DE2814215A1

DE2814215A1 - System for utilisation of low grade waste heat - using cycle with fusible material under pressure to provide motive force for electrical generator

Info

Publication number: DE2814215A1
Application number: DE19782814215
Authority: DE
Inventors: Roland Soelch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1979-10-11

Abstract

Low grade energy is recovered for general use by using a working medium to achieve the conversion. This is done by the effect of the change in consistency near the m.pt. of the material. The cyclical input and extn. of heat causes the material to expand and contract. The system operates at a preset pressure. The circuit is connected to a turbine operated by the expansion of the medium. The circuit is so designed that a continuous operation is achieved. The operating pressure is ca. 1000 kg/am2 and involved the cyclical heating and cooling of the circuit. Used to recover medium and low grade heat from material sources e.g. geothermal energy. System recovers heat from these sources and converts it into useful energy.

Description

WärmekraftanlageThermal power plant

Wärmekraftanlage Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftanlage zur Gewinnung von Ersatzener= gle für den allgemeinen Energiebedarf, unter Anwendung eines Arbeitsmittels zur Energiewandlung. Thermal power plant The invention relates to a thermal power plant for Extraction of substitute energy = equals for the general energy requirement, using of a work equipment for energy conversion.

Weit verbreitet sind Wärmekraftanlagen, die unter Erzeugung von Wasser= dampf, Wärme in nutzbare mechanische Energie wandeln. Thermal power plants that generate water = Convert steam and heat into usable mechanical energy.

Um mit einer Wasserdampfkraftanlage einen günstigen Wirkungsgrad zu erzielen, ist eine verhältnismäßig hohe Betriebstemperatur notwendig. In order to achieve a favorable degree of efficiency with a steam power plant To achieve a relatively high operating temperature is necessary.

Infolge des hohen Temperaturniveaus sind für deren Betrieb hochwertige Energieträger erforderlich. Jeder der üblichen Energieträger, zur Beheizung einer Dampfkraftanlage, wirft spezielle und bekannte Probleme auf.As a result of the high temperature level, they are of high quality for their operation Energy carrier required. Any of the usual energy sources to heat one Steam power plant, poses specific and known problems.

Die gemeinsame Problematik der dafür eingesetzten Energieträger besteht letztlich in ihrer begrenzten Verfügbarkeit.There is a common problem with the energy sources used for this ultimately in their limited availability.

Bekannt sind auch Wärmekraftanlagen zur Energieveredelung von Wärme des Mittel- und Niedertemperaturbereichs. Thermal power plants for refining heat energy are also known of the medium and low temperature range.

Der Anteil von Wärmekraftanlagen des Mitteltemperaturbereichs, zur Deckung des allgemeinen Energiebedarfs, ist jedoch gering und schließlich spielen Wärmekraftanlagen des Niedertemperaturbereichs hierbei so gut wie keine Rolle. The proportion of thermal power plants in the medium temperature range, for Meeting general energy needs, however, is low and eventually gamble Thermal power plants in the low-temperature range hardly play a role here.

Doch stehen gerade im Mittel- und Niedertemperaturbereich, unerschöpliche Wärmemengen in der Natur zur Verfügung. But there are inexhaustible in the medium and low temperature range Amount of heat available in nature.

Eine unerschöpfliche Wärmequelle für den Mitteltemperaturbereich betrifft die Erdwärme, die durch Verdampfung von Wasser an die Erdoberfläche förderbar ist. Zweckmäßig wäre diese Energieform, in einer Phase, durch die Beheizung von Wärmekraftanlagen mittels der Kondensationswärme des Wasserdampfes nutzbar. An inexhaustible source of heat for the medium temperature range relates to geothermal energy, which can be conveyed to the earth's surface through evaporation of water is. This form of energy would be useful, in one phase, by heating Thermal power plants can be used by means of the condensation heat of the water vapor.

Hinsichtlich des Niedertemperaturbereichs besteht z.B. ein unerschöpf= hohes Wärmereservoir, infolge des Temperaturunterschieds zwischen Meeres= schichten in tropischen Bereichen. With regard to the low temperature range, for example, there is an inexhaustible = high heat reservoir due to the temperature difference between sea layers in tropical areas.

Der Erfindung ist die Aufgabe gestellt, eine Wärmekraftanlage zu schaffen, die eine wirtschaftliche Nutzung, insbesondere natürlicher Wärme= mengen des Mittel- und Niedertemperaturbereichs, zur Gewinnung von Ersatzener= gie für den allgemeinen hlergiebed.rf ermöglicht. The object of the invention is to provide a thermal power plant create that economic use, especially natural heat = quantities of the medium and low temperature range, for the generation of substitute energy for the general hlergiebed.rf enables.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Energie winnung durch die Wirkung einer periodisch reversiblen Änderung der Konsistenz im Schmelzbereich eines Arbeitsmittels, in einem Arbeitskreislauf, erfolgt. To solve the problem, the invention proposes that the energy recovery through the effect of a periodically reversible change in the consistency of the Melting range of a work medium, in a work cycle, takes place.

Gemäß der Erfindung ist ein Arbeitsmittel verwendet, das durch periodische Aufnahme und Abgabe von Schmelzwärme, abwechselnd expandiert und kontraktiert. According to the invention, a working means is used, which by periodic Absorption and release of heat of fusion, alternately expanded and contracted.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein vorbestimmter Betriebs= druck der Wärmekraftanlage, durch Kompression eines Arbeitsmittels hergestellt und eine Arbeitsmaschine, wie Verdrängermotor oder Turbinenrad, durch die Wirkung des Expansionsvolumens des Arbeitsmittels getrieben, wobei ein Strömungsvolumen auf eine Weise geleitet ist, so daß die Energiegewinnung unter einem fortlaufenden Arbeitskreislauf,bei einer Arbeitsmittelgrundmenge erfolgt. According to one embodiment of the invention, a predetermined operating = pressure of the thermal power plant, produced by compression of a working medium and a working machine, such as displacement motor or turbine wheel, through the action of the Expansion volume of the working medium driven, with a flow volume on is directed in a manner so that energy production is under an ongoing cycle, at a basic amount of work equipment takes place.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, sind Stoffe, wie Paraffin oder Stearin verwendet, deren Aggregatzustand in einem Arbeitskreislauf, reversibel zwischen plastischer und flüssiger Konsistenz veränderlich ist. According to a further feature of the invention are substances such as paraffin or stearin is used, the physical state of which is reversible in a working cycle is changeable between plastic and liquid consistency.

Als Arbeitsmittel für eine Wärmekraftanlage gemäß der Erfindung eignen sich alle Stoffe, unabhängig von ihrer chemischen Konstitution, die durch Aufnahme und Abgabe von Schmelzwärme abwechselnd stark expandieren und kontraktieren. Gewöhnlich ist zur Verflüssigung eines festen Arbeitsmittels eine größere Schmelzwärme erforderlich, als zur Verflüssigung eines halbfesten Arbeitsmittels. Suitable as a working medium for a thermal power plant according to the invention all substances, regardless of their chemical constitution, that are produced by absorption and releasing heat of fusion alternately expand and contract strongly. Usually a greater heat of fusion is required to liquefy a solid working medium, than to liquefy a semi-solid working medium.

Als Arbeitsmittel finden bevorzugt Stoffe Anwendung, die sich in einer Phase eines Arbeitskreislaufs für eine direkte Beaufschlagung einer Arbeit= maschine eignen. Stoffe, welche diese Voraussetzung für einen direkten Antrieb nicht besitzen, können zweckmäßig durch den Einsatz eines 2. Betriebsstoffes und eines Transmitters, für eine Wärmekraftanlage gemäß der Erfindung Anwendung finden. The preferred work equipment is materials that are in a phase of a work cycle for a direct assignment of a work = machine. Substances that do not meet this requirement for direct propulsion can expediently by using a second operating fluid and a Transmitter, find application for a thermal power plant according to the invention.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß nach erreichen eines vorbestimmten Betriebsdruckes, nach Aufnahme einer entspre= chenden Wärmemenge durch ein Arbeitsmittel, während eines Arbeitskreislaufs, eine Umsetzung des Expansionsvolumens des Arbeitsmittels in nutzbare mechanische Energie erfolgt, indem durch Öffnung mindestens eines Durch= gangs eines Wärmeaustausch- Elementsystems, ein unter hohem Druck stehendes Expansionsvolumen auf eine Arbeitsmaschine wirkt und nach Beendigung des Entspannungsvorgangs des Arbeitsmittels, unter einem niedrigen Druck, parallel zur Rückkühlung des Wärmeaustausch- Elementsystems, eine Rück= förderung des ausgeströmten Expansionsvolumens in das Wärmeaustausch- Ele= mentsystem erfolgt. An advantageous embodiment of the invention is that after reach a predetermined operating pressure, after taking up a corresponding Amount of heat through a work medium, during a work cycle, a conversion of the expansion volume of the working medium into usable mechanical Energy takes place by opening at least one passage of a heat exchange Element system, a highly pressurized expansion volume onto a work machine acts and after the end of the relaxation process of the work equipment, under a low pressure, parallel to the recooling of the heat exchange element system, a Return of the expelled expansion volume into the heat exchange element ment system takes place.

Eiæ Wärmekraftanlage gemäß der Erfindung ist in kompakter Bauweise herstellbar und zur Erzeugung sowohl kleiner als auch großer Megawatt= leistungen geeignet. Eiæ thermal power plant according to the invention is compact can be produced and for the generation of both small and large megawatts of power suitable.

Ein kontinuierlicher Energiefluß einer erfindungsgemäßen Wärmekraftan= lage ist mittels einer geeigneten Schaltung einstellbar. A continuous flow of energy from a thermal power according to the invention = position can be adjusted using a suitable circuit.

Ein Kennzeichen einer Wärmekraftanlage gemäß der Erfindung ist ein 2 hoher Betriebsdruck, der bis zu tausend, zweitausend kp/cm und mehr betragen kann, wobei das Expansionsvolumen, das den Antrieb einer Arbeits= maschine bewirkt, bei einer günstigen Aufheizzahl des Arbeitsmittels pro Stunde, ein Mehrfaches des Volumens der Arbeitsmittelgrundmenge einer Anlage beträgt. A characteristic of a thermal power plant according to the invention is a 2 high operating pressure, which can be up to a thousand, two thousand kp / cm and more, where the expansion volume that causes the drive of a working machine at a favorable heating rate of the working medium per hour, a multiple of the volume the basic amount of work equipment in a system.

Bei Prinzipversuchen zu der Erfindung, wurde als beispielsweises Arbeitsmittel, das Material einer handelsüblichen Lichtkerze verwendet. In principle attempts to the invention, was used as an example Work equipment that uses the material of a commercially available light candle.

2 Dabei wurde ein Arbeitsmitteldruck, z.B. von 1800 kp/cm , bei einer Tempera= turdifferenz von ca. 6o0C, unter Entwicklung eines großen spezifischen Wärmeausdehnvolumens festgestellt.2 A working medium pressure, e.g. of 1800 kp / cm, was used for a Temperature difference of approx. 6o0C, with the development of a large specific Thermal expansion volume determined.

Eine Wärmekraftanlage gemäß der Erfindung weist ein günstiges Verhältnis zwischen Nutzleistung und Heizleistung, bzw. einen günstigen wirtschaftlichen Wirkungsgrad auf. A thermal power plant according to the invention has a favorable ratio between useful power and heating power, or a favorable economic efficiency on.

Die Abmessungen der Strömungsaggregate, wie der Arbeitsmachine, gestalten sich infolge des hohen Betriebsdruckes klein. Design the dimensions of the flow units, such as the working machine small due to the high operating pressure.

Trotz des hohen Betriebsdruckes sind verhältnismäßig billige Werkstoffe einsetzbar, da eine erfindungsgemäße Wärmekraftanlage in einem Temperatur= bereich arbeitet, bei dem Werkstoffe die günstigsten Festigkeitseigenschaften aufweisen, oder thermisch nicht erheblich belastet sind. Despite the high operating pressure, they are relatively cheap materials can be used because a thermal power plant according to the invention in a temperature = range works in which materials have the most favorable strength properties, or are not exposed to significant thermal loads.

