DE2850457A1

DE2850457A1 - THERMODYNAMIC MACHINE WITH A CLOSED CIRCUIT

Info

Publication number: DE2850457A1
Application number: DE19782850457
Authority: DE
Inventors: Giuliano Romano
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-11-21
Filing date: 1978-11-21
Publication date: 1979-05-23
Also published as: IT1117927B; FR2409378A1; JPS5481440A; GB2008201A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine thermodynamische Maschine zur Erzeugung mechanischer Energie, die in der lage ist, verschiedene Kreisläufe mit hohem Wirkungsgrad ohne besondere volumetrische Beschränkungen auszuführen.The invention relates to a thermodynamic Machine for generating mechanical energy that is capable of various circuits with high efficiency without any particular volumetric restrictions.

Die Maschine umfaßt im wesentlichen zwei thermische Wärmeaustauschelemente mit unbegrenztem Volumen, um eine Zunahme des Drucks und der Temperatur durch Wärmezufuhr (die im wesentlichen kontinuierlich erfolgt und nicht irgendwie an den Zyklus der Maschine gebunden ist) durchzuführen und um die Niederdruckkühlung zu bewirken, wobei diese Elemente volumetrisch unabhängig von den die thermodynamische Arbeit und den die Kompressionsarbeit bewirkenden Elementen sind; ein erstes Element mit ei-The machine essentially comprises two thermal heat exchange elements of unlimited volume, around one Increase in pressure and temperature due to the supply of heat (which is essentially continuous and is not somehow tied to the cycle of the machine) and to effect the low-pressure cooling, these elements being volumetrically independent of the thermodynamic work and the compression work causing elements are; a first element with a

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ner ein variables Tolumen aufweisenden Kammer, um einen Transport eines flüssigen oder gasförmigen Mediums von der Hochtemperatur- und Hochdruckquelle zur Antriebsmaschine zu veranlassen; und ein zweites Element mit einer ein bariables Volumen aufweisenden Kammer, die zyklisch mit der Hochdruckquelle zum Transport von der Niederdruck- zur Hochdruck- und Hochtemperaturquelle ohne mechanische Arbeit in Verbindung steht.ner a variable tolumen having chamber to a Transport of a liquid or gaseous medium from the high temperature and high pressure source to the prime mover to cause; and a second element having a variable volume chamber that cyclically with the high pressure source for transport from the low pressure to the high pressure and high temperature source without mechanical work is related.

Zwischen der Niederdruekquelle und dem zweiten Element kann vorteilhafterweise ein Kompressor vorgesehen werden. In der Praxis ist das erste und das zweite Element kinematisch miteinander verbunden.Between the source of low pressure and the second element a compressor can advantageously be provided. In practice, the first and second elements are kinematic connected with each other.

In einer möglichen und vorteilhaften Ausfuhrungsform umfaßt' die Maschine in Kombination eine kontinuierliche Wärmequelle zur Erwärmung und Druckerhöhung eine-s Arbeitsmediums in einer Heißquelle, eine Kaltquelle, in der das Arbeitsmedium sich auf niedriger Temperatur und niedrigem Druck befindet, zwei aneinandergekuppelte Rotationsmaschinen, die eine Antriebsmaschine mit einem Arbeitsraum mit sich vergrößerndem Volumen bildet, in der das sich auf hoher Temperatur befindliche Medium und unter Erzeugung mechanischer Arbeit expandieren kann, und eine Kompressionsmaschine, in der das kalte Medium verdichtet wird; sowie zwei weitere Elemente mit ein variables Volumen zyklisch mit der Heißquelle für den Trans-In one possible and advantageous embodiment The machine comprises in combination a continuous heat source for heating and increasing the pressure of a working medium in a hot source, a cold source in which the working medium is at low temperature and low pressure, two rotating machines coupled together, one driving machine with a Forms working space with increasing volume, in which the medium is at high temperature and can expand while generating mechanical work, and a compression machine in which the cold medium is compressed will; as well as two further elements with a variable volume cyclically with the heat source for the

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port des Arbeitsmediums vom Kompressor zu dieser Quelle und für den Transport des Antriebsmediums zur Antriebsmaschine in Verbindung gebracht wird.port of the working medium from the compressor to this source and for the transport of the drive medium to the drive machine is associated.

D\e Kaltquelle kann in zwei Abschnitte unterteilt werden, von denen sich die erste auf dem Minimal-druck eines Zyklus befindet, während die andere sich auf dem Hochdruck äea Kompressors befindet und die in den Mediumskreislauf zwischen den beiden Abteilungen eingefügt ist.The cold source can be divided into two sections, the first of which is at the minimum pressure of a cycle, while the other is at the high pressure - a compressor and which is inserted into the medium circuit between the two sections.

Der die mechanische Energie erzeugende Rotor und der als Kompressor in der Maschine wirkende Rotor können aneinander gekuppelt sein, sind aber unabhängig von den weiteren Teilen, weil sie in kontinuierlicher Rotationsbewegung sind, während die besagten anderen Teile zwei Rotationsmaschinen sind, deren Rotoren mechanisch aneinandergekuppelt sind und sich in diskontinuierlicher Bewegung befinden.The rotor producing the mechanical energy and the rotor acting as a compressor in the machine can be connected to one another be coupled, but are independent of the others Divide because they are in continuous rotation, while said other parts are two Rotary machines are whose rotors are mechanically coupled to one another and are in discontinuous motion.

