DE102005039993A1 - Alternatives, umweltfreundliches Energiewandelsystem mit einem Rotationskreiskolbenmotor - Google Patents

Alternatives, umweltfreundliches Energiewandelsystem mit einem Rotationskreiskolbenmotor Download PDF

Info

Publication number
DE102005039993A1
DE102005039993A1 DE102005039993A DE102005039993A DE102005039993A1 DE 102005039993 A1 DE102005039993 A1 DE 102005039993A1 DE 102005039993 A DE102005039993 A DE 102005039993A DE 102005039993 A DE102005039993 A DE 102005039993A DE 102005039993 A1 DE102005039993 A1 DE 102005039993A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
working
rotary piston
unit
piston engine
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.)
Withdrawn
Application number
DE102005039993A
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Herrmann
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE200520007292 external-priority patent/DE202005007292U1/de
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102005039993A priority Critical patent/DE102005039993A1/de
Priority to DE200610020875 priority patent/DE102006020875A1/de
Publication of DE102005039993A1 publication Critical patent/DE102005039993A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/40Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and having a hinged member
    • F01C1/44Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and having a hinged member with vanes hinged to the inner member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Alternativer, umweltfreundlich arbeitender Rotationskreiskolbenmotor 33 mit doppelwirkenden Kolben 1, 1a, die das Arbeitsmedium Druckgas über die kinetische Druckenergie, der Rotationsenergie der Rotoren 1, 2a und der Kolben 1, 1a, b, c, d, e sowie der Fliehkraft der Drehkolben 1, 1a, b, c, d, e verdichten, um es dann in der Expansionskammer 20 zu entspannen unter Abgabe eines hohen Drehmoments an die Motorwelle 14, 14a. Für gleichmäßige Drehung und Kraftübertragung der Rotoren 1, 2a, b, c, d, e auf die Motorwellen 14, 14a, b, c, d, e sorgen die Zahnräder 61, 61a, b, c, d, e, die in ein Umlaufrad 102 greifen und dabei das Abtriebsdrehmoment erhöhen, die Abtriebsdrehzahl untersetzen und das Umlaufrad 102 in eine Drehrichtung antreiben. Die Anordnung mehrerer Rotoren 2, 2a, b, c, d, e, Zahnräder 61, 61a, b, c, d, e ergibt eine hohe Leistungsdichte und kompakte Bauweise des Rotationskreiskolbenmotors 33. DOLLAR A Der Arbeitsfliehprozess ist ein rein physikalischer Vorgang, der keine Stoffumwandlung hat und keine Umweltbelastung verursacht. DOLLAR A Die Energieeffizienz des Rotationskolbenmotors wird durch einen Kältekreislaufprozess mit einer Wärmesenke und in einen in Reihe geschalteten Wärmekreislaufprozess mit einer Wärmequelle wird das Arbeitsmedium nach den Gesetzen der Thermodynamik und der technischen Strömungslehre gesteigert. DOLLAR A Das Arbeitsmedium wird im kalten flüssigen Zustand, im Tank 73, gespeichert und geregelt, in den Stoffkreislauf anteilmäßig zugefahren. Parallel zum ...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen alternativ umweltfreundlich arbeitenden Rotationskreiskolbenmotor mit doppelt wirkenden Kolben, die das Arbeitsmedium Druckgas über die kinetische Druckenergie, der Rotationsenergie der Rotoren und der Fliehkraft der Kolben verdichten, um es dann in der Expansionskammer des Motors zu entspannen. Die Energieeffiziene des Rotationskreiskolbenmotors wird durch zwei Wärmekreislaufprozesse des Arbeitsmediums Druckgas gesteigert. Die Gesetze der Thermodynamik und der technischen Strömungslehre wirken in einem Kältekreislauf als Kältekraftmaschine und einem parallel geschalteten Wärmekreislaufprozess als Wärmekraftmaschine auf den Arbeitsprozess ein. Ich nenne den/diesen Prozessablauf Kaltluftmotor-System (KLM-System). Das KLM-System arbeitet umweltfreundlich mit den Naturelementen Luft und/oder Stickstoff im Einklang mit dem regenerativen Naturkreislauf.
  • Alle Rotationsmotoren, die mit offenen Arbeitsprozessen arbeiten, haben einen geringen effektiven Wirkungsgrad je nach Temperaturniveau 90°C-400°C 15%-45%. Die Rotationsmotoren, die nur mit einem Kältekreislaufprozess (organische Rankine-Prozesse/ORC), das Arbeitsmedium, kann außer Luft, Stickstoff auch organische Fluide sein, arbeiten mit einem niedrigen Wirkungsgrad von nur bis zu 15 %. Die maximalen Arbeitstemperaturen in ORC-Prozessen liegen je nach Energiequelle im Bereich von etwa 90°C (Abwärme) bis 300°C (Abgas), das ergibt ein zu gennges (Delta-t). Auch sind die Temperaturen nach der Expansion zu hoch und deshalb sind die eneichbaren Wirkungsgrade wegen des niedrigen Temperaturniveaus sehr gering (10%-15%). Überwiegend sind die organischen Arbeitsmedien (Kältemittel FCKW), Kohlenwasserstoffe Penthan, Benzol usw. auch anorganische Stoffe – Ammoniak brennbar, giftig und zeigen zwei umweltschädigende Effekte – Ozonabbau und Treibhauseffekte.
  • Wird flüssige Luft, flüssiger Stickstoff in einen Clausius-Rankine-Prozess gemäß einer Dampfkraftanlage gefahren, so wird der Aufwand an Masse und Investitionen zu hoch. Das Temperaturniveau zu niedrig, um einen dynamischen Kreislaufprozess zu haben, denn der Motor muss bei mobilem Betrieb sofort das Fahrzeug beschleunigen können. Dazu gibt es Exergieverluste bei der Verdampfung und Kondensation des Arbeitsmediums bis zu 36 %.
  • Der Primär-Energie-Wirkungsgrad ist für
    • Verbrennungsmotoren (Explosionen) 12 -14 %
    • Gas-Dampfkraftwerk modernster Technik (GUD) 35 – 50 %
    • Kältekraftanlagen (ORC-Prozesse) 10-15%
    um mechanische Energie zu erzeugen.
  • Weitergehende Ausführungen wurden in der Patentanmeldung 26.11.2003, Aktenzeichen 10352520.3-13, Ep 04090285.0-2301–11.02.2005 auf den Seiten 2 bis 14 in der Beschreibung gemacht.
