DE102009020337B4

DE102009020337B4 - Friction turbine drive

Info

Publication number: DE102009020337B4
Application number: DE200910020337
Authority: DE
Inventors: Yorck Leschber; Ralf Rieger
Original assignee: Leschber Yorck Dr 69190; Rieger Ralf Dr 67366
Current assignee: Leschber Yorck Dr 69190; Rieger Ralf Dr 67366
Priority date: 2009-05-07
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2029-05-08
Also published as: DE102009020337A1

Abstract

Reibungsturbinenantrieb, wobei zwischen mindestens zwei rotierenden Antriebsscheiben mit zentraler Öffnung eine Dampfströmung vom Innenradius zum Außenradius geleitet wird, wobei die Dampfströmung durch mindestens eine Düse am Innenradius zwischen die Antriebsscheiben geleitet wird, dadurch gekennzeichnet daß die mindestens eine Düse mit den Antriebsscheiben rotiert, daß ein Leitrad zwischen der mindestens einen Düse und den Antriebscheiben die Dampfströmung umlenkt und daß mittels eines rotierenden Wärmetauschers die Antriebsscheiben und das Arbeitsfluid gekühlt werden.Reibungsturbinenantrieb, wherein between at least two rotating drive pulleys with a central opening a steam flow is passed from the inner radius to the outer radius, wherein the steam flow is passed through at least one nozzle at the inner radius between the drive pulleys, characterized in that the at least one nozzle rotates with the drive pulleys that a stator between the at least one nozzle and the drive disks deflects the steam flow and that by means of a rotating heat exchanger, the drive disks and the working fluid are cooled.

Description

Stand der TechnikState of the art

Im amerikanischen Patent No 1061206 wird von N. Tesla 1913 eine Kohäsionsturbine (alternative Bezeichnungen: Reibungsturbine, Boundary Layer Turbine, Teslaturbine) beschrieben. Schon damals wurde festgestellt dass eine Kohäsionsturbine eine prinzipiell sehr einfache aber dennoch effiziente schaufellose Turbine darstellt. In den darauf folgenden Jahren wurden Teslas Ideen sowohl als Turbinen als auch als Pumpen realisiert. Bei den klassischen Tesla-Turbinen wird das Arbeitsfluid am Außenradius der Antriebsscheiben eingespeist und nach innen geführt, während bei Pumpen, wie im Patent DE 69026961 beschrieben, die Einspeisung des Arbeitsfluides am Innenradius erfolgt und es zum Außenradius geführt wird. Während Tesla-Pumpen einen gewissen Erfolg hatten, haben Teslaturbinen sich nicht durchsetzen können. Als Grund wird u. a. angegeben, dass bei Teslaturbinen zu hohe Verluste im Bereich des Auslasses auftreten (Proc. IV International Nikola Tesla Symposium – Sept. 23-251991)in the American Patent No. 1061206 In 1913, N. Tesla describes a cohesion turbine (alternative designations: friction turbine, boundary layer turbine, teslaturbine). Even then, it was discovered that a cohesion turbine is a fundamentally very simple, yet efficient, turbine-less turbine. In the following years, Tesla's ideas were realized both as turbines and as pumps. In the classic Tesla turbines, the working fluid is fed to the outer radius of the drive pulleys and guided inwards, while in pumps, as in the patent DE 69026961 described, the supply of the working fluid takes place at the inner radius and it is guided to the outer radius. While Tesla pumps have had some success, Tesla bites have not prevailed. As a reason it is stated, among other things, that excessive losses occur in the area of the outlet in the case of Teslaturbines (Proc. IV International Nikola Tesla Symposium - Sept. 23-251991)

Grundsätzlich scheint dieser Turbinentyp seine Stärken bei kleinen Volumenströme zu haben, wie es in den Studien zu Teslaturbinen und Pumpen in einer Arbeit von Warren Rice (Proc. IV International Nikola Tesla Symposium – Sept. 23–25. 1991) zusammengefasst ist.Basically, this type of turbine appears to have its strengths in small volume flows, as summarized in the studies on Teslaturbines and Pumps in a paper by Warren Rice (Proc IV International Nikola Tesla Symposium - Sept. 23-25, 1991).