Alternativ können die beiden weiteren Teile aus einem Zylinder-Kolben-System bestehen, das mit einem Drucksystem kombiniert ist, das aus Kammern mit variablem Volumen besteht, insbesondere aus einem Zylinderkolben und Schubventilen zur Verteilung; es ist vorteilhafterweise mit Ventilsystemen verbunden, die insbesondere durch die Wirkung der Differenz zwischen den in den zwei Teilen der Hiedrigtemperaturquelle vorherrschenden Drükke funktionieren.Alternatively, the two other parts can consist of a cylinder-piston system with a pressure system is combined, which consists of chambers with variable volumes, in particular a cylinder piston and thrust valves for distribution; it is beneficial associated with valve systems, in particular by the action of the difference between the in the two Share the pressures prevailing at the low temperature source function.

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Die Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellte, die Erfindung nicht einschränkende Ausfuhrungsform näher beschrieben. Darin zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to that illustrated in the drawings, the invention non-limiting embodiment described in more detail. Show in it:

Figur 1-6 ein Diagramm im Querschnitt senkrecht zur Achse der drehbaren Rotorelemente in verschiedenen, aneinander anschließenden Schritten eines Zyklus,Figure 1-6 is a diagram in cross section perpendicular to the axis of the rotatable rotor elements in different, consecutive steps of a cycle,

Figur 7 dtaillierter einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Systems,Figure 7 shows a detailed cross section of the invention Systems,

Figur 8 und 9 zwei thermodynamisehe Diagramme, Figur 10 ein modifiziertes Diagramm.Figure 8 and 9 two thermodynamic diagrams, Figure 10 is a modified diagram.

In Figur 7 ist eine Hochdruck- und eine Hochtemperaturgasquelle mit 10 bezeichnet, in der unter den vorstehenden Bedingungen eine kontinuierliche Yerbrennung unterhalten wird und indirekt das Quellenmedium beheizt wird, das auch Luft sein kann, die in einem geschlossenen Kreislauf wirkt.In Figure 7, a high pressure and a high temperature gas source is denoted by 10, in which below the above Conditions continuous combustion is maintained and the source medium is indirectly heated which can also be air, which works in a closed circuit.

Die Bezugsziffern 12 und 14 bezeichnen zwei Rotationsmaschinen, die exzentrische Rotoren haben und aneinandergekoppelt sind. Diese Rotoren sind mit Blättern versehen, die bei ihrer Rotation Kammern mit variablem Volumen bil-The reference numerals 12 and 14 denote two rotary machines which have eccentric rotors and are coupled to one another are. These rotors are provided with blades which, as they rotate, form chambers of variable volume.

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den. Die Bezugsziffer 16 und 18 bezeichnen zwei weitere Rotationsmaschine^ flie Rotoren, haben und aneinanäarg©- koppolt sind und auch mit einem oä©r zwei Blättern versehen sind s, um Kammern mit variablem Volumen au bilö®a< > . Di® Sotationsmaschin®n 16 und 18 siaä unabhängig von floa mit 12 und 14 b©a©ichtt©t©aothe. The reference numerals 16 and 18 denote two more Rotary machine ^ flie rotors, have and aneinanäarg © - koppolt are and also provided with an oä © r two leaves are s to chambers of variable volume au bilö®a < >. The Sotationsmaschin®n 16 and 18 are independent of floa with 12 and 14 b © a © ichtt © t © ao

Die Beζugsζiffern 20 und 22 bezeichnen zwei Abschnitte einer Niedrigtemperatur- und Differenzdruckquelle»The reference numbers 20 and 22 denote two sections a low temperature and differential pressure source »

Die heiße Quelle hohen Drucks 1 steht über ein Rohr 24» das mit einem Rückschlagventil 24A versehen ist, mit dem sich vergrößernden Volumen der Rotationsmaschine 12 in Verbindung. Die abnehmenden Volumen der Rotationsmaschine 12 stehen über einen Durchgang 26 mit den zunehmenden Volumen der Rotationsmaschine 16 in Verbindung. Die abnehmenden Volumen der Rotationsmaschine 16 stehen über einen Durchgang 28 mit dem Teil 20 der Kaltquelle in Verbindung. Die Rotationsmaschine 16 ist die Antriebsmaschine, die mechanische Energie liefert. Zwischen den Teilen 20 und 22 der Kaltquelle ist die Rotationsmaschine 18 über ein Einlaßrohr 30 und eine Auslaßöffnung 32 eingefügt und ist vorteilhafterweise mit einem Rückschlagventil 34 zum Teil 22 der Kaltquelle hin ausgerüstet. Die Rotationsmaschine 18 hat die Funktion eines Kompressors, und dessen Rotor ist, wie vorher erwähnt, an den der Maschine 16 angekuppelt j beide sind von den Rotoren der Rotationsmaschinen 12, 14 unabhängig. The high pressure hot source 1 is available through a pipe 24 'provided with a check valve 24A with which increasing volume of the rotary machine 12 in connection. The decreasing volume of the rotary machine 12 are connected to the increasing volume of the rotary machine 16 via a passage 26. The decreasing Volumes of the rotary machine 16 are in communication with the part 20 of the cold source via a passage 28. The rotating machine 16 is the prime mover that supplies mechanical energy. Between the parts 20 and 22 of the cold source is the rotary machine 18 inserted via an inlet pipe 30 and an outlet port 32 and is advantageously equipped with a check valve 34 towards part 22 of the cold source. The rotary machine 18 has the function of a compressor, and its rotor, as previously mentioned, is attached to that of the machine 16 coupled j both are independent of the rotors of the rotating machines 12, 14.