Die Temperaturspanne eines Arbeitskreislaufs, einer erfindungsgemäßen Wärmekraftanlage, ist durch einen wirtschaftlichen Betriebsdruck bestimmt. The temperature range of a working cycle, one according to the invention Thermal power plant is determined by an economical operating pressure.

Grundsätzlich ist es möglich, mindestens zwei Wärmekraftanlagen gemäß der Erfindung thermisch zu koppeln, mit dem Zweck, einer Wärmegrundmenge minder tens zwei Mal Wärme zur Energieveredelung zu entziehen.In principle, it is possible to use at least two thermal power plants in accordance with to thermally couple the invention, with the purpose of a heat base amount less To extract heat for energy refinement at least twice.

Das Arbeitsmittel einer erfindun'gemäßen Wärmekraftanlage, wie festes Paraffin, ist in besonderem Maße alterungsbeständig und eignet sich daher zum Einsatz über einen weiten Zeitraum. Schließlich kann ein Arbeitsmittel einer Aufbereitung unterworfen sein, um wiederholt eine lange Zeit als Arbeitsmittel in einer erfindungsOemtißFr Wärmekraftanlage Anwendung zu finden. Über einen entsprechenden Zeitraum würde auf diese Weise eine spezifische Menge eines Arbeitsmittels, eine Leistung durch Expansionswirkung abgeben, welche die Heizleistung des Arbeitsmittels, wie festes Paraffin -würde in einer konventionellen Wärmekraftanlage zur Erzeugung von Dampf ein= gesetzt werden, z.B. um den Faktor tausend übersteigt. The work equipment of a thermal power plant according to the invention, such as solid Paraffin is particularly resistant to aging and is therefore suitable for use over a long period of time. Finally, a work item can be a processing be subject to repeated a long time as a working tool in a erfindungsOemtißFr Find thermal power plant application. Over an appropriate period of time would be on in this way a specific amount of a working medium, an achievement through expansion effect give off, which the heating power of the working medium, like solid paraffin - would be used in a conventional thermal power plant to generate steam, e.g. exceeds by a factor of a thousand.

Es sind Vorrichtungen beknt, dne ,irzr. Dehnstoff beinhalten, der durch den Einfluß verschiedener Medien zum Schmelzen gebracht wird, um auf diese Weise eine Wirkung infolge einer Hubbewegung eines Stellgliedes oder Stempels zu erzielen. Eine bekannte Ausführung dieser Art weist die Funktion einer hydraulischen Vorrichtung zum heben von Lasten auf. Hierbei wirkt ein Dehnstoff auf einen Stempel, der eine LinearbeweÕ1r.g ausführt. Andere bekannte Vorrichtungen dieser Art funktionieren als Temperaturfühler und Regler. Vielfach werden auf diese Weise temperaturabhängig Ventilteller oder Schalter betätigt. There are devices known, dne, irzr. Include expansion material, the is melted by the influence of various media in order to act on this Assign an effect as a result of a stroke movement of an actuator or ram achieve. A known embodiment of this type has the function of a hydraulic one Device for lifting loads. Here an expansion material acts on a stamp, which carries out a linear movement. Other known devices of this type work as a temperature sensor and controller. In this way, they are often temperature-dependent Valve plate or switch actuated.

Demgegenüber ist die Erfindung auf das Energieproblem unserer Zeit gerichtet, insbesondere durch die Nutzung von in der Natur auftretenden Temperaturunterschieden. Die Erfindung ist somit durch eine verschiedene Aufgabenstellung und Bedeutung, von den Ausführungen gemäß dem Stand der Technik, wie beschrieben, entfernt. In contrast, the invention addresses the energy problem of our time directed, in particular through the use of temperature differences that occur in nature. The invention is thus characterized by a different task and meaning, removed from the prior art embodiments as described.

Einen Orientier~ungspunkt bei der Wahl des Schmelzpunktes eines Arbeitsmittels einer erfindungsgemäßen Wärmekraftanlage, stellt die Tempera= tur des zur Verfügung stehenden KühLmittels dar. Bei einer Wärmekraftanlage gemäß der Erfindung, zur Gewinnung von Energie aus dem Temperaturunter schied zwischen Meeresschichten, würde z.B. ein Arbeitsmittel Anwendung finden, das ca. ab 100C Schmelzwärme aufnimmt. An orientation point when choosing the melting point of a work medium a thermal power plant according to the invention, provides the tempera = ture of the available standing coolant. In a thermal power plant according to the invention, for extraction of energy from the temperature difference between ocean layers, e.g. Use a tool that absorbs heat of fusion from approx. 100C.

Es versteht sich, daß eine Wärmekraftanlage gemäß der Erfindlv-Ö auch zur Nutzung von sogenannter Abfallwärme, wie diese z.B. bei konventionellen Kraftwerken anfällt, einsetzbar ist. It goes without saying that a thermal power plant according to the invention-Ö also for the use of so-called waste heat, such as this, for example, with conventional Power plants accumulates, can be used.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung, den Patentansprüchen und in der Zeichnung beschrieben bzw. dargestellt. Further features of the invention are in the following description, the Claims and described or shown in the drawing.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt. Eszeigen: Figur 1 eine Wärmekraftanlage schematisch, Figur 2 einen Längsschnitt durch ein Wärmeaustauschelement der Wärmehraftan lage gemäß Figur 1, Figur 5 einen Querschnitt durch das Wärmeaustauschelement gemäß Figur 2, nach Schnittlinie 3-), Figur 4 ein Schaubild eines Arbeitskreislaufs einer Wärmekraftanlage gemäß Figur 1, mit Darstellung der Beziehung: Temperatur - Volumen, Figur 5 eine Veranschaulichung des Arbeitskreislaufs gemäß Figur 4, mit Darstellung der Beziehung: Druck - Volumen, Figur 6 ein Schaubild eines Arbeitskreislaufs mit einem besonderen Betriebs= merkmal der Wärmekraftanlage gemäß Figur 1, mit Darstellung der Beziehung: Temperatur - Volumen, Figur 7 eine Veranschaulichung des Arbeitskreislaufs gemäß Figur 6, mit Darstellung der Beziehung: Druck - Volumen, Figur 8 ein Schaubild eines Arbeitskreislaufs der Wärmekraftanlage gemäß Figur 1, mit einem weiteren besonderen Betriebsmerkmal, mit Dar= stellung der Beziehung: Temperatur - Volumen, Figur 9 eine Veranschaulichung des Arbeitskreislaufs gemäß Figur 8, mit Darstellung der Beziehung: Druck - Volumen, In der Zeichnung sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Exemplary embodiments of the invention are simplified in the drawing shown. They show: FIG. 1 a schematic thermal power plant, FIG. 2 a Longitudinal section through a heat exchange element of the Wärmehraftan location according to Figure 1, FIG. 5 shows a cross section through the heat exchange element according to FIG. 2, along the cutting line 3-), Figure 4 is a diagram of a working cycle of a thermal power plant according to Figure 1, showing the relationship: temperature - volume, Figure 5 an illustration of the working cycle according to Figure 4, showing the relationship: pressure - volume, FIG. 6 is a diagram of a working cycle with a special operating feature the thermal power plant according to Figure 1, showing the relationship: temperature - Volume, Figure 7 an illustration of the working cycle according to Figure 6, with Representation of the relationship: pressure - volume, FIG. 8 a diagram of a working cycle the thermal power plant according to Figure 1, with a further special operating feature, with representation of the relationship: temperature - volume, FIG. 9 an illustration of the working cycle according to Figure 8, showing the relationship: pressure - volume, Corresponding parts are provided with the same reference symbols in the drawing.

Die Wärmekraftanlage gemäß Figur 1, wird von einem Wärmeaustauscher 20 und von einer Aggregateinheit 21 gebildet. The thermal power plant according to Figure 1 is from a heat exchanger 20 and formed by an aggregate unit 21.

Der Wärmeaustauscher 20 besteht aus einem druckstabilen Wärmeaustausch-Elementsystem 22, das von einem Arbeitsmittel 25 vollständig ausgefüllt ist und aus einem Strömungsgehäuse 24, das abwechselnd von einem Heizmittel 18, in Richtung des Pfeiles Itatt und von einem Kühlmittel 19, in Richtung des Pfeiles "b" durchströmt ist. Die Zuleitung des Heiz- und Kühlmittels 18, 19 erfolgt mittels einem Doppelstutzen 25, der aus einem Heizmittelstutzen 26 und einem Kühlmittelstutzen 27 besteht. Dic Durchflußsteuerung des Heiz= mittels 18 erfolgt mittels dem Heizmittelventil 26', das in dem Heizmittel= stutzen 26 eingebaut ist, während die Durchflußsteuerung des Kühlmittels 19, mittels des Kühlmittelventils 27' erfolgt, das in dem wühlmittelstutzen 27 angeordnet ist. Die Ableitung des Heizmittels 18 und des Kühlmittels 19, erfolgt mittels einem gemeinsamen Austrittstutzen 28, in Richtung des Pfeiles nc". The heat exchanger 20 consists of a pressure-stable heat exchange element system 22, which is completely filled by a working medium 25 and from a flow housing 24, which alternately from a heating means 18, in the direction of the arrow Itatt and from a coolant 19, is flowed through in the direction of arrow "b". The supply line of the heating and cooling means 18, 19 takes place by means of a double nozzle 25, which consists of a heating medium nozzle 26 and a coolant nozzle 27. Dic Flow control of the heating = by means of 18 takes place by means of the heating medium valve 26 ', which is installed in the heating means = nozzle 26, while the flow control of the coolant 19, takes place by means of the coolant valve 27 ', which is located in the coolant nozzle 27 is arranged. The discharge of the heating medium 18 and the coolant 19 takes place by means of a common outlet connection 28, in the direction of the arrow nc ".

Das druckstabile Wärmeaustausch- Elementsystem 22 besteht aus einer Anzahl Wärmeaustauschelementen 29, von denen jedes mit einem Rohrende in ein Sammelrohr 31 mündet, das über eine Arbeitsmittel- Druckleitung 32 mit der Aggregateinheit 21 in Verbindung steht. Nach dem Wärmeaustausch- Element= system 22 ist ein Hauptventil 55 in die Druckleitung 32 eingebaut, dessen Regelfunktion an anderer Stelle erläutert ist. The pressure-stable heat exchange element system 22 consists of one Number of heat exchange elements 29, each of which with one pipe end in a collecting pipe 31 opens, which via a working medium pressure line 32 with the unit 21 is in connection. After the heat exchange element = system 22 is a main valve 55 built into the pressure line 32, the control function of which is explained elsewhere is.

In dem Wärmeaustausch- Elementsystem 22 befindet sich eine bestimmte Menge Arbeitsmittel 23, das im Betrieb der Wärmekraftanlage ständig flüssig ist. Dieses Strömungsvolumen hat die Aufgabe, auf wechselnde Volumenänderun= gen einer Menge eines gleichartigen Arbeitsmittels 23 einer bestimmten Bereichsart , zu reagieren. In the heat exchange element system 22 there is a specific one Amount of working fluid 23, which is constantly liquid during operation of the thermal power plant. This flow volume has the task of responding to changing volume changes Amount of a similar working medium 23 of a certain type of area to react.

Mit dem Bezugszeichen 23 ist im folgenden jeweils ein Strömungsvolumen bezeichnet, das infolge Expansionswirkung des Arbeitsmittels 25 aus dem Wärmeaus= tausch- Elementsystem 22 über die Druckleitung 32 ausgeströmt ist. In the following, the reference numeral 23 denotes a flow volume in each case denotes that due to the expansion effect of the working fluid 25 from the Wärmeaus = Exchange element system 22 has flowed out via the pressure line 32.

