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DE2747529A1 - Solar heat conversion to power - by water condensed at higher level driving water turbine at lower level - Google Patents

Solar heat conversion to power - by water condensed at higher level driving water turbine at lower level

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Publication number
DE2747529A1
DE2747529A1 DE19772747529 DE2747529A DE2747529A1 DE 2747529 A1 DE2747529 A1 DE 2747529A1 DE 19772747529 DE19772747529 DE 19772747529 DE 2747529 A DE2747529 A DE 2747529A DE 2747529 A1 DE2747529 A1 DE 2747529A1
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DE
Germany
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line
condenser
water
solar heat
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19772747529
Other languages
German (de)
Inventor
Aake Teofil Dipl Ing Simonsson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Simonsson aake Teofil dipl-Ing
Original Assignee
Simonsson aake Teofil dipl-Ing
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Filing date
Publication date
Application filed by Simonsson aake Teofil dipl-Ing filed Critical Simonsson aake Teofil dipl-Ing
Priority to DE19772747529 priority Critical patent/DE2747529A1/en
Publication of DE2747529A1 publication Critical patent/DE2747529A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/003—Devices for producing mechanical power from solar energy having a Rankine cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/10—Solar heat collectors using working fluids the working fluids forming pools or ponds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

A plant to generate power by the utilisation of solar heat consists of a large solar heat collector above an expanse of surface water. The vapours rise in rectangular or circular solar heat collectors to a condenser at their top end. The water collected in the condenser is allowed to descend into a water turbine at ground level. Before entering the condenser, the kinetic energy of the vapours can be utilised in a wind turbine. This is an ideal way of converting solar radiation to mechanical power.

Description

"Einrichtung zur Umwandlung und Gewinnung "Facility for Conversion and Extraction

von Energie, insbesondere unter Ausnutzung unmittelbar zur Verfügung stehender Sonnenenergie" Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sonnenenergie in Form von Wärmestrahlung zur Gewinnung von mechanisch verwertbarer Energie heranzuziehen. of energy, especially when it is used, is immediately available standing solar energy "The invention is based on the object, solar energy in the form of thermal radiation to generate mechanically usable energy.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß zur FUhrung eines gas- bzw. dampfförmigen Strömungsmediums mindestens eine Leitung steigend angeordnet und zum Aufheizen ihres Inhalts als Sonnenkollektor ausgebildet bzw. mit Sonnenkollektoren bestückt ist, daß ein Erzeuger von Wasserdampf bzw. von mit Feuchtigkeit gesättigter Luft an das untere Ende der Leitung und ein Kondensator an deren oberes Ende angeschlossen sind.To solve this problem, the invention provides that for guidance of a gaseous or vaporous flow medium ascending at least one line arranged and designed or designed as a solar collector to heat their contents. is equipped with solar panels that a generator of water vapor or of with Moisture saturated air to the lower end of the pipe and a condenser at their upper one Connected to the end.

In der das gas- bzw. dampfförmige Strömungsmedium fUhrenden Leitung wird aufgrund ihrer Ausbildung als Sonnenkollektor bzw. durch die auf ihr angebrachten Sonnenkollektoren gegenüber der Außenluft eine starke Temperaturerhöhung erzielt, die eine entsprechende Temperaturerhöhung des Strömungsmediums mit sich bringt. Das Strömungsmedium steigt folglich in der Leitung nach oben. Am oberen Ende der Leitung befindet sich ein Kondensator, in dem das in dem Strömungsmedium befindliehe Wasser ausgeschieden wird. Dieses Wasser kann sodann durch ein Fallrohr einer Turbine zugeleitet werden, um eine verwertbare Energieform zu gewinnen.In the line carrying the gaseous or vaporous flow medium is due to its training as a solar collector or by the one attached to it Solar collectors achieve a strong increase in temperature compared to the outside air, which brings about a corresponding increase in the temperature of the flow medium. The flow medium consequently rises up the line. At the top of the Line is a condenser, in which is located in the flow medium Water is excreted. This water can then through a downpipe of a turbine be fed in to generate a usable form of energy.