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Teil 22 der Kaltquelle steht üb©r ein Rohr 36 mit den zunehmenden Volumen der Rotationsmaschine H in Verbindung_s während die abnehmenden Volumen der Rotationsmaachine 14 mit der Heißquell® 10 über ein Hohr 38 in Yerbindung steheaoPart 22 of the cold source is üb © r a pipe 36 with the increasing volume of the rotary machine in connection H _s while the decreasing volume of the Rotationsmaachine 14 with the Heißquell® 10 via a Hohr 38 in Yerbindung steheao

In den Diagrammen der lig. 8 und 9 zeigen, die Ziffern 1_S 2, 3 und 4 charakteristisch© Punkte_p die Scheitelpunkte der Diagramme, denen charakteristisch© Werte der Quellen 1, und 2, 3 der Kalt- 20, 22 und der Heißquelle 10 entsprechen.In the diagrams of the lig. 8 and 9 show the digits, _S 1 2, 3 and 4 characteristic points _p © the vertices of the graphs which © characteristic values of the sources 1, and correspond to 2, 3 of cold 20, 22 and the heat source 10th

In den Fig. 1-6 sind die Rotationsmaschinen in verschiedenen Positionen, die sie während ihrer Funktion durchlaufen, stark schematisiert dargestellt. Es muß angmerkt werden, daß während jedes Zyklus die Rotoren der Rotationsmaschinen 12 und 14 eine diskontinuierliche Bewegung ausführen. In Figs. 1-6, the rotary machines are in different Positions that they pass through during their function are shown in a highly schematic manner. It must be noted that during each cycle the rotors of the rotating machines 12 and 14 perform a discontinuous movement.

Unter besonderer Bezugnahme auf die Mg. 1-6 soll nung mit Hilfe eines für das Verständnis der Beschreibung angenommenen quantitativen Beispieles die Punktionsweise der beschriebenen Vorrichtung, allerdings ohne sie ersichtlich einzuschränken, beschrieben werden.With particular reference to Mg. 1-6, the aim is to use a for understanding of the description assumed quantitative example, the puncture method of the device described, but without obviously limiting it.

In der Anordnung der Mg. 1 sind die Bedingungen, die im Durchschnitt ständig andauern, folgende: di© Temperatur der Teile 20, 22 der Kaltquelle liegt in der Größenordnung von 30O⁰K, während die Temperatur der Heißquelle 10 in der Größenordnung von 900⁰K liegt. Die Drücke in. In the arrangement of Mg 1 are the conditions which constantly continue on average, the following: di © temperature of the parts 20, 22 of the cold source is in the order of 30O ⁰ C, while the temperature of the heat source 10 in the order of 900 ⁰ K lies. The pressures in

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den Teilen 20 und 22 sind in der Größenordnung von 10 at (Atmosphären) bzw. 20 at, während der Druck der Heißquelle 10 60 at beträgt. Das Kompressionsverhältnis der Rotationsmaschine 18 liegt in der Größenordnung von 1/2.parts 20 and 22 are on the order of 10 at (atmospheres) and 20 at, respectively, during the pressure of the hot source 10 60 at. The compression ratio of the rotary machine 18 is on the order of 1/2.

In der Anordnung von fig. 1 ist in der Kammer 12^ und in der Kammer 12« ein Druck von 60 at vorhanden; in der Kammer 16^ herrscht ein Druck von 10 at vor, das ist der Enddruck d©r adiabatisehen Expansion; in der Kammer 18.. herrscht ein Druck von 20 at, das ist der Endkompressionsdruck der Rotationsmaschine 18; in der Kammer H₁ herrschen wieder, entsprechend dem der Quelle 22, 20 at Druck; in der Kammer 14p herrscht ein Druck von 60 at, entsprechend dem der Heißquelle 10.In the arrangement of fig. 1 there is a pressure of 60 atm in chamber 12 and in chamber 12; A pressure of 10 atm prevails in the chamber 16 ^, that is the final pressure of the adiabatic expansion; in the chamber 18 .. there is a pressure of 20 at, that is the final compression pressure of the rotary machine 18; in the chamber H _{1 there is} again, corresponding to that of the source 22, 20 atm pressure; A pressure of 60 atm prevails in the chamber 14p, corresponding to that of the heat source 10.

In der Anordnung von Fig. 2 herrscht, nachdem das im Betrieb befindliche Gas sich teilweise expandiert hat (a.B. eine Expansion von ungefähr 300 cnr über ein Volumen von 1000 cm der Kammern mit variablem Volumen), in der Kammer 12^ ein Druck von 60 at, in der Kammer 12« und in der von 16. ein Druck von ungefähr 41,5 at. In der Kammer 16p herrscht ein Enddruck von 10 at, in der Kammer 18- und 18p die Drücke von 10 bzw. 20at, während in den Kammern 14^ und 14p wieder die Drücke von 20 at bzw. 60 at herrschen.In the arrangement of Fig. 2, after the gas in operation has partially expanded (a.B. an expansion of approximately 300 cnr over a volume of 1000 cm of the variable volume chambers), in the chamber 12 ^ a pressure of 60 at, in the chamber 12 "and in that of 16. A pressure of about 41.5 at. In the chamber 16p there is a final pressure of 10 at, in the chamber 18- and 18p the pressures of 10 or 20at, while in the Chambers 14 ^ and 14p again the pressures of 20 at and 60 at to rule.