  • Ziel dieser Erfindung ist, einen Rotationskolbenmotor zu entwickeln, der die hohen technischen und thermodynamischen Anforderungen eines dynamischen Arbeitsfließprozesses erfüllt. Der Motor arbeitet in einem Wärme- und Kältekreislaufprozess, mit ihren Einheiten, als Energiewandler von Rotationsenergie, kinetische Druckenergie, Fliehkraft und Wärme in mechanische Bewegungsenergie. Die erfindungsgemäße Aufgabe ist, durch den Arbeitsprozess des Motors und den Wärmekreislaufprozess ein hohes Deltat und ein hohes E Druckverhältnis in einer kompakten technischen Einheit zu erreichen. Das Arbeitsmedium Druckgas wird im Motor 33 im Scheitelpunkt der beiden Rotatoren 2, 2a durch die Bolzen 3 gelagerten Kolben 1, 1a, b, c, d vertikal in den Verdichtungsräumen 4, 8, 10 auf bis zu 122 bar verdichtet. Die Betriebstemperatur T2 ist gleich der Arbeitstemperatur T3, die zur Entspannung im Expansionsraum 20 das Temperaturgefälle zu T4 dann bildet. T4 = 340K, T3 1270 K. – (Delta t) = 930 K
  • Das hohe DeltaT = 930 K und das Druckverhältnis E von 1:70 bringt einen hohen thermischen Wirkungsgrad von 88 %, ein Arbeitsverhältnis von 88 %, einen exergetischen Wirkungsgrad von 96 %, einen Wirkungsgrad nach Carnot 88 %. Der Motor 33 wird gekühlt durch die Kühlrippen 29 und eine Druckluftspülung 32a, 23. Der Kanal 32a im Gehäuse 22 speist die unteren Druckluftzylinder 4, 4a, b, c. Das verdichtete Arbeitsmedium wird im Kanal 21 in den Expansionsraum 20 gefahren. Das heiße Arbeitsmedium aus Spülung und Arbeit wird über das Saugrohr 25 in die Expansionseinheit 45 gefahren. Dieser Arbeitsvorgang ist in den schematischen Zeichnungen 1, 2, 3 und 4 gezeichnet.
  • 1, 2 und 3 zeigt den Rotationskreiskolbenmotor 33 mit doppelwirkenden Kolben 1, 1a, b, c, die das Arbeitsmedium Druckgas über die Rotationsenergie der beiden Rotoren 2, 2a verdichten, um es dann in der Expansionskammer 20 zu entspannen. Bei diesem Arbeitsvorgang entsteht ein hohes Drehmoment auf die Motorwellen 14, 14a, Beide Rotoren 2, 2a mit den doppelwirkenden arbeitenden Kolben 1a, b, c laufen mit gleicher Drehzahl in einer Richtung, dabei dreht der Rotor 2 nach rechts, der Rotor 2a nach links (Drehrichtung), so dass die Kolben (1, 1a) sich immer am selben Arbeitspunkt treffen und parallel das Arbeitsfeld abfahren. Diese Arbeitstechnik hat keine Abnutzung und Reibung an den Kolben 1, 1a, b, c, den Rotoren 2, 2a und dem Gehäuse 22 zur Folge. Die Energieeffizienz des Rotationskreiskolbenmotors 33 wird durch zwei Wärmekreislaufprozesse des Arbeitsmedium Druckgas gesteigert. Die Gesetze der Thermodynamik und der technischen Strömungslehre wirken in einem Kältekreislauf als Kältekraftmaschine und einem Wärmekreislaufprozess als Wärmekraftmaschine auf den Arbeitsfließprozess ein.
  • Das KLM-System arbeitet mit den Naturelementen Luft und Stickstoff, denn diese Arbeitsmedien sind umweltfreundlich, nicht giftig, nicht explosionsgefährlich und passen sich dem regenerativen Kreislaufprozess an. Der Rotationskreiskolbenmotor 33 mit den vorgeschalteten thermischen Kreislaufprozessen nutzt alle thermischen, potentiellen und kinetischen Energien und wandelt über den Rotationsverdichter 17 zusätzlich alle anfallenden Massenträgheitsmomente und ihre Wirkungen eines fahrenden, eines verzögernden Fahrzeuges in kinetische Druckenergie und speichert diese Nutzenergie als Arbeitsvermögen in den Druckgasspeicher 85 ab. Der Energieträger wird vor der Zuführung in den Rotationskreiskolbenmotor 33 im flüssigen Zustand im kälteisolierten Tank 73 gespeichert und über die Regelstrecke 46 geregelt in den Kältekreislaufprozess gefahren. Das flüssige Energiemedium wird in der Expansionseinheit 45 in dem Verdampfer 47 verdampft und als Arbeitsmittel Druckgas über die Regelstrecke 34, den Erhitzer 35, die Expansionseinheit 36, über die Volumenregelstrecke 9 in die Druckarbeitskammer 10 des Motors 33 gefahren. Die/Der flüssige Luft/Stickstoff wird in den Arbeitsfließprozess nur anteilmäßig von 1/8–1/12 des Nutzenergiebedarfes gefahren, das ist der Anteil, der im Wärmekreislaufprozess als thermische, mechanische Verluste (Dissipation) anfällt. In dem Wärmekreislaufprozess wird das gasförmige Arbeitsmedium von dem Verdichter 17 über die Expandereinheit 36 den Wärmetauscher 38 mit der Brenneinheit 39, 40 über den Verteiler 11 und den Diffusoren 13, 13a in die Druckvorkammer 8 des Rotationskolbenmotors 33 gefahren. Die doppelwirkenden Kolben 1, 1a verdichten und verschieben das Arbeitsmedium auf die Position B der Druckarbeitskammer 10a des Motors. In der Kammer 10 fließen die Stoffströme vom Kältekreislauf und Wärmekreislauf zusammen. In der Position C werden beide Stoffströme über die Bewegungstechnik durch die Rotationsenergie der Rotoren 2, 2a der Fliehkräfte der Kolben 1, 1a, b, c und der kinetischen Druckenergie auf die Expansionsseite 20 mit einem sehr hohen Druckverhältnis E 1-75 gefahren. Das hier bei entstehende Drehmoment wirkt auf die Motorwellen 14, 14a. Das Drehmoment in Arbeitsrichtung wird hervorgerufen durch den kinetischen Druck des Arbeitsmediums auf die ausgefahrenen Kolbenflächen 67, 68, 1 im Arbeitsbereich 8, 10 gem. 1, 2 u. 3. Nach einer Umdrehungszahl ab 300 U/min. wirkt die Rotationsenergie der Rotoren 2, 2a und der Zahnräder 61, 61a zusätzlich in Drehrichtung, denn die kinetischen Gegendruckkräfte können nur tangential unter dem Winkel von 8°-12° angreifen, zusätzlich bilden die Kolben eine Keilform bei Arbeitsbeginn und die Gasmoleküle greifen nur zu 50 % ihrer kinetischen Druckenergie ein, denn zu Beginn wird erst das Arbeitsmedium verdrängt in die Räume 10, 8, 4, 20. Um den Anlaufvorgang zu beschleunigen ist nach 2, 4 in Druckluftkreiskolbenmotor 63 über die Kupplung 64 mit dem Zahnradausgleichsgetriebe 61, 61a gekoppelt und dreht den Motor 33 an. Das Ausgleichsgetriebe 61, 61a sorgt für gleichmäßige Dreheinteilung der Kolben 1, 1a, b, c, so laufen alle Kolben je Einteilung 9–12 pro Rotor gleichmäßig und treffen sich immer im selben Arbeitspunkt, dadurch gibt es keine Reibung. Zusätzlich sind die Kreiskolben 1, 1a, b, c an der Position 7 mit einem festen Anschlag aufgehängt. Die Kolben sind mit hitzefesten Materialplättchen 6 und 5 ausgelegt und verstärkt. Der Wärmekreislaufprozess wird dann über den Saugdiffuser 25 in die Expansionseinheit 45 als Stoffstrom im Kreislauf gefahren. Bei der Ablufteinheit 59, 60 wird der unterste Betriebsdruck von 2 bar geregelt eingehalten.
