JP2006522256A - Heat engine and its use for converting thermal energy to mechanical energy - Google Patents

Heat engine and its use for converting thermal energy to mechanical energy Download PDF

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ヘードリッヒ、ヴォルフガンク
ラウトナー、ハンス
ハイン、ラース
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Abstract

本発明は、供給される熱エネルギーの熱機関を利用して第1の液体作動媒体を少なくとも部分的に蒸発するための少なくとも1つの蒸気発生装置と、機械エネルギーを発生するために蒸発した第1の作動媒体を利用して作動可能の、かつ少なくとも1つのステーターと相対的に第1の回転軸周りに回転可能の少なくとも1つのローターと、ローターの駆動後に蒸発した第1の作動媒体を凝縮するための少なくとも1つの凝縮装置とを含む熱エネルギーから機械エネルギーへ変換するための熱機関において、ローターがステーターを本質的に完全に取り囲む熱機関、ならびに本発明に係る熱機関の使用に関する。The present invention includes at least one vapor generator for at least partially evaporating a first liquid working medium utilizing a heat engine of supplied thermal energy and a first evaporated to generate mechanical energy. And at least one rotor that is operable around the first rotation axis relative to the at least one stator, and condenses the first working medium evaporated after the rotor is driven. In a heat engine for converting from thermal energy to mechanical energy comprising at least one condensing device for the purpose, it relates to a heat engine in which the rotor essentially completely surrounds the stator, and to the use of the heat engine according to the invention.

Description

本発明は、熱エネルギーから機械エネルギーへ変換するための熱機関およびこのような熱機関の使用に関する。   The present invention relates to a heat engine and the use of such a heat engine for converting heat energy to mechanical energy.

先行技術から多数の熱機関が公知である。たとえば特許文献1は、熱から液体中の流動エネルギーを発生するための装置および方法を開示する。この装置は、ここで蒸発器に接続される蒸気流入開口と、凝縮器に接続される蒸気流出開口とを備えるケーシングを含む。さらに前記ケーシングはハイドロモータに接続される前流開口部と、前記前流開口部に接続される還流接続部とを有する。ケーシングの内部に、それぞれピストンが有る複数のセルを有するローターが配設されている。蒸気流入開口を通して圧力下の蒸気の供給と、蒸気流出開口からの蒸気の排出と、ローターの回転とによってハイドロモータによる作動液のポンプ給送が達成される。しかしながら前記装置における欠点は、該装置が高価となり、該装置の多部品構造のために大きい構造空間を有し、そのためにコンパクトに構成できないことである。さらに特に凝縮器の中で凝縮される液体を再び蒸発器に供給するためにポンプが必要なことである。   A number of heat engines are known from the prior art. For example, Patent Document 1 discloses an apparatus and method for generating flow energy in liquid from heat. The apparatus includes a casing comprising a steam inlet opening connected here to the evaporator and a steam outlet opening connected to the condenser. Furthermore, the casing has a front flow opening connected to the hydromotor and a reflux connection connected to the front flow opening. A rotor having a plurality of cells each having a piston is disposed inside the casing. Pumping of hydraulic fluid by a hydromotor is achieved by supplying steam under pressure through the steam inlet opening, discharging steam from the steam outlet opening, and rotating the rotor. However, the disadvantage of the device is that it is expensive and has a large structural space due to the multi-part structure of the device, and therefore cannot be compactly configured. More particularly, a pump is necessary to supply again the liquid condensed in the condenser to the evaporator.

さらに特許文献2は発電機を駆動するための蒸気機関を開示する。この蒸気機関は、ここで閉じた蒸気循環系に組み込まれるロータリーピストンエンジンを含む。蒸気循環系は蒸気発生器と、ロータリーピストンエンジンの中に蒸気を噴射するための蒸気噴射装置と、ロータリーピストンエンジンから出る蒸気を凝縮するための凝縮器とを含む。蒸気機関の内部に円形の管群の束からなる蒸気発生器に熱による衝撃を与えるための燃焼が実施される。蒸気発生器から出る蒸気はロータリーピストンエンジンに供給され、それに続き燃焼空気の予熱に利用される別の管群の束を通して流れる。このように部分冷却された蒸気は凝縮器に供給され、かつ凝縮器の中で凝縮された水がそれに続きポンプを介して再び蒸気発生器に供給される。しかしながら前記蒸気機関における欠点は、同様に構造的に費用のかかる構造と、蒸気発生器の中の凝縮器で凝縮される水を給送するためのポンプを含む多数の必要なコンポーネントのためにコンパクト性に劣ることである。さらに、ロータリーピストンエンジンは摩耗が発生し易く、そこから高いメンテナンス費用が発生する。   Further, Patent Document 2 discloses a steam engine for driving a generator. The steam engine includes a rotary piston engine that is incorporated into the closed steam circulation system. The steam circulation system includes a steam generator, a steam injector for injecting steam into the rotary piston engine, and a condenser for condensing the steam exiting the rotary piston engine. Combustion is performed to give a heat shock to a steam generator composed of a bundle of circular tube groups inside the steam engine. Steam exiting the steam generator is supplied to the rotary piston engine and then flows through a bundle of separate tubes that are used to preheat the combustion air. The steam partially cooled in this way is supplied to the condenser, and the water condensed in the condenser is subsequently supplied again to the steam generator via the pump. However, the shortcomings in the steam engine are compact due to the large number of necessary components including the structurally expensive structure and the pump for feeding the water condensed in the condenser in the steam generator. It is inferior to sex. Furthermore, the rotary piston engine is prone to wear, resulting in high maintenance costs.

さらに先行技術から蒸気タービンを含む熱機関が公知である。この蒸気タービンに、ケーシングの中に配設される羽根車を有するローターが駆動されるように、外部の蒸気発生器の中で発生される蒸気が供給される。羽根車を通り流出した後にケーシングから出る蒸気が凝縮され、このように凝縮された作動媒体がポンプを介して再び蒸気発生器に供給される。しかしながらこの蒸気タービンにおける欠点は、付加的なコンポーネント、特に熱エネルギーの機械エネルギーへの変換を達成するために弁、制御要素またはポンプが必要になることである。特にこの種の熱機関は蒸気タービンに使用すると多数の個別コンポーネントがあるために高い出力重量、すなわち抽気可能の出力と相対的な重量を有する。   Furthermore, heat engines including steam turbines are known from the prior art. Steam generated in an external steam generator is supplied to the steam turbine so that a rotor having an impeller disposed in a casing is driven. The steam exiting the casing after flowing out through the impeller is condensed, and the working medium thus condensed is supplied again to the steam generator via the pump. However, a drawback with this steam turbine is that additional components, particularly valves, control elements or pumps are required to achieve the conversion of thermal energy into mechanical energy. In particular, this type of heat engine, when used in a steam turbine, has a high output weight, i.e. a weight relative to the bleedable output due to the large number of individual components.

ドイツ特許出願公開第19948128号A1明細書German Patent Application Publication No. 19948128 A1 specification 米国特許出願公開第2002/0194848号A1明細書US Patent Application Publication No. 2002/0194848 A1

従って本発明の課題は、先行技術の欠点を克服する熱機関を提供することである。特に少ない出力重量と、高い効率と、有害物質および騒音の低い排出と、メンテナンスと摩耗の少ない単純な構造とを達成することによって熱エネルギーから機械エネルギーへの変換が達成されるべきである。   The object of the present invention is therefore to provide a heat engine which overcomes the drawbacks of the prior art. The conversion from thermal energy to mechanical energy should be achieved by achieving a particularly low output weight, high efficiency, low emissions of harmful substances and noise, simple structure with low maintenance and wear.

本発明により、この課題は第1の構成において、熱機関が供給される熱エネルギーの熱機関を利用して第1の液体作動媒体を少なくとも部分的に蒸発するための少なくとも1つの蒸気発生装置と、機械エネルギーを発生するために蒸発した第1の作動媒体を利用して駆動可能の、かつ少なくとも1つのステーターと相対的に第1の回転軸周りに回転可能の少なくとも1つのローターと、ローターの駆動後に蒸発した第1の作動媒体を凝縮するための少なくとも1つの凝縮装置とを含み、ローターがステーターを本質的に完全に取り囲み、かつローターが蒸気発生装置および凝縮装置を本質的に完全に含むことによって解決される。   According to the invention, this object is achieved in the first configuration by at least one steam generator for at least partially evaporating the first liquid working medium using a heat engine of thermal energy supplied by the heat engine. At least one rotor capable of being driven utilizing the evaporated first working medium to generate mechanical energy and rotatable about a first axis of rotation relative to the at least one stator; At least one condensing device for condensing the first working medium evaporated after driving, the rotor essentially completely surrounding the stator, and the rotor essentially completely comprising the steam generator and the condensing device It is solved by.

上記構成に対して択一的な本発明に係る課題は第2の構成において、供給される熱エネルギーの熱機関を利用して第1の液体作動媒体を少なくとも部分的に蒸発するための少なくとも1つの蒸気発生装置と、機械エネルギーを発生するために蒸発した第1の作動媒体を利用して駆動可能の、かつ少なくとも1つのステーターと相対的に第1の回転軸周りに回転可能の少なくとも1つのローターと、ローターの駆動後に蒸発した第1の作動媒体を凝縮するための少なくとも1つの凝縮装置とを含み、ローターがステーターを少なくとも領域ごとに取り囲む熱機関によって解決される。   An object of the present invention, which is alternative to the above configuration, is that in the second configuration, at least one for at least partially evaporating the first liquid working medium using a heat engine of supplied thermal energy. At least one steam generator and at least one rotatable about a first axis of rotation relative to the at least one stator, and capable of being driven utilizing the vaporized first working medium to generate mechanical energy Solved by a heat engine comprising a rotor and at least one condensing device for condensing the first working medium evaporated after driving the rotor, wherein the rotor surrounds the stator at least in regions.

第2の構成において、ローターは蒸気発生装置および/または凝縮装置を本質的に完全に含むことを考慮できる。   In the second configuration, it can be considered that the rotor essentially completely comprises a steam generator and / or a condenser.

上記両方の実施形態において、ステーターは本発明により蒸気発生装置および/または凝縮装置を本質的に完全に含めてもよい。   In both of the above embodiments, the stator may essentially completely include a steam generator and / or a condenser according to the present invention.

上記両方の実施形態に対して択一的に、蒸気発生装置および/または凝縮装置が少なくとも分割型に形成されていて、ローターが凝縮装置の第1の部分および/または蒸気発生装置の第1の部分を含み、かつステーターが蒸気発生装置および/または凝縮装置の他方の部分を含むことも考慮できる。   As an alternative to both of the above embodiments, the steam generator and / or the condensing device is formed at least in a split type, and the rotor is the first part of the condensing device and / or the first of the steam generating device. It can also be envisaged that the part comprises and the stator comprises the other part of the steam generator and / or the condenser.

ここで本発明による有利な実施形態において蒸気発生装置を形成する少なくとも1つの第1のチャンバと、凝縮装置を形成する少なくとも1つの第2のチャンバと、少なくとも1つのタービン室とを設けていて、好ましくは第1のチャンバと第2のチャンバ、第1のチャンバとタービン室および/または第2のチャンバとタービン室が少なくとも領域ごとに少なくとも1つの、特に断熱性の壁によって互いに分離されている。   Here, in an advantageous embodiment according to the invention, at least one first chamber forming a steam generator, at least one second chamber forming a condensing device, and at least one turbine chamber are provided, Preferably, the first chamber and the second chamber, the first chamber and the turbine chamber and / or the second chamber and the turbine chamber are separated from each other by at least one, in particular thermally insulating wall, at least in each region.