Nach einer Expansion auf 600 cnrverbleiben die Bedingungen der Anordnung von Fig. 3 analog denen von Fig. 2, ausgenommen die in den Kammern 12_{2 utld 16 in denen ein} Druck von 31 at herrscht.After an expansion to 600 cm, the conditions of the arrangement of FIG. 3 remain analogous to those of FIG. 2, with the exception of those in the chambers 12 _{2 and 16 in which a} pressure of 31 atm prevails.

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In der Anordnung von fig. 4 "beinhalten die Kammern 12«In the arrangement of fig. 4 "contain the chambers 12"

und 16^ noch stärker expandierte Gase, die Drücke in der Größenordnung von ungefähr 24,4 at erreichen.and 16 ^ still more expanded gases, the pressures in the Of the order of about 24.4 at.

In der Anordnung von Figur 5 ist in diesen Kammern eine Expansion τοη ungefähr 22,7 at erreicht.In the arrangement of FIG. 5, an expansion τοη of approximately 22.7 at is achieved in these chambers.

Während der vorstehend erläuterten Schritte in bezug auf die Fig. 1, 2, 3, 4 und 5 verbleiben die Rotoren der Rotationsmäschinen 12 und 14 in Ruhe, während die Rotoren der Rotationsmaschinen 16 und 18 sich zur Erzeugung mechanischer Energie und zur Kompression der kalten Quelle von Sektion 20 zu Sektion 22 gedreht haben.During the steps outlined above with reference to Figures 1, 2, 3, 4 and 5, the rotors of rotating machines 12 and 14 remain at rest while the rotors of rotating machines 16 and 18 are used to generate mechanical energy and compress the cold source rotated from section 20 to section 22.

In den in Fig. 6 gezeigten Zuständen ist eine Teildrehung der Rotoren der Rotationsmasehinen 12 und 14 neben einer wieteren Winke!voreilung der Rotoren der Rotationstnasehinen 16 und 18 vonstatten gegangen.In the states shown in FIG. 6, there is a partial rotation of the rotors of the rotary machines 12 and 14 next to a further angle! advance of the rotors of the rotary nose 16 and 18 took place.

Faktisch drehen sich die Rotoren der Antriebsmaschine des Kompressors, das sind die Rotationsmaschinen 16 und 18, in einer kontinuierlichen Bewegung, während die Rotoren der Rotationsmaschinen 12 und 14 sich in einer diskontinuierlichen Bewegung und unabhängig von der der anderen Rotoren vorwärts bewegen, wobei die Rotoren der Rotationsmaschinen 12 und 14 mechanisch miteinander verbunden sind.In fact, the rotors of the drive machine of the compressor rotate, that is, the rotary machines 16 and 18, in one continuous motion while the rotors of rotating machines 12 and 14 are in one discontinuous motion and move forward independently of that of the other rotors, the rotors of the rotary machines 12 and 14 are mechanically connected to one another.

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Durch die beschriebene Anordnung erhält man ungewöhnliche Vorteile in bezug auf strukturelle und funktionale Einfachheit und große Wirkungsgrade.The arrangement described gives unusual ones Advantages in terms of structural and functional simplicity and high levels of efficiency.

In Fig. 10 ist eine alternative Ausführungsform als Ersatz für die aneinandergekuppeIte Einrichtung der beiden Rotationsmasohinen 12 und H im Hinblick auf das gezeigt, was in dem oberen Teil von Pig. 7 dargestellt ist. In dieser Fig. ist sowohl die Heißquelle 10 (auch mit S, bezeichnet) als auch die Verbindungsleitungen 24 und 38 der Quelle 10 mit den Einrichtungen gezeigt, die die Rotationsmaschinen 12 und H ersetzen. Aus Pig. 6 ist der niedere Verlauf der Rohre 26 und 36 ersichtlich die zu Rotationsmasehinen führen, die den Rotationsmaschinen 16 und 18 des vorangegangenen Beispiels entsprechen.In Fig. 10 an alternative embodiment is as Replacement for the coupled device of the two Rotationsmasohinen 12 and H shown in view of the what in the upper part of Pig. 7 is shown. In this figure, both the heat source 10 (also with S, referred to) as the connecting lines 24 and 38 of source 10 with the facilities to replace rotary machines 12 and H is shown. From Pig. 6 is the lower course of the tubes 26 and 36 can be seen which lead to Rotationsmasehinen, the rotary machines 16 and 18 correspond to the previous example.

