DE2308832A1 - HEATING AND COOLING DEVICE WITH ROTARY DRIVE - Google Patents

HEATING AND COOLING DEVICE WITH ROTARY DRIVE

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DE2308832A1
DE2308832A1 DE19732308832 DE2308832A DE2308832A1 DE 2308832 A1 DE2308832 A1 DE 2308832A1 DE 19732308832 DE19732308832 DE 19732308832 DE 2308832 A DE2308832 A DE 2308832A DE 2308832 A1 DE2308832 A1 DE 2308832A1
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DE19732308832
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William Allen Doerner
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EI Du Pont de Nemours and Co
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Description

PitofrtMw Dr. Ing. Walter Abltz Dr. Dieter F. Morf 22. ΓΕΟ. 1373PitofrtMw Dr. Ing.Walter Abltz Dr. Dieter F. Morf 22. ΓΕΟ. 1373

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E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY lOth and Market Streets, Wilmington, Del. I9898, V.St.A.E. I. DU PONT DE NEMORS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Del. I9898, V.St.A.

Heiz- und Kühlvorrichtung mit DrehantriebHeating and cooling device with rotary drive

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heiz- und Kühlvorrichtung mit Drehantrieb und insbesondere eine mit einer Kraftmaschine ausgestattete Heiz- und Kühlanlage, di« in einem geschlossenen Bankine-Kreislauf arbeitet und welche einen Kondensator und Verdampfer aufweist, welcher mit der Kraftmaschine gekoppelt ist, um mit derselben als eine Einheit umzulaufen.The present invention relates to a heating and cooling device with a rotary drive and, in particular, to one with a Power machine equipped heating and cooling system, di «in a closed bankine cycle works and which has a condenser and evaporator, which with the Engine is coupled to the same as a unit to run around.

Gemäss der vorliegenden Erfindung besitzt die Heiz- und Kühlvorrichtung mit Drehantrieb ein zylindrisches Gehäuse, welches um seine Achse umläuft sowie eine umlaufende Kraftmaschine im Gehäuse, welche ein koaxiales drehbares Antriebselement aufweist, welches von der Kraftmaschine betätigt wird, eine Kondensatoranlage, die koaxial an einer Gehäuseseite anliegt und mit dem Gehäuse als Einheit umläuft, und einen Kältemittelverdichter, welcher drehbar koaxial im Gehäuse angeordnet istAccording to the present invention, the heating and cooling device with rotary drive has a cylindrical housing which rotates around its axis and a rotating engine in the housing, which has a coaxial rotatable drive element, which is operated by the engine, a condenser system, which rests coaxially on one side of the housing and rotates with the housing as a unit, and a refrigerant compressor, which is rotatably arranged coaxially in the housing

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und durch das Antriebselement mit einer ersten vorgegebenen Geschwindigkeit angetrieben wird, um die Kältemitteldämpfe im Gehäuse zu verdichten, wobei die koaxial anschliessend an eine Gehäuseseite angeordnete Kondensatoreinrichtung mit dem Gehäuse als Einheit umläuft und dazu dient, das . komprimierte Kältemittel vom Verdichter zu kondensieren, eine - Kältemittel-Expansionseinrichtung, welche im Gehäuse zur Expansion des in der Kondensatoranlage kondensierten Kältemittels angeordnet ist, eine Einrichtung zur Zufuhr von kondensiertem Kältemittel zur genannten Kältemittel-Expansionseinrichtung, einen koaxial anschliessend an die andere Gehäuseseite angeordneten Verdampfer, welcher mit dem Gehäuse als Einheit umläuft und Kältemittel aus der Expansionseinrichtung aufnimmt und verdampft, eine Einrichtung zur Rückführung von verdampften Kältemittel vom Verdampfer zum Gehäuse, und eine im Gehäuse angeordnete Getriebeanordnung, welche zwischen dem Antriebselement und dem Gehäuse liegt und zum Antrieb des Gehäuses, des Kondensators.und des Verdampfers als Einheit mit einer zweiten vorgegebenen Geschwindigkeit dient, welche wesentlich geringer als die erste vorgegebene Geschwindigkeit des Antriebselements und des Verdichters ist.and driven by the drive member at a first predetermined speed to generate the refrigerant vapors to compress in the housing, wherein the capacitor device arranged coaxially adjoining a housing side with revolves around the housing as a unit and serves to compressed To condense refrigerant from the compressor, a - refrigerant expansion device, which in the housing for expansion of the refrigerant condensed in the condenser system is arranged, a device for supplying condensed Refrigerant to the said refrigerant expansion device, one coaxially connected to the other side of the housing arranged evaporator, which rotates with the housing as a unit and refrigerant from the expansion device receives and evaporates, a device for returning evaporated refrigerant from the evaporator to the housing, and a Gear arrangement arranged in the housing, which lies between the drive element and the housing and for driving the housing, of the condenser. and the evaporator as a unit with a second predetermined speed is used, which is essential is less than the first predetermined speed of the drive element and the compressor.

Die vorliegende Erfindung stellt eine neue Heiz- und Kühlvorrichtung mit Drehantrieb zur Verfugung, welche eine gedrängte einheitliche Bauweise aufweist und sich durch ruhigen Betrieb und guten Wirkungsgrad auszeichnet. Die Vorrichtung kann hermetisch abgeschlossen werden und erfordert keine Hochgeschwindigkeitsdichtungen, um Abschnitte der Vorrichtung, die mit unterschiedlichen Drücken oder mit verschiedenen Fluiden arbeiten, voneinander zu trennen. Die Vorrichtung kann entweder ein eignes Kältemittel und Arbeitsmittel verwenden oder ein einziges Fluid sowohl für die Kraftmaschine und den üühlvorgang. Die Vorrichtung eignet sich zur Erzeugung elektrischer oder anderer Leistung zusätzlich zur Kühlung oder Erwärmung eines Fluids. Die erfindungsgemässe Vorrichtung arbeitet mit isentropischer Expansion des Kältemittels-Fluids, wodurch zu-The present invention provides a new heating and cooling device with rotary drive available, which has a compact, uniform design and is characterized by quiet operation and good efficiency. The device can be hermetically sealed and does not require high speed seals, around sections of the device that work with different pressures or with different fluids, to separate from each other. The device can either use its own refrigerant and working medium or a single fluid for both the engine and the cooling process. The device is suitable for generating electrical or other performance in addition to cooling or heating a fluid. The device according to the invention works with isentropic expansion of the refrigerant fluid, which leads to

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sätzliche Leistung zum Ausgleich der Last am Verdichter geliefert wird, während auch die Kühlkapazität des Kühlmittels erhöht wird.additional power supplied to balance the load on the compressor while also increasing the cooling capacity of the coolant.

.Die vorliegende Erfindung wird anschliessend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert; es zeigen:The present invention is then based on an in the drawings illustrated embodiment explained; show it:

Fig. 1 einen diametrischen Schnitt durch eine erfindungsgemässe» mit einer umlaufenden Wärmekraftmaschine ausgestattete Vorrichtung, in welcher verschiedene Fluide als Kessel-Betriebsfluid und als Kältemittel verwendet werden,Fig. 1 is a diametric section through an inventive » device equipped with a rotating heat engine, in which different fluids are used as boiler operating fluid and as refrigerant,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1,Fig. 2 is a cross section along the line 2-2 of Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrösserten vertikalen diametrischen Teilschnitt durch die umlaufende Wärmekraftmaschine gemäss der vorliegenden Erfindung,3 shows an enlarged vertical diametrical partial section by the rotating heat engine according to the present invention,

Fig. 3a einen Teilschnitt, welcher ein bauliches Einzelmerkmal der Erfindung darstellt,3a shows a partial section, which shows an individual structural feature represents the invention,

Fig. 4 einen Teilquerschnitt längs der Linie 4-4 der B1Xg. 3>Fig. 4 is a partial cross-section along line 4-4 of B 1 Xg. 3>

Fig. 5 einen Querschnitt in erheblich verkleinertem Masstab längs der Linie 5-5 der,Fig. 3,5 shows a cross section on a considerably reduced scale along the line 5-5 of, Fig. 3,

Fig. 6 einen vergrösserten vertikalen diametrischen Teilschnitt durch den zentralen Nabenabschnitt der umlaufenden Wärmekraftmaschine ,6 shows an enlarged vertical diametrical partial section through the central hub section of the rotating heat engine ,

Fig. 7 eine schematische Ansicht längs der Linie 7-7 der Fig. 6 des Getriebes mit konstantem übersetzungsverhältnis,7 is a schematic view taken along line 7-7 of FIG Fig. 6 of the transmission with constant transmission ratio,

Fig. 8 eine vergrösserte Teilansicht, teilweise im Schnitt, welche die Befestigung der nicht-umlaufenden Schmiermittel-8 shows an enlarged partial view, partly in section, which fix the non-rotating lubricant

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Zuführleitung innerhalb des mit hoher Drehzahl umlaufenden Sonnenrades des in Fig. 6 dargestellten Getriebes mit konstantem übersetzungsverhältnis zeigt,Feed line within the rotating at high speed Shows the sun gear of the transmission shown in Fig. 6 with a constant gear ratio,

Fig. 9 eine vergrösserte Teilansicht längs der Linie 9-9 der Fig. 1, ·9 is an enlarged partial view taken along line 9-9 of FIG.

Fig. 10 ein Teilquerschnitt längs der Linie 10-10 der Fig. 3,Fig. 10 is a partial cross-section along the line 10-10 of Fig. 3,

Fig. 11 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, welche eine alternative Kondensatoranlage für das Kessel-Arbeitsfluid und das Kältemittel zeigt,FIG. 11 is a view similar to FIG. 3 showing an alternative Shows the condenser system for the boiler working fluid and the refrigerant

Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie 12-12 der Fig. 11,FIG. 12 shows a section along the line 12-12 of FIG. 11,

Fig. 13 eine vergrösserte Teilansicht, zum Teil im Schnitt längs der Linie 13-13 der Fig. 11,13 shows an enlarged partial view, partly in section along line 13-13 of Fig. 11,

Fig. 14 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, welche eine abgeänderte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, in welcher das gleiche Fluid für das Kessel-Arbeitsfluid und das Kältemittel verwendet wird,FIG. 14 is a view similar to FIG. 3, but showing a modified one Represents embodiment of the present invention, in which the same fluid is used for the boiler working fluid and the refrigerant,

Fig. 14a eine vergrösserte Teilansicht, teilweise im Schnitt, eines Teils der Fig. 14,FIG. 14a shows an enlarged partial view, partly in section, of part of FIG. 14,

Fig. 14b eine der Fig. 14a ähnliche Ansicht eines anderen Teils der Fig. 14,14b shows a view similar to FIG. 14a of another part of FIG. 14,

Fig. 15 eine perspektivische Darstellung, welche die erfindungsgemässe Vorrichtung zusammen mit Leitungen und Ventilen für Kühlung oder zum Klimatisieren eines Gebäudes im Sommer oder in einem warmen Klima darstellt,15 is a perspective view showing the inventive Device together with lines and valves for cooling or for air conditioning a building in summer or in a warm climate,

Fig. 16 eine der Fig. 15 ähnliche Darstellung, aus welcher die Leitungen und Ventile zum Erwärmen eines Gebäudes imFIG. 16 shows an illustration similar to FIG. 15, from which the pipes and valves for heating a building in

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Winter oder in einem kalten Klima ersichtlich sind, undWinter or in a cold climate can be seen, and

Fig. 17 einen vertikalen Teilschnitt, ähnlich jenem der Fig. 3i welcher eine abgeänderte Bauweise und Anordnung der Kältemittel-Expansionseinrichtung darstellt.FIG. 17 is a partial vertical section, similar to that of FIG. 3i which is a modified design and arrangement of the refrigerant expansion device represents.

Die dargestellte Ausführungsform einer mit Drehantrieb versehenen Heiz- und Kühlvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung umfasst eine umlaufende in einem geschlossenen fiankine-Kreis arbeitende Maschine, welche einen Kessel B.aufweist, eine Arbeitsfluid-Expansionseinrichtung PX und einen Kondensator C^, welcher mit einem Kältemittelverdichter P, einer Kältemittel-Expansionseinrichtung HX und einem Verdampfer E_ gekoppelt ist. Die einzelnen Bauteile sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, wdbei der Kondensator C_ und der Verdampfer E in axialem Abstand an gegenüberliegenden Seiten des Kessels B, der Expansionseinrichtung PX, des Verdichters P und der Expansionseinrichtung EX angeordnet sind, welche in gedrängter Bauweise dazwischen in einem koaxialen Gehäuse H angeordnet sind. Der Kessel B_, der Kondensator C_ und der Verdampfer E_ sind zum koaxialen Umlauf als Einheit angeordnet. Die Arbeitsfluid-Expansionseinrichtung PX wird mit vorgegebener Geschwindigkeit durch das vom Kessel B erzeugte Druck-Arbeitsfluid angetrieben und treibt ihrerseits den Kältemittelverdichter P und ein inneres Getriebe mit konstanter übersetzung, welches mit der Kessel-Kondensator-Verdampfer-Einheit verbunden ist, um letztere mit einer vorgegebenen geringeren Drehzahl anzutreiben. Die Gesamteinheit ist hermetisch abgedichtet und ein durch ein Pendel gehemmter Drehmomentanker !Γ ist für das Getriebe vorgesehen. Die mit einem geschlossenen Hankine-Kreis arbeitende Haschine ist zur Verwendung mit hochmolekularen Fluiden bestimmt, wobei gemäss einer Ausführungsform der Erfindung, welche manchmals als Zweikreissystem bezeichnet wird, Fluide mit unterschiedlich hohem Molekulargewicht für das Kessel-Aibeitsfluid und das Kältemittel verwendet werden. InThe illustrated embodiment of a heating and cooling device provided with a rotary drive according to the present invention comprises a rotating machine working in a closed fiankine circuit, which has a boiler B., a working fluid expansion device PX and a condenser C ^, which with a refrigerant compressor P, a refrigerant expansion device HX and an evaporator E_ is coupled. The individual components are on a common Axis arranged, wdbei the condenser C_ and the evaporator E at an axial distance on opposite sides of the boiler B, the expansion device PX, the compressor P and the expansion device EX are arranged, which in a compact Design are arranged in between in a coaxial housing H. The boiler B_, the condenser C_ and the evaporator E_ are arranged as a unit for coaxial circulation. The working fluid expansion device PX is driven by the pressure working fluid generated by the boiler B at a predetermined speed and in turn drives the refrigerant compressor P and an internal gear with constant ratio, which is connected to the boiler-condenser-evaporator unit in order to drive the latter at a predetermined lower speed. The entire unit is hermetically sealed and a torque anchor locked by a pendulum! Γ is for that Gear provided. The ones with a closed hankine circle working machine is intended for use with high molecular weight fluids, according to one embodiment of the invention, which is sometimes referred to as a two-circuit system, Fluids with different high molecular weights can be used for the boiler fluid and the refrigerant. In

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einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, welche manchmal als Spaltkreissystem bezeichnet wird, dient das gleiche hochmolekulare Fluid sowohl für das Kessel-Arbeitsfluid als auch als Kältemittel.a second embodiment of the invention, which sometimes is referred to as a gap system, the same high molecular weight fluid is used for both the boiler working fluid and as a refrigerant.

In der Zweikreis-Ausführung gemäss der vorliegenden Erfindung, welche in den Zeichnungen und insbesondere in ü'lg. 3 dargestellt ist, ist der umlaufende Kessel B_ einstückig mit dem koaxialen Maschinengehäuse H ausgebildet und umfasst eine zylindrische, ringförmige Kammer a, welche das Gehäuse H umgibt und welche durch eine äussere kontinuierliche, umfangsseitige Wand 2, durch Seitenwände 3 und 4 und eine innere, kontinuierliche Wand 5 gebildet wird, wobei die letztere die Umfangswand des Maschinengehäuses H darstellt. Die äussere Umfangswand 2 des Kessels ist vorzugsweise, wie dargestellt, mit umfangsseitig verlaufenden Rippen 6 versehen, Vielehe die Wärmeleitfähigkeit der Wand erhöhen; die Wand 2 kann stattdessen so ausgebildet sein, dass eine vergrösserte wärmeleitende Oberfläche erhalten wird, wie dies in der US-PS 3 690 (ausgegeben am 12. September 1972) beschrieben ist.In the two-circuit design according to the present invention, which in the drawings and in particular in ü'lg. 3 shown is, the rotating tank B_ is formed in one piece with the coaxial machine housing H and comprises a cylindrical, annular chamber a, which surrounds the housing H and which by an outer continuous, circumferential Wall 2, through side walls 3 and 4 and an inner, continuous wall 5 is formed, the latter being the peripheral wall of the machine housing H. The outer one Circumferential wall 2 of the boiler is preferably, as shown, provided with circumferentially extending ribs 6, many the Increase the thermal conductivity of the wall; the wall 2 can instead be designed so that an enlarged thermally conductive Surface is obtained as described in U.S. Patent 3,690 (issued September 12, 1972).

Zusätzlich zur umfangsseitigen Wand 5 besitzt das Maschinengehäuse H im axialen Abstand angeordnete Seitenwandabschnitte 7 und 8. Das Maschinengehäuse H und der Kessel B sind zur Drehung um ihre gemeinsame Achse mit Hilfe von Wellenabschnitten 9 und 10 angeordnet, die sich jeweils koaxial von entgegengesetzten Seitenwänden 7 und 8 des Gehäuses nach aussen erstrecken. Das äussere Ende der Welle 9 wird mittels eines Lagers 11 in einer stationären Nabe 12 gelagert, welche von radialen Speichen 13 gehalten wird, die von einem konzentrischen Ring 14- radial nach innen verlaufen, wobei dieser Hing seinerseits von einem Träger 15 an einer stationären Basis 16 der Maschine gehalten wird. In ähnlicher Weise ist das äussere Ende der Welle 10 drehbar mittels eines Lagers 17 in einem stationären Ring 18 gehalten, welcher durch radiale Speichen 19 getragen wird, die sich von einem konzentrischenIn addition to the peripheral wall 5, the machine housing has H axially spaced side wall sections 7 and 8. The machine housing H and the boiler B are for Rotation about their common axis with the help of shaft sections 9 and 10, each coaxially from opposite Side walls 7 and 8 of the housing extend outward. The outer end of the shaft 9 is supported by means of a bearing 11 in a stationary hub 12, which is supported by radial spokes 13 is held by a concentric Ring 14 run radially inward, this Hing in turn from a support 15 on a stationary base 16 of the machine is held. Similarly, the outer end of the shaft 10 is rotatable by means of a bearing 17 held in a stationary ring 18 which is carried by radial spokes 19 extending from a concentric

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king 20 nach innen erstrecken, welcher seinerseits von einem Träger 21 an der f es teilenden Basis der Maschine gehalten wird, wie am besten aus iig. 1 und 9 ersichtlich ist. Aus der vorausgehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass der zylindrische Kessel B und das Maschinengehäuse H zusammen mit den Wellen 9 und 10 eine einheitliche Anordnung bilden, welche mittels der Lager 11 und 17 für eine koaxiale Drehung als Einheit um die Maschinenachse angeordnet ist.king 20 extend inwardly, which in turn is held by a support 21 on the f it dividing base of the machine, as best from iig. 1 and 9 can be seen. From the previous one Description it can be seen that the cylindrical boiler B and the machine housing H together with the shafts 9 and 10 form a unitary arrangement, which by means of bearings 11 and 17 for coaxial rotation as a unit is arranged around the machine axis.

Der umlaufende Kessel dreht sich um seine Achse mit einer vorgegebenen Drehzahl , welche derart ausgelegt ist, dass die erforderliche Zentrifugalkraft entsteht, um das gewählte Kessel-Arbeitsfluid umfangεseitig gleichmässig verteilt und in Berührung mit der Innenfläche der äusseren umfangsseitigen Wand des Kessels zu halten,*die in Fig. 3 mit i bezeichnet ist,die in hohem Masse stabil ist und im wesentlichen zylindrisch und konzentrisch zur Drehachse des Kessels liegt. Die Grenzschicht i. liegt im wesentlichen auf einem vorgegebenen Radius von der Drehachse des Kessels entfernt, damit hohe Kessel-, wärmeflüsse zusätzlich zu jenen, die durch Schwerkraft entstehen, erhalten werden.The revolving boiler rotates around its axis with a predetermined one Speed, which is designed in such a way that the required centrifugal force arises to the selected Boiler working fluid evenly distributed around the circumference and in contact with the inner surface of the outer peripheral To keep wall of the boiler, * which is designated in Fig. 3 with i, the is stable to a high degree and is essentially cylindrical and concentric to the axis of rotation of the boiler. The boundary layer i. is essentially on a given radius away from the axis of rotation of the boiler, so that high boiler, heat flows in addition to those caused by gravity, can be obtained.

Es wird auf die i'ig. 2 und 3 Bezug genommen. Der ringförmige ilussigkeitskorper im Kessel kann zur Verdampfung desselben auf die notwendige Siedetemperatur, beispielsweise dadurch erhitzt werden, dass ein Brennstoff-Luftgemisch in einer stationären Verbrennungskammer 22 verbrannt wird, welche die umlaufende Kesselkammer 1 umgibt. Der für die Verbrennung erforderliche Brennstoff gelangt aus einer Düse 23 in der eroforderlichen Menge und unter dem notv/endigen. Druck in die Verbrennungskammer 22, während die zur Mischung mit dem Brennstoff benötigte Luft durch eine Anzahl von öffnungen 24 in der umfangsseitigen Wand 25 in die Verbrennungskammer zugeführt wird. Eine Haubenanordnung 26 begrenzt eine Kammer 27, in welche Luft über eine Leitung 28 mit dem Druck und in der iienge eingeführt wird, die zur wirksamen Verbrennung des Brenn-It gets to the i'ig. 2 and 3 are referred to. The ring-shaped one Liquids in the boiler can evaporate to the necessary boiling temperature, for example by heating a fuel-air mixture in a stationary Combustion chamber 22 is burned, which surrounds the circumferential boiler chamber 1. The one for the incineration required fuel comes from a nozzle 23 in the required amount and below the necessary. Pressure in the Combustion chamber 22, while the air required for mixing with the fuel through a number of openings 24 in the peripheral wall 25 is fed into the combustion chamber will. A hood assembly 26 defines a chamber 27 into which air via a line 28 with the pressure and in the iienge is introduced, which is necessary for the efficient combustion of the fuel

- 7 • wobei eine Flüssigkeit-Da^f-trennschicht gebildet wird,- 7 • whereby a liquid-da ^ f separating layer is formed,

stoffes zum Erhitzen der ilüssigkeit im Kessel auf die gewünschte Temperatur erforderlich sind. Die Verbrennungsabgase werden durch eine Abgasleitung 29 abgeführt, und eine stationäre Querwand JO, welche angrenzend an die Kesselumfangswand 2 angeordnet ist, liegt zwischen der Brennstoffdüse 23 und der Abgasleitung 29, um die Hezirkulation der Verbrennungsgase zu steuern.material are required to heat the liquid in the kettle to the desired temperature. The combustion gases are discharged through an exhaust pipe 29, and a stationary transverse wall JO, which is adjacent to the boiler peripheral wall 2 is arranged, lies between the fuel nozzle 23 and the exhaust pipe 29 to circulate the combustion gases to control.

