DE2363103A1 - Heating and emergency current generation appts. - comprises gas heater, gas engine, generator, gas compressor and heating bodies - Google Patents
Heating and emergency current generation appts. - comprises gas heater, gas engine, generator, gas compressor and heating bodiesInfo
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Abstract
Description
H. Müller 7920 Reidenheim, den 14.12.1973H. Müller 7920 Reidenheim, December 14th, 1973
Alte Bleiche 75Old Bleach 75
Heiz- und NotstromaggregatHeating and emergency power generator
Die Nahostkrise hat die auf uns zukommende Energiefrage besonders deutlich werden lassen. Inbetracht kommende Stromabschaltungen setzen wegen der erforderlichen Elektropumpe Heizungen, Gefrierschränke u.a. möglicherweise außer Betrieb. Übliche Notstromaggregate sind bei akutem Kraftstoffmangel in ihrer Verwendungsmöglichkeit in Frage gestellt, abgesehen davon, daß solche Notstromaggregate wenig umweltfreundlich sind, d.h., giftige Abgase entwickeln und sehr laut sind.The Middle East crisis has made the energy issue we are facing particularly clear. Power cut-offs to be considered may put heaters, freezers, etc. out of operation because of the required electric pump. Usual emergency power generators are in use when there is an acute shortage of fuel questioned in their possible use, apart from the fact that such emergency power generators are not very environmentally friendly i.e., emit toxic fumes and are very noisy.
Gegenstand der Erfindung ist ein Aggregat mit dem die Heizung eines Hauses sichergestellt werden kann und eine Notstromversorgung mögli'ch ist. Es soll weitgehend umweltfreundlich sein und mit beliebigen Energiequellen (Wärmequellen, Brennstoffen) betrieben werden können. Das Aggregat soll einfach im Aufbau und damit auch relativ billig in der Herstellung sein.The invention relates to a unit with which the heating of a house can be ensured and an emergency power supply is possible. It should be largely environmentally friendly and with any energy sources (heat sources, fuels) can be operated. The unit should be simple in structure and therefore relatively cheap to manufacture be.
Im Prinzip wird ein geschlossener Druckluftkreislauf vorgeschlagen mit Drucklufterzeuger (Lufterhitzer als Wärmetauscher mit Wärmequelle), Druckluftmotor, Kühler (Heizkörper) Kompressor. Der Druckluftmotor ist mit dem Generator gekuppelt (Bild).In principle, a closed compressed air circuit is proposed with compressed air generator (air heater as heat exchanger with heat source), compressed air motor, cooler (radiator) compressor. The compressed air motor is coupled to the generator (picture).
Bei dieser Kombination von Baugruppen erscheinen der erforderliche Druckluftmotor (Expansionsmotor) und der erforderliche Kompressor als verhältnismäßig aufwendig und es wird deswegen hierfür erfindungsgemäß eine besonders einfache Kombination vorgeschlagen.With this combination of assemblies, the required ones appear Compressed air motor (expansion motor) and the required compressor as relatively expensive and it will Therefore, according to the invention, a particularly simple combination is proposed for this purpose.
In den meisten Fachbüchern der Thermodynamik wird festgestellt, daß der Heißluftmotor wegen des Maschinenaufwandes für die Praxis ohne Bedeutung ist. Die vorliegende Erfindung steht gegen diese Feststellung ("Vorurteil).In most of the books on thermodynamics it is stated that that the hot air engine is of no practical importance because of the machine effort. The present invention is complete against this statement ("prejudice).
In den letzten 10 Jahren hat sich die Anwendung von Druckluftmotoren (Lamellenmotoren) vervielfacht. Das beiliegende Bild zeigt einen solchen Lamellenmotor. Er ist eine Rotationsmaschine, bei der in der rotierenden Welle Lamellen geführt sind, die sich in der Regel durch Fliehkräfte an den Zylinder anlegen. Diese Motorenbauart wird deshalb auch oft als Vielzellenentspannungsmaschine mit sichelförmigem Arbeitsraum bezeichnet. Die Rotordrehzahlen liegen bei ausgeführten LamellenmotorenIn the last 10 years the use of air motors (vane motors) has multiplied. The attached picture shows such a vane motor. It is a rotary machine in which lamellae are guided in the rotating shaft, which are usually applied to the cylinder by centrifugal forces. This type of engine is therefore often used as a multi-cell expansion machine marked with a sickle-shaped working space. The rotor speeds are with vane motors
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stets über 3000 U/min und in der Regel sehr weit darüber. Es sind also hohe Drehzahlen anwendbar, d.h., daß konstruktiv kleinste Abmessungen möglich werden. Ein besonderes Kennzeichen dieser Druckluftmotoren ist, ähnlich wie beim hydrodynamischen Wandler, die mit zunehmender Drehzahl fallende Drehmomentcharakteristik mit Durchgangsdrehzahl, das bedeutet, daß sich die Drehzahl selbst begrenzt. In Ausbildung des Erfindungsgedankens soll der Lamellenmotor und entsprechend auch ein Lamellenkompressor eine gemeinsame Welle aufweisen, um zu einer möglichst einfachen und billigen Baueinheit zu gelangen. Dies ist dann ohne weiteres möglich, wenn eine entsprechende Dichtwand vorgesehen ist, die die Motorseite von der Kompressorseite trennt.always over 3000 rpm and usually very much higher. So there are high speeds applicable, i.e. that constructively smallest dimensions are possible. A special feature of these air motors is, similar to the hydrodynamic Converter, the torque characteristic which decreases with increasing speed with runaway speed, that means that the speed limits itself. In the development of the inventive concept the vane motor and, accordingly, a vane compressor should have a common shaft, in order to achieve a structural unit that is as simple and cheap as possible. This is then easily possible if an appropriate Sealing wall is provided which separates the engine side from the compressor side.
