Gas-operated generators thermal equipment

【発明の詳細な説明】 【０００１】 本発明は、ガス作動式のサーマル装置であって、サーマルケーシングに熱−電気エネルギ変換器が設けられており、該サーマルケーシングに燃焼空気が周辺から導入可能で、後続配置された混合装置を備えた送風機を介してガス−空気混合気が燃焼装置に供給可能であり、燃焼空気が送風機によってサーマルケーシングから吸気されるよになっていて、ガスが混合装置に供給可能であり、燃焼装置によって発生した熱が電気エネルギに変換するための熱−電気エネルギ変換器に伝導可能であり、該熱−電気エネルギ変換器の冷却したい部分が付加的に冷却されている形式のものに関する。 【０００２】 このような形式の公知のジェネレータサーマル装置では、熱−電気エネルギ変換器が電流を発生させる。 エネルギ変換では損失が生じる。 発生する廃熱は、熱−電気エネルギ変換器を過熱から保護するために、熱−電気エネルギ変換器の外側に排出する必要がある。 有利には、熱−電気エネルギ変換器は線形ジェネレータと接続されている共振性の作業機械である。 線形ジェネレータは水が通流する冷却装置によって取り囲まれており、これによって冷却される。 【０００３】 このような水冷手段は、製作技術的に手間がかかり、しかもシステム設計を制限することにもなる。 さらに水冷手段では相当のコストがかかり、緊密性に関する技術的なリスクが生じるおそれがある。 さらに保守または修理の際に変換器に対するアプローチが困難である。 【０００４】 本発明の課題は、冒頭で述べたような形式のガス作動式のジェネレータサーマル装置を改良して、変換器に水冷手段が設けられていない形式で構成を簡略化し、ジェネレータサーマル装置のコストと技術的なリスクとが押さえられているものを提供することである。 【０００５】 この課題を解決するための本発明の装置によれば、熱−電気エネルギ変換器の冷却したい部分がポット状の冷却容器によって取り囲まれており、冷却容器の底部領域に周辺からの燃焼空気が供給可能であり、加熱された燃焼空気が冷却容器の底部領域から冷却容器の開放している上面を越えてサーマルケーシングに流入している。 【０００６】 このようなサーマル装置の実施形態によれば、周辺からサーマルケーシングに供給された燃焼空気が、有利な形式で、サーマルケーシングに供給されて通風機によって吸気される前に、熱−電気エネルギ変換器を冷却するために利用される。 通風機は燃焼空気をサーマルケーシングから吸気するので、サーマルケーシングに僅かな負圧が生じ、この負圧は冷却容器を介してサーマルケーシングに周辺空気を供給するのに十分である。 吸気された周辺空気は、周辺温度で冷却容器の底部領域に進入し、熱−電気エネルギ変換器の冷却したい部分を通流し、加熱されて冷却容器の開放している上面を越えてサーマルケーシングに流出する。 主として対流性の熱伝導によって、押し込み流れを助成する自由流れが生じる。 加熱された燃焼空気は通風機によって燃焼装置に供給される。 このようにして変換器の廃熱が使用されシステムに維持される。 通風機はサーマルケーシングに周辺空気圧を下回る圧力を形成する。 冷却容器の圧力は周辺空気の圧力を下回っているが、サーマルケーシングの圧力を上回っているので、空気流れが周辺から冷却容器に、次いで冷却容器からサーマルケーシングに生じる。 【０００７】 冷却容器は流れガイド機能しか有しておらず、したがって壁を薄く、大まかな製作誤差で、しかも廉価な材料から経済的に製作することができる。 冷却容器の圧密性要求は僅かである。 というのは冷却容器の内側と外側との間の圧力差が同様に僅かであるという理由による。 冷却容器へのケーブルガイドなどは必要なく、加熱された燃焼空気がサーマルケーシングに流入しても全く問題ではない。 【０００８】 冷却容器への吸気された周辺空気の供給は、冷却容器の底部領域において行われる。 この場合燃焼空気が冷却容器の底部領域に軸方向で供給されるか、または燃焼空気が冷却容器の底部に沿って接線方向で供給されるように構成することが可能で、これによって吸気された周辺空気は冷却容器に均等に分配することができる。 【０００９】 本発明のガス作動式のジェネレータサーマル装置の１実施形態によれば、燃焼装置の燃焼ガスが熱を熱−電気エネルギ変換器のスターリングエンジンに伝導するようになっていて、冷却容器の冷却したい部分が線形ジェネレータとして形成されている。 