Innerhalb des Maschinengehäuses H ist zur Drehung mit diesem eine ringförmige Expansionseinrichtung FX für das Arbeitsfluid, welche , wie am besten aus Pig. 6 ersichtlich ist, eine mittige Bohrung 31 aufweist, die sich koaxial durch die Expansionseinrichtung erstreckt. Die Expansionseinrichtung FX ist koaaxial innerhalb des Maschinengehäuses H mittels einer Anzahl von radial angeordneten Schaufeln 32 befestigt, welche innerhalb des Gehäuses K im gleichen umfangsseitigen Abstand voneinander angeordnet sind und welche an ihren inneren und äusseren Bändern jeweils mit der Expansionseinrichtung FX und der Wand 5 des Maschinengehäuses verbunden sind, beispielsweise durch ßchweissen wie in I'ig. 4 bei 33 und 34· angegeben ist.Within the machine housing H is an annular expansion device FX for the working fluid for rotation therewith, which as best from Pig. 6 as can be seen, has a central bore 31 which extends coaxially through the expansion device. The expansion device FX is coaxial fixed inside the machine housing H by means of a number of radially arranged blades 32, which inside of the housing K at the same circumferential distance from one another are arranged and which at their inner and outer bands are each connected to the expansion device FX and the wall 5 of the machine housing, for example by welding as in I'ig. 4 at 33 and 34 · indicated is.

Es wird auf die i'ig. 3 und 6 Bezug genommen. Die Expansionseinrichtung FX für das Arbeitsfluid besteht aus einer einstufigen ummantelten Turbine, welche einen Hotor 35 dit einer Reihe von Turbinenschaufeln 37 aufweist, die am Umfang des Rotors angeordnet sind. Der Turbinenrotor 35 ist zur koaxialen Drehung unabhängig vom Kessel B_ und vom Maschinengehäuse H auf einer Welle 38 gelagert, welche mittels eines Lagers 39 zur Drehung innerhalb der Bohrung 3I der Expansionseinrichtung PX angeordnet ist. Eine ringförmige Reihe von Düsen 40 ist in der Expansionseinrichtung FX koaxial mit dem Turbinenrotor 35 und gegenüber den. behäufeln 37 desselben angeordnet. Ein ringförmiger Hochdruckverteiler 41 ist in der Expansionseinrichtung FX vorgesehen und mündet in die Turbinendüsen 40.It gets to the i'ig. 3 and 6 are referred to. The expansion device FX for the working fluid consists of a single-stage, jacketed turbine, which has a rotor 35 dit a series of turbine blades 37 which are arranged on the circumference of the rotor. The turbine rotor 35 is mounted for coaxial rotation independently of the boiler B_ and the machine housing H on a shaft 38 which is arranged by means of a bearing 39 for rotation within the bore 3I of the expansion device PX . An annular row of nozzles 40 is in the expansion device FX coaxial with the turbine rotor 35 and opposite the. paddle 37 of the same arranged. An annular high pressure distributor 41 is provided in the expansion device FX and opens into the turbine nozzles 40.

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Hochdruckdampf wird von der Kesselkammer 1 dem Verteiler über eine Anzahl von radialen Öffnungen oder Kanälen 42 zugeführt und eine entsprechende Anzahl radial angeordneter Danpfrohre 43 ist im gleichen Abstand am Umfang der Achse zwecks Erzielung einer gleichmässigen Drehung angeordnet. Der in der Kesselkammer 1 erzeugte Hochdruck dampf gelangt von der Kesselkammer durch die Rohre 43 und öffnungen 42 zum Hochdruckverteiler 41, von welchem er durch die Turbinendüsen 40 austritt und auf die Schaufeln 37 zum Antrieb des Turbinenrotors 35 und seiner Welle 38 mi"fc d©r gewünschten Drehzahl auftrifft. Eine Dichtung 44, beispielsweise eine berührungslose Labyrinthdichtung,ist an der Turbinenwelle innen neben dem Lager 39 vorgesehen, um einen Verlust von Dampfdruck von der Turbine längs der Welle 38 so klein wie möglich zu halten.High pressure steam is fed from the boiler chamber 1 to the distributor via a number of radial openings or channels 42 and a corresponding number of radially arranged drainage pipes 43 are arranged at the same distance on the circumference of the axis in order to achieve a uniform rotation. The high-pressure steam generated in the boiler chamber 1 passes from the boiler chamber through the pipes 43 and openings 42 to the high-pressure distributor 41, from which it exits through the turbine nozzles 40 and onto the blades 37 to drive the turbine rotor 35 and its shaft 38 m i "fc d © r desired speed impacts. a seal 44, such as a non-contact labyrinth seal, is provided on the turbine shaft inside next to the bearing 39, to hold a loss of vapor pressure of the turbine along the shaft 38 as small as possible.

Ein ringförmiger Diffusor 46 ist koaxial neben dem Turbinenrotor 35 stationär angeordnet, um die aus der Expansionseinrichtung austretenden Dämpfe aufzunehmen, wobei die Eintrittsöffnung des Diffusors den Turbinen se hau fein 37 an ihren von den Düsen 40 abgewandten Seiten gegenüberliegt. Der aus dem Diffusor 46 austretende Abdampf gelangt in das Maschinengehäuse H, von welchem er dem Kondensator C_ zugeführt wird, wie anschliessend beschrieben wird. Eine Anzahl von sich axial erstreckenden radialen Trennwänden 47 sind im Diffusor 46 angeordnet und dienen mit den vorausgehend erwähnten radialen Schaufeln dazu, die Winkelgeschwindigkeit des Abdampfes auf den gleichen Wert zu halten, den der umlaufende Kessel und die Gehäuseeinheit aufweisen.An annular diffuser 46 is coaxial with the turbine rotor 35 arranged in a stationary manner in order to remove the from the expansion device absorb escaping vapors, the inlet opening of the diffuser the turbines se hau fine 37 at their of facing away from the nozzles 40 sides. The one from the Exhaust steam exiting diffuser 46 reaches the machine housing H, from which it is fed to the condenser C_, as is subsequently done is described. A number of axially extending radial partitions 47 are disposed in diffuser 46 and serve with the aforementioned radial blades to control the angular velocity of the exhaust steam on the to keep the same value as the circulating boiler and the housing unit.

Innerhalb des Maschinengehäuses H ist ferner koaxial neben der Expansionseinrichtung PX ein Kältemittelverdichter bzw. ein© Pumpe P angeordnet. .Der Verdichter P- weist ein ringförmiges Gehäuse 50 auf, welches fest innerhalb des umlaufenden Gehäuses H mit Hilfe der vorausgehend erwähnten radialen Schaufeln 32 angeordnet ist, so dass das Verdichtergehäuse^O koaxialA refrigerant compressor or a pump P is also arranged coaxially next to the expansion device PX inside the machine housing H. The compressor P - has an annular housing 50, which is fixedly arranged within the circumferential housing H with the aid of the radial blades 32 mentioned above, so that the compressor housing ^ O is coaxial

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als Einheit mit dem Maschinengehäuse H und dem Kessel JB umläuft. V/ie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, weist das Verdichtergehäuse 50 eine koaxiale ringförmige Kaminer 51 auf, in welcher ein Verdichterrotor 52 angeordnet ist, welcher zu seinem Antrieb mit der Turbinenwelle 38 vergilt ist. Koaxial zur Aussenseite des Verdichtergehäuses 50 ist beispielsweise durch Eolzen 53 eine ringförmige Platte 54 befestigt, die mit dem Verdichtergehäuse 50 zusammenwirkt, um eine Anzahlrotates as a unit with the machine housing H and the boiler JB. As can best be seen in FIG. 6, this shows Compressor housing 50 has a coaxial ring-shaped chimney 51, in which a compressor rotor 52 is arranged, which is connected to the turbine shaft 38 for its drive. Coaxial to the outside of the compressor housing 50 is for example attached by Eolzen 53 an annular plate 54 which cooperates with the compressor housing 50 to a number

umfangsseitig verteilt angeordneter ,radialer Eintrittskanäle 55 zum#Verdichterrotor 52 zu bilden. Die Turbinenwelle 38 erstreckt/ koaxial durch die Platte 54- und ist in dieser durch ein Lager 56 gelagert. Fluides Kältemittel, welches in den Verdichter durch die Eintrittskanäle 55 eintritt, wird durch den Rotor 52 verdichtet und dann durch eine Anzahl radialer Kanäle 57 und Rohre 58 an eine ringförmige Hochdruckkammer 59 in der Kältemittel-Expansionseinrichtung RX abgegeben, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.To form circumferentially distributed, radial inlet channels 55 to # compressor rotor 52. The turbine shaft 38 extends / coaxially through the plate 54 - and is supported therein by a bearing 56. Fluid refrigerant entering the compressor through inlet ducts 55 is compressed by rotor 52 and then delivered through a number of radial ducts 57 and tubes 58 to an annular high pressure chamber 59 in refrigerant expansion device RX, as can be seen from FIG. 3 .

Die Kältemittel-Expansionseinrichtung RX umgibt den Verdichter P koaxial und ist derart befestigt, um mit dem umlaufenden Maschinengehäuse H zu rotieren, und zwar mit Hilfe der erwähnten radialen Schaufeln 32 sowie mit Hilfe eines Paars von sich radial erstreckenden inneren und ausseren,axial versetzt angeordneten,ringförmigen Trennwänden 60 und 61. Die Trennwände 60 und 61 verbinden jeweils die Arbeitsfluid-Expansionseinrichtung PX und die Kältemittel-Expansionseinrichtung RX sowie die letztere und die Innenfläche der Umfangswand 5 des umlaufenden Maschinengehäuses H, wodurch das.Innere des umlaufenden Maschinengehäuses H unterteilt und jeweils in eine Kühlkammer X und eine Maschinenkammer Y- getrennt wird, so dass keine merkliche Vermischung von Arbeitsfluid und Kältemittel eintritt. Dabei ist eine nicht dargestellte Isolierung vorgesehen, um die Erwärmung der Kältemitteldämpfe bei ihren Durchtritt vom Verdampfer zum Verdichtereinlass so gering wie möglich zu halten.The refrigerant expansion device RX surrounds the compressor P coaxially and is mounted in such a way as to rotate with the rotating machine housing H by means of the aforementioned radial blades 32 and by means of a pair of radially extending inner and outer, axially offset, annular partition walls 60 and 61. The partition walls 60 and 61 each connect the working fluid expansion device PX and the refrigerant expansion device RX and the latter and the inner surface of the peripheral wall 5 of the rotating machine housing H, whereby the interior of the rotating machine housing H is divided and each into a cooling chamber X and a machine chamber Y - are separated so that no noticeable mixing of working fluid and refrigerant occurs. Insulation, not shown, is provided in order to keep the heating of the refrigerant vapors as low as possible as they pass from the evaporator to the compressor inlet.

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Vie vorausgehend beschrieben wurde, sind der Kessel B1 das Gehäuse Ht der Kondensator C_ und der Verdampfer E_ zur koaxialen Drehung als Einheit angeordnet, wobei im Einklang mit der vorliegenden Erfindung eine mechanische Kupplung zwischen der Expansionseinrichtung PX und der Kessel-Kondensator-Verdampfer-Einheit angeordnet ist, so dass nach dem Anlaufen während des Betriebes der Maschine die Einheit kontinuierlich durch die von der Haschine erzeugte Primärleistung angetrieben wird, liies erfolgt mittels eines inneren, abgeschlossenen Getriebes mit konstantem übersetzungsverhältnis, welches koaxial zur Haschine angeordnet und im Innern des Gehäuses H vorgesehen ist.As described above, the boiler B 1, the housing H t, the condenser C_ and the evaporator E_ are arranged for coaxial rotation as a unit, wherein in accordance with the present invention a mechanical coupling between the expansion device PX and the boiler-condenser-evaporator Unit is arranged so that after the start-up during operation of the machine the unit is continuously driven by the primary power generated by the machine, liies takes place by means of an internal, closed gear with constant transmission ratio, which is arranged coaxially to the machine and inside the housing H. is provided.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht gemäss den i'ig. und 7 das Getriebe aus einem Planetengetriebe, welches ein bonnenrad 63 aufweist, das fest auf der Turbinenwelle 58 sitzt und von dieser angetrieben wird. Das angetriebene Sonnenrad 63 treibt eine Anzahl von Zahnrädern, von denen jedes in einem Nadellager 64 auf einem Wellenstummel 65 gelagert ist, welcher fest im anliegenden Abschnitt eines nicht-uinlaufenden Drehmomentankers T_ befestigt ist, welcher einen koaxial angeordneten zentralen Nabenabschnitt 66 aufweist, welcher am inneren Ende der Maschinenwelle 9 mittels eines Lagerpaares 67 gelagert ist. Wie dargestellt, ist das üonnenrad 63 jeweils im Eingriff mit einem grösseren Zahnrad 68 jeder Zahnradanordnung, um dieses anzutreiben, während ein kleineres Zahnrad 69 der Zahnradanordnung im Eingriff mit einem koaxialen Zahnkranz 70 steht, um diesen anzutreiben; der Zahnkranz ?0 ist innerhalb der Ausnehmung einer Platte 54 des Verdichtergehäuses 50 angeordnet und wird von dieser gehalten.In the illustrated embodiment, according to the i'ig. and FIG. 7 shows the transmission made up of a planetary gear, which has a cylindrical gear 63 which is fixedly on the turbine shaft 58 sits and is driven by this. The powered Sun gear 63 drives a number of gears, each of which is mounted in a needle bearing 64 on a stub shaft 65 which is fixed in the adjoining section of a non-inflowing Torque anchor T_ is attached, which has a coaxially arranged central hub portion 66, which is mounted on the inner end of the machine shaft 9 by means of a pair of bearings 67. As shown, the sun gear is 63 each in mesh with a larger gear 68 of each gear assembly to drive it, while a smaller Gear 69 of the gear arrangement meshes with a coaxial ring gear 70 to to drive this; the ring gear? 0 is arranged within the recess of a plate 54 of the compressor housing 50 and is held by this.

Ler Drehmonentanker T_ weist einen äusseren umfangsseitigen Hendabschnitt 72 auf, welcher sich neben der Kältemittel-Expansionseinrichtung KZ radial nach aussen erstreckt, wieLer torque tanker T_ has an outer circumferential end portion 72 which, in addition to the refrigerant expansion device KZ, extends radially outward, such as

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"beispielsweise aus Fig. 3 ersichtlich ist, und ein radial nach innen gerichteter Stegabschnitt 73 des Drehmomentankers T^ ist mit einer Anzahl von umfangsseitig angeordneter Öffnungen 74 ausgebildet £eren Querschnittsfläche ausreicht, um eine verhältnismässig freie Strömung des Käl.temittels innerhalb der Kammer X im Gehäuse H zu gestatten. Der Drehmomentanker T1 wird gegenüber der umlaufenden Kaschinen-Kondensator-Verdampfer-Einheit mittels eines Pendelelements 75 stationär gehalten, welches sich vom Randabschnitt 72 des Drehmomentankers T_ radial nach aussen erstreckt."For example, from Fig. 3 can be seen, and a radially inwardly directed web section 73 of the torque armature T ^ is formed with a number of circumferentially arranged openings 74. Its cross-sectional area is sufficient to allow a relatively free flow of the Käl.temittels within the chamber X in the Housing H. The torque armature T 1 is held stationary with respect to the rotating machine-condenser-evaporator unit by means of a pendulum element 75 which extends radially outward from the edge section 72 of the torque armature T_.

Das Pendelelement 75 ist bezüglich seiner Dichte, seiner Abmessungen und seiner Lage derart ausgebildet, dass es die gewünschte Gegenkraft ausübt, welche gegen das äussere Reaktionsmoment des Luftzugs im Kondensator und Verdampfer gerichtet ist und besteht gemäss einer bevorzugten Ausführungsform aus Stahl, wobei es in der Ausführung nach Fig. 10 einen Innenradius von 27»94 cm (11,0 Zoll) aufweist, einen äusseren Radius von 43,18 cm (17,0 Zoll), eine Breite von 2,54 cm (1,0 Zoll), eine Bogenlänge von 30° und ein Gewicht von 5f67 kg (12,5 Pfund). Das Pendel liefert ein Gegendrehmoment, welches ausreicht, um den Drehmomentanker CD stationär zu halten und eine Drehung desselben gegen eine Einwirkung von 12,6 kg-m (9»1 Fuss-Pfund) zu verhindern; dieses Drehmoment ist erforderlich, um die Kessel-Kondensator-Verdampfer-Einheit mit 1200 Umdrehungen pro Minute anzutreiben, wenn sowohl der Kondensator wie der Verdampfer Luft pumpen.The pendulum element 75 is in terms of its density, its dimensions and its position is designed in such a way that it exerts the desired counterforce, which counteracts the external reaction torque of the draft in the condenser and evaporator is directed and consists according to a preferred embodiment made of steel, with an inner radius of 27 »94 cm (11.0 inches) in the embodiment according to FIG. 10, an outer one 43.18 cm (17.0 in) radius, 2.54 cm (1.0 in.) Width, 30 ° arc length, and weight 5f67 kg (12.5 pounds). The pendulum provides a counter torque which is sufficient to keep the torque anchor CD stationary hold and prevent rotation thereof against an impact of 12.6 kg-m (9 »1 foot-pounds); this Torque is required to drive the boiler-condenser-evaporator unit to be driven at 1200 revolutions per minute when both the condenser and the evaporator are pumping air.

Als Folge des nicht-umlaufenden Drehmomentankers £ sind die Planeten-Zahnrad-Anordnungen fest angeordnet, so dass ihre Achsen sich nicht drehen oder sich nicht umfangsseitig gegenüber der Maschinenachse bewegen. Damit wird die an der Expanßionseinrichtung PX verfügbare Ausgangsleistung, die nicht zum Antrieb des Verdichterrotors 52 verwendet wurde, vom treibenden Sonnenrad 63 über die Planeten-Zahnradanordnungen direkt auf den angetriebenen Zahnkranz 70 auf der umlaufenden Kessel-As a result of the non-rotating torque anchor £, the Planetary gear assemblies fixedly arranged so that their axes do not rotate or do not face each other on the circumference move the machine axis. This is the output power available at the expansion device PX that is not used for the Driving the compressor rotor 52 was used by the driving force Sun gear 63 via the planetary gear arrangements directly on the driven ring gear 70 on the rotating boiler

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Cß-7264/7370Cβ-7264/7370

Kondensator-Verdampfer-Einheit übertragen, wodurch diese Einheit mit der konstanten Drehzahl der jeweiligen Getriebeanordnung in Drehung versetzt wird.Condenser-evaporator unit transferred, making this Unit with the constant speed of the respective gear arrangement is set in rotation.

Wie vorausgehend erwähnt wurde, tritt der vom Turbinendiffusor 46 austretende Abdampf in den umlaufenden Kondensator C_ ein, wo er kondensiert, wobei im Einklang mit der vorliegenden Erfindung das verdichtete,aus dem Verdichter P austretende Kältemittel ebenfalls im Kondensator C_ kondensiert. Gemäss der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform umfasst der umlaufende Kondensator C^ eine koaxiale Anordnung von ringförmigen radialen Rippen 80 und sich axial erstreckenden Wärmetauschrohren 81a und 81b, die umfangsseitig verteilt um die Haschinenwelle 10 angeordnet sind und mit dem Maschinengehäuse H und dem Kessel B zusammen umlaufen. Die Rippen 80 bestehen aus getrennten, oder unabhängigen ringförmigen Scheiben, welche mittels der Wärmetauschrohre 81a_ und 81b_, die sich in Längsrichtung durch die Rippen 80 erstrecken, in einem vorgegebenen gleich grossen Abstand zueinander gehalten werden. Die Rippen 80 und die Rohre 81a_ und 81b bestehen aus Metall hoher Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Kupfer oder Aluminium, und die Rippen sind vorzugsweise mit den Wärmetauschrohren durch Hart- öder Weichlöten oder dgl. verbunden, um eine möglichst grosse Wärmeleitfähigkeit zwischen diesen Teilen zu erzielen. * As mentioned above, the exhaust steam exiting from the turbine diffuser 46 enters the circulating condenser C_ , where it condenses, the compressed refrigerant exiting from the compressor P also condensing in the condenser C_ in accordance with the present invention. According to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the rotating capacitor C ^ comprises a coaxial arrangement of annular radial ribs 80 and axially extending heat exchange tubes 81a and 81b, which are arranged circumferentially distributed around the machine shaft 10 and with the machine housing H and the Circulate boiler B together. The ribs 80 consist of separate or independent annular disks which are held at a predetermined, equally large distance from one another by means of the heat exchange tubes 81a_ and 81b_, which extend in the longitudinal direction through the ribs 80. The fins 80 and the tubes 81a_ and 81b are made of metal of high thermal conductivity, such as. B. copper or aluminum, and the ribs are preferably connected to the heat exchange tubes by hard or soft soldering or the like. In order to achieve the greatest possible thermal conductivity between these parts. *

Die Wärmetauschrohre 81a und 81b sind in voneinander gleichem Abstand ausgewuchtet am Umfang der Rippen 80 um die Welle 10 angeordnet, wie beispielsweise aus Fig. 2 ersichtlich ist. Im Einklang mit der vorliegenden Erfindung dienen die Wärmetuaschrohre 81^ des Kondensators £ zur Kondensation des vom Diffusor 46 austretenden Arbeitsfluids und die abwechselnd angeordneten Wärmetauschrohre 81b dienen zur Kondensation des vom Verdichter P an die Hochdruckkammer 59 der Kältemittel-Expansionseinrichtung RX abgegebenen verdichteten fluiden Kältemittels.The heat exchange tubes 81a and 81b are balanced at the same distance from one another on the circumference of the ribs 80 around the shaft 10 arranged, as can be seen, for example, from FIG. The heat exchanger tubes serve in accordance with the present invention 81 ^ of the condenser £ for condensation of the from the diffuser 46 exiting working fluid and the alternately arranged heat exchange tubes 81b are used to condense the from the compressor P to the high pressure chamber 59 of the refrigerant expansion device RX released compressed fluid refrigerant.

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Zu diesem Zweck sind gemäss der i(<ig. 3 die inneren Enden der Rohre 81 ji in entsprechenden Öffnungen 82 angeordnet, die in der anliegenden Maschinengehäusewand 8 vorgesehen sind, so dass das Innere der Rohre 81a. in Verbindung mit dem Innenraum der anliegenden Maschinenkammer Y des Gehäuses H steht, in welche der vom Diffusor 46 abgegebene Abdampf des Arbeitsfiuids abgegeben wird. Andererseits erstrecken sich die abwechselnd angeordneten Wärmetauschrohre 81b für den verdichteten Kältemitteldampf durch öffnungen 83 in der Maschinengehäusewand und ihre inneren Enden erstrecken sich durch die anliegende Wand der Kältemittel-Expansionseinrichtung RX, so dass das Innere der Wärmetauschrohre 81t> in Verbindung mit der Hochdruck-Kältemittelkammer 59 steh't. Gemäss Fig. 1 sind die äusseren Enden der Rohre 81_a und 8ib_ in Ausnehmungen 84 befestigt, welche in einem ringförmigen endseitigen Ring 85 angeordnet sind, welcher koaxial neben den äussersten der Rippen 80 angeordnet ist und welcher ausgehend von der Maschinenwelle 10 von umfangsseitig verteilt angeordneten radialen Speichen 86 getragen wird.For this purpose, according to the i (<ig. 3, the inner ends of the tubes 81 ji in corresponding openings 82 are arranged which are provided in the attached machine housing wall 8, so that the inside of the tubes 81a. In communication with the interior of the appended machine chamber Y of the housing H, into which the exhaust vapor of the working fluid released by the diffuser 46 is released. On the other hand, the alternately arranged heat exchange tubes 81b for the compressed refrigerant vapor extend through openings 83 in the machine housing wall and their inner ends extend through the adjacent wall of the refrigerant Expansion device RX, so that the inside of the heat exchange tubes 81t is in connection with the high-pressure refrigerant chamber 59. According to FIG , which is arranged coaxially next to the outermost of the ribs 80 and which starting from the machine shaft 10 is supported by radial spokes 86 distributed around the circumference.

