DE202014010326U1 - Wärmekraftmaschine vom Stirling Typ - Google Patents

Abstract

Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine vom Stirling-Typ mit mindestens einer Teilmaschine die als Reaktorpaar aus zumindest einem Expansions- und einem Kompressionsreaktor gebildet ist, wobei jeder Reaktor mit einem, mit Arbeitsgas gefüllten Wärmetauschvolumen im Kopfbereich, das mit Arbeitsflüssigkeit im Unterteil abgeschlossen ist, und in das Wärmeenergie einleitbar ist, wobei die aus Wärmenergie umgesetzte mechanische Arbeit im Arbeitstakt über eine Abtriebswelle ausleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmekraftmaschine (1) zumindest zwei Teilmaschinen (2, 3, 4) umfasst, jede mit einem Expansionsreaktor (10.1, 10.2, 10.3) und einem Kompressionsreaktor (20.1, 20.2, 20.3), dass auf Seiten des Arbeitsgases (57) jeweils der Expansionsreaktor (10.1, 10.2, 10.3) jeder Teilmaschine (2, 3, 4) mit dem Kompressionsreaktor (20.1, 20.2, 20.3) dieser Teilmaschine (2, 3, 4) über Überströmleitungen (41, 42, 43) verbunden ist, die ein Überströmen des Arbeitsgases (57) von dem Expansionsreaktor (10.1, 10.2, 10.3) jeder der Teilmaschinen (2, 3, 4) zu dem, diesem zugeordneten Kompressionsreaktor (20.1, 20.2, 20.3) und zurück im Arbeitstakt ermöglichen und dass auf Seiten der Arbeitsflüssigkeit (34) die Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) der Wärmekraftmaschine (1) wie auch deren Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2, 20.3) Zuströmleitungen (11, 21) und Rückströmleitungen (12, 22) aufweisen, die an die Reaktoren (10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3) angeschlossen und, über Hydraulikmaschinen (14, 24) miteinander verbunden, ein Umströmen der Arbeitsflüssigkeit (34) im Arbeitstakt ermöglichen, wobei das Flüssigkeits-Niveau (38) der Arbeitsflüssigkeit (34) in den Reaktoren (10.1. 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3) im Wechsel zwischen maximalem und minimalem Füllungsgrad wechselt, und wobei die Umströmung der Arbeitsflüssigkeit (34) der Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) über die Hydraulikmaschine (14) und Umströmungen der Arbeitsflüssigkeit (34) der Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2, 20.3) über die Hydraulikmaschine (24) geführt sind und die Hydraulikmaschinen (14, 24) zur Ausleitung der mechanischen Energie miteinander zusammenwirken.

Description

• Die Erfindung betrifft eine ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine vom Stirling-Typ mit mindestens einer Teilmaschine die als Reaktorpaar aus zumindest einem Expansions- und einem Kompressionsreaktor gebildet ist, wobei jeder Reaktor mit einem, mit Arbeitsgas gefüllten Wärmetauschvolumen im Kopfbereich, das mit Arbeitsflüssigkeit im Unterteil abgeschlossen ist und in das Wärmeenergie einleitbar und ausleitbar ist, wobei die Differenz dieser Wärmeenergien umgesetzt in mechanische Arbeit im Arbeitstakt über eine Abtriebswelle ausleitbar ist.
• Wärmekraftmaschinen nach Stirling, auch Heißgasmotoren genannt, wurden von Robert Stirling Anfang des 19. JH erdacht, und arbeiten nach dem Prinzip eines geschlossenen Kreisprozesses und sollten damals aufkommende Hochdruckdampfmaschinen ersetzen. Diese Maschinen nutzen Wärmeenergie bei relativ geringem Temperatur-Niveau und formen diese in eine mechanisch nutzbare Energieform um. Als zweitälteste bekannte Wärmekraftmaschine sind sie in ihrer Theorie als notorisch bekannt anzusehen. Gegen die aufkommenden Diesel und Elektromotoren konnten sie sich aber zunächst nicht durchsetzen. In der Jetztzeit ist die Energieeinsparung für alle Wirtschaftsprozesse – aber auch für private Haushalte – von größter Bedeutung. Um dem ständig steigenden Energiebedarf und der damit verbundene Kostensteigerung entgegen zu wirken, werden in der Industrie Produkte und Prozesse fortlaufend energieeffizienter gestaltet und weiterentwickelt. Für Haushalte werden energiesparende Produkte bereitgestellt. Jedoch fällt beim Einsatz von Energie vielerorts Abwärme an, die ungenutzt an die Umgebung abgeführt wird. Bei der Verstromung von Abwärme ergibt sich zum Beispiel ein riesiges Einsparpotential der Ressource zugeführter Energie durch eine verbesserte Nutzung der Abwärme. Dies würde somit einen wesentlichen Beitrag zum Schutz des Klimas leisten. Dadurch gewinnt in der auf Einsparung von Primärenergie abgestellten Jetztzeit der Stirling Prozess durch diese Nutzung der, mit relativ geringer Übertemperatur anfallenden Abwärme, immer mehr an Bedeutung und eignet sich neben der Einsparung bei der Verstromung im Besonderen auch für die Wärme-Kraft-Kopplungen.
• Wärmekraftmaschinen nutzen den Carnot'schen Kreisprozess zur Umsetzung von Wärmeenergie in mechanische Energie. Zur praktischen Umsetzung der bekannten Theorie des Carnot'schen Kreisprozessen offenbart die DE 38 15 606 im Stand der Technik eine Wärmekraftmaschine, die in ihrer Art als eine Stirling-Maschine mit zwei miteinander hydraulisch gekoppelten Zylindern mit wechselseitig beschleunigtem Flüssigkeitsstrom ausgeführt ist und einen Kolben antreibt. Der darin verwendete Flüssigkeitsstrom wird durch die in den Zylindern gegenläufig ablaufenden Stirling-Prozesse eines Arbeitsgases angetrieben, wobei dessen Druckverhältnis direkt auf eine Flüssigkeit in den unteren Teilen der beiden hydraulisch verbundenen Zylinder sowie in eine der verbindenden Leitungen einwirkt und ein gepulstes Hin- und Herströmen einer Arbeitsflüssigkeit bewirkt, durch das der Arbeitskolben mitgenommen wird. Das Ausleiten der in mechanische Arbeit umgesetzten Wärmeenergie erfolgt in bekannter Weise mit auf ein Schwungrad wirkende Kolben- und Pleuelstangen sowie Schwingen, die als mechanische Übertragungsmittel einerseits einen verringerten Wirkungsgrad aufweisen und andererseits einer ständiger Wartung bedürfen. Allerdings ist der gewünschte Wärmetausch durch das Einbringen von Arbeitsflüssigkeit in die Wärmetauschervolumina unzureichend.
• Ein weiteres Problem dieser Bauart der Stirling-Maschine liegt im Zuführen und Abführen von Wärmenergie durch die Zylinderwand. Um den behinderten Übergang der Wärmeenergie zu verbessern, wird in der DE 20 2004 021 028 eine Arbeitsflüssigkeit vorgeschlagen, wobei diese in Wärmetauschern konditioniert wird und in die Zylinder der Zylinderköpfe durch Beregnung oder Einspritzen einzubringen ist, wobei diese am Zylinderboden abzunehmen und erneut in Wärmetauschern zu konditionieren und so zurückzuführen ist, dass das Temperatur-Niveau der Arbeitsflüssigkeit im Zylinder der Stirling-Maschine, das das Kompressionsverhältnis der Maschine bestimmt und dadurch konstant bleibt. Weiter wird offenbart, eine Wärmekraftmaschine aus einzelnen Teilmaschinen zusammenzufügen, wobei jede Teilmaschine mit einem Expansionsreaktor und einem Kompressionsreaktor versehen ist, die paarweise in der folgenden Form angeordnet sind:
  1. Teilmaschine: E1: Expansionsreaktor – K1: Kompressionsreaktor
  2. Teilmaschine: E2: Expansionsreaktor – K2: Kompressionsreaktor
  3. Teilmaschine: E3: Expansionsreaktor – K3: Kompressionsreaktor
  
