СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРОВОГО ЦИКЛА СО СМАЗЫВАЕМЫМ ДЕТАНДЕРОМ

1. Способ эксплуатации парового цикла, осуществляемого в устройстве, содержащем испаритель (1) или парогенератор для испарения жидкого рабочего тела (А) и смазываемый смазочным средством детандер (5) для совершения механической работы, причем способ включает в себя следующие этапы:
a) жидкое рабочее тело (А) подают в испаритель (1), в котором оно испаряется и в виде пара подается в детандер (5);
b) в детандер (5) дополнительно подают в качестве смазочного средства ионическую жидкость (В), которая образует с жидким рабочим телом (А) при комнатной температуре две жидкие фазы;
c) образующую смазочное средство для детандера (5) ионическую жидкость отделяют перед испарителем (1) от рабочего тела (А),
отличающийся тем, что растворимость ионического смазочного средства в рабочем теле составляет <0,1 мас.% и/или что растворимость рабочего тела в ионическом смазочном средстве составляет <5 мас.%.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ионическую жидкость для смазки детандера (5) вводят в парообразное рабочее тело (А) по потоку перед детандером (5) и, тем самым, подают в детандер (5) вместе с рабочим телом (А), и/или ионическую жидкость подают в детандер (5).
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что парообразное рабочее тело подают перед его повторной подачей в испаритель (1) и по потоку за детандером (5), по меньшей мере, в один конденсатор (3), в котором его сжижают.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что парообразное рабочее тело (А) подают по потоку за детандером (5), по меньшей мере, в одно сепарирующее устройство (4), в котором ионическую жидкость (В) в одну или несколько ступеней отделяют от рабочего тела (А).
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что парообразное рабочее тело (А) подают по потоку за детандером (5), по меньшей мере, в одно сепарирующее устройство (4), в котором ионическую жидкость (В) в одну или несколько ступеней отделяют от рабочего тела (А).
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что конденсатор (3) расположен по потоку за детандером (5) и по потоку перед сепарирующим устройством (4), так что в конденсатор (3) подают покидающую детандер (5) смесь из рабочего тела (А) и ионической жидкости (В).
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что конденсатор (3), в частности, в случае покидающего детандер (5) в виде пара рабочего тела (А) расположен по потоку за сепарирующим устройством (4) в контуре рабочего тела, так что в конденсатор (3) подают выходящее из сепарирующего устройства (4), по меньшей мере, частично парообразное рабочее тело (А).
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что действующую в качестве смазочного средства для детандера (5) ионическую жидкость (В) направляют в контуре смазочного средства с возможностью ее отвода, по меньшей мере, из одного резервуара (4; 10) для смазочного средства и ее подачи в детандер (5), откуда ее снова возвращают в указанный, по меньшей мере, один резервуар (4; 10) для смазочного средства.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что резервуар (4; 10) для смазочного средства образован, по меньшей мере, одним сепарирующим устройством, в котором ионическую жидкость (В) в одну или несколько ступеней отделяют от рабочего тела (А).
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что парообразное рабочее тело (А) подают по потоку за детандером (5), по меньшей мере, в одно сепарирующее устройство (4), в котором ионическую жидкость (В) в одну или несколько ступеней отделяют от рабочего тела (А), при этом резервуар для смазочного средства образован указанным, по меньшей мере, одним расположенным по потоку за детандером (5) сепарирующим устройством (4), в которое подают выходящую из детандера (5) смесь из рабочего тела (А) и ионической жидкости (В).
11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что рабочее тело и ионическую жидкость направляют в отдельных контурах, причем резервуар для смазочного средства образован предназначенной для детандера (5) емкостью (10), в частности масляным поддоном детандера, в которой размещены, с одной стороны, ионическая жидкость (В) в виде жидкой фазы, а, с другой стороны, по существу, парообразное рабочее тело (просачивающиеся пары) в виде паровой фазы, и из этой емкости (10) ионическую жидкость (В) подают в детандер (5) отдельно и независимо от парообразного рабочего тела (А) предпочтительно посредством насоса (9) или за счет гравитационного слива, причем в емкость (10) ионическую жидкость (В), выходящую из детандера (5), в частности из его картера, подают вместе с просачивающимися парами рабочего тела, при этом скапливающееся в емкости (10) парообразное рабочее тело (А) отводят из емкости (10).