Der Kreisprozeß findet in der bekannten Weise statt, daß im Erhitzer (Wärmetauscher) Wärme an die Druckluft überführt wird. Im Lamellenmotor wird Expansionsarbeit geleistet, die für den Antrieb des Generators zur Verfügung steht. Von hier strömt das Gas zum "Kühler" bzw. den Heizkörpern und gibt eine große Wärmemenge ab. Diese Wärmeabgabe ist deswegen erforderlich, damit die anschließende Kompressorarbeit so klein wird, daß tatsächlich ein Leistungsüberschuß für den Antrieb des Generators zur Verfügung steht. Vom Kompressor strömt das Gas wieder zum Erhitzer und der Kreislauf ist geschlossen.The cycle takes place in the known way that heat is transferred to the compressed air in the heater (heat exchanger). Expansion work is performed in the vane motor, which is available to drive the generator. From here flows the gas to the "cooler" or the radiators and gives off a large amount of heat. This heat dissipation is therefore necessary so that the subsequent compressor work is so small that there is actually an excess of power to drive the generator is available. The gas flows from the compressor back to the heater and the circuit is closed.
Um die spezifische Leistung zu erhöhen, kann der Gasinhalt der Anlage (am einfachsten Luft) vor Inbetriebnahme auf höheren Druck gebracht werden. Erfindungsgemäß kann das Gas (Luft) auch ein Luft-Wasserdampf-Gemisch sein. Hierdurch nähern sich Expansion und Kompression mehr einem isothermen Verlauf, der zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades der Kraftmaschine beiträgt. Außerdem wird der Wärmeübergang in den Heizkörpern (Kühler) verbessert. Bei der Auflösung von Naßdampf wird Wärme verbraucht (Kompression) und bei der Bildung von Naßdampf (Expansion) wird Wärme frei. Sobald die Wärmequelle das Gas im Wärmetauscher erhitzt, wird schon infolge der größeren Kolbenfläche des Motors gegenüber der kleineren Kolbenfläche des Kompressors das Antriebsaggregat zu drehen beginnen (statischer Effekt).In order to increase the specific output, the gas content of the system (most simply air) can be increased to a higher level before commissioning Pressure to be brought. According to the invention, the gas (air) can also be an air / water vapor mixture. This approach Expansion and compression more an isothermal course, which leads to an improvement in the efficiency of the engine contributes. In addition, the heat transfer in the radiators (coolers) is improved. During the dissolution of wet steam, there is heat consumed (compression) and heat is released when wet steam is formed (expansion). As soon as the heat source removes the gas in the Heat exchanger heated, is already due to the larger piston area of the motor start to turn the drive unit opposite the smaller piston area of the compressor (more static Effect).
Das Motor-Kompressor-Aggregat mit seiner Hochtourigkeit zeigt die Vorteile der Einwellengasturbine, unterscheidet sich jedoch eindeutig durch das Verdrängerprinzip volumetrischer Maschinen. The motor-compressor unit with its high speed shows the advantages of the single-shaft gas turbine, but differs clearly through the displacement principle of volumetric machines.
Sicher handelt es sich hier nicht um eine Wärmekraftmaschine mit gutem Wirkungsgrad. Dieser verliert in dem Augenblick seine Bedeutung, wenn die abzuführende Wärmemenge nach Voraussetzung für Heizzwecke bestimmt ist. Hierzu läßt sich auch eine Warmwassererzeugung zählen. Die Inbetriebnahme der Anlage ist so sicher, wie die Wärmequelle in Gang gebracht werden kann, z.B. durch ein Kohle, Holz- Gasfeuer oder sonstige, beliebige Wärmequelle. It is certainly not a question of a heat engine with good efficiency. This loses his in that moment Meaning if the amount of heat to be dissipated is determined for heating purposes according to the prerequisites. For this purpose, hot water can also be generated counting. The commissioning of the system is as safe as the heat source can be started, e.g. by a coal, wood gas fire or any other heat source.
