DE2249487A1

DE2249487A1 - Waermekraftmaschine

Info

Publication number: DE2249487A1
Application number: DE19722249487
Authority: DE
Inventors: George M Barrett
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-09
Filing date: 1972-10-10
Publication date: 1973-12-20
Also published as: DE2249487B2; JPS4930727A; GB1401540A; IT967813B; CA972169A; FR2188685A5; DE2249487C3

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHON WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH DIPL.-ING. SELTING

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

3. id. fl Sg/est

George M. Barrett, R. R. 5, Galt, Ontario, Kanada

Wärmekraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftmaschine mit einem exzentrisch in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse angebrachten Rotor, welcher in gleitendem Dichtkontakt mit dem Gehäuse stehende Flügel aufweist und an einer Stelle der durch das Gehäuse gebildeten,im wesentlichen zylindrischen Kammer der Gehäusewand am nächsten kommt, während er an einer zweiten Stelle den größten Abstand von der Gehäusewand einnimmt, und bei welcher bei einer Drehung des Rotors ein Arbeitsgas nach einem Carnotkreis nacheinander den folgenden Einwirkungen ausgesetzt wird: A - isotherme Expansion, B - reversible adiabatische Expansion, C - isotherme ^x Kompression und D - reversible adiabatische Kompression.

Es ist bekannt, daß derartige Wärmekraftmaschinen gegenüber Brennkraftmaschinen, die mit innerer Verbrennung arbeiten u. a. den Vorteil haben, daß eine auberere Verbrennung möglich 1st, so daß die durch die Abgase verursachte Luftverschmutzung erheblich geringer ist. Eine gewisse Schwierigkeit besteht jedoch darin, Brennkraftmaschinen der genannten Art mit einer ausreichenden Leistungsausbeute zu betreiben.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Brennkraftmaschine anzugeben, die im Stande ist, eine vergleichsweise hohe Leistung mit vertretbarem technischen Aufwand zu erzeugen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine Bypaßleitung zu beiden Seiten der engsten Stelle zwischen Rotor und Gehäuse in die Kammer in Bereichen der Gaszustände D bzw. A einmündet, daß eine Heizvorrichtung zum Aufheizen der durch die Bypaßleitung strömenden Gase zur Ermöglichung der isothermen Expansion vorgesehen ist, daß an die Kammer eine abgedichtete externe Gegenflußleitung angeschlossen ist, welche die unter der Wirkung des Rotors komprimierten Gase in einen Bereich des Gaszustandes mit niedrigerem Druck zurückführt, und daß in die externe Gasflußleitung eine Kühlvorrichtung zur Durchführung einer isothermen Kompression eingeschaltet ist.

Die Anwendbarkeit einer derartigen Maschine wird noch wesentlich verbessert,wenn in die Bypaßleitung ein geeignetes Drosselventil eingeschaltet wird, das eine Veränderung der von der Maschine aufzubringenden- Leistung ermöglicht. Dies ist Insbesondere für Motorfahrzeuge von Bedeutung. Es wird daher weiterhin vorgeschlagen, bei einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung mehrere Einlaßöffnungen in Umfangsrichtung verteilt entlang derjenigen Zone an dem Gehäuse anzuordnen, in der die isotherme Expansion erfolgt, wobei das Drosselventil selektiv diejenige Einlaßöffnung einstellt, durch die komprimierte und aufgeheizte Gase in das Gehäuse eingeführt werden, um gegen die Flügel des Rotors zu drücken. Dadurch, daß mehrere Einlaßöffnungen vorgesehen sind, und daß der Einlaß von Gas durch diese Einlaßöffnungen hindurch steuerbar ist, kann die Maschine ein hohes Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit erzeugen. Ihre Arbeitscharakteristik

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kann so modifiziert werden, daß sie höhere Geschwindigkeiten zuläßt, wie es von der anzutreibenden Vorrichtung, beispielsweise einem Kraftfahrzeug, gefordert wird.

