AT502366A1 - Wärmekraftmaschine - Google Patents

Description

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NiedertemperaturwSrmekraft aschine
Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Wärmekraftmascliine, bei der im Wärmekaraftmascliinen reislauf ein wärmepumpenähnlicher Kreislauf integriert ist, bei dem ein Medium in eine Volumenmindervorrichtung expandiert wird um durch die Expansion des Mediums eine zusätzliche Abkühlung zu erreichen.
Bei der gegenständlichen Niedertemperaturwä[pi]nekraftmaschine wird im geschlossenen Kreislauf ein Medium verdichtet und direkt in eine Volumenmindervo[pi]ichtung expandiert, wodurch eine zusätzliche Abkühlung des Mediums mit einer Reduzierung des Volumens nach der Energieabgabe in der Energieumwandlungsvorrichtung erreicht werden kann,

   wodurch der Energieaufwand zum Rückführen des Mediums erheblich reduziert werden kann und eine höhere Druckdifferenz zwischen dem Ein- und Ausgang der Energieumwandlungsvorrichtung erreicht weiden kann.
Die Expansionsdüse kann hierbei nach dem Prinzip der Venturi- Düse (auch bekannt als
Venturi-Rohr) oder anderen Vorrichtung mit dem gleichen Effekt ausgeführt sein, wodurch eine zusätzliche Druckabsenkung nach dem Austritt des Arbeitsmediums aus der
Expansionsmaschine erreicht werden kann.
In einer weiteren A fuhrungsform wird die Energie des expandierenden Gases nach der
Expansionsvorrichtung dazu genutzt ein Turbinenrad anzutreiben, welches wiederum mit einer Pumpvorrichtung gekoppelt sein kann.
Durch die gegenständliche, neuartige Energieumwandlungseinrichtung soll ein gegenüber herkömmlichen Wärmekraftmaschinen erhöhten Wirkungsgrad erreicht werden.

   Erfindungsgemäss gelingt dies bei der Energieumwandlungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass als Grundlage zur Umsetzung der Energie das Prinzip einer Wärmekraftmaschine dient, in welcher ein Prozess nach dem Wärmepumpenprinzip integriert ist, bei dem ein Medium verdichtet wird und in die Volumenmindervo[pi]ichtung expandiert wird, wodurch eine zusätzliche Abkühlung des Mediums erreicht werden kann und somit die ansonsten durch die üblicherweise durch die Kühlung dem Prozess nach aussen abzuführende Energie dem System über Wärmetauscher oder sonstige Vorrichtungen vollständig oder teilweise wieder zugeführt werden kann.
Die Veidichtungswärme zur aDruckerh[delta]hung des Mediums vor der Expansionsdüse kann bei der gegenständlichen Niederte[pi][phi]eratuiwärmekiaftaiaschme dem System über
NACHGEHEN::;

   Wärmetauscher wieder zugeführt werden.
Auch wäre es denkbar, die Verdichtungstemperatur an die Umwelt abzuführen, wodurch eine
Wärmesenke aus der Umwelt auch für Medien genutzt werden könnte, die ansonsten für eine
Verflüssigung bzw. Volumenminderung des Mediums nicht geeignet wären, beziehungsweise eine unzureichende Kühlung und somit der für den effizienten Betrieb notwendige
Druckunterscbied nicht erreicht werden kann.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird dem System von aussen über einen oder mehrere Wärmetauscher Energie zugeführt,

   wodurch das Medium expandiert und eine Energieumwandlungsvorrichtung antreibt.
Das Medium entspannt sich nach der Energieumwandlungsvorrichtung und wird über einen
Rückfuhrverdichter wieder zurück gepumpt Ober den Rückführverdichter gelangt ein Teil des Mediums zum Ertiitzer und in der Folge zu der Energieumwandlungsvorrichtung.
Zugleich wird von dem oder den Rückfuhrverdichtern oder Zusatzverdichtern das Medium in eine Volumenmindervorrichtung expandiert.
Durch die Abkühlung bei der Entspannung des Mediums nach der Exparaionsvorrichtung kann eine zusätzliche Reduktion des Volumens des Mediums erreicht werden.
Durch das im Kondensationsbereich erreichte Temperaturgefälle kann somit die an dieser Stelle notwendige Abfuhr von Energie aus dem System zum Teil oder ganz entfallen, wodurch eine erhebliche Wirkungsgraderfi[delta]hung zu erwarten ist.