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что отводимое из емкости (10) и, при необходимости, загрязненное ионической жидкостью парообразное рабочее тело (А) подают в указанное, по меньшей мере, одно расположенное по потоку за детандером (5) сепарирующее устройство (4), в которое в случае раздельных контуров рабочего тела и смазочного средства дополнительно подают выходящее из детандера (5) и загрязненное ионической жидкостью рабочее тело (А), причем предпочтительно предусмотрено, что отводимое из емкости (10) парообразное рабочее тело (А) перед подачей в указанное, по меньшей мере, одно сепарирующее устройство (4) подают в конденсатор (3), в котором парообразное рабочее тело (А) сжижают, и/или емкость (10) связана с сепарирующим устройством (4) с возможностью течения ионической жидкости (В) из сепарирующего устройства (4) к емкости (10), а также, при необходимости, наоборот.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройство, с помощью которого осуществляют паровой цикл, является составной частью, по меньшей мере, одного устройства рекуперации тепла автомобиля, в частности автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, так что в испаритель (1) подают отходящее тепло автомобиля, в частности двигателя внутреннего сгорания, и/или системы выпуска отработавших газов, и/или охладителя наддувочного воздуха, в качестве тепла, при этом совершенную детандером (5) механическую работу используют со стороны автомобиля, в частности подводят к его трансмиссии, и/или эксплуатируемому в качестве генератора электродвигателю, и/или потребителю в автомобиле, в частности системе охлаждения и/или кондиционирования в качестве потребителя.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют водяной пар или летучее вещество, в частности аммиак, алканы, фторированные углеводороды, силоксаны или хладагент.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ионической жидкости используют 1-этил-3-метилимидазол-бис(трифторметилсульфонил)имид или 1-этил-3-метилимидазол-трис(пентафторэтил)трифторфосфат, 1-этил-3-метилимидазол-трис(перфторалкил)трифторфосфат, 1-этил-3-метилимидазол-этилсульфат, 1-этил-3-метилимидазол-метилсульфат, 1-этил-3-метилимидазол-метансульфонат, 1-этил-3-метилимидазол-диэтилфосфат, 1-этил-3-метилимидазол-дибутилфосфат, 1-этил-3-метилимидазол-дицианамид, 1-этил-3-метилимидазол-перфторалкилсульфонат, 1-этил-3-метилимидазол-перфторалкилкарбоксилат, 1-этил-3-метилимидазол-тиоцианат, 1-этил-3-метилимидазол-трицианометид, 1-пропил-3-метилимидазол-бис(трифторметилсульфонил)имид, или 1-пропил-3-метилимидазол-трис(перфторалкил)трифторфосфат, 1-пропил-3-метилимидазол-этилсульфат, 1-пропил-3-метилимидазол-метилсульфат, 1-пропил-3-метилимидазол-метансульфонат, 1-пропил-3-метилимидазол-диэтилфосфат, 1-пропил-3-метилимидазол-дибутилфосфат, 1-пропил-3-метилимидазол-перфторалкилсульфонат, 1-пропил-3-метилимидазол-перфторалкилкарбоксилат, 1-пропил-3-метилимидазол-дицианамид, 1-пропил-3-метилимидазол-тиоцианат, 1-пропил-3-метилимидазол-трицианометид, 1-бутил-3-метилимидазол-бис(трифторметилсульфонил)имид или 1-бутил-3-метилимидазол-трис(пентафторэтил)трифторфосфат, 1-бутил-3-метилимидазол-этилсульфат, 1-бутил-3-метилимидазол-метилсульфат, 1-бутил-3-метилимидазол-метансульфонат, 1-бутил-3-метилимидазол-диэтилфосфат, 1-бутил-3-метилимидазол-дибутилфосфат, 1-бутил-3-метилимидазол-перфторалкилсульфонат, 1-бутил-3-метилимидазол-перфторалкилкарбоксилат, 1-бутил-3-метилимидазол-дицианамид, 1-бутил-3-метилимидазол-тиоцианат, 1-бутил-3-метилимидазол-трицианометид, 1-этил-1-метилпирролидин-бис(трифторметилсульфонил)имид или 1-этил-1-метилпирролидин-трис(пентафторэтил)трифторфосфат, 1-этил-1-метилпирролидин-трис(перфторалкил)трифторфосфат, 1-этил-1-метилпирролидин-этилсульфат, 1-этил-1-метилпирролидин-метилсульфат, 1-этил-1-метилпирролидин-метансульфонат, 1-этил-1-метилпирролидин-диэтилфосфат, 1-этил-1-метилпирролидин-дибутилфосфат, 1-этил-1-метилпирролидин-дицианамид, 1-этил-1-метилпирролидин-перфторалкилсульфонат, 1-этил-1-метилпирролидин-перфторалкилкарбоксилат, 1-этил-1-метилпирролидин-тиоцианат, 1-этил-1-метилпирролидин-трицианометид, 1-бутил-1-метилпирролидин-бис(трифторметилсульфонил)имид, 1-бутил-1-метилпирролидин-трис(пентафторэтил)трифторфосфат, 1-бутил-1-метилпирролидин-трис(перфторалкил)трифторфосфат, 1-бутил-1-метилпирролидин-этилсульфат, 1-бутил-1-метилпирролидин-метилсульфат, 1-бутил-1-метилпирролидин-метансульфонат, 1-бутил-1-метилпирролидин-диэтилфосфат, 1-бутил-1-метилпирролидин-дибутилфосфат, 