Bei modernen Kraftfahrzeugen besteht die Notwendigkeit einer Beheizung und außerdem eine große Nachfrage nach Klimaanlagen. Eine Wärmekraftmaschine nach der Erfindung führt mechanisch komprimierte Gase durch eine Heizvorrichtung zu ihrer Einlaßöffnung zurück. Es hat sich ergeben, daß ein Teil dieser zurückgeführten ,komprimierten Gase unter Abzweigung durch einen Wärmetauscher hindurchgeführt und der Maschine mit niedrigerem Druck während des isothermen Kompressionszyklus wieder zugeführt werden können, ohne die Arbeitscharakteristik der Maschine merklich zu verändern. Wenn der Wärmetauscher einen Kondensor und einen Verdampfer enthält, die unabhängig voneinander installiert sind, kann der Kondensor als Wärmequelle und der Verdampfer als Kältequelle zum Abziehen der Hitze benutzt werden.

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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an einem bevorzugten AusfUhrungsbelspiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer nach dem Prinzip der Erfindung aufgebauten Wärmekraftmaschine, in der das Drosselventil und der zugehörige Wärmetauscher erkennbar ist.

Fig. 2 ist ein Druck-Volumen-Diagramm, welches den Carnotzyklus einer Wärmekraftmaschine darstellt, die mit einem idealen Gas betrieben wird und zeigt die Netzwerkzustände bei den verschiedenen Positionen des Gaseinlasses.

Zuerst sei auf Fig. 2 Bezug genommen, in der ein Druck-Volumen -Di ag ramm dargestellt ist, das das von einer Wärmekraftmaschine verfügbare Netzwerk zeigt. Die dargestellten Verhältnisse gehen davon aus, daß die Wärmekraftmaschine nach einem Carnotkreis arbeitet und daß ein ideales Gas verwendet wird. Ausgehend vom Punkt 1 des Diagramms findet normalerweise eine isotherme Expansion oder ein Expansionsprozeß mit konstanter Temperatur zwischen den Punkten 1 und 2 statt. Dies ist als Phase A bezeichnet. In Übereinstimmung mit dem Carnotprinzlp wird während dieser Zeit der Maschine von einem Hochtemperatur-fteervoir Wärme zugeführt und Arbeit erzeugt.

Als nächstes findet eine reversible adiabatische Expansion zwischen den Punkten 2 und 3 statt. Während dieses Vorganges fährt das Gas fort sich gegen einen Druckabfall zu entspannen und leistet weitere Arbeit, während die Gastemperatur gleichzeitig abfällt. Dieser Vorgang

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stellt die Phase B des Kreises dar. Während dieser Zeit erfolgt keine Wärmeübertragung.

In der dritten Phase des Carnotkreises (Phase C) erfolgt eine isotherme Kompression zwischen den Punkten 3 und 4. Während dieses Vorganges wird ein Teil der Kompressionsarbeit in das Gassystem zurückgegeben, während die Niedrigtemperatur-Wärme des Gases zu einem Niedrigtemperatur-Wärmereservoir übertragen wird.

Schließlich wird in der vierten Phase des Carnotkreises zwischen den Punkten ²J- und 1 (Phase D) eine reversible adiabatische Kompression durchgeführt, die während der Kompressionsarbeit aufgebracht werden muß, um das System genau auf den Anfangspunkt, den Punkt 1, zurückzuversetzen.

Erfindungsgemäß ist eine Rotationsmaschine, die generell mit dem Bezugszeichen lO bezeichnet ist, vorgesehen. Diese Rotationsmaschine arbeitet grundsätzlich nach dem Carnotkreis-Prinzip, hat jedoch gewisse Verbesserungen, die es ihr gestatten, eine akzeptable Arbeitsleistung abzugeben, so daß sie wirtschaftlich einsetzbar ist.

Die Maschine 10 enthält ein Gehäuse 11, das eine im wesentlichen zylindrische Kammer 12 bildet. Innerhalb des Gehäuses 11 ist ein Rotor 13 angeordnet, der um eine gegenüber der Achse des Zylinders 12 versetzte Achse rotiert und dabei an einem Punkt der Kammer dicht an das Gehäuse 11 herankommt. An dem gegenüberliegenden Punkt der Kammer besteht ein größerer Zwischenraum zwischen Rotor und Gehäuse. Der Punkt, an dem der exzentrisch zum Gehäuse angeordnete Rotor Ij5 dem.Gehäuse 11 am nächsten kommt, ist der Punkt der

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größten Gaskompression und entspricht dem Punkt 1 des Druck-Volumen-Diagramms der Fig. 2.