   Vorzugsweise wird hierbei der Druck zur Expansionsdüse zusätzlich erhöht und die Verdichtungswärme dem System vor dem Erhitzer wieder zugeführt.
Der Wärmetauscher zwischen dem höher und dem niedriger verdichteten Medium dient hierbei dazu dem verdichteten Medium nach dem bzw. den Rückführverdichtern die Energie (Verdichtungswärme) zu entziehen und dem Kreislauf zuzuführen.
Die Expansionsvorrichtung im Kondensator kann hierbei nach dem Prinzip der Venturi- Düse arbeiten, wodurch in Richtung des Ausganges aus der Exr^mionsmaschine eine Druckreduzierung erreicht werden kann. Zudem kann durch das expandierende Gas eine Kühlung des Mediums in der Volumen[pi]iindervorrichtung erreicht werden. Bei der VenturiDüse durchströmt ein Medium eine Düse, wodurch sich der Druck in einem Rohr bzw. der im Fluid herrschende statische und dynamische Druck verändert.

   An der engsten SteUe ist der dynamische Druck (Staudruck) maximal womit ein starker Unterdruck erreicht werden kann.
NACHGEREICMT Die Volumenmindervorrichtung kann auch als Strahlverdichter ausgeführt sein, bei welchem die kinetische Energie des Treibstromes (dampf- flüssig oder gasförmig) auf das zu verdichtende Medium nach austritt aus der Expansionsmaschine durch
Impulsaustauschvorgänge übertragen wird.

   Nach der Durchmischung der beiden Ströme aus der Treibdüse und des Stromes nach der Expansionsmaschine wird die Irinetiswhe Energie der beiden Ströme in einem Diffusor in Druckenergie umgewandelt.
Durch die Expansion des Treibmediums in der Treibdüse wird eine anschliessende Erhöhung der Geschwindigkeit des Treibmediums bei gleichzeitigem Druckabfall erreicht Das
Medium erreicht am Austritt der Treibdüse die höchste Geschwindigkeit wodurch zur
Umgebung ein Unterdrück erreicht wird, wodurch der Gegendruck am Ausgang der
Expansionsmaschine gesenkt werden kann.
Der Förderstrom nach der Expansionsmaschine wird in den Strahlenapparat geleitet und trifft dort mit geringer Geschwindigkeit auf den Treibstrom mit hoher Geschwindigkeit.
Im .anschliessenden Mischrohr findet ein Impulsaustausch statt,

   wobei der Treibstrom durch
Misch- und Reibungsverhiste seinen Impuls an den Förderstrom verliert, welcher wiederum durch Impulsaufhahme beschleunigt wird.
Im Diffusor wird letztendlich die Strömungsenergie in Druckenergie umgewandelt welche am
Ende dem Verflüssigungs[kappa]iruck des Mediums entsprechen kann. Anschliessend kann das
Medium vom Rückführverdichter bzw. der Rückführpumpe, wieder zum Erhitzer gepumpt werden.
Um den Energieaufwand zur Rückführung des Mediums nach der Energieabgabe in der
Expansionsmaschine im geschlossenen Kreislauf möglichst gering zu halten wird eine vorhergehende Verflüssigung des Mediums vorgeschlagen.

   Das Medium kann jedoch auch in dampf- bzw. gasförmigem Zustand wieder zurück gepumpt werden.
Wechselt das Medium den Zustand von gasförmig in fest und umgekehrt wird dieser Vorgang in getrennten Kammern die umgeschaltet werden vorgeschlagen.
Zur Umsetzung der thermischen Bewegungsenergie können für die Niedeitemperar[Lambda]invä[pi]nekraftmaschine beliebige Energieumwandlungs-vorrichtungen wie: Scheibenringmotoren, Zahnradmotoren, Wankelmotoren, Schraubenmotoren,
Flügelzellenmotoren, Kolbenmotoren, Turbinen oder Schwingkolben, (welche durch Schwingung als Linear- Generator Energie erzeugen), vorgesehen .sein, sowie
NACHGEREipHT Arbeitsmaschinen im Allgemeinen als Energieumwandlungsvorrichtung bzw. Rückfuhrverdichter eingesetzt werden.

   Zur Rückführung des Mediums von der Volumenmindervorrichtung zum Erhitzer können ein- oder mehrere Rückführverdichter vorgesehen sein, welcher oder welche gleichzeitig oder zusätzlich mehr- oder einstufig als Verdichter für den Wärmepumpenkreislauf dienen können, wodurch zusätzliche Verdichter für den Wärmepumpenkreislauf entfallen können. Die Rückführverdichter können hierbei auch direkt mit der Energieumwandlungsvorrichtung gekoppelt sein. Für eine zusätzliche Erhöhung des Wirkungsgrades der gegenständlichen Niedertemperatunväjmekraftmaschine können wahlweise zusätzliche Kapillark[delta]rper, halbdurchlässige Membranen, Katalysatoren und Regeneratoren, einzeln oder gemeinsam im Wärmepumpenkreislauf und oder Wärmekrafmiaschmenkreislauf miteinander kombiniert sein. Des weiteren, kann die gegenständliche Maschine auch zusätzlich oder alleine als Abbzw.