  N. Teilmaschine: EN: Expansionsreaktor – KN: Kompressionsreaktor
• Von diesem Stand der Technik ausgehend stellt sich die Aufgabe, eine Stirling-Maschine der bekannten Bauart derart weiterzuentwickeln und zu verbessern, dass sogar bei verkleinertem Bauvolumen der Wärmekraftmaschine die umgesetzte mechanische Arbeitsenergie unter Verzicht auf eine Kolbenmaschine mit deren Reibungsverlusten und unter Verbesserung der Wärmebilanz derart weiterzubilden, dass deren Effektivität gesteigert und deren Regelungsmöglichkeiten vervielfacht werden. Außerdem ergibt sich eine Steigerung der Effektivität durch eine konstruktive Veränderung im Bereich der Arbeitsausleitung, die einen Kreisprozess nahe dem idealen Stirling-Prozess erlaubt.
• Die Aufgabenlösung für eine solche gattungsgemäße Wärmekraftmaschine wird durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs erreicht. Die Merkmale der abhängigen Unteransprüche beschreiben vorteilhaft Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sowie deren Konstruktionsdetails.
• Die zur Aufgabenlösung vorgeschlagene Wärmekraftmaschine ist aus mindestens einer Teilmaschine, vorzugsweise aus drei Teilmaschinen, zusammengesetzt, wobei jede der Teilmaschinen aus einem Expansionsreaktor und einem Kompressionsreaktor gebildet ist. Eine Teilmaschine bildet somit ein Reaktorpaar aus zumindest einem Expansions- und einem Kompressionsreaktor. Jeder der Reaktoren ist im Kopfbereich mit einem Arbeitsgas – etwa Helium – gefüllt und mit einer Arbeitsflüssigkeit – zum Beispiel auf Mineralölbasis – als abgeschlossenes Wärmetauschvolumen versehen. Der Expansionsreaktor und der Kompressionsreaktor einer jeden Teilmaschine sind über eine Überströmleitung verbunden, wodurch eine Kopplung mit Arbeitsgas erfolgt. Das Arbeitsgas wird somit in einem geschlossenen System geführt, wodurch der Eintrag von Verschmutzungen von außen vermieden wird. Die Überstromleitungen in dem das Arbeitsgas geführt wird, werden über einen als Regenerator wirkenden rekuperativen Wärmetauscher geführt. Durch den rekuperativen Wärmetauscher wird in den Gasladungswechseln der einzelnen Teilmaschinen vom Expansionsreaktor zum Kompressionsreaktor Wärmeenergie eingeleitet. In den Gasladungswechseln der einzelnen Teilmaschinen vom Kompressionsreaktor zum Expansionsreaktor Wärmeenergie entnommen. Die Gasladungswechsel geschehen nahezu isochor (gleiches Volumen) und sind somit theoretisch arbeitsneutral. Dieses verbessert die Energiebilanz der Wärmekraftmaschine (gleichbleibende Leistung bei geringem Wärmebedarf). Die Expansions- und Kompressionsarbeit wird somit gegen die Arbeitsflüssigkeit und den Hydraulikmotoren geleistet. In die Wärmetauschvolumina der Expansionsreaktoren wird Wärmeenergie zugeführt, aus den Wärmetauschvolumina der Kompressionsreaktoren wird Wärmeenergie entnommen. Dabei sind jeweils die Expansionsreaktoren sowie auch die Kompressionsreaktoren der Wärmekraftmaschine auf den Abgas-Seiten so verbunden, dass das Arbeitsgas jeweils vom Kompressionsreaktor zum Expansionsreaktor einer Teilmaschine und wieder zurück zu deren Kompressionsreaktor pendeln kann. Weiter sind die Expansionsreaktoren sowie auch die Kompressionsreaktoren der Wärmekraftmaschine auf den Seiten der Arbeitsflüssigkeit so untereinander verbunden, das die Arbeitsflüssigkeit jeweils von einem Expansionsreaktor zu einem nächsten Expansionsreaktor und jeweils von einem Kompressionsreaktor zu einem nächsten Kompressionsreaktor und wieder zurück pendeln kann. Die Arbeitsflüssigkeit pendelt dabei zwischen den einzelnen Expansionsreaktoren von einem Teil einer Teilmaschine zum nächsten Teil einer Teilmaschine innerhalb der Expansionsreaktoren und zwischen den einzelnen Kompressionsreaktoren von einem Teil einer Teilmaschine zum nächsten Teil einer Teilmaschine innerhalb der Kompressionsreaktoren hin und her. Die untereinander auf der Seite der Arbeitsflüssigkeit zusammen wirkenden Expansionsreaktoren und zusammen wirkenden Kompressionsreaktoren sind derart untereinander verbunden, dass die Arbeitsflüssigkeit in einem ersten Kreislauf auf Seiten der Expansionsreaktoren und in einem zweiten Kreislauf auf Seiten der Kompressionsreaktoren jeweils über eine, als Hydraulikmotor bzw. Hydraulikpumpe wirkende Hydraulikmaschine, geführt wird.
• Zusammenfassend lässt sich ausführen, dass die erfindungsgemäße Wärmekraftmaschine zumindest zwei Teilmaschinen, also zwei Reaktorpaare umfasst, jede mit einem Expansionsreaktor und einem Kompressionsreaktor, dass auf Seiten des Arbeitsgases jeweils der Expansionsreaktor jeder Teilmaschine mit dem Kompressionsreaktor dieser Teilmaschine über Überströmleitungen verbunden ist, die ein Überströmen des Arbeitsgases von dem Expansionsreaktor jeder der Teilmaschinen zu dem, diesem zugeordneten Kompressionsreaktor und zurück im Arbeitstakt ermöglichen und dass auf Seiten der Arbeitsflüssigkeit die Expansionsreaktoren der Wärmekraftmaschine wie auch deren Kompressionsreaktoren Zuströmleitungen und Rückströmleitungen aufweisen, die an die Reaktoren angeschlossen und, über Hydraulikmaschinen miteinander verbunden, ein Umströmen der Arbeitsflüssigkeit im Arbeitstakt ermöglichen, wobei das Flüssigkeits-Niveau der Arbeitsflüssigkeit in den Reaktoren im Wechsel zwischen maximalem und minimalem Füllungsgrad wechselt, und wobei das Umströmen der Arbeitsflüssigkeit der Expansionsreaktoren über die Hydraulikmaschine und Umströmen der Arbeitsflüssigkeit der Kompressionsreaktoren über die Hydraulikmaschine geführt sind und die Hydraulikmaschinen zur Ausleitung der mechanischen Energie miteinander zusammenwirken.
• Vorteilhafterweise sind sowohl die Expansions- wie auch die Kompressionsreaktoren auf Seiten der Arbeitsflüssigkeit über Leitungen mit der entsprechenden Zuströmleitung, über die Arbeitsflüssigkeit der Hydraulikmaschine zugeleitet wird, sowie mit der entsprechenden Rückströmleitung, über die Arbeitsflüssigkeit von der Hydraulikmaschine zu dem der zugeordneten Reaktoren zurück geführt wird, verbunden. In den Zuströmleitungen, sowie in den Rückströmleitungen sind steuerbare Aus- und Einströmventile vorgesehen. Die Aus- und Einströmventile werden derart gesteuert, dass die Arbeitsflüssigkeit ”gleichgerichtet” die, zwischen die Zuströmleitung und der Rückströmleitung eingeschaltete, als Hydraulikmotor bzw. Hydraulikpumpe wirkende Hydraulikmaschine, erreicht. Die als Aus- und als Einströmventile vorgesehenen Hydraulikventile werden dabei so gesteuert, dass die einzelnen Teilmaschinen mit gegeneinander versetzten, aufeinander folgenden Arbeitstakten zusammenwirken. Anders aufgezeigt, sind bei dieser vorteilhaften Ausführung, die Expansionsreaktoren sowie die Kompressionsreaktoren zum Umströmen der Arbeitsflüssigkeit mit steuerbaren Ein- und Ausströmventilen an den Zu- und Rückströmleitungen ausgestattet, wobei die Expansionsreaktoren und die Kompressionsreaktoren jeweils untereinander über die Zu- und Rückströmleitungen zu einem Kreislauf für die Arbeitsflüssigkeit in den und aus den Behältern, verbunden sind.
• Die Kreisläufe der Arbeitsflüssigkeit werden durch die Folge des Einbringens bzw. des Ausschleusens von durch Wärmeenergie bewirkten Zustandsänderungen des Arbeitsgases auf Seiten der Expansionsreaktoren sowie auf Seiten der Kompressionsreaktoren in Gang gehalten. Dabei pendelt das Arbeitsgas zwischen einem Kompressionsreaktor und einem Expansionsreaktor hin und her, wobei sich die Reaktoren im Arbeitstakt zyklisch füllen und entleeren. Ein Expansionsreaktor, verbunden über eine Überstromleitung mit einem Kompressionsreaktor, wird zu einer Einheit zusammengeschaltet und bildet ein Reaktorpaar. Ein solches Reaktorpaar bildet wiederum eine Teilmaschine. Mehrere zusammen geschaltete Teilmaschinen ergeben die erfindungsgemäße Wärmekraftmaschine. Die zu einer Wärmekraftmaschine zusammen geschalteten Teilmaschinen haben zeitlich gegeneinander versetzte Arbeitstakte, so dass die Ausleitung der aus der umgewandelten thermischen Energie gewonnenen mechanischen Energie, in Abhängigkeit von der Zahl der miteinander zusammen wirkenden Teilmaschinen, mehr oder weniger geglättet ausgeleitet werden kann.
• Erfindungsgemäß bildet jede der Teilmaschinen, bestehend aus einem der Expansionsreaktor und einem Kompressionsreaktor ein Reaktorpaar, welches auf Seiten des Arbeitsgases untereinander gekoppelt ist. Aufgrund der Koppelung kann das Arbeitsgas, in Folge seiner Zustandsänderung, zwischen dem Expansions- und Kompressionsreaktor hin- und her pendeln. Während alle Expansions- und alle Kompressionsreaktoren der Teilmaschinen untereinander über die Arbeitsflüssigkeit gekoppelt sind. Infolge des durch die thermischen Zustandsänderungen des Arbeitsgases bewirkten Pendelns und der entsprechenden Steuerung der Ein- und Ausströmventile, kommt es zu einem Ausströmen bzw. einem Einströmen der Arbeitsflüssigkeit in den Behältern der Reaktoren. Das Ein- und Ausströmen der Arbeitsflüssigkeit in den Behältern führt zu einer Änderung des Füllungsgrades in den Reaktoren, wobei jeweils die beiden über Arbeitsgas gekoppelten Kompressions- und Expansionsreaktoren gegenläufige Bewegung der Arbeitsflüssigkeit durchführen. Die Arbeitsflüssigkeit wird dabei von den Expansionsreaktoren wie auch von den Kompressionsreaktoren durch Zuströmleitungen der jeweils zugeordneten Hydraulikmaschine zugeführt und strömt durch Rückströmleitungen zu den zugeordneten Expansionsreaktoren bzw. den zugeordneten Kompressionsreaktoren zurück. Der Durchfluss der Arbeitsflüssigkeit in den Zu- und Rückströmleitungen wird vorteilhafterweise von den Aus- und Einströmventilen derart gesteuert, dass die als Motor wie auch als Pumpe wirkenden Hydraulikmaschinen immer gleichgerichtet durchströmt und somit angetrieben werden. Erfindungsgemäß sind die Hydraulikmaschinen dabei über eine gemeinsame An-/Abtriebswelle mechanisch starr zu einem Hydraulikaggregat gekoppelt und arbeiten so zwangsweise synchron. Die aus Wärmeenergie umgewandelte mechanische Energie wird vorteilhaft aus dem Hydraulikaggregat ausgeleitet und kann – etwa zur Erzeugung elektrischer Energie – über einen Trieb oder Getriebe, welche über eine Antriebswelle als Antriebsenergie für einen Generator eingesetzt werden. Ein in diesen Ausleitungsstrang erfindungsgemäß eingeschaltetes Schwungrad glättet dabei auftretende Unregelmäßigkeiten. Auf diese Weise kann vielerorts anfallende Wärmeenergie in Form von Abwärme in der erfindungsgemäßen Wärmekraftmaschine einer weiteren Nutzung der Erzeugung von elektrischer Energie zugeführt werden. Die Hydraulikmaschinen weisen hydraulische Antriebe auf, wodurch diese als Hydraulikpumpe oder Hydraulikmotor wirken können, wobei zwischen den Zu- und Rückströmleitungen der Hydraulikmaschinen eine Sicherheitsüberströmvorrichtung angeordnet ist. Die Sicherheitsüberströmvorrichtung öffnet, bei Ausfall der Hydraulikströmung in voller Rotation und dem daraus resultierenden Überschreiten eines nicht näher spezifizierten Sicherheits-Differenzdruckes, so lange einen Bypass zwischen Hydraulik Ein- und Ausgang des jeweiligen Hydraulikantriebes, bis der Sicherheits-Differenzdruck wieder unterschritten ist.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Rückfluss der Arbeitsflüssigkeit sowohl auf der Seite der Expansionsreaktoren wie auch der Kompressionsreaktoren über je einen Wärmetauscher geleitet wird. Über den, dem Arbeitsflüssigkeit-Kreislauf der Expansionsreaktoren zugeordneten Wärmetauscher wird Wärmeenergie eingebracht, während über den, dem Arbeitsflüssigkeit-Kreislauf der Kompressionsreaktoren zugeordneten Wärmetauscher, Wärmeenergie ausgeschleust wird. Die so konditionierte Arbeitsflüssigkeit gelangt dann in die Rückströmleitungen und von diesen in denjenigen der Reaktoren, dessen Einströmventil geöffnet ist. Da das Ausströmventil dieses Reaktors in diesem Arbeitstakt geschlossen ist, füllt sich dieser mit konditionierter Arbeitsflüssigkeit.
• Dieses gleichgerichtete Umströmen der Arbeitsflüssigkeit entkoppelt den Prozess, nach der Erfindung vom klassischen Stirling-Prozess und ermöglicht so, auf mechanische Bauteile wie etwa Kolben, Gestänge und Kurbelschleife zu verzichten. Diese werden durch Hydraulikventile, Hydraulikleitungen und die zwei, über eine Welle verbundenen Hydraulikmotoren/Hydraulikpumpen ersetzt. Dabei ist für die erfindungsgemäße Wärmekraftmaschine die Ventilsteuerung der Ein- und Ausströmventile unverzichtbar. Der durch die Ventilsteuerung erreichte Vorteil liegt darin, dass der Kreisprozess, der im Bewegungsablauf von Expansions- wie auch Kompressionsreaktor so – wie im Ausführungsbeispiel der 3 aufgezeigt – gesteuert werden kann, nahe dem idealen Stirling-Kreisprozess verläuft. Bei dieser Ausbildung der erfindungsgemäßen Wärmekraftmaschine ist es möglich, Wärmeenergie mit einem in den Kreislauf der Arbeitsflüssigkeit der Expansionsreaktoren der Teilmaschinen eingeschalteten Wärmetauscher zuzuführen und Wärmeenergie mit einem in den Kreislauf der Arbeitsflüssigkeit der Kompressionsreaktoren der Teilmaschinen eingeschalteten Wärmetauscher auszuschleusen bzw. zu entnehmen, was den Aufwand an Wärmetauschern und Speisepumpen wesentlich verringert und so den Aufbau wesentlich vereinfacht.
• Vorteilhafterweise erfolgt das Einbringen von Wärmeenergie bzw. das Ausschleusen von Wärmeenergie über die in den Kreisläufen der Arbeitsflüssigkeit vorgesehenen Wärmetauscher, wobei jeweils ein Wärmetauscher an eine externe Wärmequelle und jeweils ein Wärmetauscher an eine externe Wärmesenke angeschlossen sind. In den Wärmetauschern wird die Arbeitsflüssigkeit konditioniert. Diese so konditionierte Arbeitsflüssigkeit wird in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmekraftmaschine im Kopfbereich der Reaktoren in deren Wärmetauschvolumen eingerieselt.
• Dieses so beregnete, im Wärmetauschvolumen eines Reaktors vorliegende Arbeitsgas, stammt bei jeder der Teilmaschinen aus deren zugeordnetem Reaktor und strömt von diesem aus in den anderen über. Dabei hat das von einem Kompressionsreaktor überströmende Arbeitsgas ein erniedrigtes Temperatur-Niveau, während das von einem Expansionsreaktor überströmende Arbeitsgas auf einem erhöhten Temperatur-Niveau liegt. Dem überströmenden Arbeitsgas mit erniedrigtem Temperatur-Niveau wird in einem rekuperativen Wärmetauscher Wärmeenergie zugeführt, umgekehrt wird einem Arbeitsgas mit erhöhtem Temperatur-Niveau Wärmeenergie entzogen.
• Das in einem Arbeitstakt vom Kompressionsreaktor – etwa der ersten Teilmaschine, zum Expansionsreaktor überströmende Arbeitsgas mit verringertem Temperatur-Niveau, durchströmt einen als rekuperativen Wärmetauscher ausgebildeten Regenerator und nimmt dort Wärmeenergie auf, die aus dem, im gegenläufigen Takt einer anderen Teilmaschine – etwa der zweiten Teilmaschine – überströmenden Arbeitsgas mit erhöhtem Temperatur-Niveau entnommen und zwischengespeichert für die Erhöhung des Temperatur-Niveaus des Arbeitsgases, das den Regenerator im folgenden Arbeitstakt durchströmt, verfügbar ist. Diese Erwärmung und Abkühlung geschieht nahezu isochor.
• Das vom Kompressionsreaktor über den Regenerator geführte Arbeitsgas mit erniedrigtem Temperatur-Niveau, erfährt im Expansionsreaktor über die einrieselnde Arbeitsflüssigkeit mit höherem Temperatur-Niveau eine weitere Wärmeenergie-Zufuhr. Umgekehrt verliert das vom Expansionsreaktor mit erhöhtem Temperatur-Niveau über den Regenerator zum Kompressionsreaktor geführte Arbeitsgas, im Kompressionsreaktor, durch die Berieselung des Arbeitsgases mit Arbeitsflüssigkeit eine weitere Erniedrigung des Temperatur-Niveaus und somit eine weitere Energieerniedrigung.
• Erfindungsgemäß lässt sich ausführen, dass das zum Überströmen über verbindende Überströmleitungen zwischen den Expansions- und den zugeordneten Kompressionsreaktoren geführte Arbeitsgas, zur Konditionierung einer als Regenerator wirkenden rekuperativen Wärmetauscher geführt wird.
• Zur Berieselung des Arbeitsgases wird bei einer ersten Ausführungsform, gemäß der 1, für jeden Reaktor Arbeitsflüssigkeit aus dem Bodenbereich abgesaugt, über einen für jeden Reaktor angeordneten separaten Wärmetauscher konditioniert und mit einer Speisepumpe in den Kopf des Reaktors eingespeist. Bei den Expansionsreaktoren führt der Wärmetauscher Wärmeenergie der Berieselungsflüssigkeit zu, während der Wärmetauscher bei den Kompressionsreaktoren der Berieselungsflüssigkeit Wärmeenergie entzieht. Im Kopf der Reaktoren ist eine Berieselungsvorrichtung angeordnet, welche die eingespeiste Arbeitsflüssigkeit (Berieselungsflüssigkeit) durch deren gelochten Rieselboden in die gesamte Fläche des Wärmetauschvolumens jedes Reaktors zur Abgabe bzw. zur Aufnahme von Wärmenergie einrieseln lässt. Dabei ist die Berieselungsvorrichtung derart konstruiert, dass das Arbeitsgas ungehindert an ihm vorbeiströmen kann. Vorteil dieser Konstruktion ist eine nahezu isotherme Expansion bzw. Kompression, weil Wärme stetig zu- bzw. abgeführt werden kann.
• Zusammenfassend lässt sich zur vorteilhaften Berieselung der Arbeitsflüssigkeit gemäß 1 ausführen, dass im Kopfbereich jedes der Reaktoren ein Rieselboden angeordnet ist, und dass jeder der Reaktoren eine mit Speisepumpe versehene Speiseleitung aufweist, über die Beregnungsflüssigkeit, abgezweigt aus dem im Bodenbereich jedes der Reaktoren angeordneten Auslauf, auf die Rieselböden zum Einrieseln in den Wärmetauscherbereich aufbringbar ist, und dass in den, den Expansionsreaktoren zugeordneten Speiseleitungen an externen Wärmequellen angeschlossene Heizer zum Zuführen von Wärmeenergie zu deren Berieselungsflüssigkeit und in den, den Kompressionsrektoren zugeordneten Speiseleitungen an externen Wärmesenken anschließbare Kühler zum Ausschleusen von überschüssiger Wärmenergie aus deren Berieselungsflüssigkeit angeordnet sind.
• Bei einer zweiten Ausführungsform der Wärmekraftmaschine, gemäß der 2, sind zur Berieselung die im Kopfbereich der Reaktoren angeordneten Rieselböden als Beregnungswannen mit gelochten Böden und hochgezogenen Randbereichen ausgebildet und so eingesetzt, dass das Arbeitsgas und auch die Arbeitsflüssigkeit ungehindert an der Beregnungswanne vorbei strömen können. Beim Auffüllen mit, entsprechend dem Reaktor, über das Einströmventil zugeführter konditionierter Arbeitsflüssigkeit, erfolgt das Befüllen der Reaktoren mit konditionierter Arbeitsflüssigkeit bis über den Rand der im Kopfbereich angeordneten Beregnungswanne. Dabei wird der obere Rand der Beregnungswanne überflutet und diese mit konditionierter Arbeitsflüssigkeit gefüllt. Beim Absinken des Temperatur-Niveaus der Arbeitsflüssigkeit im folgenden Takt unter die Höhe der Beregnungswanne, verbleibt darin ein Teil der konditionierten Arbeitsflüssigkeit gespeichert. Diese gespeicherte Arbeitsflüssigkeit rieselt, nach Freigabe des gelochten Bodens der Beregnungswanne, infolge des Absinkens des Temperatur-Niveaus der konditionierten Arbeitsflüssigkeit durch das Arbeitsgas und tauscht dabei Wärmeenergie aus. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist, dass eine Verringerung der Bauteile erfolgt, da auf Speiseleitung, Speisepumpe und eine Vielzahl von Wärmetauschern, wie aus der 1 ersichtlich ist, verzichtet werden kann.
• Zusammenfassend lässt sich zur vorteilhaften Berieselung der Arbeitsflüssigkeit gemäß 2 ausführen, dass im Kopfbereich jedes der Reaktoren je eine Beregnungswanne angeordnet ist, die einen Lochboden mit einer Anzahl von Löchern aufweist, der von einem hochgezogenen, umlaufenden Rand umgeben ist, wobei der Rand von der Wandung des jeweiligen Reaktors so entfernt ist, dass die Beregnungswanne beim Ansteigen des Flüssigkeits-Niveaus der Arbeitsflüssigkeit im Reaktor ungehindert überflutbar und so zum Einrieseln in den Wärmetauscherbereich mit Arbeitsflüssigkeit auffüllbar ist. Die Anzahl und Größe der Löcher im Lochboden ist so ausgelegt, das nach dem Befüllen der Beregnungswanne mit Arbeitsflüssigkeit der Vorrat von Arbeitsflüssigkeit ausreicht, um das Wärmetauschvolumen über zumindest einen ganzen Arbeitstakt zu beregnen. Des Weiteren ist zum Zuführen von Wärmeenergie in die Rückströmleitung der Expansionsreaktoren ein an, über die Anschlüsse einer externen Wärmequelle anschließbarer Heizer und zum Ausschleusen von Wärmeenergie in der Rückströmleitung der Kompressionsreaktoren ein an, über die Anschlüsse einer externen Wärmesenke anschließbarer Kühler, vorgesehen.
• Des Weiteren ist zum Zuführen von Wärmeenergie in die Expansionsreaktoren jeweils ein an, über die Heizmittel Zu- und Ableitung einer externen Wärmequelle anschließbarer innenliegender Wärmetauscher vorgesehen, wobei der Heizer oder der innere Wärmetauscher alleinig oder beide zusammen in Kombination betrieben werden können, und ist zum Ausschleusen von Wärmeenergie in den Kompressionsreaktoren ein an, über die Heizmittel Zu- und Ableitung einer externen Wärmesenke anschließbarer innenliegender Wärmetauscher vorgesehen, wobei der Kühler oder der innenliegende Wärmetauscher alleinig oder beide zusammen in Kombination betrieben werden können.
• Ist der erste Reaktor ein Expansionsreaktor, hat die gespeicherte Arbeitsflüssigkeit ein erhöhtes Temperatur-Niveau, während das, vom verbundenen Kompressionsreaktor dieser Teilmaschinen als zweitem Reaktor kommende Arbeitsgas, ein dem gegenüber verringertes Temperatur-Niveau aufweist und so in der Lage ist, Wärmenergie aus der durchrieselnden Arbeitsflüssigkeit zu übernehmen. Ist der erste Reaktor ein Kompressionsreaktor, kehren sich die Verhältnisse um. Die in der Beregnungswanne gespeicherte Arbeitsflüssigkeit hat ein niederes Temperatur-Niveau, während das, vom Expansionsreaktor dieser Teilmaschine als zweitem Reaktor überströmende Arbeitsgas, ein erhöhtes Temperatur-Niveau aufweist und so in der Lage ist, Wärmenergie an die Arbeitsflüssigkeit abzugeben.
• Da während der Expansion in den Expansionsreaktoren der Arbeitsflüssigkeit keine zusätzliche Energie zugeführt wird, steht nur die in der herabregnenden Arbeitsflüssigkeit gespeicherte Wärmeenergie zur Erwärmung des Arbeitsgases zur Verfügung. D. h., die Arbeitsflüssigkeit wird sich in der Expansion abkühlen. Umgekehrt wird während der Kompression in den Kompressionsreaktoren nur die Wärmekapazität der herab rieselnden Arbeitsflüssigkeit genutzt, um dem Arbeitsgas Wärmeenergie zu entziehen, was zu einer Temperaturerhöhung der Arbeitsflüssigkeit während der Kompression führt. Dabei richtet sich der Grad der Abkühlung bzw. Erwärmung nach Masse und Wärmekapazität von Arbeitsflüssigkeit, sowie Masse, Wärmekapazität und Expansions- bzw. Kompressionsvolumen des Arbeitsgases. Somit verläuft die Expansion bzw. Kompression auch nicht konstant isotherm und verringert so additiv den Wirkungsgrad.
• Um eine isotherme Expansion des Arbeitsgases in den Expansionsreaktoren zu unterstützen, können die Expansionsreaktoren mit innen-liegenden Wärmetauschern versehen werden, die an eine externe Wärmequelle angeschlossen sind, ähnlich einem Rohrbündeltauscher. Sie versorgen das Arbeitsgas und die Arbeitsflüssigkeit während der Expansion zusätzlich mit Wärmeenergie, so dass gewährleistet ist, dass die Expansion des Arbeitsgases nahezu konstant isotherm verläuft. Um eine isotherme Kompression des Arbeitsgases in den Kompressionsreaktoren zu unterstützen, können die Kompressionsreaktoren mit innen-liegenden Wärmetauschern versehen werden, ähnlich einem Rohrbündeltauscher, die an eine externe Wärmesenke angeschlossen sind. Sie entziehen dem Arbeitsgas und der Arbeitsflüssigkeit während der Kompression zusätzlich Wärmeenergie. So wird gewährleistet, dass die Kompression des Arbeitsgases nahezu konstant isotherm verläuft. Rohrbündeltauscher können auch alleinig, wie nachstehend aufgeführt und in der 2 aufgezeigt, in den Expansions- und Kompressionsreaktoren, ohne die Tauscher, aufgeführt sein und sie können auch alleinig mit oder ohne Beregnung ausgeführt sein.
• Bei jeder der Teilmaschinen ist jeweils ein Expansionsreaktor mit dem, dieser Teilmaschine zugeordneten Kompressionsreaktor, über eine, an den jeweiligen Reaktorköpfen angesetzte Überströmleitung, verbunden, über die Arbeitsgas von dem Expansionsreaktor einer jeden der Teilmaschinen zu dem dieser Teilmaschine zugeordneten Kompressionsreaktor überströmen kann. In die Überströmleitung ist zur Konditionierung des Arbeitsgases ein rekuperativer Wärmetauscher als Regenerator eingesetzt. Der rekuperative Wärmetauscher entzieht beim Durchströmen des Arbeitsgases zum einen dem durch Zufuhr von Wärmeenergie erwärmten Arbeitsgas Wärmeenergie, kühlt es ab und speichert zumindest einen Teil die ihm entzogene Wärmeenergie rekuperativ. Die rekuperativ gespeicherte bzw. gewonnene Wärmeenergie wird beim Durchströmen des, dem durch Entzug von Wärmeenergie abgekühlten Arbeitsgases, aus der in der Speichermasse gespeicherten Wärmeenergie wieder zugeführt. Der Regenerator kann als Block (ALU oder Cu) oder als ein Mehr-Medien-Koax-Wärmetauscher ausgebildet sein, dessen Speichermaterial aus einer Wärmeträgerflüssigkeit bzw. aus einem mit einer Wärmeflüssigkeit gefüllten Behälter mit durchgeführten Überströmrohren besteht. Oder der Regenerator besteht aus einem Feststoffwärmespeicher, welcher mit einem gut leitenden, vorzugsweise metallischen Material, ausgebildet ist.
• Da die Sequenzen und Dauer des Gasaustausches zwischen Kompressions- und Expansionsreaktor und umgekehrt und die damit verbundene direkte Wärmeübertragung sich nicht zwingend überlagern, ist es vorteilhaft, überschüssige Wärmeenergie rekuperativ einzuspeichern, um für die Konditionierung eines kalten Arbeitsgases zur Verfügung zu stehen. Dabei stehen die Überströmleitungen mit gut wärmeleitenden Materialien im Wärmetauscher in Kontakt, wobei diese Materialien mit ihrer spezifischen Wärme und ihrer Masse auch entsprechende Speichereigenschaften aufweisen.
• Bei der Expansion nimmt das Arbeitsgas, je nach Arbeitsflüssigkeit, Flüssigkeit als Dampf bis hin zur Gassättigung auf. Bei der Abkühlung des Arbeitsgases im Regenerator, wird ein Teil dieser Flüssigkeit kondensieren. Um einen Rückfluss des Kondensats zu erreichen, wird der Regenerator so konstruiert und eingebaut, dass ein Rückfluss des Kondensats in die Expansionsreaktoren möglich ist. Ein weiterer Teil dieser, im Arbeitsgas gebundenen Flüssigkeit, kondensiert in den Kompressionsreaktoren während der Kompression, was zwangsweise zu einer Arbeitsflüssigkeitsverlagerung von den Expansionsreaktoren zu den Kompressionsreaktoren führt. Eine Überströmleitung, angeschlossen an der Rückströmleitung der Kompressionsreaktoren, geführt über ein Rückflussventil und angeschlossen an die Rückströmleitung der Expansionsreaktoren, sorgt dafür, dass diese Arbeitsflüssigkeitsverlagerung zu den Expansionsreaktoren zurückgeführt wird.
• Die Erfindung wird an Hand der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen
• 1 eine Wärmekraftmaschine vom Stirling-Typ mit 3 Teilmaschinen, wobei jede Teilmaschine einen Expansions- und einen Kompressionsreaktor mit Einspeisung der Arbeitsflüssigkeit zum Wärmetausch mit Speisepumpen aufweist und
• 2 eine Wärmekraftmaschine vom Stirling-Typ mit 3 Teilmaschinen, jede mit einem Expansions- und einem Kompressionsreaktor mit Einrieselung der Arbeitsflüssigkeit über Beregnungswannen und
• 3 Beregnung des Arbeitsgases während eines Arbeitstaktes
• 3a: Rückströmen von Arbeitsflüssigkeit, Reaktor wird aufgefüllt,
• 3b: Ende Rückströmen, Reaktor vollgefüllt,
• 3c: Ausströmen der Arbeitsflüssigkeit, Reaktor zu 1/3tel entleert,
• 3d: Ausströmen der Arbeitsflüssigkeit, Reaktor nahezu voll entleert,
• 3e: Beregnungswanne (Querschnitt)
• 3f: Beregnungswanne (Aufsicht) und
• 4 eine Funktionstabelle des Kreisprozesses mit Füllungsgrad und Ventilstellung für einen Expansionsreaktor und einen Kompressionsreaktor von drei Teilmaschinen und
• Die 1 und 2 zeigen in schematisierter Darstellung eine Wärmekraftmaschine 1 mit drei Teilmaschinen 2, 3, 4. Jede dieser Teilmaschinen 2, 3, 4 besteht in den Darstellungen aus einem der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 und einem der Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3. Jeder der Behälter 56 dieser Reaktoren 10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 umfasst ein Wärmetauschvolumen, welches das Arbeitsgas 57 und die Arbeitsflüssigkeit 34 enthält bzw. aufnimmt, die das Arbeitsgas 57 abschließt, wobei das Füllungsverhältnis variabel ist. Jeder der Expansions- und Kompressionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 weist einen Sensor 19.1, 19.2, 19.3 bzw. 29.1, 29.2, 29.3 zur Überwachung des Flüssigkeits-Niveaus 38 der Arbeitsflüssigkeit 34 auf. Die Füllstandsüberwachung der Arbeitsflüssigkeit 34 in den Behältern 56 mittels der Sensoren 19.1, 19.2, 19.3, 29.1, 29.2, 29.3 stellt sicher, dass das Füllungsverhältnis eingehalten und eine Unter- oder Überfüllung mit Arbeitsflüssigkeit 34 ausgeschlossen ist. Die Überwachung ermöglicht auch einen Teilleistungsbetrieb/Teillastbetrieb und stellt fest, in wie weit sich Arbeitsflüssigkeit 34 durch Gaskondensation von den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 zu den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 verlagert hat. Das maximale- und minimale Flüssigkeits-Niveau 38 der Arbeitsflüssigkeit 34 im Expansionsreaktor 10.1, 10.2, 10.3 wie auch im Kompressionsreaktor 20.1, 20.2, 20.3 unterliegt der Kontrolle und ist einstellbar, wobei die Einstellung des Temperatur-Niveaus zur Änderung der Kompressionsverhältnisse variierbar ist. Jeder der in den Expansions- und Kompressionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 vorgesehene Sensor 19.1, 19.2, 19.3, 29.1, 29.2, 29.3 ist als Füllstandsregler ausgebildet. Die Füllstandsregler und die Steuermittel für die Pumpen 17.1, 17.2, 17.3, 27.1, 27.2, 27.3 der Expansions- und Kompressionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 wirken so zusammen, das die Berieselung der Arbeitsflüssigkeit 34 mit Berieselungsflüssigkeit 39 in den Behältern 56 eingehalten und das maximale und/oder minimale Temperatur-Niveau der Arbeitsflüssigkeit 34 nicht über- bzw. nicht unterschritten wird.
• Die Expansionsreaktoren 10.1,10.2 bzw. 10.3 jeder der Teilmaschinen 2, 3, 4 einer Maschinen-Gruppe ist über eine Zuströmleitung 11 an eine, als Hydraulikmotor oder als Hydraulikpumpe betreibbare Hydraulikmaschine 14, angeschlossen. Die Zuströmleitung 11 ist jeweils über einen Anschluss mit den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2 bzw. 10.3 verbunden. Dieser Anschluss an den zugeordneten Expansionsreaktoren 10.1, 10.2 bzw. 10.3, ist jeweils mit einem steuerbaren Ausströmventil mit Antrieb 11.1, 11.2 bzw. 11.3 versehen. Von der Hydraulikmaschine 14, gemäß der 1, führt eine Rückströmleitung 12 zurück zu den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3, wobei die Rückströmleitung 12 über Einströmventile mit Antrieb 12.1, 12.2, 12.3 an die Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3, angeschlossen ist. Die Steuerung der Aus- und Einströmventile mit Antrieb 11.1, 11.2, 11.3, 12.1, 12.2, 12.3 erfolgt derart, dass die Arbeitsflüssigkeit 34 von den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 immer in gleicher Flussrichtung über die Hydraulikmaschine 14 zu den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 zurück fließen kann.
• Gleiches gilt für die Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3, die über Ausströmventile mit Antrieb 21.1, 21.2, 21.3 an eine Zuströmleitung 21 angeschlossen sind. Diese Zuströmleitung 21 führt zu einer Hydraulikmaschine 24, die mit der Hydraulikmaschine 14 über deren An- und Abtriebswellen 14.1 und 24.1 zu einem Hydraulikaggregat starr gekoppelt sind. Die von der Hydraulikmaschine 24 zu den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 zurück strömende Arbeitsflüssigkeit 34 wird über eine Rückströmleitung 22 geführt, die über Einströmventile mit Antrieb 22.1, 22.2, 22.3 an die jeweiligen Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 angeschlossen sind. Auch hier erfolgt die Steuerung der Aus- 21.1, 21.2, 21.3 und Einströmventile 22.1, 22.2, 22.3 immer so, dass die gleiche Flussrichtung der Arbeitsflüssigkeit 34 von den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 über die Hydraulikmaschine 24 zurück zu den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 gegeben ist.
• Die zur Synchronisation zusammengefassten An- und Abtriebswellen 14.1 und 24.1 der zu einem Hydraulikaggregat zusammengefassten Hydraulikmaschine 14 und 24, wirken auf den als Schwungrad 31 ausgebildeten oder mit einem Schwungrad 31 zusammen wirkenden Antrieb 33, der auf einer Antriebswelle 30.1 des Generators 30 sitzt. Wobei es sich von selbst versteht, dass zur Übertragung der Rotation des Schwungrades 31 auf den Generator 30, auch ein Getriebe als zusammen wirkender Antrieb 33 eingesetzt werden kann, und dass hier auch jeder andere mit mechanischer Energie antreibbare Verbraucher einsetzbar ist.
• In diesen Reaktoren 10.1, 10.2, 10.3 sowie 20.1, 20.2 und 20.3 wird die so eingespeiste Arbeitsflüssigkeit 34 von den Rieselböden 15.1, 15.2, 15.3 bzw. 25.1, 25.2, 25.3 (siehe 1) oder den Beregnungswannen 18.1, 18.2, 18.3 bzw. 28.1, 28.2, 28.3 (siehe 2) aufgenommen und über den Querschnitt dieser Reaktoren verteilt. Dabei handelt es sich um konditionierte Arbeitsflüssigkeit 34, die als Berieselungs-/Beregnungsflüssigkeit 39 bzw. als sogenannter ”Regen” über den gesamten Querschnitt verteilt, das Wärmetauschvolumen mit einem effektiven Wärmeenergie-Austausch durchfällt.
• In der in 1 dargestellten Ausführungsform wird, um dem Arbeitsgas 57 zur Konditionierung Wärmeenergie zuzuführen oder dem Arbeitsgas 57 Wärmeenergie zu entziehen, konditionierte Arbeitsflüssigkeit 34 über die Rieselböden 15.1, 15.2, 15.3 bzw. 25.1, 25.2, 25.3 in die Wärmetauschvolumina der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 sowie der Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 eingerieselt.
• Für die Arbeitsflüssigkeit 34 der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 erfolgt diese Konditionierung durch Einbringen von Wärmeenergie. Die Arbeitsflüssigkeit 34 für die Rieselböden 15.1, 15.2, 15.3 wird in separaten Kreisläufen mit Hilfe der Speisepumpen 17.1, 17.2, 17.3 aus dem im Bodenbereich der Behälter 56 befindlichen Auslauf 58.1, 58.2, 58.3 der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 abgesaugt und über Erhitzer (mit Zuführung von Wärmeenergie) 13.1, 13.2, 13.3 geführt, die dazu über die Heizmittelanschlüsse 13.4, 13.5, 13.6, bestehend aus einer Zu- und Ableitung, an eine externe Wärmequelle (nicht näher dargestellt) angeschlossen sind. Die so erhitzte Arbeitsflüssigkeit 34 wird weiter über die Speiseleitungen 16.1, 16.2, 16.3 zu den entsprechenden, sich im Kopfbereich der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 befindlichen Rieselböden 15.1, 15.2, 15.3, geführt und von dort in das Wärmetauschvolumen der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 eingerieselt.
• Für die Arbeitsflüssigkeit 34 der Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 erfolgt diese Konditionierung durch Ausschleusung von Wärmeenergie. Die Arbeitsflüssigkeit 34 für die Rieselböden 25.1, 25.2, 25.3 wird in separaten Kreisläufen mit Hilfe der Speisepumpen 27.1, 27.2, 27.3 aus dem im Bodenbereich der Behälter 56 befindlichen Ablauf 59.1, 59.2, 59.3 der Reaktoren 20.1, 20.2, 20.3 abgesaugt und zur Ausleitung von Wärmeenergie über Kühler 23.1, 23.2, 23.3 geführt, die dazu über die Kühlmittelanschlüsse 23.4, 23.5, 23.6 mit Zu- und Ableitungen an eine externe Wärmesenke (nicht näher dargestellt) angeschlossen sind. Die so abgekühlte Arbeitsflüssigkeit 34 wird weiter über die Speiseleitungen 26.1, 26.2, 26.3 zu den entsprechenden, sich im Kopfbereich der Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 befindlichen Rieselböden 25.1, 25.2, 25.3, geführt und von dort in das Wärmetauschvolumen der Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 eingerieselt.
• Bei der zweiten, in 2 dargestellten Ausführungsform, sind die Rieselböden 15.1, 15.2, 15.3 als Beregnungswannen 18.1, 18.2, 18.3 bzw. 28.1, 28.2, 28.3, mit hochgezogenen bzw. hochstehenden Rand 36 und Lochboden 37, ausgebildet. Beim Auffüllen der jeweiligen Reaktoren 10.1, 10.2, 10.3 und 20.1, 20.2, 20.3 mit konditionierter Arbeitsflüssigkeit 34, wird hier eine (nahezu) Voll-Füllung erreicht, wobei sich die entsprechenden Beregnungswannen 18.1, 18.2, 18.3 bzw. 28.1, 28.2, 28.3 mit der in den Expansions- und Kompressionsreaktor 10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 eingeströmten Arbeitsflüssigkeit 34 auffüllt. Das Arbeitsgas 57 wird hierbei über die Überströmleitung 41, 42, 43 verdrängt. Hier erfolgt die Konditionierung der Arbeitsflüssigkeit 34 in deren Kreisläufen. Dazu ist in der Rückströmleitung 12 des Kreislaufs der Arbeitsflüssigkeit 34 der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 zur Einleitung von Wärmeenergie, ein über die Heizmittel Zu- und Ableitungen 53 an eine (nicht näher dargestellte) äußere Wärmequelle angeschlossener Erhitzer 52 vorgesehen. Entsprechend ist in der Rückströmleitung 22 des Kreislaufs der Arbeitsflüssigkeit 34 der Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 zur Ausleitung von Wärmeenergie ein über die Kühlmittel Zu- und Ableitungen 55 an eine (nicht näher dargestellte) äußere Wärmesenke angeschlossener Kühler 54 vorgesehen. Diese so konditionierte Arbeitsflüssigkeit 34 steigt in den Behältern der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 bzw. den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 bis über den hochstehenden Rand 36 der Beregnungswannen 18.1, 18.2, 18.3 und 28.1, 28.2, 28.3 und füllt diese auf.
• Wird die in den Expansions- bzw. Kompressionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 bzw. 20.1, 20.2, 20.3 vorliegende Arbeitsflüssigkeit 34 infolge der Taktsteuerung verdrängt und so in die jeweils anderen Reaktoren der Expansionsgruppe bzw. der Kompressionsgruppe verlagert, sinkt das Flüssigkeits-Niveaus 38 der Arbeitsflüssigkeit 34 unter die Höhe der Lochböden 37 der Beregnungswannen 35 ab und die darin zurück gehaltene Arbeitsflüssigkeit 34 fällt als Beregnungsflüssigkeit 39 bzw. als ”Regen” über den gesamten Querschnitt des Behälters 56, verteilt durch das Wärmetauschvolumen mit effektivem Wärmeenergie-Austausch.
• Der Vorgang des Beregnens 39 durch die Beregnungswannen 35 während des Ein- und Ausströmens von Arbeitsflüssigkeit 34, ist in den 3a bis 3d, an Hand z. B. des Expansionsreaktors 10.1 näher dargestellt, die auch für die anderen Rektoren 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 Geltung hat. In 3a strömt Arbeitsflüssigkeit 34 über das geöffnete Einströmventil 12.1 in den Expansionsreaktor 10.1 ein, dessen Beregnungswanne 18.1 noch über ein Viertel gefüllt ist und abregnet. Der Flüssigkeits-Niveau 38 der Arbeitsflüssigkeit 34 im Expansionsreaktor 10.1 steigt, bis der Reaktor 10.1 – wie 3b zeigt – (nahezu voll) gefüllt ist und das Arbeitsgas 57 über die Überströmleitung 41 in den Kompressionsreaktor 20.1 verdrängt wird. Dabei ist die Beregnungswanne 18.1 überflutet und mit Arbeitsflüssigkeit 34 aufgefüllt. Wird – wie in 3c dargestellt – das Ausströmventil 11.1 geöffnet, strömt Arbeitsflüssigkeit 34 ab und das Arbeitsflüssigkeits-Niveaus 38 im Reaktor 10.1 sinkt. Arbeitsgas 57 strömt über die Überströmleitung 41 vom Kompressionsreaktor 20.1 in den Expansionsreaktor 10.1 nach. Ist durch das Absinken das Niveau der Arbeitsflüssigkeit 34 unter das des Lochbodens 37 der Beregnungswanne 18.1 abgesunken, erfolgt das Abregnen 39 der aus der voran gegangenen Überflutung in der Beregnungswanne 18.1 gespeicherten Arbeitsflüssigkeit 34. Die 3d zeigt, dass, der niedrigste Füllstand der Arbeitsflüssigkeit 34 bald erreicht wird. Mit Erreichen dieses Füllstandes schließt das Ausströmventil 11.1. Die Beregnungswanne 18.1 ist noch über die Hälfte gefüllt und Beregnungsflüssigkeit 39 fällt durch den Behälter 56. Ab hier beginnt der Kreisprozess erneut, wie in der 3a aufgezeigt. D. h., die Beregnung für alle Reaktoren 10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 muss während eines Arbeitszyklusses (Kreisprozess), Füllstand im Reaktor 10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 voll, leer und wieder voll, gegeben sein. Zwischenzeitlich wird auch das Ausströmen von Arbeitsflüssigkeit 34 aus dem Expansionsreaktor 10.1 durch Schließen des Ausströmventils 11.1 beendet, und das Arbeitsgas 57 hat sein größtes Volumen im Behälter 56 erreicht.
• 3e zeigt eine der Beregnungswannen 18.1, 18.2, 18.3 bzw. 28.1, 28.2, 28.3 entsprechende Beregnungswanne 35 im Querschnitt und in 3f in Draufsicht. Der von dem hochstehenden Rand 36 umgebene und mit einer Anzahl von Löchern versehenen Lochboden 37, bildet die Beregnungswanne 35, die beim Auffüllen des zugeordneten Reaktors 10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit dieser aufgefüllt wird. Durch die Löcher 49 des Lochbodens 37 kann die beim Auffüllen gespeicherte Arbeitsflüssigkeit 34 abregnen, wenn beim Ausströmen der Arbeitsflüssigkeit 34 aus dem Expansions- und Kompressionsreaktor 10.1, 10.2, 10.3 bzw. 20.1, 20.2, 20.3 das Flüssigkeits-Niveau 38 unter das Niveau des Lochbodens 37 abgesunken ist. Die Höhe des hochstehenden Randes 36 sowie die Anzahl und Größe der Löcher 49 des Lochbodens 37 werden vorteilhaft so gewählt, dass die Abtropfzeit der, in der Beregnungswanne 35 gespeicherten Arbeitsflüssigkeit 34, über etwa einen Arbeitszyklus andauert. Durch den Ersatz der Rieselböden 15.1, 15.2, 15.3, 25.1, 25.2, 25.3 (siehe 1) durch die Beregnungswannen 18.1, 18.2, 18.3, 28.1, 28.2, 28.3 (siehe 2) und durch das beschriebene Vorgehen, entfallen die Speisepumpen 17.1, 17.2, 17.3, 27.1, 27.2, 27.3, sowie die Erhitzer 13.1, 13.2, 13.3, sowie die Kühler 23.1, 23.2, 23.3 gemäß der 1, was den Aufbau einer solchen Wärmekraftmaschine 1 gemäß der 2 erheblich vereinfacht.
• Optional können innen liegende Wärmetauscher 45.1, 45.2, 45.3, 47.1, 47.2, 47.3 in den Reaktoren 10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 platziert werden. Die inneren Wärmetauscher 45.1, 45.2, 45.3 in den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 werden dabei zur Zuführung von Wärmeenergie über die Heizmittel Zu- und Ableitungen 46.1, 46.2, 46.3 an eine nicht näher dargestellte externe Wärmequelle angeschlossen. Die inneren Wärmetauscher 47.1, 47.2, 47.3 in den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 werden dabei zur Ausleitung von Wärmeenergie über die Kühlmittel Zu- und Ableitungen 48.1, 48,2, 48.3 an eine externe, nicht näher dargestellte Wärmesenke, angeschlossen. Diese innen liegenden Wärmetauscher 45.1, 45.2, 45.3, 47.1, 47.2, 47.3 dienen dazu, die Isothermie der Zustandsänderungen im Prozess zu verbessern. Diese innenliegenden Wärmetauscher sind nicht nur eine zweite Option, wie in der 2 aufgezeigt, sondern können auch alleine ohne den Erhitzer 52 und dem Kühler 54, eingesetzt werden. Ebenfalls auch mit oder ohne Beregnungswannen 18.1, 18.2, 18.3, 28.1, 28.2, 28.3 und deren Beregnungsfunktion für die Beregnungsflüssigkeit 39. Der Wärmetausch mit dem Arbeitsgas 57 erfolgt in diesem Fall lediglich im direkten Kontakt über die Oberfläche der innenliegenden Wärmetauscher 45.1, 45.2, 45.3, 47.1, 47.2, 47.3.
• Bei diesen Ausführungsformen nach 1 bzw. 2, bewirkt die Beregnung 39 mit entsprechend konditionierter Arbeitsflüssigkeit 34 ein Einbringen bzw. Ausschleusen von Wärmeenergie und damit eine Zustandsänderung des Arbeitsgases 57 im Prozess, die in den, über das Arbeitsgas 57 zu Teilmaschinen gekoppelten Reaktorpaaren 10.1, 20.1, 10.2, 20.2, 10.3, 20.3, gegenläufig erfolgt. Dies hat zur Folge, dass das Arbeitsgas 57, der Druckänderung entsprechend, von dem einen Expansionsreaktor 10.1, 10.2, 10.3 zu dem anderen mit diesem gekoppelten Kompressionsreaktor 20.1, 20.2, 20.3 überströmt und dabei die Arbeitsflüssigkeit 34 des jeweils anderen Reaktors verdrängt. Dabei strömt das, infolge des Einbringens von Wärmenergie in einen der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 erhitzte Arbeitsgas 57, durch die erste, zweite und dritte Überströmleitung 41, 42, 43 mit dem als rekuperativen Wärmetauscher ausgebildeten Regenerator 40, gibt Wärmeenergie an diesen ab, die dort gespeichert bleibt und gelangt abgekühlt zu dem dieser Teilmaschine entsprechenden Kompressionsreaktor 20.1, 20.2, 20.3. Im Folgetakt strömt das, infolge des Entzugs von Wärmenergie in einen der Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3, kalte Arbeitsgas 57 durch die erste, zweite und dritte Überströmleitung 41, 42, 43 mit dem Regenerator 40, nimmt nun dort gespeicherte Wärmeenergie auf und gelangt aufgeheizt zu dem, dieser Teilmaschine entsprechenden Expansionsreaktor 10.1, 10.2, 10.3. Durch diese rekuperative Speicherung von Wärmeenergie in der Speichermasse des Regenerators 40 bzw. durch die direkte Wärmeübertragung kreuzender Gasladungen, wird der Energiehaushalt günstig beeinflusst. Das Überströmen des Arbeitsgases 57 selbst bedarf keiner zusätzlichen Fördermittel, es wird allein durch das Steigen und Absinken des Temperatur-Niveaus und des Steigen und Absinken der Arbeitsflüssigkeit 34 in den Behältern 56 der Reaktoren 10.1, 10.2, 10.3, und 20.1, 20.2, 20.3 bewirkt.
• Da durch Gaskondensation Anteile von Arbeitsflüssigkeit 34 von jedem der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 zu dem jeweils zugeordneten Kompressionsreaktor 20.1, 20.2, 20.3 übergehen können, kann dort ein Überschuss an Arbeitsflüssigkeit 34 anfallen. Um diesen Überschuss auszugleichen, ist von dem Kompressionskreislauf der Arbeitsflüssigkeit 34 zu dem Expansionskreislauf der Arbeitsflüssigkeit 34 eine, diese verbindende Flüssigkeitsausgleichsleitung 51 mit zugehörigem Rückflussventil 50 integriert. D. h., zwischen dem Arbeitsflüssigkeits-Kreislauf auf der Seite der Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 und dem Arbeitsflüssigkeits-Kreislauf auf der Seite der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 ist eine Flüssigkeitsausgleichsleitung 51 angeordnet. Über die Flüssigkeitsausgleichsleitung 51 mit zugehörigem Rückflussventil 50 kann die überschüssige Arbeitsflüssigkeit 34 zurück transferiert werden. Als Beispiel, das auch für die anderen Reaktoren-Paare steht, dient hier das Reaktorpaar 10.1 und 20.1 der ersten Teilmaschine 2 in der Sequenz 4. Innerhalb dieser 4. Sequenz befindet sich dieses Reaktorpaar noch in isochorer Erwärmung und die Gasverschiebung ohne Volumenänderung, vom Kompressionsreaktor 20.1 zum Expansionsreaktor 10.1, ist mittels der Rotationsenergie des Schwungrades fast abgeschlossen. Durch das kleinste Arbeitsgasvolumen und der ständigen Erwärmung im Expansionsreaktor 10.1 ist der Druck im Kompressionsreaktor 20.1 über das geöffnete Einströmventil 22.1 auf der Rückströmleitung 22 und – wegen der arbeitsgasseitigen Verbindung über die zugeordnete erste Überströmleitung 41 – im Expansionsreaktor 10.1 über das geöffnete Ausströmventil 11.1 der Zuströmleitung 11 gleichermaßen angewachsen, da beide Reaktoren 10.1, 20.1 auf der Arbeitsgasseite über die Überströmleitung 41 verbunden sind. Zum Ende der 4. Sequenz erreicht der Druck seinen Höchstpunkt. Im Gegenzug ist das Reaktorpaar 10.2, 20.2 der zweiten Teilmaschine 3 ebenfalls in der Sequenz 4. Innerhalb dieser 4. Sequenz befindet sich dieses Reaktorpaar 10.2, 20.2 noch in isochorer Abkühlung und die Gasverschiebung ohne Volumenänderung, vom Expansionsreaktor 10.2 zum Kompressionsreaktor 20.2 ist mittels der Rotationsenergie des Schwungrades fast abgeschlossen. Durch das größte Arbeitsgasvolumen und die ständige Kühlung im Kompressionsreaktor 20.2, ist der Druck der Arbeitsflüssigkeit 34 durch das geöffnete Ausströmventil 21.2 auf der Zuströmleitung 21 und der Druck der Arbeitsflüssigkeit 34 durch das geöffnete Einströmventil 12.2 auf der Rückströmleitung 12 gleichermaßen gesunken, da beide Reaktoren 10.2, 20.2 auf der Arbeitsgasseite über die Überströmleitung 42 verbunden sind. Zum Ende der 4. Sequenz erreicht der Druck der Arbeitsflüssigkeit 34 seinen Tiefpunkt. In dieser 4. Sequenz reicht es an sich aus, wenn durch kurzes Öffnen des Rückflussventils 50 in der Flüssigkeitsausgleichsleitung 51, welche die, an die Ausgänge der Hydraulik-Aggregate 14 und 24 angeschlossenen Rückströmleitungen 12 und 22 verbindet, eine geringe Menge Arbeitsflüssigkeit 34 vom Kompressionskreislauf zum Expansionskreislauf zurück zu transferieren. Hierbei handelt es sich um die geringe Menge an Arbeitsflüssigkeit 34, die über den Arbeitsgasweg durch Kondensation von den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 zu den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 gelangt ist. Dieser Transfer geschieht in der Sequenz vier automatisch aufgrund einer Druckdifferenz zwischen der Rückströmleitung 22 (hoher Druck) und der Rückströmleitung 12 (niedriger Druck).
• Die Taktsteuerung wird an Hand der Tabellen in 4 visualisiert. Sie dienen zur Veranschaulichung des Kreisprozesses und spiegeln nur annähernd, aber nicht die tatsächlichen Füllstandverhältnisse der Arbeitsflüssigkeit 34 in den Reaktoren 10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3 wieder. Es ist auch nur ein Beispiel eines möglichen Bewegungsablaufs, eine Vielzahl anderer Bewegungsabläufe sind möglich, z. B durch Veränderung der Reaktorenanzahl und somit der Anzahl der Teilmaschinen, auch durch Steuern der Speisepumpen 17.1, 17.2, 17.3, 27.1, 27.2, 27.3 usw. sind Veränderungen der Bewegungsabläufe möglich. Es sind drei Teilmaschinen 2, 3, 4 aufgeführt, die in 12 Sequenzen den erfindungsgemäßen Wärmetauscher-Kreisprozess durchlaufen. Die 12 Sequenzen sind oberhalb und unterhalb der Tabellen angeordnet. Dabei sind die drei Teilmaschinen 2, 3, 4,
  Teilmaschine eins 2, Expansionsreaktor 10.1 und Kompressionsreaktor 20.1,
  Teilmaschine zwei 3, Expansionsreaktor 10.2 und Kompressionsreaktor 20.2,
  Teilmaschine drei 4, Expansionsreaktor 10.3 und Kompressionsreaktor 20.3,
  