Die inneren umfangsseitigen Ränder der Rippen 80 bilden innerhalb derselben eine koaxiale Einlasskammer 87 für das Kühlfluid, welches von und zwischen einer Anzahl von umlaufenden Rippen in der anschliessend beschriebenen Weise nach aussen abgegeben wird. Der Innendurchmesser des Rings 20 und des Rings 85 ist der gleiche wie der Innendurchmesser der anliegenden Gruppe von Rippen 80, damit die Fluidströmung nach innen zur Kammer 87 nicht behindert wird, und ein sich nach aussen erweiterndes oder glockenförmig ausgebildetes Fluideinlasselement 88 ist fest am Ring 20 koaxial ausserhalb des Einlassendes der Kammer 87 angeordnet. Der zentrale Abschnitt der Haschinengehäusewand 8 ist im Bereich der Welle 10 gekrümmt und im wesentlichen konisch ausgebildet, wie bei 8a angedeutet ist, um die Strömung des Wärmetauschfluids durch die Kammer 87 zu den Rippen 80 des Kondensators stromlinienförmig auszubilden.The inner peripheral edges of the ribs 80 form within the same has a coaxial inlet chamber 87 for the cooling fluid flowing from and between a number of circulating Ribs is released to the outside in the manner described below. The inner diameter of the ring 20 and of the ring 85 is the same as the inside diameter of the abutting group of ribs 80 to allow fluid flow to follow inside to chamber 87 is not obstructed, and one after externally widening or bell-shaped fluid inlet element 88 is fixedly arranged on the ring 20 coaxially outside the inlet end of the chamber 87. The central section the machine housing wall 8 is curved in the area of the shaft 10 and is essentially conical in shape, as in 8a is indicated to the flow of the heat exchange fluid through to streamline the chamber 87 to the ribs 80 of the condenser.

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Die axiale Länge des Kondensators C_ und der Abstand zwischen benachbarten Rippen 80 wird durch die Drehzahl der Kessel-Kondensator- Verdampfereinheit und die kinematische Viscosität des Kühlfluids so bemessen, dass eine Taylor-Zahl in Bereich von etwa 5 bis 10 und vorzugsweise 6 erhalten wird, und der innere und äussere Radius der Rippen wird so bemessen, dass ein Verhältnis des inneren Radius zum äusseren Radius der Rippen 80 im Bereich von etwa 0.70 bis 0,85» und vorzugsweise etwa 0,77» erhalten wird, um die Viscositätseigenschaften des Kühlfluids und die von den rotierenden Rippen 80 an demselben ausgeübten Scherkräfte auszunützen, um das Kühlfluid zu fördern und radial zwischen die Rippen nach aussen im wesentlichen auf eine Geschwindigkeit zu beschleunigen, welche einen optimalen gesamten Wärmeaustausch zviischen den Fluidenin den Rohren 81a, und 81b_und dem zwischen den Rippen 80 strömenden Fluid ermöglicht. Im Einklang mit der in der DT-OS 2 IO7 845 beschriebenen Anordnung erstreckt sich der äussere umfangsseitige Abschnitt sowohl der Gehäusewand 8 und des Rings 85 radial nach aussen über die ,Rippen 80 um einen Betrag hinaus, um dadurch ringförmige radiale Flanschabschnitte F_ und i^_ zu ergeben, welche die Fluidströmung nach aussen zwischen den Rippen 80 erhöhen. Ferner können Schaufeln zur Erhöhung der axialen Fluidströmung zwischen den Flanschabschnitten F und FJ_ vorgesehen werden, wenn dies in der jeweiligen Anlage gewünscht wird.The axial length of the capacitor C_ and the distance between adjacent ribs 80 is determined by the speed of the boiler condenser Evaporator unit and the kinematic viscosity of the cooling fluid sized so that a Taylor number in the range of about 5 to 10 and preferably 6 is obtained, and the inner and outer radius of the ribs is dimensioned so that a ratio of the inner radius to the outer radius of the Ribs 80 in the range of about 0.70 to 0.85 »and preferably about 0.77 »is obtained in order to reduce the viscosity properties of the To use cooling fluids and the shear forces exerted thereon by the rotating fins 80 to convey the cooling fluid and to accelerate radially outwardly between the ribs substantially to a speed which is an optimum total heat exchange between the fluids in the tubes 81a, and 81b_ and the fluid flowing between the ribs 80 enables. Consistent with that described in the DT-OS 2 IO7 845 Arrangement extends the outer circumferential section of both the housing wall 8 and the ring 85 radially outward beyond the ribs 80 by an amount, thereby to annular radial flange portions F_ and i ^ _ result, which increase the fluid flow to the outside between the ribs 80. Furthermore, blades can be used to increase the axial fluid flow between the flange sections F and FJ_ provided if this is desired in the respective system.

Gemäss Fig. 3 gelangt der Abdampf der Turbine, welcher aus dem Diffusor 46 in die Gehäusekaminer Y abgegeben wird, in die Wärmetauschrohre 81a des Kondensators C_, in welchem der Dampf durch Wärmeaustausch mit einem Kühlfluid kondensiert wird, welches beispielsweise aus Ungebungsluft besteht, die in der vorausgehend beschriebenen Weise zwischen den Rippenreihen 80 nach aussen abgegeben wird. Das auf diese Weise in den Rohren 81ja gebildete Kondensat fliesst nach innen und wird an den inneren Enden der Rohre in eine η ringförmigen Sammelring 90 abgegeben und anschliessend gelangt es durch eine Anzahl ra-According to Fig. 3, the exhaust steam from the turbine, which comes from the Diffuser 46 is delivered into the housing chimney Y, in the Heat exchange tubes 81a of the condenser C_, in which the steam is condensed by heat exchange with a cooling fluid, which consists, for example, of ambient air in the previously described manner between the rows of ribs 80 is released to the outside. That way in the pipes 81ja formed condensate flows inwards and is transferred to the inner ends of the tubes in a η annular collecting ring 90 released and then it passes through a number of

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dialer Rohre 91 in einen ringförmigen Kessel-Flüssigkeitsbehälter 92. Flüssiges Arbeitsmittel wird dem Kessel B vom Flüssigkeitsbehälter 92 über eine Anzahl radialer Bohre 93 zugeführt. Der Flüssigkeitsstand i, in der Kesselkammer 1 wird selbsttätig ermittelt und durch eine Anzahl von Fühlerrohren 94-, welche die Kesselkammer 1 und den Flüssigkeitsbehälter verbinden, auf konstantem Niveau gehalten; diese Fühlerrohre arbeiten in der in der US-Pb 3 590 786 (veröffentlicht am 6. Juli 1971) beschriebenen Weise.dialer tubes 91 in an annular boiler liquid container 92. Liquid working medium is the boiler B from Liquid container 92 is supplied via a number of radial bores 93. The liquid level i in the boiler chamber 1 is determined automatically and through a number of sensor tubes 94- showing the boiler chamber 1 and the liquid container connect, kept at a constant level; these sensor tubes operate in the US Pat. No. 3,590,786 (published on July 6, 1971).

In ähnlicher'Weise gelangt das verdichtete ,vom Verdichter P abgegebene Kältemittel von der Hochdruckkammer 59 der Expaneionseinrichtung RX in die Wärmeaustauschrohre 81b des umlaufenden Kondensators C_, wo das Kältemittel durch Wärmeaustausch mit dem Kühlmedium kondensiert wird, welches, wie vorausgehend beschrieben wurde, zwischen die Rippenreihen 80 nach aussen austritt. Das flüssige Kältemittel, welches in den Wärmetauschrohren 81b_ kondensiert, fliesst in diesen Rohren nach innen und wird zur Hochdruckkammer 59 der Expansionseinrichtung RX zurückgeführt, von welcher es um ein radial angeordnetes ringförmigen Wehr 95 in dieser Kammer zu einer ringförmigen Expansionskammer 96 fliesst.In a similar way, the compressed refrigerant released by the compressor P passes from the high-pressure chamber 59 of the expansion device RX into the heat exchange tubes 81b of the circulating condenser C_, where the refrigerant is condensed by heat exchange with the cooling medium which, as described above, is between the rows of ribs 80 exits to the outside. The liquid refrigerant condensed in the heat exchange tubes 81b_, flows in these tubes inwards and is used for high-pressure chamber 59 of the expansion device RX returned from which it i that chamber n into an annular expansion chamber 96 flows around a radially disposed annular weir 95th

Das flüssige Kältemittel in der Kammer 96 wird unter Druck axial über eine Anzahl von umlaufenden Expansionsdüsen 97 abgegeben und tritt anschliessend durch ringförmige, nichtumlaufende Reihen von Expansions-Turbinenschaufeln 98, welche in dem ringförmigen umfangsseitigen Randabschnitt 72 des Drehmomentankers _T vorgesehen und gegenüber den umlaufenden Düsen 97 gemäss den Fig. 3 und 10 angeordnet sind. Die Expansionsdüsen 97 sind vorzugsweise in umfangsseitig im Abstand angeordneten Gruppen angeordnet, wovon jede eine Anzahl von Düsen aufweist, wie beispielsweise aus Fig. 5 hervorgeht, in welcher die Expansionsdüsen 97 in zwei Gruppen von jeweils drei Düsen angeordnet sind, welche diametral angeordnet und konzentrisch gegenüber der Drehachse der Maschine liegen.The liquid refrigerant in the chamber 96 is axially pressurized through a number of rotating expansion nozzles 97 released and then occurs through ring-shaped, non-circumferential Rows of expansion turbine blades 98, which provided in the annular peripheral edge portion 72 of the torque armature _T and opposite the circumferential Nozzles 97 according to FIGS. 3 and 10 are arranged. The expansion nozzles 97 are preferably arranged in circumferentially spaced groups, each of which is a number of Has nozzles, as can be seen for example from Fig. 5, in which the expansion nozzles 97 in two groups of each three nozzles are arranged, which are arranged diametrically and concentrically opposite the axis of rotation of the machine.

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Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, gelangt das von den Expansionsschau fein abgegebene flüssige Kältemittel in den Verdampfer E_, in welchem es durch Wärmeaustausch mit einem anderen Fluid, beispielsweise Umgebunprsluft, verdampft wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel v/eist der Verdampfer E einen ähnlichen Aufbau wie der vorausgehend beschriebene Kondensator C_ auf und enthält eine koaxiale Reihe von ringförmig angeordenten radialen Rippen 100 sowie sich axial erstreckenden Warmetausehrohren 1O1, die umfangsseitig um die Maschinenwelle 9 angeordnet und zum Umlauf mit dem Maschinengehäuse H, dem Kessel Is und dem Kondensator £ als Einheit bestimmt sind.As can be seen from FIGS. 1 and 3, this comes from the expansion show finely released liquid refrigerants in the evaporator E_, in which it is through heat exchange with a other fluid, for example ambient air, is evaporated. In the illustrated embodiment, the evaporator E has a similar structure to the condenser described above C_ and includes a coaxial series of annularly arranged radial ribs 100 and axially extending Heat exchange tubes 1O1, the circumferential side around the machine shaft 9 arranged and intended for circulation with the machine housing H, the boiler Is and the condenser £ as a unit.

Die inneren Enden der Rohre 101 sind in entsprechenden öffnungen 102 befestigt, welche in der anliegenden Maschinengehäusewand 7 vorgesehen sind, so dass das Innere der Rohre 101 in Verbindung mit der anliegenden inneren Kühlkammer X des Maschinengehäuses H steht und den nicht-umlaufenden Expansionsschaufeln 98 gegenüberliegt. Ein ßammelring 99» welcher mit einer nach innen vorstehenden Lippe 99a. vorgesehen ist, umgibt die inneren Enden der Rohre 101. Die äusseren Enden der Rohre 101 sind in Ausnehmungen 103 angeordnet, welche in einem endseitigen Ring 104 vorgesehen sind, welcher koaxial neben den äussersten Rippen 100 liegt und von der Maschinenwelle 9 durch umfangsseitig im Abstand angeordnete radiale Speichen 105 getragen wird.The inner ends of the tubes 101 are in corresponding openings 102 attached, which in the adjacent machine housing wall 7 are provided so that the interior of the tubes 101 in connection with the adjacent inner cooling chamber X of the Machine housing H and the non-rotating expansion blades 98 is opposite. A collecting ring 99 »which with an inwardly protruding lip 99a. is provided, surrounds the inner ends of the tubes 101. The outer ends of the tubes 101 are arranged in recesses 103 which are provided in an end ring 104, which is coaxially next to the outermost ribs 100 and from the machine shaft 9 by radial spokes 105 arranged at a distance on the circumferential side will be carried.

Qemäss Fig. 3 bilden die inneren umfangsseitigen Ränder der Rippen 100 innerhalb derselben eine koaxial angeordnete Einlasskammer 106 für das Wärmeaustauschfluid, welches durch die und zwischen der Anzahl umlaufender Rippen 100 in der vorausgehend in Verbindung mit dem Kondensator C_ beschriebenen Weise nach aussen abgegeben wird. Der Innendurchmesser des Rings 104 und des nach aussen anliegenden Rings 14 ist der gleiche wie der Innendurchmesser der Rippen 100, so dass die Fluidströmung in die Kammer 106 nicht behindert wird, und ein sich nach aussen erweiterndes oder glockenförmig ausgebildetes Einlassele-3, the inner circumferential edges of the ribs 100 form a coaxially arranged inlet chamber 106 for the heat exchange fluid, which is discharged to the outside through and between the number of circumferential ribs 100 in the manner described above in connection with the condenser C_. The inner diameter of the ring 104 and the ring 14 resting on the outside is the same as the inner diameter of the ribs 100, so that the fluid flow into the chamber 106 is not obstructed, and an inlet element which widens outwards or is bell-shaped.

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ment 107 ist starr am Ring 14 koaxial dazu und ausserhalb des Einlassendes der Kammer 106 angeordnet. Eine gewölbte, im wesentlichen konisch ausgebildete Kappe 108 umgibt die Maschinenteile 9» um die Strömung des Wärmeaustauschi'luids durch die Kammer 106 zur Rippenreihe 100 des Verdampfers E stromlinienförmig zu gestalten.element 107 is rigidly arranged on ring 14 coaxially thereto and outside the inlet end of chamber 106. An arched, essentially conical cap 108 surrounds the machine parts 9 'around the flow of the heat exchange fluid to make the chamber 106 to the row of ribs 100 of the evaporator E streamlined.

Wie im Kondensator C_ erstrecken sich die äusseren umfangsseitigen Abschnitte sowohl der anliegenden Gehäusewand 7 und des Rings 104 radial zwischen den Rippen 100 einen gev/issen Betrag nach aussen, um ringförmige radiale Flanschabschnitte FJ^ und F11I 1 zu ergeben, welche wirksam sind, um die Fluidströmung nach aussen zwischen den Rippen zu erhöhen, während behäufeln zur Erhöhung der axialen Fluidströmung zwischen den Flanschabschnitten F_^ und F-^1 , falls erwünscht, in der vorausgehend beschriebenen Weise vorgesehen werden können.As in the capacitor C_, the outer circumferential portions of both the adjacent housing wall 7 and the ring 104 extend radially outward between the ribs 100 by a substantial amount in order to produce annular radial flange portions FJ ^ and F 11 I 1 , which are effective to increase the fluid flow to the outside between the ribs, while irrigation to increase the axial fluid flow between the flange sections F_ ^ and F - ^ 1 , if desired, can be provided in the manner described above.

Wie beim Kondensator C_ wird die axiale Länge des Verdampfers E_ und· der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Hippen 100 durch die Drehzahl des Verdampfers und dem inneren und äusseren Radius der Rippen 100 bestimmt, damit die Viscositätseigenschaften des Fluids und die auf dieses durch die Kippen 100 ausgeübten Scherkräfte dazu ausgenützt werden, das Fluid zwischen den Rippen zu befördern und im wesentlichen auf eine Geschwindigkeit zu beschleunigen, welche einen optimalen Gesamtwärmeaustausch zwischen den durch die Rippen 100 strömenden Fluide und dem in den Rohren 101 fliessenden Kältemittel- ermöglicht. As with the condenser C_, the axial length of the evaporator E_ and · the distance between adjacent ribs 100 due to the speed of the evaporator and the inner and outer Radius of the ribs 100 is determined so that the viscosity properties of the fluid and the shear forces exerted on this by the tilting 100 are used to the fluid between to convey the fins and to accelerate substantially to a speed which an optimal overall heat exchange between the fluids flowing through the ribs 100 and the refrigerant flowing in the tubes 101.

Das durch die Expansionsschaufeln 98 abgegebene kondensierte Kältemittel fliese vollständig in die Verdampferrohre 101 mit Ausnahme von zwei Rohren, die mit 101ji bezeichnet sind. Das in die Bohre 101 eintretende Kältemittel wird darin durch Wärmeaustausch mit einem Fluid, beispielsweise Umgebungsluft, verdampft und nach aussen zwischen der Reihe von Hippen 100That discharged by the expansion vanes 98 condensed Refrigerant flows completely into the evaporator tubes 101 with the exception of two tubes labeled 101ji. That refrigerant entering the bore 101 is absorbed therein by heat exchange with a fluid, for example ambient air, evaporated and outwards between the row of hips 100

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»8"8th

in der vorausgehend beschriebenen Weise abgegeben, und das verdampfte Kältemittel fliessteinwärts und wird von den inneren Enden der Rohre 101 in die anliegende Kühlkammer X im Maschinengehäuse H abgegeben. Aus der Kühlkammer X tritt das verdampfte Kältemittel wiederum durch die Einlasskanäle 55 in den Verdichter F_ ein, wo es erneut verdichtet und vom Rotor 52 an den Kondensator £ und an den Verdampfer E in der vorausgehend beschriebenen Weise abgegeben wird.delivered in the manner described above, and that evaporated refrigerant towards the tile and is from the inner ends of the tubes 101 into the adjacent cooling chamber X im Machine housing H delivered. The evaporated refrigerant in turn exits the cooling chamber X through the inlet channels 55 into the compressor F_, where it is again compressed and removed from the rotor 52 to the condenser £ and to the evaporator E in the preceding is delivered in the manner described.

Die beiden Rohre 101_a_, in welche das Kältemittel nicht eintritt, liegen diametral 180° einander gegenüber und das von den Expansionsschaufeln 98 abgegebene Kältemittel wird am Eintritt in die Rohre 101ει, durch Ablenkelemente 110 gehindert, welche den anliegenden offenen Enden der beiden Rohre 101a_ gemäss den Fig. 3 und Ja axial gegenüberliegen. Die beiden Verdampfe rohre 101ji dienen zur Sammlung und Rückführung von Arbeit s fluid welches zum Kältemittel wandert, in die Kammer Y_, wobei das Arbeitsfluid beispielsweise längs der Turbinenwelle 38 von der Maschinenkammer Y zur Kühlkammer X wandert.The two pipes 101_a_, into which the refrigerant does not enter, are diametrically 180 ° opposite one another and the refrigerant discharged from the expansion blades 98 is on Entry into the tubes 101ει, prevented by deflection elements 110, which are axially opposite the adjacent open ends of the two tubes 101a_ according to FIGS. 3 and Yes. The two 101ji evaporation tubes are used to collect and recycle Work s fluid that migrates to the refrigerant into the chamber Y_, with the working fluid, for example, along the turbine shaft 38 migrates from the machine chamber Y to the cooling chamber X.

Zu diesem Zweck sind die äusseren Enden aller Verdampferrohre 101 und der beiden Rohre 101ja mittels eines ringförmigen Verteilers 111 verbunden, welcher in der Endplatte 104 vorgesehen ist. Auf diese Weise verdampft Arbeitsfluid, welches in das Kältemittel system wandert, nicht in den Rohren 101, sondern fliesst durch den Verteiler 111 und sammelt sich in den beiden diametral entgegengesetzt zueinander angeordneten Rohren 10Ia1, welche gegen den Eintritt von Kältemittel durch Ablenkelemente 110 geschützt sind. Flüssiges Arbeitsfluid, welches sich in den beiden Rohren 1O1£ sammelt, fliesst in diesen einwärts und wird mittels eines Paares von diametral angeordneten Rohren 112 zum öchmiermittelbad 118 an der Innenfläche der umfangsseitigen Maschinengehäusewand 5 neben der Kesselkammer 1 gebracht, wo das flüssige Arbeitsfluid erneut verdampft und sich mit dem Turbinenabdampf innerhalb der Haschinenkammer Y vermischt.For this purpose, the outer ends of all the evaporator tubes 101 and the two tubes 101ja are connected by means of an annular distributor 111 which is provided in the end plate 104. In this way, working fluid that migrates into the refrigerant system does not evaporate in the pipes 101, but flows through the distributor 111 and collects in the two diametrically opposed pipes 10Ia 1 , which are protected against the ingress of refrigerant by deflection elements 110 . Liquid working fluid, which collects in the two pipes 1O1 £, flows inwards into these and is brought by means of a pair of diametrically arranged pipes 112 to the lubricant bath 118 on the inner surface of the peripheral machine housing wall 5 next to the boiler chamber 1, where the liquid working fluid evaporates again and mixes with the turbine exhaust steam within the machine chamber Y.

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In ähnlicher Weise wird jegliches Kältemittel, das in das Arbeitsfluid eintritt, nicht in dem Kondensatorrohren 81a, für das Arbeitsfluid kondensiert, sondern sammelt sich an den äusseren Enden dieser Rohre 81a. und eines verbindenden ringförmigen Verteilers 113, von welchem es zur Kühlkammer X des Gehäuses H mittels zweier diametral entgegengesetzt angeordneter» sich axial erstreckender Rohre 114 zurückbefördert wird.Similarly, any refrigerant that is in the working fluid enters, not in the condenser tubes 81a, for the working fluid condenses, but collects on the outer Ends of these tubes 81a. and a connecting annular Distributor 113, from which it goes to the cooling chamber X of the housing H by means of two diametrically opposed » axially extending tubes 114 is returned.

In der Vorrichtung ist ein Druckschmierungssystem vorgesehen, welcheseine Pitotpumpe gemäss den Fig. 3» 6, 8 und 10 verwendet. Wie aus den ,Figuren ersichtlich ist, weist die Pitotpumpe einen radialen Kanal 116 auf, welcher im Pendelelement 75 angeordnet ist und welcher an seinem äusseren Ende eine L-förmige Schaufel 117 bildet, deren Einlassende in ein ringförmiges Schmiermittelbad 118 eintaucht, welches sich umfangsseitig innerhalb des Maschinengehäuses H erstreckt und welches einer Richtung zugewandt ist, die entgegengesetzt zur Drehrichtung der Schaufel liegt. Das innere Ende des Kanales 116 ist an ein radiales Rohr 119 angeschlossen, welche eine der Fluidö ff mangen 74- überbrückt und zu einem sich radial erstreckenden Kanal 120 im zentralen Nabenabschnitt 66 des Drehmomentankers T. führt.A pressure lubrication system is provided in the device using a pitot pump as shown in Figs. 3-6, 8 and 10. As can be seen from the figures, the pitot pump has a radial channel 116, which in the pendulum element 75 is arranged and which forms an L-shaped blade 117 at its outer end, the inlet end of which into an annular Lubricant bath 118 immersed, which extends circumferentially within the machine housing H and which faces a direction which is opposite to the direction of rotation of the blade. The inner end of the canal 116 is connected to a radial pipe 119, which bridges one of the Fluidö ff mangen 74- and to a radially extending one Channel 120 in the central hub portion 66 of the torque armature T. leads.

Neben dem inneren Ende teilt sich der Kanal 120 in zwei im Winkel zueinander liegende abzweigende Kanäle 121 und 122 auf. Der Kanal 121 fördert Schmiermittel zum Inneren des Nabenabschnitts 66 zur Schmierung der Lager 67 am inneren Ende der Maschinenwelle 9 und der Kanal 122 führt zum radialen Schenkel eines Anschlußsteilε 123 in der Form eines auf dem Kopf stehenden L, dessen horizontaler Abschnitt sich koaxial inerhalb des Stirn rads 63 des Getriebes mit konstantem Übersetzungsverhältnis erstreckt, wie dies beispielsweise in Fig. 8 dargestellt ist. Die Maschinenwelle 38 ist in ihrem Innern mit einer sich koaxial erstreckenden Schmiermittelbohrung 125 ausgestattet, welche radiale Kanäle 126 und 127 aufweist, die von der Bohrung nach aussen gerichtet sind, umIn addition to the inner end, the channel 120 divides into two branching channels 121 and 122 at an angle to one another. The channel 121 conveys lubricant to the interior of the hub portion 66 to lubricate the bearings 67 at the inner end the machine shaft 9 and the channel 122 leads to the radial Leg of a connecting part 123 in the form of one on the Head standing L, the horizontal portion of which is coaxially within the front wheel 63 of the gearbox with a constant gear ratio extends, as shown for example in FIG. The machine shaft 38 is in her Internally equipped with a coaxially extending lubricant bore 125, which radial channels 126 and 127 has, which are directed outwardly from the bore to

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die Lager 39 und 56 der Maschinenwelle zu schmieren, sowie mehrere Zahnräder in dem Getriebe mit konstantem tbersetzungsverhältnis. To lubricate the bearings 39 and 56 of the machine shaft, as well as several gears in the gearbox with constant gear ratio.

