AT519851A1

AT519851A1 - Hochdruck Energie Erzeuger

Info

Publication number: AT519851A1
Application number: ATA96/2017A
Authority: AT
Inventors: Daniel Erwin
Original assignee: Daniel Erwin
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2018-10-15
Also published as: AT519851B1; WO2018166763A1

Abstract

Die Hochdruck Gas Antriebseinheit besteht aus acht Hochdruckspeichern (1a-h) mit eingebauten Registern, in denen sich Gas mit hohem Druck im Ausgangszu stand befindet. Bei vier Hochdruckspeichern wird über Register Wärme zugeführt, was zur Druckerhöhung führt, die anderen vier Speicher werden gekühlt. Der entste hende Druckunterschied des Gases, wird dazu verwendet die Kolben in vier Verdichtern (2i-l), die in Serie mit Leitungen (22) verbunden sind, zu bewegen. Dazu wird in der ersten und letzten Zylinderkammer der Verdichter (4) Gas verwendet und in der Folge Flüssigkeit. Durch Öffnen und Schließen von Venti len (14-21) von den Hochdruckspeichern, die jeweils unter Druck stehen, wird Kolbenbewegung durch Gas und Flüssigkeit Druck in beiden Richtungen herge stellt. Durch angebaute Zylinder (5 und 7) an den Verdichter werden die darin be findlichen Kolben bewegt, die Atemluft ansaugen, und damit pressluftbetrie bene technische Vorrichtungen versorgen und in Betrieb nehmen. Durch Pres sung und Entspannen der Luft kann Wärme und Kühlung hergestellt werden. Die Verdichter können auch als Wasser Kolbenpumpe (21} verwendet werden.

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck Gasantriebseinheit mit der auf Basis von Temperatur und Druckunterschieden in Hochdruckwärmetauschern Gas komprimiert wird, welches zum Antrieb von technischen Vorrichtungen dient.

Aus der US 5 259363 ist eine Anlage zur Solargewinnung bekannt, ebenso Patent AT 410 966 B, A 898/2011, A 1184/2011. Darin wird eine Vorrichtung zum Verdichten eines Gases mittels Sonnenenergie und/oder Umgebungswärme, Industrie Abwärme beschrieben. Wobei ein erster Wärmetauscher auf hohem Temperaturniveau und ein zweiter Wärmetauscher auf niedrigem Temperaturniveau und dazwischen ein Kolbenverdichter zur Abgabe mechanischer Energie vorgesehen ist.

Die Erfindung zielt darauf ab, dass je nach Leistung Anforderung mehrere Kolbenverdichter in Serie angeordnet werden, die einzelnen Zylinder sind im Primärkreislauf durch Leitungen verbunden und mit Flüssigkeit gefüllt die den Druck auf die Kolben ausübt.

Die vorderste und letzte Zylinderkammer, der in Serie angeordneten Verdichter ist mit Gas gefüllt, welches in den Wärmetauschern durch Ausdehnung erzeugt wird und wechselseitig zum Antrieb, der in weiterer Folge flüssigkeitsbetriebener Kolben dient.

Der Vorteil besteht darin, dass mehrere Verdichter mit wesentlich weniger Gasmenge angetrieben werden können.

In der variablen Anzahl von Hochdruck Wärmetauschern wird durch Wärmeeinwirkung Gasdruck erzeugt, bei weiteren Wärmetauschern entsteht durch Wärmeentzug Druckabfall.

Dieser Druckunterschied wird als Antrieb von Verdichtern verwendet, welche im primär Kreislauf aus einem Zylinder bestehen in der sich ein Kolben befindet, an beiden Seiten sind räumlich getrennte Zylinder angebaut mit kleineren Kolben. Eine Schubstange die beidseitig am großen Kolben angebracht und mit den Kolben in den angebauten Zylinder verbunden ist, bewegt die kleineren Kolben im sekundär Kreislauf vor und rückwärts.

Im sekundären Kreislauf wird durch die vor-und rückwärts Bewegung der kleineren Kolben in den Zylinder über eine Ansaugleitung Atemluft angesaugt und zu den Verbrauchern über Druckleitungen befördert. Zur Wasserversorgung können die Verdichter auch als Kolbenpumpe Verwendung finden.

Die Größe der einzelnen Zylinder und Kolben zueinander sind variabel und richten sich nach erforderlichen Volumen und Druck. Die einzelnen Sekundär Zylinder können auch miteinander verbunden werden um größere Drücke und Volumen zu erzielen.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung weiter erläutert,

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Anlage

Die Antriebseinheit welche je nach Leistungsanforderung in der Anzahl variabel sein kann besteht aus acht Hochdruckspeicher 1 a,b,c,d,e,f,g,h, mit Wärme und Kälte leitenden Registern mit den Zuleitungen 23 die wechselseitig aufgewärmt und abgekühlt werden. Die Hochdruckspeicher 1 a,b,c,d befinden sich mit der Zylinderkammer 4 des Verdichters 2i im geschlossenen Kreislauf ebenso die Hochdruckspeicher e,f,g,h mit der Zylinderkammer 4 des Verdichters 21.

Das Gas in den Hochdruckspeicher la, lc, lf, lh,wird durch Sonnenenergie, Industrie-abwärme und sonstigen Wärmeerzeugern erwärmt, was zu Druckanstieg führt, in den Hochdruckspeichern 1b, ld, le, lg, wird durch geringere Umgebungstemperatur, Kühlwasser, Windeinfluss, Industriekühlung abgekühlt was Druckabfall bewirkt.