  jeweils in einer separaten Tabelle zusammengefasst aufgeführt.
• Die Kopplung von Expansionsreaktor 10.1, 10.2, 10.3 und Kompressionsreaktor 20.1, 20.2, 20.3 zu einer Teilmaschine 2, 3, 4 erfolgt über einen, als rekuperativen Wärmetauscher ausgebildeten Regenerator 40, der in 1, 2, als quadratisches Rechteck mit diagonaler Linie, zwischen den jeweiligen Reaktorbereichen 10.1/20.1, 10.2/20.2, und 10.3/20.3, diese trennend dargestellt. Die Teilmaschinen 2, 3, 4 arbeiten in zyklischer Versetzung von 120°, bezogen auf den Umlauf eines Arbeitstaktes 62, dessen zeitliche Abfolge in 12tel Sequenzen unterteilt ist. Dieses gilt für die dargestellten drei Teilmaschinen 2, 3 und 4. Dabei sind in 3, zur besseren Darstellung dieses zyklischen Ablaufs, die Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3, in dieser Darstellung bezogen auf 1, 2, um 180° gedreht dargestellt und stehen so den Expansionsreaktoren entgegen. Die ”xxxx”-Bereiche 67 zeigen die Füllung der Kompressionsrektoren 20.1, 20.2, 20.3 mit Arbeitsflüssigkeit 34, die ”0000”-Bereiche 68 die der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3. Die ungefüllten Bereiche 69 zwischen den Flüssigkeitsfüllungen 67, 68 verdeutlichen die Arbeitsgas-Füllungen 69. In der ersten und letzten Zeile jeder Tabelle (dick schwarz umrandet) wird der Öffnungszustand der zugeordneten Zu- und Abströmventile beim
  Kompressionsreaktor 20.1 mit Einströmventil 22.1 und Ausströmventil 21.1
  Expansionsreaktor 10.1 mit Einströmventil 12.1 und Ausströmventil 11.1
  Kompressionsreaktor 20.2 mit Einströmventil 22.2 und Ausströmventil 21.2
  Expansionsreaktor 10.2 mit Einströmventil 12.2 und Ausströmventil 11.2
  Kompressionsreaktor 20.3 mit Einströmventil 22.3 und Austömventil 21.3
  Expansionsreaktor 10.3 mit Einströmventil 12.3 und Ausströmventil 11.3
  