上記の択一的な実施形態において、熱機関が蒸発した第1の作動媒体を排出するための第1のチャンバとタービン室を連結する、好ましくは少なくとも1つの第1のノズルを含む少なくとも1つの第1の連結装置において、好ましくはノズル開口の形状および/または配向を調節可能であり、少なくとも1つの第1の管および/または特に断熱性の壁の中に形成される少なくとも1つの第1の開口とを含むことが考慮されている。   In the alternative embodiment described above, at least one comprising a first chamber for discharging the first working medium evaporated by the heat engine and the turbine chamber, preferably comprising at least one first nozzle. In the first coupling device, the shape and / or orientation of the nozzle opening is preferably adjustable and at least one first formed in at least one first tube and / or in particular a thermally insulating wall. Including an opening.

上記両方の択一的な実施形態において、さらに蒸発した第1の作動媒体を排出するためのタービン室と第2のチャンバを連結する、好ましくは少なくとも1つの第2のノズルを含む少なくとも1つの第2の連結装置において、好ましくはノズル開口の形状および/または配向が調節可能である連結装置と、少なくとも1つの第2の管および/または特に断熱性の壁の中に形成される少なくとも1つの第2の開口とを設けてもよい。   In both alternative embodiments, the turbine chamber and the second chamber for discharging further evaporated first working medium are connected, preferably at least one first nozzle comprising at least one second nozzle. Two coupling devices, preferably a coupling device in which the shape and / or orientation of the nozzle opening is adjustable, and at least one second formed in at least one second tube and / or in particular a thermally insulating wall. Two openings may be provided.

また上記両方の実施形態において第1の連結装置と作用接続される少なくとも1つの第1のおよび/または第2の連結装置と作用接続される、好ましくは第1および/または第2の弁の形態の少なくとも1つの第2の流量制御−および/または調整装置が提案されている。   Also in both the above embodiments, preferably in the form of first and / or second valves, which are operatively connected to at least one first and / or second coupling device which is operatively connected to the first coupling device. At least one second flow control and / or regulating device has been proposed.

本発明に係る熱機関の好ましい実施形態は、液体の第1の作動媒体を排出するための第1のチャンバとタービン室を連結する、特に好ましくは断熱性の壁の中に形成される少なくとも1つの第3の開口の形態の少なくとも1つの第3の連結装置を使用する。   A preferred embodiment of the heat engine according to the invention is at least one formed in a particularly preferably insulating wall connecting the first chamber and the turbine chamber for discharging the liquid first working medium. At least one third coupling device in the form of three third openings is used.

また液体の第1の作動媒体を排出するためのタービン室と第2のチャンバを連結する、好ましくは特に断熱性の壁の中に形成される少なくとも1つの第4の開口の形態の少なくとも1つの第4の連結装置を本発明に係る熱機関の中に設けてもよい。   Also, at least one in the form of at least one fourth opening connecting the turbine chamber for discharging the liquid first working medium and the second chamber, preferably formed in a particularly insulating wall. A fourth connecting device may be provided in the heat engine according to the present invention.

上記両方の択一的態様において、本発明により液体の第1の作動媒体がローターの回転中に、特に作動媒体に作用する遠心力によって、第1のチャンバから蒸発した第1の作動媒体の流出を第3および/または第4の連結装置によって阻止し、特に第3および/または第4の開口をブロックすることが提案される。   In both alternative embodiments described above, according to the present invention, the first working medium flowing out of the first chamber is caused by the liquid first working medium to evaporate from the first chamber during rotation of the rotor, in particular by centrifugal force acting on the working medium. It is proposed to prevent this by a third and / or fourth coupling device and in particular to block the third and / or fourth opening.

さらに本発明により、好ましくは第3および/または第4の弁、特に逆止弁の形態で、第3の連結装置と作用接続される少なくとも1つの第3のおよび/または第4の連結装置と作用接続される少なくとも1つの第4の流量制御−および調整装置が提案されている。   Furthermore, according to the invention, preferably at least one third and / or fourth coupling device operatively connected with the third coupling device, preferably in the form of a third and / or fourth valve, in particular a check valve. At least one fourth flow control and regulation device that is operatively connected has been proposed.

特に、第2のチャンバとタービン室を1つに形成することも考慮できる。   In particular, it can be considered to form the second chamber and the turbine chamber as one.

本発明に係る熱機関の上記実施形態において、第1のチャンバ、第2のチャンバおよび/またはタービン室の中に形成される少なくとも1つの流れ誘導体を設けてもよい。   In the above embodiment of the heat engine according to the present invention, at least one flow derivative may be provided which is formed in the first chamber, the second chamber and / or the turbine chamber.

本発明に係る熱機関の有利な実施形態は、ステーターによって囲まれる、好ましくは第1の連結装置を介してステーターと相対的にローターを回転するために蒸発した第1の作動媒体を、特に軸線方向、半径方向および/または第1の回転軸と相対的に所定の角度以下で供給可能である少なくとも1つの第1の羽根車を特徴とする。   An advantageous embodiment of the heat engine according to the invention comprises a first working medium, in particular an axis, surrounded by a stator, preferably evaporated to rotate the rotor relative to the stator via a first coupling device. It is characterized by at least one first impeller that can be supplied in a direction, radial direction and / or below a predetermined angle relative to the first axis of rotation.

本発明に係る熱機関の前記実施形態は、ローターと作用接続される、特に前記ローターと回転連動確実に連結可能の、かつ蒸発した作動媒体の上流側および/または下流側に第1の羽根車と相対的に配設される少なくとも1つの流れ誘導輪を特徴とでき、流れ誘導輪が好ましくは少なくとも領域ごとに第1の羽根車と同心的に、特に第1の羽根車の内部および/または外部に配設されている。特に第1の羽根車と相対的に蒸発した作動媒体の上流側の流れ誘導輪の配設が効率を向上させる。   The embodiment of the heat engine according to the present invention is characterized in that the first impeller is operatively connected to the rotor, in particular capable of being reliably coupled to the rotor in a rotationally linked manner, and upstream and / or downstream of the evaporated working medium. At least one flow guide wheel arranged relative to the flow guide wheel, preferably at least per region concentrically with the first impeller, in particular within the first impeller and / or It is arranged outside. In particular, the arrangement of the flow guide ring on the upstream side of the working medium evaporated relative to the first impeller improves the efficiency.

本発明に係る熱機関の上記両方の実施形態は、ステーターによって囲まれる特に流れ誘導輪と相対的に蒸発した作動媒体の下流側に配設される少なくとも1つの第2の羽根車を特徴とでき、好ましくは蒸発した作動媒体の上流側および/または下流側に第2の羽根車と相対的にローターと作用接続される、特に前記ローターと回転連動確実に連結可能の少なくとも1つの転向輪が配設されていて、特に前記転向輪が少なくとも領域ごとに第1および/または第2の羽根車と同心的に、特に第1および/または第2の羽根車の内部および/または外部に配設されている。   Both of the above embodiments of the heat engine according to the invention can be characterized by at least one second impeller arranged on the downstream side of the working medium which is surrounded by the stator, in particular relative to the flow guide wheels and which has evaporated. Preferably, at least one diverting wheel that is operatively connected to the rotor relative to the second impeller and that can be reliably coupled to the rotor is preferably disposed upstream and / or downstream of the evaporated working medium. In particular, the turning wheels are arranged concentrically with the first and / or second impeller at least in each region, in particular inside and / or outside the first and / or second impeller. ing.

上記3つの択一的な実施形態において本発明は特に、第1の羽根車、流れ誘導輪、第2の羽根車および/または転向輪が少なくとも部分的にタービン室の中に配設されていることを考慮する。   In the above three alternative embodiments, the present invention particularly includes a first impeller, a flow guide wheel, a second impeller, and / or a turning wheel disposed at least partially in the turbine chamber. Consider that.

また、第2の羽根車が第1の羽根車の第1の直径と異なる第2の直径および/または第1の羽根車の羽根の枚数もしくは形状と異なる羽根の枚数もしくは形状を有することが提案される。   Also, it is proposed that the second impeller has a second diameter different from the first diameter of the first impeller and / or a number or shape of blades different from the number or shape of the blades of the first impeller. Is done.

本発明に係る熱機関の有利な実施形態は、多数の第2の羽根車および/または転向輪をも特徴とし、第2の羽根車は好ましくは羽根相互に異なる直径、異なる形状および/または異なる枚数を有し、かつ/または転向輪は羽根相互に異なる直径、異なる形状および/または異なる枚数を有する。   An advantageous embodiment of the heat engine according to the invention also features a number of second impellers and / or turning wheels, which preferably have different diameters, different shapes and / or different from each other. The turning wheels have different diameters, different shapes and / or different numbers.

また、第1の羽根車の少なくとも1つの羽根、少なくとも1つの第2の羽根車、流れ誘導輪および/または少なくとも1つの転向輪の形状および/または位置は、好ましくは熱機関の運転中に調整可能であることを考慮できる。   Also, the shape and / or position of at least one vane of the first impeller, at least one second impeller, flow guide wheel and / or at least one turning wheel is preferably adjusted during operation of the heat engine Can be considered possible.

さらに本発明は、蒸気発生装置、特に第1のチャンバの蒸気発生装置に、好ましくは流体加熱媒体の形態で、特に燃焼ガスのような高温のガス形態で、特に高い伝熱性の材料を含みかつ/または高い対流熱輸送用に構造化される第1のチャンバの壁の中に組み込まれかつ/または前記壁の表面上に形成される少なくとも1つの加熱スピンドルの形態のような加熱源の形態で、加熱流体のための少なくとも1つの第1の流量装置および/または第1のチャンバの壁の外側に形成される、特に加熱流体が貫流可能の、少なくとも1つの第1の構造および/または第1のチャンバの壁の内側に形成される、特に好ましくは蒸発した作動媒体が貫流可能の少なくとも1つの第2の構造の形態で熱による衝撃を与えるための少なくとも1つの加熱手段を提案する。   Furthermore, the invention comprises a steam generator, in particular a steam generator of the first chamber, preferably in the form of a fluid heating medium, in particular in the form of a high temperature gas such as combustion gas, and with a particularly high heat transfer material and In the form of a heating source, such as in the form of at least one heating spindle incorporated into the wall of a first chamber structured for high convective heat transport and / or formed on the surface of said wall. At least one first flow device for heating fluid and / or at least one first structure and / or first formed outside the wall of the first chamber, in particular through which the heating fluid can flow. At least one heating means for applying a thermal shock in the form of at least one second structure, which is formed on the inside of the chamber wall, preferably through which the evaporated working medium can flow. To draft.

上記実施形態において、第1の流量装置は壁の中に組み込まれていて、第1の流量装置の加熱手段は好ましくはステーターのシャフトを介して供給され、かつ/または加熱手段が特に第1の流量装置を含む、好ましくは閉じた加熱循環系の中で循環されることを提案できる。   In the above embodiment, the first flow device is integrated into the wall, the heating means of the first flow device is preferably supplied via the shaft of the stator and / or the heating means is in particular the first It can be proposed to be circulated in a preferably closed heating circulation system including a flow device.