Im Patent DE 103 15 746 wird eine kompakte Dampfturbine beschrieben. Dieser Turbinentyp stellt bei genauerer Ansicht ein integriertes Kraftwerk dar, da die Stufen Verdampfer, Expansion, Turbinenstufe, Kondensator und Speisepumpe zusammen in der kompakten Dampfturbine integriert sind. Ein wichtiger Vorteil ist der einfache Aufbau dieser kompakten Dampfturbine.In the patent DE 103 15 746 a compact steam turbine is described. This type of turbine, on closer inspection, is an integrated power plant because the stages of evaporator, expansion, turbine stage, condenser and feed pump are integrated together in the compact steam turbine. An important advantage is the simple design of this compact steam turbine.

Der Nachteil beim Einsatz von konventioneller Dampfturbinentechnologie im kleinen Leistungsbereich ist der geringe Wirkungsgrad bei der Umsetzung von Wärme in Kraft (Fritz Dietzel, Dampfturbinen, 3. Ausgabe, München 1980). Um eine gute Ausnutzung der Energie des Arbeitsfluides zu erreichen, wären mehrere Turbinenstufen notwendig. Mit jeder Turbinenstufe erhöhen sich jedoch die Verluste, was wiederum die Anzahl der Stufen im niedrigen Leistungsbereich limitiert.The disadvantage of using conventional steam turbine technology in the small power range is the low efficiency in the conversion of heat into power (Fritz Dietzel, steam turbines, 3rd edition, Munich 1980). To achieve a good utilization of the energy of the working fluid, several turbine stages would be necessary. With each turbine stage, however, the losses increase, which in turn limits the number of stages in the low power range.

Blockheizkraftwerke sind schon vielfältig beschrieben worden. Ein Beispiel hierzu ist eine rotierende Heizung im Patent DE 38 11 877 .Combined heat and power plants have already been described in many ways. An example of this is a rotating heater in the patent DE 38 11 877 ,

Die Erfindung von Winkler (Breslau, 1885, DE 35 783 A ) beschreibt eine Turbine mit parallel angeordneten Scheiben, wobei die Kraftübertragung durch die Reibungskräfte der Tangentialkomponente des Arbeitsfluids (Dampf oder Wasser) erfolgt. In der Patentschrift sind Varianten mit Innenbeaufschlagung als auch mit Außenbeaufschlagung vorgestellt.The invention of Winkler (Wroclaw, 1885, DE 35 783 A ) describes a turbine with disks arranged in parallel, wherein the power transmission takes place by the frictional forces of the tangential component of the working fluid (steam or water). In the patent variants are presented with Innenbeaufschlagung as well as with Außenbeaufschlagung.

Eine neuere Erfindung von Cooper ( US 2007 0 297 895 A1 ) beschreibt eine Turbine mit parallel angeordneten Scheiben, wobei zwischen einigen Scheiben das gasförmige Arbeitsfluid zum Antrieb geleitet wird und zwischen anderen Scheiben die Kühlflüssigkeit angesaugt wird. Die Kühlung führt zur Kondensation des gasförmigen Arbeitsfluids. Die hauptsächliche Kraftübertragung erfolgt dann zwischen dem kondensierten Arbeitsfluid und den Antriebsscheiben.A recent invention of Cooper ( US 2007 0 297 895 A1 ) describes a turbine with disks arranged in parallel, wherein between some disks, the gaseous working fluid is passed to the drive and between other disks, the cooling liquid is sucked. The cooling leads to the condensation of the gaseous working fluid. The main power transmission then occurs between the condensed working fluid and the drive disks.