Am unteren Ende der mit Hilfe der Sonneneinstrahlung autgeheizten Leitung befindet sich ein Erzeuger von Wasserdampf bzw. von mit Feuchtigkeit gesättigter Dampf, damit das Strönungsmedium einen möglichst hohen Wasseranteil aufweist.At the lower end of the heated with the help of the sun Line is a generator of water vapor or of saturated with moisture Steam, so that the flow medium has as high a water content as possible.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Ansprüchen im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor.Further features of the invention are evident from the description and the Claims in connection with the drawing.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines AusfUhrungibeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigen: Fig.1: einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße, kreisförmige Rohrleitung: Fig.2: einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße, eckige Rohrleitung; Fig.3: einen abgeschnittenen Längsschnitt; Fig.4: eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Einricntung und Fig.5: einen Schnitt durch eine Rohrleitung für eine abgewandelte Ausführungsform.The invention is explained below using an exemplary embodiment, the is shown in the drawing, described in more detail. They show: Fig. 1: a Section through a circular pipeline according to the invention: FIG. 2: a section by an angular pipeline according to the invention; 3: a cut longitudinal section; FIG. 4: a basic sketch of the device according to the invention and FIG. 5: a section through a pipeline for a modified embodiment.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung 1 zur Umwandlung von Energie bzw. zur Gewinnung von Sonnenenergie umfaßt gemäß der schematischen Darstellung in Fig.4 mindestens eine steigend angeordnete Leitung 2, die zu Aufheizen ihres Inhalts als Sonnenkollektor ausgebildet bzw. deren Oberfläche zumindest teilweise mit einem oder mehreren Sonnenkollektoren 3 bestUckt ist. Soweit erforderlich, ist die Leitung 2 ferner mit einer Isolierung 4 ii Bereich ihrer dem Boden zugewandten Seite versehen.A device 1 according to the invention for converting energy or for the production of solar energy comprises according to the schematic representation in Fig.4 at least one rising line 2, which is used to heat its contents as Solar collector formed or its surface at least partially with a or several solar collectors 3 is equipped. As far as necessary, the line is 2 also provided with an insulation 4 ii area of its side facing the floor.

Die Leitung 2 kann kreisförmigen Querschnitt gemäß Fig.1 oder eckigen Querschnitt gemäß Fig.3 aufweisen.The line 2 can have a circular cross-section as shown in FIG. 1 or it can be angular Have cross section according to Figure 3.

Die Leitung 2 dient zur Führung eines gas- bzw. dampfförmigen Strömungsmediums und ist dazu an ihres unteren Ende 5 an eine Erzeuger 6 von Wasserdampf bzw. von mit Feuchtigkeit gesättig ter Luft und an ihres oberen Ende 7 an einen Kondensator 8 angeschlossen.The line 2 is used to guide a gaseous or vaporous flow medium and is for this purpose at its lower end 5 to a generator 6 of water vapor or of air saturated with moisture and at its upper end 7 to a condenser 8 connected.

Mit Hilfe der Sonnenkollektoren auf der Leitung 2 bzw. Rohrleitung 2 wird erreicht, daß in dieser befindlicher Dampf bzw. mit Feuchtigkeit gesättigte Luft hochsteigt, wobei keine bzw. kaum Kondensation eintritt. Diese eriolgt erst am höchsten Punkt der Rohrleitung 2 in dem dort angeordneten Kondensator 8.With the help of the solar panels on line 2 or pipeline 2 it is achieved that in this steam or saturated with moisture Air rises, with little or no condensation occurring. This only succeeds at the highest point of the pipeline 2 in the condenser 8 arranged there.

Das ii Kondensator 8 anfallende Wasser wird sodann mittelbar oder unmittelbar einem Fallrohr 9 zugeführt, durch das es zu einer Turbinenanlage 10 o.dgl. strömt.The ii condenser 8 accumulating water is then indirect or directly fed to a downpipe 9, through which it leads to a turbine system 10 or the like. flows.

Der Erzeuger 6 von Wasserdampf bzw. mit Feuchtigkeit gegesättigter Luft ist vorzugsweise ein über einer freien Wasseroberfläche 11 angeordneter, großflächiger Sonnenkollektor.The generator 6 of water vapor or saturated with moisture Air is preferably a large area arranged over a free water surface 11 Solar collector.

Dieser Sonnenkollektor ist derart angeordnet, daß der zwischen ihm und der Wasseroberfläche 11 entstehende Wasserdampf direkt zum unteren Ende 5 der Leitung 2 strömen kann.This solar collector is arranged so that the between it and the water surface 11 resulting water vapor directly to the lower end 5 of the line 2 can flow.

Grundsätzlich sieht die Erfindung aber auch vor, daß der Erzeuger von Wasserdampf bzw. mit Feuchtigkeit gesättigter Luft ein Abwärmesammler eines Kraftwerkes, insbesondere eines Kernkraftwerkes ist.In principle, however, the invention also provides that the producer a waste heat collector of water vapor or air saturated with moisture Power plant, in particular a nuclear power plant.

Die steigend angeordnete Leitung 2 weist schließlich noch bodenseitige Austrittsöffnungen 12 auf, an die Je ein Sammelbehälter 13 angeschlossen ist. Die Austrittsöffnungen 12 und die Sammelbehälter 13 dienen zum Auffangen von ggf. in der Leitung 2 kondensierenden Wasser. The rising line 2 finally also has the bottom Outlet openings 12 to each of which a collecting container 13 is connected. the Outlet openings 12 and the collecting container 13 serve to collect, if necessary, in the line 2 condensing water.

In Abhängigkeit von dem in der Leitung 2 herrschenden Druck und der Strömungsgeschwindigkeit des aufsteigenden Mediums kann dieses vor Erreichen des Kondensators 8 durch eine Windturbinenanlage 14 strömen, um die kinetische Energie des aufgeheizten Strömungsmediums zu nutzen. Depending on the pressure prevailing in line 2 and the The flow velocity of the ascending medium can reduce this before it reaches the Condenser 8 flow through a wind turbine system 14 to generate the kinetic energy to use the heated flow medium.