さらに本発明により、凝縮装置、特に第2のチャンバに、好ましくは流体冷媒の形態で、特に窒素または冷却空気の形態で、特に好ましくは高い伝熱性の材料を含みかつ/または高い対流の熱輸送のために構造化される第2のチャンバの壁に組み込まれ、かつ/または前記壁の表面に形成される少なくとも1つのペルティエ要素の形態のような冷却源の形態で、窒素または冷却空気のような冷却流体のための少なくとも1つの第2の流量装置および/または第2のチャンバの壁の外側に形成される、特に冷却流体が貫流可能の少なくとも1つの第3の構造および/または第2のチャンバの壁の内側に形成される、特に作動媒体が貫流可能の少なくとも1つの第4の構造の形態で、冷却空気による衝撃を与えるための少なくとも1つの冷媒が提案される。   Furthermore, according to the invention, the condenser, in particular the second chamber, preferably in the form of a fluid refrigerant, in particular in the form of nitrogen or cooling air, particularly preferably contains a highly heat-conducting material and / or has a high convective heat transport. In the form of a cooling source, such as in the form of at least one Peltier element incorporated into the wall of a second chamber structured for and / or formed on the surface of said wall, such as nitrogen or cooling air At least one second flow device for the cooling fluid and / or at least one third structure and / or second formed outside the wall of the second chamber, in particular through which the cooling fluid can flow. At least one coolant is provided for impacting the cooling air, particularly in the form of at least one fourth structure formed inside the chamber wall, through which the working medium can flow. It is.

また本発明により上記実施形態において、第2の流量装置が壁の中に組み込まれていて、第2の流量装置の冷媒が好ましくはステーターのシャフトを介して供給され、かつ/または冷媒が特に第2の流量装置を含む、好ましくは閉じた冷却循環系の中で循環されることが提案されている。   Also in the above embodiment according to the present invention, the second flow device is incorporated in the wall, the refrigerant of the second flow device is preferably supplied via the shaft of the stator, and / or the refrigerant is particularly It has been proposed to be circulated in a preferably closed cooling circulation system comprising two flow devices.

上記4つの択一的な実施形態において、本発明により、加熱流体が加熱手段の領域に本質的に第1の回転軸から半径方向外側へローターの外周に向かって延長する流れ方向を有し、かつ/または冷却流体が冷媒の領域に本質的に半径方向にローターの外周から第1の回転軸の方向へ延長する流れ方向を有することが有利と見なされている。   In the above four alternative embodiments, according to the present invention, the heating fluid has a flow direction extending essentially radially outward from the first axis of rotation toward the outer periphery of the rotor in the region of the heating means, And / or it is considered advantageous that the cooling fluid has a flow direction extending essentially radially in the region of the refrigerant from the outer circumference of the rotor in the direction of the first axis of rotation.

また少なくとも1つの蒸気状の第2の作動媒体を供給するための少なくとも1つの供給装置において、好ましくは第1および第2の蒸発した作動媒体が同一である供給装置を設けてもよい。   Further, in at least one supply device for supplying at least one vaporous second working medium, a supply device preferably having the same first and second evaporated working media may be provided.

さらに本発明の有利な実施形態は、蒸発したおよび/または液体の第1の作動媒体の少なくとも一部を排出するための少なくとも1つの引抜装置を設けている。   Furthermore, an advantageous embodiment of the invention provides at least one drawing device for discharging at least part of the evaporated and / or liquid first working medium.

好ましくは供給装置と作用接続される少なくとも1つの第5の流量制御−および/または調整装置および/または引抜装置と作用接続される少なくとも1つの第6の流量制御−および/または調整装置とを設けている。   Preferably at least one fifth flow control and / or regulating device and / or regulating device operatively connected to the supply device is provided. ing.

最後に本発明により蒸気発生装置、凝縮装置、第1、第2、第3、第4、第5および/または第6の流量制御−および/または調整装置の第1および/または第2のノズル、第1の羽根車、少なくとも1つの第2の羽根車、流れ誘導輪および/または少なくとも1つの転向輪、加熱手段、冷却手段および/またはローターの回転速度を測定するためのセンサに作用接続される少なくとも1つの制御−および/または調整ユニットが提案される。   Finally, according to the invention, a steam generator, a condenser, a first, a second, a third, a fourth, a fifth and / or a sixth flow control and / or a first and / or a second nozzle of a regulating device A first impeller, at least one second impeller, a flow guide wheel and / or at least one turning wheel, a heating means, a cooling means and / or a sensor for measuring the rotational speed of the rotor. At least one control and / or adjustment unit is proposed.

本発明は、さらに前置タービン、排気タービン、背圧タービン、抽気タービン、等圧タービンおよび/または過圧タービンとしての本発明に係る熱機関の使用を考慮する。   The invention further contemplates the use of the heat engine according to the invention as a pre-turbine, exhaust turbine, back pressure turbine, bleed turbine, isobaric turbine and / or overpressure turbine.

従って本発明において、蒸気タービンの実施態様は蒸気発生装置および凝縮装置がローターの中に組み込まれている外部ローラの形態で構造的に単純な熱機関の構造を実現できる驚くべき認識が基礎に置かれている。特に、蒸発器から凝縮器へ作動媒体を給送するための弁またはポンプのような制御−および/または給送要素を省く熱機関を提供できる。少なくとも1つの羽根車を有するステーター周りに回転するローターの中への蒸発器および凝縮器の組込みによって、本発明により凝縮器から蒸発器への作動媒体の自動的給送が回転によって作動媒体に作用する遠心力を介して達成される。さらにローターの回転運動と共に作動媒体に作用する遠心力は、作動媒体自体が凝縮器から蒸発器へ延びる連結通路を、蒸発器の中で発生される蒸気のみが、該蒸気が蒸発器から出て、羽根車に衝突し、それによってローターの回転を生ぜしめることによって凝縮器の中に到達可能に封止することを保証する。特にローターの回転によって作動媒体に作用する遠心力は、蒸発器の内部の圧力が大きい場合でも凝縮器内の圧力と相対的に遠心力によって惹起される静水圧力に基づき凝縮器内での蒸発器からの蒸気状の作動媒体の移行が前記方法でのみ羽根車の回転後に可能になることを生ぜしめる。すなわち、本発明に係る熱機関の構造によって、凝縮器および蒸発器間の遠心力封止が実現される。さらに、この遠心力封止は、作動媒体を凝縮器から蒸発器へ給送するためのポンプとしても利用される。これは、付加的な供給ポンプ等を省くことができることをもたらす。さらに外部ローラとしての蒸気タービンの構造が熱機関の高い効率を可能にする。たとえば燃焼ガスによる蒸発器側での機械の加熱も、たとえば冷却空気による凝縮器側での冷却も本発明により好ましくは対流原理で行われ、それ以外は冷媒もしくは加熱媒体の任意の流れ方向が可能である。燃焼ガスの効率的な利用は、ここで、高温の燃焼ガスがローターの軸付近の領域を加熱し、それによって特にノズルを介してステーターの羽根車に向けられる蒸気発生器からの特に高温の蒸気が出ることによって達成される。この燃焼ガスは、次にローターの回転軸からローターの外周へ向かう半径方向へ流れ、そこで冷却される燃焼ガスが遠心力によってそこに有る液体作動媒体がローターの外周で沸騰させられる。その際に発生する蒸気はローターの中でローターの回転軸の方向へ移動し、前記方向にますます高くなる燃焼ガスの温度によって連続的に加熱され、その結果、たとえば等圧膨張を発生させられる。凝縮器側で冷却空気がローターの外周からローターの回転軸に対して半径方向へ、ローターの外部に向かって流れる。このように、ローターの内部で半径方向に回転軸から外方へ流れる蒸気がさらに冷却され、かつ凝縮されることが達成される。従って本発明に係る熱機関の構造は蒸気タービンとして、外部ローラ方式で作動流体の加熱とその冷却とのための対流原理の使用を可能にし、これが熱機関の効率の向上をもたらす。   Thus, in the present invention, the embodiment of the steam turbine is based on the surprising recognition that a structurally simple heat engine structure can be realized in the form of an external roller in which a steam generator and a condenser are incorporated in the rotor. It has been. In particular, a heat engine can be provided which eliminates control and / or feed elements such as valves or pumps for feeding working medium from the evaporator to the condenser. By incorporating an evaporator and a condenser into a rotor that rotates around a stator having at least one impeller, the invention allows automatic feeding of the working medium from the condenser to the evaporator to act on the working medium by rotation. Achieved through centrifugal force. Further, the centrifugal force acting on the working medium along with the rotational movement of the rotor causes the working medium itself to pass through a connecting passage extending from the condenser to the evaporator, and only the steam generated in the evaporator is discharged from the evaporator. Guarantees a reachable seal in the condenser by impinging on the impeller and thereby causing rotation of the rotor. In particular, the centrifugal force acting on the working medium by the rotation of the rotor is based on the hydrostatic pressure caused by the centrifugal force relative to the pressure in the condenser even when the pressure inside the evaporator is large. It is possible that the transfer of the vapor-like working medium from is possible only after the rotation of the impeller by the above method. That is, the centrifugal sealing between the condenser and the evaporator is realized by the structure of the heat engine according to the present invention. Furthermore, this centrifugal force sealing is also used as a pump for feeding the working medium from the condenser to the evaporator. This results in that an additional supply pump or the like can be omitted. Furthermore, the structure of the steam turbine as an external roller enables high efficiency of the heat engine. For example, the heating of the machine on the evaporator side with combustion gas, for example the cooling on the condenser side with cooling air, is preferably carried out according to the invention on the convection principle, otherwise any flow direction of the refrigerant or heating medium is possible It is. The efficient use of the combustion gas is here where the hot combustion gas heats the region near the axis of the rotor, so that particularly hot steam from the steam generator is directed, in particular through the nozzles, to the stator impeller. Is achieved by This combustion gas then flows in the radial direction from the rotating shaft of the rotor toward the outer periphery of the rotor, and the liquid working medium in which the combustion gas cooled there is boiled on the outer periphery of the rotor by centrifugal force. The steam generated at that time moves in the direction of the rotor axis of rotation in the rotor and is continuously heated by the temperature of the combustion gas becoming higher in that direction, resulting in, for example, isobaric expansion. . On the condenser side, the cooling air flows from the outer periphery of the rotor in the radial direction with respect to the rotation axis of the rotor toward the outside of the rotor. In this way, it is achieved that the steam flowing radially outward from the rotary shaft inside the rotor is further cooled and condensed. Therefore, the structure of the heat engine according to the present invention enables the use of the convection principle for heating and cooling the working fluid in the form of an external roller as a steam turbine, which leads to an improvement in the efficiency of the heat engine.

本発明のその他の特徴および長所は、本発明の好ましい実施形態が概略図面を利用して例により説明されている以下の明細書から明らかである。   Other features and advantages of the present invention will be apparent from the following specification, in which preferred embodiments of the invention are illustrated by way of example with the aid of schematic drawings.