  • Die Brenneinheit 39 hat eine flammlose Oxydation über den Glühkörper 40. Diese Verbrennung hat eine Regelzeit von nur Minimum auf Maximum-Oxydation von 5 Sekunden. Zudem erfolgt die Verbrennung unter Druckluft von 2,5–5 bar über die Regelstrecken 28, 81, 74, damit erfolgt eine Steigerung des Wärmeübergangs vom 20- bis 50fachen einer normalen offenen Verbrennung. Der Brennstoff ist Biomasse Methylalkohol, Biodiesel, Pflanzenöl usw. Der Brennstoffbedarf ist 10–15 % des heutigen Bedarfes (Verbrauch) von Otto- und Dieselmotoren nach neuestem Stand der Verbrennungsmotorentechnik.
    • Der effektive Wirkungsgrad des KLM-Systems 77 %
    • Der Primärenergie-Wirkungsgrad des KLM-Systems im Mittel 72 %
    • Der effektive Nutzungsgrad der Primärenergie ist 6, 77fach optimaler als der von Explosionsmotoren mit innerer Verbrennung.
  • Keine heute im Einsatz befindliche Antriebstechnik, ob Verbrennungsmotor, Brennstoffzel-le, Elektromotor hat einen hohen
    Primärenergiewirkungsgrad (Gesamtwirkungsgrad)
    wie der nach Anspruch 1 und den Unteransprüchen genannte Rotationskreiskolbenmotor mit seinen thermodynamischen Kreislaufprozessen, dazu noch umweltfreundlich, ökologisch und ökonomisch allen Antriebssystemen nach dem heutigen Stand der Technik höherwertig ist für den Menschen und die Natur.
  • Keine zur Zeit entwickelte Technik erreicht diese Effektivität und ist dabei so umweltfreundlich in seiner Anwendung wie das KLM-System.
  • Die Technik des KLM-Systems schafft die Ungleichheit der Erdölverteilung auf der Welt ab und bekämpft damit die Armut in vielen Ländern auf dieser Erde. Die Energieeffizienz dieses Rotationskreislaufmotors mit seinen Wärmekreislaufprozessen ist so bedeutend, sein Nutzen so groß, dass der praktische Einsatz in der Fahrzeugantriebstechnik, Haustechnik und Luftverkehrstechnik die Menschheit
    unabhängig vom Erdöl als Treibstoff macht.
  • Aufgrund seiner Vielseitigkeit und seiner Flexibilität – die Wandlung von 5 Energien: Strom, mechanische Energie, thermische Energie, Wärme, Kälte, Kraftstoff in einer Einheit – ist das KLM-System qualitativ sehr wertvoll, ein innovativer Schritt der Energiewandlung und der Mobilität mit gleichen Vorteilen für die Menschheit auf der gesamten Erde. Auch kommt der Mensch mit dieser Technik seiner Generationspflicht nach.
  • Nach 4
    Der Rotationskolbenmotor 33 kann auch direkt mit der Sonnenenergie über die Photovoltaikanlage 93 und Solaranlage 94 sehr ökologisch und ökonomisch angetrieben werden, denn in den Tanks 73, 85 und in der Verflüssigungsanlage 75 wird die Sonnenenergie als kinetische-thermische-Druckenergie als Arbeitsvermögen gespeichert und über den Kreislauftließprozess als Antriebsenergie gewandelt. Das kann auch gekoppelt mit einer Brennstoffzellenanlage 92 erfolgen. Wie in 4 schematisch gezeichnet wurde, wird über die Regelstrecke 99, 100 und der Batterie 79 der Wechselrichter 78 betätigt und hierüber der E-Motor 77 gespeist. Der Motor 77 treibt den Verdichter 76, die Expansionsmaschine der Verflüssigungsanlage 75 an. So kann das System über die Photovoltaik 93 und oder auch Brennstoffzellentechnik 92 über die Einheit 81 flüssige Luft oder Druckluft als Arbeitsvermögen in den Tanks 73 und 85 speichern.
  • Der E-Motor 77 kann über die mechanische Kupplung 80 auch den Verdichter 17 antreiben und somit über die Regelstrecke 27 Druckenergie speichern.
  • Über die mechanische Kupplung 82 und 91 sind der Verdichter 76, 17 und der Motor 33, 33a mit der Getriebetechnik eines Fahrzeuges oder einer Kraftmaschine verbunden. So werden die Massenträgheitskräfte und ihre Wirkungen bei Verzögerung, bei Bergabfahrten, bei Schubbetrieb in kinetische Druckenergie als Arbeitsvermögen in den Energiespeichertanks 85, 73 gespeichert und bei der Weiterfahrt wieder abgerufen übe die Regeltechnik.
  • Die Expandereinheit 38, 36, 1 u. 4 schematisch gezeichnet, kontrolliert über modernste Verbrennungstechnik und Brennstofftechnik die flammenlose Verbrennung der Biomesse/Alkohole, Pflanzenöle, Vielstoffbrenner, so dass keine Schadstoffe entstehen. Das Brennstoffmedium wird über die Regelstrecken 42, 43 in die Brenneinheit 39 gefahren, dazu wird über die Regelstrecke 74, 98 Sauerstoff, Stickstoff und Luft gefahren. Der Glühkörper 40 des geschäumten Siliciumcarbit mit nur 4 % Gewichtsanteilen kann bis zu 1400°C heiß werden, seine Temperatur wird über die Einheit 39 gesteuert. Das Arbeitsmedium kommt aus der Regelstrecke 28, 42. Das regenerative Abgas fährt über die Regelstrecke 41 in die Wärmerückgewinnung 84, aus der der Druckluftanlassmotor 63 gespeist werden kann. Die ganze Oxydation des Brennstoffmediums erfolgt unter einem geregelten Druck 2,5 – 5 bar, dabei gibt es einen hohen Wärmeübergang, dem 20 bis 50fachen einer Normaldruckluftverbrennung. Die Expandereinheit erhöht isocor die innere Energie bis zum 3fachen und das Arbeitsvolumen bis zum 5fachen des Eingangswertes des Stoffstromes. Dieser Wärmeprozess der Expandereinheit 38 ermöglicht erst einen dynamischen Arbeitsfließprozess im Motor 33 durch eine hohe Arbeitstemperatur von bis zu 800 K. Im Motor 33, 33a erreicht das Arbeitsmedium durch die Verdichtung der Rotationskolben 1, 1a, b, c bis zu 2000 K. Das vorgespannte und erhitzte Arbeitsmittel kommt aus der Expandereinheit 38 über die Volumen-Druck-Regeleinheit 12 in den Verteiler 11 und wird durch die Diffusoren 13, 13a impulsartig arbeitend in die Vordruckkammer 8 des Rotationskolbenmotors gefahren. Die Kolben verschieben das Arbeitsmittel auf die Position 10, um dort sich mit dem impulsartigen hoch vorgespannten Arbeitsmedium aus der Regeleinheit 9 zu vermischen. Diese Verdichtung des Arbeitsmittels ist ein rein physikalischer Arbeitsvorgang, der keine Umweltschäden verursacht.
