhubkolbenpumpe bei einer längeren Pumpenansaugleitung vermeidet. Dieser Druckausgleichsbehälter 19 besteht in einer einfachen Form aus einem voluminösen Rohr mit zusätzlicher gasseitiger Druckausgleichsleitung 20, welche die Gasseite des On the outlet side of the feed pump 2, a check valve 16 is provided in the steam circuit 21, in particular directly at the outlet of the feed pump 2, which avoids a return flow of working medium. In the flow direction the working medium in front of the feed pump 2, a surge tank 19 is provided which avoids stronger pressure fluctuations due to the intermittent conveying, especially when using a Einzylinderhubkolbenpumpe with a longer Pumpenansaugleitung. This pressure equalization tank 19 is in a simple form of a voluminous tube with additional gas-side pressure equalization line 20, which the gas side of
Druckausgleichsbehälters 19 mit der Gasseite des Arbeitsmediumvorratsbehälters 5, der in Strömungsrichtung zwischen dem Kondensator 4 und der Speisepumpe 2 im Arbeitsmediumkreislauf (Dampfkreislauf 21) positioniert ist verbindet. Die Höhenzuordnung zwischen dem Arbeitsmediumvorratsbehälter 5 und dem Pressure equalization tank 19 with the gas side of the working medium reservoir 5, which is positioned in the flow direction between the condenser 4 and the feed pump 2 in the working medium circuit (steam cycle 21) connects. The height allocation between the working medium reservoir 5 and the
Druckausgleichsbehälter 19 sollte vorteilhaft derart gewählt werden, dass sich im Druckausgleichsbehälter 19 ein Flüssigkeitsspiegel ausbildet.  Pressure equalization tank 19 should advantageously be selected such that forms a liquid level in the surge tank 19.
Im vorliegenden Fall ist, wie gezeigt, der Arbeitsmediumvorratsbehälter 5 unmittelbar neben dem Kondensator 4 platziert. Sollte dies nicht möglich sein, so kann auch durch einen Siphon 30 in der Kondensatoraustrittsleitung der In the present case, as shown, the working medium reservoir 5 is placed immediately adjacent to the condenser 4. If this is not possible, then by a siphon 30 in the condenser outlet line of the
Flüssigkeitsstand des Arbeitsmediums im Kondensator 4 festgelegt werden. Liquid level of the working medium in the condenser 4 are set.
In Strömungsrichtung des Arbeitsmediums hinter der Dampfkraftmaschine 1 ist ein Ölabscheider 3 vorgesehen, der beispielsweise als Zyklonabscheider In the flow direction of the working medium behind the steam engine 1, an oil separator 3 is provided, for example, as a cyclone separator
ausgeführt ist. Die Positionierung des Ölabscheiders 3 am Arbeitsmediumauslass der Dampfkraftmaschine 1 ist günstig, da dort die geringste Arbeitsmediumdichte und damit der größte Unterschied zur Öldichte vorherrscht. Je nachdem, wie gut oder schlecht das Öl abgeschieden wird, sollte eine mehr oder weniger große Ölsverschleppung in den hinter dem Kondensator 4 befindlichen größeren is executed. The positioning of the oil separator 3 at Arbeitsmediumauslass the steam engine 1 is favorable, since there prevails the lowest working medium density and thus the largest difference to the oil density. Depending on how well or poorly the oil is separated, should a more or less large Ölsverschleppung located in the behind the condenser 4 larger
Arbeitsmediumvorratsbehälter 5 bei der Dimensionierung des gesamten Olvorrats berücksichtigt werden.  Working medium reservoir 5 are taken into account in the dimensioning of the entire Olvorrats.