Die Erfindung von Lewis (1979, DE 28 36 864 A1 ) beschreibt eine Turbine mit parallel angeordneten Scheiben, wobei das Antriebsfluid über Düsen zwischen die Scheiben geleitet wird. Insbesondere werden hier verschiedene mehrstufige Konzepte vorgestellt. Die verschiedenen, konzentrisch angeordneten Stufen, können sowohl gleich-, als auch gegenläufig betrieben werden.The invention of Lewis (1979, DE 28 36 864 A1 ) describes a turbine with disks arranged in parallel, with the drive fluid being passed between the disks via nozzles. In particular, various multi-level concepts are presented here. The different, concentrically arranged stages can be operated both in the same direction and in the opposite direction.

Aufgabenstellungtask

Prinzipiell gibt es viele potenzielle Einsatzgebiete für kleine, preiswerte Turbinen. Beispiele sind der Einsatz zur Stromerzeugung in Gebieten, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind, sowie in Blockheizkraftwerken für Einfamilienhäuser.In principle, there are many potential applications for small, inexpensive turbines. Examples are the use of power generation in areas that are not connected to the power grid, as well as in combined heat and power plants for single-family homes.

Entscheidend ist der einfache und damit kostengünstige Aufbau, der einen wirtschaftlichen Einsatz von dezentraler Kraft-Wärmekopplung erst möglich macht. Die Konstruktion soll somit durch Einfachheit und Langlebigkeit ausgezeichnet sein.The decisive factor is the simple and thus cost-effective design, which makes economical use of decentralized cogeneration possible. The construction should therefore be characterized by simplicity and longevity.

Durch den vorgeschlagenen Aufbau einer einfachen Kohäsionsturbine mit Einschuss am Innenradius, sowie gekühlten Scheiben wird eine effiziente Umsetzung von Wärme in mechanische Energie erreicht. Die mechanische Energie kann wiederum in Elektrizität umgewandelt, während die auf die Scheiben übertragene Wärme für Heizzwecke genutzt werden kann.The proposed construction of a simple cohesive turbine with internal radius injection and cooled disks achieves efficient conversion of heat to mechanical energy. The mechanical energy can in turn be converted into electricity, while the heat transferred to the discs can be used for heating purposes.

Detailbeschreibung und AusführungsbeispieleDetailed description and embodiments

Die Erfindung ist in einer Dampfturbine (1) enthalten, die rotiert (1). Die Dampfturbine (1) ist an einem Stator (11) aufgehängt, der durch ein Lager (12) geführt ist. Ausgenommen von der Rotation sind der Stator (11), die Düsen (2), sowie die Zuleitung für das Kühlmittel (10). Durch die Rotation der Dampfturbine (1) wird erreicht, dass das Arbeitsfluid (9) auf der Innenseite der Dampfturbine (1) eine Flüssigkeitssäule mit einer freien Oberfläche (28) bildet. Die Dampfturbine (1) ist durch eine Trennwand (6) in zwei Kammern geteilt: In der unteren Kammer (8) erfolgt die Verdampfung (22) des Arbeitsfluids (9), das durch die Dampfzuleitung (13) als Dampfstrom (21) zu den Düsen (2) strömt. In den Düsen (2) wird das dampfförmige Arbeitsfluid stark beschleunigt. Die Düsen (2) liegen in der Kühl- und Antriebskammer (16), in der die kinetische Energie des verdampften Arbeitsfluids auf die Antriebsräder (7) übertragen wird und das Arbeitsfluid kondensiert. Durch die Zentrifugalkraft wird das kondensierte Arbeitsfluid in Richtung Innenseite der Dampfturbine (1) gedrückt. In der Trennwand (6) sind am Außenradius, nahe der Dampfturbinewand, Aussparungen enthaften (3), so dass eine Verbindung zwischen der Verdampfungskammer (8) und der Kühl- und Antriebskammer (16) existiert. Das in der Kühl- und Antriebskammer (16) kondensierte Arbeitsfluid (9), fließt (23) deshalb an der Innenseite der Dampfturbine in die Verdampfungskammer (8) zurück. Da das Arbeisfluid (9) eine größere Dicke aufweist als die Aussparungen (3) in der Trennwand (6), dient sie als Dichtung zwischen der Kühl- und Antriebskammer (16) sowie der Verdampfungskammer (8).The invention is in a steam turbine ( 1 ) that rotates ( 1 ). The steam turbine ( 1 ) is on a stator ( 11 ) suspended by a warehouse ( 12 ) is guided. Excluded from the rotation are the stator ( 11 ), the nozzles ( 2 ), as well as the supply line for the coolant ( 10 ). Due to the rotation of the steam turbine ( 1 ) is achieved that the working fluid ( 9 ) on the inside of the steam turbine ( 1 ) a liquid column having a free surface ( 28 ). The steam turbine ( 1 ) is separated by a partition ( 6 ) divided into two chambers: in the lower one Chamber ( 8th ) the evaporation takes place ( 22 ) of the working fluid ( 9 ), which through the steam supply ( 13 ) as vapor stream ( 21 ) to the nozzles ( 2 ) flows. In the nozzles ( 2 ), the vaporous working fluid is greatly accelerated. The nozzles ( 2 ) are in the cooling and drive chamber ( 16 ), in which the kinetic energy of the vaporized working fluid on the drive wheels ( 7 ) is transferred and the working fluid condenses. Due to the centrifugal force, the condensed working fluid is directed towards the inside of the steam turbine ( 1 ). In the partition ( 6 ) are at the outer radius, near the steam turbine wall, recesses enthaften ( 3 ), so that a connection between the evaporation chamber ( 8th ) and the cooling and driving chamber ( 16 ) exists. That in the cooling and drive chamber ( 16 ) condensed working fluid ( 9 ), flows ( 23 ) Therefore, on the inside of the steam turbine in the evaporation chamber ( 8th ) back. Since the working fluid ( 9 ) has a greater thickness than the recesses ( 3 ) in the partition ( 6 ), it serves as a seal between the cooling and drive chamber ( 16 ) and the evaporation chamber ( 8th ).