Eine Drehung des Maschinengehäuses H gegenüber dem sich nicht drehenden Drehmomentanker T_ fördert Schmiermittel des Schmiermittelbadsi18 von der Schaufel 117 nach einwärts und durch die Verbindungskanäle und Rohre zu den Lagern 39> 56 und 67 des Getriebes, wie vorausgehend beschrieben wurde. Schmiermittel vom Lager 39 tritt durch einen radialen Kanal 128 in ein Paar diametral zueinander angeordneter radialer Rohre 129 ein, von welchen es zum Schmiermittelbad 118 zurückkehrt. Schmiermittel aus dem Lager 56 und dem Getriebe tritt in einen Sammelring 13O aus, von welchem es mittels eines Paares von diametral zueinander angeordneten Rohren I3I zum Echmiermittelbad 118 zurückkehrt. In ähnlicher Weise tritt Schmiermittel ais den Lagern 67 ebenfalls in einen Sammelring I32 ein, von welchem es mittels eines Paars diametral zueinander angeordneter radialer Rohre 133 zum Schmiermittelbad 118 zurückkehrt. Offnungen 134· am Umfang der Trennwand 61 gestatten eine Schmiermittelströmung von der Maschinenkammer Y_ zur Kältekammer X im Maschinengehäuse H.A rotation of the machine housing H with respect to the non-rotating torque armature T_ conveys lubricant of the lubricant bath Si18 from the blade 117 inwards and through the connecting channels and pipes to the bearings 39, 56 and 67 of the transmission, as described above. Lubricant from bearing 39 enters a pair of diametrically disposed radial tubes 129 through radial channel 128 from which it returns to lubricant bath 118. Lubricant from the bearing 56 and the gearbox exits into a collecting ring 130, from which it returns to the lubricant bath 118 by means of a pair of tubes 13I arranged diametrically to one another. Similarly, lubricant also enters a collection ring I32 as the bearings 67, from which it returns to the lubricant bath 118 by means of a pair of diametrically arranged radial tubes 133. Openings 134 on the circumference of the partition wall 61 allow a flow of lubricant from the machine chamber Y_ to the cold chamber X in the machine housing H.

Der Flüssigkeitsstand des Bades 118 wird durch eine Regelrohranordnung geregelt und im wesentlichen konstant gehalten, welche einen radialen Kanal 116' aufweist, der im Pendelelement angeordnet ist und der an seinem äusseren Ende eine L-förmige Schaufel 117' aufweist, deren Einlassende in.eine Richtung zeigt, die entgegengesetzt zur Drehrichtung des Gehäuses H ißt und welche auf dem Niveau oder Radius liegt, das oder der für die Oberfläche des Schmiermittelbads 118 gewünscht wird. Mit dem inneren Ende des Kanals 116' steht ein winklig ausgebildetes Rohr II91 in Verbindung, dessen Auslassende radial nach aussen gerichtet ist und einem nach innen gerichteten Sammelring 60a, gegenüberliegt, welcher im Umfangsabschnitt des inneren Trennwandelements 60 an der Verbindung desselben mit dem äusserenThe liquid level of the bath 118 is regulated and kept essentially constant by a regulating tube arrangement which has a radial channel 116 'which is arranged in the pendulum element and which has an L-shaped vane 117' at its outer end, the inlet end of which in one direction shows the opposite to the rotating direction of the housing H eats and what is on the level or radius, or the desired for the surface of the lubrication splash 118th With the inner end of the channel 116 'there is an angled tube II9 1 in connection, the outlet end of which is directed radially outwards and opposite to an inwardly directed collecting ring 60a, which is in the circumferential section of the inner partition element 60 at the connection of the same with the outer one

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Trennwandelement 61 angeordnet ist.Partition wall element 61 is arranged.

Eine Wanderung von Arbeitsfluid zum Verdampfer bewirkt ein Ansteigen des Fluidspiegels im Schmiermittelbad 118 und eine Drehung des Maschinengehäuses H gegenüber dem Pendelelement 75 bewirkt eine Abschöpfung von überschüssigem Fluid vom Schmiermittelbad 118 und ein Pumpen desselben einwärts der Schaufel 117' und über den Kanal 116' zum Rohr 119'» von welchem das Fluid radial in den Sammelring 60a_ abgegeben wird. Auf diese Weise dem Ring 60a. zugeführtes überschüssiges Fluid wird durch ein radiales Rohr 112' der inneren Umfangsfläche der Maschinenkammer Y neben dem Kessel zugeführt, durch welchen das zugeführte Arbeitsfluid verdampft wird und das flÜBsige Schmiermittel durch öffnungen 1J4- zur Kühlkammer X zurückkehrt.Migration of working fluid to the evaporator causes the fluid level in the lubricant bath 118 to rise and cause a Rotation of the machine housing H with respect to the pendulum element 75 causes excess fluid to be skimmed off Lubricant bath 118 and pumping it inward of blade 117 'and via channel 116' to pipe 119 '' from which the fluid is discharged radially into the collecting ring 60a_. In this way the ring 60a. excess fluid supplied is fed through a radial pipe 112 'to the inner peripheral surface of the machine chamber Y adjacent to the boiler, through which the supplied working fluid is evaporated and the liquid lubricant through openings 1J4- to the cooling chamber X returns.

Eb ist offensichtlich, dass beim Anlaufen der Maschine durch den Kessel B kein Dampfdruck erzeugt wird, um die Expansionseinrichtung PX und damit die Kessel-Kondensator-Verdampfer-Einheit anzutreiben. Daher ist es beim Anlauf erforderlich, die Kessel-Kondensator-Verdampfer-Einheit unabhängig mit der gewünschten Drehzahl anzutreiben, um eine Flüssigkeit-Dampf-Grenzschicht i_ in der Kesselkammer 1 zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, bis der ringförmige Flüssigkeitskörper im Kessel auf eine Temperatur erhitzt wird, um den gewünschten Dampfdruck zum Antrieb der Turbine 35 zu liefern. Dies kann beispielsweise mittels eines Anlassermotors M erfolgen, welcher eine an der Haschinenwelle 10 angeordnete Riemenscheibe 135 über einen Antriebsriemen 1J6 antreibt. Eine Einrichtung, wie beispielsweise eine nicht dargestellte Kupplung, kann vorgesehen werden, um die Verbindung zwischen den Motor M und der Riemenscheibe 135 zu lösen, wenn die Maschine ihren normalen Betrieb erreicht, oder der Motor kann durch die umlaufende Kessel-Kondensator-Verdampfer-Einheit und die Welle weiterhin angetrieben werden, um als Generator zu arbeiten, der beispielsweise eine Batterie auflädt, welche die Zube-It is obvious that when the machine starts up, boiler B does not generate any steam pressure in order to drive the expansion device PX and thus the boiler-condenser-evaporator unit. It is therefore necessary at start-up to drive the boiler-condenser-evaporator unit independently at the desired speed in order to create and maintain a liquid-vapor boundary layer i_ in the boiler chamber 1 until the annular body of liquid in the boiler is heated to a temperature to provide the desired steam pressure to drive the turbine 35. This can take place, for example, by means of a starter motor M which drives a belt pulley 135 arranged on the machine shaft 10 via a drive belt 1J6. Means such as a clutch, not shown, may be provided to disconnect the motor M and pulley 135 when the engine reaches normal operation, or the motor may be passed through the rotating boiler-condenser-evaporator unit and the shaft continues to be driven in order to work as a generator that charges a battery, for example, which supplies the

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C R- 7264/7 370C R- 7264/7 370

höraggregate wie etwa den Anlassermotor, Anzeigelampen und dgl. mit Strom versorgt.hearing aids such as the starter motor, indicator lights and Like. Supplied with power.

Ein besonderes Merkmal der "beschriebenen erfindungsgemässen Ausführungsform ist ihr Aufbau in solcher Weise, dass ein getrenntes Arbeitsfluid und Kältemittel verwendet werden kann, ohne dass die Notwendigkeit besteht, eine positive Abdichtung vorzusehen, welche die beiden Fluide trennt. Dies wird erreicht, indem als Arbeitsfluid ein Fluid mit einem Dampfdruck verwendet wird, welcher bei der Temperatur im Kältmittelkondensator einen abgangsseitigen Arbeitsfluiddruck liefert, der mindestens so gross wie der Kältemitteldruck im Verdampfer ist. Beispiele von zwei Fluiden, welche näherungsweise die beschriebene DampfdruckbeZiehung aufweisen und die in der Vorrichtung verwendet werden können, sind 1,1,2-Trichlor-i,2,2-trifluoräthan als fluides Kältemittel und Benzotrifluorid oder eine Mischung von Tetrachloräthylen und Trichloräthylen als Arbeitsfluid. Die Drücke der beiden Fluide im Maschinengehäuse H sind nahezu die gleichen, und die Temperaturen der beiden Fluide an den Kondensatorrohren sind die gleichen, jedoch liegt der Kältemittel druck in den Kondensatorrohren 81b_ bei dem Verdichterauslassdruck und ist daher merklich höher als der Druck in den Kondensatorrohren 81a für das Arbeitsfluid.A special feature of the "described according to the invention Embodiment is their structure in such a way that a separate working fluid and refrigerant can be used, without the need to provide a positive seal separating the two fluids. This is achieved by using a fluid with a vapor pressure as the working fluid, which is at the temperature in the refrigerant condenser supplies a downstream working fluid pressure that at least as high as the refrigerant pressure in the evaporator. Examples of two fluids that approximate the described Have vapor pressure relationship and that in the device can be used are 1,1,2-trichloro-i, 2,2-trifluoroethane as a fluid refrigerant and benzotrifluoride or a mixture of tetrachlorethylene and trichlorethylene as a working fluid. The pressures of the two fluids in the machine housing H are almost the same, and the temperatures of the Both fluids on the condenser tubes are the same, but the refrigerant pressure in the condenser tubes 81b_ is included the compressor outlet pressure and is therefore noticeably higher than the pressure in the condenser tubes 81a for the working fluid.

Beim normalen Betrieb der umlaufenden Maschine, wobei der Flüssigkeitsringkörper in der Kesselkammer 1 auf die erforderliche Temperatur und dem erforderlichen Druck der Verbrennung einer Brennstoff-Luftmischung in der Kammer 27 erhitzt wird, wird der im Kessel erzeugte Druckdampf einwärts durch die fiohre 93 an einen Verteiler 41 und anschliessend durch die Düsen AO zum Aufprall gegen die Turbinen se hau fein 37 abgegeben, wodurch der Turbinenrotor 351 die Welle 38 und der Verdichterrotor 52 mit der gewünschten vorgegebenen Drehzahl angetrieben werden. Die Welle 38 treibt über das vorangehend beschriebene ummantelte Getriebe die umlaufende Kessel-Kondensator-Verdampfer-Einheit mit einer vorgegebenen DrehzahlDuring normal operation of the rotating machine, the liquid ring body in the boiler chamber 1 to the required Temperature and the required pressure of the combustion of a fuel-air mixture in the chamber 27 is heated is, the pressure steam generated in the boiler is inwardly through the pipe 93 to a manifold 41 and then through the nozzles AO for impact against the turbines se hau fine 37 released, whereby the turbine rotor 351 the shaft 38 and the Compressor rotor 52 at the desired predetermined speed are driven. The shaft 38 drives over the foregoing described jacketed gear the revolving boiler-condenser-evaporator unit at a given speed

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gegenüber der Drehzahl der Welle 38» welche durch das konstante Übersetzungsverhältnis des Getriebes bestimmt wird. Bei der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform ist die Drehrichtung der Kessel-Kondensator-Verdampfer-Einheit entgegengesetzt zur Drehrichtung der Turbine 35 und der Welle 38.compared to the speed of the shaft 38 »which is due to the constant Gear ratio of the transmission is determined. In the illustrated and described embodiment, the direction of rotation is of the boiler-condenser-evaporator unit opposite to the direction of rotation of the turbine 35 and the shaft 38.

Der Abdampf von der Turbine tritt durch den Diffusor 4-6 in die Gehäusekammer Y und gelangt in die Wärmeaustauschrohre 81a, wo er durch das Kühlfluid kondensiert, welches zwischen die Rippen 80 in der vorausgehend beschriebenen Weise nach aussen abgegeben wird. Das Kondensat fliesst in den Rohren 81jä. nach einwärts in den bammler 90, von welchem es durch Rohre 91 zum Kessel-Flüssigkeitsbehälter 92 zurückgeführt und dem Kessel in gesteuerter Menge zugeführt wird, welche der Verdampfungsmenge der Flüssigkeit im Kessel entspricht. The exhaust steam from the turbine passes through the diffuser 4-6 in the housing chamber Y and passes into the heat exchange tubes 81a, where it is condensed by the cooling fluid that flows between the Ribs 80 is released to the outside in the manner described above. The condensate flows in the pipes 81jä. after inwards into the jam 90, from which it is through pipes 91 to the Boiler liquid container 92 returned and the boiler is supplied in a controlled amount, which corresponds to the amount of evaporation of the liquid in the boiler.

Das Kältemittel-Fluid in der Maschinenkammer X tritt in den Verdichter P durch Einlasskanäle 55 ein, wird durch den Rotor 52 verdichtet und durch Kanäle 57 und 58 der Hochdruckkammer 59 der Kältemittelexpahsionseinrichtung PX zugeführt. Das verdichtete Kältemittel gelangt anschliessend in die Wärmetauschrohre 81b des Kondensators C_, wo es durch das nach aussen zwischen die Rippen 80 austretende Kühlfluid in der vorausgehend beschriebenen Weise kondensiert wird. Das kondensierte Kältemittel kehrt zur Expansionseinrichtung PX zurück und tritt über Düsen 97 durch die nicht-umlaufenden Expansionsschaufeln 98 in die Verdampfer^ohreioi ein. Das kondensierte Kältemittel-Fluid wird in den Rohren 101 verdampft und kehrt dann zur Kanner X zurück, um erneut verdichtet, kondensiert und verdampft zu werden.The refrigerant fluid in the machine chamber X enters the Compressor P through inlet channels 55, is compressed by rotor 52 and through channels 57 and 58 of the high pressure chamber 59 supplied to the refrigerant expansion device PX. That Compressed refrigerant then reaches the heat exchange tubes 81b of the condenser C_, where it passes through the outside cooling fluid exiting between the ribs 80 is condensed in the manner described above. That condensed Refrigerant returns to the expansion device PX and enters the evaporator via nozzles 97 through the non-rotating expansion blades 98. That condensed Refrigerant fluid is evaporated in the tubes 101 and reversed then back to Kanner X to be re-compressed, condensed and evaporated.

Ein typischesBeispiel einer Keiz- und Kühlvorrichtung mit umlaufender Maschine, ,die in einem geschlossenen Rankine-Kreis arbeitet und welche ein Zweikreissystem mit zwei Fluiden gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet und für eine Ausgangsleistung von 6,53 Pk an der Turbinenwelle 38 ausgelegtA typical example of a germinating and cooling device with a rotary Machine, which works in a closed Rankine cycle and which a two-cycle system with two fluids according to of the present invention and designed for an output of 6.53 Pk on turbine shaft 38

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ist, weist einen Kessel B_ mit einem Durchmesser des tflüssigkeitsniveaus i, von 86,5 cm (38,0 Zoll) und eine axiale innere Länge auf, welche ausreicht, um der Kesselflüssigkeit aus den Verbrennungsgasen die erforderliche Wärme zuzuführen. Der Durchmesser der Kessel-Expansions-Turbine an den Schaufeln 40 beträgt etwa 8,9 cai (3i5 Zoll) und der Durchmesser des Verdichters ist so bemessen, damit das Kältemittel-Fluid vom Verdampferdruck auf Kondensatordruck verdichtet wird. Die Rippen des Kondensators 0_ besitzen einen Aussendurchmesser von 53»34- cm (21,00 Zoll) und einen Innendurchmesser von 4A-,2 cm (17,40 Zoll). Die axiale Länge der Reihen von Kondensatorrippen 80 beträgt 60,96 cm (24, 00 Zoll) und der Abstand zwischen angrenzenden Rippen beträgt 0,94 mm (0,037 Zoll), wobei die Achsen der Wärmetauschrohre an einem Radius von 24,74 cm (9«74- Zoll) von der Drehachse der Vorrichtung entfernt sind. Die Rippen des Verdampfers besitzen einen Aussendurchmesser von 53»34· cm (21,00 Zoll) und einen Innendurchmesser von 41,4 cm (16.30 Zoll). Die axiale Länge der Reihen von Verdampferippen beträgt 15,24 cm (6,00 Zoll) und der Abstand zwischen benachbarten Rippen beträgt 0,81 mm (0,032 Zoll). Die sich axial erstreckenden Verdampferohre sind ebenfalls auf einem Radius von 24,74 cm (9.74 Zoll) von der Drehachse der Vorrichtung angeordnet. Die Kessel-Kondensator-VerdampferEinheit wird mit einer Drehzahl von 1200 U/min, über die Turbine und das Getriebe mit konstantem Übersetzungsverhältnis in einer Drehrichtung angetrieben, die entgegengesetzt zur Drehrichtung des Turbinenrotors 35 ist. Wird als Kessel-Arbeitsfluid eine Mischung von Tetrachloräthylen und Trichloräthylen Verwendet und 1,1,2-Trichlor-i,2,2-trifluoräthan als Kältemittel-Fluid, so ergeben sich für einen typischen Betrieb der Vorrichtung folgende Daten:has a boiler B_ with a diameter of the liquid level i of 86.5 cm (38.0 inches) and an axial inner length sufficient to supply the necessary heat to the boiler liquid from the combustion gases. The diameter of the boiler expansion turbine on the blades 40 is approximately 8.9 cai (3i5 inches) and the diameter of the compressor is sized to compress the refrigerant fluid from evaporator pressure to condenser pressure. The fins of the capacitor O_ have an outside diameter of 53 »34 cm (21.00 inches) and an inside diameter of 4A.2 cm (17.40 inches). The axial length of the rows of condenser fins 80 is 60.96 cm (24.00 inches) and the spacing between adjacent fins is 0.94 mm (0.037 inches) with the axes of the heat exchange tubes at a 24.74 cm (9th century) radius «74 inches) from the axis of rotation of the device. The fins of the evaporator have an outer diameter of 53 »34 cm (21.00 inches) and an inner diameter of 41.4 cm (16.30 inches). The axial length of the rows of evaporator fins is 15.24 cm (6.00 inches) and the spacing between adjacent fins is 0.81 mm (0.032 inches). The axially extending evaporator tubes are also located at a radius of 24.74 cm (9.74 inches) from the axis of rotation of the device. The boiler-condenser-evaporator unit is driven at a speed of 1200 rpm via the turbine and the gearbox with a constant transmission ratio in a direction of rotation which is opposite to the direction of rotation of the turbine rotor 35. If a mixture of tetrachlorethylene and trichlorethylene is used as the boiler working fluid and 1,1,2-trichloro-i, 2,2-trifluoroethane is used as the refrigerant fluid, the following data result for typical operation of the device:

Kesseltemperatur 260° C (5OO01)"
Kesseldruok 19,34 ata (27£ psia)
Kesselleistung 18,37 χ 106 cal/h (72 900 Btu/h) Turbinendrehzahl 45 000 U/min.
Boiler temperature 260 ° C (5OO 0 l · 1 ) "
Kesselruok 19.34 ata (£ 27 psia)
Boiler output 18.37 χ 10 6 cal / h (72 900 Btu / h) turbine speed 45,000 rpm.

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Wirkungsgrad des Hankine-Kxeise 30 Kondensatorsattigungs-Temperatur 54° C (13Ο0 F) KondensatordruckEfficiency of the Hankine-Kxeise 30 7 ° condenser saturation temperature 54 ° C (13Ο 0 F) condenser pressure

Arbeitskreis 0,19 ata (2,7 psia)
Kältemittelkreis 1,27 ata (18,0 psia)
Working group 0.19 ata (2.7 psia)
Refrigerant circuit 1.27 ata (18.0 psia)

Kondensatorleistung (Kesselfluid) 14,24 χ 10 cal/h' (56 500 Btu/h)Condenser output (boiler fluid) 14.24 χ 10 cal / h ' (56 500 Btu / h)

Kondensatorleistung (Kältemittel) 11,69 x 10 cal/h 46 400 Btu/h)Condenser capacity (refrigerant) 11.69 x 10 cal / h 46 400 Btu / h)

Kondensatorluftströmung 130,83 mvmin. (4620 c.f.m.) Verdampfertemperatur 4,4° C (40° F)
Verdampferdruck 0,19 ata (2,7 psia)
Verdampferleistung 9,07 χ 106 cal/h (36 000 But/h) Verdampferluftströmung 61,73 mViin· (2180 c.f.m.)
Condenser air flow 130.83 mvmin. (4620 cfm) Evaporator Temperature 4.4 ° C (40 ° F)
Evaporator pressure 0.19 ata (2.7 psia)
Evaporator output 9.07 χ 10 6 cal / h (36,000 But / h) Evaporator air flow 61.73 mViin (2180 cfm)

Eine alternative Ausführungsform eines Kondensators für getrenntes Arbeitsfluid und Kältemittel eines Zweikreissystems ißt in den Fig. 11, 12 und 13 dargestellt, in welchen die gleichen Bezugszeichen für Teile verwendet sind, welche der Fig. 3 entsprechen und vorausgehend beschrieben wurden. In. dieser alternativen Ausführungsform sind die ringförmigen Bippen des vorausgehend beschriebenen Kondensators umfangsseitig aufgeteilt, um im engen Abstand voneinander angeordnete > äussere und innere,konzentrisch zueinander liegende ringförmige Kondensatorabschnitte CJ_ und C^_ Jeweils für das Kesselarbeitsfluid und das Kältemittel zu erhalten.An alternative embodiment of a capacitor for separate Working fluid and refrigerant of a two-circuit system eats shown in FIGS. 11, 12 and 13, in which the The same reference numerals are used for parts which correspond to FIG. 3 and have been described above. In. In this alternative embodiment, the annular ribs of the capacitor described above are circumferential divided into closely spaced> outer and inner concentric annular Condenser sections CJ_ and C ^ _ each for the boiler working fluid and get the refrigerant.

Durch die Anordnung derartiger konzentrischer äusserer und innerer Kondensatorabschnitte CJ_ und CJ|_ wird ein thermischer Spalt zwischen den beiden Kondensatorabschnitten geschaffen, so dass das äussere Arbeitsfluid zur Erzielung eines wirksamen Wärmeüberganges bei Temperaturen betrieben werden kann, die viel höher sind als die für einen wirksamen Betrieb des inneren Kältemittel-Kondensatorabschnitts erwünschten Temperaturen. Damit kann die Kondensatorkapazität für das Arbeitsfluid erheblich gesteigert werden im Vergleich zum Einheitskondensator C-, der vorausgehend beschrieben wurde. Wie im The arrangement of such concentric outer and inner condenser sections CJ_ and CJ | _ creates a thermal gap between the two condenser sections so that the outer working fluid can be operated at temperatures that are much higher than those required for effective operation to achieve effective heat transfer of the inner refrigerant condenser section desired temperatures. The capacitor capacity for the working fluid can thus be increased considerably in comparison to the standard capacitor C - , which was described above. Like in

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vorausgehend beschriebenen System, welches zwei Fluide verwendet, sollte der Arbeitsfluid-Kcndensatordruck gleich gross wie oder geringfügig grosser als der Kältemittel-Verdampferdruck sein, damit die Notwendigkeit entfällt, eine positive Abdichtung zu schaffen, welche die beiden Fluide trennt. Jedoch wird mit Eilfe des thermisch unterteilten Kondensators die Auswahl einer geeigneten Kältemittel- und Arbeitsfluid-Kombination erheblich vereinfacht.the system described above, which uses two fluids, the working fluid capacitor pressure should be the same like or slightly greater than the refrigerant evaporator pressure, eliminating the need for a positive To create a seal that separates the two fluids. However, with the aid of the thermally divided condenser, the Selection of a suitable refrigerant and working fluid combination considerably simplified.