Eine weitere Olableitung erfolgt aus der Dampfkraftmaschine 1, beispielsweise aus deren Kurbelraum. Sowohl das im Ölabscheider 3 abgeschiedene als auch das aus der Dampfkraftmaschine 1 abgeleitete Öl weisen in der Regel einen Another Olableitung takes place from the steam engine 1, for example, from the crankcase. Both the separated in the oil separator 3 and the derived from the steam engine 1 oil usually have one
Arbeitsmediumanteil auf, der in das Ölsystem entsprechend eingetragen wird. Erfindungsgemäß ist nun eine Ausscheidevorrichtung 25 für das in das Ölsystem mit dem ausgeleiteten beziehungsweise abgeschiedenen Öl eingetragene Working medium content, which is entered in the oil system accordingly. According to the invention, a separation device 25 is now registered for the oil introduced into the oil system with the discharged or separated oil
Arbeitsmedium vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst diese eine erste Ölrückführleitung 26, die das im Ölabscheider 3 abgeschiedene Working medium provided. In the illustrated embodiment, this includes a first oil return line 26, which deposited in the oil separator 3
(ausgeleitete) arbeitsmediumhaltige Öl in einen Sammelbehälter 6 führt, und eine zweite Ölrückführleitung 27, die das aus der Dampfkraftmaschine 1 ausgeleitete arbeitsmediumhaltige Öl in den Sammelbehälter 6 führt. (Spilled) working medium-containing oil into a collecting container 6 leads, and a second oil return line 27, which leads the discharged from the steam engine 1 Arbeitsmediumhaltige oil into the collecting container 6.
Um vor allem beim Kaltstart des Dampfkraftsystems, bei einem anfänglichen Flüssigkeitsanteil des Arbeitsmediums durch Expansion im Zweiphasengebiet in der kalten Dampfkraftmaschine 1 einen übermäßigen Arbeitsmediumeintrag ins Ölsystem zu vermeiden, kann in der ersten Ölrückführleitung 26, wie dargestellt, eine Drossel 14, insbesondere Festdrossel, vorgesehen sein und/oder diese erste Ölrückführleitung 26 kann als Kapillare ausgeführt sein. Zusätzlich oder alternativ kann das arbeitsmediumführende austrittsseitige Rohr im Ölabscheider 3 als Tauchrohr 13 ausgeführt sein. In order to avoid an excessive working medium entry into the oil system, especially during the cold start of the steam power system, with an initial liquid content of the working medium by expansion in the two-phase region in the cold steam engine 1, in the first oil return line 26, as shown, a throttle 14, in particular fixed throttle, can be provided and / or this first oil return line 26 may be designed as a capillary. Additionally or alternatively, the working fluid-carrying outlet-side tube may be performed in the oil separator 3 as a dip tube 13.
Aus dem Sammelbehälter 6 wird das arbeitsmediumhaltige Öl letztendlich in den Heizbehälter 7 geleitet. Hier wird es durch Wärmezufuhr mittels einer From the collecting tank 6, the working medium-containing oil is finally passed into the heating tank 7. Here it is by supplying heat by means of a
Heizeinrichtung 28 erhitzt, bis das Arbeitsmedium aus dem Öl ausdampft. Heating device 28 is heated until the working medium evaporates from the oil.
Zusätzlich oder alternativ zu der hier gezeigten Durchströmung der Additionally or alternatively to the flow shown here
Heizeinrichtung 28 mit Abgas, könnte dies vom heißen Arbeitsmedium  Heating device 28 with exhaust, this could be from the hot working medium
durchströmt werden, um die Wärmezufuhr in das Öl zu bewirken. Auch eine elektrische oder anders arbeitende Zusatzheizeinrichtung kommt in Betracht. Beim Arbeitsmedium Ethanol kann beispielsweise eine Erhitzung auf mehr als 130° oder 140 °C, insbesondere auf 150 °C oder mehr erfolgen. Das ausgedampfte be flowed through to effect the supply of heat into the oil. An electric or other working additional heater comes into consideration. For example, the working medium ethanol can be heated to more than 130 ° or 140 ° C., in particular to 150 ° C. or more. The steamed
Arbeitsmedium wird aus dem Heizbehälter 7 und vorliegend zusätzlich auch aus dem Sammelbehälter 6 über Dampfleitungen 9, 10 einem im Dampfkreislauf 21 zwischen dem Ölabscheider 3 und dem Kondensator 4 vorgesehenen Ejektor 8 zugeführt, unter Zuhilfenahme der Saugwirkung des Ejektors 8. Hierfür ist die Dampfseite des Heizbehälters 7 über die Dampfleitung 10 mit der Dampfseite des Sammelbehälters 6 verbunden. Working fluid is from the heating tank 7 and in the present case also from the collecting container 6 via steam lines 9, 10 supplied to an ejector 8 in the steam cycle 21 between the oil separator 3 and the condenser 4, with the aid of the suction of the ejector 8. For this purpose, the steam side of the heating container 7 via the steam line 10 with the steam side of the collecting container. 6 connected.