Der Rotor 13 ist mit mehreren mit Abstand über seinen Umfang verteilten Flügeln 14 ausgestattet. Die speziellen Konstruktionsdetails der Flügel 14 und ihre Befestigung am Rotor 13 sind nicht im einzelnen dargestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Flügel 14 in dem Rotor 13 so befestigt sind, daß sie radiale Gleitbewegungen ausführen und von dem Rotor konstant radial nach außen gedrückt werden, so daß sie in stetiger Dichtberührung mit der Wand der Kammer 12 stehen.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung soll der Rotor 13 im Uhrzeigersinn rotieren. Ein kurzes Stück vor dem Punkt 1 ist das Gehäuse 11 mit einer Auslaßöffnung 15 für komprimierte Gase versehen. Die Auslaßöffnung 15 führt in eine Auspuffleitung 16, die mit einem im wesentlichen T-förmigen AnschlußstUck 17 an eine Bypaßleitung 18 angekuppelt ist. Die Bypaßleitung 18 ist ihrerseits an eine Heizvorrichtung 20 angekuppelt, Inder die komprimierten Gase aufgeheizt werden, bevor sie zu der durch das Gehäuse gebildeten Kammer zurückgeführt werden.

Die aufgeheizten und komprimierten Gase werden von der Heizvorrichtung 20 einer Beschickungsleitung 21 zugeführt, die zu einer generell mit dem Bezugszeichen 22 versehenen Drosselvorrichtung führt. Die Drosselvorrichtung enthält mehrere separate Einlaßleitungen 23, 24 und 25, die sich jeweils an den Einlaßöffnungen 26, 27 und 28 in das Gehäuse 11 öffnen. Die Einlaßöffnungen 26, 27 und 28 sind in Umfangsriohtung in Abständen zueinander entlang des Gehäuses 11

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zwischen dem zuvor erwähnten Punkt 1 und den gegenüber diesem in Umfangsrichtung versetzten Punkt 2, der dem Punkt 2 des Druck-Volumen-Diagramms nach Fig. 2 entspricht, angeordnet. An dieser Stelle sei vermerkt, daß in Fig. 2 drei Druck-Volumen-Diagramme mit den Punkten 2X, 2Y und 2 entsprechend der Zufuhr von Wärme und Druckgas durch die jeweilige Einlaßöffnung 26, 27 bzw. 28 überlagert dargestellt sind.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Strom heißen und komprimierten Gases von der Heizvorrichtung 20 durch die Beschickungsleitung 21 in die Einlaßleitungen 23, 24 und 25 durch ein drehbares Drosselventil 30 gesteuert ist. Das Drosselventil 30 kann in bekannter Weise aufgebaut sein, vorzugsweise so, daß es sequentiell arbeitet. Dies, bedeutet, daß das Drosselventil nacheinander ein Fluid durch die Einlaßöffnung 26, die Einlaßöffnung .27 und die Einlaßöffnung 28 in die durch das Gehäuse 11 gebildete Kammer schickt. Eine nähere Erläuterung der Drosselvorrichtung 20 erfolgt später.

Im folgenden sei im einzelnen auf die Zuordnung der Wärmekraftmaschine 10 zu dem Druck-Volumen-Diagramm der Fig. eingegangen. Zusätzlich zu den schon erwähnten Punkten 1 und 2 enthält die schematische Darstellung der Maschine 10 die Punkte 3 und 4, die den Punkten 3 und 4 des Druck-Volumen-Diagramms nach Fig. 2 entsprechen.

Wie schon erwähnt, ist die Phase des Gaszustandes zwischen den Punkten 1 und 2 als Phase A bezeichnet. In gleicher Weise ist die Gaszustandsphase zwischen den Punkten 2 und 3 als Phase B bezeichnet. Die Gaszustandsphase zwischen den Punkten 3 und 4 ist Phase C und die Gaszustandephase zwischen den Punkten 4 und 1 die Phase D. All diese Phasen

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entsprechen den vier Phasen A, B, C und D des Druck-Volumen-Diagramms der Fig. 2.