図1および2に、本発明に係る熱機関の第1の実施形態は、蒸気タービン1、または蒸気発生ゾーンを備えるコンパクト蒸気タービンの形態で示している。蒸気タービン1は、ステーター32を備える。ステーター32は、固定シャフト5と、シャフト5と連結される羽根車7と、を備える。ローター11の内部が密閉されるように、軸受9およびシール10を介してローター11が前壁11a、11cと周壁11bとによって、ステーター3について相対的に回動可能に軸支されている。ローター11は、基本的に第1のチャンバ(燃焼室)13と、第2のチャンバ15とから構成される。チャンバ13、15は断熱性の壁17によって、ローター11の周壁11bの領域で壁17の開口19まで互いに仕切られている。開口19を通して作動媒体21好ましくは水を、詳しく後述するように、第2のチャンバ15から第1のチャンバ13の中へ流すことがある。ローター11の回動時に作動媒体21に作用する遠心力によって作動媒体21が、図1および2に示すように、ローター11の周壁11bに集まる。さらに第1のチャンバ13は仕切壁23によって、羽根車7が配設されるタービン室25から分離される。仕切壁23の内部に開口がノズル27の形態で形成されている。ここで以下に蒸気タービン1の作動の態様を説明する。   1 and 2 show a first embodiment of a heat engine according to the present invention in the form of a steam turbine 1 or a compact steam turbine comprising a steam generation zone. The steam turbine 1 includes a stator 32. The stator 32 includes a fixed shaft 5 and an impeller 7 connected to the shaft 5. The rotor 11 is pivotally supported by the front walls 11a and 11c and the peripheral wall 11b so as to be relatively rotatable with respect to the stator 3 via the bearing 9 and the seal 10 so that the inside of the rotor 11 is sealed. The rotor 11 basically includes a first chamber (combustion chamber) 13 and a second chamber 15. The chambers 13 and 15 are partitioned from each other by the heat insulating wall 17 up to the opening 19 of the wall 17 in the region of the peripheral wall 11 b of the rotor 11. A working medium 21, preferably water, may flow through the opening 19 from the second chamber 15 into the first chamber 13 as will be described in detail below. As shown in FIGS. 1 and 2, the working medium 21 gathers on the peripheral wall 11 b of the rotor 11 by the centrifugal force acting on the working medium 21 when the rotor 11 rotates. Further, the first chamber 13 is separated by a partition wall 23 from a turbine chamber 25 in which the impeller 7 is disposed. An opening is formed in the form of a nozzle 27 inside the partition wall 23. Here, the mode of operation of the steam turbine 1 will be described below.

ローター11に、図示しない加熱装置の燃焼ガス29が供給される。ローター11は、第1のチャンバ13に対向する側に位置する第1の前壁11a上に存在する。図1から判るように、燃焼ガス29の供給は、該燃焼ガスがローター11に沿って該ローターの回転軸から半径方向外方へ案内されるように行われる。第1のチャンバ13の領域に存在する作動媒体21が加熱されるため、燃焼ガス29によって、ローター11の第1の前壁11aが加熱され、最終的に第1の第1のチャンバ13中の作動媒体21の少なくとも部分的な蒸発を生じる。第1のチャンバ13がそれによって蒸気発生チャンバとして作用する。供給される燃焼ガス29もしくはその温度の量の制御または調整による熱供給の調整によって、蒸気タービン1から引き渡される出力またはその回転数を制御もしくは調整できる。   The combustion gas 29 of a heating device (not shown) is supplied to the rotor 11. The rotor 11 exists on the first front wall 11 a located on the side facing the first chamber 13. As can be seen from FIG. 1, the combustion gas 29 is supplied so that the combustion gas is guided along the rotor 11 radially outward from the rotation axis of the rotor. Since the working medium 21 existing in the region of the first chamber 13 is heated, the first front wall 11a of the rotor 11 is heated by the combustion gas 29, and finally in the first first chamber 13. At least partial evaporation of the working medium 21 occurs. The first chamber 13 thereby acts as a steam generation chamber. By adjusting the heat supply by controlling or adjusting the amount of the combustion gas 29 to be supplied or its temperature, the output delivered from the steam turbine 1 or its rotational speed can be controlled or adjusted.

燃焼ガス29と第1のチャンバ13または蒸気発生チャンバの内部との間の効率的な熱交換を可能にするために、図示しない複数の熱機関要素が存在する。これらの熱機関要素は、第1のチャンバ13の領域内の、ローター11の第1の前壁11a上で、好ましくは燃焼ガス29に対向する側及び第1のチャンバ13に対向する側に存在する。燃焼ガス29または第1のチャンバ13内で蒸発する作動媒体21が当該熱機関要素に貫流される。特に、ローター11の前壁11aは高伝熱性材料を含む。   In order to enable efficient heat exchange between the combustion gas 29 and the interior of the first chamber 13 or the steam generation chamber, there are a plurality of heat engine elements not shown. These heat engine elements are present on the first front wall 11 a of the rotor 11 in the region of the first chamber 13, preferably on the side facing the combustion gas 29 and on the side facing the first chamber 13. To do. The combustion medium 29 or the working medium 21 that evaporates in the first chamber 13 flows through the heat engine element. In particular, the front wall 11a of the rotor 11 includes a highly heat conductive material.

蒸発する作動媒体21は、第1のチャンバ13の内部で周壁11bからローター11の回転軸に向かって移動する。それによって対流原理は蒸気タービン1の中に実現されている。これは燃焼ガス29のエネルギーの効率的な利用をもたらす。高温の燃焼ガス29はローター11の回転軸に対向する第1のチャンバ13の領域に衝突し、その結果、前記領域で特に高い蒸気が発生する。ローター11の半径方向に移動する燃焼ガス29は、次に再び冷却され、作動媒体21がローター11の周壁11bの領域で沸騰させられる。それによって燃焼ガス29の熱エネルギーの効率的な利用が達成される。   The working medium 21 that evaporates moves from the peripheral wall 11 b toward the rotation axis of the rotor 11 inside the first chamber 13. Thereby the convection principle is realized in the steam turbine 1. This results in an efficient utilization of the energy of the combustion gas 29. The high-temperature combustion gas 29 collides with the region of the first chamber 13 facing the rotation axis of the rotor 11, and as a result, particularly high steam is generated in the region. The combustion gas 29 moving in the radial direction of the rotor 11 is then cooled again, and the working medium 21 is boiled in the region of the peripheral wall 11 b of the rotor 11. Thereby, efficient use of the thermal energy of the combustion gas 29 is achieved.

ローター11の周壁11bの領域で加熱される作動媒体21は、第1のチャンバ13もしくは蒸気発生チャンバを通して仕切壁23の方向へ流れ、該作動媒体が等圧に膨張する。それによって第1のチャンバ13の内部に高い内圧が発生し、作動媒体21のレベルが第1のチャンバ13の領域で、第2のチャンバ15の領域よりも低くなることによって認識できる。このように第1のチャンバ13の中で発生する蒸気は、ノズル27を通って流れ、ここで断熱式に膨張する。特に、図2から判るように、ノズル27は半径方向ではなく、傾斜して配向され、その結果、ノズル27の好適な傾斜角を調整できる。従って蒸気は、ステーター3と相対的にローター11の反動を生じるように羽根車7に衝突し、ローター11の回転運動が発生もしくは維持される。   The working medium 21 heated in the region of the peripheral wall 11b of the rotor 11 flows in the direction of the partition wall 23 through the first chamber 13 or the steam generation chamber, and the working medium expands to an equal pressure. As a result, a high internal pressure is generated inside the first chamber 13, and the level of the working medium 21 is recognized in the region of the first chamber 13 and lower than that of the second chamber 15. Thus, the steam generated in the first chamber 13 flows through the nozzle 27, where it expands in an adiabatic manner. In particular, as can be seen from FIG. 2, the nozzle 27 is oriented in a tilted manner rather than in the radial direction, so that a suitable tilt angle of the nozzle 27 can be adjusted. Therefore, the steam collides with the impeller 7 so as to cause a reaction of the rotor 11 relative to the stator 3, and the rotational motion of the rotor 11 is generated or maintained.

羽根車7を通って排出された後、蒸気はタービン室25から凝縮チャンバとして利用される第2のチャンバ15の中に流入する。そこで蒸気の冷却と共に第2のチャンバ15の領域で作動媒体21の凝縮が生じる。   After being discharged through the impeller 7, the steam flows from the turbine chamber 25 into the second chamber 15 which is used as a condensation chamber. Therefore, condensation of the working medium 21 occurs in the region of the second chamber 15 together with the cooling of the steam.

ローター11の回転によって、凝縮した作動媒体21がローター11の周壁11bに集まる。蒸気状の作動媒体21の冷却を凝縮チャンバとして作用する第2のチャンバ15の中で達成するために、冷却気体31がローター11の第2の前面11cに供給される。またこの供給は対流原理で行われる。冷たい空気は冷却空気としてローター11の外側から半径方向にローター11の回転軸の方向へ流れる。その際に冷却気体31が加熱される。それに対して第2のチャンバ15の内部で半径方向にローター11の回転軸から離動して流れる蒸気状の作動媒体21が次第に漸次冷却され、そこで凝縮される。それによってすでに加熱された冷却気体31がローター11の回転軸の領域で別の熱エネルギーを受け取り可能であり、作動媒体21と冷媒31との間の対流熱交換が、図示しない壁11cを設けることで、好ましくは熱交換器要素の形態で、支持されるので、第2のチャンバ15からの効率的な排熱を確実にする。第2のチャンバ15の中で凝縮される作動媒体21は、次に壁17の中の開口19を通して第1のチャンバ13の中へ流れ、そこで該作動媒体が再び蒸発させられる。   Due to the rotation of the rotor 11, the condensed working medium 21 gathers on the peripheral wall 11 b of the rotor 11. In order to achieve cooling of the vapor-like working medium 21 in the second chamber 15 acting as a condensation chamber, a cooling gas 31 is supplied to the second front face 11 c of the rotor 11. This supply is performed on the convection principle. The cold air flows as cooling air from the outside of the rotor 11 in the radial direction toward the rotation axis of the rotor 11. At that time, the cooling gas 31 is heated. On the other hand, the vapor-like working medium 21 flowing away from the rotating shaft of the rotor 11 in the radial direction inside the second chamber 15 is gradually cooled and condensed there. Thereby, the already heated cooling gas 31 can receive another heat energy in the region of the rotating shaft of the rotor 11, and the convective heat exchange between the working medium 21 and the refrigerant 31 provides a wall 11 c (not shown). Thus, preferably supported in the form of a heat exchanger element, it ensures efficient exhaust heat from the second chamber 15. The working medium 21 that is condensed in the second chamber 15 then flows into the first chamber 13 through the opening 19 in the wall 17 where it is evaporated again.

作動媒体21に作用する遠心力によって、該作動媒体が外方へ加速され、それによって開口19が閉じられ、その結果、蒸気が第1のチャンバ13からもっぱらノズル27を通して第2のチャンバ15の中に到達できる。また第2のチャンバ15の中の圧力と相対的に第1のチャンバ13の中の圧力が大きい場合でも、静水圧に基づき、遠心力に制限されて、開口19が作動媒体21によって密閉して保持されるので、第1のチャンバ13の中で発生する作動媒体21の蒸気に対する開口19の確実な閉鎖が確実となる。   Centrifugal force acting on the working medium 21 accelerates the working medium outward, thereby closing the opening 19, so that the vapor passes from the first chamber 13 exclusively through the nozzle 27 in the second chamber 15. Can be reached. Even when the pressure in the first chamber 13 is relatively large with respect to the pressure in the second chamber 15, the opening 19 is sealed by the working medium 21 due to the hydrostatic pressure and limited to the centrifugal force. As a result, the opening 19 is reliably closed to the vapor of the working medium 21 generated in the first chamber 13.