Da die Flüssigkeitswärme des Öls im Heizbehälter 7 den überwiegenden Since the liquid heat of the oil in the heating tank 7 the vast majority
Wärmeanteil darstellt, ist ein Vorwärmer 11 in der Ausscheidevorrichtung 25 vorgesehen, durch welchen das aus dem Heizbehälter 7 ausströmende Represents heat fraction, a preheater 11 is provided in the separation device 25, through which the effluent from the heating tank 7
arbeitsmediumarme Öl (in der Zufuhrleitung 29) im Gegenstrom zu dem aus dem Sammelbehälter 6 ausströmenden in den Heizbehälter 7 einströmenden low-working medium oil (in the supply line 29) in countercurrent to the effluent from the reservoir 6 flowing into the heating tank 7
arbeitsmediumreichen Öl strömt, bevor es mittels der Ölpumpe 12, die als druckgeregelte Pumpe oder ungeregelte Pumpe, insbesondere als Zahnradpumpe, ausgeführt ist, in herkömmlicher Weise auf den gewünschten Druck gebracht und im weiteren Verlauf den Schmierstellen der Dampfkraftmaschine 1 und/oder der Speisepumpe 2 zugeführt wird. Working medium-rich oil flows before it by means of the oil pump 12, which is designed as a pressure-controlled pump or unregulated pump, in particular as a gear pump, brought in a conventional manner to the desired pressure and further supplied to the lubrication points of the steam engine 1 and / or the feed pump 2 becomes.
In vorteilhafter Weise sind Sammelbehälter 6, Vorwärmer 11 und Heizbehälter 7 in einem Gehäuse oder Behälter oder einer sonstigen Tragstruktur montiert, der/die unmittelbar unter der Dampfkraftmaschine 1 als größere Ölwanne befestigt ist.Advantageously, collecting container 6, preheater 11 and heating container 7 are mounted in a housing or container or other support structure, which is attached directly below the steam engine 1 as a larger oil pan.
Durch zahlreiche Umlenkbleche kann nicht nur im Vorwärmer 11, sondern auch im Heizbehälter 7 ein längerer Gegenstrom realisiert werden, um schädliche By numerous baffles not only in the preheater 11, but also in the heating tank 7, a longer countercurrent can be realized to harmful
Mischvorgänge zu vermeiden. Abgas und„sauberes" arbeitsmediumarmes Öl strömen insbesondere auf kürzerem Weg durch mehrere parallele Rohre. Der Öleinfüllstutzen 15 befindet sich vorzugsweise auf der„sauberen" Ölseite. Avoid mixing operations. Exhaust gas and "clean" low-working-medium oil flow in particular over a shorter path through a plurality of parallel tubes The oil filler neck 15 is preferably located on the "clean" oil side.