In dem Bereich der Gaszustandsphase C sollte eine möglichst große Menge an zurückgehaltener Wärme von dem innerhalb der Kammer 12 befindlichen Gas abgegeben werden. Dementsprechend ist das Gehäuse 11 mit externen Durchflußleitungen 31 versehen, von denen nur drei dargestellt sind. Diese externen Durchflußleitungen haben vorzugsweise die Form kleiner Gehäuse mit äußeren Ableitflächen, um die Wärmeabfuhr zu erleichtern. Die Leitungen 31 münden durch öffnungen 32 in die Kammer 12 ein. Man erkennt, daß das Gas innerhalb der Kammer 12 bei einer Drehung des Rotors 13 zunehmend komprimiert wird und nicht gehindert ist, durch die Leitungen 3I zu fließen. Wenn die Flügel 14 die jeweiligen Leitungen 3I passieren, fließt das komprimierte Gas, das in den Leitungen enthalten ist, aus diesen heraus, und zwar teilweise infolge der Kühlwirkung, die durch die die Leitungsgehäuse umgebenden Ableitflächen erzeugt wird,und teilweise infolge der Tatsache, daß unmittelbar hinter Jedem Flügel, nachdem dieser die jeweilige öffnung 32 passiert hat, ein niedrigerer Druck herrscht als zu der Zeit, wenn der nächstfolgende Flügel dieselbe öffnung 32 im wesentlichen erreicht hat.

Ferner sei vermerkt, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Leitungen 3I durch in Umfangsrichtung verlaufende Leitungen 33 miteinander verbunden sind. Diese können entweder verwendet werden oder nicht. Wenn sie verwendet werden, entsteht zusätzlich ein vorwiegend im Gegenuhrzeigersinn laufender Gasfluß durch die Leitungen 3I und 33· Dieser Gasfluß entsteht dadurch, daß

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der Druck in der Kammer 12 an der Stelle 4 größer ist als an der Stelle 3·

Es leuchtet sein, daß die Gase durch eine Reduzierung ihrer Wärmebeladung in der Kammer 12 zwischen den Punkten 5 und 4 wesentlich komprimiert werden, wodurch es leichter wird, sie beim Durchlaufen der Strecke zwischen den Punktet und 1, in der die stärkste Kompression der Gase stattfindet, noch weiter zu komprimieren.

Bei der speziellen Konstruktion der Wärmekraftmaschine 10 kann der Abfall der Druck-Volumen-Linie,zwischen den Punkten 1 und 2 flacher gehalten werden, indem man der natürlichen Volumenvergrößerung der Gase infolge der Erweiterung des Raumes zwischen Rotor und Gehäuse zwischen den Punkten 1 und 2 nachgibt. In gleicher Weise kann die Steigung der Linie C zwischen den Punkten 5 und 4 flacher gemacht werden, indem man die Gase stärker komprimiert und den Gasdruck zwischen den Punkten 4 und 5 auf einem Minimum hält. Auf diese Weise kann die Leistungsfähigkeit der Wärmekraftmaschine 10 erheblich verbessert werden. Ein leistungsfähiger Maschinenbetrieb ist möglich, wobei ausreichend Leistung für den Antrieb der anzutreibenden Vorrichtung zur Verfügung steht.

Wärmekraftmaschinen der in Fig. 1 dargestellten Art können zum Betrieb von Fahrzeugen oder anderen Einrichtungen verwendet werden.

Obwohl die Konstruktion der Heizvorrichtung 20 an sich beliebig sein kann, wird vorgeschlagen, sie als Brennkraftmaschine für gasförmige Brennstoffe auszubilden. Es hat sich herausgestellt^ daß bestimmte Kohlenwasser» stoffgase, einschließlich z.B. Propan und Butan^ wirksam

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als Brennstoffe verwendbar sind. Diese Kohlenwasserstoffgase ergeben bei ihrer Verbrennung relativ saubere Abgase, verglichen mit den Abgasen einer Brennkraftmaschine mit interner Verbrennung.

Erfindungsgemäß ist ein Brennstofftank 35 vorgesehen, in dem der aus Kohlenwasserstoffgas bestehende Brennstoff in flüssiger Form unter Druck aufbewahrt wird. Der Brennstoff wird über eine Leitung 36,in der sich ein Steuerventil 37 befindet, der Heizvorrichtung 20 zugeführt.