Es wird auf die Fig. 11 Bezug genommen, gemäss welcher die äusseren und inneren konzentrischen Kondensatorabschnitte CJ_ und C_^ jeweils eine koaxiale Reihe von eng nebeneinander liegen, ringförmigen Kippen 80' und 80" aufweisen, welche in der vorausgehend beschriebenen V/eise aus einem Metall hoher thermischer Leitfähigkeit bestehen und welche radial fluchtend zueinander zur Erzielung einer wirksamen Luftströmung zwischen ihnen angeordnet sind. Wärmetauschrohre 81a1 für das Kesselarbeitsfluid erstreckenßich axial durch die fiippen 80' des äusseren Kondensatorabschnitts CJ_ und Wärme tauschrohre 81b1 für das Kältemittel-Fluid erstrecken sich in ähnlicher Weise axial durch die Hippen 80' des inneren Kondensatorabschnitts CJ^. Wie vorausgehend beschrieben wurde, bestehen die Hippen 80' und 80" aus getrennten oder unabhängigen ringförmigen ücheibenelementen und sind durch die Wärmetauschrohre 81a1 und 81b_' jeweils im vorgegebenen gleichen Abstand und parallel zueinander gehalten, wobei die Rippen vorzugsweise mit den Wärmetauschrohre verbunden sind, um eine möglichstReference is made to FIG. 11, according to which the outer and inner concentric capacitor sections CJ_ and C_ ^ each have a coaxial row of closely spaced, annular tips 80 'and 80 ", which in the previously described manner consist of one metal of high thermal conductivity are made and which are radially aligned with one another in order to achieve an effective air flow between them. heat exchange tubes 81a 1 for the boiler working fluid erstreckenßich axially through the fiippen 80 'of the external capacitor section CJ_ and heat exchange tubes 81b 1 for the refrigerant fluid extend in similarly axially through the fins 80 'of the inner condenser section CJ ^. As previously described, the fins 80' and 80 "consist of separate or independent annular disc elements and are each equally spaced and parallel by the heat exchange tubes 81a 1 and 81b_ ' held to each other, wove i the fins are preferably connected to the heat exchange tubes to achieve a

grosse Wärmeleitfähigkeit zwischen diesen Teilen zu gewährleisten. to ensure high thermal conductivity between these parts.

Wie in Fig. 12 dargestellt ist, sind die Wärmetauschrohre 81a1 und 81b1 umfangsseitig um die iiaschinenwelle angeordnet. Die Hohre 81a1 sind an ihren entgegengesetzten Enden jeweils mit dem barrnelring 90 und dem Verteiler 113 verbunden, wie vorausgehend in Bezug auf die Rohre 81^ beschrieben wurde, wobei, wie aus iig. 13 ersichtlich ist, die Kältemittel-Wärme-As shown in FIG. 12, the heat exchange tubes 81a 1 and 81b 1 are arranged circumferentially around the machine shaft. The tubes 81a 1 are each connected at their opposite ends to the barrel ring 90 and the manifold 113, as previously described with respect to the tubes 81 ^, wherein, as from iig. 13 can be seen, the refrigerant heat

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tauschrohre 81b1 eine in axialer Richtung längliche U-Form aufweisen, welche an einem Ende geschlossen ist und welche sich mit dem anderen Ende durch öffnungen 83* in der anliegenden Wand 8 des Maschinengehäuses H erstreckt und in der beschriebenen Weise mit der Hochdruck-Kaitemittelkammer 59 der Kältemittel-Expansionseinrichtung BX Exchange tubes 81b 1 have a U-shape which is elongated in the axial direction and which is closed at one end and which extends at the other end through openings 83 * in the adjacent wall 8 of the machine housing H and in the manner described with the high-pressure refrigerant chamber 59 the refrigerant expansion device BX

verbunden ist. Durch die Verwendung derconnected is. By using the

erwähnten U-Form für die Wärmetauschrohre 81V kann die erforderliche Anzahl von Kältemittel-Kondensatorrohren vorgesehen werden, während nur die halbe Anzahl von Rohren sich durch die Gehäusewand 8 erstreckt, so dass diese baulich nicht geschwächt wird.mentioned U-shape for the heat exchange tubes 81V, the required number of refrigerant condenser tubes can be provided while only half the number of tubes extends through the housing wall 8, so that this is not structurally is weakened.

In ähnlicher Weise wie bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform ist eine thermisch isolierte Trennwand 60' zwischen der Innenfläche der umfangsseitigen Wand 5 des Maschinengehäuses H und der Aussenfläche der Arbeitsfluid-Expansionseinrichtung PX vorgesehen, wodurch das Innere des Maschinengehäuses H in die vorausgehend beschriebenen Kühl- und Maschinenkammer X und Y unterteilt und getrennt wird. Offnungen 60a', welche einen grösseren Durchmesser als die Wärmeaustauschrohre 81b' aufweisen, nehmen Isolierhülsen 60b' von vergleichbarem Durchmesser auf, welche die offenen Endabschnitte jedes Rohrs 8lbf im Abstand hiervon umgeben. Die Hülsen 6Ob-' erstrecken sich von der Trennwand 60' nach aussen und enden jenseits der Gehäusewand 8 neben den Rippen C" und dienen zur Isolierung des Kältemittels in umschlossenen Abschnitten der Rohre 81b, gegenüber der höheren Temperatur in der Maschinenkammer Y. Abgesehen von den Unterschieden in der abweichenden Kondensatorbauart und der gerade beschriebenen Anordnung, entsprechen Aufbau und der Betrieb der Ausführungsform der Erfindung gemäss den Fig. 11, 12 und I3 jenen der Ausführungsform gemäss den Fig. 1 bis 10 und brauchen deshalb nicht erneut beschrieben werden.In a manner similar to the embodiment described above, a thermally insulated partition wall 60 'is provided between the inner surface of the peripheral wall 5 of the machine housing H and the outer surface of the working fluid expansion device PX, whereby the interior of the machine housing H into the cooling and machine chamber described above X and Y is divided and separated. 'Which has a larger diameter than the heat-exchange tubes 81b' have openings 60a, 60b take insulating sleeves' of comparable diameter to which the open end portions of each pipe f 8lb at a distance surrounded thereof. The sleeves 6Ob - 'extend outward from the partition wall 60' and end beyond the housing wall 8 next to the ribs C "and serve to isolate the refrigerant in enclosed sections of the pipes 81b from the higher temperature in the machine chamber Y. Apart from the Differing in the different capacitor design and the arrangement just described, the structure and operation of the embodiment of the invention according to FIGS. 11, 12 and 13 correspond to those of the embodiment according to FIGS. 1 to 10 and therefore do not need to be described again.

Die Kondensatorbauart gemäss Fig. 11 bis I3 ist zum BetriebThe capacitor design according to FIGS. 11 to I3 is for operation

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mit einer Taylor-Zahl zwischen 5>0 und 10,0, vorzugsweise etwa 6, bestimmt und das Verhältnis des Innenradius der Rippen 80" des inneren Kondensatorabschnitts C^_ zum Aussenradius der Sippen 80' im äusseren Kondensatorabschnitt C_^_ liegt im Bereich von etwa 0,70 bis etwa 0,85 und vorzugsweise bei etwa 0,77· Die radiale Lage des bpalts zwischen den wippen 80' und 80" der äusseren und inneren Kondensatorabschnitte C' und CJ^ hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, wie die Art des verwendeten Arbeitsfluids und Kältemittels, . des thermodynanisehen Kreises und der Wärmeübertragungskoeffizienten, von den Wärmeleitfähigkeiten der jeweiligen Werkstoffe, aus denen die Kondensatorrippen und Wärmetauschrohre hergestellt sind, und muss in jedem i'all bestimmt werden. Die folgende Gleichung liefert dazu eine Entwurfsbasis:with a Taylor number between 5> 0 and 10.0, preferably about 6, and the ratio of the inner radius of the ribs 80 "of the inner capacitor section C ^ _ to the outer radius of the ribs 80 'in the outer capacitor section C _ ^ _ is in the range of about 0.70 to about 0.85 and preferably about 0.77 · the radial position of the bpalts between the wippen 80 'and 80 "of the outer and inner portions capacitor C' and CJ ^ depends on a number of factors, ie w the type of working fluid and refrigerant used,. of the thermodynamic circuit and the heat transfer coefficient, of the thermal conductivities of the respective materials from which the condenser fins and heat exchange tubes are made, and must be determined in every i'all. The following equation provides a design basis for this:

Dabei ist A1 = Fläche des inneren Hippenabschnitts A2 - Fläche des äusseren Eippenabschnitts q,, = Wärmeübergangskennzahl des inneren Abschnitts q2 = Wärmeübergangskennzahl des äusseren Abschnitts t = Lufttemperatur beim Eintritt in den KondensatorA 1 = area of the inner rib section A 2 - area of the outer rib section q ,, = heat transfer index of the inner section q 2 = heat transfer index of the outer section t = air temperature when entering the condenser

ty, - Sättigungstemperatur des Kältemittels im inneren Kondensatorabschnitt ty, - saturation temperature of the refrigerant in the inner condenser section

t2 = Sättigungstemperatur des Arbeitsfluids im äusseren Abschnitt des Kondensatorst 2 = saturation temperature of the working fluid in the outer section of the condenser

Ein typisches Beispiel einer Heiz- und Kühlvorrichtung, welche mit einer umlaufenden Maschine im einem geschlossenen Rankine-Kreis arbeitet und welche die unterteilte Kondensatorbauart gemäss den Fig. 11 bis 13 verwendet und für eine Leistung von 5,88 hb ausgelegt ist, wobei an der Turbinenwelle 38 1,72 t£> zum Antrieb des Generatormotors M zur Erzeugung zusätzlicher elektrischer Leistung verfügbar sind, weist einen Kessel h auf, welcher einen Durchmesser i_ des Flüssigkeitsspiegels von 45,7 cm (18 Zoll) besitzt und eine axiale innere Länge, welcheA typical example of a heating and cooling device which works with a rotating machine in a closed Rankine cycle and which uses the subdivided condenser design according to FIGS. 11 to 13 and is designed for an output of 5.88 hb , with the turbine shaft 38 1.72 t £> are available to drive the generator motor M to generate additional electrical power, has a tank h which has a diameter i_ of the liquid level of 45.7 cm (18 inches) and an axial inner length which

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ausreiclit, der Kesselflüssigkeit die erforderliche Wärme von den Verbrennungsgasen zu übertragen. Der Durchmesser der Kesselexpansionsturbine an den Schaufeln 40 liegt bei 8,9 cm (3,5 Zoll) und der Durchmesser des Verdichters ist derart ausgelegt, dass das Kältemittel von Verdampferdruck auf Kondensatordruck verdichtet wird. Die Rippen 80' des äusseren Arbeitsfluid-Kondensators CJ_ besitzen einen Aussendurchraesser von 23,0 cm (13»G Zoll) und einen Innendurchmesser von 30 »73 cm (12,1 Zoll). Die Kippen 80" des inneren Kältemittelkondensators C^ weisen einen Aussendurchmesser von 30»48 cm (12,0 Zoll) und einen Innendurchmesser von 25,4 cm (10,0 Zoll) auf. Die axiale Länge der Reihe der Kondensatorrippen 80' und 80" beträgt 24,13 cm (9,5 Zoll) und der Abstand zwischen angrenzenden Rippen beträgt 0,635 mm (0,028 Zoll), wobei die Achsen der Wärme tauschrohre in einem Radius von der Drehachse der Vorrichtung von 13,97 cm (5»5 Zoll) für den inneren Kondensatorabschnitt Cj^ und 16,0 cm (6,3 Zoll) für den äusseren Kondensatorabschnitt C^ entfernt sind. Die Rippen 100 des Verdampfers E weisen einen Aussendurchmesser von 33»0 Cm (13»° Zoll) und einen Innendurchmesser von 25,4 cm (10,0 Zoll) auf. Die axiale Länge der Reihe der Verdampferrippen beträgt 20,07 cm (7,9 Zoll) und der Abstand zwischen angrenzenden Rippen beträgt 0,611 mm (0,025 Zoll). Die sich axial erstreckenden Verdampferrohre 101 und 101a sind ebenfalls in einem Radius von 14,73 cm (5»8 Zoll) von der Drehachse der Vorrichtung entfernt. Die Kessel-Kondensator-Verdampfer-Einheit wird mit einer Drehzahl von 2300 U/min. von der Turbine über ein Getriebe mit konstantem übersetzungsverhältnis in einer Drehrichtung angetrieben, welche der Drehung des Turbinenrotors 35 entgegengesetzt ist. Bei Verwendung des Kessel-Arbeitsfluids, welches aus einer Mischung von Trichlortrifluorbenzol-Isomeren besteht, gemäss der Ub-PS 3 702 534 (ausgegeben am 14. November 1972) und von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan als Kältemittel ergeben sich für einen typischen Betrieb der Vorrichtung folgende Daten:sufficient to transfer the required heat from the combustion gases to the boiler liquid. The diameter of the boiler expansion turbine on the blades 40 is 8.9 cm (3.5 inches) and the diameter of the compressor is designed to compress the refrigerant from evaporator pressure to condenser pressure. The ribs 80 'of the outer working fluid condenser CJ_ have an outer diameter of 23.0 cm (13 »G inches) and an inner diameter of 30» 73 cm (12.1 inches). The tips 80 "of the inner refrigerant condenser C ^ have an outside diameter of 30» 48 cm (12.0 inches) and an inside diameter of 25.4 cm (10.0 inches). The axial length of the row of condenser fins 80 'and 80 "is 24.13 cm (9.5 inches) and the distance between adjacent fins is 0.635 mm (0.028") with the axes of the heat exchange tubes at a radius from the axis of rotation of the device of 13.97 cm (5 »5 inches ) are removed for the inner capacitor section Cj ^ and 16.0 cm (6.3 inches) for the outer capacitor section C ^. The fins 100 of the evaporator E have an outer diameter of 33 »0 C m (13» ° inches) and an inner diameter of 25.4 cm (10.0 inches). The axial length of the row of evaporator fins is 20.07 cm (7.9 inches) and the distance between adjacent fins is 0.611 mm (0.025 inches). The axially extending evaporator tubes 101 and 101a are also within a 14.73 cm (5 »8 inch) radius from the axis of rotation of the device. The boiler-condenser-evaporator unit runs at a speed of 2300 rpm. driven by the turbine via a gear with a constant transmission ratio in a direction of rotation which is opposite to the rotation of the turbine rotor 35. When using the boiler working fluid, which consists of a mixture of trichlorotrifluorobenzene isomers, according to Ub-PS 3,702,534 (issued November 14, 1972) and 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane as a refrigerant, the following data result for typical operation of the device:

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Kesseltemperatur 327° C (620° F)Boiler temperature 327 ° C (620 ° F)

Kesseldruck 10,48 ata (149 psia)Boiler pressure 10.48 ata (149 psia)

KeSolleistung 24,32 χ 106 cal/h (96 500 Btu/h) Turbinendrehzahl 45 000 U/min.Ke output 24.32 χ 10 6 cal / h (96 500 Btu / h) turbine speed 45 000 rpm.

Wirkungsgrad des-Rahkine-Kreises 20 % Kondensator-bättigungstemperaturEfficiency of the Rahkine circuit 20% condenser saturation temperature

Arbeitsfluidkreis -15,6° C (4,0° F) Kühlkreis -7,5° C (18,5° F)Working fluid circuit -15.6 ° C (4.0 ° F) Cooling circuit -7.5 ° C (18.5 ° F)

Leistung des äusseren Kondensators
(Arbeitsfluid) 20,61 χ 10° cal/h (81 800 Btu/h) Leistung des inneren Kondensators
Kältemittel 7,96 χ 10b cal/h (31 600 Btu/h) Kondensator-Luftstrom 45,31 mVmin. (1600 c.f.m.) Verdampfertemperatur 4,4° C (40° F)
Verdampferdruck 0,19 ata (2,7 psia)
Verdampferleistung 6,05 χ 106 cal/h (24 000 Btu/h) Verdampferluft strom 22,65 mVmin. (800 c.f.m.)
Power of the outer capacitor
(Working fluid) 20.61 χ 10 ° cal / h (81 800 Btu / h) Capacity of the inner condenser
Refrigerant 7.96 χ 10 b cal / h (31 600 Btu / h) condenser air flow 45.31 mVmin. (1600 cfm) Evaporator Temperature 4.4 ° C (40 ° F)
Evaporator pressure 0.19 ata (2.7 psia)
Evaporator output 6.05 χ 10 6 cal / h (24,000 Btu / h) Evaporator air flow 22.65 mVmin. (800 cfm)

Im vorausgehenden Beispiel ist der Arbeitsfluid-Kondensatordruck (0,28 ata) etwas höher als Verdampferdruck (0,19 ata) und dies ist notwendig, wenn Leistung für einen Generator zusätzlich zur Klimatisierung oder Erwärmung geliefert werden soll. Der höhere Kondensatordruck bei voller Leistung gestattet Kondensator-Druckschwankungen, welche bei sich ändernden Generatorbelastungen auftreten und erfordert dennoch, dass der Kondensatordruck immer gleich gross wie oder grosser als der Verdampferdruck ist. Eine derartige Anordnung gewährleistet, dass sich Kältemitteldampf nicht am Ende des Arbeitsfluid-Kondensators sammelt und dessen Kapazität verringert.In the previous example, the working fluid condenser pressure (0.28 ata) is slightly higher than the evaporator pressure (0.19 ata) and this is necessary if power for a generator is to be supplied in addition to air conditioning or heating. Of the higher condenser pressure at full power allows condenser pressure fluctuations, which occur with changing generator loads and still requires that the condenser pressure is always the same as or greater than the evaporator pressure. Such an arrangement ensures that Refrigerant vapor not at the end of the working fluid condenser collects and reduces its capacity.

Die vorausgehend beschriebene Ausführungsform, in welcher zwei Fluide von unterschiedlich hohen Molekulargewicht für das kältemittel und das Arbeitsfluid verwendet werden, arbeitet wirksamer als bei Verwendung eines einzigen Fluids sowohl als Arbeitsfluid und Kältemittel, weil es in einer Anordnung mit zwei Fluiden möglich ist, ein Arbeitsfluid auszuwählen, welchesThe embodiment described above, in which two fluids of different high molecular weights for the refrigerant and the working fluid used works more efficiently than using a single fluid as both Working fluid and refrigerant, because in a two-fluid arrangement it is possible to select a working fluid which

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einen Arbeitskreis der Maschine mit höherem Wirkungsgrad ergibt.results in a working group of the machine with higher efficiency.

Es kann Jedoch bei gewissen Anlagen wünschenswert sein, ein einziges Fluid zu verwenden und eine Ausführungsform der Erfindung, die zum Betrieb mit einem einzigen Fluid sowohl für die Maschinenleistung wie für die Kühlung dient, ist in !'ig. dargestellt. Abgesehen von einigen anschliessend beschriebenen baulichen Unterschieden ist die Vorrichtung nach Pig. 14 im übrigen in gleicher Weise wie die vorausgehend beschriebene Vorrichtung ausgebildet und entsprechend v/erden jene Bauteile in Fig. 14, die· den Bauteilen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass eine unnötige Wiederholung der Beschreibung vermieden wird.However, in certain systems it may be desirable to use a single fluid and an embodiment of the invention which is used for operation with a single fluid for both machine performance and cooling is in! 'ig. shown. Apart from a few structural differences described below, the device is according to Pig. 14 in the rest in the same way as the one previously described Apparatus designed and correspondingly those components in Fig. 14 which correspond to the components of the first embodiment, are provided with the same reference numerals so that unnecessary repetition of the description is avoided.

Die Hauptunterschiede zwischen der Ausführungsform gemäss Fig. 14 und der ersten Ausführungsform bestehen darin, dass gemäss Fig. 14 das Innere des Maschinengehäuses in eine Niederdruck- und Hochdruckkannier unterteilt ist, statt sich auf einem im wesentlichen gleichmässigen Druck zu befinden, und dass alle Kondensator-Wärmetauschrohre zum Kondensieren des einzigen Fluids verwendet werden im Vergleich zur ersten Ausführungsform, in welcher das Arbeitsfluid in einer Gruppe von Kondensatorrohren kondensiert und das Kältemittel in einer zweiten Gruppe von Kondensatorrohren.The main differences between the embodiment according to Fig. 14 and the first embodiment consist in that 14, the interior of the machine housing into a low-pressure and high pressure canier instead of being on an im to be located substantially uniform pressure, and that all condenser heat exchange tubes for condensing the only one Fluids are used compared to the first embodiment, in which the working fluid in a group of condenser tubes condenses and the refrigerant in a second group of condenser tubes.

Gemäss Fig. 14 ist in der Ausführungsform mit einem einzigen Fluid das Innere des Maschinengehäuses H in zwei getrennte Druckkammern XJ_ und YV_ unterteilt, was durch eine ringförmige, tellerartige Trennwand 140 erfolgt. Der innere umfangsseitige Band der Trennwand 140 umgibt kontinuierlich die äussere Oberfläche des Verdichters F zwischen den Verdichtereintrittskanälen 55 und den Austrittskanälen 57ι wie bei 141 gezeigt ist, und ist mit der Aussenfläche verschweisst oder in anderer Weise fluiddicht verbunden. Der äussere umfangsseitige Teil der Trennwand 140 bildet einen ununterbrochenen, sich axial erstrekkenden Handabschnitt 142, welcher an der Innenfläche der Ge-14 is in the embodiment with a single Fluid divides the interior of the machine housing H into two separate pressure chambers XJ_ and YV_, which is achieved by an annular, plate-like partition 140 takes place. The inner peripheral Band of partition 140 continuously surrounds the outer surface of the compressor F between the compressor inlet ducts 55 and the outlet channels 57ι as shown at 141, and is welded to the outer surface or in some other way fluid-tight connected. The outer peripheral part of the Partition 140 forms an uninterrupted, axially extending one Hand section 142, which is located on the inner surface of the

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häusewand 8 anliegt und mit dieser verschweisst oder in anderer Weise fluiddicht verbunden ist, und zwar in einem kurzen radialen Abstand ausserhalb der inneren Enden der ringförmigen Reihen von Wärnetauschrohren 81c. des Kondensators C_, wie bei 143 angegeben ist. Die Kessel-Druckdampfrohre 43 und die Schmiermittel-Rückleitrohre 129 erstrecken sich notwendigerweise durch die Trennwand 140 und der kpalt zwischen diesen Rohren 43 und 129 und der Trennwand ist durch Verschweissen oder in anderer Weise, wie bei 145 angegeben ist, fluiddicht abgedichtet.housing wall 8 rests and welded to this or in another Way is fluid-tightly connected, at a short radial distance outside the inner ends of the annular rows of heat exchange pipes 81c. of the capacitor C_, as in 143 is indicated. The boiler pressure steam pipes 43 and the lubricant return pipes 129 necessarily extend through the partition 140 and the gap between these tubes 43 and 129 and the partition is by welding or otherwise Manner, as indicated at 145, sealed fluid-tight.