  dargestellt.
• Dabei verhält sich die Ventilsteuerung so, dass durch Überlagerung der Ventilöffnungsperioden ein stetiger gleichgerichteter Arbeitsflüssigkeitsfluss über die Hydraulikmaschinen 14 und 24 gewährleistet ist. Dabei erfolgt die Berieselung der Wärmetauschvolumina bei den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 mit Arbeitsflüssigkeit 34 niedrigen Wärmeinhaltes, also ”kalt”. Bei den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 erfolgt die Berieselung zum Einbringen von Wärmeenergie mit Arbeitsflüssigkeit 34 erhöhten Wärmeinhaltes, also ”heiß”. Die dargestellten Sequenzen 1–12 62 bilden nur eine Momentaufnahme, der tatsächliche Ablauf ist fließend. Der Arbeitstakt 62 der Wärmekraftmaschine 1 entspricht dem eines idealen Stirlingprozesses. In den hier zunächst beschriebenen ersten vier Sequenzen 1–4 62 strebt das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.1 seinem Höchststand 5/5tel zu, der in der 4. Sequenz erreicht ist, um danach wieder abzunehmen. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.1 der ersten Teilmaschine 2 in der 1. Sequenz hingegen ist auf seinem Höchststand 5/5 und nimmt ab der 3. Sequenz kontinuierlich ab. Das Arbeitsgas 57 befindet sich im Kompressionsreaktor 20.1 sowie in der ersten Überstromleitung 41 Ein Austausch von Arbeitsflüssigkeit 34 findet beim Expansionsrektor 10.1 mit den anderen Expansionsreaktoren 10.2, 10.3 aufgrund der geschlossen Ventile 11.1 und 12.2 nicht statt. Daraus ergeben sich bei der Wärmekraftmaschine 1 für den Kreisprozess in der 1. Sequenz zur ersten Teilmaschine 2 folgende Parameter: 1. Sequenz – Erste Teilmaschine 2 Parameter: Arbeitsgas isotherme Kompression