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Die Drehzahlregelung stellt kein besonderes Problem dar. Wie bereits erwähnt, begrenzt sich die Drehzahl durch die wandlerähnliche Charakteristik von selbst. Bei der Arbeitsbelastung wird sich diejenige Drehzahl einstellen, die dem von außen aufgezwungenen Drehmoment entspricht. Es bietet sich zur Regelung die Beeinflussung der Wärmezufuhr an, z.B. durch die Regulierung der Flamme durch veränderliche Luftzufuhr. Als Regelimpuls kann der maximale Gasdruck herangezogen werden. Ähnlich wie beim Stirlingmotor kann bei überhöhtem Gasdruck das Gas in einem Zusatzbehälter gespeichert werden, um bei erniedrigtem Gasdruck wieder Arbeit abzugeben. Eine schnelle Drehzahlregelung ist durch Drosselregelung des Gasstromes möglich.The speed control is not a particular problem. As already mentioned, the speed is limited by the converter-like Characteristic by itself. With the workload, that speed will set itself, that of the outside corresponds to the torque imposed. Influencing the heat supply, e.g. through the Regulation of the flame through variable air supply. The maximum gas pressure can be used as a control pulse. Similar to the Stirling engine, if the gas pressure is too high the gas can be stored in an additional container in order to deliver work again when the gas pressure is reduced. A fast Speed control is possible by throttling the gas flow.
Da es sich, wie beschrieben, um einen "Heißluftmotor" handelt, werden die Temperaturen im Motor und Kompressor relativ niedrig liegen, so daß keine extremen Temperaturbeanspruchungen für das Material entstehen.Since it is a "hot air engine", as described, the temperatures in the engine and compressor are relatively low so that the material is not exposed to extreme temperatures.
Es ist offensichtlich, daß eine solche Anlage besonders umweltfreundlich ist, da prinzipiell erstens nur bei einer kontinuierlichen Verbrennung schädliche Abgase überhaupt auf ein Minimum eingeschränkt werden können und zweitens auch die Geräuschfrage als besonders günstig beurteilt werden muß, da durch den geschlossenen Kreislauf keine Auspuffgeräusche entstehen. Auf ein Getriebe zwischen Lamellenmotor und Generator wird erfindungsgemäß verzichtet, da ein schneilaufender Generator klein baut und preisgünstig ist. Ein Getriebe wäre auch eine Geräuschquelle. Lamellenmotoren sind bereits mit Drehzahlen von 10 000 U/min und mehr im Einsatz.It is obvious that such a plant is particularly environmentally friendly is because in principle, firstly, harmful exhaust gases only occur at all in the case of continuous combustion Minimum can be restricted and, secondly, the question of noise must be assessed as particularly favorable, since there are no exhaust noises due to the closed circuit. According to the invention, there is no gearbox between the vane motor and the generator, since a high-speed generator builds small and is inexpensive. A transmission would also be a source of noise. Vane motors are already running at speeds of 10,000 rpm and more in use.
Wie bereits erwähnt, würden bei Stromsperren auch diejenigen Warmwasserheizungen, selbst wenn sie für feste Brennstoffe geeignet sind, außer Betrieb gesetzt, die elektrische Zwangsumlaufpumpen benötigen. Bei solchen Heizungen, wie z.B. Fußleistenheizungen, haben die Rohrleitungen so kleine Durchmesser und damit einen so großen Strömungswiderstand, daß ein natürlicher Umlauf praktisch entfällt. Hier würde sich die Möglichkeit bieten, derartige Heizkörper an den geschlossenen Druckgasumlauf anzuschließen, da diese kleinen Rohrleitungsquerschnitte für ein Gas einen wesentlich geringeren Widerstand bilden. Grundsätzlich ist es natürlich möglich, anstelle des geschlossenen Luftkreislaufes den offenen Kreislauf zu wählen (Kompressor saugt frei an und Motor stößt in Atmosphäre aus) und anstelle des Generators eine beliebige andere Arbeitsmaschine anzuschließen.As mentioned earlier, in the event of electricity cuts, even those would have hot water heaters, even if they were suitable for solid fuels are out of service that require electric forced circulation pumps. With such heaters, such as baseboard heaters, the pipelines have such a small diameter and thus such a large flow resistance that a natural circulation practically eliminated. This would offer the opportunity to attach such radiators to the closed To connect pressurized gas circulation, as these small pipe cross-sections have a significantly lower resistance for a gas form. In principle, it is of course possible to use the open circuit instead of the closed air circuit Select (the compressor sucks in freely and the motor discharges into the atmosphere) and any other working machine instead of the generator to connect.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbexspieles im einzelnen erläutert. Darin zeigtThe invention is explained in detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing. In it shows
Fig. 1 ein Schema des Heiz- und NotstromaggregatesFig. 1 is a diagram of the heating and emergency power unit
Fig. 2 Ausführungsbeispiel eines an sich bekannten hochtourigen Vielzellen-Lamellenmotors (Kompressors).Fig. 2 embodiment of a known high-speed multi-cell vane motor (Compressor).