Der Randabschnitt 142 und der anliegende Abschnitt der Trennwand 140 bilden mit der anliegenden Innenfläche der Gehäusewand 8 eine ringförmige Sammelkammer 146 an den inneren Enden der Wärmetauscherrohre 81g zur Aufnahme von darin kondensiertem Fluid. Da das gleiche Fluid sowohl für den Kühlprozess wie für die Arbeitsmaschine verwendet wird, wird die in den Rohren 8icj kondensierte Flüssigkeit, die in der ringförmigen Kammer 146 gesammelt wird, aufgeteilt, und in vorgegebenen Anteilen dem Kältemittel-Expansionsring RX' und dem Kessel-Flüssigkeitsberhälter 92 zugeführt. Flüssiges Kondensat wird dem Expansionsring RX* mittels eines Paares diametral zueinander angeordneter Rohre 147 zugeführt, die an einem Ende mit der Kondensatorkammer 146 durch den umfangsseitigen Randabschnitt 142 verbunden sind und am anderen Ende mit dem Innern des Ringes RX1 durch- die äussere umfangsseitige Wand desselben. Die Rohre 147 haben eine vorgegebene Durchflussfläche, die im Einblick auf die Zuführung von flüssigem Kondensat zum Ring RX* bemessen ist. Der Ring RX' liefert Kältemittel an die Expansionsdüsen 97' » welche ein vorgegebenes Durchflussvolumen aufweisen, überschüssige Flüssigkeit in der Kammer 146 fliesst in die Rohre 9^' durch welche sie zum Kessel-Flüssigkeitsbehälter 92 zurückgeführt wird, um im Kessel B erneut verdampft zu werden.The edge section 142 and the adjacent section of the partition wall 140 together with the adjacent inner surface of the housing wall 8 form an annular collecting chamber 146 at the inner ends of the heat exchanger tubes 81g for receiving fluid condensed therein. Since the same fluid is used for both the cooling process and the work machine, the liquid condensed in the pipes 8icj collected in the annular chamber 146 is divided, and in predetermined proportions to the refrigerant expansion ring RX ' and the boiler liquid receiver 92 supplied. Liquid condensate is fed to the expansion ring RX * by means of a pair of diametrically arranged tubes 147 which are connected at one end to the condenser chamber 146 through the peripheral edge section 142 and at the other end to the interior of the ring RX 1 through the outer peripheral wall thereof . The pipes 147 have a predetermined flow area which is dimensioned in view of the supply of liquid condensate to the ring RX *. The ring RX ' supplies refrigerant to the expansion nozzles 97''which have a predetermined flow volume; excess liquid in the chamber 146 flows into the pipes 9 ^' through which it is returned to the boiler liquid container 92 in order to be evaporated again in boiler B. .

Wie vorausgehend beschrieben wurde, teilt die Trennwand 140 das Innere des Maschinen gehäuses H in zwei Kammer X1 und Y_^, welche während des Betriebes verschiedene Drücke aufweisen. In BezugAs described above, the partition wall 140 divides the interior of the machine housing H into two chambers X 1 and Y_ ^, which have different pressures during operation. In relation

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auf Fig. 14 arbeitet die linke Kammer XV_ mit dem niedrigeren Druck des Verdampfers und des Verdichtereinlasses. Andererseits arbeitet die rechte Kammer YJ_ mit dem höheren Druck des Verdichters und Diffusorsausgangs und Kondensators G_. Damit tritt im Betrieb Kältemittel dampf von der Gehäusekammer XJ_ durch die Eintrittskanäle 55 in den Verdichter P ein, wird verdichtet und trittdurch die Kanäle 57 in die Hochdruckkammer YJ_, wo eine Vermischung mit dem Turbinenabdampf eintritt, der aus der Turbine durch den Diffusor 46 austritt. Das vereinigte Fluid in der Kammer Y_^_ gelangt in die Wärmetauscherrohre eic, des Kondensators C_, wo es durch Wärmeaustausch mit einem Kühl fluid kondensiert, welches zwischen den Sippen 80 des Kondensators in der vorausgehend beschriebenen Weise nach aussen tritt.on Fig. 14 the left ventricle XV_ operates with the lower one Evaporator and Compressor Inlet Pressure. On the other hand, the right chamber YJ_ works with the higher pressure of the compressor and diffuser output and capacitor G_. With it occurs in operation refrigerant vapor from the housing chamber XJ_ through the Inlet channels 55 in the compressor P, is compressed and passes through the channels 57 into the high pressure chamber YJ_, where a Mixing occurs with the turbine exhaust steam exiting the turbine through the diffuser 46. The united fluid in the chamber Y _ ^ _ enters the heat exchanger tubes eic, des Condenser C_, where it is fluid by heat exchange with a cooling condenses, which occurs between the ribs 80 of the condenser in the manner described above to the outside.

Das in den Rohren 81£ gebildete Kondensat fliesst von den inneren Enden der Rohre ab und wird in der ringförmigen Kammer 146 gesammelt, von welcher es unterteilt und dem Kessel-Flüssigkeitsbehälters 92 und dem Expansionsring EX ' in der vorausgehend beschriebenen Weise zugeführt wird. Die durch die Düsen 97' strömende Flüssigkeit wird abgegeben und durch eine Anzahl nicht-umlaufender Expansionsschaufeln 98 expandiert und anschliessend in die Rohre 101b des Verdampfers E_ gefördert, wo sie durch Wärmeaustausch mit einem Fluid verdampft, welches durch die Verdampfer-Kondensatorrippen 100 nach aussen tritt. Der dabei in den Verdampferrohren 101b gebildete Fluiddampf gelangt in diesen Rohren einwärts und tritt aus den inneren Enden der Rohre in die Niederdruckkammer X/_ des Maschinengehäuses H ein, worauf er erneut verdichtet, kondensiert und verdampft wird, wie bereits beschrieben wurde. In der in Fig. 14 dargestellten Aueführungsform der Erfindung brauchen die äusseren Enden der Kondensatorrohre 81£, welche im Ring 85 befestigt sind und die äusseren Enden der Verdampfe rohre 101b, die im Ring 104 angeordnet sind, nicht in der in Verbindung mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschriebenen Weise verteilt zu sein.The condensate formed in the tubes 81 £ flows from the inner ends of the tubes and is collected in the annular chamber 146 from which it is divided and fed to the kettle liquid container 92 and the expansion ring EX ' in the manner previously described. The liquid flowing through the nozzles 97 'is discharged and expanded by a number of non-rotating expansion blades 98 and then conveyed into the tubes 101b of the evaporator E_, where it evaporates through heat exchange with a fluid which passes through the evaporator-condenser fins 100 to the outside . The fluid vapor formed in the evaporator tubes 101b enters these tubes and enters the low-pressure chamber X / _ of the machine housing H from the inner ends of the tubes, whereupon it is again compressed, condensed and evaporated, as already described. In the embodiment of the invention shown in Fig. 14, the outer ends of the condenser tubes 81 £, which are fastened in the ring 85 and the outer ends of the evaporator tubes 101b, which are arranged in the ring 104, do not need in connection with the first embodiment of the invention described manner to be distributed.

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SSSS

Ein Beispiel eines Fluids, welches sich sowohl zur Verwendung als Kältemittel wie auch als Arbeitsfluid in der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform der Erfindung eignet, ist 1,1,2-TrIChIOr-I^,2-trifluoräthan. Beim Betrieb tritt das kalte, flüssige Kältemittel aus den Expansionsdusen 97' "und den Schaufeln 98 aus und füllt teilweise sämtliche Verdampferrohre 101b, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch die Düsen 97' gegenüber der Verdampferkapazität der Rohre 101b so bemessen ist, dass diese Rohre nicht mehr als zur Hälfte mit Flüssigkeit gefüllt sind. Dieser Grenzwert wird durch die radiale Höhe der Lippe 99a des Sammelrings 99 bestimmt, welcher die inneren Enden der Verdampferohre 101b umgibt. Falls mehr Kältemittel durch die Expansionssehaufein 98 in die Verdampferohre 101b eintreten sollte, würde überschüssige Flüssigkeit lediglich über die Lippe 99a des Sammelrings 99 treten und in das Schmiermittelbad 118 gelangen. Jedoch würde die Nähe des Schmiermittelbads 118 zur Kesselkammer 1 zu einem Sieden des Kältemittels im Bad 118 führen, so dass das Kältemittel verdampfen und sich mit dem verdampften Kältemittel fluid in der Gehäusekammer Xl vereinigen würde.An example of a fluid that can be used both is suitable as a refrigerant as well as a working fluid in the embodiment of the invention shown in FIG. 14 1,1,2-TrIChIOr-I ^, 2-trifluoroethane. This occurs during operation cold, liquid refrigerants from the expansion nozzles 97 '"and the blades 98 and partially fills all of the evaporator tubes 101b, where the flow rate of the liquid is dimensioned by the nozzles 97 'with respect to the evaporator capacity of the tubes 101b so that these tubes do not exceed are half filled with liquid. This limit value is determined by the radial height of the lip 99a of the collecting ring 99 determines which surrounds the inner ends of the evaporator tubes 101b. If there is more refrigerant through the expansion window 98 should enter the evaporator tubes 101b, excess would occur Liquid only pass over the lip 99a of the collecting ring 99 and enter the lubricant bath 118. However, the proximity of the lubricant bath 118 to the boiler chamber 1 would result in the refrigerant boiling in the bath 118, so that the refrigerant evaporate and merge with the evaporated Refrigerant would combine fluid in the housing chamber Xl.

Ein typisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung mit geteiltem Kreislauf gemäss der Fig. 14, die für eine Leistung von 4,92 PS' an der Turbinenwelle ausgelegt ist, weist die gleichen Bauelemente auf, die vorausgehend in Verbindung mit dem Zweikreissystem beschrieben wurden, mit der Ausnahme, dass der Durchmesser des Kessel-Flüssigkeitsspiegels i_ 96,52 cm (38,0 Zoll) beträgt, und dass der Turbinendurchmesser 6,35 cm (2,5 Zoll) und die axiale Länge, der Verdampferrippen 12,43 cm (4,5 Zoll) beträgt. Bei Verv/endung von 1,1,2-ϊγιο1ι1ογ-1 ,2,2-trifluoräthan als einziges Fluid sowohl für das Kessel-Arbeitsfluid und dac Kältemittel, ergeben sich für den Betrieb der Vorrichtung folgende Daten:A typical embodiment of an arrangement with a split circuit according to FIG. 14, which is designed for an output of 4.92 hp 'on the turbine shaft, has the same components that were previously described in connection with the two-circuit system, with the exception that the diameter of the boiler liquid level i_ 96.52 cm (38.0 inches), and that the turbine diameter 6.35 cm (2.5 inches) and the axial length of the evaporator fins 12,43 cm (4.5 inches ) amounts to. When using 1,1,2-ϊγιο1ι1ογ-1, 2,2-trifluoroethane as the only fluid for both the boiler working fluid and the refrigerant, the following data result for the operation of the device:

Lesselteraperatrar 188° C (370° F)
Keeseldruck 23,27 ata (331 psia)
Lesselteraperatrar 188 ° C (370 ° F)
Keesel pressure 23.27 ata (331 psia)

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Kesselleistung 20,36 χ 106 cal/h (80 800 But/h) O?urbinendrehzahl 42 000 U/min.
Wirkungsgrad des Rankine-Kreises 20 % Kondensator-oättigungstemperatur 54° 0(1*0° F) Kondensatordruck 1,27 ata (18 psia)
Boiler output 20.36 χ 10 6 cal / h (80 800 But / h) O? Urbine speed 42 000 rpm.
Rankine circuit efficiency 20% Condenser saturation temperature 54 ° 0 (1 * 0 ° F) Condenser pressure 1.27 ata (18 psia)

Konäensatorleistung 25,93 x 106 cal/h (102 900 Btu/h) Kondensatorluftstroiii 130,83 m^/min. (4620 c.f.ni.) Verdampfertemperatur 4,4° C (40° F)
Verdampferdruck 0,19 ata (2,7 psia)
Verdamperleistung 6,75 x 106 cal/h (26 800 Btu/h) Verdamper-Lustströmung 46,02 mvrain. (1625 c.f.m.)
Condenser output 25.93 x 10 6 cal / h (102 900 Btu / h) condenser air flow 130.83 m ^ / min. (4620 cfni.) Evaporator Temperature 4.4 ° C (40 ° F)
Evaporator pressure 0.19 ata (2.7 psia)
Evaporation output 6.75 x 10 6 cal / h (26 800 Btu / h) Evaporation pleasure flow 46.02 mvrain. (1625 cfm)

Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich sehr gut zum Kühlen oder Heizen des Innenraums von Gebäuden, Wohnhäusern und anderen Bauten und typische Ausführungsformen für den Sommer- und Winterbetrieb sind jeweils in den Fig. 15 und 16 dargestellt.The inventive device is very suitable for Cooling or heating of the interior of buildings, houses and other structures and typical embodiments for the Summer and winter operation are shown in FIGS. 15 and 16, respectively shown.

In den Fig. 15 und 16 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung mit den zugehörigen Leitungen und Ventilen zum Kühlen und Erwärmen eines Gebäudes dargestellt. Vorzugsweise befindet sich die Vorrichtung neben der Wand oder den Wänden des Gebäudes, um einen einfachen Zugang zur Atmosphäre ausserhalb des Gebäudes zu schaffen, beispielsweise in der Ecke des Gebäudes, welche durch die Seitenwände 148 und 149 gebildet wird.In FIGS. 15 and 16, the device according to the invention is shown with the associated lines and valves for cooling and heating of a building. The device is preferably located next to the wall or walls of the building, to create easy access to the atmosphere outside the building, for example in the corner of the building, which is formed by the side walls 148 and 149.

In der dargestellten Anordnung gelangt von ausserhalb des Gebäudes kommende Luft zum Einlass des umlaufenden Kondensators C^, und zwar durch eine horizontale Leitung 150, die sich durch die Wand 148 des Gebäudes nach innen erstreckt und an ihrem Innenende in ein Einlassgehäuse 151 mündet, welches eine zum Kondensatoreinlass führende Öffnung 152 aufweist. Das äussere Ende der Leitung 15Ο ist mit einer Verschlussvorrichtung versehen, beispielsweise mit Klappen 153» welche geöffnet werden können, um Luft von aussen durch die Leitung dem Kondensator zuzuführen oder die zum Absperren des Luftzutrittes zum Kondensator geschlossen werden.In the arrangement shown, it comes from outside the building incoming air to the inlet of the circulating condenser C ^, through a horizontal line 150, which extends through the wall 148 of the building extends inward and opens at its inner end into an inlet housing 151, which has a Has condenser inlet leading opening 152. The outer The end of the line 15Ο is provided with a locking device, for example with flaps 153 »which can be opened to allow air from the outside through the conduit to the condenser or which are closed to shut off the air admission to the condenser.

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OTOT

Ein stationäres Gehäuse 154- umgibt umfangsseitig den umlaufenden Kondensator G_ der Vorrichtung und die dem Kondensator C_ zugeführte Luft wird durch die Kondensatorrippen 80 nach aussen abgegeben, wobei die Luft durch Wärmeaustausch mit dem heissen Arbeitsfluid, welches in den Kondensatorrohren 81jä kondensiert, erhitzt wird. Eine Abgasleitung 155 -für die in das Gehäuse 154-geförderte erhitzte Luft führt tangential von diesem weg und durch die Gehäusewand 149 nach aussen. Das Auslaseende der Leitung 155 ist ebenfalls mit einer Verschlusseinrichtung versehen, beispielsweise mit Klappen 156» um den Leitungsauslass gegenüber der Aussenatmosphäre zu öffnen oder zu verschliessen. Eine Verteilerleitung 157 zur Förderung von erwärmter oder gekühlter Luft von der Vorrichtung an geeignete Auslässe 158» die im Gebäude verteilt sind, besitzt einen Einlass, welcher bei 159 an die Auslassleitung 155 angeschlossen ist.A stationary housing 154 surrounds the circumferential one Capacitor G_ of the device and that supplied to capacitor C_ Air is released to the outside through the condenser fins 80, the air being heated by heat exchange with the Working fluid which condenses in the condenser tubes 81jä, is heated. An exhaust pipe 155 -for the in the housing 154-conveyed heated air leads tangentially away from this and through the housing wall 149 to the outside. The outlet end of the Line 155 is also provided with a closure device, for example with flaps 156 »around the line outlet to open or close to the outside atmosphere. A manifold 157 for conveying heated or cooled air from the device to suitable outlets 158 » which are distributed throughout the building has an inlet which is connected to the outlet line 155 at 159.

Xlmlich wie das Gehäuse 154 wird auch der umlaufende Verdampfer E_ umfangsseitig von einem Gehäuse 160 umschlossen, welches die Luft aufnimmt, die radial nach aussen durch die Kippen des Verdampfers austritt, wobei sie mittels Wärme ausbau sch mit dem kondensierten Kältemittel in den Verdampferohren 101 gekühlt wurde. Die gekühlte» dem Gehäuse 160 zugeführte Luft gelangt in eine.Leitung 161, welche an ihrem einen Ende mit der Verteilerleitung 157 durch eine Seitenwand derselben verbunden ist, wie dies bei 162 in der Zeichnung dargestellt ist. Eine Ventileinrichtung, wie beispielsweise eine Klappe 163, ißt in der Verteilerleitung 157 vorgesehen, um wahlweise der Leitung 157 Luft -entweder von der Kondensator-Austrittsleitung 155 oder der Verdampfer-Austrittsleitung 161 zuzuführen. Befindet sich beispielsweise die Klappe I63 in der in ilg. 15 dargestellten Lage quer zur Verteilerleitung 157» so gelangt Luft von der leitung 161 zur Leitung 157 und Luft von der Kondensator-Austrittsleitung 155-v/ird am Eintritt in die Leitung Ί57 gehindert. Das andere Ende der Leitung 161 ist mit dem ittickleitungcabschnitt 164a durch eine Seitenwand derselben verbunden, wie bei 161a angedeutet ist, und eine Ventileinrichtung,The circulating evaporator is just like the housing 154 E_ surrounded on the circumferential side by a housing 160, which absorbs the air that emerges radially outwards through the tilting of the evaporator, whereby it is expanded with the help of heat the condensed refrigerant was cooled in the evaporator tubes 101. The cooled air supplied to the housing 160 arrives into a line 161, which at one end with the Manifold 157 is connected by a side wall thereof, as shown at 162 in the drawing. One Valve means such as flap 163 eats Provided in the manifold 157 to optionally air the line 157 - either from the condenser outlet line 155 or the evaporator outlet line 161. Located For example, the flap I63 in the in ilg. 15th position shown transversely to the distribution line 157 »air from the line 161 to the line 157 and air from the Condenser exit line 155-v / ird at the entry into the line Ί57 prevented. The other end of the line 161 is with the tick line section 164a connected by a side wall thereof, as indicated at 161a, and a valve device,

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sese

wie eine Klappe 161b ist vorgesehen, um wahlweise Zutritt gekühlter Luft von der Leitung 161 zur Leitung 164a zu ermögliche.!like a flap 161b is provided to selectively access refrigerated To allow air from line 161 to line 164a.!

Die durch die Leitung 157 verteilte Luft, welche im Innern des Gebäudes durch einen oder mehrere der Auslässe 158 austritt, wird durch eine Rückleitung 164 zur Vorrichtung zurückgeführt, wobei diese Leitung in zwei Abschnitte 164a und 164b aufgeteilt ist, wobei ein Ventil, beispielsweise eine Klappe 164c., vorhanden ist, um wahlweise die zurückgeleitete Luft dem Abzweig 164a oder 164b zuzuführen. Die Abzweigleitung 164a, führt von der Leitung 164 zur Frischluft-Einlassleitung I50 und ist mit dieser an ihrer Seitenwand bei 165 verbunden. Die andere Zweigleitung 164b ist mit der Fluid-Einlasskammer des Verdampfers E_ verbunden und ferner mit der Luft-Verteilerleitung 157» wobei ein Ventil, beispielsweise eine Klappe 164d, vorgesehen ist, um wahlweise die Strömung der rückgeführten Luft zum Verdampfer-Einlass E oder zur Luft-Verteilerleitung 157 in der gewünschten Weise zu steuern.The air distributed through the line 157, which is inside the Building exits through one or more of the outlets 158, is returned to the device through a return line 164, this line being divided into two sections 164a and 164b, with a valve, for example a flap 164c., being present is to selectively supply the returned air to branch 164a or 164b. Branch line 164a leads from the line 164 to the fresh air inlet line I50 and is with this connected on its side wall at 165. The other branch line 164b is connected to the fluid inlet chamber of the evaporator E_ and further to the air distribution line 157 »where a Valve, for example a flap 164d, is provided to optionally the flow of the recirculated air to the evaporator inlet E or to the air distribution line 157 in the desired Way to control.

Gemäss Fig. 15 sind zwecks Kühlung oder Klimatisierung des Gebäudes im Sommer oder in warmen klimatischen Zonen die Frischluft-Einlassklappen 153 geöffnet und desgleichen die Klappen 156 der Kondensator-Austrittsleitung 155i währen die Klappe I63, wie dargestellt, derart angeordnet ist, dass die Leitung 161 geöffnet und gekühlte Luft der Verteilerleitung 157 zugeführt wird, während dieselbe gegenüber Luft von der Kondensator-Austrittsleitung 155 abgeschlossen ist. Die Klappe 161b_ in der Leitung 161 ist geschlossen, wodurch ein Austritt gekühlter Luft durch die Zweigleitung 164a in die Zweigleitung 164b verhindert wird. Ferner ist die Klappe 164d in der Leitung 164b geschlossen und die Klappe 164£ ist derart in der gezeigten V/eise angeordnet, dass die Leitung 164a_ geschlossen und die Leitung 16^b_ geöffnet ist, so dass alle durch die Leitung 164 zurückgeleitete Luft zum Einlass des Verdampfers geführt wird.According to FIG. 15 are for the purpose of cooling or air conditioning the building the fresh air inlet flaps in summer or in warm climatic zones 153 open and likewise the flaps 156 of the condenser outlet line 155i while the flap I63, as shown, is arranged such that the line 161 is opened and cooled air is supplied to the distribution line 157 while the same is sealed off from the condenser outlet line 155 from air. The flap 161b_ in the Line 161 is closed, preventing the escape of cooled air through branch line 164a into branch line 164b will. Furthermore, the flap 164d in the line 164b is closed and the flap 164 £ is arranged in the manner shown, that line 164a_ is closed and line 16 ^ b_ is open so that all returned through line 164 Air is led to the inlet of the evaporator.

Beim Betrieb der in Tig. 15 dargestellten Anlage gelangt cieWhen operating the in T ig. 15 plant shown arrives cie

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gesamte vom Kondensator C_ abgegebene erhitzte Luft durch die Leitung 155 nach aussen und tritt nicht in die Verteilerleitung 157 ein. Andererseits gelangt die gesamte vom Verdampfer E_ abgegebene gekühlte Luft über die Leitung 161 zur Leitung und wird von dieser an die im gesamten Gebäude verteilten Auslässe 158 verteilt· Die in das Gebäude abgegebene Luft wird über die Leitung 164 der Vorrichtung zurückgeführt. Da die Klappe I64.d in der Zweigleitung 164b. geschlossen ist und die Klappe 164c. gegenüber der Zweigleitung 164a, geschlossen und gegenüber der Zweigleitung 164b_ geöffnet ist, gelangt die gesamte von der Leitung 164 zurückgeführte Luft über die Zweigleitung 164b zum Verdampfer E1 wo sie erneut gekühlt und in der beschriebenen Weise durch das Gebäude umgewälzt wird.all of the heated air given off by the condenser C_ to the outside through the line 155 and does not enter the distributor line 157. On the other hand , all of the cooled air released by the evaporator E_ reaches the line via line 161 and is distributed by this to the outlets 158 distributed throughout the building. The air released into the building is returned to the device via line 164. Since the flap I64.d in the branch line 164b. is closed and the flap 164c. is compared to the branch line 164a, closed and opened with respect to the branch line 164b_, the entire returned from the line 164 air passes through the branch pipe 164b to the evaporator E 1 where it is cooled again and circulated in the manner described by the building.