  Expansionsreaktor E1 10.1	Kompressionsreaktor K1 20.1
  Ausströmventil 11.1 geschlossen	Ausströmventil 21.1 geschlossen
  Einströmventil 12.1 geschlossen	Einströmventil 22.1 geöffnet
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 5/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 2/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 0/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 3/5tel
  Berieselung: keine	Berieselung: Kalt

• 1. Sequenz: Isotherme Kompression.
• Das Flüssigkeit-Niveau im Kompressionsreaktor 20.1 der ersten Teilmaschine 2 in der 1. Sequenz befindet sich auf 2/5 des maximalen Flüssigkeits-Niveaus 38 und steigt bei geöffnetem Einströmventil 22.1 weiter an. Unter ständiger Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 28.1 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erniedrigtem Temperatur-Niveau, wird dieses isotherm komprimiert (das Volumen wird verkleinert, wobei die Energie hierfür dem Hydraulikantrieb 14, 24 entstammt). Die dem Kompressionsreaktor 20.1 zugehende Arbeitsflüssigkeit 34 entstammt dem Kompressionsreaktor 20.2. Die Arbeitsflüssigkeit 34 strömt hier aus dem Kompressionsreaktor 20.2 über das geöffnete Ausströmventil 21.2, die Zuströmleitung 21, die Hydraulikmaschine 24, den Kühler 54 und gelangt kalt konditioniert über die Rückstromleitung 22 mit geöffnetem Einströmventil 22.1 zum Kompressionsreaktor 20.1. Im Expansionsreaktor 10.1 der ersten Teilmaschine 2 befindet sich das Flüssigkeitsniveau 38 auf seinem Höchststand 5/5 (maximales Flüssigkeits-Niveau 38). Alles Arbeitsgas 57 befindet sich im Kompressionsreaktor 20.1, dem Regenerator 40 und der Überströmleitung 41, folglich erfährt das Arbeitsgas 57 in diesem Expansionsreaktor 10.1 keine Zustandsänderung. Alle zugehörigen Ventile 11.1 und 12.1 sind geschlossen.
• Weiterhin ergeben sich bei der Wärmekraftmaschine 1 für den Kreisprozess in der 1. Sequenz zur zweiten Teilmaschine 3 folgende Parameter: 1. Sequenz – Zweite Teilmaschine 3 Parameter: Arbeitsgas isochore Abkühlung

  Expansionsreaktor E2 10.2	Kompressionsreaktor K2 20.2
  Ausströmventil 11.2 geschlossen	Ausströmventil 21.2 geöffnet
  Einströmventil 12.2 geöffnet	Einströmventil 22.2 geschlossen
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 2/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 4/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 3/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 1/5tel
  Berieselung: Warm	Berieselung: Kalt

• 1. Sequenz: Isochore Abkühlung.
• Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.2 der zweiten Teilmaschine 3 befindet sich auf 4/5 seines maximalen Füllstandes und fällt bei geöffnetem Ausströmventil 21.2 weiter ab. Diese Arbeitsflüssigkeit 34 gelangt über die Zuströmleitung 21, über die Hydraulikmaschine 24 und den Kühler 54 kalt konditioniert über die Rückströmleitung 22 und das Einströmventil 22.1 in den Kompressionsreaktor 20.1. Unter ständiger Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 28.2 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erniedrigtem Temperatur-Niveau, fällt der Druck des Arbeitsgases 57 in der gesamten zweiten Teilmaschine 3. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.2 der zweiten Teilmaschine 3 befindet sich auf 2/5 des Flüssigkeits-Niveaus 38 und steigt bei geöffnetem Einströmventil 12.2 weiter an. Die dem Expansionsreaktor 10.2 zugehende Arbeitsflüssigkeit 34 entstammt dem Expansionsreaktor 10.3. Die Arbeitsflüssigkeit 34 strömt hier aus dem Expansionsreaktor 10.3 über das geöffnete Ausströmventil 11.3, die Zuströmleitung 11, die Hydraulikmaschine 14, den Erhitzer 52 und gelangt warm konditioniert über die Rückstromleitung 12 mit geöffnetem Einströmventil 12.2 zum Expansionsreaktor 10.2. Durch ständige Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 18.2 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erhöhtem Temperatur-Niveau, erfährt das Arbeitsgas 57 keine Zustandsänderung, -Ausnahme ist eine Wärmeenergieaufnahme aufgrund von Druckabfall-, es hat bereits dasselbe Temperaturniveau erreicht wie die Arbeitsflüssigkeit 34. Das Arbeitsgas 57 verschiebt sich unter Einhaltung eines konstanten Volumens vom Expansionsreaktor 10.2 über die Überstromleitung 42, dem Regenerator 40 zum Kompressionsreaktor 20.2. Im Regenerator 40 erfährt das Arbeitsgas 57 eine isochore Abkühlung. Wärmeenergie wird an den Regenerator 40 abgegeben und rekuperativ zwischengespeichert, da sich in dieser Sequenz kein Gasgegenstrom aus den anderen beiden Teilmaschinen 2, 4 einstellt. Durch die Abkühlung des Arbeitsgases 57 im Regenerator 40 kommt es zu einem weiteren Druckabfall in der zweiten Teilmaschine 3. Theoretisch ist durch diese Gasverschiebung bei konstantem Volumen dieser Vorgang arbeitsneutral.
• Weiterhin ergeben sich bei der Wärmekraftmaschine 1 für den Kreisprozess in der 1. Sequenz zur dritten Teilmaschine 4 folgende Parameter: 1. Sequenz – Dritte Teilmaschine 4 Parameter: Arbeitsgas isotherme Expansion

  Expansionsreaktor E3 10.3	Kompressionsreaktor K3 20.3
  Ausströmventil 11.3 offen	Ausströmventil 21.3 geschlossen
  Einströmventil 12.3 geschlossen	Einströmventil 22.3 geschlossen
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 2/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 5/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 3/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 0/5tel
  Berieselung: Warm	Berieselung: Keine

• 1. Sequenz: Isotherme Expansion.
• Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.3 der dritten Teilmaschine 4 befindet sich auf seinem Höchststand 5/5. Alle zugehörigen Ventile 21.3 und 22.3 sind geschlossen. Alles Arbeitsgas 57 befindet sich im Expansionsreaktor 10.3, dem Regenerator 40 und der Überströmleitung 43, folglich erfährt das Arbeitsgas 57 in diesem Kompressionsreaktor 20.3, keine Zustandsänderung. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.3 der dritten Teilmaschine 4 befindet sich auf 2/5 seines maximalen Füllstandes und fällt bei geöffnetem Ausströmventil 11.3 weiter ab. Diese Arbeitsflüssigkeit 34 gelangt über die Zuströmleitung 11, über die Hydraulikmaschine 14 und den Erhitzer 52 warm konditioniert über die Rückströmleitung 12 und das Einströmventil 12.2 in den Expansionsreaktor 10.2. Unter ständiger Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 18.3 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erhöhtem Temperatur-Niveau, wird Expansionsarbeit im Expansionsreaktor 10.3 verrichtet. Diese Expansionsarbeit ist größer als die Kompressionsarbeit der ersten Teilmaschine 2 in der ersten Sequenz und wirkt zudem Energie gewinnbringend auf den Hydraulikantrieb 14, 24 aus.
• Für den Kreisprozess der Wärmekraftmaschine 1 in der 2. Sequenz der ersten Teilmaschine 2 ergeben sich folgende Parameter: 2. Sequenz – Erste Teilmaschine 2 Parameter: Arbeitsgas isotherme Kompression

  Expansionsreaktor E1 10.1	Kompressionsreaktor K1 20.1
  Ausströmventil 11.1 geschlossen	Ausströmventil 21.1 geschlossen
  Einströmventil 12.1 geschlossen	Einströmventil 22.1 geöffnet
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 5/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 3/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 0/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 2/5tel
  Berieselung: Keine	Berieselung: Kalt

• 2. Sequenz: Isotherme Kompression.
• Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.1 befindet sich auf 3/5 des maximalen Flüssigkeits-Niveaus 38 und steigt bei geöffnetem Einströmventil 22.1 weiter an. Unter ständiger Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 28.1 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erniedrigtem Temperatur-Niveau, wird dieses isotherm komprimiert (das Volumen wird verkleinert wobei die Energie dem Hydraulikantrieb 14, 24 entstammt). Alles Arbeitsgas 57 befindet sich im Kompressionsreaktor 20.1, dem Regenerator 40 und der Überströmleitung 41. Die dem Kompressionsreaktor 20.1 zugehende Arbeitsflüssigkeit 34 entstammt dem Kompressionsreaktor 20.2. Die Arbeitsflüssigkeit 34 strömt hier aus dem Kompressionsreaktor 20.2 über das geöffnete Ausströmventil 21.2, die Zuströmleitung 21, die Hydraulikmaschine 24 und den Kühler 54 und gelangt kalt konditioniert über die Rückstromleitung 22 mit geöffnetem Einströmventil 22.1 zum Kompressionsreaktor 20.1.
• Im Expansionsreaktor 10.1 der ersten Teilmaschine 2 befindet sich das Flüssigkeits-Niveau 38 auf seinem Höchststand 5/5 (maximales Flüssigkeits-Niveau 38), alles Arbeitsgas 57 befindet sich im Kompressionsreaktor 20.1, dem Regenerator 40 und der Überströmleitung 41. Folglich erfährt das Arbeitsgas 57 in diesem Reaktor keine Zustandsänderung. Alle zugehörigen Ventile 11.1 und 12.1 des Expansionsreaktors 10.1 sind geschlossen. In dieser Sequenz endet die isotherme Kompression, da das kleinste Gasvolumen bei zugehörigem geringstem Druck im Kompressionsreaktor 20.1 dieser ersten Teilmaschine 2 erreicht ist.
• Weiterhin ergeben sich bei der Wärmekraftmaschine 1 für den Kreisprozess in der 2. Sequenz zur zweiten Teilmaschine 3 folgende Parameter: 2. Sequenz – Zweite Teilmaschine 3 Parameter: Arbeitsgas isochore Abkühlung

  Expansionsreaktor E2 10.2	Kompressionsreaktor K2 20.2
  Ausströmventil 11.2 geschlossen	Ausströmventil 21.2 geöffnet
  Einströmventil 12.2 geöffnet	Einströmventil 22.2 geschlossen
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 3/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 3/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 2/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 2/5tel
  Berieselung: Warm	Berieselung: Kalt

• 2. Sequenz: Isochore Abkühlung.
• Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.2 der zweiten Teilmaschine 3 befindet sich auf 3/5 seines maximalen Füllstandes und fällt bei geöffnetem Ausströmventil 21.2 weiter ab. Diese Arbeitsflüssigkeit 34 gelangt über die Zuströmleitung 21 über die Hydraulikmaschine 24 und den Kühler 54 kalt konditioniert über die Rückströmleitung 22 und das Einströmventil 22.1 in den Kompressionsreaktor 20.1. Unter ständiger Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 28.2 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erniedrigtem Temperatur-Niveau, fällt der Druck des Arbeitsgases 57 in der zweiten Teilmaschine 3 ab. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.2 der zweiten Teilmaschine 3 befindet sich auf 3/5 des Flüssigkeits-Niveaus 38 und steigt bei geöffnetem Einströmventil 12.2 weiter an. Die dem Expansionsreaktor 10.2 zugehende Arbeitsflüssigkeit 34 entstammt noch dem Expansionsreaktor 10.3. Die Arbeitsflüssigkeit 34 strömt hier aus dem Expansionsreaktor 10.3 über das geöffnete Ausströmventil 11.3, die Zuströmleitung 11, die Hydraulikmaschine 14 und den Erhitzer 52 und gelangt warm konditioniert über die Rückstromleitung 12 mit geöffnetem Einströmventil 12.2 zum Expansionsreaktor 10.2. Durch ständige Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 18.2 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erhöhtem Temperatur-Niveau erfährt das Arbeitsgas 57 keine Zustandsänderung, -Ausnahme ist eine Wärmeenergieaufnahme aufgrund von Druckabfall-, es hat bereits zuvor das gleiche Temperaturniveau wie die Arbeitsflüssigkeit 34 angenommen. Das Arbeitsgas 57 verschiebt sich, unter Einhaltung eines konstanten Volumens, vom Expansionsreaktor 10.2 über die zweite Überstromleitung 42 und den Regenerator 40 zum Kompressionsreaktor 20.2. Im Regenerator 40 erfährt das Arbeitsgas 57 eine isochore Abkühlung. Wärmeenergie wird an den Regenerator 40 abgegeben und rekuperativ zwischengespeichert, da sich in dieser Sequenz kein Gasgegenstrom aus den anderen beiden Teilmaschinen 2, 4 einstellt. Durch die Abkühlung des Arbeitsgases 57 im Regenerator 40 kommt es zu einem weiteren Druckabfall in der zweiten Teilmaschine 3. Theoretisch ist durch das konstante Volumen des Arbeitsgases 57 dieser Vorgang arbeitsneutral.
• Weiterhin ergeben sich bei der Wärmekraftmaschine 1 für den Kreisprozess in der 2. Sequenz zur dritten Teilmaschine 4 folgende Parameter: 2. Sequenz – dritte Teilmaschine 4 Parameter: Arbeitsgas isotherme Expansion

  Expansionsreaktor E3 10.3	Kompressionsreaktor K3 20.3
  Ausströmventil 11.3 offen	Ausströmventil 21.3 geschlossen
  Einströmventil 12.3 geschlossen	Einströmventil 22.3 geschlossen
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 1/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 5/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 4/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 0/5tel
  Berieselung: Warm	Berieselung: Keine