Ein von dem Wärmeaustausch- Elementsystem 22 kommendes Strömungsvolumen 2)' folgt der Pfeilrichtung "d" und durchströmt zuerst das Hauptventil 33 und darauffolgend einen Nachheiz- Wärmeaustauscher 34, der das Durchströmvolumen 2)' des Arbeitsmittels 23 weiter aufheizt, zwecks Erzielung einer geringeren Viskosität dieses Strömungsvolumens. Darüberhinaus erfolgt die Nachheizung des Überströmvolumens 23'zwecks einer Stabilisierung von Strömungsvorgängen im Wärmeaustausch- Elementsystem 22. Der Nachheiz- Wärmeaustauscher 54 besteht aus einem Gehäuse 55, mit einer Zu- und Ableitung 36/37 für ein Heizmittel 18', wie Wasser, Dampf o. dgl. und aus einem Rohrsystem 38, bei dessen Durchströmung das Arbeitsmittel 23' Wärme aufnimmt. Der Wärmebedarf ist hierbei verhältnis= mäßig gering. A flow volume coming from the heat exchange element system 22 2) 'follows the direction of the arrow "d" and flows through the main valve 33 first and then thereafter a post-heating heat exchanger 34, which the flow volume 2) 'of the working medium 23 heats up further, in order to achieve a lower viscosity of this flow volume. In addition, the overflow volume 23 ′ is reheated for the purpose of stabilization of flow processes in the heat exchange element system 22. The post-heating heat exchanger 54 consists of a housing 55, with an inlet and outlet line 36/37 for a heating medium 18 ', such as water, steam or the like. And from a pipe system 38, when flowing through it the working medium 23 'absorbs heat. The heat requirement here is proportional small amount.

Nach Durchströmung des Nachheiz- Wärmeaustauschers 34, beaufschlagt das Arbeitsmittel 25' direkt eine Arbeitsmasehine 39, welche beispielsweise von einem Verdrängermotor einer bekannten Bauart gebildet sein kann, wie z.B. After flow through the post-heating heat exchanger 34, acted upon the work equipment 25 'directly a work machine 39, which, for example, from one Positive displacement motor of a known type, e.g.

einem Axialkolbenmotor. Mittels der Arbeitsmaschine 39 erfolgt eine Umsetzung der Druckenergie des Wärmeausdehnvolumens des Arbeitsmittels 23 in nutzbare mechanische Energie. Die Arbeitsmaschine 39 steht über eine Antriebswelle 40, zur Erzeugung elektrischerlEnergie mit einem Generator 41 in kraftschlüssiger Verbindung. Das Druckstromvolumen 23' des Arbeitsmittels 23 fließt nach Um= setzung seiner Druckenergie in Rotationsenergie mittels der Arbeitsmaschine 39, in Richtung des Pfeiles "e", drucklos in einen Auffangbehälter 42.an axial piston motor. By means of the work machine 39, a Implementation of the pressure energy of the thermal expansion volume of the working medium 23 into usable mechanical energy. The work machine 39 is available via a drive shaft 40 Generation of electrical energy with a generator 41 in a non-positive connection. The pressure flow volume 23 'of the working medium 23 flows after conversion of its pressure energy in rotational energy by means of the working machine 39, in the direction of the arrow "e", unpressurized into a collecting container 42.

Infolge des Druckes des Arbeitsmittels entsteht in einer Arbeitsmaschine, wie einem Verdrängermotor, eine kleine Leckmenge. Mit dem Pfeil "r" ist ange= deutet, daß ein solches Leckvolumen in den Auffangbehälter 42 geleitet ist. As a result of the pressure of the work equipment, in a work machine, like a positive displacement motor, a small amount of leakage. The arrow "r" indicates that such a leak volume is passed into the collecting container 42.

Von dem Auffangbehälter 42 fördert eine Rückförderpumpe 45 das Arbeits= mittel 23', in Richtung des Pfeiles "gtt , über eine Rückstromleitung 44, welche zwischen dem Hauptventil 33 und dem Wärmeaustausch- Elementsystem 22 in die Druc'xleit g 52 mündet, im Zyklus eines Arbeitskreislaufes, zurück in das Wärmeaustausch- Elementsystem 22. A return pump 45 conveys the work from the collecting container 42 means 23 ', in the direction of the arrow "gtt, via a return flow line 44, which between the main valve 33 and the heat exchange element system 22 in the Druc'xleit g 52 flows, in the cycle of a working cycle, back into the heat exchange element system 22nd

Eine Regelung des Durchgangs der Rückstromleitung 44 erfolgt, im Zyklus eines Arbeitskreislaufs, mittels eines Rückstromventils 45. The passage of the return flow line 44 is regulated in Cycle of a working cycle by means of a non-return valve 45.

Alle Teile der Aggregateinheit 21, die das Arbeitsmittel 25 führen, sind heizbar und wärmeisoliert ausgeführt, wie dies mit den strichpunktierten Linien 46 andeutungsweise eingezeichnet ist. Die Heizbarkeit dieser Teile hat den Zweck, das in den Leitungen, wie 32; 44 und Aggregaten, wie 39; 42; 43, befindliche Arbeitsmittel, beim Anfahren der Anlage zu verflüssigen. All parts of the aggregate unit 21 that lead the work equipment 25, are heated and insulated, as indicated by the dash-dotted lines 46 is indicated as an indication. The heatability of these parts has the purpose that in the lines, like 32; 44 and aggregates, such as 39; 42; 43, existing work equipment, to liquefy when starting up the plant.

Die Darstellung gemäß Figur 2 veranschaulicht den Aufbau eines Wärmeaus= tauschelements 29 des Wärmeaustausch- Elementsystems 22. Das Wärmeaustauschele= ment 29 ist als Doppelrohr ausgebildet, das sich aus zwei konzentrisch angeordneten Rohren 47 und 48 zusammensetzt, wobei das äußere druckstabil ausgebildete Rohr 47, durch den Betriebsdruck des den Doppelrohrraum 59 vollständig ausfüllenden Arbeitsmittels 23 belastet ist. Das Doppelrohr 29 ist an seinem einen Ende 49, mittels der Scheibe 50 und an dem anderen Rohren= de 51, mittels der Ringscheibe 52 dicht abgeschlossen. Das innere Rohr 48 durchdringt das äußere Rohr 47 über seine ganze Länge und ragt über die eine Stirnseite 51 des äußeren Rohres 47 hinaus und mündet mit dem überstehenden Rohrteil 53 in das Sammelrohr 31. The representation according to Figure 2 illustrates the structure of a Wärmeaus = Exchange element 29 of the heat exchange element system 22. The heat exchange element = ment 29 is designed as a double tube, which consists of two concentrically arranged Pipes 47 and 48 assembled, the outer pressure-stable pipe 47, by the operating pressure of the working medium which completely fills the double tube space 59 23 is charged. The double tube 29 is at one end 49, by means of the disc 50 and on the other tubes = de 51, sealed by means of the annular disk 52. The inner tube 48 penetrates the outer tube 47 over its entire length and protrudes beyond one end face 51 of the outer tube 47 and opens with the protruding one Pipe part 53 into the collecting pipe 31.

In dem Ringraum 55, zwischen den konzentrischen Rohren 47 und 48, sind über die ganze Länge des Doppelrohres 29 radial verlaufende, über den Umfang des Ringraumes 55 gleichmäßig verteilte Wärmeleitprofile 56, in einem kleinen Abstand zueinander angeordent, wie dies Figur 5 verdeutlicht. Die Wärmeleit= profile 56 sind als Rippen ausgebildet, welche in Wärmeleitkontakt, wie Verlötung, mit der Wärmedurchgangswand des äußeren Rohres 47 stehen. Das innere Rohr 48 weist über die gesamte Länge des mit Rippen 56 ausgefüllten Ring= raumes 55, eine Vielzahl zueinander versetzt angeordnete Durchbrüche 57 auf, in der Weise, so daß die Spalten 58 zwischen den Rippen 56, in radialer Richtung, an vielen Stellen mit dem Durchflußraum 60 des Innenrohres 48 strömungsdurchlässig in Verbindung stehen. In the annular space 55, between the concentric tubes 47 and 48, are over the entire length of the double tube 29 extending radially, Thermally conductive profiles 56 evenly distributed over the circumference of the annular space 55, in arranged at a small distance from one another, as illustrated in FIG. the Thermal conductivity = profiles 56 are designed as ribs, which in thermal contact, such as Soldering with the heat transfer wall of the outer tube 47. The inner Tube 48 has the entire length of the annular space filled with ribs 56 55, a multiplicity of perforations 57 arranged offset to one another, in the manner so that the gaps 58 between the ribs 56, in the radial direction, in many places are in flow-permeable communication with the flow space 60 of the inner tube 48.

Beim Anfahren der Wärmekraftanlage erfolgt zunächst eine Aufheizung, so daß die gesamte Masse des Arbeitsmittels in der Anlage geschmolzen ist. When starting up the thermal power plant, it is initially heated, so that the entire mass of the working fluid in the system has melted.

Hierbei erfolgt zuerst eine Verflüssigung des Arbeitsmittels in der Aggregatein= heit 21 und erst danach eine Verflüssigung des Arbeitsmittels im Wärmeaustausch-Elementsystem 22. Danach wird der Wärmeaustauscher 20 abwechselnd von einem Kühlmittel 19, z.B. Wasser und von einem Heizmittel 18, z.B. Wasser oder Dampf, durchströmt. Während des dabei erfolgenden Wärmeaustausches kontraktiert und expandiert das Arbeitsmittel 25 in dem Elementsystem 22, unter abwechselnder Abgabe und Aufnahme von Schmelzwärme. Dieser Vorgang sei nachstehend in einzelnen Phasen, unter Anschauung eines einzelnen Doppelrohres 29 gemäß Figur 2; 3 betrachtet.In this case, the working fluid is first liquefied in the Aggregatein = unit 21 and only then a liquefaction of the working medium in the heat exchange element system 22. Thereafter, the heat exchanger 20 is alternately supplied with a coolant 19, e.g. Water and a heating means 18, e.g. water or steam, flows through it. While the resulting heat exchange contracts and expands the working fluid 25 in the element system 22, with alternating release and absorption of heat of fusion. In the following, this process will be divided into individual phases, taking a look at a single one Double tube 29 according to Figure 2; 3 considered.

Die Füllkammer 59 des Doppelrohres 29 weist zwei Bereichsarten mit unterschiedlicher Intensität der Wärmeaustauschleistung auf. In dem Ring= raum 55 ist das Arbeitsmittel 23 durch die Rippen 56 in eine Vielzahl dünner Schichten aufgeteilt. Diese Anordnung bewirkt, daß innerhalb des Ring= raumes 55 ein intensiver Wärmeaustausch stattfindet. Demgegenüber erfolgt in dem Durchflußraum 60, des inneren Rohres 48, aufgrund seiner Ausbildung und Anordnung und infolge der Wärmeleiteigenschaft des Arbeitsmittels 23 ein erwünschter geringer Wärmeaustausch. The filling chamber 59 of the double tube 29 has two types of areas different intensity of the heat exchange performance. In the ring = 55 the working fluid 23 is divided into a multitude of thin layers by the ribs 56. This arrangement causes an intensive heat exchange within the annular space 55 takes place. In contrast, in the flow space 60, the inner tube 48, due to its design and arrangement and due to the thermal conductivity of the Working medium 23 a desired low heat exchange.

Mit der beschriebenen Ausbildung des Wärmeaustauschelements 29 ist erreicht, daß bei abwechselnder Beheizung und Kühlung des Wärmeaustauschers 20, das Arbeitsmittel 23 in dem Innenrohr 48 ständig flüssig bleibt, während daß Arbeitsmittel 23 in dem Ringraum 55, während des Kühlens und des Heizens abwechselnd seine Konsistenz verändert, indem es abwechselnd Schmelzwärme aufnimmt oder abgibt. Stabilisiert wird der flüssige Zustand des Arbeits= mittels 23, in dem zentralen Bereich 60 des Doppelrohres 29, durch den intermittierenden Rückstrom von Arbeitsmittel 23', das eine relativ hohe Temperatur aufweist, infolge der Nachheizung im Wärmeaustauscher 34. With the described design of the heat exchange element 29 is achieved that with alternating heating and cooling of the heat exchanger 20, the working medium 23 in the inner tube 48 remains constantly liquid, while that working medium 23 in the annular space 55, during cooling and heating alternately its consistency changed by alternately absorbing or releasing heat of fusion. Stabilized becomes the fluid state of working = by means of 23, in the central Area 60 of the double pipe 29, due to the intermittent return flow of working medium 23 ', which has a relatively high temperature, due to the post-heating in the heat exchanger 34.