Ein Teil der Oberfläche der Antriebsscheiben (7) befindet sich im kondensierten Arbeitsfluid (9) und wird dadurch gekühlt. Die Kühlung des Arbeitsfluids (9) und der Antriebsscheiben (7) erfolgt über rotierende Kühlleitungen (4) und dem zugehörigen ebenfalls rotierenden Wärmetauscher (5), die über die Dichtungen (17) mit einem Doppelrohr (10) verbunden sind. Die Ausführung der Kühlrohre im Bereich des Arbeitsfluids (9) erfolgt als Wärmetauscher (5). Durch das Doppelrohr (10) erfolgt eine Verbindung in den Außenbereich der Dampfturbine (1), wo sich z. B. der Wärmetauscher einer Heizanlage, bzw. ein Kühler (38) befinden.Part of the surface of the drive pulleys ( 7 ) is in the condensed working fluid ( 9 ) and is thereby cooled. The cooling of the working fluid ( 9 ) and the drive pulleys ( 7 ) takes place via rotating cooling lines ( 4 ) and the associated likewise rotating heat exchanger ( 5 ) passing over the seals ( 17 ) with a double tube ( 10 ) are connected. The design of the cooling tubes in the area of the working fluid ( 9 ) takes place as a heat exchanger ( 5 ). Through the double tube ( 10 ), a connection takes place in the outer area of the steam turbine ( 1 ), where z. B. the heat exchanger of a heating system, or a cooler ( 38 ) are located.

Damit das Arbeitsfluid (9) in der Verdampfungskammer (8) verdampft, ist die Zufuhr von Energie notwendig. Grundsätzlich kommt dafür jede externe Energiequelle in Frage. in dem Ausführungsbeispiel in 1 wird Energie als Licht (19) zugeführt. Dieses wird durch ein Fenster (14) in die Verdampfungskammer (8) geleitet, wo es von einem Reflektor (15) auf das Arbeitsfluid (9) auf der Innenseite der Dampfturbine umgeleitet wird.So that the working fluid ( 9 ) in the evaporation chamber ( 8th ) evaporates, the supply of energy is necessary. Basically, every external source of energy comes into question. in the embodiment in 1 becomes energy as light ( 19 ). This is indicated by a window ( 14 ) in the evaporation chamber ( 8th ), where it is separated from a reflector ( 15 ) on the working fluid ( 9 ) is redirected on the inside of the steam turbine.