Die Erfindung ist besonders zur Schmierölversorgung einer Dampfkraftmaschine und/oder einer Speisepumpe der dargestellten Art in einem The invention is particularly for lubricating oil supply of a steam engine and / or a feed pump of the type shown in one
Fahrzeugantriebsstrang geeignet, wobei Abgaswärme eines Abgasstromes eines Verbrennungsmotors zum Antrieb des Fahrzeugs zum Verdampfen des Arbeitsmediums des Dampfkreislaufes und zum Erhitzen des rückgeführten Öls, um das Arbeitsmedium aus dem rückgeführten Öl auszutreiben, genutzt wird. Vehicle powertrain suitable, wherein exhaust heat of an exhaust gas stream of an internal combustion engine for driving the vehicle to evaporate the Working medium of the steam cycle and for heating the recirculated oil to expel the working fluid from the recirculated oil, is used.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Dampfkraftmaschine 1 steam engine
2 Speisepumpe  2 feed pump
3 Ölabscheider  3 oil separators
4 Kondensator  4 capacitor
5 Arbeitsmediumvorratsbehälter 5 working medium reservoir
6 Sammelbehälter 6 collection containers
7 Heizbehälter  7 heating tank
8 Ejektor  8 ejector
9, 10 Dampfleitungen  9, 10 steam pipes
11 Vorwärmer  11 preheaters
12 Ölpumpe  12 oil pump
13 Tauchrohr  13 dip tube
14 Drossel  14 throttle
15 Öleinfüllstutzen  15 oil filler neck
16 Rückschlagventil  16 check valve
17 Fühlerbehälter  17 sensor containers
18 Bypassventil  18 bypass valve
19 Druckausgleichsbehälter  19 pressure equalization tank
20 Druckausgleichsleitung  20 pressure compensation line
21 Dampfkreislauf  21 steam cycle
22 Verdampfer  22 evaporator
23 Bypass zur Speisepumpe  23 Bypass to the feed pump
24 Abgasstrom  24 exhaust gas flow
25 Ausscheidevorrichtung  25 separating device
26 erste Ölrückführleitung  26 first oil return line
27 zweite Ölrückführleitung  27 second oil return line
28 Heizeinrichtung  28 heating device
29 Zufuhrleitung  29 supply line
30 Siphon  30 siphon

Claims

Patentansprüche  claims
Ölsystem zur Schmierölversorgung einer Arbeits- und/oder Oil system for lubricating oil supply of a working and / or
Antriebsmaschine, insbesondere einer Dampfkraftmaschine (1), die mit einem flüssigen oder dampfförmigen Arbeitsmedium betrieben wird; Drive machine, in particular a steam engine (1), which is operated with a liquid or vaporous working medium;
mit einer mit der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine verbundenen with a connected to the working and / or drive machine
Ölrückführung, um aus der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine und/oder dem Arbeitsmedium ausgeleitetes Öl in die Arbeits- und/oder Oil return to the discharged from the working and / or drive machine and / or the working fluid in the working and / or
Antriebsmaschine rückzuführen; Return drive unit;
mit einer mit der Ölrückführung verbundenen Ausscheidevorrichtung (25) zum Ausscheiden von in dem in der Ölrückführung rückgeführten Öl enthaltenen Arbeitsmedium; a separating device (25) connected to the oil return for separating working medium contained in the oil returned in the oil return;
die Ausscheidevorrichtung (25) weist eine Heizeinrichtung (28) zum the separating device (25) has a heating device (28) for
Erhitzen des rückgeführten Öls auf; Heating the recirculated oil to;
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Heizeinrichtung (28) zum Erhitzen des rückgeführten Öls mit Wärme aus dem Arbeitsmedium und/oder mit Wärme, mittels welcher auch das flüssige oder dampfförmige Arbeitsmedium zum Betrieb der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine erhitzt wird, beaufschlagt ist. the heating device (28) for heating the recirculated oil with heat from the working medium and / or with heat, by means of which also the liquid or vaporous working medium is heated to operate the working and / or driving machine, is acted upon.
Olsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsund/oder Antriebsmaschine als Dampfkraftmaschine (1) ausgeführt ist, deren Arbeitsmedium mit einem Abwärmestrom, insbesondere aus dem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors, verdampft wird, und der An oil system according to claim 1, characterized in that the working and / or driving machine is designed as a steam engine (1) whose working fluid is vaporized with a waste heat flow, in particular from the exhaust gas stream of an internal combustion engine, and
Abwärmestrom, Wärme aus dem Abwärmestrom und/oder Wärme aus dem Arbeitsmedium der Heizeinrichtung (28) zum Erhitzen des rückgeführten Öls zugeführt wird. Abwärmestrom, heat from the waste heat stream and / or heat from the working fluid of the heater (28) is supplied to heat the recirculated oil.
Ölsystem gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausscheidevorrichtung (25) einen im Arbeitsmediumstrom positionierten Ölabscheider (3) mit einer ersten Ölrückführleitung (26) umfasst, und ferner eine zweite Ölrückführleitung (27), die ölseitig an der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine angeschlossen ist und mit der ersten Ölrückführleitung (26) zusammengeführt wird, insbesondere in einem Sammelbehälter (6). Oil system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the separating device (25) has a working medium flow positioned oil separator (3) with a first oil return line (26), and further comprises a second oil return line (27), the oil side connected to the working and / or driving machine and is merged with the first oil return line (26), in particular in a collecting container (6).
Ölsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (28) als Verdampfungseinrichtung ausgeführt ist, mittels welcher das im rückgeführten Öl enthaltene Arbeitsmedium verdampft oder vergast wird. Oil system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heating device (28) is designed as an evaporation device, by means of which the working medium contained in the recirculated oil is evaporated or gasified.
Ölsystem gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Oil system according to claim 4, characterized in that the
Heizeinrichtung (28) ein Vorwärmer (11) zum Vorwärmen des Heating device (28) a preheater (11) for preheating the
rückgeführten Öls in Strömungsrichtung des rückgeführten Öls recycled oil in the flow direction of the recirculated oil
vorgeschaltet ist, insbesondere in Strömungsrichtung des rückgeführten Öls hinter der Zusammenführung der ersten und der zweiten Ölrückführleitung (26, 27) oder dem Sammelbehälter (6). upstream, in particular in the flow direction of the recirculated oil behind the merging of the first and the second oil return line (26, 27) or the collecting container (6).
Ölsystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das im Oil system according to claim 5, characterized in that in the
Vorwärmer (11) rückgeführte Öl mit Wärme aus dem Öl, das aus der Heizeinrichtung (28) zur Rückführung in die Arbeits- und/oder Preheater (11) returned oil with heat from the oil from the heater (28) for return to the working and / or
Antriebsmaschine ausgeleitet wird, erwärmt wird. Drive machine is discharged, is heated.
Ölsystem gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölsystem ferner eine mit der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine sowie der Oil system according to claim 6, characterized in that the oil system further comprises a with the working and / or driving machine and the
Ausscheidevorrichtung (25) verbundene Zufuhrleitung (29), insbesondere mit einer Ölpumpe (12), aufweist, die Ausscheidevorrichtung (25) einen Heizbehälter (7) zur Aufnahme des rückgeführten, aufzuheizenden Öls umfasst, der insbesondere dem Sammelbehälter (6) nachgeschaltet ist, die Zufuhrleitung (29) zum Ableiten von rückgeführten Öl aus dem Heizbehälter (7) in diesen mündet, und in Strömungsrichtung des Öls in der Zufuhrleitung (29) der Vorwärmer (11) in der Zufuhrleitung (29) hinter dem Heizbehälter (7) und insbesondere vor der Ölpumpe (12) eingebracht ist, um in den Heizbehälter (7) einströmendes Öl der Ölrückführung mit Wärme aus dem Öl in der Zufuhrleitung (29) zu erwärmen. Separating device (25) connected to the supply line (29), in particular with an oil pump (12), the Ausscheidevorrichtung (25) comprises a heating tank (7) for receiving the recycled oil to be heated, which in particular the collection container (6) is connected downstream Supply line (29) for discharging recycled oil from the heating container (7) opens into this, and in the flow direction of the oil in the Supply line (29) of the preheater (11) in the supply line (29) behind the heating tank (7) and in particular in front of the oil pump (12) is introduced to in the heating tank (7) inflowing oil of the oil return with heat from the oil in the To heat supply line (29).
8. Dampfkraftsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, 8. steam power system, in particular for a motor vehicle,
8.1 mit einem Dampfkreislauf (21), in dem das Arbeitsmedium teilweise im  8.1 with a steam circuit (21), in which the working medium partially in
dampfförmigen Zustand zirkuliert;  vaporous state circulates;
8.2 mit einer im Dampfkreislauf (21) angeordneten Dampfkraftmaschine (1) und einem im Dampfkreislauf (21) angeordneten Kondensator (4);  8.2 with a steam cycle (21) arranged steam engine (1) and a steam cycle (21) arranged capacitor (4);
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
8.3 die Dampfkraftmaschine (1) mit einem Ölsystem gemäß einem der  8.3 the steam engine (1) with an oil system according to one of
Ansprüche 1 bis 7 schmierölversorgt ist.  Claims 1 to 7 lubricating oil is supplied.