Mir den Betrieb im Winter oder in kalten Klimazonen sind gemäss Fig. 16 die Einlassklappen 153 für Frischluft geschlossen und desgleichen die Kondensator-Austrittsklappen 156, und die Klappe 163 ist derart angeordnet, dass die Leitung 161 abgeschlossen ist und die gesamte erhitzte Luft aus der Leitung in die Verteilerleitung 157 eintritt. Ferner ist die Klappe 164c gegenüber der Zweigleitung 164b_ geschlossen und gegenüber der Zweigleitung 164a geöffnet, damit die aus der Leitung 164 zurückkehrende Luft in die Kondensator-Einlassleitung 15O gelangen kann. Damit wird beim Betrieb die gesamte vom Kondensator £ erhitzte Luft in die Leitung 157 gegeben. Ein Teil der erhitzten Luft wird an die Gebäudeauslässe 158 verteilt und die von der Leitung 164 zurückgeleitete Luft gelangt über die Zweigleitung 164a zur Kondensator-Einlassleitung 150, um erneut erhitzt und in der beschriebenen Weise umgewälzt zu werden. Der Hest erhitzter Luft wird über die Zweigleitung 164b zua Einlass des Verdampfers geführt und gekühlte Luft aus dem Verdampfer gelangt durch die Leitung 161 in die Zweigleitung 164a.Me operation in winter or in cold climates are shown in FIG. 16, the inlet valve is closed 153 for fresh air and the like, the condenser outlet flap 156 and the flap 163 is arranged such that the line is completed 161 and the whole heated air from line enters the manifold 157. Furthermore, the flap 164c is closed with respect to the branch line 164b_ and opened with respect to the branch line 164a so that the air returning from the line 164 can enter the condenser inlet line 150. In this way , all of the air heated by the condenser £ is fed into the line 157 during operation. A portion of the heated air is distributed to the building outlets 158 and the air returned from line 164 passes through branch line 164a to condenser inlet line 150 to be reheated and recirculated in the manner described. Most of the heated air is conducted to the inlet of the evaporator via branch line 164b and cooled air from the evaporator passes through line 161 into branch line 164a.

Durch Kurzschliessen der Verdampf er-Luftströmung durch den Kondensator gemäss Fir. 16 werden Temperatur und Druck desBy short-circuiting the evaporator air flow through the Condenser according to Fir. 16 the temperature and pressure of the

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Verdampfers erhöht und Temperatur und Druck des Kondensators erniedrigt. Der verringerte Druckanstieg am Kühlmittelverdichter in Verbindung mit einer Verringerung der Verdichterdrehzahl während des Winterbetriebes verringert die Verdichterleitung. Der Betrieb des Verdichters mit niedrigem Druckverhältnis und niedriger Drehzahl stellt einen Leerlaufbetrieb während des Winters dar.Evaporator increased and temperature and pressure of the condenser decreased. The reduced pressure increase on the refrigerant compressor in connection with a reduction in the compressor speed during winter operation, the compressor line is reduced. The operation of the compressor at low pressure ratio and low speed represents idling operation during winter.

Jedoch kann beim beschriebenen Winterbetrieb die Wärmemenge, welche vom Kondensator C_ nicht aufgenommen und von der durch den Kondensator abgegebenen Luft aufgenommen wird, etwas kleiner sein,als normalerweise zur Heizung des Gebäudes benötigt wird, für welchen die Leistung des Kühlsystems ausgelegt ist, um das Gebäude ordnungsgemäss zu klimatisieren, und daher kann eine erhöhte Wärmezufuhr zum Kessel erforderlich sein, um im Winter oder in kalten Klimazonen eine ausreichende Heizung zu liefern.However, in the described winter operation, the amount of heat that is not absorbed by the condenser C_ and by the the air emitted by the condenser is taken in, be slightly smaller than is normally required to heat the building, for which the performance of the cooling system is designed to properly air-condition the building, and therefore can An increased supply of heat to the boiler may be required in order to provide adequate heating in winter or in cold climates to deliver.

In dem mit zwei iluiden arbeitenden Zweikreissystem wird zwecks Kompensation für die erhöhte Wärmebelastung des Kessels und zur Verringerung der von der Turbine 35 erzeugten Leistung etwas Druck-Arbeitsfluid von den Keεseidampfrohren 43 im Nebenschluss zur Turbine unmittelbar zu der Gehäusekammer Y oder YJ_ geleitet. Dieser Nebenschluss kann, wie am besten aus inig. 6 hervorgeht, erzielt werden, indem eine Anzahl von Umgehungsleitungen 170 jeweils an ihren äusseren Enden mit einem der Kesseldanpfrohre 4-3 verbunden sind, wie bei 171 angegeben ist, und an ihren Innenenden über eine Einlassöffnung 172 mit einer gemeinsamen Ventilkammer 173 in einem Ventilkörper 174 in Verbindung stehen. Der Ventilkörper 174- ist mittels einer Querstrebe 175 koaxial in der Gehäusekammer Y oder YJ_ befestigt. Ein Auslass von der Ventilkammer 173 erfolgt über eine koaxiale Ventilöffnung 176 in eine kleine Auslasskammer 177 und anschliensenä durch eine Anzahl radialer Kanäle 178 zur Gehäusekammer Y oder Y'. Die Dampfrohre 17Ο sind derart bemessen, dass sie eine solche Iienge Kesseldampf umleiten, die ausreichen, um dieIn the dual-circuit system working with two iluids, some pressure working fluid is passed from the Keεseidampfrohren 43 in a shunt to the turbine directly to the housing chamber Y or YJ_ in order to compensate for the increased heat load on the boiler and to reduce the power generated by the turbine 35. This shunt can, as best from i n ig. 6, can be achieved in that a number of bypass lines 170 are each connected at their outer ends to one of the boiler connection pipes 4-3, as indicated at 171, and at their inner ends via an inlet opening 172 to a common valve chamber 173 in a valve body 174 stay in contact. The valve body 174- is fastened coaxially in the housing chamber Y or YJ_ by means of a cross strut 175. An outlet from the valve chamber 173 takes place via a coaxial valve opening 176 into a small outlet chamber 177 and subsequently through a number of radial channels 178 to the housing chamber Y or Y ' . The steam pipes 17Ο are dimensioned such that they divert such a long boiler steam that is sufficient to

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leistung zur Kompensation der verringerter Verdich.terbelastu.ng zu reduzieren und dabei jedoch die vorgesehene Drehzahl der Kessel-Kondensator-Verdampfer-Einheit im Winterbetrieb aufrechtzuerhalten .power to compensate for the reduced compression load to reduce while maintaining the intended speed of the boiler-condenser-evaporator unit in winter operation .

Die Ventilöffnung 176 wird normalerweise durch ein VentilelementThe valve port 176 is normally through a valve element

179 geschlossen, welche in ihre ßchliesslage durch eine Feder179 closed, which in its closed position by a spring

180 gedruckt wird, die zwischen dem Ventil 179 und einem Verschlussbolzen 181 angeordnet ist, der im Ventilkörper 164 eingeschraubt ist. Das Ventilelement 179 besitzt einen koaxial angeordneten Ventilschaft 182, dessen Betätigung das Ventilelement 179 gegen die Feder 180 verschiebt, um die Ventilöffnung 176 zu öffnen, was mittels eines koaxialen fluiddichten Balgs I83 über einen koaxialen Stössel 184- erfolgt. Der Balg I83 liegt in einer Kammer 185 am inneren Ende der Maschinenwelle 10. Der &tössel 184 erstreckt sich völlig durch die Welle 10 über das Ende derselben hinaus und durch ein koaxiales stationäres Nabenelement 186 und eine stirnseitig davon angebrachte Magnetspule 187, wie am besten aus Fig. 9 ersichtlich ist. Das äussere Ende der Haschinenwelle 10 ist in einem stationären Nabenelement 186 mittels Lager 188 gelagert, und das Nabenelement 186 wird durch einen Zapfen 189 in seiner stationären Lage gehalten, welcher sich axial stirnseitig einer .der radialen ispeichen 19 erstreckt und in einem feststehenden radialen Arm 190 am Nabenelement 186 gemäss Fig. 1 befestigt ist.180 is printed between the valve 179 and a locking pin 181 is arranged, which is screwed into the valve body 164. The valve element 179 has a coaxially arranged one Valve stem 182, the actuation of which moves valve element 179 against spring 180, around valve opening 176 to open what by means of a coaxial fluid-tight bellows I83 takes place via a coaxial plunger 184-. The bellows I83 lies in a chamber 185 at the inner end of the machine shaft 10. The tössel 184 extends completely through the shaft 10 out the end thereof and through a coaxial stationary hub member 186 and a magnet coil attached to the end thereof 187, as best seen in FIG. The outer end of the machine shaft 10 is in a stationary hub element 186 is supported by means of bearings 188, and the hub element 186 is held in its stationary position by a pin 189, which axially at the front of one of the radial is spokes 19 and is fastened in a stationary radial arm 190 on the hub element 186 according to FIG.

Die Magnetspule 187 weist die übliche Wicklung 187a auf, wobei das äussere Ende des Stössels 184 den Kern 187b der Magnetspule bildet, wie aus Fig. 9 ersichtlich ist. Bei Erregung der Magnetspule 187 wird der ktössel 184 in den Anordnungen der ü.g. 6 und 9 nach links bewegt, wodurch die Ventilöffnung 176 geöffnet wird und ein Teil des Kesseldampfes in den Rohren 43 durch die Umgebungsrohre 170 und die radialen Kanäle 178 im Nebenschluss zur Turbinenleistung zur Kammer Ί_ oder YJ_ gelangt. Die Erregung des Magnetspule kann nach Wunsch durch einen handbetätigten behälter oder selbsttätig beispielsweise durch einenThe magnetic coil 187 has the usual winding 187a, the outer end of the plunger 184 forming the core 187b of the magnetic coil, as can be seen from FIG. 9. When the solenoid 187 is excited, the ktössel 184 in the arrangements of the above. 6 and 9 moved to the left, whereby the valve opening 176 is opened and part of the boiler steam in the pipes 43 passes through the surrounding pipes 170 and the radial channels 178 in the bypass to the turbine power to the chamber Ί_ or YJ_ . The excitation of the solenoid can, if desired, by a hand-operated container or automatically, for example by a

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temperaturempfindlichen Thermostatschalter erfolgen. Damit wird im Winter der grösste Teil der im Arbeitsfluid enthaltener Wärme durch den Kondensator an die im Gebäude zirkulierte Luft abgegeben und lediglich ein geringer Anteil dieser Energie wird durch die Turbine zum Antrieb des Kondensators und Verdampfers abgezweigt.temperature-sensitive thermostat switch. In order to the majority of that is contained in the working fluid in winter Heat is given off by the condenser to the air circulating in the building and only a small proportion of this energy is branched off by the turbine to drive the condenser and evaporator.

Andererseits wird für Winter- und Sin-Aus-Betrieb mit einem einzigen Fluid (aufgeteilter Kreis) die Umgehungsventilanordnung für ein Zwei-Fluid-System nicht verwendet, stattdessen wird eine Ventilanordnung benützt, um die Strömung des Kondensats von der Sammelkammer 164 durch die Hohre 147 zur Kältemi ttel-Expansionseinrichtung RX' zu begrenzen, so dass während eines solchen Betriebes der Expansionseinrichtung BX1lediglich ein Kondensatanteil zurückgeführt wird, welcher der Strömung des Kältemittels durch den Verdichter angepasst ist und welcher erforderlich ist, um das Kältemittel in den Verdampferrohren 101b. im wesentlichen auf dem Niveau zu halten, das dureh die "überströmlippe 99§. des Kollektorrings 99 bestimmt wird. Diese beschränkte Kältemittelströmung verringert die Belastung am Verdichter und beschränkt den Verbrauch an Kesselbrennstoff, wenn die Vorrichtung nicht zur Kühlung verwendet wird.On the other hand, for winter and sin-off operation with a single fluid (split circuit), the bypass valve arrangement for a two-fluid system is not used, instead a valve arrangement is used to restrict the flow of condensate from the collection chamber 164 through the tube 147 to the refrigerant expansion device RX ' , so that during such an operation of the expansion device BX 1, only a condensate portion is returned which is adapted to the flow of the refrigerant through the compressor and which is necessary for the refrigerant in the evaporator tubes 101b. essentially at the level determined by the "overflow lip 99§" of the collector ring 99. This restricted refrigerant flow reduces the load on the compressor and limits the consumption of boiler fuel when the device is not used for cooling.

Gemäss der vorliegenden Erfindung erfolgt die Beschränkung der Strömung des Kondensats zur Expansionseinrichtung RX', indem im Expansionsring zwischen der darin befindlichen Kammer und den Rohren 147 ein Paar diametral angeordneter sich axialAccording to the present invention, the flow of the condensate to the expansion device RX ' is restricted by a pair of diametrically arranged axially arranged in the expansion ring between the chamber located therein and the tubes 147

erstreckender Ventilkammern 193 vorgesehen wird, in welche^ Jeweils ein axial bewegliches Ventilelement 194 angeordnet ist, welches beispielsweise in Pig. 14A dargestellt ist. In der gezeigten Ausführungsform wird jedes der Ventile 194 durch einen Seilzug 195» ausgehend von einem gemeinsamen Betätigungselement 196 betätigt, welches koaxial in einem Gehäuse 197 angeordnet ist und sich normalerweise unter liinwirkunc: beispielsweise einer Feder 198 gemäss Fig. 14B in einer Lage be-extending valve chambers 193 is provided, in which ^ An axially movable valve element 194 is arranged in each case, which for example in Pig. 14A is shown. In the embodiment shown, each of the valves 194 is through a cable 195 »starting from a common actuating element 196 actuated, which is arranged coaxially in a housing 197 and is normally under liinffektunc: for example a spring 198 according to FIG. 14B in one position

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^indet, die der Cffnungslage der Ventile 194 entspricht. Die Betätigung des Betätigungselements 196 erfolgt mit Hilfe eines koaxial angeordneten btabs 182' und eines nicht dargestellten otössels, welche in der gleichen Weise wie der Ventilschaft 182 und der vorausgehend beschriebene ütössel 184, welcher in denFig. 6 und 9 gezeigt ist, betätigt werden.^ indet which corresponds to the opening position of the valves 194. the The actuation element 196 is actuated with the aid of a coaxially arranged btabs 182 'and one not shown otössels, which in the same way as the valve stem 182 and the previously described ütössel 184 which in fig. 6 and 9 can be actuated.

Im Betrieb wird bei Verschiebung des btabes 182' gemäss Fig. 143 nach links das Betätigungselement 196 entsprechend verschoben, wodurch die beilzüge 195 betätigt werden und die Ventile 194 in Schliessrichtung betätigen und dadurch die strömung· des Kondensats zur Expansionseinrichtung RX' verringern. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ventile 194 nicht in ihre vollständig geschlossene Stellung bewegt werden, in welcher die Kondensat strömung zur Expansionseinrichtung RX1 vollständig abgesperrt ist, sondern dass sie in eine teilweise geschlossene Grenzlage gelangen, bei welcher die Ventile 194 soweit geöffnet sind, dass sie eine ausreichende Kondensatströmung zur Expansionseinrichtang HX1 gestatten, welche den gewünschten Kondensatspiegel in den Verdampf erohren 1O1b_ aufrechterhält. In den meisten Anlagen macht die Verringerung der Koncensatströmung zur Exp an si ons einrichtung HX' durch die Ventile 194 etwa 10 % oder weniger der Kondensatströmung zur Expansionseinrichtung bei vollständig geöffneten Ventilen 194 aus.In operation, when the tab 182 'is moved to the left according to FIG. 143, the actuating element 196 is correspondingly displaced, whereby the additional cables 195 are actuated and the valves 194 are actuated in the closing direction, thereby reducing the flow of condensate to the expansion device RX' . It should be noted that the valves 194 are not moved into their fully closed position, in which the condensate flow to the expansion device RX 1 is completely shut off, but that they reach a partially closed limit position in which the valves 194 are open to the extent that that they allow a sufficient condensate flow to the expansion device HX 1 , which maintains the desired condensate level in the evaporator tube 1O1b_. In most systems, the reduction in the condensate flow to the expansion device HX ' through the valves 194 is about 10% or less of the condensate flow to the expansion device when the valves 194 are fully open.

Wenn die Umgebungstemperatur im Winter grosser als die Verdampfertemperatur ist, ist es möglich, die Vorrichtung als Wärmepumpe zu betreiben. Bei dieser Betriebsweise wird eine wirksame Raumheizung erzielt, indem die vom Kühlkreis nicht verbrauchte Wärme zu der im Rankine-Arbeitskreis nicht verbrauchten Wärme addiert wird. Die Anordnung der Luftleitungen ist dabei ähnlich, wie Jene gemäss Fig. 16 mit der Ausnahme, dass Aussenluft zum Verdampfer zugelassen und durch diesen geleitet werden muss.If the ambient temperature in winter is higher than the evaporator temperature, it is possible to use the device as a heat pump to operate. With this operating mode, effective space heating is achieved by removing the heat not used by the cooling circuit added to the heat not consumed in the Rankine working group will. The arrangement of the air lines is similar to that according to FIG. 16 with the exception that outside air to the evaporator must be approved and directed by it.

iiie vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung einerThe present invention is not directed to the use of a

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mit Düsen und Schaufeln ausgebildeten turbinenartigen Kaltemi ttel-Expansionseinrichtung der beschriebenen Art beschränkt, und obwohl in derartigen Expansionseinrichtungen die Expansion isentropisch erfolgt und die maximale Kühlwirkung für den verwendeten therraodynamisehen Kreis ermöglicht, können auch Ventiloder Kapillar -Expansionseinrichtungen verwendet werden, bei welchen die Expansion isenthalpisch erfolgt, wobei lediglich eine geringfügige Verringerung der Kühlwirkung eintritt.turbine-like Kaltemi ttel expansion device of the type described, designed with nozzles and blades, and although in such expansion devices the expansion is isentropic and the maximum cooling effect for the one used Therraodynamic circuit enables valve or Capillary expansion devices are used in which the expansion takes place isenthalpically, with only there is a slight reduction in the cooling effect.

Eine Ausführungsform der Erfindung, welche eine mit Kapillarrohren arbeitende Kältemittel-Expansionseinrichtung verwendet, ist in Fig. 17 dargestellt. Mit Ausnahme der anschliessend beschriebenen baulichen Unterschiede ist die Vorrichtung gemäss Fig. 17 mit der Vorrichtung gemäss Fig. 3 identisch und entsprechende Bauteile in Fig. 17» die jenen der Fig. 3 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen, um eine unnötige Wiederholung der Beschreibung derselben zu vermeiden.An embodiment of the invention which includes capillary tubes operating refrigerant expansion device is used, is shown in FIG. 17. With the exception of the following structural differences described is the device according to FIG. 17 is identical and corresponding to the device according to FIG. 3 Components in FIG. 17 which correspond to those in FIG. 3 have been given the same reference numerals to avoid unnecessary To avoid repetition of the description thereof.

Gemäss Fig. 17 ist eine ringförmige Kältemittel-Expansionskammer HX' koaxial innerhalb des Gehäuses H angeordnet und läuft damit in der beschriebenen Weise um. Kondensiertes Kältemittel gelangt von den Kon d ens a tor rohr en 81b_ zur Expansionskammer RX' und wird von der letzteren über eine Anzahl radialer Rohre 199 abgegeben und durchströmt anschliessend eine Anzahl von Kapillarrohren 200, aus welchen das Kältemittel in sich anschliessende Rohre 101 des Verdampfers E_ gelangt, wo es in der beschriebenen Weise verdampft wird. Zwei oder mehr Kapillarrohre 200 werden verwendet und sind im gleichen Abstand voneinander um die Drehachse des Gehäuses H angeordnet. Vie ersichtlich, ist jedes Kapillarrohr 200 an seinem Einlassende mit einer der radialen Rohre 199 verbunden und erstreckt sich radial nach aussen zur Gehäusewand 5» durch eine Öffnung 134 in der Ablenkplatte 61, aussen vorbei am Fendelelement 75* des Drehmomentankers TJ_ und anschliessens radial nach innen zum nächsten Verdampferohr 101 des Verdampfers E_, wobei das Auslassende des Kapillarrohres axial in das Verdampferohr 101 gerichtetAccording to FIG. 17, an annular refrigerant expansion chamber HX 'is arranged coaxially within the housing H and thus revolves in the manner described. Condensed refrigerant passes from the condenser tubes 81b_ to the expansion chamber RX ' and is discharged from the latter via a number of radial tubes 199 and then flows through a number of capillary tubes 200, from which the refrigerant flows into the adjoining tubes 101 of the evaporator E_ where it is vaporized in the manner described. Two or more capillary tubes 200 are used and are equidistantly spaced about the axis of rotation of the housing H. As can be seen, each capillary tube 200 is connected at its inlet end to one of the radial tubes 199 and extends radially outward to the housing wall 5 »through an opening 134 in the deflector plate 61, outside past the fender element 75 * of the torque armature TJ_ and then radially inward to the next evaporator tube 101 of the evaporator E_, the outlet end of the capillary tube directed axially into the evaporator tube 101

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fsfs

ist, um expandiertes Kältemittel an dieses abzugeben. Da die Temperatur des Schmiermittels 118 gewöhnlich höher ist als die Temperatur des Kältemittels in den Kapillarrohren 200, werden die Abschnitte der letzteren, welche durch das Schmiermittelbad geführt sind, vorzugsweise thermisch gegenüber dem Schmiermittel isoliert, beispielsweise mittels einer umfangsseitig angeordneten Hülse 201, die an ihren entgegengesetzten Enden geschlossen ist und die mit einem Isoliermaterial 202 gefüllt ist.is to deliver expanded refrigerant to this. Since the temperature of the lubricant 118 is usually higher than that Temperature of the refrigerant in the capillary tubes 200, the sections of the latter that pass through the lubricant bath are guided, preferably thermally insulated from the lubricant, for example by means of a circumferential side arranged sleeve 201, which is closed at its opposite ends and which is filled with an insulating material 202 is.

Die Länge und der Innendurchmesser der Kapillarrohre 200 ist aufeinander und auf die Anzahl der verwendeten Hohre abgestimmt, um eine Menge von expandiertem Kältemittel dem Verdampfer E_ zuzuführen, welche zurErreichung der gewünschten Kältemenge erforderlich ist. Diese Abstimmung ist kritisch und kann für jede Anlage durch einen Fachmann für Kälteanlagen bestimmt werden.The length and the inner diameter of the capillary tubes 200 are matched to one another and to the number of tubes used, in order to supply an amount of expanded refrigerant to the evaporator E_ which is necessary to achieve the desired Amount of cold is required. This coordination is critical and can be determined for each system by a specialist in refrigeration systems will.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 17 unterscheidet sich der Drehmomentanker Tj_ von dem vorausgehend beschriebenen Anker 50 , indem der umfangsseitige Handabschnitt 72 mit seinen Expansionsschaufeln 98 des Ankers T weggelassen ist, so dass der in Fig. 17 dargestellte Anker TJ_ einen zentralen Nabenabschnitt 66· und ein Pendelelement 75' auf v/ei st und derart ausgebildet ist, dass ein ausreichendes Gegendrehmoment geliefert wird, um den Anker QV. stationär zu halten und eine Drehung desselben gegen das durch das Getriebe erzeugte Gegenmoment zu verhindern.In the embodiment according to FIG. 17, the torque armature Tj_ differs from the armature 50 described above, in that the circumferential hand section 72 with its expansion blades 98 of the armature T is omitted, so that the in Fig. 17 illustrated anchor TJ_ a central hub portion 66 · and a pendulum element 75 'on v / ei st and designed such that a sufficient counter-torque is supplied to the Anchor QV. to hold stationary and a rotation of the same against to prevent the counter-torque generated by the gearbox.