   Adso tionswärmekraftmaschine arbeiten. Hierbei ist die Volumenmindervorrichtung bzw. der Erhitzer als Ab- bzw. Adso[phi]tionsvorrichtung ausgeführt welche durch Energieentzug und Energiezufuhr ein Arbeitsmedium aufnimmt oder ausstösst, wobei dieses System mit dem Wärmernimpenprozess und der Energierückgewinnung nach der Expansionsvorrichtung durch ein Turbinenrad oder ähnliche Vorrichtung kombiniert sein kann.
Insbesondere bei Verwendung von Stoffgemischen können in das System integrierte Katalysatoren die Änderung des Aggregatzustandes begünstigen. Membranen sollen das flüssige Medium vom gasförmigen Medium trennen. Kapillark[delta]rper sollen dazu dienen, das Medium durch deren Kapillarkräfte anzuziehen.

   Werden die Kapillarkörper in einem sich erweiternden Bereich erhitzt, ist eine leichte Druckerh[delta]hung zu erwarten, wodurch der Energieaufwand zum Rückführen des Mediums von der
Volumenmindervorrichtung zum Erhitzer reduziert werden kann.
Dadurch, dass bei der Niederten^raturwäimekraf[pi]Baschine mit sehr niedrigen Temperaturen gearbeitet werden kann, können über diesen Kreislauf Aggregate, wie der Generator und die Nebenaggregate gekühlt werden, wodurch sich der Wirkungsgrad des Generators und der Nebenaggregate erhöht.

   Zudem besteht die Möglichkeit, die Abwärme des Generators und der Nebenaggregate in das System einzubringen.
Auch wäre es möglich und denkbar, Umweltwärme oder sonstige überschüssige Wärme ausserhalb des Systems durch den nach dem Prinzip einer Wärmepumpe arbeitenden
NACHGE E[Lambda]:
I Zusatzprozess in das System mit einzubringen.
Bei der gegenständlichen Niedertemperaturwärmekraftmaschine erseheint es zudem sinnvoll, den Rückführverdichter mechanisch mit dem Energieumwandlungssystem zu verbinden, wodurch elektrische Verluste, wie sie zum Beispiel bei elektrisch betriebenen
Zusatzaggregaten entstehen, vermieden werden können.
Der Rückführverdichter kann mehrstufig ausgebildet sein, wobei eine Stufe dazu dient, das
Medium von der Volumenmindervorrichtung 14 zurück zum Wärmetauscher 6 zu pumpen
(Speisepumpe)

   und in der zweiten Stufe unter erhöhtem Druck das Medium über den nach dem Prinzip einer Wärmepumpe arbeitenden Kreislauf über die Expansionsvorrichtung 9 in die Volumenmindervorrichtung 14 expandiert wird. Kapillarkörper .sollen im System die
Aufgabe übernehmen flüssiges Medium durch die Kapillarkräfte anzuziehen und anschliessend über eine sich erweiternden Ausgang, welcher beheizt ist, wieder auszustossen, wodurch ein Pumpeffekt erreicht werde kann.
Katalysatoren sollten insbesondere bei Einsatz von Stoffgemischen eine raschere Änderung des Aggregatzustandes bewirken.
Zusätzlich, können im System beliebig Regeneratoren und Economiser wahlweise integriert sein.
Möglich wäre es auch, dass bei Einsatz von Solarpanelen als Energiequelle, diese direkt vom Arbeitsmedium durchströmt werden,

   wodurch keine Zwischenkreisläufe benötigt würden und so die Sonnenenergie nach Umwandlung in thermische Energie im Sonnenkollektor direkt zum Antrieb der Niedertemperalurwämekraftaiaschine eingesetzt werden .kann.
Wird die Expansionsvorrichtung in der Volumenmindervorrichtung als ein Turbinenrad ausgeführt, sollte es zudem möglich sein die Expansionsenergie in mechanische Energie umzuwandeln und diese Energie zum Antrieb des Rückfuhrverdichters eines Generators oder anderwärtig einzusetzen.
Als Zusatzeinrichtung zur Kühlung des Mediums im
Niedertemperaturwä[pi]nekraftmaschinenkreislauf können auch Vorrichtungen die nach dem Prinzip der elektrotfaermischen Kälteerzeugung arbeiten im System integriert werden wodurch an der zu kohlende Stelle Energie entzogen und auf der zu erwärmenden Seite zugeführt werde kann.