  • Das Motorgehäuse 22, 22a gern. schematischer Zeichnung 3 besteht aus zwei gleichen Teilen. Diese werden über die Ohrenlaschen 30a, b von konstruktiv bedingter An zahl und Teilung mit einer hitzefesten Abstandsdichtung 69 über die Bohrungen 71 druckfest verschraubt. Die Motorgehäuse 22a, 22 bilden einen Zylinder, in dem die Rotoren 2, 2a und die Kolben 1, 1a, b, c gasdicht aber Druckgasgespült über die Regelstrecke 32a, 23 durch den eingedrehten doppelten V-Kanal 32 laufen. Zur Spülung und Druckregelung wird das kalte Arbeitsmedium aus der Einheit 36 geregelt gefahren. Der Kanal wird automatisch geölt (nicht eingezeichnet). Die Motorvellen 14, 14a sind drehfest mit Mut und Keil 70 mit den Rotoren 2, 2a verbunden. Das gilt auch für die Motorgehäuse 22, 22a, die mit einem externen drehfesten Körper schwingungsdämpfend verbunden sind (nicht gezeichnet). Auch haben die Motorgehäuse wärmeleitende Kühlrippen 29, 29a. b, c, die auch gleichzeitig Druckkraft aufnehmende tragende Funktionsteile sind. Die Anzahl der Rippen 29, 29a,b,c ist konstruktionsbedingt. Der Rotationskolbenmotor 33 wird mit einem Getriebe verbunden oder alternativ in Drehlager gespannt. Der Rotationskolbenmotor 33, 33a arbeitet (dreht) ohne Schmierung im Kolbenbereich. Im heißen Arbeitsbereich 10, 1, 1a-b ist keine Reibung, also auch kein Ölen erforderlich. Der Volumenstrom ist impulsartig oder diskontinuierlich. Das Schluckvolumen wird über die Druckkammern 10, 8, 4 und den Regeleinheiten 9, 12, 32 geregelt gefahren. Um 1 KW/h mechanische Leistung zu gewinnen, ruft das System 4,5 kg Stoffstrom ab, dazu ruft es den Bedarf von 0,5 kg flüssigen Stickstoff und 0,12 kg Biomasse ab. Um 0,5 kg flüssigen Stickstoff herzustellen, benötigt der Erzeuger ca. 0,25 KW/h = der Liter Biomasse kostet im Mittel 65 Cent. Ein Ottomotor verbraucht 0,7 Liter/1 KW/h; Kosten Ottomotor 83 Cent pro 1 KW/h.
  • Rotationskolbenmotor 3,5 Cent elektr. Energie
    33, 33, m. KLM-System + 9,75 Cent Biomasse
    = 14 Cent
    dazu umweltfreundlich.
  • Wie in 3 gezeichnet, können die Arbeitsflächen der Drehkolben 1, 1a, c zur Druckseite unter den wärmefesten Verstärkungsplättchen 5, 6 zur Vergrößerung der Arbeitsfläche außer einer Planfläche auch V-förmig (keilförmig) 67 oder halbzylinderförmig 68 ausgebildet sein. Der Arbeitsgewinn ist 1,3fach größer als der einer Planfläche. Die Kolben 1, 1a, b, c selber sind mit den Drehbolzen 3 in den Rotoren 2, 2a drehbar gelagert. Eine andere Lagerung, und zwar selbstlagernd ohne Drehbolzen ist mit der Position 72 zeichnerisch dargestellt.
  • Wie nach 1 und 4 gezeichnet
    Der Wärmekreislauf und der Kältekreislauf vermischen sich in der von den Kolben 1, 1a gebildeten Diffusorkammer 10 unter Druckerhöhung des Arbeitsmittels auf 18–20 bar.
  • Gleichzeitig werden die vorlaufenden Kolben über den Scheitelpunkt der Rotoren 1, 2a in die Expansionskammer 20 gefahren. Bei diesem Arbeitsvorgang entsteht ein Druck von bis zu 122 bar und eine Arbeitstemperatur bis zu 2000 K. Gleichzeitig wird das vorgespannte Arbeitsmedium der Kolben aus dem Verdichtungsraum 4 über den Kanal 21 in den Expansionsraum gefahren. Dadurch erhöht sich das Arbeitsvolumen des Arbeitsmittels um 40 % und mit diesem Volumen steigt auch die abgegebene Arbeit über das Drehmoment. Wie nach 1 und 2 schematisch gezeichnet, ist in dem Expansionsraum 20 ein aus gleitendem Material beschaffener mechanisch arbeitender Widerstand 31 eingebaut. Form und Einbauort ist so gewählt, dass
    • 1. die Druckkammer erheblich verkleinert wird und damit der Arbeitsdruck steigt (2),
    • 2. die Kolbenfläche 6, 6a, b, c sich reiben und dadurch Reibungswärme erzeugen wird, die dann in der Einheit 36 weniger Brennstoff abrufen lässt oder teilweise je nach Arbeitsbedingungen den Brennstoff ganz einsparen lässt; – Energiewandlung ohne Umwelt zu belasten –
    • 3. als Druckwiderstand der kinetischen Gegendruckkräfte wirkt, in dem der Widerstandskörper die Drehkolbenfläche, die tangential wirken und reiben, so dass die Gasmoleküle strömen zwischen Widerstand 31 und den Kolbenflächen 1, 1a, b, c und dabei nur maximal 50 % des Gegendruckes aufbauen können, dazu nur tangential über den Winkel von a 8-12 Grad.
  • Diese Kombination lässt den Motor effizienter arbeiten. Der Widerstand 31 wird abgenutzt und wird so eingebaut, dass ein Auswechseln ohne großen Aufwand möglich ist.
  • Nach 1, 4 wird ersichtlich, dass Wärmekreislauf- und der Kältekreislaufprozess sich ergänzen.
  • Der Wärmekreislauf arbeitet nach den thermodynamischen Gesetzen als Wärmekraftmaschine. Der thermische Wirkungsgrad ist
    Figure 00080001
  • Der Kältekreislaufprozess arbeitet unterhalb der Umgebungstemperatur (T < Tb) ist positiv, wie folgende Überlegung zeigt: Die vom Stoffstrom bei T < Tb abgegebene Wärme (neg) hat einen genngeren Betrag als der (neg) Termin Tb/S2-S1) 5. Somit wird die nach Gleichung Eq = Q12 – Tb/S2-S1) errechnete Exergie der abgegebenen (negativen) Wärme positiv. Die Exergie des gekühlten Systems steigt bei T < Tb durch die Wärmeabgabe. Das KLM-System steigert die Exergie im Stoffstrom Eq (+) 374 kj/kg
  • Der exagetische Wirkungsgrad = Leistungszahl E.
  • Figure 00090001
  • Beide Kreisläufe ergänzen sich um die Leistungszahl E des Kältekreislaufes.
  • Der thermische Gesamtwirkungsgrad ist =
    Figure 00090002
  • Das Arbeitsverhältnis
  • Figure 00090003
  • Der Gesamtwirkungsgrad des KLM-Systems
  • Der Gesamtwirkungsgrad für das KLM-System mit beiden Wärmekreislaufprozessen ist
  • Figure 00090004
  • Der Gesamtwirkungsgrad für ein mobiles Fahrzeug ist
    Figure 00090005
    Recuperation der anfallenden Massenträgheitsmomente und ihre Wirkungen eines verzögerten Fahrzeuges durch den Verdichter 17, 76. Die Verdichter sind über die mechanischen Kupplungen 82, 91 mit dem Getriebestrang der Antriebstechnik verbunden.