Im Beispiel von Pig. 10 bezeichnet die Bezugsziffer 101 einen Kolben, der in einem Zylinder 103 verschiebbar ist und zwei Kolbenstangen 105, 107 aufweist, die als Verteilungsschieberventil ausgebildet sind. An das System 101, 103 sind drei Ventile angekuppelt, die durch den Differenzdruck zwischen den Drücken (z.B. von 20 at und von 10at) gesteutrt werden, der in den zwei Abschnitten der Kaltquelle entsprechend dem von 20, 22 des vorangegangenen Beispiels vorherrscht. Zwischen leitung 24 und dem Raum 110 des Systems 101, 103 ist ein Ventil 112 eingesetzt, das sowohl einen verkleinerten Teil bei 114 und einen vergrößerten !Peil bei 116, als auch einen zentralen und querverlaufenden Durchgang 118 aufweist. In dem Raum,In Pig's example. 10, the reference numeral 101 denotes a piston which is displaceable in a cylinder 103 and has two piston rods 105, 107 which are designed as a distribution slide valve. To the System 101, 103 are connected to three valves, which are controlled by the differential pressure between the pressures (e.g. from 20 at and from 10at), which in the two sections the cold source corresponding to that of 20, 22 of the previous example prevails. Between line 24 and a valve 112 is inserted in the space 110 of the system 101, 103, that has both a reduced portion at 114 and an enlarged bearing at 116, as well as a central one and transverse passage 118. In the room,

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der auf Teil 116 wirkt, gelangt der Druck der Quelle S₁ durch eine leitung 119, beispielsweise durch einen mit P₁Q bezeichneten Druck von 10 at. Die Bezugsziffer 120 bezeichnet ein zweites Differenzkolbenventil, das awisehen der Leitung 38 und dem Raum 122 dea Zylinderkolben systems 101, 103 eingesetzt ist und einen kleineren Teil 123 und einen größeren Teil 124 aufweist, wobei der letztere nooh dem Druok P₁Q durch eine Leitung 126 umterworfen ist, die wie die Leitung 119 mit dem Niederdruok-which acts on part 116, the pressure of the source S ₁ passes through a line 119, for example by a _{pressure of 10 atm designated by P 1} Q. The reference numeral 120 denotes a second differential piston valve, the line 38 and the space 122 dea cylinder piston systems 101, 103 is used and has a smaller part 123 and a larger part 124, the latter nooh the pressure P ₁ Q is thrown by a line 126, which like the line 119 with the low pressure teil S₁ der Kaltquelle verbunden ist. Die Bezugsziffer 128 bezeichnet eine Verbindung zwischen der Leitung 38 und dem Raum 122. Ein mit dem Raum 122 verbundener Raum 132 ist im Strömungsweg hinter einem Rückschlagventil 134 angeordnet, das in die Leitung 36 eingesetzt ist,part S _{1 of} the cold source is connected. The reference number 128 denotes a connection between the line 38 and the space 122. A space 132 connected to the space 122 is arranged in the flow path behind a check valve 134 which is inserted into the line 36, die von einem Kompressor herkommt, der beispielsweis eine dem Element 18 entsprechende Rotationsmaschine ist. In der Leitung 36 herrscht ein Druck P₂Q von beispielsweise 20 at entsprechend dem Druok dta Abschnitts Sg oder 22 des vorhergehenden Beispiels. Die Bezugszifwhich comes from a compressor which is, for example, a rotary machine corresponding to element 18. In the line 36 there is a pressure P ₂ Q of, for example, 20 at corresponding to the pressure dta section Sg or 22 of the previous example. The reference number fer 136 bezeichnet ein drittes Ventil, das. mit dam Raum 110 des Zylinder-Kolben-Systems 101, 103 verbunden ist, welches mit den Antriebssystem, entsprechend dta in vorangegangenen Beispiel mit 1.6 bezeichneten, verbunden ist. Der größere Teil 138 dieses Ventile 136 wird überfer 136 denotes a third valve, which. with the space 110 of the cylinder-piston system 101, 103 is connected, which is connected to the drive system, corresponding to dta in the previous example labeled 1.6 is. The greater part 138 of this valve 136 is over eine Leitung 140 demselben Druck P₁₀ unterworfen, wie die Leitungen 119 und 126. Das Ventil 136 hat sowohl einen kleineren feil 142, ähnlich den Ventilen 112a line 140 is _{subjected to the same pressure P 10} as the lines 119 and 126. The valve 136 has both a smaller feil 142, similar to the valves 112

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und 120, ale auch einen Durchgang 144 zwischen dem Raum 110 und der Leitung 26.and 120, ale also a passage 144 between the space 110 and line 26.

Di· leitungen 119, 126, HO und die Leitung 146 sind konstant mit dem niedrigeren Druck der Kaltquelle gespeist, wie dem Druck von 10 at des Abschnitte 20 (das ist S₁) der Kaltquelle des vorangegangenen Beispiels· Leitung H6 führt in ein mit 148 bezeichnetes Kolben-Zylinder-System, das von einer Kolbenstange 107 und einem Gehäuse 103A des Zylindersystems 103 gebildet wird.The lines 119, 126, HO and the line 146 are constantly fed with the lower pressure of the cold source, such as the pressure of 10 atm of the section 20 (that is, S ₁ ) of the cold source of the previous example. Line H6 leads to 148 designated piston-cylinder system, which is formed by a piston rod 107 and a housing 103A of the cylinder system 103.