   Dies kann bei der gegenständlichen Niedertemperaturwärmekraftmaschine so
NACHGEREICHT ausgeführt sein, dass in dem Bereich vor dem Rückführveidichter Energie entzogen wird und nach dem Rückführverdichter wieder zugeführt wird, wodurch der Energieanteil der möglicherweise aus dem System zur Volumenminderung bzw. der vorzugsweise
Verflüssigung des Mediums vor dem Rückfuhrverdichter, bzw.

   Pumpe verkleinert werden kann.
Weiters wäre es auch denkbar die magnetokalorischen Kälteerzeugung zur Kühlung des
Mediums im Niedertemperaturwä[pi]nekraftmaschinenkreislauf zu nutzen.
Hierbei wird der Effekt genutzt, dass durch paramagnetische oder ferromagnetische Stoffe eine Temperaturabsenkung erreicht werden kann.
Für die Niedertemperaturwä[pi]nekraftmaschine können alle sich eignenden Medien, wie zum Beispiel:

   Kohlendioxid C02, Ethan C2H6, Propan C3H8, Isobutan C4H1O, Methylchlorid CH3C1, Ethylchlorid C2H5C1, Methylether C2H60, Ethylether C4H100, H20, Ammoniak NH3 sowie Rll CC13F, R12, CC12F2, R22, HCC1F2, R114, C2C12F4, R134a, CF3-CH2F, R404a, R507, R410, R407C, R290, R1270, R717, R113, R114, R1150, F12, R123, , R1270, R13, R134a, R14, R14, R152, R170, R21, R23, R290, R401a, R401b, R401C, R402A, R402B, R406A, R407A, R407B, R407C, R408A, R409A, R41OA, R41OB, R50, R500, R502, R507, R5O8A, R600, R600A, R717, R718, R728, R729, R732, R740, R744, RC318 und weitere Fluide oder Feststoffe, die durch Sublimation und Desublimation den Aggregatzustand im System ändern, verwendet werden.
Bevorzugte Einsatzbereiche dieser Technik sind: Die Umwandlung von thermischer Energie in mechanis. che Energie in Wärmekraftkopplungen bzw. thermischen Kraftwerken.

   Der Einsatz dieser Technik für die allgemeine Antriebstechnik, wobei diese Technologie als Ersatz für herkömmliche Verbrennungskraftmaschinen oder als Zusatzaggregat dienen kann. Sowie alle anderen Bereiche der Technik, wo ein Einsatz der gegenständlichen Technologie sinnvoll erscheint.
Aufgrund der äusseren Verbrennung ist gegenüber herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen mit innerer Verbrennung mit einer Steigerung des Wirkungsgrades und einer erheblich Reduktion von schädlichen Emissionen wie Russpartikel zu rechen.
NACHGERI=»CHT Ein weiterer Einsatzbereich liegt in der Nutzung der direkten und indirekten Sonnenenergie, wobei herkömmliche Photovoltalkanlagen ergänzt, bzw. ersetzt werden könntet.

   Ein wesentlicher Vorteil liegt hierbei darin, dass handelsübliche thermische Solaranlagen f<ü>r den Betrieb der NiederteinperatunvärmekrafUnaschine herangezogen weiden könnten. Die funktionsweise kann hier so sein, dass die Energie der Sonne von thermischen Solaranlagen aufgenommen wird und ein Medium erhitzt wird, welches zu der Niedeiteniperatu ärmekraftmasclune über Leitungen transportiert wird.

   Da thennische Solaranlagen wesentlich effizienter arbeiten als Photovoltalkanlagen und zudem wesentlich günstiger sind als Photovoltalkanlagen, sollte es möglich sein die Kombination von Solaranlagen mit der Niedertemperatuwä[pi]nekraf[alpha]naschine als Ersatz für herkömmlichen Photovoltalkanlagen einzusetzen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, dass mit ähnlichen elektrische Wirkungsgraden wie bei derzeit handelsüblichen Photovoltaikanlagen zu rechnen ist und zudem die thermische Energie zur Warmwasserbereitung oder für Heizzwecke verschiedenster Art eingesetzt weiden kann.
Besonders günstig wären hierfür Solaranlagen zur Gewinnung von Prozesswärme, da mit diesen Temperaturen bis über 200[deg.] C erreicht werden können, wodurch ein erhöhter Wirkungsgrad der Niedertemperatu ä[pi]nel[alpha]^ftmaschine zu erwarten wäre.