蒸気タービン1の自動始動のため、開口19の内部に逆止弁を配設してもよい。この逆止弁は、初めに第1のチャンバ13の中で発生される蒸気が出口を通してノズル27によりローター11を回転させることを生ぜしめ、その結果、回転の開始後、開口19の密閉が作動媒体21によって保証される。さらに、ノズル27の中でも、ローター11の回転速度の制御を達成するために、弁のようなシール装置を設けることもできる。この場合、特に弁が開口19ならびにノズル27の中で図示しない制御−および調整装置と接続されることを考慮できる。さらに蒸気タービン1の回転数制御もしくは調整は、燃焼ガス29によって供給される熱エネルギーの変化によって、かつ/またはノズル27の傾斜角の変化によって可能になる。   A check valve may be provided inside the opening 19 for automatic start of the steam turbine 1. This check valve causes the steam initially generated in the first chamber 13 to rotate the rotor 11 by means of the nozzle 27 through the outlet, so that after the start of rotation, the opening 19 is sealed. Guaranteed by medium 21. Furthermore, in order to achieve control of the rotational speed of the rotor 11 among the nozzles 27, a sealing device such as a valve can be provided. In this case, it can be considered in particular that the valve is connected in the opening 19 and the nozzle 27 with a control and regulating device not shown. Furthermore, the rotational speed control or adjustment of the steam turbine 1 is made possible by changes in the thermal energy supplied by the combustion gas 29 and / or by changes in the tilt angle of the nozzles 27.

図3および図4に、本発明に係る熱機関の第2の実施形態を示す。第2の実施の形態は、蒸気タービン1’、または上記発生ゾーンを備えるコンパクト蒸気タービンの形態である。蒸気タービン1’は本質的にその基本構造から図1および2に示した蒸気タービン1の構造に相当する。蒸気タービン1と異なり、蒸気タービン1’の場合は、対応する要素を同じ符号で、ただし1つのアポストロフィで表している。蒸気タービン1’は本質的に、蒸発したもしくは液状の作動媒体21’の様々な流れ誘導体によって蒸気タービン1から区別される。蒸気タービン1と類似に蒸気タービン1’のローター11’に第1のチャンバ13’に対向する側に配設される、第1の前壁11a’に燃焼ガス29’が供給される。またこの供給も、図3から判るように、対流原理で行われる。燃焼ガス29’によって第1のチャンバ13’の内部に有る作動媒体21’の加熱が生じる。ただし蒸気タービン1と異なり、この蒸発した作動媒体21’は約180゜方向転換後に初めて流れ誘導体14’を利用してノズル27’を通り、タービン室25’もしくは第2のチャンバ15’の中に流れ込む。この流れ誘導体14’周りの方向転換は、特に、同伴される(連行、エントレインド)作動媒体21’の小滴が流れ誘導体14’周りに蒸気流に続くことができず、このようにノズル27’を介してタービン室25’もしくは第2のチャンバ15’の中に到達できない長所を提供する。同伴される小滴は蒸気流と共にローター11’の回転軸の方向へ流れるが、さらに半径方向にも移動し、流れ誘導体14’に衝突し、それによって該小滴が遠心力の作用によって周壁11b’の方向へ加速される。さらに、流れ誘導体14’によって、蒸発した作動媒体21’が本質的にローター11’の回転軸まで第1のチャンバ13’の内部に流れることができ、それによって作動媒体21’で燃焼ガス29’のエネルギーの最大の熱伝達を実施可能とすることが達成される。   3 and 4 show a second embodiment of the heat engine according to the present invention. The second embodiment is in the form of a steam turbine 1 'or a compact steam turbine having the generation zone. The steam turbine 1 ′ essentially corresponds to the structure of the steam turbine 1 shown in FIGS. 1 and 2 from its basic structure. Unlike the steam turbine 1, in the case of the steam turbine 1 ′, the corresponding elements are represented by the same reference, but with one apostrophe. The steam turbine 1 'is essentially distinguished from the steam turbine 1 by various flow derivatives of the evaporated or liquid working medium 21'. Similar to the steam turbine 1, the combustion gas 29 ′ is supplied to the first front wall 11 a ′ which is disposed on the rotor 11 ′ of the steam turbine 1 ′ on the side facing the first chamber 13 ′. This supply is also performed on the convection principle, as can be seen from FIG. The working gas 21 ′ inside the first chamber 13 ′ is heated by the combustion gas 29 ′. However, unlike the steam turbine 1, the evaporated working medium 21 'passes through the nozzle 27' using the flow derivative 14 'for the first time after turning about 180 ° and enters the turbine chamber 25' or the second chamber 15 '. Flows in. This turning around the flow derivative 14 ′ is in particular not possible because the entrained (entrained, entrained) droplets of the working medium 21 ′ cannot follow the vapor flow around the flow derivative 14 ′, thus the nozzle 27. It provides the advantage that it cannot be reached through the turbine chamber 25 'or the second chamber 15'. The entrained droplets flow in the direction of the rotation axis of the rotor 11 ′ together with the steam flow, but also move in the radial direction and collide with the flow derivative 14 ′, whereby the droplets are caused by the centrifugal force to act on the peripheral wall 11b. It is accelerated in the direction of '. Furthermore, the flow derivative 14 ′ allows the evaporated working medium 21 ′ to flow inside the first chamber 13 ′ essentially up to the axis of rotation of the rotor 11 ′, whereby the combustion gas 29 ′ in the working medium 21 ′. It is achieved that the maximum heat transfer of the energy can be carried out.

蒸気状の作動媒体21’の方向転換後に、該作動媒体がノズル27’を通り羽根車7’の半径方向へ流れる。蒸気状の作動媒体21’は次に第2のチャンバ15’の内部でシャフト5’の近傍で前壁11c’の方向へ流れる。この流れ誘導体は特に第2のチャンバ15’の中で羽根車7’の領域に配設される流れ誘導体16’によって達成される。この流れ誘導体は、蒸気状の作動媒体21’が対流原理で冷却空気31’と相対的に前壁11c’の内側で周壁11b’の方向へ流れることを保証する。さらに、蒸気タービン1’の内部でのこの流れ誘導は、蒸気タービン1に比べて、蒸気タービン1の羽根車7よりも大きい直径を有する羽根車7’を使用できる長所を提供する。従って蒸気タービン1’はより小さい回転数で運転できる。   After changing the direction of the vapor-like working medium 21 ', the working medium flows through the nozzle 27' in the radial direction of the impeller 7 '. The vapor-like working medium 21 'then flows in the second chamber 15' in the vicinity of the shaft 5 'in the direction of the front wall 11c'. This flow derivative is achieved in particular by a flow derivative 16 'arranged in the region of the impeller 7' in the second chamber 15 '. This flow derivative ensures that the vapor-like working medium 21 ′ flows in the direction of the peripheral wall 11 b ′ inside the front wall 11 c ′ relative to the cooling air 31 ′ on the convection principle. Furthermore, this flow guidance inside the steam turbine 1 ′ provides the advantage that an impeller 7 ′ having a larger diameter than the impeller 7 of the steam turbine 1 can be used compared to the steam turbine 1. Accordingly, the steam turbine 1 'can be operated at a lower rotational speed.

第2のチャンバ15’の中で凝縮される作動媒体21’は回転力によって周壁11b’に集まり、通路20’を通り第1のチャンバ13’の中に還流する。通路20’は、ここで一方で周壁11b’と、本質的に円筒形の、特に流れ誘導体14’および16’を含む仕切壁24’とによって形成される。ここで仕切壁24’は特に通路20’の領域で作動媒体21’の加熱を通路20’の内部で防止するために断熱されて形成される。   The working medium 21 ′ condensed in the second chamber 15 ′ collects on the peripheral wall 11 b ′ by the rotational force and flows back into the first chamber 13 ′ through the passage 20 ′. The passage 20 'is here formed on the one hand by a peripheral wall 11b' and a partition wall 24 'which is essentially cylindrical and in particular contains flow derivatives 14' and 16 '. Here, the partition wall 24 ′ is formed to be thermally insulated in order to prevent the working medium 21 ′ from being heated inside the passage 20 ′, particularly in the region of the passage 20 ′.

図5および6に、本発明に係る熱機関の第3の実施形態を蒸気タービン1”、またはコンパクト蒸気タービンの形態で示す。蒸気タービン1”は本質的にその基本構造から図3および4に示した蒸気タービン1’の構造に相当する。蒸気タービン1’の構造に相当する蒸気タービン1”の要素は同じ符号を付けている。蒸気タービン1”は本質的に、少なくとも1つの連結部材6”を介してステーター3”のシャフト5”に連結される羽根車7”を設けることによって、蒸気タービン1’から区別される。特に図6から判るように、羽根車7”は、特に図5から判るように、同心的に連結部材18”を介して壁17”と共にローター11”に連結される流れ誘導輪8”を取り囲む。図6から明らかなように、羽根車7”は羽根28”を有し、他方、流れ誘導輪8”は羽根30”を含む。羽根車7”と相対的な流れ誘導輪8”のこの配置によって蒸気タービン1’に比べて蒸気タービン1”の効率のさらなる向上が達成される。ノズル27”から出る作動媒体21’は初めに羽根車7”の羽根28”に衝突し、それによって羽根車7”が連結されるステーター3”と相対的にローター11”が駆動される。羽根車7”から出る作動媒体は、ローター11”と連結される流れ誘導輪8”の羽根30”に衝突する。その結果、流れ誘導輪8”によって作動媒体中に有る残りのエネルギーも少なくとも部分的にローター11”の運動エネルギーへ変換される。   FIGS. 5 and 6 show a third embodiment of the heat engine according to the invention in the form of a steam turbine 1 ″ or a compact steam turbine. The steam turbine 1 ″ essentially consists of its basic structure in FIGS. This corresponds to the structure of the steam turbine 1 ′ shown. The elements of the steam turbine 1 "corresponding to the structure of the steam turbine 1 'are labeled with the same reference. The steam turbine 1" is essentially connected to the shaft 5 "of the stator 3" via at least one connecting member 6 ". By providing a connected impeller 7 ", it is distinguished from the steam turbine 1 '. As can be seen in particular in FIG. 6, the impeller 7 ″ surrounds the flow guide wheel 8 ″ which is concentrically connected to the rotor 11 ″ together with the wall 17 ″ via the connecting member 18 ″ as can be seen in particular from FIG. As is apparent from Fig. 6, the impeller 7 "has vanes 28", while the flow guide wheel 8 "includes the blade 30". This of the flow guide wheel 8 "relative to the impeller 7". The arrangement achieves a further improvement in the efficiency of the steam turbine 1 ″ compared to the steam turbine 1 ′. The working medium 21 'coming out of the nozzle 27 "first collides with the blade 28" of the impeller 7 ", thereby driving the rotor 11" relative to the stator 3 "to which the impeller 7" is connected. The working medium exiting from the impeller 7 "collides with the vane 30" of the flow guide wheel 8 "connected to the rotor 11". As a result, the remaining energy present in the working medium is also at least partly converted into the kinetic energy of the rotor 11 ″ by the flow guide wheels 8 ″.