Wie 2 zeigt, strömt das Arbeitsfluid (9) am Innenradius (25) aus den Düsen (2) in den Spalt (34). Die aus den Düsen (2) austretende Dampfströmung (26) hat eine tangentiale und eine radiale Geschwindigkeitskomponente. Die mit der tangentialen Geschwindigkeitskomponente verbundene Kraftübertragung bewirkt eine Rotation der Antriebsscheiben (7). Die Kraftübertragung erfolgt auf Grund der Reibungskräfte, die zwischen der Dampfströmung (26) und den Antriebsscheiben (7) herrscht. Im Laufe dieses Prozesses verliert die Dampfströmung (26) einen Teil ihrer kinetischen Energie, so dass sie am Außenradius (33) der Antriebsscheiben (7) die gleiche Geschwindigkeit wie diese hat. Außerdem kondensiert die Dampfströmung (26), so dass sie nahezu stoßfrei auf die Fluidsäule auf der Innenseite der Dampfturbine trifft.As 2 shows, the working fluid ( 9 ) at the inner radius ( 25 ) from the nozzles ( 2 ) in the gap ( 34 ). The from the nozzles ( 2 ) exiting steam flow ( 26 ) has a tangential and a radial velocity component. The power transmission associated with the tangential velocity component causes rotation of the drive pulleys ( 7 ). The power transmission is due to the friction forces between the steam flow ( 26 ) and the drive pulleys ( 7 ) prevails. In the course of this process the steam flow loses ( 26 ) a part of their kinetic energy, so that they at the outer radius ( 33 ) of the drive disks ( 7 ) has the same speed as this one. In addition, the vapor flow condenses ( 26 ), so that it hits the fluid column on the inside of the steam turbine almost bum-free.

Als Arbeitsfluid können prinzipiell alle Fluide mit geeigneter Viskosität – insbesondere Wasser oder ORC-Stoffe-Arbeitsfluide (Organic Rankine Cylce) – eingesetzt werden.In principle, all fluids having a suitable viscosity-in particular water or ORC substances-working fluids (Organic Rankine Cylce) -can be used as the working fluid.

In 2a ist dargestellt, wie das Arbeitsfluid (9) nachdem es als Dampfstrom (21) durch die Düsen (2) in den Spalt (34) eingeströmt ist, sich als Dampfstrom (26) in Richtung des Innenseite der Dampfturbine (1) bewegt. Der Dampfstrom (26) kondensiert dabei, und das Kondensat (27) schlägt sich auf den Antriebsscheiben (7) nieder. Die Kühlwirkung und somit auch die Kondensation wird durch den mitrotierenden Wärmetauscher (5) verstärkt. Das in den Kühlleitungen (4) zirkulierende Kühlmittel transportiert die Wärme ab, so dass diese über einen externen Wärmetauscher nutzbar gemacht werden kann. Das kondensierte Arbeitsfluid (9) wird durch die Zentrifugalkraft auf die Innenseite der Dampfturbine gedrückt und kann somit wieder in die Verdampfungskammer (8) fließen (23). Ein Teil der Antriebsschieben (7) liegt somit innerhalb des kondensierten Arbeitsfluids (9) und wird auch dadurch gekühlt.In 2a is shown how the working fluid ( 9 ) after passing it as a vapor stream ( 21 ) through the nozzles ( 2 ) in the gap ( 34 ) has flowed, as a vapor stream ( 26 ) in the direction of the inside of the steam turbine ( 1 ) emotional. The vapor stream ( 26 ) condenses, and the condensate ( 27 ) beats on the drive pulleys ( 7 ) down. The cooling effect and thus the condensation is due to the co-rotating heat exchanger ( 5 ) strengthened. That in the cooling lines ( 4 ) circulating coolant transports the heat, so that it can be made available via an external heat exchanger. The condensed working fluid ( 9 ) is pressed by the centrifugal force on the inside of the steam turbine and can thus back into the evaporation chamber ( 8th ) ( 23 ). Part of the drive slides ( 7 ) is thus within the condensed working fluid ( 9 ) and is also cooled by it.