   Denkbar und möglich erschiene es auch, die Solarpanele direkt vom Arbeitsmedium durchströmen zu lassen.
Die gegenständliche Erfindung kann einen entscheidenden Beitrag zu Entlastung der Umwelt beitragen, da diese Technologie vielfältig eingesetzt werden kann und mit einer Steigerung des Wirkungsgrades gegenüber herkömmlichen Wäimekraflmaschinen und Motoren zu rechnen ist.
Da sich diese Technologie besonders für den Einsatz von alternative Energieträgern eignet, könnte der Energieeinsatz von fossilen Energieträgern erheblich reduziert werden und somit ein entscheidender Beitrag zur Erhaltung einer überlebensföhigen Umwelt geleistet werden. Auch wäre es denkbar, mit diesem System Industrieabwärme und andere Abwärme zur Erzeugung von h[delta]herwertiger elektrischer Energie einzusetzen.

   Denkbar und möglich sollte es auch sein, mit diesem System Wasser aus der Umluft zu Kondensieren und dieses System zur Energieproduktion bei gleichzeitiger Kühlung, von zum Beispiel Wohnräumen, einzusetzen.
NACHGERÖCHT Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist bei dem gegenständlichen System darin zu sehen, dass das System bei Einsatz von geeigneten Expansionsmaschinen auch im Zweiphasenbereich als auch im überkritischen Bereich betrieben werden kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der in den Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen der Erfindung erläutert. In diesen zeigen die Figuren 1 bis 4 schematische Darstellungen der Erfindung. Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Medium in einem geschlossenen Kreislauf geführt.

   In einem Erhitzer 6 wird dem Medium Wärme zugeführt, sodass dieses expandiert und eine Energieumwandlungsmaschine 1, 2 antreibt, wonach das Medium kondensiert bzw. das Volumen reduziert wird. Hierzu wird von dem oder den Rückf[upsilon]hrverdichtem 3, 13, 15 ein Teil des Mediums über eine Expansionseinrichtung 9 in die Volumenmindervorrichtung bzw. den Kondensator expandiert, wodurch die Temperatur sinkt.

   Zur Verstärkung des Druckunterschiedes nach der Energieumwandlungsvorrichtung 1 kann der Kanal um die Expansionsvorrichtung 9 bzw. die Expansionsvorrichtungen 9 selbst so ausgeführt sein, dass eine zusätzliche Druckreduzierung erreicht weiden kann.
Fig. 2 veranschaulicht eine Niedertemperatunvä[pi]nekraftmaschine, bei der vom Rückführverdichter 13, 15 zwei Druckleitungen 10, 8 mit verschieden hohem Druck wegführen, wobei das höher verdichtete Medium über einen oder mehrere Waärmetauscher 4, Energie an das niederer verdichtete Medium übertragen wird und anschliessend das Medium über die Expansionsvorrichtung 9 in die Volumenmindervorrichtung 14 expandiert wird.
Fig. 2 und 4 veranschaulichen Systeme, bei denen die Enei^eumwandlungseinrichtungen mechanisch mit dem bzw. den Rückführverdichtern 15 gekoppelt sind.
Fig.

   5 veranschaulicht eine Expansionsvorrichtung bei der die
Expansionsenergie über ein Turbinenrad 19 zum Betrieb einer zusätzlichen Rückführpumpe 16 oder sonstigem Antrieb eingesetzt wird.
Für eine zusätzliche Wirkungsgradsteigerung können zusätzlich wahlweise halbdurchlässige Membranen, Katalysatoren, Kapillark[delta]rper, Rückschlagklappen bzw. Impulsgeber sowie Regeneratoren und Economiser wahlweise im .System integriert sein.

   Als
NACHGER5ICHT Arbeitsmedien können für die Niedertemperatiirwärmekraftmaschine beispielsweise:
Kohlendioxid C02, Ethan C2H6, Propan C3H8, Isobutan C4H1O, Methylchlorid CH3C1,
Ethylchlorid C2H5C1, Me hylether C2H60, Ethylether C4H100, Wasser H20, Ammoniak
NH3 sowie RU CC13F, R12, CCI2F2, R22, HCC1F2, R114, C2C12F4, R134a, CF3-CH2F,
R404a, R507, R410, R407C, R290, R1270, R717, R113, R114, R1150, F12, R123, , R1270,
R13, R134a, R14, R14, R152, R170, R21, R23, R290, R401a, R401b, R401C, R402A,
R402B, R406A, R407A, R407B, R407C, R408A, R409A, R41OA, R41OB, R50, R500,
R502, R507, R5O8A, R600, R600A, R717, R718, R728, R729, R732, R740, R744, RC318 und weitere Stoffe und Stoffgemische Verwendung finden.
Möglich und denkbar wäre es auch die gegenständliche Wärmekraftmaschine durch
Sublimation und Desublimation eines Mediums zu betreiben.
Aufgrund der besonderen Eigenschaften:

   unbrennbar, ungiftig und sehr günstig in der
Anschaffung, wird für die Niedertemperaturwärmekraft[pi]iaschine die Verwendung von C02 bevorzugt vorgeschlagen.
Zur Energieumwandlung können Turbinen, Kolbenmotoren, Flügelzellenmotoren,
Wankelmotoren, Schraubenmotoren, sowie alle anderen Arten von einem Medium angetriebenen Motoren Verwendung finden.
Die Kapillarkörper, Katalysatoren und halbdurchlässigen Membranen können aus allen sich für den Prozess eignenden Materialien bestehen, sowie alle sich dafür eignenden Formen und
Anoidnungen haben. Des weiteren können für die Verdichter und Generatoren alle sich dafür eignenden Systeme und Anordnungen Verwendung finden.
Als Medium bzw.

   Feststoffe können alle sich für diesen Prozess günstig verhaltenden Stoffe eingesetzt weiden.
Zur Druckreduzierung können Venturi- Düsen oder andere sich hierfür eignenden
Vorrichtungen einge,setzt werden.
Der Einsatz dieser Technologie oder von Teilen dieser Technologie für militärische Zwecke ist nicht gewünscht
NACHGEREICHT 
 <EMI ID=10.1> 

Legende zu den Hinweisziffern
1 Rotationskolbenmaschine
2 Generator
3 Rüd fÜhrpumpe
4 Wärmetauscher
5 Leitung
6 Wärmetauscher (Erhitzer)
7 Leitung
8 Leitung
9 Expansionsvorrichtung
10 Leitung
11 Leitung
12 Weiche
13 Mehrfiiche Rückruhrpumpe
14 Volumenmindervorrichtung
15 Mechanisch gekoppelter Rückfühi verdi
16 RückfÜh[phi]umpe
17 Leitung

 <EMI ID=10.2> 
19 Turbinenrad
NACHGEDICKT

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Niedeitemaperatu ä^mekraftaiaschine, bei welcher thermische Energie über ein Medium in mechanische Energie umgewandelt wiid und somit als Wärmekraftmaschine arbeitet dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wärmekraf[alpha]naschinenkreislauf ein nach dem Prinzip der Wärmepumpe arbeitender Prozess integriert ist, wobei der nach dem Prinzip der Wärmepumpe arbeitende Prozess so ausgeführt ist, dass ein Medium direkt in die Volumenmindervorrichtung (14) expandiert wird, um durch die Expansion des verdichteten Mediums eine zusätzliche Abkühlung in der Volumerimindervorrichtung (14) zu erreichen.

   2. Niedertemperatu äimekraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsdüse nach dem Prinzip der Venturi- Düse arbeitet

   3. Niedertemperatu ä[pi]nekrafmiaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass als Energieumwandlungsvorrichtung ein Scheibenringmotor, Zahnradmotor, Wankelmotor, Schiaubenmotor, Einschraubenmotor, Flügelzellenmotor, Kolbenmotor oder ein Schwingkolben vorgesehen ist, welcher durch Schwingung als Lineargenerator Energie erzeugt, sowie Rotationskolbenmaschinen als Energieumwandlungsvorrichtung dient.

   4. Niedeitemrjeratunväimekrafbiiaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückführung des Mediums von der Volumenmindervorrichtung 14 zum Erhitzer 6 ein Rückführverdichter 3 bzw. ein Rückführverdichter 13, 15 vorgesehen sind, welche- r gleichzeitig oder zusätzlich, mehr- oder einstufig als Verdichter für den Wärmepumpenl eislauf dient- dienen.

   5. Niedertemperatu ärmekraftmaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Kapillarkörper, halbdurchlässige Membranen, Katalysatoren oder Regeneratoren wahlweise einzeln oder variabel im Kreislauf integriert sind.

   6. Niedertemperatunvärmel[alpha]aaftmaschine nach einem der Ansprüche dadurch

   NACHGEREIQ: ;[tau] I*

   > gekennzeichnet, dass der Generator 2 und der Mekffihrverdichter des Systeans Ober de nach dem Prinzip der Wärmepumpe arbeitenden Prozess gekohlt und die Energte über Wärmetauscher in das System eingebracht wird.