  • Figure 00100001
  • Figure 00100002
  • Energieeffizienz des Rotationskolbenmotors 33 eingesetzt in der Haustechnik oder Gewerbetechnik mit dem KLM-System:
    Figure 00100003
    Figure 00100004
  • Die Nenndrehzahl des Motors 33 ist 6000 U/min mit einem Drehmoment von 43 Nm. Die maximale Drehzahl ist 12000 U/min. PM = M·wo = 27 KW/h
    Figure 00110001
  • In 1 und 2 schematisch gezeichnet hat das KLM-System im Wärmekreislauf eine Heizungseinheit 90, hat die Expandereinheit 38, 36 und versorgt die Einheit 90 über die Regelstrecke 58, 52 (Wasserkreislauf) mit Wärme. Die Abwärme der Expansionseinheit 45 versorgt die Heizungseinheit 90 über den Warmwasserkreislauf 52, 53 mit Abwärme. Die Mischeinheit 88 fährt die Heizungswärme geregelt in die zu beheizenden Räume. Die Beheizung kann unabhängig vom laufenden Motor 33 gefahren werden, also auch im Motorstillstand und die Heizleistung nach Bedarf geregelt werden.
  • Wie in 1 und 4 schematisch gezeichnet, erzeugt das KLM-System unabhängig vom Motor 33 Kälte.
  • Die Kälteeinheit 89 wird unterschiedlich geregelt von den Regelstrecken und Einheiten 87, 86, 58, 57, 55 versorgt. Die Kälte (kaltes Gas) des Arbeitsmediums wird dann in der Mischeinheit 88 klimatisiert und dann in den Fahrgastraum oder Wohnraum geregelt gefahren. Die Klimaanlagen 89, 88 arbeiten auch bei Stillstand des Motors 33, die Kälteleistung kann geregelt abgerufen werden, ohne dass eine Maschine arbeiten muss, dazu umweltfreundlich und effizient.
  • Wie nach 6 und 7 schematisch gezeichnet, kann der Rotationskreiskolbenmotor 33, 33a auch zusätzlich mit einer geregelten nachstellbaren und Druckgas hinterspülten Druckplatte 104, 104a in dem Motorengehäuse 22, 22a versehen werden, so dass die Druckräume 10, 10a, die Arbeitsräume 4, 4a, b, c und die Expansionsräume 20, 20a, die Kolben 1, 1a, b, c einen sich selbstregelnden gasdichten Raum bilden. Der Werkstoff der Druckplatte 104 ist zur Kolbenseite 1, 1a, b, c selbstschmierend und hoch wärmeleitend wie z.B. eine Kupfer-Graphit-Mischung und zur Gehäuseseite 22, 22a, b mit einem warmfesten Federstahl verstärkt.
  • Zur Leistungs- und Drehmomenterhöhung bei gleichzeitiger Drehzahluntersetzung kann der Motor 33, 33a, b mit einem Umlaufrad 101 mit einem innenliegenden Zahnkranz 102, der in die Zahnräder 61, 61b greift, gebaut werden. Diese Bauweise ist dadurch sehr kompakt, energieeffizient, ökonomisch und ökologisch, da energie- und ressourcensparend. In 6 und 8 ist die Anordnung der Rotoren 2, 2a, b, der Zahnräder 61, 61a, 61b und das Umlaufrad 101 schematisch gezeichnet.
  • Wie mit der schematischen Zeichnung 6 und 8 gekennzeichnet, kann der Arbeitsfließprozess zur Leistungserhöhung über die Anzahl der Rotoren 2, 2a, b, c, d, e, die Druckgaseingangsstellen 107, 106, 106a,b, den Expansionsräumen 110, 110a und den Druckmischkammern 109, 109a mit den Druck- und Strömungsleitwänden 112, 112a über den einen Ausgang 108 geregelt auch als ein thermodynamischer Fließprozess gefahren werden. Die erforderliche Drehrichtung der Rotoren 1, 2a, b, c, d, e mit den dahinter liegenden Zahnrädern 61, 61a, b, c, d, e wird durch die Drehwandelzahnräder 105, 105a erreicht und somit auch die Fließrichtung des Arbeitsmediums und die Drehrichtung des Umlaufrades 102 bestimmt. Der Stoffstrom des Druckgases kann über die Druckgaseingänge 107, 106, 106a, b geregelt gefahren werden und damit kann die Gesamtleistung nach angeforderter Nutzleistung ökonomisch dem Bedarf flexibel angepasst werden.
  • Bei mittlerer Betriebstemperatur von bis zu 400°C des Arbeitsgases können die Kolben 1, 1a, b, c, d, e und die Rotoren 2, 2a, b, c, d, e mit Schmieröl laufen. Das Öl wird im Niederdruckbereich in den Zylinderräumen 111, 111a, b, c, d über den eigenen Betriebsdruck, Arbeitsdruck des Druckgases geregelt zugegeben.
  • Zu dieser Beschreibung wurden 8 schematische Zeichnungen 1 bis 8 gezeichnet:
  • 1 Der Arbeitsfleißprozess
  • 2 Der Rotationskreiskolbenmotor
  • 3 Motorgehäuse und Kolben
  • 4 Fließschema
  • 5 T, s Wärmediagramm
  • 6 Rotationsmotor mit drei Rotoren und Umlaufrad
  • 7 Motor mit selbstregelnder Druckplatte
  • 8 Rotationsmotor in kompakter Bauweise mit 6 Rotoren und einem Umlaufrad

Claims (25)

  1. Rotationskreiskolbenmotor (33, 33a) dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Rotatoren (2, 2a, b, c, d, e), in denen die 9-12 doppelwirkenden Kreiskolben (1, 1a, b, c, d) radial drehbar selbst oder durch die Drehbolzen (3) gelagert sind. Die Rotatoren (2, 2a) bilden mit dem Gehäuse (22, 22a) einen hohlförmigen Zylinderraum (8, 8a) und einen zweiten den Drehkolben (1, 1a, b, c,) gasdicht angepassten Arbeitsraum (4, 4a, b, c, d) in den Rotatoren (2, 2a, b, c, d, e). Der Rotor (2) dreht sich mit der Motorwelle (14) rechts, der Rotor (2a) dreht sich mit der Motorwelle (14a) links und so bildet sich für das Arbeitsmedium eine Fließrichtung und durch die Versetzung der Motorwellen (14, 14a) bilden die Rotatoren (2, 2a) mit den Drehkolben (1, 1a, b, c, d) die Arbeits- und Druckräume (4, 8, 10, 10a), und den Expansionsraum (20). Die obere Kolbenarbeitsfläche (66) bilden zu den Rotatoren (2, 2a) eine Tangente. Zusätzlich sind die doppelwirkenden Drehkolben durch einen Anschlag (7, 7a) aufgefangen und mit hitzefesten Materialplättchen (5, 6) verstärkt, so dass über die Luftkanäle (32a, 32, 32) das Motorgehäuse (22, 22a) die Rotoren (2, 2a) Druckluft gespült und gekühlt werden und somit ein fast reibungsfreier Trockenlauf des Motors erfolgt. Für gleichmäßige Drehung der Rotoren (2, 2a, b, c, d, e) und für die Drehkraftübertragung des Drehmoments auf die Wellen (14, 14a, b, c, d, e) sorgen die Zahnräder (61, 61a, b, c, d, e), die mit einem Umlaufrad (102) arbeiten, das je nach Zahnradzahl (61, 61b, 61c, d, e) ein hohes Drehmoment und eine untersetzte Drehzahl nach den Gesetzen der Mechanik erzeugt. Das Arbeitsmedium wird in die Expansionskammer (20) über den Saugdiffuser (25) in die Expansionseinheit (45) über den Verdampfer (47) und den Rohrbündelwärmetauscher (54) und den Wärmeleit- und Strömungsblechen (51) in