Wie in vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen weist die Anordnung gemäss Fig. 17 ebenfalls ein Druckschmiersystem auf, welches eine Pitotpumpe verwendet, die einen radialen Kanal 116 im iendelelement 75' aufweist, an dessen äusserem iäide eine L~förmige Schaufel 117' angeordnet ist, deren Einlassende in das Schmiermittelbad 118 eintaucht und die der Drehrichtung des Gehäuses abgewandt ist, so dass eine Drehung des Gehäuses gegenüber der Schaufel 1171 wirksam ist, um Schmiermittel aus dem Bad 118.über Zweigleitungen 121' und 122' zu den Lagern undAs in the previously described embodiments, the arrangement according to FIG. 17 also has a pressure lubrication system which uses a pitot pump which has a radial channel 116 in the pendulum element 75 ', on the outer side of which an L-shaped blade 117' is arranged, the inlet end of which is in the lubricant bath 118 is immersed and which faces away from the direction of rotation of the housing, so that a rotation of the housing with respect to the blade 117 1 is effective in order to transfer lubricant from the bath 118 via branch lines 121 'and 122' to the bearings and

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zu dem Getriebe in der vorausgehend beschriebenen V/eise zu pumpen.to the gearbox in the manner described above pump.

Der Betrieb der Ausführungsform der Erfindung gemass i'ig. 17 ist in wesentlichen der gleiche, wie er vorausgehend beschrieben wurde und braucht nicht wiederholt zu werden.The operation of the embodiment of the invention according to i'ig. 17th is essentially the same as previously described and need not be repeated.

Aus der vorausgehenden Beschreibung wird ersichtlich, dass durch die vorliegende Erfindung eine neue Heiz- und Kühlvorrichtung mit einer mit einem geschlossenen fiankine-Kreis arbeitenden Arbeitsmaschine geschaffen wird, welche eine kompakte einheitliche Bauweise aufweist und welche vollständig zusammengebaut und hermetisch abgeschlossen und mit den gewünschten Arbeitsfluid und Kältemittel versehen hergestellt und verschifft werden kann. Die Vorrichtung arbeitet mit isentropicher Expansion des Kältemittels, wodurch die Kühl- und Heizfluide unabhängig von anderen Energiequellen vermehrt werden, wobei die Vorrichtung eine ruhige Arbeitsweise und guten Wirkungsgrad aufweist.From the foregoing description it will be apparent that the present invention provides a new heating and cooling device with one with a closed fiankine circle working machine is created, which has a compact uniform design and which completely assembled and hermetically sealed and manufactured with the desired working fluid and refrigerant and can be shipped. The device works with isentropic expansion of the refrigerant, whereby the cooling and heating fluids are increased independently of other energy sources, the device having a quiet operation and has good efficiency.

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Claims (20)

CH-726V737OCH-726V737O PatentansprücheClaims Heiz- und Kühlvorrichtung mit Drehantrieb, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Gehäuse, welches zur Drehung un seine Achse gelagert ist, eine umlaufende Kraftmaschine im Gehäuse, welche ein koaxial angeordnetes»von dieser betätigtes Antriebselement aufweist, einen Kältemittelverdichter, welcher drehbar koaxial im Gehäuse angeordnet ist und durch das Antriebselement mit einer vorgegebenen ersten Drehzahl angetrieben wird, um Kältemitteldampf im Gehäuse zu verdichten, eine Kondensatoranordnung, die koaxial neben einer Seite des Gehäuses angeordnet ist und mit dem Gehäuse als Einheit umläuft, um verdichtetes» vom Verdichter kommenes Kältemittel zu kondensieren, eine Kältemittel-Expansionseinrichtung, die im Gehäuse angeordnet ist »um kondensiertes Kältemittel in der Kondensatoreinrichtung zu expandieren, eine Einrichtung zur Zuführung von kondensiertem Kältemittel zur Kältemittel-Expansionseinrichtung, einen koaxial neben der anderen Gehäuseseite angeordneten Verdampfer, welcher mit dem Gehäuse als Einheit umläuft und aus der Expansionseinrichtung Kältemittel aufnimmt und verdampft, eine Einrichtung zur Rückführung von verdampftem Kältemittel vom Verdampfer zum Gehäuse, und eine im Gehäuse angeordnete Getrie'oeanordnung, die zwischen dem Antriebselement und dem Gehäuse wirkt, um das Gehäuse, den Kondensator und den Verdampfer als Einheit mit einer vorgegebenen zweiten Drehzahl in Drehung zu versetzen, die erheblich geringer als die erstgenannte Drehzahl des Antriebselements und Verdichters ist.Heating and cooling device with rotary drive, marked a rotating engine through a cylindrical housing which is mounted for rotation on its axis in the housing, which has a coaxially arranged »drive element actuated by this, a refrigerant compressor, which is rotatably arranged coaxially in the housing and through the drive element with a predetermined first speed is driven to compress refrigerant vapor in the housing, a condenser assembly that is arranged coaxially next to one side of the housing and revolves with the housing as a unit in order to to condense refrigerant coming from the compressor, a refrigerant expansion device, which is arranged in the housing is »to expand condensed refrigerant in the condenser device, a device for supply from condensed refrigerant to refrigerant expansion device, one coaxially next to the other Evaporator arranged on the housing side, which rotates with the housing as a unit and from the expansion device Absorbs refrigerant and evaporates, a device for returning evaporated refrigerant from the evaporator to the Housing, and a gear arrangement arranged in the housing, which acts between the drive element and the housing to make the housing, the condenser and the evaporator as a unit to set in rotation with a predetermined second speed, which is considerably lower than the first-mentioned speed of the drive element and compressor. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator und der Verdampfer jeweils eine Anzahl von axial im Abstand voneinander liegenden »ringförmigen Rippen aufweis en welche eine Fluidkamner bilden, die am äusseren Ende derselben einen i'lui dein tritt aufweist, und durch eine2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the condenser and the evaporator each have a number of have annular ribs which are axially spaced from one another and which form a fluid chamber, which on the outer At the end of which has an i'lui dein step, and through a - 47 -- 47 - 30983b/0 54530983b / 0 545 • Anzahl von Wärmetauscherrohren, die sich in Längsrichtung• Number of heat exchanger tubes running lengthways jeweils durch die Rippen des Kondensators und Verdampfers erstrecken, um das darin befindliche Kältemittel zu kondensieren und zu verdampfen als iolge des Wärmeaustausches mit dem i'luid, welches ausserhalb der Kammer durch die Kippen strömt.respectively through the fins of the condenser and evaporator extend to condense the refrigerant therein and to evaporate as a result of the heat exchange with the i'luid, which is outside the chamber by tilting flows. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung zum Drehantrieb des Gehäuses, des Kondensators und des Verdampfers mit einer zweiten vorgegebenen Drehzahl bestimmt ist, welche auf den axialen Abstand und das Radiusverhältnis der Kondensator- und Verdampferrippen abgestellt ist, damit das Fluid durch Vißcoeitäts-bcherkräfte zwischen den Rippen des Kondensators und Verdampfers gefördert und nach aussen auf eine Geschwindigkeit beschleunigt wird, welche einen optimalen gesamten Wärmeaustausch zwischen dem i'luid und dem Kältemittel in den Wärmetauschrohre?! des Kondensators und Verdampfers gestattet.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the gear arrangement for rotating the housing, the condenser and the evaporator with a second predetermined Speed is determined, which on the axial distance and the radius ratio of the capacitor and Evaporator fins is turned off so that the fluid through Vißcoeitäts-bcherkrrafts between the fins of the condenser and evaporator and promoted to the outside at a speed is accelerated, which ensures an optimal overall heat exchange between the i'luid and the refrigerant in the heat exchange pipes ?! of the condenser and evaporator. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Gehäuse einen ringförmigen Kessel aufweist, in welchem während des Betriebs ein Ringkörper von Kesselfluid am Innenumfang des Gehäuses aufrechterhalten wird, wobei eine Flüssigkeit-Dampf-Grenzechicht in einem vorgegebenen radialen Abstand ausserhalb der Drehachse des Gehäuses vorhanden ist, und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um den ilüssigkeitskörper im Kessel zu erhitzen und einen Dampfdruck darin zu erzeugen, und ferner dieum/auKrSr1;maschine eine Kesseldampf-Expansionseinrichtung aufweist, um aus dem kesseldampf Arbeit zum Antrieb des drehbaren Antriebselements zu entnehmen, und durch eine Kondensatoranordnung, die koaxial neben einer fcieite des Gehäuses angeordnet ist und mit diesem als Einheit umläuft, wobei die Kondensatoranordnung derart ausgelegt ist, um den Kesseldampf von der KeEseldarapf-üorpan-4. Device according to one of claims 1 to 3 »characterized in that the cylindrical housing has an annular vessel in which an annular body of boiler fluid is maintained on the inner circumference of the housing during operation, a liquid-vapor boundary layer in a predetermined radial Distance outside the axis of rotation of the housing is present, and a device is provided to heat the fluid body in the boiler and to generate a steam pressure therein, and furthermore the um / au KrSr1; machine has a boiler steam expansion device to work from the boiler steam to drive the rotatable drive element, and by a condenser arrangement which is arranged coaxially next to a fcieite of the housing and rotates with this as a unit, wherein the condenser arrangement is designed in such a way to the boiler steam from the KeEseldarapf-üorpan- - 48 309835/0545 - 48 309835/0545 HSHS sionseinrichtung zu kondensieren, und durch eine Einrichtung zur Rückführung von kondensierten Kesseldampf zum Kessel.sion device to condense, and by a device for returning condensed boiler steam to the boiler. 5- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kesseldampf-Expansionseinrichtung eine Turbine mit einer Anzahl Düsen aufweist, die im Gehäuse angeordnet und damit drehbar ist, und durch einen angetriebenen Rotor und eine Welle, die koaxial im Gehäuse unabhängig von der Drehung des Gehäuses drehbar sind.5- device according to claim 4, characterized in that the boiler steam expansion device with a turbine a number of nozzles disposed in the housing and rotatable therewith and by a driven rotor and a shaft rotatable coaxially in the housing independently of the rotation of the housing. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittel-Expansionseinrichtung ringförmige Düsen und eine ringförmige Reihe von Expansionsschaufeln aufweist, welche axial fluchtend den Düsen gegenüber liegen, wobei die Düsen und die Reihen der Expansionsschaufeln relativ zueinander mit der Drehzahl des Gehäuses drehbar sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the refrigerant expansion device has annular nozzles and an annular row of expansion blades which are axially aligned with the nozzles lying, with the nozzles and the rows of expansion vanes are rotatable relative to one another at the speed of the housing. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung zwischen dem Antriebselement und dem Gehäuse ein ummanteltes Getriebe mit konstantem Ibersetzungsverhältnis aufweist, welches koaxial innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the gear arrangement between the drive element and the housing is a jacketed gear having a constant transmission ratio, which is arranged coaxially within the housing. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7> gekennzeichnet durch eine mit dem ummantelten Getriebe zusammenwirkende Einrichtung zur Erzeugung eines Gegendrehmoments, welche dem Reaktionsmoment entgegenwirkt, das durch das Getriebe erzeugt wird, wenn es die Gehäuse-Kondensator-Verdampfer-Einheit mit der genannten vorgegebenen Drehzahl antreibt.8. Apparatus according to claim 7> characterized by a Means cooperating with the jacketed gearbox for generating a counter-torque, which is the reaction torque counteracts that is generated by the gearbox when it is connected to the housing-condenser-evaporator unit the specified speed. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines Gegendrehmomentes aus einem Pendelelenent besteht, welches mindestens mit einem der Getriebezahnräder verbunden ist und welches eine vor-9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the device for generating a counter torque a Pendelelenent, which is at least one of the transmission gears is connected and which has a - 49 -309835/0545- 49 -309835/0545 SOSO gegebene Dichte und Abmessungen aufweist, un das Getriebezahnrad umfangsseitig gegenüber der Gehäuseachse festzulegen. given density and dimensions, un the gear wheel to be defined circumferentially opposite the housing axis. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9j dadurch gekennzeichnet, dass eine ringförmige Heihe nicht drehbarer Expansionsschaufeln im Pendelelement angeordnet10. Device according to one of claims 7 to 9j characterized in that an annular array of non-rotatable expansion vanes is arranged in the shuttle ist und in axialer l/'luchtung den Kältemittel-Expansionsdüsen gegenüberliegt.and the refrigerant expansion nozzles in axial direction opposite. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch zwei verschiedene Fluide für den Kessel und das Kältemittel, mit einer Trennwand im Gehäuse, welche das Gehäuseinnere in eine Kammer für Kälfcemittel-Fluid und eine Kammer für Kessel-Fluid unterteilt, wobei die erstgenannte Kammer neben dem Verdampfer und dem Einlass zum Kältemittelverdichter liegt und mit diesem verbunden ist, während die andere Kammer für den Kessel-Expansionsabdampf neben einem Abschnitt des Kondensators liegt und mit diesem verbunden ist, um den darin enthaltenen Abdampf zu kondensieren, und durch eine Einrichtung, um verdichtetes Kältemittel-Fluid vom Verdichter zu einem anderen Abschnitt des Kondensators zu leiten, um das darin enthaltene Kältemittel zu kondensieren.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized by two different fluids for the boiler and the refrigerant, with a partition wall in the housing, which divides the interior of the housing into a chamber for refrigerant fluid and a chamber for boiler fluid divided, wherein the first-mentioned chamber is located next to the evaporator and the inlet to the refrigerant compressor and with this is connected, while the other chamber for the boiler expansion steam next to a section of the condenser lies and is connected to this in order to condense the exhaust steam contained therein, and by a device, to compressed refrigerant fluid from the compressor to a other section of the condenser to condense the refrigerant contained therein. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziges Fluid als Kessel-i'luid und Kältemittel-Fluid verwendet wird, und dass eine Trennwand im Gehäuse vorhanden ist, welche das Gehäuseinnere in eine Niederdruck-Kältemittelkammer, die neben dem Verdampfer und dem Einlass zum Kältemittel-Verdichter angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht, und eine Kochdruckkammer für den Kessel-ExpansionEabdampf und dass vom Verdichter abgegebene verdichtete Kältemittel unterteilt, die neben dem Kondensator angeordnet ist und mit12. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a single fluid as the boiler i'luid and refrigerant fluid is used, and that a partition is present in the housing, which the housing interior into a low-pressure refrigerant chamber, which is next to the evaporator and the inlet to the refrigerant compressor is arranged and is in communication therewith, and a Cooking pressure chamber for the boiler expansionEabdampf and that divided by the compressor released compressed refrigerant, which is arranged next to the condenser and with - 50 -- 50 - 309835/0545309835/0545 CH-7264/7370CH-7264/7370 fiesem in Verbindung steht, um den Kesselabdampf und das darin enthaltene verdichtete Kältemittel zu kondensieren.nasty is related to the boiler exhaust steam and the condense the compressed refrigerant contained therein. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoranordnung getrennte aus sere und innere konzentrisch angeordnete Kondensatorabschnitte aufweist, die jeweils für den ExpansionsejLnriphtungsabdampf und den Kältemittelabdampf bestimmt sind ujid die koaxial neben einer Seite des Gehäuses und des Kessels zum Umlauf mit denselben angeordnet sind, wobei 0eder Kondensatorabschnitt eine Anzahl von im axialen Abstand angeordneten ringförmigen Sippen aufweist, die im Abstand von den Bippen des anderen Abschnitts liegen, um dazwischen einen thermischen Spalt zu erzeugen, durch eine An&ahl von Wärmetauscherrohren, die sich axial durch die Hippen des äusseren Kondensatorabschnitts erstrecken, um die darin befindlichen Expansionseinrichtungsabgase zu kondensieren, und durch eine Anzahl von Wärmetauscherrohr en, die sich axial durch die Rippen des inneren Kondensatorabschnitts erstrecken, um darin enthaltenen Kältemitteldampf zu kondensieren, wobei der Abdampf der Expansion seinrichtung und der Kältemitteldampf in den Wärmetauscherrohren mittels Wärmeaustausch mit einem Kühlfluid kondensiert wird, welches zwischen den Rippen der genannten Abschnitte nach aussen strömt.13. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the capacitor arrangement is separate from ser and inner concentrically arranged capacitor sections has, each for the ExpansionsejLnriphtungsabdampf and the refrigerant vapor are determined ujid the coaxially next to one side of the housing and of the boiler are arranged to circulate with the same, wherein 0 the condenser section a number of in the axial Having spaced annular sibs, the at a distance from the ribs of the other section in order to create a thermal gap therebetween a number of heat exchanger tubes running axially through the hips of the outer condenser section extend, around the expansion device exhaust gases located therein to condense, and through a number of heat exchanger tube s that extend axially through the ribs of the inner capacitor section extend to condense refrigerant vapor contained therein, the exhaust vapor of expansion device and the refrigerant vapor in the heat exchanger tubes is condensed by means of heat exchange with a cooling fluid which is located between the ribs of said Sections flows outwards. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dass die Hippen des äusseren und des inneren Kondensatorabschnittes radial fluchtend, zueinander angeordnet sind und dass der axiale Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Hippen eines jeden Abschnitts auf die Drehzahl derselben und die kinematische Viscosität des Kühlfluids abgestellt ist und eine Taylor-Zahl aufweist, bei welcher beim Verhältnis des Innenradius und Aussenradius der Rippen das Kühlfluid durch Viscositäts-ocherkräfte spiralförmig zwischen den Kippen nach aussen gefordert und im wesentlichen auf14. The device according to claim 13 »characterized in that the ribs of the outer and inner capacitor sections are arranged in radial alignment with one another and that the axial distance between adjacent hips of each section to the speed of the same and turned off the kinematic viscosity of the cooling fluid and has a Taylor number at which the cooling fluid is used in the ratio of the inner radius and outer radius of the ribs by viscosity ocher forces spirally between the tilting to the outside and essentially on - 51 -30983b/ü545- 51 -30983b / ü545 CÄ-726V737OCÄ-726V737O eine Drehzahl beschleunigt wird, welche einen optimalen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlfluid und den Dämpfen in den Wärme tauscherrohren zwecks Kondensation dieser Dämpfe ermöglicht.a speed is accelerated, which an optimal heat exchange between the cooling fluid and the vapors in the heat exchanger tubes for condensation of these vapors enables. 15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Umgehungs-Einrichtung, durch welche ein Teil des Druckdampfes vom Kessel um die Kesseldampf-Expansionseinrichtung herum unmittelbar dem Kondensator zugeführt wird.15 · Device according to one of claims 1 to 11, characterized by a bypass device through which a part of the pressure steam from the boiler to the boiler steam expansion device around is fed directly to the capacitor. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15* gekennzeichnet durch eine Ventilvorrichtung, welche wahlweise betätigbar ist, um die Strömung dejs Kesseldampfes durch die Umgehungseinrichtung zu steuern.16. The device according to claim 15 * characterized by a Valve device, which is selectively operable to the flow of boiler steam through the bypass device to control. 17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Zufuhr von kondensiertem Kältemittel zur Kältemittel-Expansionseinrichtung eine Einrichtung aufweist, welche betätigbar ist, um die Menge des der Kältemittel-Expansionseinrichtung zugeführten kondensierten Kältemittels auf einen vorgegebenen Grenzwert zu beschränken.17 · Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that that the device for supplying condensed refrigerant to the refrigerant expansion device a device which is operable to increase the amount of the refrigerant expansion device supplied to restrict condensed refrigerant to a predetermined limit. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, dass dieVorrichtung zur Beschränkung der Zufuhr von kondensiertem Kältemittel zu der Expansionseinrichtung eine normalerweise geöffnete Venti!vorrichtung aufweist, die wahlweise in eine vorgegebene teilweise geschlossene stellung betätigbar ist.18. The device according to claim 17 »characterized in that the device for restricting the supply of condensed refrigerant to the expansion means is normally one has opened Venti! device, the optional can be actuated in a predetermined partially closed position. 19· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittel-Expansionseinrichtung eine Anzahl von Kapillarrohren aufweist, die innerhalb des Gehäuses umfangsseitig mit gleichem Abstand voneinander angeordnet und mit dem Gehäuse drehbar sind, wobei die19 · Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that that the refrigerant expansion device has a number of capillary tubes which are within the Housing circumferentially equidistant from one another are arranged and rotatable with the housing, wherein the - 52 309835/0545 - 52 309835/0545 Länge der Kapillarrohre auf ihren Durchflussquerschnitt und auf die Zahl der üohre derart abgestellt ist, aa£ dem Verdampfer eine Menge von expandiertem Kältemittel zugeführt wird, um die vorgegebene Kühlkapazität zu liefern,Length of the capillary tubes based on their flow cross-section and the number of tubes is adjusted in such a way that aa £ the evaporator an amount of expanded refrigerant is supplied to provide the specified cooling capacity, 20. Kühl- und Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19» gekennzeichnet durch eine Fluideinlassleitung, welche mit dem Einlass zur Kondensator-Fluidkammer verbunden ist, durch ein Gehäuse, welches eine Kammer bildet, die den Kondensator umgibt, um erhitztes,durch die Kondensatorrippen nach aussen abgegebenes Fluid aufzunehmen, durch eine mit der Kondensatorkammer verbundene Abzugsleitung . zur Aufnahme von erhitztem Fluid aus derselben, durch eine Fluid-Verteilerleitung, welche mit der Abzugsleitung verbunden ist, um erhitztes Fluid aus der Abzugsleitung in eine entfernte Zone zu leiten, und durch eine Kückleitung aus dieser Zone, welche in eine erste Zweigleitung mündet, die mit der Lufteinlassleitung zur Kondensatorkammer verbunden ist und die ferner in eine zweite Zweigleitung mündet, welche mit der Fluid-Einlasskammer des Verdampfers und der Luft-Verteilungsleitung verbunden ist, durch ein Gehäuse, welches eine Kammer bildet, die den Verdampfer uraschliesst, um das aus diesem durch die Verdampferrippen nach aussen austretende Kühlfluid aufzunehmen, durch eine Leitung für das kühle Fluid, die mit der Verdampferkammer verbunden ist, um aus dieser kühles Fluid aufzunehmen, wobei die Leitung für das kühle Fluid ferner mit der ersten Zweigrückleitung und mit der Verteilerleitung verbunden ist, durch eine Ventilvorrichtung, welche wahlweise betätigbar ist, um die Fluidströmung jeweils vcn der Abzugsleitung und der Leitung für das kühle Fluid zur Verteilerleitung zu steuern, und durch eine Ventileinrichtung;, welche wahlweise betätigbar ist, um die Fluidströmung der Kückleitung zur ersten und zur zweiten Zweigleitung und zwischen der letztgenannten und der Leitung für das kühle Fluid und der Fluid-Verteilerleitung zu steuern.20. Cooling and heating device according to one of claims 1 to 19 »characterized by a fluid inlet line which is connected to the inlet to the condenser fluid chamber, through a housing which forms a chamber that surrounds the condenser, for heated, through the condenser fins to receive externally released fluid through a discharge line connected to the condenser chamber. for receiving heated fluid therefrom, through a fluid distribution line which is connected to the drain line is to direct heated fluid from the vent line to a remote zone and through a return line from this zone, which opens into a first branch line connected to the air inlet line to the condenser chamber and which also opens into a second branch line which connects to the fluid inlet chamber of the evaporator and connected to the air distribution duct by a housing defining a chamber containing the evaporator uraschlosst to get out of this through the evaporator fins to receive outward escaping cooling fluid, through a line for the cool fluid, which is connected to the evaporator chamber is connected to receive from this cool fluid, the line for the cool fluid also with the first branch return and is connected to the manifold, through a valve device, which is optional can be actuated to control the fluid flow in each case from the drain line and to control the line for the cool fluid to the distribution line, and by valve means ;, which is selectively operable to control the fluid flow of the Return line to the first and second branch lines and between the latter and the line for the cool Control fluid and the fluid distribution line. - 53 309835/0545 - 53 309835/0545 SH SH XX LeerseiteBlank page
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