Beim Kuhlen des Doppelrohres 29 wird dem Arbeitsmittel 25, das in dem durch einen intensiven Wärmeaustausch gekennzeichneten Ringraum 55 angeord= net ist, Wärme entzogen, wobei sich die Dichte des Arbeitsmittels in diesem Bereich erhöht und somit kontraktiert bzw. schrumpft. Die Verfestigung des Arbeitsmittels, die hierbei erfolgt, bewirkt eine Anhaftverbindung des Arbeitsmittels an die Wärmedurchgangswand 47 und an die Rippen 56, in den Spalten 58 des Ringraumes 55. Je nach dem Abstand zwischen den Rippen 56, bzw. je nach der Breite der Spalten 58, entsteht, infolge der Kontraktion des Arbeitsmittels durch die Kühlung, entweder ein spezifischer "Freiraum", bzw. t$Nachfüllraum" in der Mitte der Spalten 58, oder es bildet sich radial ein "Nachfüllraum", indem sich das kontraktierende Arbeitsmittel von den inneren Rippenkanten 63, in Richtung Wärmeaustauschwand 47, um einen bestimm= ten Betrag zurückzieht. Unterstützt wird dieser Vorgang durch die Druck= wirkung eines Rückstromvolumens, das die Rückförderpumpe 43, parallel zu der Kuhlung, entsprechend der Volumenminderung des Arbeitsmittels 23, in das Wärmeaustausch- Elementsystem 22 pumpt. Das Arbeitsmittel strömt hierbei durch den Durchflußraum 60 des inneren Rohres 48, jedes Doppelrohres 29, in axialer Richtung gemäß dem Pfeil "h" und gemäß dem Pfeil tti in radialer Richtung durch die Durchlässe 57 des Innenrohres 48 hindurch, in die Spalten 58 des Ringraumes 55. When cooling the double pipe 29 is the working fluid 25, which is in the annular space 55, which is characterized by an intensive heat exchange, is arranged net, heat is withdrawn, whereby the density of the working medium is in this area increases and thus contracts or shrinks. The solidification of the work equipment, which takes place here causes an adhesive connection of the working medium to the heat transfer wall 47 and on the ribs 56, in the columns 58 of the annular space 55. Depending on the distance between the ribs 56, or depending on the width of the gaps 58, arises, as a result the contraction of the working fluid due to the cooling, either a specific one "Free space" or t $ refill space "in the middle of the columns 58, or it is formed radially a "refill space" in which the contracting working fluid is removed from the inner rib edges 63, in the direction of the heat exchange wall 47, to a certain = th Amount withdraws. This process is supported by the pressure effect of a Return flow volume that the return pump 43, parallel to the cooling, accordingly the reduction in volume of the working medium 23, in the heat exchange element system 22 pumps. The working medium flows through the flow space 60 of the inner Tube 48, each double tube 29, in the axial direction according to the arrow "h" and according to the arrow tti in the radial direction through the passages 57 of the inner tube 48, into the columns 58 of the annular space 55.

Die gleichen Strömungsrichtungen im Doppelrohr 29, die während des Kühlens vorliegen, stellen sich bei einer Kompression des Arbeitsmittels, durch einpressen eines flüssigen Arbeitsmittels in das Wärmeaustausch-Elementsystem 22, ein. The same flow directions in the double pipe 29, which during the Cooling are present when the working fluid is compressed injecting a liquid working medium into the heat exchange element system 22, a.

Während eines Heizvorgangs erfolgt eine Umkehrung der Vorgänge im Doppelrohr 29. During a heating process, the processes in the Double tube 29.

Bei der Aufnahme von Schmelzwärme verflüssigt sich das Arbeitsmittel 23 in den Spalten 58 des Ringraumes 55, entsprechend der Wärmezufuhr, von einer Grenzschicht 61 ausgehend, fortschreitend. Hierbei expandiert das Arbeits= mittel 23 im Ringraum 55. Bei erreichen eines vorbestimmten Betriebsdruckes öffnet das Hauptventil 55. Infolge des dadurch entstehenden Druckgefällew entwickelt sich in dem Füllkammerraum 59> des Doppelrohres 29, ein Strömungs= vorgang, wobei unter dem Expansionsdruck des in dem Ringraum 55 angeordne ten Arbeitsmittels, ein »;antum geschmolzenes Arbeitsmittel, aus dem Ring= raum 55> in Richtung des Pfeiles "k" durch die Durchlässe 57 hindurch, in den Durchflußraum 60 überstro£nt, wodurch unter einem hohen Druck eine aus= wärtsgerichtete Strömung des flüssigen Arbeitsmittelkerns 60, in Richtung des Pfeiles "1" zu dem Sammelrohr 51, bewirkt ist. When absorbing the heat of fusion, the working fluid liquefies 23 in the columns 58 of the annular space 55, corresponding to the heat supply, from one Boundary layer 61 starting out, progressing. Here the work equipment expands 23 in the annular space 55. When a predetermined operating pressure is reached, the opens Main valve 55. As a result of the resulting pressure gradient w develops in the filling chamber 59> of the double tube 29, a flow = occurrence, where under the expansion pressure of the working fluid arranged in the annular space 55, a »; antum melted working medium, from the annulus 55> in the direction of the Arrow "k" through the passages 57, overflows into the flow space 60, whereby under a high pressure an outward flow of the liquid Working medium core 60, in the direction of the arrow "1" to the collecting pipe 51, causes is.

Die Strömungsgeschwindigkeit in dem Durchflußraum 60, des inneren Rohres 48, ist an der Verbindungsstelle mit dem Sammelrohr 31 jeweils am größten. The flow rate in the flow space 60, the inner Pipe 48 is at the point of connection with the collecting pipe 31 at its largest.

Besonders bei langen Wärmeaustauschelementen kann es zweckmäßig sein, daß ein Wärmeaustauschelement mit beiden Rohrenden jeweils in ein Sammel rohr, wie 31, mündet. Particularly with long heat exchange elements, it can be useful to that a heat exchange element with both tube ends in a collecting tube, such as 31, opens.

Die strichpunktierte Einige 62 in Figur 2, im Bereich des Endstückes 53 des Innenrohres 48 und des Sammelrohres 31, deutet eine Isolierschicht an. The dot-dash lines 62 in Figure 2, in the area of the end piece 53 of the inner tube 48 and the collecting tube 31 indicates an insulating layer.

Die Isolation hat die Aufgabe, einen Wärmeaustausch des strömenden Arbeits= mittels 25' in diesem Bereich auf ein Minimum zu beschränken Eine Ausführung eines tarmeaustauschelements der Art gemäß Figur 2/3J mit zwei Bereichsarten stark unterschiedlicher Wärmeaustauschintensität, gewährleistet eine reversible Strömung im Innern des Wärmeaustauschelements, entsprechend dem Kontraktions- und Expansionsvolumen, bei einer im Wärmeaus= tauschraum, wie 55, während einer Phase eines Arbeitskreislaufs gänzlich festen Konsistenz eines Arbeitsmittels.The insulation has the task of exchanging heat from the flowing Working = by means of 25 'in this area to a minimum One execution a tarmea exchange element of the type according to Figure 2 / 3J with two types of areas strong different heat exchange intensity, ensures a reversible flow inside the heat exchange element, according to the contraction and expansion volume, with one in the heat exchange room, such as 55, during a phase of a work cycle completely solid consistency of a work medium.

Nach der Erläuterung des Aufbaus und spezifischer Strömungsvorgänge in der Wärmekraftanlage, sei nun die Arbeitsweise der Anlage anhand der Arbeits= kreisläufe nach den Diagrammen gemäß Figur 4/5; 6/7 und 8/9 beschrieben. After the explanation of the structure and specific flow processes in the thermal power plant, let the system work on the basis of the work = circuits according to the diagrams according to Figure 4/5; 6/7 and 8/9.

Mit den Diagrammen sind 5 Varianten von Arbeitskreisläufen beschrieben, die sich in der Art und in der Reihenfolge einzelner Kreislaufphasen unterschei= den, was jedoch in dem Schema der Wärmekraftanlage gemäß Figur 1 nicht zum Ausdruck kommt. Die Darstellung gemäß Figur I dient daher zur Erläuterung aller Arbeitskreisläufe, unter Verwendung gleicher Bezugszeichen. The diagrams describe 5 variants of working cycles, which differ in the type and sequence of individual circulatory phases which, however, is not expressed in the scheme of the thermal power plant according to FIG comes. The illustration according to Figure I therefore serves to explain all working cycles, using the same reference numbers.

Die Diagramme gemäß den Figuren 4; 6 und 8, tragen auf der Abzisse Temperaturgrade, während auf der Ordinate die Volumendifferenz - @V, z.B. The diagrams according to FIGS. 4; 6 and 8, bear on the abscissa Temperature degrees, while on the ordinate the volume difference - @V, e.g.

das Wärmeausdehnvolumen einer spezifischen Menge eines Arbeitsmittels abge= tragen ist.the thermal expansion volume of a specific amount of a working medium is worn.

Die Darstellung gemäß den Figuren 5; 7 und 9 zeigen P-V-Diagramme,wobei die Volumendifferenz - aV, wie das Wärmeausdehnvolumen, auf der Abzisse und der Druck auf der Ordinate abgetragen ist.The representation according to Figures 5; 7 and 9 show P-V diagrams, where the volume difference - aV, like the heat expansion volume, on the abscissa and the Pressure is plotted on the ordinate.

Die Fnnktionslinien der Diagramme gemäß Figur 4-9 veranschaulichen die Charakteristik von Arbeitskreisläufen, unter Anwendung von festem Paraffin als Arbeitsmittel, bei einem spezifischen Betriebsdruck. The function lines of the diagrams of Figures 4-9 illustrate the characteristics of working cycles, using solid paraffin as Work equipment at a specific operating pressure.

Zunächst sei ein Kurvenbereich beschrieben, dessen Verlauf in den Diagrammen gemäß Figur 4; 6 und 8 in gleicher Weise vorliegt. Dieser gemein same Kurvenabschnitt betrifft die Verfestigungs- bzw. Kontraktionskurve des Arbeitsmittels unter einem Minimaldruck, bei dessen Kühlung. Diese Grundkurve sei anhand des Diagramms gemäß Figur 4 beschrieben. First, a curve area is described, the course of which in the Diagrams according to Figure 4; 6 and 8 are present in the same way. This common Curve section relates to the solidification or contraction curve of the work equipment under a minimum pressure when it is cooled. This basic curve is based on the diagram described in accordance with FIG.

Der Verfestigungsbereich ist in der Figur 4 mit den Buchstaben B-X gekennzeichnet. Mit dem Buchstaben B ist der obere Verfestigungspunnt bzw. The solidification area is shown in FIG. 4 with the letters B-X marked. With the letter B the upper consolidation point or

der obere Schmelzpunkt bezeichnet, während mit dem Buchstaben X der untere Verfestigungspunkt bzw. der Erweichungspunkt des Arbeitsmittels bezeichnet ist.denotes the upper melting point, while the letter X denotes the the lower solidification point or the softening point of the working medium is.

Oberhalb des Punktes B ist das Arbeitsmittel flüssig. Im Bereich B-X erfolgt durch den Entzug von Schmelzwärme eine Wandlung des Aggregatzustandes des Arbeitsmittels vom flüssigen in den festen Zustand. Im Bereich der Änderung des Aggregatzustandes, von flüssig in fest oder umgekehrt, weist ein Arbeitsmittel, wie plastisches Paraffin, eine große spezifische Wärme und eine große spezifische Volumenänderung auf, wie dies im Diagramm 4 mit dem steilen Verlauf des Kurvenbereichs B-X veranschaulicht ist. Dies gilt analog auch für den Schmelzbereich des Arbeitsmittels unter einer hohen Druckbelastung. Above point B the working fluid is liquid. In the area B-X a change in the state of aggregation takes place through the withdrawal of the heat of fusion of the working medium from the liquid to the solid state. In the area of change of the state of aggregation, from liquid to solid or vice versa, a working medium indicates like plastic paraffin, a great specific heat and a great specific Volume change, as shown in diagram 4 with the steep course of the curve area B-X is illustrated. This also applies analogously to the melting range of the working medium under a high pressure load.