In 3 und 4 ist ein weitere Ausführung der Erfindung dargestellt. Hier rotieren Dampfführungsrohre (32), die durch die Trennwand (6) geführt sind, sowie die Düsen (2') mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Dampfturbine (1). Die Strömung des Arbeitsfluids (9) wird von mindestens einer Düse (2') auf ein Leitrad (31) geleitet, das als Umlenkrad mit Schaufeln ausgeführt ist und die Gasströmung in den Spalt (34) von mindestens zwei Antriebsscheiben (7) leitet. Die Aufhängung (30) des Leitrades (31) ist am Stator (11) befestigt. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass keine abzudichtende Durchführung durch die Trennwand (6) benötigt wird. in 4 ist eine Aufsicht dieser Ausführung dargestellt, die die Umlenkung der Dampfströmung darstellt. Eine Vortriebswirkung wird durch den Rückstoß in den Düsen erzielt und nach Umkehr der Strömung wird die Dampfströmung in den Spalt (34) zwischen den Antriebsscheiben (7) geleitet, wo dann das bereits beschriebene Antriebsprinzip winkt.In 3 and 4 a further embodiment of the invention is shown. Here steam guide tubes ( 32 ) passing through the partition ( 6 ) are guided, and the nozzles ( 2 ' ) at the same angular velocity as the steam turbine ( 1 ). The flow of the working fluid ( 9 ) is carried by at least one nozzle ( 2 ' ) on a stator ( 31 ), which is designed as a guide wheel with blades and the gas flow into the gap ( 34 ) of at least two drive pulleys ( 7 ). The suspension ( 30 ) of the stator ( 31 ) is on the stator ( 11 ) attached. This embodiment has the advantage that no passage to be sealed by the partition ( 6 ) is needed. in 4 a plan view of this embodiment is shown, which represents the deflection of the steam flow. A propulsive action is achieved by the recoil in the nozzles and after reversal of the flow, the steam flow into the gap ( 34 ) between the drive pulleys ( 7 ), where then the already described drive principle beckons.

Für eine Nutzung von Arbeitsfluiden, die den Organic Rankine Cycle (ORC) ermöglichen, ist es sinnvoll, die Dampfturbine (1) und den Generator (53) durch eine gasundurchlässige Hülle (54) zu kapseln. In 5 und 6 ist eine komplett gekapselte Ausführung der Erfindung dargestellt, so dass flüchtige Gase, die z. B. für ORC Prozesse verwendet werden, sich nicht aus dem System durch Dichtungen verflüchtigen können. Der Stromgenerator befindet sich im Innenraum der Hülle (54). Es müssen somit nur Leitungen für Strom (52) sowie der Vorlauf (50) und der Rücklauf (51) des Kühlmittels nach außen geführt werden. Sich bewegende Wellen müssen nicht abgedichtet werden. Licht (19) kann durch ein Fenster (55) der Hülle (54) in die Dampfturbine geleitet werden.For a use of working fluids that enable the Organic Rankine Cycle (ORC), it makes sense, the steam turbine ( 1 ) and the generator ( 53 ) by a gas-impermeable envelope ( 54 ) to encapsulate. In 5 and 6 is a completely encapsulated embodiment of the invention shown so that volatile gases, the z. B. for ORC processes are used, can not evaporate from the system through seals. The power generator is located in the interior of the shell ( 54 ). It must therefore only lines for electricity ( 52 ) as well as the flow ( 50 ) and the return ( 51 ) of the coolant are led to the outside. Moving waves do not have to be sealed. Light ( 19 ) can through a window ( 55 ) of the envelope ( 54 ) are fed into the steam turbine.