den Kälteteil (50) der Expansionseinheit (45) gefahren. Über die Saugleitung (26) fährt das Arbeitsmedium in den ersten Kreiskolbenverdichter (17) und wird vorgespannt. Das vorgespannte Arbeitsmittel geht danach in die Druckleitungen (27, 23, 28) in die Arbeitseinheiten (85, 90, 94, 38, 36, 32, 89) geregelt. In der Expandereinheit (36) fährt das Arbeitsgas über den Wärmetauscher (35) in die heiße Apparateeinheit (38). Der Glühkörper (40) erhitzt das Gas durch die flammenlose Oxydation der Biomasse bei gleichem Raum, die Rückschlageinheit (37) steuert den Rückstau und der Brenner (39) den Bedarf des Brennstoffes über die Verbrennungsdrucklufteinheit (42, 74) und die Brennstoffleitung (43). Das vorgespannte und erhitzte Arbeitsmedium wird über eine Druck-, Volumen- und Zeit-Regeleinheit (12) über den Druck- und Volumenverteiler (11) über die Diffusoren (13, 13a) in die Arbeitskammer (8) des Motors (33) gefahren. Die Kolben (1, 1a) verdrängen das Arbeitsmedium in die Druckkammer (10), die einen Diffusor bildet, so dass in der Druckkammer (10) sich das Arbeitsmedium aus dem Wärrnekreislauf und dem Kältekreislauf über die Einheit (9) Volumen und Druck geregelt kreislauf und dem Kältekreislauf über die Einheit (9) Volumen und Druck geregelt durch einen Verdichtungsstoß vermischt. Das Arbeitsmedium wird vor der Zuführung in den Arbeitskreislauf in einen kälteisolierten Tank (73) (4) im kalten flüssigen Zustand gespeichert. Die Umweltwärme und die Druckausgleichsleitung (83) erzeugen einen Betriebsdruck. Dieser Gasdruck drückt das flüssige Arbeitsmedium über die Regelstrecke und Düseneinheit (46) in den Verdampfer (47). Das verdampfte, gasförmige Arbeitsmedium fährt durch den Wärmetauscher (48) durch die Druckleitung (34) in den Wärmetauscher (35). Aus der Druck- und Rückschlageinheit (37) wird das warme unter Druck stehende Gas über die Einheit (8) impulsartig in den von den Kolben (1), 1a) gebildeten Diffusor-Verdichtungsraum (10) gefahren. Wärmekreislauf und Kältekreislauf vereinigen sich unter einem Druck von bis zu 25 bar. Der Wärmekreislauf mit der Wärmequelle (38, 39, 40) und der Kältekreislauf mit der Wärmesenke (45, 46, 47, 48) in Reihe geschaltet, ergänzen sich durch ein hohes Delta t und Delta p. Nach Carnot ergibt dieser Arbeitsfließprozess einen hohen Wirkungsgrad. Die Kolben verdrängen das Arbeitsmedium in die Druckkammer (10a), die zusätzlich ausgebildet ist mit dem Druckwiderstand (31). Aus der Druckkammer (10a) fährt das Arbeitsmittel unter hohem Druckgefälle und Temperaturgefälle in die Expansionskammer (20). Zusätzlich fährt der untere Arbeitsfließprozess der Kolben (1, 1a) aus der Arbeitskammer (4, 4a) über den Kanal (21) im Gehäuse (22, 22a) das vorgespannte Arbeitsmedium in die Expansionskammer (20). Hier gibt das Arbeitsmedium durch Entspannung Nutzarbeit über das Drehmoment an den Motorwellen (14, 14a, b, c, e, e) über die Zahnräder (61, 61a, b, c, d) ab. Über die Abgaseinheit (59, 60) wird das abgekühlte Arbeitsgas mit einem Abgasdruck bis 1,8 bar geregelt und geräuschgedämpft abgefahren.
  2. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiskolben (1, 1a,b,c) drehbar in den Rotoren (2, 2a) über die Drehbolzen (3) und den Anschlag (7, 7a) aufgefangen sind. Die Kolben (1, 1a, b, c) können auch ohne den Drehbolzen (3) frei gelagert werden (Position (72). Die Kolben (1, 1a, b, c) bestehen aus einem hitzefesten, selbstschmierenden Silicium-Kohlenstoff-Werkstoff, Keramik SIC 1350, Elektrographit, Aluminium.
  3. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die radial drehbaren Kreiskolben (1, 1a, b, c, d) zwei Arbeitsflächen haben. Die oberen Flächen (66, 66a) der Kreiskolben (1, 1a) bilden die Druckkammern (10, 10a), über eine Tangente und ihren Winkel (tng a). Der Arbeitsdruck (4), die Rotationsenergie der Zentrifugalkraft drückt die Kolbenflächen zusammen und baut einen Pressdruck auf. Der Gegendruck der Gasmoleküle kann nur unter dem Winkel (tng a) arbeiten und durch die Keilform bedingt bis zum Verdichtungspunkt B nur zu 50 % der Druckenergie sich aufbauen. Die untere zweite Arbeitsfläche arbeitet in dem Zylinderraum (4), der Arbeitsdruck wird über den Kanal (23, 32, 32a) geregelt gefahren und das vorgespannte Arbeitsmittel wird über die Kanäle (21, 21a) in den Expansionsraum (20) gefahren.
  4. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass diese Technik der Rotationskolben im Motor (33) einen hohen Verdichtungsdruck mit einem hohen Druckverhältnis und ein hohes Temperaturniveau mit einem großen Detla(t) aufbaut und direkt in der Expansionskammer (20) über den langen Hebelarm der Rotoren (2, 2a) ein hohes Drehmoment an den Motorwellen (14, 14a) erzeugt. Die Arbeitsweise ist die einer Turbine mit relativem reibungsfreiem Lauf und hoher Drehzahl, aber mit bis zu 70 % weniger Schluckvolumen, bei hohem Wirkungsgrad, da Bewegungstechnik, Mechanik und die Strömungstechnik die Arbeitstemperatur und den Arbeitsdruck direkt im Motorraum (8, 10, 10a) herstellt.
  5. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsdruckflächen (67, 68) auch keilförmig oder zylinderförmig sein können, damit erhöht sich die Arbeitsdruckkraft in Drehrichtung bis 30 % zu einer Planfläche.
  6. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Arbeitsmedium über die Regelstrecke (46) zu 1/8 bis 1/10 Anteil am Volumenstoffstrom in den Verdampfer (47) der Expansionseinheit (45) gefahren wird.
  7. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasspeicherkessel (85) ein Energiespeicher ist, in dem die mechanischen zurückgewonnenen Massenträgheitskräfte aus dem Schubbetrieb, Bremsbetrieb und aus der Verzögerung von drehenden Massenkräften von einem Fahrzeug oder Arbeitsmaschine über die Antriebsmechanik (91) in Druckenergie über den ersten Verdichter (17) gewandelt und zur Zwischenspeicherung im Speicher (85) gefahren werden. Zusätzlich werden auch die thermischen und kinetischen Energien aus der Expandereinheit (36, 38) über die Regel strecke (27, 58) als Arbeitsvermögen abgelagert, bevor die mechanische und thermische Exergie zu Anergie wird.