Die Konstruktion der Heizvorrichtung 20 hängt in starkem Maße von der speziellen Verwendungsart der Wärmekraftmaschine 10 ab. Bei dem speziellen in dieser Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiel soll die Wärmekraftmaschine in Verbindung mit einer Vorrichtung, deren Leistungsbedarf stark schwankt, wie beispielsweise einem Motorfahrzeug, eingesetzt werden. Die Heizvorrichtung kann daher mit einem Mehrstufenbrenner ausgestattet sein, der u. a. einen Sparbrenner enthält, welcher soviel Leistung aufbringt, daß die Wärmekraftmaschine 10 mit Leerlaufgeschwindigkeit arbeitet.

Ferner wird vorgeschlagen, innerhalb der Kammer 12 das gleiche Gas zu nehmen, das in der Heizvorrichtung 20 als Brennstoff benutzt wird. Es hat sich gezeigt, daß bestimmte Kohlenwasserstoffgase,einschließlich Propan und Butan, ausgezeichnet als Arbeitsgase in der Wärmekraftmaschine 10 verwendbar sind. Insbesondere Propan hat sich als ausgezeichnetes Schmiermittel für die Flügel 14 erwiesen, die in Gleitkontakt mit den das Gehäuse 11, das die Kammer 12 begrenzt, bildenden Wänden stehen.

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Es ist klar, daß stets ein geringer Leckbetrag des Druckgases aus der Rotationsmaschine entweicht. Daher wird vorgeschlagen, für eine konstante Ersetzung des aus der Kammer 12 entweichenden Gases zu sorgen. Zu diesem Zweck ist eine weitere Leitung 38 vom Brennstofftank 35 zur Bypaßleitung 18 geführt. Der Gasdurchfluß durch die Leitung 38 wird von einem Ventil 40 gesteuert. Gewünscht enf alls können die Ventile 37 und 40 zusammengeschaltet sein, so daß Gas von dem Gasspeichertank 35 nur dann an die Wärmekraftmaschine 10 abgegeben wird, wenn die Heizvorrichtung 20 in Betrieb ist und die Maschine läuft. Insoweit als der Gasdruck im Innern des Gasspeichertanks 35.größer ist als der Druck des von der Maschine 10 in die Bypaßleitung 18 strömenden Gases, sollte ein Rückschlagventil 4l in der Bypaßleitung 18 oberhalb der Einlaufstelle von Leitung 38 in die Bypaßleitung vorgesehen sein.

Etwa aus dem Gehäuse 11 ausströmendes Gas kann auf einfache Weise wMergewonnen werden, wenn das Gehäuse 11 innerhalb einer einfachen (nicht dargestellten) Verkleidung untergebracht ist. Die das Gehäuse 11 umgebende Luft sowie die übrigen Gase können zum Zwecke der Verbrennung entwichener Gase in die Heizvorrichtung eingeblasen werden, so daß die Leckwirkung keinen Brennstoffverlust zur Folge hat.

Oben wurde zwar vorgeschlagen, für die Heizvorrichtung das gleiche Kohlenwasserstoffgas zu verwenden, wie für die Kammer 12, es ist aber klar, daß in die Kammer 12 auch ein anderes Gas eingeführt werden kann. Wenn jedoch solch ein anderes Gas verwendet wird, wird es immer noch über die Bypaßleitung 18 der Kammer 12 in der dargestellten Weise zugeführt, mit der Ausnahme, daß es noch in einem von dem

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Brennstofftank getrennten Tank enthalten sein müßte.

Die Drosselvorrichtung 20 und ihre Wirkung ist derart, daß sie mit Vorteil in Verbindung mit einem Motorfahrzeug eingesetzt werden kann, bei dem bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschiedlicher Leistungsbedarf auftritt. Aus dem Druck-Volumen-Diagramm der Fig. 2, in dem die mit der Maschine 10 verfügbaren Kennlinien dargestellt sind, erkennt man, daß die jeweils eingestellte Kennlinie von der Stellung des Drosselventils 30 abhängt. Die Drosselvorrichtung ist jedoch so aufgebaut, daß sie für einen leistungsfähigen Maschinenbetrieb sorgt, insbesondere für die Verwendung der Brennkraftmaschine in Verbindung mit einem Motorfahrzeug.