• 2. Sequenz: Isotherme Expansion.
• Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.3 der dritten Teilmaschine 4 befindet sich auf seinem Höchststand 5/5. Alle zugehörigen Ventile 21.3 und 22.3 sind geschlossen. Alles Arbeitsgas 57 befindet sich im Expansionsreaktor 10.3, dem Regenerator 40 und der Überstromleitung 43, folglich erfährt das Arbeitsgas 57 in diesem Kompressionsreaktor 20.3 keine Zustandsänderung. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.3 der dritten Teilmaschine 4 fällt auf 1/5 seines maximalen Füllstand über das noch geöffnete Ausströmventil 11.3 ab. Bis zum Erreichen dieses Punktes gelangt die Arbeitsflüssigkeit 34 über die Zuströmleitung 11, über die Hydraulikmaschine 14 und den Erhitzer 52 warm konditioniert über die Rückströmleitung 12, das Einströmventil 12.2, in den Expansionsreaktor 10.2. Unter ständiger Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 18.3 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erhöhtem Temperatur-Niveau, wird Expansionsarbeit im Expansionsreaktor 10.3 verrichtet. Diese Expansionsarbeit ist größer als die Kompressionsarbeit der ersten Teilmaschine 2 in der zweiten Sequenz und wirkt zudem Energie gewinnbringend auf den Hydraulikantrieb 14, 24. Gegen Ende dieser Sequenz, mit Erreichen des niedrigsten Flüssigkeitsstandes 68 im Expansionsreaktor 10.3, endet die isotherme Expansion. Mit der Beendigung der isothermen Expansion wird das Einströmventil 11.3 geschlossen, nachdem das Einströmventil 11.1 des Expansionsreaktors 10.1 geöffnet wurde, um ein ständiges Umströmen der Arbeitsflüssigkeit 34 durch die Hydraulikmaschine 14 zu gewährleisten.
• Für den Kreisprozess der Wärmekraftmaschine 1 in der 3. Sequenz der ersten Teilmaschine 2 ergeben sich folgende Parameter: 3. Sequenz – Erste Teilmaschine 2 Parameter: Arbeitsgas isochore Erwärmung

  Expansionsreaktor E1 10.1	Kompressionsreaktor K1 20.1
  Ausströmventil 11.1 geöffnet	Ausströmventil 21.1 geschlossen
  Einströmventil 12.1 geschlossen	Einströmventil 22.1 geöffnet
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 4/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 4/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 1/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 1/5tel
  Berieselung: Warm	Berieselung: Kalt

• 3. Sequenz: Isochore Erwärmung
• Das Flüssigkeitsniveau 38 im Kompressionsreaktor 20.1 befindet sich auf 4/5 seines maximalen Füllstandes und steigt bei geöffnetem Einströmventil 22.1 weiter an. Die zugehende Arbeitsflüssigkeit 34 entstammt dem Kompressionsreaktor 20.2. Sie strömt aus dem Kompressionsreaktor 20.2 über das geöffnete Ausströmventil 21.2, die Zuströmleitung 21, über die Hydraulikmaschine 24 und den Kühler 54 kalt konditioniert über die Rückströmleitung 22 und das geöffnete Einströmventil 22.1 in den Kompressionsreaktor 20.1. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.1 befindet sich auf 4/5 seines maximalen Füllstandes und fällt bei geöffnetem Ausströmventil 11.1 weiter ab. Die Arbeitsflüssigkeit 34 gelangt über die Zuströmleitung 11 der Hydraulikmaschine 14, über den Erhitzer 52, über die Rückströmleitung 12 und das geöffnete Einströmventil 12.2 in den Expansionsreaktor 10.2. Das Arbeitsgas verlagert sich, unter Einhaltung eines gleichbleibenden Volumens, vom Kompressionsreaktors 20.1 über die erste Überströmleitung 41 und den rekuperativen Regenerator 40, in den Expansionsreaktor 10.1. Im rekuperativen Regenerator 40 nimmt das Arbeitsgas 57, das ein niedriges Temperaturniveau aufweist, zum Einen im rekuperativen Regenerator 40 zwischengespeicherte Wärmeenergie auf und zum Anderen Wärmeenergie aus dem, sich im Gegenstrom befindlichen Arbeitsgas 57 der zweiten Teilmaschine 3, auf. Die Folge ist ein Druckanstieg in der ersten Teilmaschine 2. Ein weiterer Druckanstieg erfolgt durch die Beregnung des Arbeitsgases 57 mit erhöhtem Temperaturniveau nach Unterschreiten des Arbeits-Flüssigkeitspegels der Beregnungswanne 18.1 im Expansionsreaktor 10.1. Die Beregnung des Arbeitsgases 57 mit erniedrigtem Temperaturniveau im Kompressionsreaktor 20.1 hat keinerlei weitere Auswirkung, – eine Ausnahme ist eine Wärmeenergieabgabe aufgrund von Druckanstieg –. Das Arbeitsgas 57 und die Beregnungsflüssigkeit haben schon zuvor nahezu die gleiche Temperatur. Dadurch, dass keine Volumenänderung im Arbeitsgas 57 zwischen dem Expansionsreaktor 10.1 und dem Kompressionsreaktor 20.1 stattfindet, ist diese Sequenz theoretisch arbeitsneutral.
• Weiterhin ergeben sich bei der Wärmekraftmaschine 1 für den Kreisprozess in der 3. Sequenz zur zweiten Teilmaschine 3 folgende Parameter: 3. Sequenz – Zweite Teilmaschine 3 Parameter: Arbeitsgas isochore Abkühlung

  Expansionsreaktor E2 10.2	Kompressionsreaktor K2 20.2
  Ausströmventil 11.2 geschlossen	Ausströmventil 21.2 geöffnet
  Einströmventil 12.2 geöffnet	Einströmventil 22.2 geschlossen
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 4/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 2/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 1/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 3/5tel
  Berieselung: Warm	Berieselung: Kalt

• 3. Sequenz: Isochore Abkühlung:
• Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.2 der zweiten Teilmaschine 3 befindet sich auf 2/5 seines maximalen Füllstandes und fällt bei geöffnetem Ausströmventil 21.2 weiter ab. Diese Arbeitsflüssigkeit 34 gelangt über die Zuströmleitung 21, über die Hydraulikmaschine 24 und den Kühler 54, kalt konditioniert über die Rückströmleitung 22 und das Einströmventil 22.1 in den Kompressionsreaktor 20.1. Unter ständiger Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 28.2 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erniedrigtem Temperatur-Niveau, fällt der Druck des Arbeitsgases 57 in der gesamten zweiten Teilmaschine 3 weiter ab. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.2 der zweiten Teilmaschine 3 befindet sich auf 4/5 des Flüssigkeits-Niveaus 38 und steigt bei geöffnetem Einströmventil 12.2 weiter an. Die dem Expansionsreaktor 10.2 zugehende Arbeitsflüssigkeit 34 entstammt dem Expansionsreaktor 10.1. Sie strömt hier aus dem Expansionsreaktor 10.1 über das geöffnete Ausströmventil 11.1, die Zuströmleitung 11, die Hydraulikmaschine 14, den Erhitzer 52 und gelangt warm konditioniert über die Rückströmleitung 12 mit geöffnetem Einströmventil 12.2 in den Expansionsreaktor 10.2. Durch ständige Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 18.2 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erhöhtem Temperatur-Niveau, erfährt das Arbeitsgas 57 keine Zustandsänderung, – eine Ausnahme ist eine Wärmeenergieaufnahme aufgrund von Druckabfall –, es hat bereits zuvor das gleiche Temperaturniveau wie die Arbeitsflüssigkeit 34 angenommen. Das Arbeitsgas 57 verschiebt sich unter Einhaltung eines konstanten Volumens vom Expansionsreaktor 10.2 über die zweite Überströmleitung 42, den rekuperativen Regenerator 40 zum Kompressionsreaktor 20.2. Im rekuperativen Regenerator 40 erfährt das Arbeitsgas 57 eine isochore Abkühlung. Wärmeenergie wird an den rekuperativen Regenerator 40 abgegeben und dem im Gasgegenstrom befindlichem Arbeitsgas 57 der ersten Teilmaschine 2 zugeführt, was zu einem weiteren Druckabfall in der zweiten Teilmaschine 3 führt. Theoretisch ist durch das konstante Volumen des Arbeitsgases 57 dieser Vorgang arbeitsneutral.
• Weiterhin ergeben sich bei der Wärmekraftmaschine 1 für den Kreisprozess in der 3. Sequenz zur dritten Teilmaschine 4 folgende Parameter: 3. Sequenz – dritte Teilmaschine 4 Parameter: Arbeitsgas Prozesskompensation

  Expansionsreaktor E3 10.3	Kompressionsreaktor K3 20.3
  Ausströmventil 11.3 geschlossen	Ausströmventil 21.3 geschlossen
  Einströmventil 12.3 geschlossen	Einströmventil 22.3 geschlossen
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 1/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 5/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 4/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 0/5tel
  Berieselung: Warm	Berieselung: Keine

• 3. Sequenz: Prozesskompensation.
• Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.3 der dritten Teilmaschine 4 befindet sich auf seinem Höchststand 5/5. Alle zugehörigen Ventile 21.3 und 22.3 des Kompressionsreaktors 20.3 sind geschlossen Alles Arbeitsgas 57 befindet sich im Expansionsreaktor 10.3, dem Regenerator 40 und der Überströmleitung 43, folglich erfährt das Arbeitsgas 57 in diesem Kompressionsreaktor 20.3 keine Zustandsänderung. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.3 der dritten Teilmaschine 4 ist auf 1/5 seines minimalen Füllstandes gefallen und hat damit seinen niedrigsten Stand erreicht. Das Ausström- 11.3 und Einströmventil 12.3 des Expansionsreaktor 10.3 ist geschlossen. Das Beregnen des Arbeitsgases 57 im Expansionsreaktor 10.3 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erhöhtem Temperaturniveau hat keinerlei Auswirkungen, da zum Einen sich das Temperaturniveau des Arbeitsgases 57 angeglichen hat, und zum Anderen in dieser 3. Sequenz weder eine Arbeitsgas 57 noch eine Arbeits-Flüssigkeitsverschiebung stattfindet. Die dritte Teilmaschine 4 befindet sich in einer Ruhephase. Diese wird benötigt, um die isochoren Zustandsänderungen aufgrund Ihrer unterschiedlich großen Volumen zeitlich zu kompensieren. Durch die anderen beiden Teilmaschinen 2, 3 bleibt gewährleistet, dass die Wärmekraftmaschine 1 weiterhin arbeitet.
• Für den Kreisprozess der Wärmekraftmaschine 1 in der 4. Sequenz der ersten Teilmaschine 2 ergeben sich folgende Parameter: 4. Sequenz – Erste Teilmaschine 2 Parameter: Arbeitsgas isochore Erwärmung

  Expansionsreaktor E1 10.1	Kompressionsreaktor K1 20.1
  Ausströmventil 11.1 geöffnet	Ausströmventil 21.1 geschlossen
  Einströmventil 12.2 geschlossen	Einströmventil 22.1 geöffnet
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 3/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 5/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 2/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 0/5tel
  Berieselung: Warm	Berieselung: Keine

• 4. Sequenz: Isochore Erwärmung
• Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.1 steigt auf 5/5 seines maximalen Füllstandes, bis zum Erreichen dieses Füllstandes bleibt das Einströmventil 22.1 geöffnet. Die zugehende Arbeitsflüssigkeit 34 entstammt dem Kompressionsreaktor 20.2. Die Arbeitsflüssigkeit 34 strömt aus dem Kompressionsreaktor 20.2 über das geöffnete Ausströmventil 21.2, die Zuströmleitung 21, über die Hydraulikmaschine 24, den Kühler 54, kalt konditioniert über die Rückströmleitung 22, das geöffnete Einströmventil 22.1 in den Kompressionsreaktor 20.1. Die Beregnung des Arbeitsgases 57 mit erniedrigtem Temperaturniveau setzt aus, wenn der Flüssigkeitspegel die Beregnungswanne 28.1 erreicht hat. Mit Überschreiten des Flüssigkeitspegels über den Wannenrand der Beregnungswanne 28.1 füllt sich diese mit neuer konditionierter Arbeitsflüssigkeit 34 mit erniedrigtem Temperaturniveau. Mit Erreichen des maximalen Füllstandes im Kompressionsreaktor 20.1, öffnet das Einströmventil 22.2 des Kompressionsreaktors 20.2, bevor das Einströmventil 22.1 des Kompressionsreaktors 20.1 schließt, um ein ständiges Umströmen der Hydraulikmaschine 24 zu gewährleisten. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.1 fällt auf 3/5 seines maximalen Füllstandes bei geöffnetem Ausströmventil 11.1 weiter ab. Die Arbeitsflüssigkeit 34 gelangt über das geöffnete Ausströmventil 11.1, über die Zuströmleitung 11 zur Hydraulikmaschine 14 und von dort über den Erhitzer 52, wo die Arbeitsflüssigkeit 34 warm konditioniert wird, und über die Rückströmleitung 12 und das noch geöffnete Einströmventil 12.2 in den Expansionsreaktor 10.2. Das Arbeitsgas 57 hat sich, unter Einhaltung eines gleich bleibenden Volumens, vom Kompressionsreaktor 20.1 über die erste Überstromleitung 41 und den rekuperativen Regenerator 40 in den Expansionsreaktor 10.1 verschoben. Durch die Aufnahme von Wärmeenergie im rekuperativen Regenerator 40 und die Beregnung von Arbeitsflüssigkeit 34 mit erhöhtem Temperaturniveau, hat das Arbeitsgas 57 seinen höchsten Druck bei kleinstem Volumen erreicht, hier endet die isochore Erwärmung und es beginnt die isotherme Expansion.
• Weiterhin ergeben sich bei der Wärmekraftmaschine 1 für den Kreisprozess in der 4. Sequenz zur zweiten Teilmaschine 3 folgende Parameter: 4. Sequenz – Zweite Teilmaschine 3 Parameter: Arbeitsgas isochore Abkühlung

  Expansionsreaktor E2 10.2	Kompressionsreaktor K2 20.2
  Ausströmventil 11.2 geschlossen	Ausströmventil 21.2 geöffnet
  Einströmventil 12.2 geöffnet	Einströmventil 22.2 geschlossen
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 5/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 1/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 0/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 4/5tel
  Berieselung: Warm	Berieselung: Kalt

• 4. Sequenz: Isochore Abkühlung.
• Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.2 der zweiten Teilmaschine 3 fällt auf 1/5 seines minimalen Füllstandes ab. Bis zum Erreichen dieses minimalen Füllstandes bleibt das Ausströmventil 21.2 des Kompressionsreaktors 20.2 geöffnet, und schließt erst, wenn das Ausströmventil 21.3 des Kompressionsreaktors 20.3 geöffnet hat, um ein dauerhaftes Umströmen des Hydraulikantriebes 24 mit Arbeitsflüssigkeit 34 zu gewährleisten. Diese Arbeitsflüssigkeit 34 gelangt über die Zuströmleitung 21, über die Hydraulikmaschine 24 und den Kühler 54 und wird dort kalt konditioniert, um über die Rückströmleitung 22 und das Einströmventil 22.1 in den Kompressionsreaktor 20.1 zu fließen. Unter ständiger Beregnung des Arbeitsgases 57 aus der Beregnungswanne 28.2 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erniedrigte Temperatur-Niveau, fällt der Druck des Arbeitsgases 57 in der gesamten zweiten Teilmaschine 3 auf seinen niedrigsten Wert bei größtem Volumen. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.2 der zweiten Teilmaschine 3 steigt auf 5/5 seines Flüssigkeits-Niveaus 38, bis zum Erreichen dieses maximalen Füllstandes bleibt das Einströmventil 12.2 geöffnet, und schließt erst, wenn das Einströmventil 12.3 geöffnet hat, um ein ständiges Umströmen des Hydraulikantriebes 14 mit Arbeitsflüssigkeit 34 zu gewährleisten. Die dem Expansionsreaktor 10.2 zugehende Arbeitsflüssigkeit 34 entstammt dem Expansionsreaktor 10.1. Die Arbeitsflüssigkeit 34 strömt hier aus dem Expansionsreaktor 10.1 über das geöffnete Ausströmventil 11.1 der Zuströmleitung 11, die Hydraulikmaschine 14, den Erhitzer 52 und gelangt warm konditioniert über die Rückstromleitung 12 mit geöffnetem Einströmventil 12.2 in den Expansionsreaktor 10.2. Die Beregnung des Arbeitsgases 57 mit erhöhtem Temperaturniveaus setzt aus, wenn der Flüssigkeitspegel die Beregnungswanne 18.2 erreicht hat. Mit Überschreiten des Flüssigkeitspegels über den Wannenrand der Beregnungswanne 18.2, füllt sich diese mit neuer konditionierter Arbeitsflüssigkeit 34 mit erhöhtem Temperaturniveau. Mit Erreichen des maximalen Flüssigkeitsstandes im Expansionsreaktor 10.2, ist das Arbeitsgas 57 unter Einhaltung eines konstanten Volumens vom Expansionsreaktor 10.2 über die zweite Überstromleitung 42, den rekuperativen Regenerator 40 zum Kompressionsreaktor 20.2 verschoben worden. Bis dahin erfuhr das Arbeitsgas 57 im Regenerator 40 eine isochore Abkühlung. Wärmeenergie wird an den rekuperativen Regenerator 40 abgegeben und dem, im Gasgegenstrom befindlichem Arbeitsgas 57 der ersten Teilmaschine 2, zugeführt. Theoretisch ist durch das konstante Volumen des Arbeitsgases 57 dieser Vorgang arbeitsneutral. Hier endet die isochore Abkühlung, und es beginnt die isotherme Kompression.
• Weiterhin ergeben sich bei der Wärmekraftmaschine 1 für den Kreisprozess in der 4. Sequenz zur dritten Teilmaschine 4 folgende Parameter: 4. Sequenz – Dritte Teilmaschine 4 Parameter: Arbeitsgas Prozesskompensation