Gesäß Fig.5 ist die steigend angeordnete Leitung ein Doppelrohr 15, dessen gas- bzw. dampfförmiger Inhalt in der einen Kammer 16 mit aus Abwärme stammenden Heißwasser bzw. Heißdampf in der anderen Kammer 17 aufgeheizt wird. Auch hier kann die Abwärme aus Kraftwerken bzw. Kernkraftwerken stammen. According to Fig. 5, the rising line is a double pipe 15, its gaseous or vaporous content in a chamber 16 with originating from waste heat Hot water or superheated steam in the other chamber 17 is heated. Here, too, can the Waste heat comes from power plants or nuclear power plants.

Die Erfindung ist nicht auf das in den Figuren dargestellte Ausillhrungsbeispiel beschränkt, vielmehr sind noch Änderungen und Ergänzungen denkbar, ohne von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.The invention is not limited to the exemplary embodiment shown in the figures limited, but changes and additions are still conceivable without the to deviate from the basic idea of the invention.

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Claims (9)

A n s p r ü c h e: 1. Einrichtung zur Umwandlung von Energie bzw. zur Gewinnung von Energie, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung eines gas- bzw. dampfförmigen Ströiungsmediums mindestens eine Leitung (2) steigend angeordnet und zum Aufheizen ihres Inhalts als Sonnenkollektor ausgebildet bzw. mit Sonnenkollektoren (3) bestUckt ist, daß ein Erzeuger (6) von Wasserdampf bzw. von mit Feuchtigkeit gesättigter Luft an das untere Ende (5) der Leitung (2) und ein Kondensator (8) an deren oberes Ende (7) angeschlossen sind. A n s p r e c h e: 1. Device for converting energy or for the generation of energy, characterized in that for guiding a gas or gas vaporous flow medium at least one line (2) arranged rising and designed as a solar collector or with solar collectors to heat its contents (3) is equipped that a generator (6) of water vapor or of moisture saturated air to the lower end (5) of the line (2) and a condenser (8) are connected to the upper end (7). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erzeuger von Wasserdampf bzw. mit Feuchtigkeit gesättigter Luft ein über einer freien Wasseroberfläche (11# angeordneter, groflflächiger Sonnenkollektor (6) ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the generator of water vapor or air saturated with moisture over a free water surface (11 # arranged, large-area solar collector (6) is. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erzeuger von Wasserdampf bzw. mit Feuchtigkeit gesättigter Luft ein Abwärmesammler eines Kraftwerks, insbesondere eines Kernkraftwerkes ist.3. Device according to claim 1, characterized in that the generator a waste heat collector of water vapor or air saturated with moisture Power plant, in particular a nuclear power plant. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steigend angeordnete Leitung (2) bodenseitige Austrittsöffnungen (12) aufweist, an die Je ein Sammelbehälter (13) angeschlossen ist.4. Device according to claim 1, characterized in that the rising arranged line (2) has bottom outlet openings (12) to which the Je a collecting container (13) is connected. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kondensator (8) mittelbar oder unmittelbar ein Fallrohr (9) angeschlossen ist.5. Device according to claim 1, characterized in that the Condenser (8) is connected directly or indirectly to a downpipe (9). 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (2) im Querschnitt kreisförmig ist (Fig.1).6. Device according to claim 1, characterized in that the line (2) is circular in cross section (Fig. 1). 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (2) im Querschnitt eckig ist. (Fig.3).7. Device according to claim 1, characterized in that the line (2) is angular in cross-section. (Fig. 3). 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Leitung (2) bzw0 vor dem Kondensator (8) eine Windturbinenanlage (14) angeordnet ist.8. Device according to claim 1, characterized in that within the line (2) or before the condenser (8) a wind turbine system (14) is arranged is. 9. Einrichtung zur Erzeugung von Energie, gekennzeichnet durch die Anordnung eines steigenden Doppelrohres (15), dessen gas- bzw. dampfförmiger Inhalt mit aus Abwärme stammendes Heißwasser bzw. Heißdampf auiheizbar ist.9. Device for generating energy, characterized by the Arrangement of a rising double pipe (15), its gaseous or vaporous contents can be heated up with hot water or superheated steam originating from waste heat.
DE19772747529 1977-10-22 1977-10-22 Solar heat conversion to power - by water condensed at higher level driving water turbine at lower level Ceased DE2747529A1 (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2532365A1 (en) * 1982-09-01 1984-03-02 Kalouguine Vladimir Solar conveying stack
WO2001044657A1 (en) * 1999-12-15 2001-06-21 Max Gangkofner Generation of electricity, using water created artificially at altitude
WO2008142459A3 (en) * 2007-05-17 2009-05-28 Emmanuil Dermitzakis Composite solar tower chimney

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