Eine Leitung 150, die von Leitung 146 herstammt, versorgt die kleineren Teile 114 und 123 der Ventile 112 und 120 duroh Steuerung des Verteilungssehieberventilmechanismus, der durch die Kolbenstange 107 gebildet wird und für diese Aufgabe einen querlaufenden Durchgang 107A hat, mit niedrigem Druck. Zur Leitung 150 gelangt auch eine Leitung 152 , die aus dem Raum von Leitung 36 (wo der Druck Pg₀ vorherrscht) unter Steuerung durch das Verteilungsschieberventil herkommt, das sowohl durch die Kolbenstange 107 und durch den Durchgang 107A als auch duroh das Gehäuse 103A gebildet wird. Daraus ergeben sich entsprechend der Stellung von Kolben 101 am Ende eines Hubes nach rechts bzw. nach links (bei der Betrachtung der Pig. 10) entsprechend den kleineren Teilen 114 und 123 der Ventile 112 und 120, die Drücke von 10 at bzw. 20 at.A line 150, originating from line 146, supplies the smaller parts 114 and 123 of valves 112 and 120 with low pressure by controlling the distribution spool valve mechanism formed by piston rod 107 and having a transverse passage 107A for this purpose. Line 150 also includes line 152 coming from the space of line 36 (where the pressure Pg ₀ prevails) under the control of the distribution slide valve formed by both piston rod 107 and passage 107A and through housing 103A . This results in corresponding to the position of piston 101 at the end of a stroke to the right or to the left (when considering Pig. 10) corresponding to the smaller parts 114 and 123 of the valves 112 and 120, the pressures of 10 at and 20 at .

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Durch die Leitung 156, die von der Leitung 36 kommt,Through line 156 coming from line 36,

erreicht ein Druck Pof)' ^z* ^' ^von ^ ^a^' ^^^e ^^ammer variablen Volumens 158 des Zylinder-Kolben-Systems, das durch die Kolbenstange 105 und das Gehäuse 103B, das einstückig mit dem Zylinder 103 verbunden ist, dargestellt ist Die Kolbenstange 105 und ihr Gehäuse 103B stellen auch ein Verteilungsschieberventil dar, weil ein Durchgang 105A in der Kolbenstange vorgesehen ist, der mit in dem Gehäuse 103B angeordneten Durchgangsöffnungen zusammenwirkt, von denen eine mit dem Druck P₁₀, beispielsweise von 10 at, über eine Leitung 160 und über eine leitung 156 mit dem Druck P₂₀ von beispielsweise 20 at versorgt wird. Das durch die Teile 105, 103B dargestellte Verteilungsschieberventil führt alternativ in den zwei Stellungen des Kolbens 101 den einen oder den anderen der beiden Drücke einer Leitung 162 zu, die zum Raum variablen Volumens gelangt, der dem kleinen Teil H2 des Ventils 136 entspricht.reaches a pressure Pof) ' ^z * ^' ^of ^ ^a ^ '^^ ^e ^ ^ammer variable volume 158 of the cylinder-piston system, which is represented by the piston rod 105 and the housing 103B, which is integrally connected to the cylinder 103 The piston rod 105 and its housing 103B also represent a distribution slide valve because a passage 105A is provided in the piston rod which cooperates with through openings arranged in the housing 103B, one of which with the pressure P ₁₀ , for example of 10 at, via a Line 160 and a line 156 is _{supplied with the pressure P 20} of, for example, 20 at. The distribution slide valve represented by the parts 105, 103B alternatively supplies one or the other of the two pressures to a line 162 in the two positions of the piston 101, which line reaches the variable volume space corresponding to the small part H2 of the valve 136.

Die Arbeitsweise von der in Mg. 10 gezeigten Ausführungsform ist, beginnend mit der in der Zeichnung dargestellten Situation, folgende: Unter den dargestellten Bedingungen sind die Ventile 112, 120 durch den Durchfang 107A der Verteilungsschieberventile 107, 103A geschlossen, weil der niedrige Druck P₁₀ von beispielsweise 10 at die kleinen Teile der beiden Ventile erreicht und deshalb der mit gleichem Druck ausgeübte Schub auf die größeren Teile 116 undThe operation of the embodiment shown in Fig. 10, starting with the situation shown in the drawing, is as follows: Under the conditions shown, the valves 112, 120 are closed by the passage 107A of the distribution slide valves 107, 103A because the low pressure P ₁₀ of for example 10 at reaches the small parts of the two valves and therefore the thrust exerted with the same pressure on the larger parts 116 and

