DK2183529T3 - Fremgangsmåde til ved hjælp af mekanisk energi at omdanne termisk energi ved lav temperatur til termisk energi ved højere temperatur og omvendt - Google Patents

Claims (15)

1. Fremgangsmåde til ved hjælp af mekanisk energi og med et arbejdsmedium, som gennemløber en lukket termodynamisk cirkulationsproces, at omdanne termisk energi ved lav temperatur til termisk energi ved højere temperatur og omvendt, hvorved cirkulationsprocessen omfatter følgende arbejdstrin: adiabatisk komprimering af arbejdsmediet, isobarisk fjernelse af varme fra arbejdsmediet ved hjælp af et varmeudvekslingsmedium, adiabatisk afspænding af arbejdsmediet, isobarisk tilførsel af varme til arbejdsmediet ved hjælp af et varmeudvekslingsmedium, hvorved for henholdsvis at forøge eller formindske arbejdsmediets tryk under henholdsvis kompression eller afspænding føres arbejdsmediet i det væsentlige radialt udad eller indad i forhold til en rotationsakse, hvorved der frembringes henholdsvis en forøgelse eller formindskelse af den centrifugalkraft, der virker på arbejdsmediet, kendetegnet ved, at arbejdsmediet såvel som varmeudvekslingsmidlerne til at tilføre eller fjerne varme føres omkring rotationsaksen således, at arbejdsmediets strømningsenergi i det væsentlige bibeholdes under den lukkede cirkulationsproces.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at arbejdsmediet fortrinsvis er en ædelgas, især krypton, xenon, argon, radon, eller en blanding af disse gasser, medens samtlige cirkulationsprocesser er gasformige.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at trykket i den lukkede cirkulationsproces udgør i det mindste over 50 bar, især over 70 bar, fortrinsvis i det væsentlige over 100 bar.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at cirkulationsprocessen udføres i nærheden af det gasformige arbejdsmedies kritiske punkt.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at der til at tilføre og fjerne varme anvendes et varmeudvekslingsmedium med en isentropisk eksponent kappa~l, især et flydende varmeudvekslingsmedium.

6. Indretning til at gennemføre en fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 til 5 med en kompressor (1), en afspændingsenhed (3) med hver en varmeudveksler (2,4) til henholdsvis at tilføre og fjerne varme, hvorved kompressoren (1) og afspændingsenheden (3) er anbragte således, at de kan rotere omkring en rotationsakse, og henholdsvis kompressoren (1) og afspændingsenheden (3) er udformet således, at arbejdsmediet i henholdsvis kompressoren (1) og afspændingsenheden (3) føres i det væsentlige henholdsvis radialt udefter og radialt indefter, således at der frembringes henholdsvis en forøgelse og formindskelse af den centrifugalkraft, der påvirker arbejdsmediet, kendetegnet ved, at varmeudvekslerne (2,4) er indrettet til at rotere sammen med kompressoren (1) og afspændingsenheden (3), i hvilke arbejdsmediet under den lukkede cirkulationsproces føres omkring rotationsaksen, således at arbejdsmediets strømningsenergi i det væsentlige bibeholdes under den lukkede cirkulationsproces.

7. Indretning ifølge krav 6, kendetegnet ved, at varmeudvekslerne (2,4) hver omfatter mindst ét rør, der gennemstrømmes af et flydende middel til at overføre varme.

8. Indretning ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at afspændingsenheden (3) er tilsluttet kompressoren (1) direkte via varmeudvekslerne (2,4).

9. Indretning ifølge ethvert af kravene 6 til 8, kendetegnet ved, at kompressorens og afspændingsenhedens (1,3) løbehjul (l',3') er anbragt på en fælles rotationsaksel (5'), hvorved der er tilvejebragt et hus (6), som roterer sammen med kompressorens (l',3') og afspændingsenhedens (3) løbehjul (1',3 ') .

10. Indretning ifølge ethvert af kravene 5 til 9, kendetegnet ved, at der er tilvejebragt et ikke roterbart hus (8), som omgiver kompressoren (1) og afspændingsenheden (3), og hvori begge varmeudvekslere (2,4) er optaget.

11. Indretning ifølge ethvert af kravene 5 til 7, kendetegnet ved, at der er tilvejebragt mindst ét roterbart anbragt rørledningssystem (17), som cirkulere arbejdsmediet, hvorved rørledningssystemet (17) omfatter kompressionsrør (18), der strækker sig lineært i den radiale retning, og/eller afspændingsrør (20), der buer i den modsatte retning af rotationsakslens (5') omdrejningsretning.

12. Indretning ifølge krav 11, kendetegnet ved, at afspændingsrørene (20) er cirkelformet bøjet i tværsnit, hvorved afspændingsrørene (20) i tværsnit danner en bue med en radius, der konstant bliver mindre i retning mod rotationscentret.

13. Indretning ifølge krav 11, kendetegnet ved, at der i rørledningssystemet (17) er anbragt et skovlhjul (31), der roterer i forhold til rørledningssystemet (17).

14. Indretning ifølge krav 13, kendetegnet ved, at skovlhjulet (31) er anbragt således, at det ikke kan dreje.

15. Indretning ifølge ethvert af kravene 8 til 14, kendetegnet ved, at henholdsvis rotationsakslen (5') og rørledningssystemet (17) er forbundet med en elektromotor eller generator (5).