   Niedertempe turwärnKtaaflmasclune nach einem der Anspr<ü>che dadurch gekennzeichnet, dass der oder die ROckfiThrve[pi]iichter 15 mechanisch m<i>t dem Energieiimwandlungssystem verbunden sind.

   Niedertemperauurwarrnetofunaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der R[beta]ckmhrverdichte 3, 13. 15 mehrstufig ausgebaldet ast, wobei eine Stufe dazu dient das Medium von der Volumenmindervomchtung 14 zurOck zum Wärmetauscher 6 zu oumpen und in der zweiten Stufe das Medium über die Leitung 11 durch die Expansionsvorrictaang 9 in die Volumenmindervomchtung 14 gepumpt wird.

   9. Niederten^ tnrwämaetolmuisclune na* einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsvomchtung 9 so<i>n d<i>e Volun^nmindervomchtung 14 ragt, dass diese nach dem Prinzip der Venturi DOse arbeitet.

   10 Me rt-inloniB-Uk'^ nach einem de, AnsprücheJadurch gekennzeichnet dass als Medium: Kohlendioxid C02, Eftan C2H6, Prcpan C3H8, Isobutan C4H10, Methylchlorid CH3C. Ethylchlotid C2H5C1. Methyletber C2H60 Ethylether C4H100, Wasser H20, Ammoniak NH3 sowie Rll CC13F, R12, CCI2F2 R22, HCC1F2, RU4, C2C12F4, R134a, CF3-CH2F, R404a, R507, R410, R407C, R290, R1270, R7I[Iota]. R113. R1I4. R1150, F12, R123, , R1270, R13, R134a, R14 R14 R152, R170, R21, R23. R290, R401a, R401b, R401C, R402A. R402B, R406A R407A. R407B, R407C, R408A, R409A, R410A, R410B, R50, R500, R502, R507. R508A, R600, R600A, R717. R718, R728, R729, R732, R740. R744, RC3I8 verwendet werden.

   ll Nieden^pe^rturwä[pi]nekaaflmaschine nach einem der Ansprtchedadurch gekennzeichnet, dass Medien die durch Sublimation und Desublünation den

   NACHGERBC:<">. .

   Aggregatzustand ändern eingesetzt werden.

   12. Niedertem[rho]eratu[iota]wärmek[iota]aftmaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der oder die RÜckfÜhrverdichter 3,13,15 mit verschiedenen Drücken arbeitet

   13.Niedertemperaturwärmel raft[pi][iota]aschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Rückführverdichter 3, 13, 15 mit verschiedenen Drücken arbeiten, wobei das Medium mit verschiedenem Druck über verschiedene Leitungen zurück in das System und zur Expansionsvorrichtung- en 9

   (Wärmepumpenprozess) gepumpt wird, wobei im System die Wärme vom höher verdichteten Medium über Wärmetauscher 4 auf das Medium mit der niedrigeren Temperatur übertragen wird.

   14. Niedertemperatu ä[pi]nekraftmaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Energie zum Betrieb der Wärmekraftmaschine über Solarpanele die direkt vom Arbeitsmedium durchströmt weiden zusätzlich oder alleine betrieben wird.

   15. Niedertem[rho]eratu ärmel aftmaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass nach der Expansionsvorrichtung ein Turbinenrad sich befindet, welches die Expansionsenergie in mechanische Energie umwandelt

   16. Niedertem[rho]eratu ärmekrafunaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass nach der Expansionsvorrichtung ein Turbinenrad sich befindet, welches die Expansionsenergie in mechanische Energie umwandelt, wobei mit dieser eine Zusatzpumpe zur Rückführung des Mediums angetrieben wird.

   17. Niedertemperatu ä mekraftmaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass im System zusätzlich Verflüssiger, Regeneratoren und Economiser sind.

   18. Niedertemrratu ärmekraftmaschine nach einem der Ansprüche dadurch

   NACHGEREICHT gekennzeichnet, dass die Volumenmindervorrichtung nach Art eines Strahlenverdichters ausgeführt ist

   Niedertemperaturwärmekrafunaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Voirichtungen die nach dem Prinz<i>p der elektrothermischen Kälteerzeugung arbeiten zur Volumenminderung integnert s<i>nd.