Es ist bekannt, daß Motorfahrzeuge normalerweise mit einer Heizung zur Konditionierung der Luft im Fahrzeuginnenraum ausgestattet sind. Darüber hinaus sind in neuerer Zeit zahlreiche Fahrzeuge mit einer Klimaanlage ausgestattet, die es zusätzlich ermöglicht, die Fahrzeugluft zu kühlen. Die Maschine 10 kann sowohl eine Heizung als auch eine Kühlung eines Fahrzeuges mit einem Minimum an Leistungsverlust durchführen. Dies wird durch einen Kondensor und einen Verdampfer 43 erreicht, die durch eine Durchflußleitung 44 mit eingeschaltetem Drosselventil 45 miteinander verbunden sind. Dem Kondensor werden komprimierte Gase von der Maschine 10 durch das T-förmige Anschlußstück 17 und eine Leitung 46 zugeführt. Die Leitung 46 enthält ein Rückschlagventil 47 zur Verhinderung des Rückströmens von Gasen. Vom Verdampfer 48 führt eine Rücklaufleitung zurück in die Kammer, vorzugsweise in den Anfangsbereich der Phase C durch die erste der Leitungen yi, in Rotationsrichtung gesehen.

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In dem Kondensor 42, der als Heizung für das jeweilige Motorfahrzeug dient, werden die komprimierten Gase schnell gekühlt und daher noch mehr komprimiert. Wenn' die komprimierten Gase aus dem Kondensor das Drosselventil 45, das in Form eines Expansionsventiles ausgebildet sein kann, passieren und in den Verdampfer gelangen, expandieren sie und absorbieren Wärme. Sie kühlen daher die durch den Verdampfer hindurchgehende Luft und wirken kühlend im Sinne einer Klimaanlage für das jeweilige Fahrzeug.

Die Luftleitungen zur Durchführung der Aufheizung und Kühlung der Luft im Innern eines Motorfahrzeuges können leicht an den Kondensor 42 und den Verdampfer 43 in herkömmlicher Weise angeschlossen werden. Aus diesem Grunde sind sie aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung fortgelassen.

Die Maschine und ihr Wärmetauscher können ferner in besonders zweckmäßiger Weise als Bestandteile eines Gesamtenergiesystems eingesetzt werden. In einem derartigen System wird die Maschine zum Antrieb einer Energieerzeugungsmaschine, beispielsweise einer Maschine zur Erzeugung elektrischer Leistung, eingesetzt und gleichzeitig wird der Wärmetauscher dazu, benutzt, selektiv für die nötige Kühlung und Heizung der Anlagen zu sorgen.

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Claims

Ansprüche

Ijj Wärmekraftmaschine mit einem exzentrisch in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse angebrachten Rotor, welcher in gleitendem Dichtkontakt mit dem Gehäuse stehende Flügel aufweist und an einer Stelle der durch das Gehäuse gebildeten im wesentlichen zylindrischen Kammer der Gehäusewand am nächsten kommt, während er an einer zweiten Stelle den größten Abstand von der Gehäusewand einnimmt, bei welcher bei einer Drehung des Rotors ein Arbeitsgas ' nach einem Carnotkreis nacheinander den folgenden Einwirkungen ausgesetzt wird: A - isotherme Expansion; B - reversible adiabatische Expansion; C - isotherme Kompression und D - reversible adiabatische Kompression, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bypaßleitung (18) zu beiden Seiten der engsten Stelle zwischen Rotor (13) und Gehäuse (11) in die Kammer (12) in Bereichen der Gaszustände D bzw. A einmündet, daß eine Heizvorrichtung (20) zum Aufheizen der durch die Bypaßleitung (18) strömenden Gase zur Ermöglichung der isothermen Expansion vorgesehen ist, daß an die Kammer (12) eine abgedichtete externe Gegenflußleitung (46, 44, 48) angeschlossen ist, welche die unter der Wirkung des Rotors (13) komprimierten Gase in einen Bereich des Gaszustandes (C)mit niedrigerem Druck zurückführt, und daß in die externe Gasflußleitung (46, 44, 48) eine Kühlvorrichtung (Verdampfer 43) zur Durchführung einer isothermen Kompression eingeschaltet ist.
2. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypaßleitung (18) an ihrem Eintrittsende in Drehrichtung des Rotors (13) ein kurzes Stück vor der engsten Stelle der Kammer (12) angeordnet ist, um die Gase im Zustand stärkster mechanischer Kompression, abzuleiten und daß

