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Dokumentenidentifikation DE102006006373A1 16.08.2007
Titel Verbrennungsmotor- und Dampfkraftwerk zur Stromerzeugung
Anmelder Schaper, Rudolf, 24631 Langwedel, DE
Erfinder Schaper, Rudolf, 24631 Langwedel, DE
DE-Anmeldedatum 11.02.2006
DE-Aktenzeichen 102006006373
Offenlegungstag 16.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.08.2007
IPC-Hauptklasse F03G 7/00(2006.01)A, F, I, 20060211, B, H, DE
Zusammenfassung Vorliegende Erfindung benutzt das Prinzip des Gas- und Dampfkraftwerks (GuD), verwendet jedoch statt einer in dieser Kraftwerkstechnologie üblichen Gasturbine einen Verbrennungsmotor, dessen Abgase bei 3000 U/min bei etwa 500°C am Ausgang des Motorraums liegen.
Die Wärme dieser Abgase wird vermittels eines handelsüblichen Wärmetauschers auf den Dampferzeuger eines Solar- oder Abwärmedampfmotors (s. u. a. meine Patentanmeldung vom 19.12.05 Az.: 102005060881.7) übertragen.
Dadurch kann die eigentlich kostenlose Energie der Sonne oder der Hochtemperaturabwärme ab 400°C aus z. B. Verbrennungsprozessen optimal mit hohem Wirkungsgrad verwertet werden. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Gas- und Dampfkraftwerk (Gas- und Dampfturbine gekoppelt) liegt der Vorteil vorliegender Erfindung in einem ähnlich hohen Wirkungsgrad, wobei ersteres jedoch nicht die eigentlich kostenlose Ausnutzung der Wärmeenergie der Sonne oder der Hochtemperaturabwärme ab 400°C bewerkstelligen kann.
Weitere Vorteile vorliegender Erfindung sind der kostengünstigere Gestehungspreis des Kraftwerks durch Verwendung von weniger aufwendig herzustellenden Verbrennungs- und Dampfmotoren anstatt von Gas- und Dampfturbinen und die mögliche kleinere Dimensionierung, die eine dezentralere und kompaktere (damit verlustfreiere) Fernwärmeversorgung ermöglicht.

Beschreibung[de]

Ein Gas- und Dampfkraftwerk (GuD) produziert elektrischen Strom mit einem hohen Wirkungsgrad indem es die Abgase einer Gasturbine über einen Wärmetauscher zur Dampferzeugung für eine Dampfturbine benutzt, beide Antriebsaggregate treiben Stromgeneratoren an.

Vorliegende Erfindung benutzt das Prinzip des Gas- und Dampfkraftwerks (GuD), verwendet jedoch statt einer in dieser Kraftwerkstechnologie üblichen Gasturbine einen Verbrennungsmotor, dessen Abgase bei 3000U/min bei etwa 500°C am Ausgang des Motorraums liegen.

Die Wärme dieser Abgase wird vermittels eines handelsüblichen Wärmetauschers auf den Dampferzeuger eines Solar- oder Abwärmedampfmotors (s. u.a. meine Patentanmeldung vom 19.12.05 Az.: 102005 060 881.7) übertragen.

Dadurch kann die eigentlich kostenlose Energie der Sonne oder der Hochtemperaturabwärme ab 400°C aus z.B. Verbrennungsprozessen optimal mit hohem Wirkungsgrad verwertet werden.

Das Neuartige an dieser Erfindung ist also, dass die Wärmeübertragug auf den Dampferzeuger des Solar- oder Abwärmedampfmotor weitergeleitet wird, der aufgrund eines geringen systembedingten Wärmeenergieeintrags Zusatzenergie zur Dampferzeugung benötigt.

Im Vergleich zu einem Gas- und Dampfkraftwerk mit Wärmekoppelung von Gasturbine und Dampfturbine liegt der Vorteil vorliegender Erfindung in einem ähnlich hohen Wirkungsgrad, wobei erstere jedoch nicht die eigentlich kostenlose Ausnutzung der Wärmeenergie der Sonne oder der Hochtemperaturabwärme ab 400°C bewerkstelligen kann.

Weitere Vorteile vorliegender Erfindung liegen in dem kostengünstigeren Gestehungspreis des Kraftwerks wegen der Verwendung von weniger aufwendig herzustellenden Verbrennungs- und Dampfmotoren anstatt von Gas- und Dampfturbinen und der möglichen kleineren Dimensionnierung, die eine dezentralere und kompaktere (und damit verlustfreiere) Gebäude- oder Fernwärmeversorgung ermöglicht.

Der in den Patentansprüchen angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen gleichwertigen elektrischen Wirkungsgrad wie beim GuD-Turbinenkraftwerk zu erreichen, kostengünstiger in den Gestehungskosten zu sein und die eigentlich kostenlose Wärmeenergie der Sonne oder der Hochtemperaturabwärme ab 400°C zu nutzen.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale gelöst.

Vorliegende Erfindung besteht aus einem Verbrennungsmotor (1) der einen Stromgenerator antreibt. Sein Abgas wird durch einen Plattenwärmetauscher geleitet, wodurch der Abdampf -vom Dampfmotor (8) kommend- aufgeheizt wird.

Über das Abdampfrohr (6) wird nach dem Wärmetausch der vorerhitzte Dampf in den Dampferzeuger (7) geleitet.

Dieser kann durch die Vorerhitzung genügend Temperatur und Druck erzeugen, um den Dampfmotor über die Drehflügelkolben (10) optimal in Umdrehung zu halten.

Diese kinetische Energie wird über die Antiebsachse vom Dampfmotor (14) auf den 2. Stromgenerator (13) übertragen.

Der Dampfmotor ist in einen Behälter mit Kühlwasserfüllung (11) getaucht, der den Dampfmotor kühlt, damit die Energieausbeute noch höher wird.

Die Abwärme des Kühlwassers wird über Kraftwärmekopplung für Raumheizung (12) zweckdienlich verwerted.

Die Abwärme des Kühlwassers des Verbrennungsmotors wird ebenfalls über die Kühlwasserleitung (15) der Kraftwärmekopplung zur Raumheizung zugeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung 1 dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

1
Verbrennungsmotor
2
1. Stromgenerator
3
Wärmetauscher
4
Abgasrohr vom Gas-Ottomotor
5
Abdampfrohr vom Dampfmotor
6
Abdampfrohr nach Wärmetausch
7
Dampferzeuger (Solarabsorber)
8
Dampfmotor
9
Hubraum
10
Drehflügelkolben
11
Behälter mit Kühlwasser
12
Wärmekraftkoppelung Raumheizung
13
2. Stromgenerator
14
Antriebsachse Dampmotor
15
Kühlwasserrohre des Verbrennungsmotor


Anspruch[de]
Verbrennungsmotor- und Dampfkraftwerk zur Stromerzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass

1. statt einer – in dieser Kraftwerkstechnik (GuD) bisher üblichen- Gasturbine ein Verbrennungsmotor verwendet wird, dessen Abgase bei 3000 U/min etwa 500°C am Ausgang des Motorraums erreichen,

2. die Wärme dieser Abgase vermittels eines handelsüblichen Wärmetauschers auf den Dampferzeuger eines Solar- oder Abwärmedampfmotors übertragen wird, wodurch der Dampferzeuger sich stärker aufheizt, optimalen Dampfdruck liefern kann und zusätzlich die eigentlich kostenlose Wärmeenergie der Sonne oder der Abwärme ab 400°C von z.B. industriellen Verbrennungsprozessen verwertet.






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