Um diese Wärmekraftmaschine als Verbrennungsmaschine zu betreiben wird wie in 6, 7 und 8. dargestellt, ein Verbrennungsvolumen im Innern der Verdampfungskammer (8) vorgeschlagen. Die Einspritzung des Brennstoffes (z. B. Kohlenwasserstoffe) erfolgt durch das Innenrohr eines Doppelrohres (58). Die Luft wird durch den Außenteil des Doppelrohrs (59) in den Brennraum gepumpt. Im Brennraum (56) befindet sich eine Zündung/Vorglüheinrichtung (62). Zur Wärmeerzeugung und gleichzeitiger Nutzung der Rauchgasströmung zum Vortrieb wird ein gekrümmtes Rohrsystem (57) in die Verdampfungskammer (8) eingebaut. Die Ausführung besteht aus mindestens zwei rotationssymmetrischen Abgasrohren, die von einem zentralen Verbrennungsraum (56) spiralförmig oder helixformig durch das rotierende Arbeitsfluid (9) und die Außenwand der Dampfturbine (1) hindurch zu einem geeigneten Auslass (63) außen führen. Die Abgase werden bei Bedarf außen zu einem Wärmetauschersystem bzw. zu einem Abgassystem geleitet. Zur Maximierung der Wärmeübertragung können die Rohre auch in Form von anderen geeigneten Geometrien durch die Verdampfungskammer (8) geführt werden. Ebenso können Rippen, Noppen oder andere geometrische Formen zwecks Oberflächenvergrößerung auf dem Rohrsystem (57) angebracht werden.To operate this heat engine as an internal combustion engine is as in 6 . 7 and 8th , shown, a combustion volume in the interior of the evaporation chamber ( 8th ) proposed. The injection of the fuel (eg hydrocarbons) takes place through the inner tube of a double tube ( 58 ). The air is passed through the outer part of the double tube ( 59 ) pumped into the combustion chamber. In the combustion chamber ( 56 ) there is an ignition / Vorglüheinrichtung ( 62 ). For heat generation and simultaneous use of the flue gas flow for propulsion is a curved pipe system ( 57 ) in the evaporation chamber ( 8th ) built-in. The design consists of at least two rotationally symmetrical exhaust pipes, which are separated from a central combustion chamber ( 56 ) helically or helically by the rotating working fluid ( 9 ) and the outer wall of the steam turbine ( 1 ) through to a suitable outlet ( 63 ) lead outside. If necessary, the exhaust gases are routed outside to a heat exchanger system or to an exhaust system. In order to maximize heat transfer, the tubes can also pass through the evaporation chamber in the form of other suitable geometries ( 8th ). Similarly, ribs, nubs or other geometric shapes may be used to increase surface area on the pipe system ( 57 ).