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die Bypaßleitung mit einem Ausgangsende versehen ist, das über einen großen Bereich der Zone des Gaszustandes (A) an die Kammer (12) anschließbar ist.
3. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die externen Gegenflußleitungen (44, 46, 48) zur Erzielung einer starken Gaskühlung primär als Pufferleitungen (surge passages) ausgebildet sind.
4. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Pufferleitungen (_surge passages) mit gegenseitigem Abstand am Umfang der Kammer (12) angeordnet sind.
5. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fünferleitungeη (surge· passages) an ihren der Kammer (12) abgewandten Enden zur Ermöglichung einer Gasströmung um einen Teil der Kammer (12) herum in Gegenrichtung zur Rotationsrichtung des Rotors (13) miteinander verbunden sind.
6. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch fgekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (20) derart ausgebildet ist, daß sie mit einem gasförmigen, minimale Luftverschmutzung bewirkenden Brennstoff betreibbar ist.
7. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das als Arbeitsmedium in der Kammer (12) verwendete Gas- mindestens einen Bestandteil des als Brennstoff verwendeten Gases entfällt.

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8. Wärmekraftmaschine nach Anspruch J, dadurch Gekennzeichnet, daß die Bypaßleitung (18) zur Ermöglichung der Einführung des Brennstoffgases in die Kammer (12) mit dem Brennstofftank (35) verbunden ist.
9. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas wenigstens zum Teil aus Propan besteht.
10. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ergänzen des'Gases in der Kammer (12) eine Gaszufuhrvorrichtung an die Bypaßleitung (18) angeschlossen 1st.
11. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung zur Veränderung der Ausgangsleistung der Maschine derart ausgebildet ist, daß sie eine Veränderung der isothermen Expansion A ermöglicht.
12. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung (22) eine Umstelleinrichtung zur Veränderung desjenigen Punktes im Bereich des Gaszustandes enthält, in dem das aufgeheizte Arbeitsgas in die Kammer (12) zurückgeführt wird.
13· Wärmekraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Drosselvorrichtung (22) mehrere Einlaßöffnungen (26, 27, 28) in der Kammer (12) aufweist, und daß ein Ventil (30) zum selektiven Anschluß der Einlaßöffnungen (26, 27, 28) an die Bypaßleitung (18) in Strömungsrichtung hinter der Heizvorrichtung (20) angeordnet ist.

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14. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (30) als Drehventil ausgebildet ist, das Gase nacheinander den Einlaßöffnungen (26, 27, 28) der Kammer (12) zuführt.
15. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Kammer (12) mindestens ein Wärmetauscher (42, 43) angeordnet ist, dem aus der Zone des Gaszustandes (D) der Kammer (12) komprimiertes Gas zugeführt wird,und daß der Wärmetauscher zur Veränderung der Temperatur eines externen Fluids geeignet ausgebildet ist.
16. Wärmekraftmaschine nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (42, 43) eine an die Zone des Gaszustandes C der Kammer (12) angeschlossene Rückläufleitung (48) aufweist.
17. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (48) des Wärmetauschers mit der Gegenstromleitung (31* 33) gekoppelt ist.
18. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher einen wärmeerzeugenden Kondensor (42) enthält.
19. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensor (42) zur·Beheizung des Innen-, raumes eines Motorfahrzeuges dient, dessen Bestandteil die Wärmekraftmaschine ist.
20. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher einen wärmeaufnehmenden Verdampfer (43) enthält.

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21. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (4j5) zur Kühlung des Innenraumes eines Motorfahrzeuges dient, dessen Bestandteil die Wärmekraftmaschine ist.
22. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher einen wärmeerzeugenden Kondensor (42) und einen wärmeaufnehmenden Verdampfer (²O) enthält, die selektiv zur Beheizung oder Kühlung des Innenraumes eines Motorfahrzeuges einsetzbar sind.

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