図1から図6に示した蒸気タービン1、1’、1”は、単段ラジアルタービンである。それは、それぞれ単に羽根車7、7’、7”を設け、さらに蒸気が半径方向に羽根車7、7’、7”に衝突するようになっているからである。それに対して、図7には本発明に係る熱機関の第4の実施形態を蒸気タービン51、または等圧タービンとして、すなわちカーチスの原理に従って作動する多段アキシャル(軸)タービンの形態で示している。等圧タービンとは、羽根車の動翼の中もしくはそこからの作動媒体の蒸気の流入および流出圧力が等しい蒸気タービンである。それによって等圧タービンの羽根は動翼の中の蒸気の減速からのエネルギーを利用して駆動される。特に蒸気タービン51は速度段を有し、すなわち蒸気の速度が段階的に利用されることを考慮している。より高い熱力学的効率を達成するために、この種の等圧タービンにおいては、圧力段階が発生されること、すなわち圧力勾配が複数の段階に分割されることも考慮されている。これは大きすぎる蒸気速度を回避できる長所を提供する。   The steam turbines 1, 1 ′, 1 ″ shown in FIGS. 1 to 6 are single-stage radial turbines, which are simply provided with impellers 7, 7 ′, 7 ″, respectively, and the steam is impeller in the radial direction. 7, 7 ′, and 7 ″. In contrast, FIG. 7 shows a fourth embodiment of the heat engine according to the present invention as a steam turbine 51 or an isobaric turbine. That is, it is shown in the form of a multi-stage axial (shaft) turbine that operates according to the Curtis principle, which is a steam turbine in which the inflow and outflow pressures of the steam of the working medium in or from the impeller blades are equal. Thereby, the blades of the isobaric turbine are driven using the energy from the deceleration of the steam in the blades, in particular the steam turbine 51 has a speed stage, i.e. the speed of the steam is used stepwise. In order to achieve higher thermodynamic efficiency, in this type of isobaric turbine, a pressure stage is also generated, i.e. the pressure gradient is divided into several stages. This provides the advantage of avoiding excessive steam speeds.

蒸気タービン51はシャフト55を含むステーター53を有する。シャフト55には互いに離間して羽根車57aおよび57bが配設されている。軸受59とシール60とを介してローター61がステーター53と相対的に回転可能に蒸気タービン51の中にある。ローター61は、第1の前壁61aと、周壁61bと、第2の前壁61cとを有する。さらに、ローター61の内部には、蒸気発生チャンバとして利用される第1のチャンバ63と、凝縮チャンバとして利用される第2のチャンバ65とが形成されている。特に蒸気タービン51は、蒸気タービン1と異なり、液体作動媒体73を捕集するための補償チャンバ67を有する。第1のチャンバ63および補償チャンバ67は断熱性の壁69を介して互いに分離されている。   The steam turbine 51 has a stator 53 including a shaft 55. Impellers 57a and 57b are disposed on the shaft 55 so as to be separated from each other. A rotor 61 is located in the steam turbine 51 so as to be rotatable relative to the stator 53 via a bearing 59 and a seal 60. The rotor 61 has a first front wall 61a, a peripheral wall 61b, and a second front wall 61c. Further, a first chamber 63 used as a steam generation chamber and a second chamber 65 used as a condensation chamber are formed in the rotor 61. In particular, the steam turbine 51, unlike the steam turbine 1, has a compensation chamber 67 for collecting the liquid working medium 73. The first chamber 63 and the compensation chamber 67 are separated from each other via a heat insulating wall 69.

蒸気タービン1、1’、1”と類似に、ローター61の第1の前壁61aの蒸気タービン51の中に燃焼ガス71が対流原理で供給される。それによって作動媒体73の少なくとも一部の蒸発が第1のチャンバ63の内部で生じる。このように蒸発した作動媒体73はその端部にノズル77が配設される管75を介して、まず羽根車57aに供給される。ノズル77の領域の蒸気の膨張と、第1の羽根車57aへの蒸気の衝突とによってローター61の回転運動が生じる。   Similar to the steam turbines 1, 1 ′, 1 ″, the combustion gas 71 is fed into the steam turbine 51 on the first front wall 61 a of the rotor 61 by the convection principle. Evaporation occurs inside the first chamber 63. The working medium 73 thus evaporated is first supplied to the impeller 57a via a pipe 75 in which a nozzle 77 is disposed at the end. The rotation of the rotor 61 is caused by the expansion of the steam in the region and the collision of the steam with the first impeller 57a.

蒸気状の作動媒体に内在するエネルギーを完全に利用可能にするため、蒸気タービン51の中で、軸線方向に第1の羽根車57aに向けた蒸気が羽根車57aによって排出された後にローター61と共に回転する転向輪79aの中へ流入することを考慮している。この転向輪は特に回転翼円板として作用し、蒸気に内在するエネルギーが作動エネルギーへ変換される。さらに転向輪79aの中で次に蒸気流が本質的に再びローター61の回転軸を基準に軸線方向に同様にシャフト55と連結される第2の羽根車57bに衝突する前に、該蒸気流の方向転換を生じる。第2の羽根車57bを通り排出された後、蒸気が、同様にローター61と連結される第2の、同様に特に回転翼円板として利用される転向輪79bの中に到達する。その後、蒸気が第2のチャンバ65の中に流入し、そこで該蒸気がローター61の第2の前壁61cの冷却によって冷却空気81を利用して冷却かつ凝縮される。凝縮された作動媒体73は次に第2のチャンバ65から補償チャンバ67を介して第1のチャンバ63に流れ込む。この場合、作動媒体73は周壁61bと本質的に円筒形の仕切壁85との間に形成される通路83を通して流れる。仕切壁85は、一方で羽根車57a、57bならびに転向輪79a、79bがある領域の、他方で周壁61bもしくは通路83の断熱に利用される。この目的のために仕切壁85は伝熱性が小さくなる。特に、仕切壁85は中空に形成されていて、特に断熱材を含むことを考慮してもよい。   In order to make the energy inherent in the steam-like working medium completely available, in the steam turbine 51, the steam directed toward the first impeller 57a in the axial direction is discharged by the impeller 57a together with the rotor 61. It is considered to flow into the rotating turning wheel 79a. This turning wheel acts in particular as a rotor blade disk, and the energy inherent in the steam is converted into operating energy. Further, in the turning wheel 79a, the steam flow essentially before again impinges on the second impeller 57b, which is likewise connected to the shaft 55 in the axial direction with respect to the rotational axis of the rotor 61, before the steam flow. Cause a change of direction. After being discharged through the second impeller 57b, the steam reaches a second turning wheel 79b, which is also used as a rotor blade disk, which is also connected to the rotor 61. Thereafter, the steam flows into the second chamber 65, where the steam is cooled and condensed by using the cooling air 81 by cooling the second front wall 61c of the rotor 61. The condensed working medium 73 then flows from the second chamber 65 through the compensation chamber 67 into the first chamber 63. In this case, the working medium 73 flows through a passage 83 formed between the peripheral wall 61 b and the essentially cylindrical partition wall 85. The partition wall 85 is used for heat insulation of the peripheral wall 61b or the passage 83 on the other hand in the region where the impellers 57a and 57b and the turning wheels 79a and 79b are present. For this purpose, the partition wall 85 becomes less heat conductive. In particular, it may be considered that the partition wall 85 is formed in a hollow shape and particularly includes a heat insulating material.

図8aに本発明に係る熱機関の第5の実施形態を、多段蒸気タービン51’の形態で示す。蒸気タービン51’の基本的な構造は、本質的に図7に示した蒸気タービン51の構造に相当する。そのため本質的に蒸気タービン51’の同じ部材は蒸気タービン51と同じ符号を付けているが、1つのアポストロフィで示している。蒸気タービン51と異なり、蒸気タービン51’は3つの羽根車57a’、57b’および57c’を有する。それに対応して蒸気タービン51’はそれぞれローター61’と連結される3つの転向輪79a’、79b’および79c’も有する。さらに、蒸気タービン51’は、ノズル77’、羽根車57a’、57b’、57c’ならびに転向輪79a’79b’および79c’の形状に基づき過圧タービンであることによって蒸気タービン51から区別される。蒸気はローター61’の回転軸と相対的に傾斜した角度で羽根車57a’、57b’、57d’を貫流するので、蒸気タービン51’は特に斜流タービンである。この過圧タービンの構造は、蒸気がノズル77’から相対的に高い圧力で流出し、羽根車57a’、57b’ならびに57c’の羽根の中に蒸気圧の圧力低下を生じることを意味する。従って、蒸気の速度変換と、付加的に蒸気の弛緩時に発生する背圧とから構成される羽根車57a’、57b’、57c’の羽根の中に蒸気のエネルギー変換が生じる。従って、蒸気タービン51’の内部に低い段階的圧力勾配を有し、かつ好適な流れ形成ならびに良好な動的効率を達成する複数の圧力ステップが形成されている。   FIG. 8a shows a fifth embodiment of a heat engine according to the invention in the form of a multi-stage steam turbine 51 '. The basic structure of the steam turbine 51 'essentially corresponds to the structure of the steam turbine 51 shown in FIG. For this reason, essentially the same components of the steam turbine 51 'have the same reference numerals as the steam turbine 51, but are indicated by a single apostrophe. Unlike the steam turbine 51, the steam turbine 51 'has three impellers 57a', 57b 'and 57c'. Correspondingly, the steam turbine 51 ′ also has three turning wheels 79 a ′, 79 b ′ and 79 c ′ each connected to the rotor 61 ′. Further, the steam turbine 51 ′ is distinguished from the steam turbine 51 by being an overpressure turbine based on the shape of the nozzle 77 ′, the impellers 57a ′, 57b ′, and 57c ′ and the turning wheels 79a′79b ′ and 79c ′. . Since steam flows through the impellers 57a ', 57b', 57d 'at an angle inclined relative to the rotation axis of the rotor 61', the steam turbine 51 'is particularly a mixed flow turbine. This overpressure turbine configuration means that the steam exits the nozzle 77 'at a relatively high pressure, causing a drop in steam pressure in the blades of the impellers 57a', 57b 'and 57c'. Therefore, steam energy conversion occurs in the blades of the impellers 57a ', 57b', 57c 'composed of steam speed conversion and additionally back pressure generated when the steam relaxes. Thus, a plurality of pressure steps are formed which have a low step pressure gradient inside the steam turbine 51 'and achieve good flow formation as well as good dynamic efficiency.

さらに図8bに、蒸気タービン51”の形態で図8aに示した蒸気タービン51’の変形態様を示す。蒸気タービン51”の基本構造は本質的に蒸気タービン51’の構造に相当し、蒸気タービン51”の同じ要素は、蒸気タービン51’と比べて同じ符号を付けている。蒸気タービン51”は、本質的に羽根車57a”、57b”、57c”転向輪79a”、79b”および79c”ならびに仕切壁85”の幾何学的に異なる実施態様によって蒸気タービン51’から区別される。羽根車57a”、57b”、57c”はそれぞれ直径が異なることによって互いに区別される。さらに羽根車57a”、57b”、57c”の羽根の形状は、蒸気タービン51”の内部の速度もしくは圧力ステップを形成するために区別される。それに対応して仕切壁85”の形状ならびに第2のチャンバ65”の形状はこれらの異なる直径に適合される。さらに管75”とノズル77”は同様に蒸気タービン51’と比較して羽根車57a”の異なる形状に適合される。最終的に転向輪79a”、79b”および79c”は、それらによって包括される羽根によって羽根車57a”、57b”、57c”を通して貫流する作動媒体73”の誘導がローター61”の回転軸と相対的に対角線に達成されるように形成されている。   8b shows a variant of the steam turbine 51 ′ shown in FIG. 8a in the form of a steam turbine 51 ″. The basic structure of the steam turbine 51 ″ essentially corresponds to the structure of the steam turbine 51 ′. The same elements of 51 "have the same reference numbers as compared to the steam turbine 51 '. The steam turbine 51" is essentially impellers 57a ", 57b", 57c "turning wheels 79a", 79b "and 79c". As well as different from the steam turbine 51 'by the geometrically different embodiments of the partition wall 85 ". The impellers 57a", 57b ", 57c" are distinguished from each other by their different diameters. Furthermore, the blade shapes of the impellers 57a ", 57b", 57c "are distinguished in order to form a speed or pressure step inside the steam turbine 51". Correspondingly, the shape of the partition wall 85 "as well as the shape of the second chamber 65" is adapted to these different diameters. Furthermore, the tube 75 "and the nozzle 77" are likewise adapted to the different shapes of the impeller 57a "as compared to the steam turbine 51 '. Finally the turning wheels 79a", 79b "and 79c" are encompassed by them. It is formed so that the guidance of the working medium 73 "flowing through the impellers 57a", 57b ", 57c" is achieved diagonally relative to the rotational axis of the rotor 61 ".