Nach Beendigung eines Zyklus wird die Temperatur in den Speichern von warm auf kalt und umgekehrt gewechselt, der entstehende Druckunterschied wird für den Antrieb von Kolben in den Verdichtern verwendet.

Die Zylinderkammer 4 vom Verdichter 2i und 21 können auch mit einer Flexiblen dehnbaren Blase ausgestattet sein (Zieharmonikaeffekt) um ein Eindringen von Flüssigkeit in den Gaskreislauf zu verhindern.

Primär Kreislauf:

Das Ventil 14 des Hochdruckspeichers la und Ventil 18 von Hochdruckspeicher le wird gleichzeitig geöffnet und das unter höheren Druck stehende Gas von Speicher la strömt durch die Leitung 24 in die vordere Zylinderkammer 4 des Verdichters 2i.

Durch den Gas Druck auf den darin befindlichen Kolben, wird dieser bewegt und die Flüssigkeit hinter dem Kolben aus Zylinderkammer 3 die verdrängt wird, strömt durch Leitung 22 in die nächste Zylinderkammer 3 des Verdichters 2j wodurch wieder der Kolben bewegt wird und in weiterer Folge durch weiterleiten auch die übrigen Kolben der Verdichter 2k und 21 bewegt wird. In der letzten Kammer 4 von Verdichter 21 befindet sich keine Flüssigkeit, sondern Gas wie beim ersten Verdichter 2i, dieses Gas wird durch die Leitung 24 und dem geöffneten Ventil 18 in den Hochdruckspeicher le gedrückt.

Nachdem der Kolben die Endstelle erreicht hat, wird das Ventil 14 und 18 geschlossen und von den Hochdruckspeichern lf und lb die Ventile 19 und 15 geöffnet. Der aufgeheizte Speicher lf der jetzt unter höheren Druck wie der lb steht befördert das Gas über die Leitung 24 in den Verdichter 21 Zylinderkammer 4 und der Vorgang der Kolbenbewegungen in den einzelnen Verdichtern beginnt von neuen in die Gegenrichtung.

Dieser Vorgang wird solange wiederholt bis der Druckausgleich hergestellt ist und keine Kolbenbewegung mehr stattfindet.

Die Ventile 19 und 15 werden geschlossen und vom aufgeheizten Speicher lc und gekühlten Speicher lg Ventil 15 und 20 geöffnet, der Vorgang beginnt von neuem in die eine Richtung, nach Schließen der Ventile 15 und 20 und öffnen der Ventile 21 und 17 von den Speichern lh und dl in die Gegenrichtung. Zwischenzeitlich wird das Gas im Hochdruckspeicher le, lb, aufgeheizt und lf, la, abgekühlt, ein neuer Vorgang kann beginnen.

Sekundär Kreislauf:

Durch die Kolbenbewegung wird durch einzelne Ansaugleitungen 8,10, die auch gemeinsam für mehrere Verdichter vorhanden sein kann, in den Zylindern 5, 7, Atemluft angesaugt und entweder sofort zu den Verbrauchern zugeführt 11 oder in weitere Zylinder 100 geleitet wird um höhere Drücke oder Volumen zu erzielen, Ansaug und Druckleitungen sind mit Rückschlagventilen ausgestattet. Auch als Kolben Wasserpumpe sind die Verdichter verwendbar, über die Leitung 9,12 wird Wasser in die Zylinder 6,60 angesaugt und über die Druckleitung 13 zu den Verbrauchern geleitet.

Die komprimierte Atemluft kann zum Antrieb von Stromgeneratoren, pressluftbetriebenen Werkzeuge, Turbinen, Kühlung durch entspannen der Luft, Erwärmung durch Pressung, Speicherung der Luft und überall dort wo Pressluft erforderlich ist herangezogen werden.

Claims

Patentansprüche 1 Hochdruck-Gas-Antriebseinheit, mit der auf Basis von Temperatur-und Druckunterschieden in Hochdruckwärmetauschern (la-h)über Verdichter (2i-l) Gas komprimiert wird, das zum Antrieb von pressluftabhängigen Geräten sowie zur Wärme und Kälteerzeugung genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verdichter (2i-2l) durch Leitungen in Serie verbunden sind und die Kolben in den Zylindern (3) durch Flüssigkeit welche von den Verdichtern (2i) und (21) ausgeht angetrieben werden.
2. Hochdruck-Gas-Antriebseinheit nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verdichter (2i) und im letzten Verdichter (21) der Serie der Kolben im Zylinder (4) in der Vorwärtsbewegung durch Gas angetrieben und in der Rückwärtsbewegung durch Flüssigkeit (3) angetrieben wird.
3. Hochdruck-Gas-Antriebseinheit nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hochdruckwärmetauscher (la-d) mit dem Zylinder (4) des Verdichter (2i) im geschlossenen Gaskreislauf befindet, ebenso die Hochdruckwärmetauscher (le-h) mit Verdichter (21)
4. Hochdruck -Gas-Antriebseinheit nach Anspruch lund 2und 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (21) zur Wassergewinnung als Kolbenpumpen im sekundär Kreislauf Anwendung findet.