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124 der entsprechenden Ventile überwiegt. Im Gegensatz dazu ist Ventil 136 für den Durchgang von Druck 1*20* beispielsweise von 20 at, über leitung 156, Durchgang ΪΟ5Α und leitung 62 offen, um auf den kleineren Teil 142 von Ventil 136, dessen Gegendruck auf den größeren Teil 138 bei niedrigem Druck P₁₀ (beispielsweise von 10at) zu wirken, nicht ausreichend ist, um einen Druck Pg₀ (beispielsweise von 20 at), der auf den kleineren Teil wirkt, entgegenzuwirken. Darum nimmt in Raum 110, in dem ein Druck von beispielsweise 60 at der Hochtemperaturquelle vorherrscht, der Druck ab, während das Medium durch den Durchgang 144 von Ventil 136 hindurchgeführt wird, um zu einer Antriebsmaschine wie der Rotationsmaschine 1 6 zu gelangen, in der das Medium selbst wirkt, indem es expandiert und mechanische Arbeit ausführt. Während der Druck in Raum 110 abnimmt, beiepielsweise von 60 at auf minimal 10 at Druck (demzufolge unter thermodTaamisoher Arbeit), bewegt sich der Kolben 101 entsprechend dem Pfeil f12 aus der in dtr Zeichnung gezeigten Stellung durch die Wirkung des Gegendruckes, der von einer an den Raum 110 von Kolben 101 angrenzenden Seite wirkt und der im wesentlichen auf dem Wert von P₂₀ duroh die leitung 36 über das Ventil 134 aufrechterhalten wird. Mit der Bewegung des Kolbens 101 nach links (vgl. die Zeichnung), bewegt sich auch die Kolbenstange 105 und demzufolge der Durchgang 105A des Verteilungsschieberventils, von dem die Kolbenstang· 105 ein Teil ist, und erreicht die der leitung124 of the corresponding valves predominates. In contrast to this, valve 136 is open for the passage of pressure 1 * 20 *, for example 20 at, via line 156, passage ΪΟ5Α and line 62, in order to access the smaller part 142 of valve 136, whose counter pressure is applied to the larger part 138 at low To act pressure P ₁₀ (for example of 10 at) is not sufficient to counteract a pressure Pg ₀ (for example of 20 at), which acts on the smaller part. For this reason, the pressure decreases in space 110, in which a pressure of, for example 60 at, the high-temperature source prevails, while the medium is passed through the passage 144 of valve 136 in order to reach a drive machine such as the rotary machine 1 6 in which the Medium itself works by expanding and performing mechanical work. While the pressure in space 110 decreases, for example from 60 at to a minimum of 10 at pressure (consequently under thermodetic work), the piston 101 moves according to the arrow f12 from the position shown in the drawing by the effect of the counter pressure, which is applied from a the space 110 of the piston 101 adjoining the side acts and which is maintained at the value of P ₂₀ by the line 36 via the valve 134 substantially. With the movement of the piston 101 to the left (see the drawing), the piston rod 105 and consequently the passage 105A of the distribution slide valve, of which the piston rod 105 is a part, also moves and reaches that of the conduit

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160 entsprechende öffnung, um in dem kleineren feil 142 des Ventils 136 eine Verringerung des Druckes vom vorhergehenden und über Leitung 156 erzielten Wert Pp₀ (beispielsweise von 20 at) auf den Druck P-_Q über Leitung 160 hervorzurufen. Dadurch wird eine Verschiebung des Ventils 136 durch die auf Teil 138 ausgeübte Druckwirkung desselben Drucks P-q ermöglicht, die nicht mehr durch den Gegendruck des kleineren Teils 142 überwunden werden kann. Augenblicklich nach Schließen des Ventils160 corresponding opening in order to bring about a reduction in the pressure in the smaller section 142 of the valve 136 from the previous value Pp ₀ achieved via line 156 (for example from 20 at) to the pressure P- _Q via line 160. This enables the valve 136 to be displaced by the pressure effect of the same pressure Pq exerted on part 138, which can no longer be overcome by the counterpressure of the smaller part 142. Immediately after closing the valve 136 und damit des Durchgangs zwischen Baum 11Θ und Leitung 26 bewegt sich der Durchgang 107A von der Leitung 146, 150 zur Leitung 152 und es erfolgt eine Zunahme des an den kleineren Abschnitten 114 und 123 der beiden Ventile 112 und 120 wirkenden Druckes von P₁Q auf PgQ'136 and thus the passage between tree 11Θ and line 26, the passage 107A moves from the line 146, 150 to the line 152 and there is an increase in the pressure of P ₁ Q acting on the smaller sections 114 and 123 of the two valves 112 and 120 on PgQ ' beispielsweise von 10 auf 20 at, die sich auf diesefor example from 10 to 20 at, referring to this Weise bewegen, wobei sie jedoch mit einiger Verzögerung im Vergleich zu Ventil 136 öffnen, um eine direkte Übertragung des unter Druck befindlichen Medium* durch die Ventile 112, 136 zu verhindern und um den Kolben am EnMove wisely, but with some delay Compared to valve 136 open to allow direct transfer of the pressurized medium * through the Valves 112, 136 to prevent and to the piston at the En de eines Hube* zu dämpfen* Durch das öffnen der beiden Ventile 112 und 120 wird der Druck auf beiden wirksamen Flächen des Kolben* 101 ausgeglichen, weil auf beide wirksamen Flächen der Maxiaaldruck der Heißquelle 10 (S₅) über die Leitungen 24, 38 und die Durchgängede of a stroke * to dampen * By opening the two valves 112 and 120, the pressure on both effective surfaces of the piston * 101 is equalized because the maximum pressure of the hot source 10 (S ₅ ) via the lines 24, 38 and the passages 118 und 128 wirkt und zu den beiden Kammern mit variablem Volumen des Hauptkolbens 101 gelangt. Während der Kolben 101 sich in seinem Zylinder 103 im Gleichgewicht befindet, drückt der in der,Kammer 158 herrschende größere Druck den Kolben 101 in eine dem Pfeil f12118 and 128 acts and reaches the two variable volume chambers of the main piston 101. During the Piston 101 is in equilibrium in its cylinder 103, the greater pressure prevailing in chamber 158 pushes piston 101 into a position indicated by arrow f12