  8. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgas-Speicherkessel (85) über die Regelstrecke EV (86) mit der Klimaanlage (89) verbunden ist, so dass die Expandereinheit (38) über die Druckregeleinheit (58) mit dem Druckspeicherkessel (85) verbunden ist. Zusätzlich ist die Rohrleitung (28) aus dem Speicher (85) mit dem Hochdruckverdichter (76) verbunden.
  9. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Speicherung der Druckenergie des Arbeitsgases im Energiespeicher (85) der Motor (33) dynamisch und flexibel arbeiten kann.
  10. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Arbeitsmedium im Tank (73) über die Regeleinheit (46) und dem Expansionsventil (87) in die Klimaanlage (89) gefahren wird.
  11. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (33) über die Kupplungseinheit (91) mit dem ersten und zweiten Verdichter (17, 76) mechanisch verbunden ist und dadurch die anfallenden Massenträgheitsmomente und seine Wirkungen in thermische Energie und in Druckenergie wandelt und über den Motor (33) wieder in Nutzenergie wandelt, bevor diese Energien zur Anergie werden.
  12. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verdichter (17) direkt auf der Motorwelle (14) mit dem Antriebsritzel (16, 15) verbunden ist und geregelt den angeforderten Stoffkreislauf fährt. Zusätzlich fährt der Verdichter über die Kupplungseinheit (91) alle anfallenden Massenträgheitskräfte und ihre Wirkungen als Druckenergie in den Druckgasspeicher (85) und lagert diesen dort als Arbeitsvermögen ab.
  13. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hochdruckverdichter (76) über die Regelstrecke (28, 81) mit einer Gasverflüssigungsanlage mit Expansionsmaschine (75) verbunden ist und somit Energie in Form von flüssiger Luft oder flüssigen Stickstoff im Tank (73) als Arbeitsvermögen ablagert.
  14. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (77) mit Photovoltaikanlage (93, 94) über die Regelstrecken (100, 79, 78) verbunden ist und auch parallel oder einzeln mit der Regelstrecke (99) mit einer Brennstoffzelle (92) arbeiten kann.
  15. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (77) über die Kupplungseinheit (80) mit dem ersten Verdichter (17) gekoppelt ist.
  16. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung des Arbeitsmediums im Stoffstrom der Expansionseinheit (45, 59) isobar erfolgt und damit die Exergie des Arbeitsmediums erhöht.
  17. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Strömungstechnik des gebildeten Diffusor (10) und der Diffusoren (13, 13a) die Exergie des Arbeitsmediums erhöht wird, so dass sich ein hohes Delta(t) und Delta(p) einstellt.
  18. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmekreislauf die Heizungseinheit (90) hat, die Expandereinheit (38, 36) und versorgt die Einheit (90) über die Regelstrecken (58, 52) Wasserkreislauf mit Wärme. Die Abwärme der Expansionseinheit (45) versorgt die Heizungseinheit über den Wasserkreislauf (52, 53) mit Abwärme. Die Mischeinheit (88) fährt die Heizungswärme geregelt in die zu beheizenden Räume. Der Heizungskreislauf kann unabhängig vom Motor (33) geregelt zu- oder abgefahren werden.
  19. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, dass der Kältekreislauf unabhängig vom Motor (33) Kälte als Arbeit abgeben kann. Die Klimaeinheit (89) wird unterschiedlich geregelt über die Einheiten (86, 58, 57, 55) versorgt. Die Klimaanlage (89, 88) arbeitet auch bei Stillstand des Motors (33). Die Kälteleistung kann geregelt abgerufen werden, ohne dass eine Maschine arbeitet.
  20. Rotationskreiskolbenmotor nach Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Arbeitsmedium mit regenerativen Energiewandlern verflüssigt werden kann und. dann in Energiespeichern (Lagertanks) gefahren wird. Aus diesen Energiespeichern erzeugt der Rotationskreiskolbenmotor (33) 6 Energien in Form von Strom, Heizung, Kälte, Kraftstoff, Druckenergie und Bewegungsenergie in einer Einheit.
  21. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckkammer (10a) Position B ein aus gleitenden, selbstschmierendem Werkstoff beschaffener Widerstand (31) eingebaut ist. Form und Einbauart ist so gewählt, dass der Druckwiderstand (31) die Druckkammer (10a) verkleinert, die Reibungswärme in den Expansionsraum (20) abgibt und als Druckwiderstand der kinetischen Gegendruckkräfte über die Strömungsmechanik wirkt.
  22. Rotationskolbenmotor (33, 33a) nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckräume (10, 10a), die Arbeitsräume (4, 4a, b, c) und der Expansionsraum (20) mit einer geregelten nachstellbaren und Druckgas gespülten Druckplatte (104) versehen ist. Der Werkstoff der Druckplatte ist zur Kolbenseite selbstschmierend und hoch wärmeleitend wie z.B. eine Kupfer-Graphit-Mischung, Elektrographit und zur Gehäuseseite (22) mit einem warmfesten Federstahl verstärkt.
  23. Rotationskolbenmotor (33, 33a) nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet wie schematisch gezeichnet, dass ein Umlaufrad (101) mit einem innenliegenden Zahnkranz (102), der in die Zahnräder (61, 61a, 61b, c) greift und somit das Drehmoment erhöht, die Drehzahl verringert nach den Gesetzen der Mechanik. Die Bauweise ist dadurch sehr kompakt, energieeffizient, ökonomisch und ökologisch, da energie- und ressourcensparend.
  24. Rotationskolbenmotor (33, 33a, 33b,c) nach Anspruch 24 dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsfließprozess zur Leistungserhöhung über die Anzahl der Rotoren (2, 2a, b, c, d, e), die Druckgaseingangsstellen (107, 106, 106a, b), den Expansionsräumen (110, 110a) und den Druckmischkammern (109, 109a) über den einen Ausgang (108) geregelt auch als thermodynamischer Fließprozess gefahren werden kann. Die erforderliche Drehrichtung der Rotoren mit den Zahnrädern (61, 61a, b, c, d, e) wird durch Drehwandelzahnräder (105, 105a) erreicht und somit auch die Fließrichtung des Arbeitsmediums und des Umlaufrades (102) bestimmt. Der Stoffstrom des Arbeitsmittels kann über die Druckgaseingänge (107, 106, 106a, b) geregelt gefahren werden und damit kann die Gesamtleistung nach abgeforderter Nutzleistung ökonomisch und ökologisch dem Bedarf flexibel angepasst werden.
  25. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 25 dadurch gekennzeichnet wie schematisch gezeichnet, dass die Kolben (2, 2a, b, c, d, e) mit Schmieröl laufen können. Das Öl wird im Niederdruckbereich in den Zylinderraum (111, 111a, b, c, d, e) über den eigenen Betriebsdruck des Arbeitsgases geregelt zugegeben.