Nach einer Gesetzmäßigkeit verlagert sich unter Druck der Schmelzpunkt eines Stoffes bzw. Arbeitsmittels. Dieser Umstand führt zu einem mehr oder weniger großen Abstand zwischen der Verfestigungskurve und der Schmelzkurve, entsprechend der Druckhoe eines Arbeitsmittels, wie dies aus den Darstellun= gen der Arbeitskreisläufe gemäß Figur 4; 6 und 8 ersichtlich ist. According to a law, the melting point shifts under pressure of a substance or work equipment. This fact leads to a more or less large distance between the solidification curve and the melting curve, accordingly the pressure level of a work equipment, as shown in the representations of the work cycles according to Figure 4; 6 and 8 can be seen.

Nachstehend sei der Betriebsablauf der Wärmekraftanlage gemäß Figur 1 anhand der Diagramme 4/5 beschrieben. The following is the operational sequence of the thermal power plant according to FIG 1 using diagrams 4/5.

In dem Diagramm 4 sind markante Betriebspunkte des Arbeitskreislaufs mit den Buchstaben A-B-C-D-E bezeichnet. Bei dem Betriebspunkt A ist daß Arbeitsmittel 23 im Ringraum 55 des Doppelrohres 29 flüssig und drucklos bzw. entspannt. In diagram 4, there are significant operating points of the working cycle with the letters A-B-C-D-E. At operating point A, that is the work equipment 23 in the annular space 55 of the double pipe 29 is liquid and unpressurized or relaxed.

In der weiteren Beschreibung ist im Zusammenhang mit einem Wärmeener= giezustand des Arbeitsmittels, stets das Arbeitsmittel aufzufassen, das in dem Wärmeaustauschraum, wie 55, eines Wärmeaustauschelements, wie 29, angeordnet ist, sofern nicht eine andere Bezeichnung hinzugefügt ist. In the remainder of the description, in connection with a heat energy = state of the work equipment, always to understand the work equipment that is in the heat exchange room, such as 55, a heat exchange element such as 29 is arranged, if not one another name is added.

Im Bereich der Betriebspunkte A-B-C erfolgt eine Kühlung des Arbeits= mittels 23 im Wärmeaustausch- ELements-steln 22. Der Bereich A-B kennzeichnet die Kühlung im flüssigen Zustand des Arbeitsmittels 23, während der Bereich B-C den Schmelzwärmeentzug im Verfestigungsbereich des Arbeitsmittels 23 darstellt. Während der Kühlphase, im Bereich der Betriebspunkte A-B-C, ist das Hauptventil 33 und das Heizmittelventil 26 geschlossen, während das Rückstromventil 45, sowie das Kühlmittelventil 27' geöffnet ist. Parallel zur Kühlung des Wärmeaustauschers 20 erfolgt, entsprechend des Kontraktions= volumens des Arbeitsmittels 23, eine Nachspeisung des Wärmeaustausch- Ele= mentsystems 22, indem die Rückförderpumpe 43 flüssiges Arbeitsmittel 23' aus dem Auffangbehälter 42 ansaugt und unter einem niedrigen Druck dem Elementsystem 22 zuführt. Nach Beendigung des Kuhlvorgangs gemäß Betriebs= punkt C, erfolgt die Abschaltung der Rückförderpumpe 43 und Schließung des Rückstromventils 45, sowie des Kühlmittelventils 27'. Das Heizmittelventil 26' wird geöffnet. Das Hauptventil 33 bleibt weiterhin geschlossen. Somit befin= det sich das Arbeitsmittel 23, nach dem Kühlvorgang, im Zustand eines kleinsten Volumens pro Gewichtseinheit, gemäß dem Betriebspunkt C des Arbeitskreislaufs, in dem druckstabilen Wärmeaustausch- Elementsystem 22 dicht abgeschlossen. In the area of the operating points A-B-C, the working = is cooled by means of 23 in the heat exchange element 22. The area A-B identifies the Cooling in the liquid state of the working medium 23, while the area B-C the Represents the removal of heat of fusion in the solidification area of the working medium 23. While the cooling phase, in the area of the operating points A-B-C, is the main valve 33 and the Heating medium valve 26 closed, while the return flow valve 45 and the coolant valve 27 'is open. In parallel with the cooling of the heat exchanger 20 takes place accordingly of the contraction = volume of the working medium 23, a replenishment of the heat exchange Element systems 22 by the return pump 43 liquid working medium 23 'from the collecting container 42 and, under a low pressure, the element system 22 feeds. After completion of the cooling process according to operating point C, the Shutdown of the return pump 43 and closure of the return flow valve 45, as well of the coolant valve 27 '. The heating medium valve 26 'is opened. The main valve 33 remains closed. The working means 23 is thus located after the cooling process, in the state of the smallest volume per unit weight, according to the operating point C of the working circuit in which the pressure-stable heat exchange Element system 22 tightly closed.

Unter diesem Betriebszustand des Arbeitsmittels 23 erfolgt die Auf= heizung des Wärmeaustausch- Elementsystems 22, indem ein Heizmittel 18 über den Heizmittelstutzen 26 in den Wärmeaustauscher 20 einströmt und über den Austrittstutzen 28 wieder abströmt. Während des Aufheizens im Bereich der Betriebspunkte C-D expandiert das Arbeitsmittel 2), was eine Kompression des Arbeitsmittels in dem dicht abgeschlossenen Wärmeaustausch- Elementsystem 22 bewirkt. Nach erreichen eines vorbestimmten 8etriebsdruckes des Arbeitsmittels, bei dem Betriebspunkt D, erfolgt eine Öffnung des Hauptventils 33. Nun strömt das Expansionsvolumen 23' des Arbeitsmittels 23 über den Nachheiz- Wärmeaus= tauscher 34 zur Arbeitsmaschine 39. In ihr erfolgt eine Umsetzung der Druckener= gie des Strömungsvolumens 23' in Rotationsenergle, deren Wandlung in elektrische Energie mittels des Generators 41 erfolgt. Die Größe der Abeitsmaschine 39, bzw. deren Schluckvolumen, ist derart auf des Wärmeausdehnvolumen 2) pro Zeiteinheit des Arbeitsmittels 23 im Elementsystem 22 abgestimmt, so daß das Wärmeausdehnvolumen 23' ,im Bereich zwischen den Betriebspunkten D-E, die Arbeitsmaschine 39 unter einem konstanten Druck beaufschlagt. Der Betriebs= punkt E kennzeichnet den oberen Schmelzpunkt des Arbeitsmittels 23 bei einem bestimmten Betriebsdruck, an dem das maximale Expansionsvolumen des Arbeits= mittels 23, im Bereich eines steilen Anstiegs der Wärmeausdehnkurve, erreicht ist. fin diesem Punkt erfolgt der Abbruch der Aufheizung des Wärmeaustauschers 20, indem das Heizventil 26' den Durchgang des Heizmittelstutzens 26 sperrt. Under this operating state of the working means 23, the opening = takes place heating of the heat exchange element system 22 by a heating means 18 over the Heating medium connection 26 flows into the heat exchanger 20 and via the outlet connection 28 flows out again. Expands during the heating in the area of the operating points C-D the working fluid 2), resulting in a compression of the working fluid in the tightly sealed Heat exchange element system 22 causes. After reaching a predetermined operating pressure of the working medium, at operating point D, the main valve opens 33. Now the expansion volume 23 'of the working medium 23 flows over the post-heating Heat exchanger 34 to work machine 39. In it there is an implementation of the Pressure energy = energy of the flow volume 23 'in rotational energy, the conversion of which into electrical energy takes place by means of the generator 41. The size of the work machine 39, or their absorption volume, is based on the heat expansion volume 2) per Time unit of the working medium 23 matched in the element system 22, so that the heat expansion volume 23 ', in the area between the operating points D-E, the working machine 39 under one constant pressure applied. The operating point E indicates the upper melting point of the working medium 23 at a certain operating pressure at which the maximum expansion volume of work = by means of 23, in the area of a steep rise in the thermal expansion curve, is reached. At this point, the heating of the heat exchanger is aborted 20, in that the heating valve 26 'blocks the passage of the heating medium connector 26.

Am Betriebspunkt E weist das Arbeitsmittel 23 noch den maximalen Betriebsdruck gemäß einer Einstellung auf, der durch eine weitere Beaufschlagung der Arbeits= maschine 39, im Bereich der Betriebspunkte E-A, bis zu einem Minimaldruck sinkt.At operating point E, working fluid 23 is still at the maximum operating pressure according to a setting, which by a further application of the work = machine 39, in the area of the operating points E-A, drops to a minimum pressure.

Nach erfolgter Restentspannung, zwischen den Betriebspunkten E-A, ist ein einzelner Arbeitskreislauf abgeschlossen, wonach sich das gesamte Wärmeaus= dehnvolumen 23' des Arbeitsmittels 23 in dem Auffangbehälter 42 befindet. After the residual relaxation, between the operating points E-A, a single working cycle is completed, after which the entire heat output = expansion volume 23 'of the working medium 23 in the collecting container 42 is located.

Es erfolgt nun die Schließung des Hauptventils 33 und Öffnung des Rückstrom= ventils 45, sowie des Kühlmittelventils 27', womit die Schaltungen der Regelor= gane für den Beginn des nächsten Arbeitskreislaufs hergestellt sind.The main valve 33 is now closed and the Backflow = valve 45, as well as the coolant valve 27 ', whereby the circuits of the Control organs for the start of the next work cycle have been established.

Am Betriebspunkt A weist das Arbeitsmittel 23 in dem Wärmeaustausch-Elementsystem 22 die niedrigste Dichte auf. At operating point A, the working means 23 is in the heat exchange element system 22 has the lowest density.

Das Elementsystem 22 ist in jeder Phase eines Arbeitskreislaufs mit Arbeitsmittel 23 vollständig gefüllt. The element system 22 is involved in every phase of a working cycle Working equipment 23 completely filled.

In dem P-V-Diagramm gemäß Figur 5, zu dem Schaubild gemäß Figur 4, sind entsprechende Betriebspunkte mit gleichen Bezeichnungen versehen. In the P-V diagram according to Figure 5, to the diagram according to Figure 4, the corresponding operating points are given the same designations.

Wie im Diagramm 4 bedeutet im Diagramm 5 der Bereich A-B-C, kühlen des Wärmeaustauschers 20 und Rückförderung des flüssigen Arbeitsmittels 23' aus dem Auffangbehälter 42 in das Wärmeaustausch- Elementsystem 22, ent= sprechend des Schrumpfvolumens des Arbeitsmittels 23, infolge Kühlung.As in diagram 4, area A-B-C in diagram 5 means cooling of the heat exchanger 20 and return of the liquid working medium 23 ' the collecting container 42 in the heat exchange element system 22, according to the Shrink volume of the working medium 23, as a result of cooling.

Die Strecke C-D bedeutet: Kompression des Arbeitsmittels 23 durch dessen Aufheizung im geschlossenen Wärmeaustausch- Elementsystem 22.The route C-D means: Compression of the working medium 23 through its heating in the closed heat exchange element system 22.

Der Bereich D-E bedeutet: Weitere Aufheizung des Arbeitsmittels 25 und Beaufschlagung der Arbeitsmaschine 39 unter einem konstanten Druck durch das Wärmeausdehn"volumen 23'.The area D-E means: Further heating of the working medium 25 and pressurizing the work machine 39 under a constant pressure by the Thermal expansion volume 23 '.