Dampfkraftsystem gemäß Anspruch 8 mit einem Olsystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölabscheider (3) stromaufwärts des Kondensators (4) und stromabwärts der Dampfkraftmaschine (1), im Steam power system according to claim 8, having an oil system according to claim 2, characterized in that the oil separator (3) upstream of the condenser (4) and downstream of the steam engine (1), in
Bereich des Arbeitsmediumeinlasses am Kondensator (4) oder im Bereich des Arbeitsmediumauslasses an der Dampfkraftmaschine (1) im  Area of the working medium inlet on the condenser (4) or in the area of the working medium outlet on the steam engine (1) in
Dampfkreislauf (21) positioniert ist.  Steam cycle (21) is positioned.
10. Dampfkraftsystem gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch 10. Steam power system according to one of claims 8 or 9, characterized
gekennzeichnet, dass die Ausscheidevorrichtung (25) eine  in that the separating device (25) has a
Arbeitsmediumrückführung für aus dem Öl ausgeschiedenes Arbeitsmedium aufweist, die in Strömungsrichtung des Dampfes im Dampfkreislauf (21) vor dem Kondensator (4) oder im Bereich des Arbeitsmediumeinlasses im Kondensator (4) und hinter der Dampfkraftmaschine (1) oder im Bereich des Arbeitsmediumauslasses der Dampfkraftmaschine (1), insbesondere hinter dem Ölabscheider (3) mündet. Working medium return for excreted from the oil working medium, in the flow direction of the steam in the steam cycle (21) in front of the condenser (4) or in the region of the working medium inlet in the condenser (4) and behind the steam engine (1) or in the Arbeitsmediumauslasses the steam engine ( 1), in particular behind the oil separator (3) opens.
11. Dam fkraftsystem gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung der Arbeitsmediumrückführleitung als Ejektor (8) ausgeführt ist. 11. Dam fkraft system according to claim 10, characterized in that the mouth of the working medium return line is designed as an ejector (8).
12. Dampfkraftsystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch 12. Steam power system according to one of claims 8 to 11, characterized
gekennzeichnet, dass im Dampfkreislauf (21) ein Verdampfer (22) angeordnet ist, in welchem das Arbeitsmedium durch Zufuhr von Wärme aus einem Wärmeträger, insbesondere Abgas eines Verbrennungsmotors, verdampft wird, und dass die Heizeinrichtung (28) mit demselben  characterized in that in the steam circuit (21) an evaporator (22) is arranged, in which the working medium is evaporated by supplying heat from a heat carrier, in particular exhaust gas of an internal combustion engine, and that the heating device (28) with the same
Wärmeträger zum Erhitzen des rückgeführten Öls beschickt wird.  Heat carrier is charged to heat the recirculated oil.
13. Dampfkraftsystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger parallel durch den Verdampfer (22) und die Heizeinrichtung (28) strömt, oder die Heizeinrichtung (28) im Wärmeträgerstrom 13. Steam power system according to claim 12, characterized in that the heat carrier flows in parallel through the evaporator (22) and the heating device (28), or the heating device (28) in the heat transfer stream
stromaufwärts oder stromabwärts des Verdampfers (22) positioniert ist.  positioned upstream or downstream of the evaporator (22).
14. Verfahren zum Abscheiden von Arbeitsmedium einer schmierölversorgten Arbeits- und/oder Antriebsmaschine, insbesondere Dampfkraftmaschine (1), wobei Schmieröl aus der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine und/oder dem Arbeitsmedium ausgeleitet und der Arbeits- und/oder Antriebsmaschine rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das rückgeführte Öl zum Ausscheiden des Arbeitsmediums erhitzt wird. 14. A method for separating working fluid of a lubricating oil-powered working and / or driving machine, in particular steam engine (1), wherein lubricating oil discharged from the working and / or driving machine and / or the working fluid and the working and / or driving machine is returned, characterized characterized in that the recycled oil is heated to separate the working medium.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung bis zum teilweisen oder vollständigen Verdampfen des Arbeitsmediums fortgeführt wird. 15. The method according to claim 14, characterized in that the heating is continued until the partial or complete evaporation of the working medium.
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