  Expansionsreaktor E3 10.3	Kompressionsreaktor K3 20.3
  Ausströmventil 11.3 geschlossen	Ausströmventil 21.3 geschlossen
  Einströmventil 12.3 geschlossen	Einströmventil 22.3 geschlossen
  Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 68 1/5tel	Füllungsgrad Arbeitsflüssigkeit 67 5/5tel
  Füllungsgrad Arbeitsgas 69 4/5tel	Füllungsgrad Arbeitsgas 69 0/5tel
  Berieselung: Warm	Berieselung: Keine

• 4. Sequenz: Prozesskompensation.
• Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Kompressionsreaktor 20.3 der dritten Teilmaschine 4 befindet sich auf seinem Höchststand 5/5. Alle zugehörigen Ventile 21.3 und 22.3 des Kompressionsreaktors 20.3 sind geschlossen. Alles Arbeitsgas 57 befindet sich im Expansionsreaktor 10.3, dem Regenerator 40 und der dritten Überströmleitung 43, folglich erfährt das Arbeitsgas 57 im Kompressionsreaktor 20.3 keine Zustandsänderung. Das Flüssigkeits-Niveau 38 im Expansionsreaktor 10.3 der dritten Teilmaschine 4 befindet sich auf 1/5 seines minimalen Füllstandes, und verweilt damit auf seinen niedrigsten Stand. Alle zugehörigen Ventile 11.3 und 12.3 des Expansionsreaktors 10.3 sind geschlossen. Das Beregnen des Arbeitsgases 57 im Expansionsreaktor 10.3 mit Arbeitsflüssigkeit 34 mit erhöhtem Temperaturniveau hat keinerlei Auswirkungen, da zum Einen sich das Temperaturniveau des Arbeitsgases 57 angeglichen hat, und zum Anderen in dieser Sequenz weder eine Arbeitsgas 57 noch eine Flüssigkeitsverschiebung stattfindet. Die dritte Teilmaschine 4 befindet sich in einer Ruhephase. Diese wird benötigt, um die isochoren Zustandsänderungen aufgrund Ihrer unterschiedlich großen Volumen zeitlich zu kompensieren. Durch die anderen beiden Teilmaschinen 2, 3 bleibt gewährleistet, dass die Wärmekraftmaschine 1 weiterhin arbeitet. Hier endet die Prozesskompensation und es beginnt die isochore Abkühlung.
• Nach Ablauf der 4. Sequenz wiederholen sich die Sequenzen 1 bis 4 als Sequenzen 5–8, wobei jetzt die zweite Teilmaschine 3 die Stellung der ersten Teilmaschine 2, die dritte Teilmaschine 4 die Stellung zweiten Teilmaschine 3 und die erste Teilmaschine 2 die Stellung der dritten Teilmaschine 4 übernimmt. Anschließend folgen die 9. bis 12. Sequenz als Wiederholung der ersten bis vierten Sequenz, wobei hierbei die dritte Teilmaschine 4 die Stellung der ersten Teilmaschine 2, die erste Teilmaschine 2 die Stellung der zweiten Teilmaschine 3 und die zweite Teilmaschine 3 die Stellung der dritten Teilmaschine 4 übernimmt.
• Zusammenfassend lässt sich der in der 4 dargestellte Kreisprozess der erfindungsgemäßen Wärmekraftmaschine 1 wie folgt beschreiben. Aus den Sequenzen 1–12 ist der erfinderische Kreisprozess der Verschiebung der Arbeitsflüssigkeit 34 zwischen den einzelnen Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 und der Entnahme der Energie durch die Hydraulikmaschine 14, der anschließenden Erhitzung, also der Zuführung von Energie in die Arbeitsflüssigkeit 34 über den Erhitzer 52 und der Rückfluss der Arbeitsflüssigkeit 34 in die einzelnen Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 sehr gut ersichtlich. Dieser gleiche Kreisprozess der Verschiebung der Arbeitsflüssigkeit 34 erfolgt auch gleichzeitig zwischen den einzelnen Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3, wobei die Entnahme der Energie durch die Hydraulikmaschine 24 und den nachgeschalteten Kühler 54 erfolgt, bevor die Arbeitsflüssigkeit 34 wieder in die Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 zurück fließt. Die Arbeitsflüssigkeit 34 wird nicht zwischen den Teilmaschinen 2, 3, 4 ausgetauscht, sondern nur innerhalb der einzelnen Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 bzw. der einzelnen Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3. Gleichzeitig wird während des Austausches der Arbeitsflüssigkeit 34 zwischen den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 und den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3, das Arbeitsgas 57 zwischen den Teilmaschinen 2, 3, 4 über den rekuperativen Wärmetauscher 40 verschoben D. h., hier findet ein Austausch des Arbeitsgases 57 zwischen einem Expansionsreaktor 10.1, 10.2, 10.3 und einem Kompressionsreaktor 20.1, 20.2, 20.3 statt. Dieser Austausch der Arbeitsflüssigkeit 34 bei den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 und Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3, sowie die Verschiebung des Arbeitsgases 57 zwischen den Teilmaschinen 2, 3, 4, wird in Abhängigkeit der Sequenz, anhand der Darstellung in der 4 sehr gut ersichtlich. Bei der Verschiebung des Arbeitsgases 57 von den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 über den rekuperativen Wärmetauscher 40 hin zu den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3, erfolgt in der ersten Teilmaschine 2 in den Sequenzen 9, 10, 11, und 12 (s. 4), in der zweiten Teilmaschine 3 in den Sequenzen 1, 2, 3 und 4 (s. 4) und in der dritten Teilmaschine 4 in den Sequenzen 5, 6, 7 und 8 (s. 4), eine isochore Abkühlung des Arbeitsgases 57. Wird hingegen das Arbeitsgas 57 von den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 über den rekuperativen Wärmetauscher 40 zu den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 verschoben, erfolgt in der ersten Teilmaschine 2 in den Sequenzen 3 und 4 (s. 4), in der zweiten Teilmaschine 3 in den Sequenzen 7 und 8 (s. 4) und in der dritten Teilmaschine 4 in den Sequenzen 11 und 12 eine isochore Erwärmung. D. h., die Verschiebungen der Gasladungen von den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 zu den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 und zurück, werden isochor durchgeführt. Die Druckänderungen durch das Erwärmen, bzw. Abkühlen innerhalb des Regenerators 40 und die Beregnung 39 wirken sich innerhalb der Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 und Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 gleichermaßen aus und wirken gegensätzlich auf den Hydraulikantrieb 14 der Expansionsseite, sowie auf den Hydraulikantrieb 24 der Kompressionsseite. Über die starre Verbindung beider Antriebe 14.1, 24.1 neutralisieren sich die ändernden Druckverhältnisse und die Sequenzen gelten theoretisch als arbeitsneutral. Es wird weder Arbeit verrichtet, noch muss welche verrichtet werden, ausgenommen die Arbeit zur Verschiebung der Gasladungen bei gleichbleibenden Gasvolumen mittels Hydraulikflüssigkeit, die in dieser Ausführung vernachlässigt werden kann.
• Die Prozesskompensation dient zur Kompensation der isochoren Zustandsänderungen, d. h. die isochore Abkühlung verläuft über vier Sequenzen, die isochore Erwärmung verläuft über zwei Sequenzen. Die Prozesskompensation kompensiert die Differenz von zwei Sequenzen in der ersten Teilmaschine 2 in den Sequenzen 7 und 8, alle zugehörigen Ventile 11.1, 12.1, 21.1, 22.1 sind geschlossen (s. 4), bei der zweiten Teilmaschine 3 erfolgt die Kompensation in den Sequenzen 11 und 12, wobei wiederum alle zugehörigen Ventile 11.2, 12.2, 21.2, 22.2 geschlossen sind (s. 4) und bei der dritten Teilmaschine 4 erfolgt die Kompensation in den Sequenzen 3 und 4, während die zugehörigen Ventile 11.3, 12.3, 21.3, 22.3 geschlossen sind (s. 4). Während dieser Sequenzen findet weder eine Arbeitsgas- noch eine Flüssigkeitsverschiebung innerhalb der Teilmaschinen 2, 3, 4 statt. Egal welche Teilmaschine 2, 3 oder 4 sich gerade in der Prozesskompensation befindet, wird jeweils durch die beiden anderen Teilmaschinen 2, 3, 4 gewährleistet, dass die Hydraulikantriebe 14, 24 ständig umströmt werden, wodurch das System der erfindungsgemäßen Wärmekraftmaschine nicht bzw. nie stillsteht. Die Prozesskompensation ist ein Kernstück zur Idealisierung dieses Wärmekreisprozesses gemäß dem Stirling-Typ.
• Die isotherme Expansion findet ausschließlich in den Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 statt, wobei sich alles Arbeitsgas 57 innerhalb dieser Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3, den Überströmleitungen 41, 42, 43 und dem Regenerator 40 befindet. Dieses gilt für die erste Teilmaschine 2 in den Sequenzen 5 und 6 (s. 4), für die zweite Teilmaschine 3 in den Sequenzen 9 und 10 (s. 4) und für die dritte Teilmaschine 4 in den Sequenzen 1 und 2 (s. 4). Durch Beregnung des Arbeitsgases 57 in den jeweiligen Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 mit Arbeitsflüssigkeit 34 erhöhtem Temperaturniveaus, wird in diesen Sequenzen Expansionsarbeit verrichtet. Diese Expansionsarbeit wirkt gewinnbringend über die Hydraulikflüssigkeit 34 auf die Hydraulikmaschine 14, 24. Diese Expansionsarbeit ist größer als die Kompressionsarbeit. Die isotherme Kompression findet ausschließlich in den Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 statt, wobei sich alles Arbeitsgas 57 innerhalb dieser Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3, den Überstromleitungen 41, 42, 43 und dem Regenerator 40 befindet. Dieses gilt für die erste Teilmaschine 2 in den Sequenzen 1 und 2 (s. 4), für die zweite Teilmaschine 3 in den Sequenzen 5 und 6 (s. 4) und für die dritte Teilmaschine 4 in den Sequenzen 9 und 10 (s. 4). Durch Beregnung des Arbeitsgases 57 in den jeweiligen Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 mit Arbeitsflüssigkeit 34 erniedrigtem Temperaturniveaus, wird in diesen Sequenzen Kompressionsarbeit verrichtet. Diese Kompressionsarbeit wird über die Arbeitsflüssigkeit 34 dem Hydraulikantrieb 14, 24 entnommen. Diese Kompressionsarbeit ist kleiner als die geleistete Expansionsarbeit. Die in der 4 aufgezeigte Tabelle soll zum Verständnis eine angenäherte Veranschaulichung bzw. Übersicht zum komplizierten Arbeitsablauf der Energiegewinnung darstellen. Die Tabelle spiegelt nicht die tatsächlichen Expansions- und Kompressionsverhältnisse wieder.
• Das gemäß der 4 dargestellte Berechnungsbeispiel beruht auf der allgemeinen Thermodynamik einer idealen Wärmekraftmaschine nach dem Stirling-Prinzip und zeigt, unter Vernachlässigung von Verlusten, beispielhaft die Möglichkeiten zur Abwärme-Verwertung mittels einer solchen Wärmekraftmaschine 1. Diese hier vorausgesetzte Wärmekraftmaschine 1 besteht, wie in 4 dargestellt, aus 3 Teilmaschinen 2, 3, 4, jede mit einem Expansionsreaktor 10.1, 10.2, 10.3 und einem Kompressionsreaktor 20.1, 20.2, 20.3. Als Arbeitsflüssigkeit 34 enthalten diese eine Hydraulikflüssigkeit auf Thermoöl-, Mineralölbasis und als Arbeitsgas 57 ist Helium eingefüllt. Die Wärmekraftmaschine 1 wird nach den Arbeitstakten 62, Sequenzen 1–12, gemäß dem Beispiel aus der 4, betrieben. Das Arbeitsgas 57 wird auf Seiten der Expansionsreaktoren 10.1, 10.2, 10.3 auf ein Temperaturniveau von 200 Grad Celsius erwärmt und auf Seiten der Kompressionsreaktoren 20.1, 20.2, 20.3 auf 50 Grad Celsius abgekühlt. Es wird in einem Arbeitstakt 62 Wärmeenergie in Höhe von 979 kJ in das System eingeschleust und ausgeschleust wird Wärmeenergie in einem Arbeitstakt 62 in Höhe von 668 kJ. Die zur Verfügung stehende Differenz von 311 kJ ist in mechanische Arbeit umsetzbar. Bei einer Taktzeit (Kreisprozesszeit) von 12 s kann so eine mechanische Leistung von 26 kW erreicht bzw. abgegeben werden. Dabei kann von der ausgeschleusten Verlustwärme mit einer äquivalenten Leistung in Höhe von 55,7 kW – beispielsweise mittels einer Wärmepumpe – zumindest noch ein Teil weiterer Nutzung zugeführt werden.
• Hier nun die beispielhafte Berechnung einer idealen Wärmekraftmaschine 1 nach der Erfindung mit Motordaten, entsprechend der in der Funktionstabelle – 4 – beschriebenen Wärmekraftmaschine 1.

  Nutzvolumen jeder Teilmaschine:	100 dm3
  Anzahl Teilmaschinen NTM: 3	Anzahl Reaktoren: 6/je 120 dm3
  Temperatur Max. Tmax = 473 K (200°C)	Volumen Max. VTMmax = 100 dm3
  Temperatur Min T1 = 273 K (0°C)	Volumen Min. V(T1) = 20 dm3
  Druck Max. pmax = 100 bar	Druck Min. p1 = 57,72 bar
  Kreisprozesszeit = 12 s.
  Arbeitsgas: Helium (R = 2,0773 kJ/kg·K)
  (M = 4,0026 g/mol; ρ = 0,1787 g/dm3 bei 273 K (0°C))

• Gasmasse Mgas
• Mit P₁ bei konstantem V_min = 20 dm und (T1 = 273 K) wird nach Gay-Lussac (T₁:T_max = P₁:P_max) = (273 K:473 K = P1:100 bar) = P1 = 57,72 bar (273 K)
• Damit wird weiter bei T = 273 K (P₁·V_min = P_abst,1·V_gas) = (57,72 bar·20 dm³ = 1 bar·V_gas) = 1154,4 dm³ V_gas = 1154,4 dm³
• Gasmasse – (Mgas) einer Teilmaschine
• M_gas = 1154,4 dm³·0,1787 g/dm³
• M_gas = 206,29 g/dm³
• Nutzarbeit – (W_th) einer Teilmaschine
• W_th = M·R(T_max – T_min)·In(V_max:V_min)
• W_th = 206,29 g·2,0773 J/K·(473 K – 323 K)·In (100 dm³:20 dm³)
• W_th = 428,53 J/K·150 K·1,61 = 103.490 J
• W_th = 103,49 kJ
• Nutzleistung – Q_nutz einer Teilmaschine
• Q_nutz = W_th:t
• Q_nutz = 103,97 kJ:12 s.
• Q_nutz = 8,6642 kW
• Berechnung für eine Wärmekraftmaschine mit drei Parallel arbeitenden Teilmaschinen
• Nutzleistung:
• 3·Q_nutz = Q_nutz,gesamt
• 3·8,6642 kW = ca. 26 kW Q_{nutz, gesamt}

• Zugeführte Wärmeenergie – Qzu:	Zugeführte Wärmeleistung (kW)
  Qzu = NR·M·R·Tmax·In(Vmax:Vmin)	Qzu,gesamt = Qzu:t
  Qzu = 3·206,29 g·2,0773 J/K·473·1,61	Qzu,gesamt = 979 KJ:12 s
  Qzu = 979.006,71 J	Qzu,gesamt = 81,6 kW
  Qzu = 979 kJ
  Abgeführte Wärmeenergie – Qab:	Abgeführte Wärmeleistung (kW)
  Qab = NR·M·R·Tmin·In(Vmax:Vmin)	Qab gesamt = Qab:t
  Qab = 3·206,29 g·2,0773 J/K·323·1,61	Qab gesamt = 668,54 KJ:12 s
  Qab = 668.539,47 J	Qab gesamt = 55,7 kW
  Qab = 668,54 kJ

• Zur Umwandlung in mechanische Energie sind damit ca. 26 kW verfügbar.
• Bezugszeichenliste