Der Bereich E-A bedeutet: Restentspannung des Arbeitsmittels 23 durch wei= teren Antrieb der Arbeitsmaschine 39, ohne einer weiteren Aufheizung des Arbeitsmittels.The area E-A means: residual relaxation of the working medium 23 through further drive of the working machine 39 without further heating of the working medium.

Die Leistung einer erfindungsgemäßen Wärmekraftanlage ist durch die Hohe eines vorbestimmten Betriebsdruckes einer jeweiligen Anlage und durch die Menge des Wärmeausdehnvolumens eines Arbeitsmittels pro Zeiteinheit bestimmt. The performance of a thermal power plant according to the invention is through the Height a predetermined operating pressure of the respective system and by the amount of the thermal expansion volume of a working medium per unit of time.

Das Wärmeausdehnvolumen eines Arbeitsmittels pro Zeiteinheit, einer Wärmekraftanlage gemäß Figur 1, ist näherungsweise durch die Formel: ßVw = VO . a . t . z definiert. In der Formel bedeuten: m VO : Das gesamte Arbeitsmittelvolumen im Wärmeaustauschraum, wie 55, der Wärmeaustauschelemente, wie 29, des Elementsystems, wie 22, a : Die mittlere Raumausdehnzahl eines Arbeitsmittels im Temperaturbereich m eines Arbeitskreislaufs, t : Die Temperaturdifferenz eines Arbeitsmittels in einem Arbeitskreislauf, zwischen den Betriebspunkten, wie C-E in Figur 4, z : Die Anzahl der Aufheizungen eines Arbeitsmittels pro Stunde, bzw. The thermal expansion volume of a working medium per unit of time, one Thermal power plant according to Figure 1, is approximately by the formula: ßVw = VO. a. t. z defines. In the formula: m VO: The total volume of work equipment in the heat exchange space, such as 55, of the heat exchange elements, such as 29, of the element system, like 22, a: The mean expansion coefficient of a working medium in the temperature range m of a working cycle, t: The temperature difference of a working medium in one Working cycle, between the operating points, such as C-E in Figure 4, z: The number the heating of a work medium per hour or

die Anzahl der Arbeitskreisläufe einer Anlage pro Zeiteinheit. the number of work cycles of a system per unit of time.

Es ist vorteilhaft, eine Wärmekraftanlage gemäß der Erfindung für eine große Aufheizzahl des Arbeitsmittels pro Stunde auszulegen, um eine festge= legte Leistung mit einer möglichst kleinen Arbeitsmittelgrundmenge zu erzielen. It is advantageous to use a thermal power plant according to the invention for to design a large number of heating-ups per hour for the working medium in order to achieve a fixed = to achieve a high level of performance with the smallest possible amount of basic work equipment.

Vom Standpunkt eines hohen wirtschaftlichen Wirkungsgrades ist es zweckmäßig, eine große Aufheizzahl des Arbeitsmittels pro Zeiteinheit, mittels einer hohen Wärmedurchgangszahl der Wärmeaustauschelemente, wie 29, zu erreichen, die auf verschiedene Weise erzielbar ist.From the standpoint of high economic efficiency, it is expedient, a large heating number of the working medium per unit of time, by means of a high thermal transmittance of the heat exchange elements, such as 29, to achieve the can be achieved in various ways.

Eine große Aufheizzahl pro Zeiteinheit ist zweckmäßig mittels einem Wärmeauotaus ch- Elementsystem erreichbar, das z.B. aus Wärmeaustauschelemen= ten besteht, die einen kleinen Durchmesser aufweisen. A large number of heating-ups per unit of time is expedient by means of a Heat exchange element system achievable, which e.g. consists of heat exchange elements consists that have a small diameter.

Um eine Abmessung eines Wärmeaustausch- Elementsystems, wie 22, einer erfindungsgemäßen Wärmekraftanlage zu nennen, seien folgende Angaben gemacht: Arbeitsmittelgrundmenge V = 100 m5 - hierzu beispielsweise Rohrbündelabc 0 messung: ß der Wärmeaustauschrohre d = 25 mm i. Li. To determine a dimension of a heat exchange element system, such as 22, a To name the thermal power plant according to the invention, the following information is given: basic amount of working medium V = 100 m5 - for example, tube bundle measurement: ß of the heat exchange tubes d = 25 mm i. Li.

des Rohrbündels D = 4 Länge des Rohrbündels L = 30 m. of the tube bundle D = 4 Length of the tube bundle L = 30 m.

Das Hauptventil, wie 33, besitzt einen maßgeblichen Einfluß auf die Charakteristik eines Arbeitskreislaufs einer erfindungsgemäßen Wärmekraftan= lage, da mit dem Hauptventil der Betriebsdruck und damit die Temperatur= differenz eines Arbeitskreislaufs einstellbar ist. The main valve, like 33, has a significant influence on the Characteristic of a working cycle of a thermal power according to the invention = location, because with the main valve the operating pressure and thus the temperature = difference of a Working circuit is adjustable.

In dem Diagramm 4 wäre ein kleinerer Abstand zwischen den Betriebs= punkten C-D, mit einer kleineren Kompression des Arbeitsmittels, bzw. mit einem niedrigeren Betriebsdruok gleichbedeutend. Erreicht würde dies durch eine Verkürzung der Schließzeit des Hauptventils 33, während des Aufheizens des Wärmeaustausch- Elementsystems 22. In diagram 4, there would be a smaller distance between the operating = score C-D, with a smaller compression of the work equipment, or with a equivalent to lower operating pressure. This would be achieved by shortening it the closing time of the main valve 33, during the heating of the heat exchange Element systems 22.

Um eine eventuelle Drucküberlastung einer erfindungsgemäßen Wärmekraftan= lage, infolge eines Defekts auszuschließen, ist ein Überlastventil vorge= sehen, das sich bei einem entsprechenden Überdruck selbsttätig öffnet. To avoid a possible pressure overload of a thermal power according to the invention = position to be excluded as a result of a defect, an overload valve is provided, which opens automatically when there is a corresponding overpressure.

Diese Einzeilheit ist in der Zeichnung nicht dargestellt.This unity is not shown in the drawing.

Mit dem ArbeitsMreislauf gemäß den beiden Diagrammen Figur 6/7 ist eine Maßnahme veranschaulicht, die z.B. unter Anwendung von plastischem Paraffin als Arbeitsmittel, insbesondere bei höheren Betriebsdrücken, relativ, eine Steigerung des wirtschaftlichen Wirkungsgrades bewirkt. Diese Maßnahme besteht in einer mechanischen Kompression des Arbeitsmittels, zwischen der Kühlphase und der Heizphase eines Arbeitsmittels, während eines Arbeitskreislaufs. With the working cycle according to the two diagrams Figure 6/7 illustrates a measure which, for example, using plastic paraffin as a working medium, especially at higher operating pressures, relatively, an increase of economic efficiency. This measure consists of a mechanical one Compression of the working medium, between the cooling phase and the heating phase of a working medium, during a work cycle.

Die mechanische Kompression des Arbeitsmittels kann hierbei vorteilhaft bis zu einer Druckhöhe vorgenommen sein, die dem vorbestimmten maximalen Betriebs= druck eines Arbeitskreislaufs einer Wärmekraftanlage entspricht.The mechanical compression of the working medium can be advantageous here be made up to a pressure level which = the predetermined maximum operating corresponds to the pressure of a working circuit of a thermal power plant.

In dem Diagramm gemäß Figur 6 sind markante Betriebspunkte mit den Buchstaben F-G-H-I-K-L bezeichnet, zwischen denen die verschiedenen Phasen des dargestellten Arbeitskreislaufes liegen. Beim Betriebspunkt F ist das Arbeitsmittel flüssig und drucklos bzw. entspannt. Im Bereich der Betriebs= punkte F-G-H ist das Hauptventil 53 geschlossen und das Rückstromventil 45 geöffnet. Die Stellung des Heizmittel- und des Kühlmittelventils ist entspre= chend. Im Bereich F-G-H erfolgt die Kühlung des Arbeitsmittels 23 im Wärmeaus= tauscher 20, unter gleichzeitiger Speisung des Elementsystems 22 mit Arbeits= mittel 23' aus dem Auffangbehälter 42, entsprechend dem Kontraktionsvolumen des Arbeitsmittels 23 im Elementsystem 22. Die Rückförderung des entspannten Expansionsvolumens 23, mittels der Rückförderpumpe 43, erfolgt hierbei während des Kühlens im Bereich der Betriebspunkte F-G-H, unter einem niedrigen Strö= mungsdruck, wie z.B. 5 atü, der eben ausreicht, um das Arbeitsmittel den Spalten 58 des Ringraumes 55 der Doppelrohre 29, entsprechend dem Kontraktions= volumen zuzuleiten. Der Betriebspunkt H weist die niedrigste Temperatur des Arbeitskreislaufs gemäß Figur 6 auf. In the diagram according to FIG. 6, distinctive operating points are identified by the Letters F-G-H-I-K-L denote, between which the different phases of the depicted Working cycle. At operating point F, the working medium is liquid and depressurized or relaxed. The main valve is in the area of the operating points F-G-H 53 closed and the backflow valve 45 opened. The position of the heating medium and the coolant valve is accordingly. Cooling takes place in the F-G-H area of the working medium 23 in the heat exchanger 20, while simultaneously feeding the Element system 22 with work = means 23 'from the collecting container 42, accordingly the contraction volume of the working medium 23 in the element system 22. The return of the relaxed expansion volume 23, by means of the return pump 43, takes place here during cooling in the area of the operating points F-G-H, under a low current = pressure, such as 5 atmospheres, which is just enough to allow the work equipment to break through the gaps 58 of the annular space 55 of the double tubes 29, corresponding to the contraction = volume forward. The operating point H shows the lowest temperature of the working circuit according to Figure 6.

Ist der Punkt H erreicht, d.h. die Kühlung abgeschlossen, so bleibt das Hauptventil 53 weiterhin geschlossen und das Rückstromventil 45 weiter= hin geöffnet und es erfolgt eine mechanische Kompression des Arbeitsmit= tels 23 im Wärmeaustausch- Elementsystem 22, vorteilhaft durch einpressen flüssigen Arbeitsmittels in das Elementsystem 22, bis zu einer vorbestimm= ten Druckhöhe. Gemäß der Wärmekraftanlage nach Figur 1 erfolgt dies mittels der Rückförderpumpe 45 unter einem kontinuierlich ansteigenden Förderdruck. If point H is reached, i.e. cooling is completed, it remains the main valve 53 is still closed and the backflow valve 45 is still closed opened and there is a mechanical compression of Arbeitsmit = means 23 in Heat exchange element system 22, advantageously by injecting liquid working medium into the element system 22, up to a predetermined pressure level. According to the thermal power plant according to FIG. 1, this is done continuously by means of the return pump 45 increasing delivery pressure.

Gemäß dem Arbeitskreislauf nach Figur 6 weist die mechanische Kompression des Arbeitsmittels am Betriebspunkt I einen Druck auf, der dem maximalen Betriebsdruck entspricht.According to the working cycle according to FIG. 6, the mechanical compression of the working fluid at operating point I to a pressure that corresponds to the maximum operating pressure is equivalent to.

Die mechanische Kompression des Arbeitsmittels ist am Betriebspunkt I abgeschlossen und es erfolgt an diesem Punkt des Arbeitskreislaufs die Abschaltung der Rückförderpumpe 43 und Schließung des Rückstromventils 45, während das Hauptventil 33 weiterhin geschlossen bleibt. The mechanical compression of the working medium is at the operating point I completed and shutdown takes place at this point in the work cycle of the return pump 43 and closure of the return flow valve 45, while the main valve 33 remains closed.

Das Arbeitsmittel im Wärmeaustausch- Elementsystem 22, weist am Betriebs= punkt I eine besonders hohe Dichte auf, entsprechend seinem Temperaturzustand und Kompressionsdruck. An diesem Betriebspunkt beginnt die Aufheizung des in dem Wärmeaustausch- Elementsystem 22 eingeschlossenen Arbeitsmittels. Der Bereich zwischen den Betriebspunkten I-K ist durch einen konstanten Druck und durch ein konstantes Volumen des Arbeitsmittels gekennzeichnet. The working fluid in the heat exchange element system 22 has the operating = point I has a particularly high density, according to its temperature state and Compression pressure. At this operating point, the heating of the heat exchange Element system 22 included work equipment. The area between the operating points I-K is by a constant pressure and by a constant volume of the working medium marked.