   Niedertemperaturwä[pi]nekraftaaschine nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Voirichtungen die nach dem Prinz<i>p der magnetokalorischen Kälteerzeugung arbeiten zur Volumenminderung integnert smd

   NACHGEREICHT Patentansprüche

   1. Niedertemperaturwärmekraftmaschine, bei welcher thermische Energie über ein Medium in mechanische Energie umgewandelt wird und somit als Wärmekraftmaschine arbeitet dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wännekraftrnaschinenkreislauf ein nach dem Prinzip der Wärmepumpe arbeitender Prozess integriert ist, wobei der nach dem Prinzip der Wärmepumpe arbeitende Prozess so ausgeführt ist, dass ein Medium direkt in die Voliunenmmdervorrichtung (14) expandiert wird und die Expansionsdüse nach dem Prinzip der Venturi- Düse arbeitet um durch die Expansion des verdichteten Mediums eine zusätzliche Abkühlung in der Volumenmindervomchtung (14) zu erreichen.

   2. Niedertemperaturwärmekraf[alpha]iiaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als Energieumwandlungsvorrichtung ein Scheibenringmotor, Zahnradmotor, Wankelmotor, Schraubenmotor, Einschraubenmotor, Flügelzellenmotor, Kolbenmotor oder ein Schwingkolben vorgesehen ist, welcher durch Schwingung als Lineargenerator Energie erzeugt, sowie als Energieumwandlungsvorrichtung dient

   3. Niedertemperaturotanekraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückführung des Mediums von der Volumenmindervorrichtung (14) zum Erhitzer (6) ein Rückfuhrverdichter (3) bzw. ein RückfÜhrverdichter (13), (15) vorgesehen sind, welche- r gleichzeitig oder zusätzlich, mehr- oder einstufig als Verdichter für den Wä[pi]nepumpenkreislauf dient- dienen.

   4. Niedertemperaturwärmekra [alpha]naschine nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Rückführverdichter (15) mechanisch mit dem Energieumwandlungssystem verbunden sind.

   5. Niedertemperaturwärmekraftmaschine nach Anspruch 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass der RückfÜhrverdichter (3), (13), (15) mehrstufig ausgebüdet ist, wobei eine Stufe dazu dient das Medium von der Volumenmindervomchtung (14) zurück zum Wärmetauscher (6) zu pumpen und in der zweiten Stufe das Medium über die Leitung (11) durch die Expansionsvorrichtung (9) in die Volumenmindervorrichtung (14) gepumpt wird.

   NACHGEREICHT iö<6>- Niederten[psi]eratiirwäimekrafhna[infinity] dadurch gekennzeichnet, dass als Medium: Kohlendioxid C02, Ethan C2H6, Propan C3H8, Isobutan C4H1O, Methylchlorid CH3C1, Ethylchlorid C2H5C1, Methylether C2H60, Ethylether C4H100, Wasser H20, Ammoniak NH3 sowie Rll CC13F, R12, CCI2F2, R22, HCC1F2, R114, C2C12F4, R134a, CF3-CH2F, R404a, R507, R410, R407C, R290, R1270, R717, R113, R114, R1150, F12, R123, , R1270, R13, R134a, R14, R14, R152, R170, R21, R23, R290, R401a, R401b, R401C, R402A, R402B, R406A, R407A, R407B, R407C, R408A, R409A, R41OA, R41OB, R50, R500, R502, R507, R5O8A, R600, R600A, R717, R718, R728, R729, R732, R740, R744, RC318 verwendet werden.<7>-<N>i^ertemrraturwämel[alpha]aftmaschine nach Anspruch 1, 3, 4, 5 dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Rückführverdicliter (3), (13), (15) mit verschiedenen Drücken arbeiten,

   wobei das Medium mit verschiedenem Druck über verschiedene Leitungen zurück in das System und zur Expansionsvorrichtung- en (9) (Wärmepumpenprozess) gepumpt wird, wobei im System die Wärme vom höher verdichteten Medium über Wärmetauscher (4) auf das Medium mit der niedrigeren Temperatur übertragen wird.

   8. Niedertenmeratuiwärmekrafbiiaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Energie zum Betrieb der Wämekraftmaschine über Solarpaneele die direkt vom Arbeitsmedium durchströmt werden zusätzlich oder alleine betrieben wird.

   9. Niedertemperaturwä[pi]nekrafonaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass nach der Expansionsvorrichtung ein Turbinenrad sich befindet, welches die Expansionsenergie in mechanische Energie umwandelt

   10. Niedertemperaturwärmekraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass nach der Expansionsvorrichtung ein Turbinenrad sich befindet, welches die Expansionsenergie in mechanische Energie umwandelt, wobei mit dieser eine Zusatzpumpe zur Rüclrführung des Mediums angetrieben wird.

   11. Niedertemperatowärmekraf[alpha]iiaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenn[upsilon]ndervorrichtung nach Art eines StraWenverdichters ausgeführt ist

   NACHGER51CHT