本発明に係る熱機関の図1から図8bに示した実施形態は、共通して、ローターが本質的に完全にチャンバ13、13’、63、63’形状の蒸気発生装置と、チャンバ15、15’、65、65’の形状の凝縮装置とを含むことを特徴とする。図9から図11を利用して、ここで蒸気発生装置もしくは凝縮装置が本質的に全部もしくは一部をステーターによって囲まれている熱機関の本発明に係る実施形態を記載する。またこの熱機関は、該熱機関が少ない出力重量、高い効率、低い有害物質と騒音との排出ならびにメンテナンスと摩耗の少ない単純な構造を有する長所を有する。特に、この外部ローラとして構成される熱機関は、遠心力を生じ、凝縮器および蒸発器間の遠心力封止が実現され、その結果、付加的な供給を省けるという長所を有する。   The embodiment shown in FIGS. 1 to 8b of the heat engine according to the invention has in common a steam generator whose rotor is essentially completely in the shape of chambers 13, 13 ′, 63, 63 ′ and chamber 15, And a condensing device having a shape of 15 ', 65, 65'. With reference to FIGS. 9 to 11, an embodiment according to the invention of a heat engine in which the steam generator or condenser is essentially entirely or partially surrounded by a stator will now be described. The heat engine also has the advantage that the heat engine has a simple structure with low output weight, high efficiency, low emissions of harmful substances and noise, and less maintenance and wear. In particular, the heat engine configured as this external roller has the advantage that it produces a centrifugal force and a centrifugal sealing between the condenser and the evaporator is realized, so that an additional supply can be omitted.

図9に本発明に係る熱機関の第6の実施形態を、蒸気タービン101、または蒸気発生ゾーンを備えるコンパクト蒸気タービンの形態で示す。蒸気タービン101の構造は、図5および図6に示した蒸気タービン1”の構造に類似する。このように蒸気タービン101は再び固定シャフト105を含むステーター103を含む。図1ないし8aに示した本発明に係る実施形態と異なり、蒸気タービン101の前壁107はシャフト105と連結され、それによってステーター103の部分を形成する。さらに前壁107を介してシャフト105が第1の羽根車109と第2の羽根車111とに連結されている。それに対して周壁113と前壁115はステーター103と相対的に回転可能に軸支されている。前記壁113、115は、それによってローター117を形成する。さらに仕切壁119、121および123はローターと回転連動確実に連結されている。さらに仕切壁121に流れ誘導輪125が配設されている。この流れ誘導輪125は軸受127を介して回転可能にシャフト105に軸支されている。しかしながら流れ誘導輪125の支承はシャフト105に必ずしも必要ではない。特にローター117の充分な支承はシール装置133を介して可能で、その結果、軸受127を省いてもよい。蒸気タービン101の内部は、好ましくは断熱性の壁121を利用して第1のチャンバ129と第2のチャンバ131とに仕切られる。ここでチャンバ129は蒸気発生チャンバとして作用し、他方チャンバ131は凝縮チャンバとして利用される。第2のチャンバ131のシーリングはシール装置133によって周壁113と前壁107の移行領域で行われる。このシール装置133は当業者に一般的に知られている形態で形成できる。このようにシール装置133は特にO−リングおよび/またはラビリンスシステムのようなシール部材を含むことができる。しかし蒸気タービン101の動作方式に重要であるのは、シール装置133が第2のチャンバ131のシーリングを保証すると同時にステーター103と相対的なローター117の回転を可能にすることである。それによって蒸気タービン101の中で、蒸気発生装置がチャンバ129の形態で本質的に完全にローター117によって囲まれ、他方では凝縮装置が前壁107を有する第2のチャンバ131の形態で本質的に完全にステーター103によって囲まれることが達成される。   FIG. 9 shows a sixth embodiment of the heat engine according to the present invention in the form of a steam turbine 101 or a compact steam turbine having a steam generation zone. The structure of the steam turbine 101 is similar to the structure of the steam turbine 1 ″ shown in FIGS. 5 and 6. Thus, the steam turbine 101 again includes a stator 103 including a fixed shaft 105. As shown in FIGS. 1 to 8a. Unlike the embodiment according to the present invention, the front wall 107 of the steam turbine 101 is connected to the shaft 105, thereby forming a part of the stator 103. Further, the shaft 105 is connected to the first impeller 109 via the front wall 107. It is connected to the second impeller 111. On the other hand, the peripheral wall 113 and the front wall 115 are rotatably supported relative to the stator 103. The walls 113 and 115 thereby support the rotor 117. Furthermore, the partition walls 119, 121 and 123 are securely connected to the rotor in conjunction with the rotation. The flow guide ring 125 is rotatably supported by the shaft 105 via a bearing 127. However, the support of the flow guide ring 125 is not necessarily required for the shaft 105. In particular, sufficient support of the rotor 117 is possible via the sealing device 133, so that the bearing 127 may be omitted, the interior of the steam turbine 101 is preferably the first using the insulating wall 121. The chamber 129 is partitioned into a chamber 129 and a second chamber 131. Here, the chamber 129 acts as a steam generation chamber, while the chamber 131 is used as a condensing chamber, and the sealing of the second chamber 131 is performed by the sealing device 133 on the peripheral wall 113. And in the transition region of the front wall 107. This sealing device 133 is generally known to those skilled in the art. Thus, the sealing device 133 may include a sealing member such as an O-ring and / or a labyrinth system, but it is important to the operation mode of the steam turbine 101 that the sealing device 133 is important. Guarantees the sealing of the second chamber 131 and at the same time allows rotation of the rotor 117 relative to the stator 103. In the steam turbine 101, the steam generator is essentially in the form of a chamber 129. Is completely enclosed by the rotor 117, on the other hand, the condenser is essentially completely enclosed by the stator 103 in the form of a second chamber 131 having a front wall 107.

以下、ここで蒸気タービン101の動作方式を説明する。上記実施形態と類似に、燃焼ガス135は対流原理で前壁115に衝突する。これは第1のチャンバ129の加熱を生ぜしめ、作動媒体137が蒸発されるようにする。作動媒体137は仕切壁121、123と、ノズル139を通り第2のチャンバ131の中へ流入する。そこで蒸発する作動媒体が第1の羽根車109に衝突し、ステーター103と相対的にローター117の駆動を生ぜしめる。ステーター103と連結される第1の羽根車109による排出後、蒸発した作動媒体はローター117と連結される流れ誘導輪125に衝突し、それによってローター117が引き続き駆動される。流れ誘導輪125から流出後、作動媒体は最終的に少なくとも部分的に前壁107を介してステーター103と連結される第2の羽根車111に衝突する。第2のチャンバ131の領域で作動媒体の凝縮を達成するために、チャンバ131から離間する前壁107の側で冷却空気141が対流原理で沿流する。凝縮された作動媒体は、周壁113の領域にローター117の回転運動によって集められ、前壁107と仕切壁119との間の領域に、図示しない駆動要素が、好ましくはローター117と共に回転され、特に該ローターに取り付けられる羽根の形態で配設されている。しかしながらこの駆動要素は必ずしも必要ではないが、作動媒体137による遠心力封止の運転安全性が向上する。それを受けて作動媒体137は周壁113と仕切壁119との間で再び第1のチャンバ129へ還流する。作動媒体137は蒸気タービン101の中で、第1のチャンバ129と第2のチャンバ131との間の封止が仕切壁119と周壁113の領域で達成されることを保証し、その結果、作動媒体137は常時ノズル139を介して第1のチャンバ129から第2のチャンバ131への通路を進まなければならない。蒸気タービン101は、前壁107が回転運動を実行せず、それによって冷却空気141の特に層流が前壁107に沿って生じる長所を提供する。それによって第2のチャンバ131の形態での凝縮装置の効率と共に蒸気タービン101の効率が向上する。さらに蒸気タービン101の構造は、前壁107への冷媒の供給を容易にする。このように前壁107が図示しない流量装置によって通路の形態で実現されることを考慮できる。この通路は特に水のような冷却流体が循環する閉じた冷却循環系の一部とできる。前壁107がステーター103のシャフト105と連結されることによって、前記冷媒の供給はシャフト105に配設されたまたはこれを貫流する通路によって行える。この別の冷却方式によって蒸気タービン101の効率をさらに向上可能である。   Hereinafter, the operation method of the steam turbine 101 will be described. Similar to the above embodiment, the combustion gas 135 collides with the front wall 115 on the convection principle. This causes heating of the first chamber 129 and causes the working medium 137 to evaporate. The working medium 137 flows into the second chamber 131 through the partition walls 121 and 123 and the nozzle 139. Then, the working medium that evaporates collides with the first impeller 109 and causes the rotor 117 to be driven relative to the stator 103. After being discharged by the first impeller 109 connected to the stator 103, the evaporated working medium collides with the flow guide wheel 125 connected to the rotor 117, whereby the rotor 117 is continuously driven. After flowing out of the flow guide wheel 125, the working medium finally collides with the second impeller 111 connected to the stator 103 at least partially via the front wall 107. In order to achieve the condensation of the working medium in the region of the second chamber 131, the cooling air 141 flows along the convection principle on the side of the front wall 107 that is remote from the chamber 131. The condensed working medium is collected in the region of the peripheral wall 113 by the rotational movement of the rotor 117, and in the region between the front wall 107 and the partition wall 119, a driving element (not shown) is preferably rotated together with the rotor 117, in particular Arranged in the form of vanes attached to the rotor. However, this driving element is not always necessary, but the operational safety of the centrifugal sealing with the working medium 137 is improved. In response to this, the working medium 137 returns to the first chamber 129 again between the peripheral wall 113 and the partition wall 119. The working medium 137 ensures that a seal between the first chamber 129 and the second chamber 131 is achieved in the region of the partition wall 119 and the peripheral wall 113 in the steam turbine 101, and as a result The medium 137 must always travel through the nozzle 139 through the passage from the first chamber 129 to the second chamber 131. The steam turbine 101 provides the advantage that the front wall 107 does not perform a rotational movement, whereby a particularly laminar flow of the cooling air 141 occurs along the front wall 107. This improves the efficiency of the steam turbine 101 as well as the efficiency of the condensing device in the form of the second chamber 131. Furthermore, the structure of the steam turbine 101 facilitates the supply of refrigerant to the front wall 107. Thus, it can be considered that the front wall 107 is realized in the form of a passage by a flow device (not shown). This passage can in particular be part of a closed cooling circulation system in which a cooling fluid such as water circulates. By connecting the front wall 107 to the shaft 105 of the stator 103, the refrigerant can be supplied through a passage disposed in or passing through the shaft 105. This another cooling method can further improve the efficiency of the steam turbine 101.