Die Abgase, die durch einen Auslass (63), die Dampfturbine verlassen, werden nach Umlenkung an einem Leitrad (80), das an der Hülle (54) angebracht ist, in Drehrichtung um die Dampfturbine (1) geführt, so dass eine Unterstützung des Vortriebs stattfindet. Die Abgase verlassen die Hülle (54) durch eine mit Klappe (75) verschließbare Abgasführung (74) (9).The exhaust gases passing through an outlet ( 63 ) leaving the steam turbine, after deflection at a stator ( 80 ) attached to the shell ( 54 ) is mounted, in the direction of rotation about the steam turbine ( 1 ), so that propulsion support takes place. The exhaust gases leave the shell ( 54 ) by a flap ( 75 ) closable exhaust system ( 74 ) ( 9 ).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Dampfturbinesteam turbine
22: Düsejet
2'2 ': Düse – rotierendNozzle - rotating
33: Aussparungen in der TrennwandRecesses in the partition
44: Kühlleitungen – rotierendCooling pipes - rotating
55: Wärmetauscherheat exchangers
66: Trennwandpartition wall
77: Antriebsscheibensheaves
88th: VerdampfungskammerEvaporation chamber
99: Arbeitsfluidworking fluid
1010: Doppelrohr für gegenläufige Strömungen – Vor- und RücklaufDouble pipe for opposite flows - supply and return
1111: Statur AufhängungStature suspension
1212: Lagercamp
1313: Dampfzuleitungsteam supply
1414: Fenster für LichtWindow for light
1515: Reflektorreflector
1616: Kühl- und AntriebskammerCooling and drive chamber
1717: Dichtungen für KühlwasserSeals for cooling water
1818: Zuleitungen für Vor- und Rücklauf der KühlflüssigkeitSupply lines for flow and return of the coolant
1919: Lichtlight
2020: Umlenkradguide wheel
2121: Dampfströmung zu den DüsenSteam flow to the nozzles
2222: Verdampfungevaporation
2323: Strömung des ArbeitsfluidsFlow of the working fluid
2424: Aussparungen in der TrennwandRecesses in the partition
2525: Innenradius der AntriebsscheibenInner radius of the drive pulleys
2626: Strömung zwischen Scheiben-Dampf und KondensatFlow between disc vapor and condensate
2727: Kondensation des Dampfes zwischen den ScheibenCondensation of the steam between the panes
2828: Freie Oberfläche des kondensierten ArbeitsfluidsFree surface of the condensed working fluid
2929: Axialsymmetrische AchseAxially symmetric axis
3030: Aufhängung für LeitradSuspension for stator
3131: Leitradstator
3232: Dampfführungsrohr – rotierendSteam guide tube - rotating
3333: Außenradius der AntriebsscheibenExternal radius of the drive pulleys
3434: Spaltgap
3737: Antriebsstangedrive rod
3838: Heizanlage bzw. KühlerHeating system or radiator
5050: Vorlauf KühlwasserFlow of cooling water
5151: Rücklauf KühlwasserReturn cooling water
5252: Leitungen zum GeneratorLines to the generator
5353: Generatorgenerator
5454: Gasdichte HülleGas-tight envelope
5555: Fenster der HülleWindow of the shell
5656: Verbrennungsraumcombustion chamber
5757: VerpuffungsrohreVerpuffungsrohre
5858: Brennstoffzuleitung – statisch mit Zündung an SpitzeFuel supply line - static with ignition at tip
5959: Luftzuleitungair supply
6060: Lager und Dichtung für Doppelwandiges Rohr mit Luftstrom außen und Einspritzrohr innenBearing and seal for double-walled pipe with air flow outside and injection pipe inside
6161: Außenwand Doppelrohr – rotierendOuter wall double tube - rotating
6262: Zündung/VorglüheinrichtungIgnition / glow plugs
6363: Auslass der VerbrennungsgaseOutlet of the combustion gases
6464: Auslass als Düse ausgeprägtOutlet as a nozzle pronounced
6565: Dichtungpoetry
7474: Abgasführungexhaust system
7575: Klappeflap
8080: Leitrad für VerbrennungsgaseDiffuser for combustion gases
8181: Abgasströmungexhaust gas flow

Claims

Reibungsturbinenantrieb, wherein between at least two rotating drive pulleys with a central opening a steam flow is passed from the inner radius to the outer radius, wherein the steam flow is passed through at least one nozzle at the inner radius between the drive pulleys, characterized in that the at least one nozzle rotates with the drive pulleys that a stator between the at least one nozzle and the drive disks deflects the steam flow and that by means of a rotating heat exchanger, the drive disks and the working fluid are cooled.

A friction turbine drive according to claim 1, wherein an outlet of the steam flow is in the vicinity of the outer radius of the drive pulleys.

Friction turbine drive, according to claim 1, characterized in that the condensed working fluid is collected at the outlet and returned to an evaporation chamber.

A friction turbine drive according to claim 1, characterized in that a combustion chamber for transferring heat is integrated into the vaporization chamber.

A friction turbine drive according to claim 4, characterized in that fuel and air are passed through separate pipelines into the combustion chamber.

A friction turbine drive according to claim 5, characterized in that a curved pipe system for guiding hot combustion gases is integrated into the vaporization chamber to assist the rotation of the friction turbine engine by repelling the exhaust gases.