Nach Aufnahme einer bestimmten Wärmemenge durch das Arbeitsmittel im Element system 22, steigt der Druck in dem System 22 infolge Wärmeausdehnung des Arbeitsmittels 23 an. Dieser Punkt ist in dem Diagramm 6 mit dem Buchstaben K bezeichnet, an dem die Öffnung des Hauptventils 33 erfolgt. Der betrieb= liche Ablauf des Bereichs K-L-F, entspricht dem Arbeitskreislauf gemäß Figur 4 im Bereich D-E-A, also Beaufschlagung der Arbeitsmaschine 39, im Bereich der Betriebspunkte K-L, unter einem konstanten Strömungsdruck und Restentspannung des Arbeitsmittels im Bereich L-F. After a certain amount of heat has been absorbed by the work equipment in the element system 22, the pressure in the system 22 increases due to thermal expansion of the work equipment 23. This point is in the diagram 6 with the letter K denotes at which the main valve 33 is opened. The operational The sequence of the area K-L-F corresponds to the working cycle according to FIG. 4 in the area D-E-A, that is, loading of the machine 39, in the area of the operating points K-L, under a constant flow pressure and residual relaxation of the working medium in the L-F area.

In den beiden Diagrammen gemäß Figur 6/7 sind entsprechende Betriebs= punkte mit gleichen Buchstaben bezeichnet. Im Diagramm 7 bedeuten demnach: Bereich F-G-H: Kühlung und Nachspeisung des Elementsystems 22 mit Arbeits= mittel 23', entsprechend dem Kòntraktionsvolumen, Bereich H-I: Mechanisches verdichten des Arbeitsmittels 23 im Elemente system 22, zwischen der Heiz- und Kuhiphase eines Arbeits= kreislaufs, Punkt I-K: Zustand konstanten Drucks und konstanten Volumens des Arbeits= mittels, während der 1. Heizphase des Arbeitsmittels 23 im Wärmeaustausch- Elementsystem 22, Bereich K-L: Weitere Aufheizung des Arbeitsmittels 23 im Elementsystem 22 und Antrieb der Arbeitsmaschine 59 unter einem konstanten Druck, Bereich L-F: Restentspannung des Arbeitsmittels durch weiteren Antrieb der Arbeitsmaschine 39, ohne einer weiteren Aufheizung des Arbeitsmittels. In the two diagrams according to FIG. 6/7, the corresponding operating = points marked with the same letters. In Diagram 7 therefore mean: Area F-G-H: Cooling and replenishment of the element system 22 with work = medium 23 ', accordingly the contraction volume, Area H-I: Mechanical compression of the Working equipment 23 in the elements system 22, between the heating and cooling phases Working = circuit, point I-K: state of constant pressure and constant volume of the working medium, during the 1st heating phase of the working medium 23 in the heat exchange Element system 22, area K-L: Further heating of the working medium 23 in the element system 22 and drive the working machine 59 under a constant pressure, area L-F: Residual relaxation of the working medium by further driving the working machine 39, without further heating of the working medium.

In dem Diagramm 7 sind zwei verschieden schraffierte Flächen mit unter= schiedlichen Vorzeichen gekennzeichnet. Die Fläche mit dem Zeichen - Minus, veranschaulicht den Bedarf an Arbeit für die mechanische Kompression des Arbeitsmittels, während die mit dem Zeichen - Plus gekennzeichnete Fläche, die Arbeitsleistung dargestellt, die das Expansionsvolumen des Arbeitsmittels an die Arbeitsmaschine 39 während eines Arbeitskreislaufs abgibt. In the diagram 7 two different hatched areas are with marked with different signs. The area with the sign - minus, illustrates the need for work for the mechanical compression of the working medium, while the area marked with the sign - plus shows the work performance, the expansion volume of the working fluid to the working machine 39 during a The working cycle.

Bei einer Wärmekraftanlage, wie Figur 1, mit mechanischer Kompression des Arbeitsmittels, setzt sich das gesamte eine Arbeitsmaschine beaufschla= gende Strömungsvolumen 23', im Bereich der Betriebspunkte K-L-F, aus zwei Arten von Expansionsvolumen zusammen und zwar: Ein Expansionsvolumen, infolge mechanischer Verdichtung des Arbeitsmittels und ein Expansionsvolumen, infolge Wärmeausdehnung des Arbeitsmittels. In the case of a thermal power plant, such as FIG. 1, with mechanical compression of the work equipment, the entire work machine is exposed Flow volume 23 ', in the area of the operating points K-L-F, consists of two types of expansion volume together: An expansion volume as a result of mechanical compression of the working medium and an expansion volume due to thermal expansion of the working medium.

Aus Figur 6 ist ersichtlich, daß die Menge des durch einen konstanten Druck gekennzeichneten Wärmeausdehnvolumens des Arbeitsmittels, gemäß dem Bereich K-L, dem drucklosen Kontraktionsvolumen, gemäß dem Bereich G-H, entspricht. Dieses günstige Verhältnis resultiert aus der mechanischen Kom= pression des Arbeitsmittels bei einer bestimmten Betriebstemperatur, wobei der Kompressionsdruck dem maximalen Betriebsdruck einer Anlage entspricht. From Figure 6 it can be seen that the amount of by a constant Pressure marked thermal expansion volume of the working medium, according to the area K-L, the unpressurized contraction volume, according to the range G-H. This favorable ratio results from the mechanical compression of the work equipment at a certain operating temperature, the compression pressure being the maximum Operating pressure of a system.

Der Arbeitskreislauf gemäß den Diagrammen Figur 8/9 unterscheidet sich von dem Arbeitskreislauf gemäß Figur 6/7 durch einen Vorgang, während einer Kuhlphase des Arbeitsmittels. Dieser Vorgang besteht in einer unter einem spe= zifischen Druck erfolgenden Kühlung des Arbeitsmittels im Elementsystem 22, innerhalb eines bestimmten Kuhlbereichs des Arbeitskreislaufs, Jene Maßnahme bezweckt eine Verkleinerung der Temperaturdifferenz, zwischen dem oberen Verfestigungspunkt, wie Punkt Nt eines Arbeitsmittels und der unteren Kühltemperatur, wie Punkt P, eines Arbeitskreislaufs. The working cycle according to the diagrams in Figure 8/9 is different from the working cycle according to Figure 6/7 through a process, during a Cooling phase of the work equipment. This process consists of a specific one Pressure taking place cooling of the working medium in the element system 22, within a certain cooling area of the working cycle, that measure aims to reduce the size the temperature difference, between the upper one Solidification point, like point Nt of a working medium and the lower cooling temperature, like point P, one Working cycle.

Von Bedeutung ist eine solche Temperaturbegrenzung eines Arbeits= kreislaufs insbesondere für eine Wärmekraftanlage, deren Kühl- und Heiz= mittel eine verhältnismäßig kleine Temperaturdifferenz aufweist. Such a temperature limitation of a working = is important circuit especially for a thermal power plant, whose cooling and heating means = has a relatively small temperature difference.

Mit der erwähnten Temperaturbegrenzung, in Bezug auf den oberen Ver= festigungspunkt eines Arbeitsmittels, ist eine günstigere Temperaturdif= ferenz zwischen den Betriebsstoffen einer Wärmekraftanlage und somit eine größere Aufheizzahl pro Stunde, oder eine Steigerung des Arbeitsmitteldruckes erzielbar. In beiden Fällen resultiert daraus eine Leistungssteigerung einer Anlage. With the mentioned temperature limit, in relation to the upper Ver = the fixing point of a work medium is a more favorable temperature difference between the operating materials of a thermal power plant and thus a higher heating rate per hour, or an increase in the working medium pressure can be achieved. In both cases this results in an increase in the performance of a system.

Gemaß dem Arbeitskreislauf nach Figur 8, erfolgt im Bereich der Betriebs punkte M-N-O, eine Kühlung des Arbeitsmittels 23 im Elementsystem 22, währenddem die Rückförderpumpe 43, unter einem niedrigen Druck, wie 5 atü, Arbeitsmittel 2)' in das Elementsystem 22 drückt, entsprechend der Minderung der Dichte des Arbeitsmittels 23. According to the working cycle of Figure 8, takes place in the area of operation points M-N-O, a cooling of the working medium 23 in the element system 22, while the return pump 43, under a low pressure, such as 5 atü, working medium 2) ' presses into the element system 22, corresponding to the reduction in the density of the working medium 23

Der daran anschließende Bereich O-P betrifft die Maßnahme, durch welche sich der Arbeitskreislauf gemäß Figur 8/9 von dem Arbeitskreislauf gemäß Figur 6/7 unterscheidet. Im Bereich O-P erfolgt eine weitere KEhlung des Arbeitsmittels im Wärmeaustausch- Elementsystem 22, jedoch unter einer kontinuierlichen Steigerung des Rückförderdruckes des entspannten Arbeits= mittels 23'. Die Wirkung dieser Maßnahme. in Bezug auf die Verfestigungs= kurve, veranschaulicht das Diagramm gemäß Figur 8. Daraus istersichtlich, daß die Verfestigungskurve am Betriebspunkt 0 abgelenkt list, so daß über den Bereich O-P ein Entzug von Verfestigungswärme bei einer relativ höheren Arbeit smittelt emperatur erfolgt. The subsequent area O-P concerns the measure through which the working cycle according to FIG. 8/9 differs from the working cycle according to FIG Figure 6/7 differs. In the O-P area, the work equipment is further cooled in the heat exchange element system 22, but with a continuous increase the return pressure of the relaxed work = by means of 23 '. The effect of this measure. in relation to the solidification curve, the diagram according to FIG 8. It can be seen from this that the solidification curve is deflected at operating point 0 list, so that over the area O-P a removal of solidification heat at a relative higher work mean temperature takes place.

Am Betriebspunkt P ist die Kuhlung während eines Arbeitskreislaufes beendet, wobei das Hauptventil 33 weiterhin geschlossen und das Rückstrom= ventil 45 weiterhin geöffnet bleibt. At operating point P there is cooling during a working cycle ended, with the main valve 33 still closed and the backflow = valve 45 remains open.

Der weitere Betrieb des Arbeitskreislaufes nach Figur 8, gemäß den Betriebspunkten P-Q-R-S-M, entspricht dem Arbeitskreislauf des Diagramms nach Figur 6, gemäß den Betriebspunkten H-I-K-L,F, also, mechanische Kom= pression, Aufheizung und Entspannung des Arbeitsmittels. The further operation of the working cycle of Figure 8, according to the Operating points P-Q-R-S-M, corresponds to the working cycle of the diagram according to FIG 6, according to the operating points H-I-K-L, F, i.e. mechanical compression, heating and relaxation of the work equipment.

Auch in den Diagrammen gemäß Figur 8/9 sind entsprechende Betriebs= punkte mit gleichen Buchstaben bezeichnet. In dem P-V-l)iagramm gemäß Figur 9 bedeuten demnach: Bereich M-N-O: Kühlung und Nachspeisung des Elementsystems 22 mit Arbeits= mittel 23', entsprechend dem Kontraktionsvolumen des Arbeits= mittels 23, Bereich O-P: Weitere KUhlung des Arbeitsmittels, unter ansteigendem Druck des Nachfüllvolumens 23', zwecks Verlagerung der Verfestigungs= kurve, Bereich P-Q: Mechanische Kompression des Arbeitsmittels 23 im Elementsystem, zwischen der Heiz- und Kühlphase, Punkt Q-R: Zustand konstanten Drucks und konstanten Volumens des Arbeits= mittels im Elementsystem 22, während der 1. Heizphase, Bereich R-S: Weitere Aufheizung des Arbeitsmittels 23 und Antrieb der Arbeitsmaschine 39, unter einem konstanten Druck des Expansionsvolumens, Bereich S-M: Restentspannung des Arbeitsmittels, ohne weiterer Heizung, unter weiterem Antrieb der Arbeitsmaschine 39. Corresponding operating = are also in the diagrams according to FIG. 8/9 points marked with the same letters. In the P-V-l) diagram according to figure 9 therefore mean: Area M-N-O: cooling and make-up of the element system 22 with working means 23 ', corresponding to the contraction volume of the working means 23, area O-P: Further cooling of the work equipment, under increasing pressure of the Refill volume 23 ', for the purpose of shifting the solidification curve, area P-Q: Mechanical compression of the working medium 23 in the element system, between the heating and cooling phase, point Q-R: state of constant pressure and constant volume of the Work = means in the element system 22, during the 1st heating phase, area R-S: others Heating of the working medium 23 and drive of the working machine 39, under one constant pressure of the expansion volume, range S-M: residual expansion of the working medium, without further heating, with further drive of the working machine 39.