In Fig. 1 stellt 1 den Erhitzer mit Wärmetauscher 2 und Wärmequelle 3 dar. 4 ist die Entspannungsmaschine, 5 die Heizkörper (Wärmetauscher), 6 der Kompressor, 7 der Generator. Wärmetauscher, Entspannungsmaschine, Heizkörper, Kompressor und wieder Wärmetauscher sind durch die Leitungen 8, 9, 10, 11 und 12 in einem geschlossenen Kreislauf verbunden. Ij5 stellt ein Drosselventil zwischen den Leitungen 8 und 9 dar. Außerdem kann dieses Drosselventil IJ als Zweiwegventil ausgebildet sein für eine Bypaßleitung 14, in die das Überdruckventil 15 eingebunden ist. Dieses Überdruckventil I5 spricht erst dann an, wenn der Gasspeicher 16 erschöpft ist, dessen Gaszustrom durch das Druckhalteventil I7 gesteuert wird, während der Gasabstrom vom Druckhalteventil I9 bestimmt wird, nämlich dann, wenn der Gasdruck in der Leitung 8 genügend weit abgefallen ist. Von der Leitung 8 führt eine Leitung 20 zum Betätigungskolben 21 für die Luftregulierung 22, die bei ansteigendem Gasdruck die Luftzufuhr zu einer möglichen VerbrennungIn Fig. 1, 1 represents the heater with heat exchanger 2 and heat source 3. 4 is the expansion machine, 5 is the radiator (heat exchanger), 6 is the compressor, 7 is the generator. Heat exchangers, expansion machines, radiators, compressors and again heat exchangers are connected by lines 8, 9, 10, 11 and 12 in a closed circuit. Ij5 represents a throttle valve between the lines 8 and 9. In addition, this throttle valve IJ can be designed as a two-way valve for a bypass line 14 into which the pressure relief valve 15 is integrated. This pressure relief valve I5 only responds when the gas reservoir 16 is exhausted, the gas inflow of which is controlled by the pressure holding valve I7, while the gas outflow is determined by the pressure holding valve I9, namely when the gas pressure in the line 8 has dropped sufficiently. From the line 8, a line 20 leads to the actuating piston 21 for the air regulation 22, which when the gas pressure rises, the air supply to a possible combustion
An der Welle 23 des Generators 7 ist der Drehzahlregler 24 angeschlossen, der über eine Wirkverbindung 25 mit dem Drosselventil 13 gekoppelt ist.The speed controller 24 is on the shaft 23 of the generator 7 connected, via an operative connection 25 with the throttle valve 13 is coupled.
In Fig. 2 stellt 26 das Maschinengehäuse dar, 27 den Rotor, 28 den Lauf zylinder, 29 Schiebelamellen, J50 einen Expansionsraum bzw. Kompressionsraum dar. In Fig. 2, 26 represents the machine housing, 27 the rotor, 28 the barrel cylinder, 29 sliding lamellas, J50 an expansion space or compression space.
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Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2363103A DE2363103A1 (en) | 1973-12-19 | 1973-12-19 | Heating and emergency current generation appts. - comprises gas heater, gas engine, generator, gas compressor and heating bodies |
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DE2363103A1 true DE2363103A1 (en) | 1975-06-26 |
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ID=5901201
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DE2363103A Pending DE2363103A1 (en) | 1973-12-19 | 1973-12-19 | Heating and emergency current generation appts. - comprises gas heater, gas engine, generator, gas compressor and heating bodies |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2363103A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2781619A1 (en) * | 1998-07-27 | 2000-01-28 | Guy Negre | COMPRESSED AIR BACKUP GENERATOR |
DE202014002179U1 (en) | 2013-05-16 | 2014-08-20 | Hubert Bellm | Components for small gas expansion engines |
-
1973
- 1973-12-19 DE DE2363103A patent/DE2363103A1/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2781619A1 (en) * | 1998-07-27 | 2000-01-28 | Guy Negre | COMPRESSED AIR BACKUP GENERATOR |
WO2000007278A1 (en) * | 1998-07-27 | 2000-02-10 | Guy Negre | Auxiliary power unit using compressed air |
US6327858B1 (en) * | 1998-07-27 | 2001-12-11 | Guy Negre | Auxiliary power unit using compressed air |
DE202014002179U1 (en) | 2013-05-16 | 2014-08-20 | Hubert Bellm | Components for small gas expansion engines |
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