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entgegengesetzte Richtung und überwindet den niedrigen Druck, beispielsweise P_1Q, in dem Raum 148 der Kolbenstange 107. Mit dieser Bewegung von Kolben 101 wird das auf hohem Druck befindliche aber kalte Gas, das sich in Raum 122 befindet, durch den Durchgang 128 des Ventils 120 zur Heißquelle transportiert, während das auf hohem Druck und hoher Temperatur befindliche Medium in den Raum 110 durch leitung 24 und Durchgang 118 des offenen Ventils 112 gelangt. Am Ende des Kolbenhubes, entgegengesetzt zu Pfeil f12, erfolgt eine Umkehrung der in der Zeichnung dargestellten Zustände, bei der der niedrige Druck wieder durch den Durchgang 107A des durch die Kolbenstange 107 und die Ventile 112 und 120 gebildeten Verteilungsechieberventiles, das verschoben wird und damit schließt, zugeführt wird, während das Ventil 136 durch die Wirkung des Drucks Ppo» ^{äer äetl 3E}^^e^"^> nen Teil 142 des Ventils 136 durch den Durchgang 105A erreicht, geöffnet wird. Der Zyklus beginnt, wie anfänglich beschrieben, von neuem.opposite direction and overcomes the low pressure, for example P _1Q , in the space 148 of the piston rod 107. With this movement of piston 101, the high pressure but cold gas that is in space 122 is through the passage 128 of the valve 120 transported to the heat source, while the medium, which is at high pressure and high temperature, enters space 110 through line 24 and passage 118 of open valve 112. At the end of the piston stroke, opposite to arrow f12, there is a reversal of the conditions shown in the drawing, in which the low pressure again passes through the passage 107A of the distribution spool valve formed by the piston rod 107 and the valves 112 and 120, which is shifted and thus closes , while the valve 136 is opened by the action of the pressure Ppo » ^{äeräetl 3E} ^ ^e ^"^{> a} part 142 of the valve 136 through the passage 105A. The cycle begins again, as described initially.

Die nioht dargestellten und den Einrichtungen 16 und 18 des vorgegangenen Beispiels entsprechenden Teile haben, wie schon ausführlich beschrieben, die gleiche Funktion und die gleichen Eigenschaften.The parts not shown and corresponding to the devices 16 and 18 of the previous example have, as already described in detail, the same function and the same properties.

Es muß angemerkt werden, daß die Grase in einem gewohnlich gepulsten Strahl in die beiden Quellen gelangen, was einen guten thermischen Austausch zur Folge hat.It must be noted that the grass is in a habitual place pulsed beam get into the two sources, which results in a good thermal exchange.

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Claims

Mw Thermodynamic ^ Machine for the production of mechanical Energy, characterized in that it comprises: two heat exchange elements (10, 20, 22) indefinite volume, to an increase in pressure and temperature due to the supply of heat (which is essentially takes place continuously and is not somehow tied to the cycle of the machine) and to carry out the low-pressure cooling to effect, these elements being volumetrically independent of the the thermodynamic work and the compression work causing elements; a first element with a variable volume having chamber (12, 101-103-110) to transport of a liquid or gaseous medium from the

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

High temperature and high pressure source to the prime mover to cause; and a second element (14, 101-103-123) with a variable volume chamber that is cyclic with the high pressure source for transport from the Low pressure to the high pressure and high temperature source (10) is connected without mechanical work.

2. Machine according to claim 1, characterized in that between the low pressure source and a compressor is arranged on the second element.

3 · Machine according to one of claims 1 and 2, characterized characterized in that the first and second elements are kinematically connected to one another.

4. Thermodynamic machine for generating mechanical Energy in a closed circuit according to one of claims 1-3, characterized in that that it comprises in combination: a continuous heat source for heating and increasing the pressure of a working medium in a hot source (10); a cold source (20, 22) in which the working medium is at a low temperature and low pressure is located; two coupled together Rotary machines (16, 18) which form a drive machine with a working space with an increasing volume, in which the hot medium, which is at a high temperature, expands while generating mechanical work,

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and a compression machine compressing the cold medium (18); as well as two further elements with chambers having a variable volume (12, 14 or 110, 122), the variable volume of which is brought into connection cyclically with the heat source, for the transport of the propulsion medium from the compressor to this source and for the transport of the drive medium to the prime mover.

5 · Thermodynamic machine according to claim 4, characterized characterized in that the cold source is divided into two sections (20, 22), the first of which is at the minimum pressure of the cycle while the other is at the higher pressure of the compressor, which is inserted into the medium circuit between the two sections.

6. Thermodynamic machine according to one of the claims 1-5, characterized in that the rotary machine generating the mechanical energy (16) and the rotating machine (18) working as a compressor are coupled to one another, continuously rotate and are independent of the other elements.

7. Thermodynamic ^ machine according to one of the claims 1-6, characterized in that the other elements two rotary machines (12, 14) whose rotors are mechanically coupled to one another and perform a discontinuous movement.

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8. Thermodynamxsche machine according to one of claims 1 - 7, characterized in that those two other elements through a cylinder-piston system (101-103) with variable volume pressure chamber systems and are formed with valve systems, in particular by the action of the difference between the Pressures work that prevail in the two sections of the low pressure source.

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