1-бутил-1-метилпирролидин-дицианамид, 1-бутил-1-метилпирролидин-перфторалкилсульфонат, 1-бутил-1-метилпирролидин-перфторалкилкарбоксилат, 1-бутил-1-метилпирролидин-тиоцианат, 1-бутил-1-метилпирролидин-трицианометид, тетраалкиламмоний-бис(трифторметилсульфонил)имид, тетраалкиламмоний-трис(пентафторэтил)трифторфосфат, тетраалкиламмоний-трис(перфторалкил)трифторфосфат, тетраалкиламмоний-этилсульфат, тетраалкиламмоний-метилсульфат, тетраалкиламмоний-метансульфонат, тетраалкиламмоний-диэтилфосфат, тетраалкиламмоний-дибутилфосфат, тетраалкиламмоний-дицианамид, тетраалкиламмоний-перфторалкилсульфонат, тетраалкиламмоний-перфторалкилкарбоксилат, тетраалкиламмоний-тиоцианат или тетраалкиламмоний-трицианометид, или ионическую жидкость, которая содержит фторированные анионы и/или катионы с одной или несколькими алькильными цепями средней длины (С5-С10), или ионическую жидкость, которая содержит небольшие полярные, содержащие атомы кислорода анионы и/или катионы с одной или несколькими короткими, при необходимости, кислородзамещенными алькильными цепями (С1-С4), или смесь какой-либо из описанных ионических жидкостей.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворимость ионического смазочного средства в рабочем теле составляет <100 ppm, более предпочтительно <10 ppm и особенно предпочтительно <1 ppm.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворимость рабочего тела в ионическом смазочном средстве составляет <1 мас.% и более предпочтительно <0,1 мас.%.
18. Устройство для эксплуатации парового цикла, в частности для осуществления способа по одному из предыдущих пунктов, по меньшей мере, содержащее испаритель (1) или парогенератор для испарения жидкого рабочего тела (А) и смазываемый смазочным средством детандер (5) для совершения механической работы, причем смазочное средство образовано ионической жидкостью (В), которая образует с жидким рабочим телом (А) при комнатной температуре две жидкие фазы, отличающееся тем, что растворимость ионического смазочного средства в рабочем теле составляет <0,1 мас.% и/или что растворимость рабочего тела в ионическом смазочном средстве составляет <5 мас.%.
19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что за детандером (5) установлен, по меньшей мере, один конденсатор (3) и/или, по меньшей мере, одно сепарирующее устройство (4), причем предпочтительно предусмотрено, что конденсатор (3) расположен по потоку перед и/или по потоку за сепарирующим устройством (4).
20. Устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что предусмотрено по одному отдельному контуру для рабочего тела (А) и для действующей в качестве смазочного средства для детандера (5) ионической жидкости, в частности, таким образом, что по потоку за детандером (5) расположено по меньшей мере одно служащее резервуаром для рабочего тела (А) и/или для ионической жидкости (В) сепарирующее устройство (4), выполненное с возможностью подачи в него загрязненного ионической жидкостью, выходящего из детандера (5) рабочего тела и/или загрязненной рабочим телом (А) ионической жидкости (В).
21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что для детандера (5) в качестве резервуара для ионической жидкости (В) предусмотрена емкость (10), в частности, выполненная по типу масляного поддона, с возможностью подачи в нее загрязненной рабочим телом, выходящей из детандера (5) ионической жидкости, при этом от емкости (10) к сепарирующему устройству (4) ведет трубопровод, предпочтительно направленный через конденсатор (3).
22. Устройство по п.19, отличающееся тем, что сепарирующее устройство (4) выполнено в виде удлиненной колонноподобной сепарирующей емкости.
23. Устройство рекуперации тепла для автомобиля, в частности, с двигателем внутреннего сгорания, с устройством по п.18 для осуществления способа по п.1.
24. Устройство рекуперации тепла по п.23, отличающееся тем, что испаритель (1) непосредственно или косвенно связан с возможностью передачи тепла с источником тепла автомобиля, в частности с двигателем внутреннего сгорания, и/или системой выпуска отработавших газов, и/или охладителем наддувочного воздуха.
25. Устройство рекуперации тепла по п.23 или 24, отличающееся тем, что детандер (5) косвенно или непосредственно соединен или связан с возможностью передачи усилий с трансмиссией, и/или эксплуатируемым в качестве генератора электродвигателем и/или, по меньшей мере, с одним потребителем в автомобиле, в частности системой охлаждения и/или кондиционирования в качестве потребителя.