【００１０】 さらに加熱された工業用水を供給するために、燃焼装置と排気ガス出口との間に熱伝導装置が介在されており、この熱伝導装置を介して加熱された水が取り出し可能である。 【００１１】 燃焼空気の供給路が、冷却容器に開口する前に、排気ガス出口の少なくとも一部を通って案内されることによって、排気ガスの廃熱の一部がシステムに維持される。 【００１２】 次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。 【００１３】 サーマルケーシング１０（Thermengehaeuse）には、スターリングエンジン１
６と線形ジェネレータ１７（Lineargenerator）とから成る熱−電気エネルギ変換器（thermisch-elektrischer Energie-Wandler）が設けられている。 この場合スターリングエンジン１６はリング状の燃焼装置１１によって取り囲まれており、この燃焼装置１１はスターリングエンジン１６を加熱、駆動する。 この燃焼装置１１にガス−空気混合気が供給され、このガス−空気混合気は通風機１２によって混合装置１３を介して供給される。 通風機１２はサーマルケーシング１０から、ガス−空気混合に必要な燃焼空気１５を吸気し、これに対してガスＧの供給路１４は混合装置１３に案内されている。 【００１４】 燃焼装置１１の上方に熱伝導装置１８が配置されており、熱伝導装置１８は燃焼ガスにより加熱され、工業用水を加熱するために使用することができる。 排気ガスＡＧは排気ガス出口１９を介してサーマルケーシング１０から放出されて排気ガスシステムに送り込まれる。 【００１５】 ジェネレータサーマル装置（Generator-Therme）の周辺から周辺空気が燃焼空気Ｌとして吸引され、この場合供給路２１は少なくとも排気ガス出口１９の一部を通過して案内されており、これによって排気ガスＡＧに含まれた熱の一部が吸気された燃焼空気Ｌを余加熱するために使用される。 送風機１２によってサーマルケーシング１０に負圧が形成されることによって吸気過程が行われる。 【００１６】 吸気された燃焼空気Ｌは直接サーマルケーシング１０に導入されるのではなく、ポット状の冷却容器２０を介して導入され、この冷却容器２０は上部で開放しており、線形ジェネレータ１７を、冷却したい部分として取り囲んで収容している。 【００１７】 吸気された燃焼空気Ｌは、図１に示されているように、底部２３の中央部分において軸方向で冷却容器２０に供給されるか、または図２に示した実施例から判るように、接線方向で底部２３に沿って供給される。 いずれにせよ吸気された燃焼空気Ｌは線形ジェネレータ１７の表面を通過して線形ジェネレータ１７を冷却する。 この場合吸気された燃焼空気Ｌは、周辺から冷却容器２０の開放している上面を超えて、加熱された燃焼空気Ｌｖとしてサーマルケーシング１０に案内される。 周辺とサーマルケーシング１０との間の圧力比に基づいて、冷却容器２０
に空気流が生じる。 【００１８】 両方の実施例から判るように、線形ジェネレータ１７の冷却のためには、簡単な形式で廉価な材料から製作可能な冷却容器２０しか必要でなく、この冷却装置２０に製作誤差および気密性に関して高い要求を課す必要がない。 【００１９】 本発明は、説明した熱−電気エネルギ変換器を備えた図示の実施例に制限されるものでない。 別の形式で構成された熱−エネルギ交換器のために、本発明に基づく冷却装置を備えた空気式冷却装置を使用することもできる。 【図面の簡単な説明】 【図１】 吸気された燃焼空気を冷却装置に軸方向で供給する供給路を備えたガス作動式のジェネレータサーマル装置を示す図である。 【図２】 吸気された燃焼空気を冷却装置に接線方向で供給する供給路を備えたガス作動式のジェネレータサーマル装置を示す図である。 【符号の説明】 １０ サーマルケーシング、 １１ 燃焼装置、 １２ 通風機、 １３ 混合装置、 １４ 供給路、 １５ 燃焼空気、 １６ スターリングエンジン、
１７ 線形ジェネレータ、 １８ 熱伝導装置、 １９ 排気ガス出口、 ２
０ 冷却容器、 ２１ 供給路、 ２３ 底部、 ＡＧ 排気ガス、 Ｇ ガス、 Ｌ 燃焼空気、 Ｌｖ 燃焼空気