DE102005039993A 2005-05-07 2005-08-24 Alternatives, umweltfreundliches Energiewandelsystem mit einem Rotationskreiskolbenmotor Withdrawn DE102005039993A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005039993A DE102005039993A1 (de) 2005-05-07 2005-08-24 Alternatives, umweltfreundliches Energiewandelsystem mit einem Rotationskreiskolbenmotor
DE200610020875 DE102006020875A1 (de) 2005-08-24 2006-05-05 Verfahren zur Gewinnung, Speicherung und Nutzung von Arbeitsmitteln durch einen Rotationsschwenkkolbenmotor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200520007292 DE202005007292U1 (de) 2005-05-07 2005-05-07 Alternatives umeltfreundliches Antriebssystem mit einem Rotationskreiskolbenmotor
DE202005007292.3 2005-05-07
DE102005039993A DE102005039993A1 (de) 2005-05-07 2005-08-24 Alternatives, umweltfreundliches Energiewandelsystem mit einem Rotationskreiskolbenmotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005039993A1 true DE102005039993A1 (de) 2006-11-09

Family

ID=37111574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005039993A Withdrawn DE102005039993A1 (de) 2005-05-07 2005-08-24 Alternatives, umweltfreundliches Energiewandelsystem mit einem Rotationskreiskolbenmotor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005039993A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009020303A1 (de) * 2009-04-30 2010-11-11 Samak, Nabil Antrieb aus AAK mit Luft & CO2-Komp.-filter mit Flüssiggas-Umfüllsystem
WO2022018218A1 (de) * 2020-07-23 2022-01-27 Hulin Bischof Peter Zwischenspeicher zur effizienz- und funktionalitätssteigerung einer wärmekraftmaschine
WO2024099494A1 (de) * 2022-11-07 2024-05-16 Kiekert Aktiengesellschaft Ladesteckverbinder für elektro- und hybridfahrzeuge

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3786631A (en) * 1971-09-23 1974-01-22 L Manning Nitrogen vapor engine
DE4304688A1 (de) * 1993-01-05 1994-07-07 Rauscher Georg Niedertemperatur-Wärmekraftmaschine Niedertemperaturmotor (NTM), Fahrzeuge und Arbeitsmaschinen mit NTM
DE19524171A1 (de) * 1995-07-03 1997-01-09 Rauscher Georg Niedertemperaturmotor (NTM), Tieftemperaturmotor (TTM) bzw. Kältekraftmaschine (KKM)
WO2001086119A1 (en) * 2000-05-10 2001-11-15 Fernando Augusto Baptista Internal combustion engine of circular impulsion
DE10319895A1 (de) * 2003-04-28 2005-03-03 Bernau, Klaus-Jürgen Rotationsschwenkkolbenmotor und Verfahren zum Betreiben eines Rotationsschwenkkolbenmotors
DE10352520A1 (de) * 2003-11-04 2005-06-16 Klaus Herrmann Umweltfreundliche mit Druckgas betriebene Kraftmaschine und ihr Kreislaufprozess Kaltluftmotor-System

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3786631A (en) * 1971-09-23 1974-01-22 L Manning Nitrogen vapor engine
DE4304688A1 (de) * 1993-01-05 1994-07-07 Rauscher Georg Niedertemperatur-Wärmekraftmaschine Niedertemperaturmotor (NTM), Fahrzeuge und Arbeitsmaschinen mit NTM
DE19524171A1 (de) * 1995-07-03 1997-01-09 Rauscher Georg Niedertemperaturmotor (NTM), Tieftemperaturmotor (TTM) bzw. Kältekraftmaschine (KKM)
WO2001086119A1 (en) * 2000-05-10 2001-11-15 Fernando Augusto Baptista Internal combustion engine of circular impulsion
DE10319895A1 (de) * 2003-04-28 2005-03-03 Bernau, Klaus-Jürgen Rotationsschwenkkolbenmotor und Verfahren zum Betreiben eines Rotationsschwenkkolbenmotors
DE10352520A1 (de) * 2003-11-04 2005-06-16 Klaus Herrmann Umweltfreundliche mit Druckgas betriebene Kraftmaschine und ihr Kreislaufprozess Kaltluftmotor-System

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009020303A1 (de) * 2009-04-30 2010-11-11 Samak, Nabil Antrieb aus AAK mit Luft & CO2-Komp.-filter mit Flüssiggas-Umfüllsystem
WO2022018218A1 (de) * 2020-07-23 2022-01-27 Hulin Bischof Peter Zwischenspeicher zur effizienz- und funktionalitätssteigerung einer wärmekraftmaschine
WO2024099494A1 (de) * 2022-11-07 2024-05-16 Kiekert Aktiengesellschaft Ladesteckverbinder für elektro- und hybridfahrzeuge

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69927420T2 (de) Gerotorverdichter und Gerotorexpansionsvorrichtung
US20080095652A1 (en) Roudong Volume Variation Method for Fluid Machinery and Its Mechanisms and Applications
WO2012163667A1 (de) Adiabatisches druckluftspeicherkraftwerk
CN103649496B (zh) 热气发动机
DE102007019958A1 (de) Vielzahndrehkolbenmotor mit extrem hohen Drehmoment bei niedrigsten als auch bei sehr hohen Drehzahlen wie in Bereichen einer Turbine, als Antrieb oder zum Einsatz der Energiegewinnung, Energieumwandlung oder Energierückgewinnung
DE102005039993A1 (de) Alternatives, umweltfreundliches Energiewandelsystem mit einem Rotationskreiskolbenmotor
US3698184A (en) Low pollution heat engine
DE202005013321U1 (de) Alternatives umweltfreundliches Energiewandelsystem mit einem Rotationskreiskolbenmotor
DE202005007292U1 (de) Alternatives umeltfreundliches Antriebssystem mit einem Rotationskreiskolbenmotor
DE102011112843A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie oder Druckluft aus Wärme und Abwärme unter Einsatz von Scheibenläuferturbinen und verschiedenen Übertragungsmedien
Lopes et al. Review of rankine cycle systems components for hybrid engines waste heat recovery
CN102808661B (zh) 利用有机工质郎肯循环的轴流式发电机组
US3867815A (en) Heat engine
DE102006062741B4 (de) Verfahren zur Gewinnung, Speicherung und Aufbereitung von flüssigen Arbeitsmitteln und ein Verfahren zur Nutzung der Arbeitsmittel über einem Rotationsschwenkkolbenmotor
WO2011131373A1 (de) Wärmekraftmaschine mit isochor-isobarem kreisprozess
EP1722068A1 (de) Rotationskreiskolbenmotor
WO1996001362A1 (de) Niedertemperatur-wärmekraftmaschine, niedertemperaturmotor ntm bzw. tieftemperaturmotor
DE102017002286A1 (de) Hydridwärmekraftanlage mit zwei Vorrichtungen zur Umwandlung von Wärme in mechanische Energie Ermöglicht mit einer isochor arbeitenden Arbeitsmaschine, einem Hybridwärmekreislaufprozess und einer isotherm arbeitenden Wärmekraftmaschine.
DE102006020875A1 (de) Verfahren zur Gewinnung, Speicherung und Nutzung von Arbeitsmitteln durch einen Rotationsschwenkkolbenmotor
EP1529928A1 (de) Umweltfreundlicher druckgasbetriebener Kreiskolbenmotor mit seinem thermodynamischen Kreislaufprozess
DE3935048A1 (de) Energieumwandlungsvorrichtung
DE2363103A1 (de) Heiz- und notstromaggregat
EP2719859A1 (de) Kolbenturbine-Universal
WO2010128879A1 (ru) Универсальная паросиловая установка (упсу)
WO2019115855A1 (en) Gvr engine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20150303