In dem Schaubild gemäß Figur 9 sind verschiedene Flächenteile mit den Ziffern I-IV gekennzeichnet. Die Fläche I veranschaulicht den Bedarf an Arbeit für die Verlagerung der Verfestigungskurve durch Druckwirkung, im Kühlbereich O-P. Die Fläche mit der Kennzeichnung II stellt in dem Diagramm einen Freiraum dar. Am Punkt P weist das Arbeitsmittel im Elementsystem 22 einen Druck auf, entsprechend der durch Druckwirkung erzielten Verlagerung der Verfestigungskurve des Arbeitsmittels. Das Diagramm veranschaulicht, daß dieser Druckpunkt gleichzeitig den Ausgangsdruck fUr die mechanische Kom= pression darstellt. Den Bedarf an Arbeit für die mechanische Kompression veranschaulicht die Fläche III, während die Fläche IV die Nutzarbeit eines Arbeitskreislaufs darstellt. In the diagram according to FIG. 9, various surface parts are with marked with the numbers I-IV. Area I illustrates the need for work for shifting the hardening curve due to the pressure effect, in the cooling area O-P. The area marked II represents a free space in the diagram. Am At point P, the working medium in the element system 22 has a pressure, accordingly the shift in the hardening curve of the working medium achieved by the effect of pressure. The diagram shows that this pressure point is also the outlet pressure for mechanical compression. The need for work for the mechanical Compression shows area III, while area IV shows the useful work of a working cycle.

Die Anordnung der Wärmekraftanlage gemäß Figur 1 ist zur Darstellung prinzipieller Erfindungsgedanken gewählt. Auf dieser Grundlage ist es möglich, Wärmekraftanlagen gemäß der Erfindung, für alle praktischen Anwendungsfälle zu gestalten. The arrangement of the thermal power plant according to Figure 1 is for illustration principle of the invention chosen. On this basis it is possible to build thermal power plants according to the invention to design for all practical applications.

Bei der Energieveredelung von Wärme, unter Anwendung eines Arbeitsmittels, steht das Prinzip der Energiewandlung durch Expansionswirkung, infolge "Verdampfen" eines Arbeitsmittels, an erster Stelle. In the energy refinement of heat, using a work medium, stands the principle of energy conversion through expansion, as a result of "evaporation" of a Work equipment, in the first place.

Die Erfindung ist duf eine andere Grundart von Wärmekraftanlagen gerichtet. The invention is a different basic type of thermal power plant directed.

Die Erfindung weist auf eine X,ergiewandlung durch Expansionswirkung, infolge "Schmelzen" eines Arbeitsmittels, zur Gewinnung von Ersatzenergie für den allgemeinen Energiebedarf. The invention points to an X, energy conversion through expansion action, as a result of the "melting" of a work medium, to generate replacement energy for the general energy requirements.

Die Erfindung weist somit, im Sinne der Erfindungsaufgabe, auf einen neuen technischen Entwicklungsbereich. The invention thus has, in the sense of the object of the invention, on a new technical development area.

Claims

Claims (Ül). Wäniiekrftanlage, for Gewimllm g of replacement energy for general energy requirements, using a work equipment for energy conversion, characterized in that the energy is generated by the action of a periodic reversible change in consistency in the melting range of a work medium, in one Working cycle takes place.

2. Thermal power plant according to claim 1, characterized by a working = medium that alternately expands through the periodic absorption and release of heat of fusion and contracted (Figures 1-9).

5. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a predetermined operating pressure of the thermal power plant = location through Compression of the working medium (25) is established and a working machine (59), like displacement motor or turbine wheel, through the effect of an expansion volume of the working medium is driven, wherein a flow volume is directed in a way is so that the energy recovery under an ongoing cycle, at a basic working amount is carried out (Figures 1-9).

4. Thermal power plant according to one of the preceding claims, marked = net through a heat exchange element system (22), with pressure-stable chambers (59) for the work equipment (Figure 1; 2; 3).

5. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the heat exchange element system (22) has at least one controllable Has passage (52) through which a flow volume (2) ') as a result of the expansion effect of the working medium flows (Figure 1).

6. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the predetermined operating pressure of the thermal power plant = location by Compression, due to thermal expansion of the working medium, in the cycle of a working circuit, in the pressure-stable chambers (59) of the heat exchange Element system (22) takes place (Figure 1-5).

7. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized geke-nnzeich that the compression of the working medium takes place mechanically, between a KJilpha30 and a heating phase of the working medium, in one working cycle (Figure 1).

8. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the mechanical compression of the working medium up to one Pressure head takes place which corresponds to the maximum operating pressure of a system (e.g. Figure 6; 7).

9. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the mechanical compression of the working medium takes place hydraulically by pressing a flow volume (2) ') into the filling chambers (59) the heat exchange elements (29) (e.g. Figures 1; 6; 7).

10. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the operating pressure of the working medium is up to 2 thousand kp / cm and more is.

11. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the mechanical compression in a working cycle a specific temperature of the working medium, has a pressure head, so that when reaching the upper melting point, such as operating point L in Figure 6, at a maximum operating pressure of a system, a thermal expansion volume, such as area K-L, of the working medium is achieved, which corresponds to the contraction volume, such as range G-H (e.g. Figures 6; 7).

12. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that after reaching a predetermined operating pressure, after recording a corresponding amount of heat through the work equipment, in one Working cycle, an implementation of an expansion volume of the work equipment in mechanical energy is done by opening at least one passage, such as 33, the heat exchange element = system (22), which is under high pressure Expansion volume acts on a working machine (D9) and after the end of the relaxation = process of the working medium, under a low pressure, parallel to the recooling of the heat exchange element system, a return of the relaxed expansion volume (23 ') in the element system (22) takes place (Figure 1-9).

13. '# ärmekraftanlage, according to one of the .or'lerg-æ - la.zlten claims, marked = characterized by at least one heat exchange element system (22) with periodic Power output through the expansion volume of the working medium (e.g. Figure 1-5).

14. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a working cycle of a system runs as follows: a. Thermal Compression of the working medium due to the expansion effect of the working medium Heat absorption (area C-D), b. Power output through the effect of the expansion volume of the working medium, preferably with further heating of the working medium (Area D-E), c. Residual relaxation of the work equipment (area E-A), d. Cooling the Working medium, with simultaneous taking place under a specific pressure Return of the relaxed expansion volume to the heat exchange element system (22) (e.g. area A-B-C) (e.g. Figure 4; 5).

15. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a working cycle of a system runs as follows: a. Mechanical Compression of the working medium after cooling and before it is heated (Area H-I in Figure 6), b. Heating of the working medium (area I-K), c. Power output by the effect of the expansion volume of the working medium (range K-L), preferably with further heating of the working medium. 9.

d. Residual relaxation of the work equipment (area L-F), e. Cooling the Working medium, with simultaneous taking place under a specific pressure Return of the relaxed expansion = volume (2) ') to the heat exchange Element system (22) (e.g. Figures 6; 7).

16. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the cooling of the working medium, during the end = phase of the cooling process of a working cycle for the purpose of relocating a part of the solidification curve of the working medium, under compression = pressure, preferably under increasing compression pressure takes place (Fig. 8; 9).

17. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a working cycle over a certain temperature = range has a thermal expansion volume, such as region D-E, which is under constant pressure expanded (e.g. Figure 4; 5).

18. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the heating of the working medium under a predetermined = Operating pressure up to a temperature at which the steep rise in Thermal expansion curve of the working medium, such as area D-E, has ended (e.g. Figure 4).

19. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a partial volume during one cycle of a working cycle a working medium (23), due to the expansion effect from the heat exchange element system (22) flows out, while another partial volume of the working fluid in the heat exchange Element system (22) remains arranged (e.g. Figure 1-5).

20. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that from the heat exchange element system (22) expanding Partial volume of the working fluid flows through a reheating heat exchanger (34) (Figure 1).

21. Thermal power plant according to one of the preceding claims, marked = draws by means of a work device that reversibly changes its physical state in a work cycle changed between plastic and liquid consistency.

22. Thermal power plant according to one of the preceding claims, marked = net by a working medium that causes a steep rise in the heat expansion curve in the melting range, has in a working cycle (Fig. 4; 6; 8).

25. Thermal power plant according to one of the preceding claims, marked = is characterized by a work equipment that in particular has a favorable relationship between the specific heat of fusion, the compression modulus and the spatial expansion coefficient, at a low melting point = displacement under pressure.

24. Thermal power plant according to claim 1; 2 and 21-25, characterized in that that paraffin is used as a working medium.

25. Thermal power plant according to claim 1; 2 and 21-25, characterized in that that stearin is used as a working medium.

26. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the heat expansion volume of a working medium directly a working machine (59) is applied (Figure 1).

27. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the working medium is arranged in a heat exchange element (29) is, where the heat exchange through a, through the operating = pressure of the working medium loaded metal wall (47) takes place therethrough (Figure 2; 5).

28. Thermal power plant according to one of the preceding claims characterized in that an element system (22) consists of heat exchange elements (29), in their heat exchange space (55) heat conducting profiles, preferably arranged as ribs are in thermal contact with at least one heat exchange wall (47), wherein the heat conducting profiles such educated. Cl are arranged so that the working fluid is connected to a large heat exchange surface, where the work equipment is preferably divided into thin layers (fig 2; 3).

29. Wärmelcraftarlage, according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a heat exchange element (29) of an element system (22) two Has work equipment area types, which are characterized by a significant difference in the heat exchange intensity, so that in one type of area, the working medium expands alternately by taking in and delivering melted wine and contracts, and in the other type of area, the filler therein is constantly able to flow, for the purpose of bringing about a continuous reversible Inflow and outflow in the heat exchange element (29), corresponding to the change in volume of the working medium, in the cycle of a working cycle (Figure 2; 3).

30. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the two types of areas with different heat exchange intensities, are in communication with one another by means of passages, so that between the reversible flow occurs in both area types in one working cycle (Figure 2; 3).

31. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the heat exchange element system (22) has double = tubes (29), which consist of two concentrically arranged tubes, the outer tube (47) of the heat exchange wall loaded by the working medium pressure is formed and the annular space (55) J between the outer and inner tubes, the area type with the intense one Represents heat exchange, this type of area with the flow space (60) of the inner tube (48) by means of openings (57) to produce reversible flow movements of the working medium is in connection (Figure 2; 3).

52. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a plurality of heat exchange elements (29) of the element system (22), each opening with at least one pipe end into a collecting pipe (14) (FIG. 1; 2). 55. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the inner tube (48) formed one out as a double tube Heat exchange element (29), with at least one pipe end with a collecting pipe (31) is connected (Figure 1; 2).

34. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the filling chamber (59) of a heat exchange element (29) in the longitudinal direction and across it, in the cycle of a working cycle, has a reversible flow (Figure 2).

35. Thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized through the use of temperature differences that occur in nature.

36. Thermal power plant according to one of the preceding claims, marked = is characterized by the use of temperature differences in surface and deep water in tropical marine areas.

37. Thermal power plant according to one of the preceding claims, marked = is characterized by the drive of a generator to generate electricity (fig 1).