1

Wärmekraftmaschine

2

erste Teilmaschine (10.1, 20.1)

3

zweite Teilmaschine (10.2, 20.2)

4

dritte Teilmaschine (10.3, 20.3)

10.1

Expansionsreaktor E1

10.2

Expansionsreaktor E2

10.3

Expansionsreaktor E3

11

Zuströmleitung

11.1

Ausströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmaschine v. Expansionsreak. 10.1–10.3)

11.2

Ausströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmaschine v. Expansionsreak. 10.1–10.3)

11.3

Ausströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmaschine v. Expansionsreak. 10.1–10.3)

12

Rückströmleitung

12.1

Einströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmaschine v. Expansionsreak. 10.1–10.3)

12.2

Einströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmaschine v. Expansionsreak. 10.1–10.3)

12.3

Einströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmaschine v. Expansionsreak. 10.1–10.3)

13.1

Erhitzer (Zuführung von Wärmeenergie)

13.2

Erhitzer (Zuführung von Wärmeenergie)

13.3

Erhitzer (Zuführung von Wärmeenergie)

13.4

Heizmittelanschluss mit Zu- u. Ableitung

13.5

Heizmittelanschluss mit Zu- u. Ableitung

13.6

Heizmittelanschluss mit Zu- u. Ableitung

14

Hydraulikmaschine

14.1

An-, Abtriebswelle

15.1

Rieselboden

15.2

Rieselboden

15.3

Rieselboden

16.1

Speiseleitung (Einlauf)

16.2

Speiseleitung (Einlauf)

16.3

Speiseleitung (Einlauf)

17.1

Speisepumpe

17.2

Speisepumpe

17.3

Speisepumpe

18.1

Beregnungswanne

18.2

Beregnungswanne

18.3

Beregnungswanne

19.1

Sensoren

19.2

Sensoren

19.3

Sensoren

20.1

Kompressionsreaktor K1

20.2

Kompressionsreaktor K2

20.3

Kompressionsreaktor K3

21

Zuströmleitung

21.1

Ausströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmasch. v. Kompressionsreak. 20.1–20.3)

21.2

Ausströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmasch. v. Kompressionsreak. 20.1–20.3)

21.3

Ausströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmasch. v. Kompressionsreak. 20.1–20.3)

22

Rückströmleitung

22.1

Einströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmasch. v. Kompressionsreak. 20.1–20.3)

22.2

Einströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmasch. v. Kompressionsreak. 20.1–20.3)

22.3

Einströmventil mit Antrieb (zu nte Teilmasch. v. Kompressionsreak. 20.1–20.3)

23.1

Kühler (Ausleitung von Wärmeenergie)

23.2

Kühler (Ausleitung von Wärmeenergie)

23.3

Kühler (Ausleitung von Wärmeenergie)

23.4

Kühlmittelanschluss mit Zu- u. Ableitung

23.5

Kühlmittelanschluss mit Zu- u. Ableitung

23.6

Kühlmittelanschluss mit Zu- u. Ableitung

24

Hydraulikmaschine

24.1

An-, Abtriebswelle

25.1

Rieselboden

25.2

Rieselboden

25.3

Rieselboden

26.1

Speiseleitung (Einlauf)

26.2

Speiseleitung (Einlauf)

26.3

Speiseleitung (Einlauf)

27.1

Speisepumpe

27.2

Speisepumpe

27.3

Speisepumpe

28.1

Beregnungswanne

28.2

Beregnungswanne

28.3

Beregnungswanne

29.1

Sensoren

29.2

Sensoren

29.3

Sensoren

30

Generator

30.1

Antriebswelle

31

Schwungrad

32

Ausleitung elektrischer Energie

33

Antrieb

34

Arbeitsflüssigkeit

35

Beregnungswanne

36

hochstehender Rand

37

Lochboden

38

Flüssigkeits-Niveau

39

Berieselungs-/Beregnungsflüssigkeit

40

(rekuperativer) Wärmetauscher

41

erste Überströmleitung

42

zweite Überströmleitung

43

dritte Überströmleitung

44

Flüssigkeitsvorrat

45.1

Innerer Wärmetauscher

45.2

Innerer Wärmetauscher

45.3

Innerer Wärmetauscher

46.1

Heizmittel Zu- und Ableitung

46.2

Heizmittel Zu- und Ableitung

46.3

Heizmittel Zu- und Ableitung

47.1

Innerer Wärmetauscher

47.2

Innerer Wärmetauscher

47.3

Innerer Wärmetauscher

48.1

Kühlmittel Zu- und Ableitung

48.2

Kühlmittel Zu- und Ableitung

48.3

Kühlmittel Zu- und Ableitung

49

Löcher

50

Rückflussventil

51

Flüssigkeitsausgleichsleitung

52

Erhitzer

53

Heizmittel Zu- u. Ableitung

54

Kühler

55

Kühlmittel Zu- u. Ableitung

56

Behälter

57

Arbeitsgas

58.1

Speiseleitung (Auslauf)

58.2

Speiseleitung (Auslauf)

58.3

Speiseleitung (Auslauf)

59.1

Speiseleitung (Auslauf)

59.2

Speiseleitung (Auslauf)

59.3

Speiseleitung (Auslauf)

60

Sicherheitsüberströmvorrichtung

61

Sicherheitsüberströmvorrichtung

62

Arbeitstakt, 1–12 Sequenzen

63

Einströmen von Arbeitsflüssigkeit

64

Ausströmen von Arbeitsflüssigkeit

65

Ausströmen von Arbeitsflüssigkeit

66

Einströmen von Arbeitsflüssigkeit

67

Füllung Arbeitsflüssigkeit Kompression

68

Füllung Arbeitsflüssigkeit Expansion

69

Füllung Arbeitsgas

70

kein Strömen von Arbeitsflüssigkeit

71

Ein- u. Ausströmventile 11.1–11.3; 12.1–12.3; 21.1–21.3; 22.1–22.3.

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 3815606 [0003]
• DE 202004021028 [0004]

Claims (17)

1. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine vom Stirling-Typ mit mindestens einer Teilmaschine die als Reaktorpaar aus zumindest einem Expansions- und einem Kompressionsreaktor gebildet ist, wobei jeder Reaktor mit einem, mit Arbeitsgas gefüllten Wärmetauschvolumen im Kopfbereich, das mit Arbeitsflüssigkeit im Unterteil abgeschlossen ist, und in das Wärmeenergie einleitbar ist, wobei die aus Wärmenergie umgesetzte mechanische Arbeit im Arbeitstakt über eine Abtriebswelle ausleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmekraftmaschine (1) zumindest zwei Teilmaschinen (2, 3, 4) umfasst, jede mit einem Expansionsreaktor (10.1, 10.2, 10.3) und einem Kompressionsreaktor (20.1, 20.2, 20.3), dass auf Seiten des Arbeitsgases (57) jeweils der Expansionsreaktor (10.1, 10.2, 10.3) jeder Teilmaschine (2, 3, 4) mit dem Kompressionsreaktor (20.1, 20.2, 20.3) dieser Teilmaschine (2, 3, 4) über Überströmleitungen (41, 42, 43) verbunden ist, die ein Überströmen des Arbeitsgases (57) von dem Expansionsreaktor (10.1, 10.2, 10.3) jeder der Teilmaschinen (2, 3, 4) zu dem, diesem zugeordneten Kompressionsreaktor (20.1, 20.2, 20.3) und zurück im Arbeitstakt ermöglichen und dass auf Seiten der Arbeitsflüssigkeit (34) die Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) der Wärmekraftmaschine (1) wie auch deren Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2, 20.3) Zuströmleitungen (11, 21) und Rückströmleitungen (12, 22) aufweisen, die an die Reaktoren (10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3) angeschlossen und, über Hydraulikmaschinen (14, 24) miteinander verbunden, ein Umströmen der Arbeitsflüssigkeit (34) im Arbeitstakt ermöglichen, wobei das Flüssigkeits-Niveau (38) der Arbeitsflüssigkeit (34) in den Reaktoren (10.1. 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3) im Wechsel zwischen maximalem und minimalem Füllungsgrad wechselt, und wobei die Umströmung der Arbeitsflüssigkeit (34) der Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) über die Hydraulikmaschine (14) und Umströmungen der Arbeitsflüssigkeit (34) der Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2, 20.3) über die Hydraulikmaschine (24) geführt sind und die Hydraulikmaschinen (14, 24) zur Ausleitung der mechanischen Energie miteinander zusammenwirken.
2. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) sowie die Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2. 20.3) zum Umströmen der Arbeitsflüssigkeit (34) über steuerbare Ein- und Ausströmventile (11.1, 11.2, 11.3, 12.1, 12.2, 12.3, 21.1, 21.2, 21.3, 22.1, 22.2, 22.3) verfügen, welche an Zu- und Rückströmleitungen (11, 12, 21, 22) angeschlossen sind, wobei die Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) und die Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2. 20.3) jeweils untereinander über die Zu- und Rückstromleitungen (11, 12, 21, 22) zu einem Kreislauf für die Arbeitsflüssigkeit (34) in den und aus den Behältern (56), verbunden sind.
3. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Kopfbereich jedes der Reaktoren (10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3) ein Rieselboden (15.1, 15.2, 15.3, 25.1, 25.2, 25.3) angeordnet ist, und dass jeder der Reaktoren (10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3) eine mit Speisepumpe (17.1, 17.2, 17.3, 27.1, 27.2, 27.3) versehene Speiseleitung (16.1, 16.2, 16.3, 26.1, 26.2, 26.3) aufweist, über die Beregnungsflüssigkeit (39), abgezweigt aus dem im Bodenbereich jedes der Reaktoren (10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3) angeordneten Auslauf (58.1, 58.2, 58.3, 59.1, 59.2, 59.3) auf die Rieselböden (15.1, 15.2, 15.3, 25.1, 25.2, 25.3) zum Einrieseln in den Wärmetauscherbereich aufbringbar ist, und dass in den Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) die ihnen zugeordneten Speiseleitungen (16.1, 16.2, 16.3) an externen Wärmequellen (13.4, 13.5, 13.6) angeschlossene Heizer (13.1, 13.2, 13.3) zum Zuführen von Wärmeenergie zu deren Berieselungsflüssigkeit (39) und in den, den Kompressionsrektoren (20.1, 20.2, 20.3) zugeordneten Speiseleitungen (26.1, 26.2, 26.3) an externen Wärmesenken (23.4, 23.5, 23.6) anschließbare Kühler (23.1, 23.2, 23.3) zum Ausschleusen von Wärmenergie aus deren Berieselungsflüssigkeit (39) angeordnet sind.
4. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Kopfbereich jedes der Reaktoren (10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3) je eine Beregnungswanne (18.1, 18.2, 18.3, 28.1, 28.2, 28.3, 35) angeordnet ist, die einen Lochboden (37) mit einer Anzahl von Löchern (49) aufweist, der von einem hochgezogenen, umlaufenden Rand (36) umgeben ist, wobei der Rand (36) von der Wandung des jeweiligen Reaktors (10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2. 20.3) so entfernt ist, dass die Beregnungswanne (18.1, 18.2, 18.3, 28.1, 28.2, 28.3, 35) beim Ansteigen des Flüssigkeits-Niveaus (38) der Arbeitsflüssigkeit (34) im Reaktor (10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2. 20.3) ungehindert überflutbar und so zum Einrieseln in den Wärmetauscherbereich mit Arbeitsflüssigkeit (34) auffüllbar ist, und dass zum Zuführen von Wärmeenergie in der Rückströmleitung (12) der Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) ein an, über die Anschlüsse (53) einer externen Wärmequelle anschließbarer Heizer (52) und zum Ausschleusen von Wärmeenergie in der Rückströmleitung (22) der Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2, 20.3) ein an, über die Anschlüsse (55) einer externen Wärmesenke anschließbarer Kühler (54), vorgesehen ist.
5. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zuführen von Wärmeenergie in die Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) jeweils ein an, über die Heizmittel Zu- und Ableitung (46.1, 46.2, 46.3) einer externen Wärmequelle anschließbarer innenliegender Wärmetauscher (45.1, 45.2, 45.3), wobei der Heizer (52) oder der innere Wärmetauscher (45.1, 45.2, 45.3) alleinig oder beide zusammen in Kombination betrieben werden kann, und zum Ausschleusen von Wärmeenergie in die Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2, 20.3) ein an, über die Heizmittel Zu- und Ableitung (48.1, 48.2, 48.3) einer externen Wärmesenke anschließbarer innenliegender Wärmetauscher (47.1, 47.2, 47.3), wobei der Kühler (54) oder der innenliegende Wärmetauscher (47.1, 47.2, 47.3) alleinig oder beide zusammen in Kombination betrieben werden kann, vorgesehen ist.
6. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des hochgezogenen Randes (36) und der Löcher (49) des Lochbodens (37) so ausgelegt sind, dass nach dem Befüllen der Beregnungswanne (18.1, 18.2, 18.3, 28.1, 28.2, 28.3) mit Arbeitsflüssigkeit (34) der Vorrat von Arbeitsflüssigkeit (34) ausreicht, um das Wärmetauschvolumen über zumindest einen vollen Arbeitstakt zu beregnen.
7. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbaren Aus- und Einströmventile (11.1, 11.2, 11.3, 12.1, 12.2, 12.3, 21.1, 21.2, 21.3, 22.1, 22.2, 22.3) derart gesteuert sind, das der Durchfluss der Arbeitsflüssigkeit (34) immer gleichgerichtet zu den entsprechenden Hydraulikmaschinen (14, 24) gelangt.
8. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikmaschinen (14, 24) synchron über ihre An-, Abtriebswellen (14.1, 24.1) gekoppelt sind, über die aus umgesetzter Wärmeenergie gewonnene mechanische Arbeitsenergie vorzugsweise über ein Schwungrad (31) ausleitbar ist.
9. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikmaschinen (14, 24) hydraulische Antriebe aufweisen, wodurch diese als Hydraulikpumpe oder Hydraulikmotor wirken, wobei zwischen der Zu- und Rückströmleitung (11, 12, 21, 22) der Hydraulikmaschine (14, 24) eine Sicherheitsüberströmvorrichtung (60, 61) angeordnet ist.
10. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgeleitete mechanische Arbeitsenergie über einen Trieb oder ein Getriebe (31) über eine Antriebswelle (30.1) einem Generator (30) zugeleitet wird und diesen zur Ausleitung elektrischer Energie antreibt.
11. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das, zum Überströmen über verbindenden Überströmleitungen (41, 42, 43) zwischen den Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) und den zugeordneten Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2, 20.3) geführte Arbeitsgas (57), zur Konditionierung durch einen als Regenerator (40) wirkenden rekuperativen Wärmetauscher geführt wird.
12. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Regenerator (40) ein Mehr-Medien-Koax-Wärmetauscher ist, dessen Speichermaterial als Wärmeträgerflüssigkeit oder als Feststoffwärmespeicher mit gut leitendem, vorzugsweise metallischem Material ausgebildet ist.
13. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) wie auch der Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2, 20.3) einen Sensor (19.1, 19.2, 19.3, 29.1, 29.2, 29.3) zur Überwachung des Flüssigkeits-Niveaus (38) der Arbeitsflüssigkeit (34) aufweist.
14. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die maximalen und die minimalen Flüssigkeits-Niveaus (38) der Arbeitsflüssigkeit (34) im Expansionsreaktor (10.1, 10.2, 10.3) wie auch im Kompressionsreaktor (20.1, 20.2, 20.3) einstellbar sind, wobei die Einstellung des Temperatur-Niveaus zur Änderung des Kompressionsverhältnisses variierbar ist.
15. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der in den Expansions- bzw. Kompressionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3) vorgesehene Sensor (19.1, 19.2, 19.3, 29.1, 29.2, 29.3) als Füllstandsregler ausgebildet ist.
16. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstandsregler (19.1, 19.2, 19.3, 29.1, 29.2, 29.3) und die Steuermittel für die Pumpen (17.1, 17.2, 17.3, 27.1, 27.2, 27.3) der Expansions- und Kompressionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3, 20.1, 20.2, 20.3) so zusammenwirken, dass die Berieselung der Arbeitsflüssigkeit 34 mit Berieselungsflüssigkeit 39 in den Behältern (56) eingehalten und das maximale und/oder das minimale Temperatur-Niveau der Arbeitsflüssigkeit (34) nicht über- bzw. nicht unterschritten wird.
17. Ein- bzw. mehrfach wirkende Wärmekraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeitsausgleichsleitung (51) mit integriertem Rückflussventil (50) zwischen dem Arbeitsflüssigkeits-Kreislauf auf der Seite der Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2, 20.3) und dem Arbeitsflüssigkeits-Kreislauf auf der Seite der Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) angeordnet ist, welche einen Rückfluss von Arbeitsflüssigkeit (34) von den Kompressionsreaktoren (20.1, 20.2, 20.3) zu den Expansionsreaktoren (10.1, 10.2, 10.3) ermöglicht.

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