図10に本発明に係る熱機関の第7の実施形態を、蒸気タービン101’の形態で、または蒸気発生ゾーンを備えるコンパクト蒸気タービンの形態で示す。蒸気タービン101’の構造は本質的に、図9に示した蒸気タービン101の構造に相当する。特に蒸気タービン101’は蒸気タービン101に関して記載した駆動装置を仕切壁119と前壁107の領域に設けてもよい。蒸気タービン101と同じ蒸気タービン101’の要素は同じ符号を付けていて、他方、異なる要素は、同じ符号であるが簡単にアポストロフィで表している。蒸気タービン101’の構造は凝縮装置も蒸気発生装置も本質的に完全にステーター103’によって囲まれることによって、蒸気タービン101の構造から本質的に区別される。ステーター103’は前壁107とも前壁115’とも連結されるシャフト105’を含む。それによって前壁115’はローター117’によって囲まれない。ローター117’は本質的に仕切壁119、121、123と連結される周壁113’を含む。さらに仕切壁123には流れ誘導輪125が取り付けられている。蒸気発生装置として利用される第1のチャンバ129’の密閉のために、周壁113’は密閉装置143’を介して前壁115’と連結されている。この構造的な蒸気タービン101’の構成によって、前壁107と並んで前壁115’も蒸気タービン101’の運転で定在させたままの状態が達成される。それによって、前壁115’に供給される燃焼ガス135が乱流にならないので、蒸気発生装置129’の効率が向上する。それによって第1のチャンバ129’との良好な熱交換が達成され、それによってさらに全蒸気タービン101’の効率が向上する。蒸気タービン101’の効率のさらなる上昇は、前壁115’が、好ましくはシャフト105’を介して供給される加熱媒体が循環される別の流量装置を前壁115’を排出する通路の形態で含むことによって達成できる。類似方法で流量装置を、上記の蒸気タービン101を利用して説明したように、前壁107の中の通路の形態で設けてもよい。   FIG. 10 shows a seventh embodiment of a heat engine according to the invention in the form of a steam turbine 101 ′ or in the form of a compact steam turbine with a steam generation zone. The structure of the steam turbine 101 'essentially corresponds to the structure of the steam turbine 101 shown in FIG. In particular, the steam turbine 101 ′ may be provided with the drive device described for the steam turbine 101 in the region of the partition wall 119 and the front wall 107. Elements of the steam turbine 101 'that are the same as the steam turbine 101 have the same reference numerals, while the different elements have the same reference but are simply represented by apostrophes. The structure of the steam turbine 101 ′ is essentially distinguished from the structure of the steam turbine 101 by the fact that both the condenser and the steam generator are essentially completely surrounded by the stator 103 ′. Stator 103 'includes a shaft 105' that is coupled to both front wall 107 and front wall 115 '. Thereby, the front wall 115 'is not surrounded by the rotor 117'. The rotor 117 ′ includes a peripheral wall 113 ′ that is essentially connected to the partition walls 119, 121, and 123. Further, a flow guide ring 125 is attached to the partition wall 123. For sealing the first chamber 129 ′ used as a steam generator, the peripheral wall 113 ′ is connected to the front wall 115 ′ via the sealing device 143 ′. With this structural configuration of the steam turbine 101 ′, a state in which the front wall 115 ′ along with the front wall 107 remains stationary during the operation of the steam turbine 101 ′ is achieved. Thereby, the combustion gas 135 supplied to the front wall 115 'does not become a turbulent flow, so that the efficiency of the steam generator 129' is improved. Thereby, a good heat exchange with the first chamber 129 'is achieved, thereby further improving the efficiency of the whole steam turbine 101'. A further increase in the efficiency of the steam turbine 101 ′ is in the form of a passage where the front wall 115 ′ exits the front wall 115 ′ through another flow device, preferably through which a heating medium supplied via the shaft 105 ′ is circulated. Can be achieved by including. In a similar manner, the flow device may be provided in the form of a passage in the front wall 107 as described using the steam turbine 101 above.

最後に、図11に本発明に係る熱機関の第8の実施形態を、蒸気タービン101”の形態で示す。蒸気タービン101”の構造は、図10に示した蒸気タービン101’の構造と比較できる。蒸気タービン101”の同じ要素は蒸気タービン101’の要素と同じ符号を付けていて、他方、異なる要素は同じ符号を付けているが、2つのアポストロフィで示している。両方の蒸気タービン101’および101”は本質的に、前壁107”および115”が本質的に分割型に形成されていることによって、互いに区別される。このように前壁107”は部分107a”と107b”とから構成される。ここで前壁部107b”はシャフト105”と連結され、他方、前壁部107a”は周壁113”と連結されている。これは、密閉装置133”が作動媒体137の領域に配設されず、そのため容易な密閉を達成できる長所を提供する。類似の方法で前壁115”は第1の前壁部115a”および第2の前壁部115b”の形態で分割型に形成されている。前壁部115a”は周壁113”と連結されていて、他方、前壁部115b”はシャフト105”と連結されている。この構造に基づき、第1のチャンバ129”も蒸気発生装置として利用される前壁115”と共に、また第2のチャンバ131”も凝縮装置として利用される前壁107”と共に、部分的にローター117”によってもステーター103”によっても囲まれている。   Finally, FIG. 11 shows an eighth embodiment of the heat engine according to the present invention in the form of a steam turbine 101 ″. The structure of the steam turbine 101 ″ is compared with the structure of the steam turbine 101 ′ shown in FIG. it can. The same elements of the steam turbine 101 ″ have the same reference numerals as the elements of the steam turbine 101 ′, while the different elements have the same reference numerals, but are indicated by two apostrophes. Both steam turbines 101 ′ and 101 "is essentially distinguished from each other by the front walls 107" and 115 "being essentially split. Thus, the front wall 107 "is composed of the portions 107a" and 107b ". Here, the front wall 107b" is connected to the shaft 105 ", while the front wall 107a" is connected to the peripheral wall 113 ". This provides the advantage that the sealing device 133 "is not arranged in the region of the working medium 137, so that an easy sealing can be achieved. In a similar manner, the front wall 115 "is formed in a divided form in the form of a first front wall 115a" and a second front wall 115b ". The front wall 115a" is connected to the peripheral wall 113 ". On the other hand, the front wall 115b ″ is connected to the shaft 105 ″. Based on this structure, the first chamber 129 ″ is used together with the front wall 115 ″ used as a steam generator, and the second chamber 131 is also used. "Is also surrounded by the rotor 117" and the stator 103 "together with the front wall 107" used as a condenser.

本発明の別の、図示しない実施形態において、第1のチャンバから出る蒸発した作動媒体が初めにローターと作用接続される流れ誘導輪を中間接続して羽根車もしくは羽根車群に衝突することを考慮できる。特に個々の羽根車を使用する場合、蒸発する作動媒体に内在するエネルギーを利用するために前記羽根車にローターと作用接続される、特に外部ローラとして作用する流れ誘導輪を後置することを考慮できる。さらに転向輪、流れ誘導輪および/または羽根車の配列は軸線方向の相対的な相互の配列に制限されるものではない。本発明の熱機関の高いコンパクト性を実現するために、特に前記転向輪が少なくとも領域ごとに互いに相対的に半径方向に配設されることが考慮されている。   In another, not shown embodiment of the present invention, the evaporated working medium exiting the first chamber is initially connected to the rotor to impinge on the impeller or group of impellers by intermediate connection of the flow guide wheels. Can be considered. In particular, when using individual impellers, it is considered that the impeller is connected to a rotor, in particular to act as an external roller, in order to use the energy inherent in the working medium that evaporates. it can. Further, the arrangement of turning wheels, flow guide wheels and / or impellers is not limited to relative axial arrangement. In order to realize the high compactness of the heat engine of the present invention, it is considered in particular that the turning wheels are arranged radially relative to each other at least in each region.

本発明の別の、図示しない実施形態において、熱機関は、蒸気タービンから付加的な抽気装置によって蒸気発生チャンバの中に発生する蒸気を抽気できる背圧もしくは抽気タービンの形態で形成することを考慮できる。   In another, not shown embodiment of the present invention, it is contemplated that the heat engine is formed in the form of a back pressure or bleed turbine that can bleed steam generated from the steam turbine into the steam generation chamber by an additional bleed device. it can.

また、本発明に係る熱機関の使用は、この熱機関が外部に、熱機関の内部に発生する蒸気のほかに、付加的な蒸気を供給できる前置もしくは排気タービンの形態で実施可能である。   In addition, the use of the heat engine according to the present invention can be implemented in the form of a front or exhaust turbine that can supply additional steam in addition to the steam generated inside the heat engine. .

本発明の上記例による実施形態に関しては、特に図3および図4に示した蒸気タービン1’によって識別されるように、作動媒体が熱機関の内部で、熱機関の各必要性に適合される流れ推移を有してもよいことに注意する必要がある。このように特に、作動媒体が区間ごとに軸線方向、半径方向または横方向に、特に、熱機関の軸に対して半径方向にも前記軸から離れる方向にも流れることを可能にする。つまり本発明は特に例示した作動媒体の流路に制限されるものではない。   Regarding the embodiment according to the above example of the present invention, the working medium is adapted to the respective needs of the heat engine inside the heat engine, as particularly identified by the steam turbine 1 ′ shown in FIGS. Note that it may have a flow transition. In this way, in particular, it is possible for the working medium to flow axially, radially or laterally from section to section, in particular both radially with respect to the axis of the heat engine and away from said axis. That is, the present invention is not particularly limited to the exemplified flow path of the working medium.

上記明細書、図面ならびに請求項に開示した本発明の特徴は、個別的にも各任意の組合せでもその種々の実施形態において本発明を実現するための本質とできる。   The features of the invention disclosed in the above specification, drawings and claims can be the essence for implementing the invention in its various embodiments both individually and in any combination.

本発明に係る熱機関の第1の実施形態の断面図である。1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a heat engine according to the present invention. 図1の平面A−Aに沿った図1の熱機関の断面図である。2 is a cross-sectional view of the heat engine of FIG. 1 along the plane AA of FIG. 本発明に係る熱機関の第2の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 2nd Embodiment of the heat engine which concerns on this invention. 図3の平面B−Bに沿った図3の熱機関の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the heat engine of FIG. 3 along the plane BB of FIG. 3. 本発明に係る熱機関の第3の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 3rd Embodiment of the heat engine which concerns on this invention. 図5の平面A−Aに沿った図5の熱機関の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the heat engine of FIG. 5 along the plane AA of FIG. 本発明に係る熱機関の第4の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 4th Embodiment of the heat engine which concerns on this invention. 本発明に係る熱機関の第5の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 5th Embodiment of the heat engine which concerns on this invention. 図8a記載の本発明に係る熱機関の第5の実施形態の変形態様の断面図である。It is sectional drawing of the deformation | transformation aspect of 5th Embodiment of the heat engine which concerns on this invention of FIG. 8a. 本発明に係る熱機関の第6の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 6th Embodiment of the heat engine which concerns on this invention. 本発明に係る熱機関の第7の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 7th Embodiment of the heat engine which concerns on this invention. 本発明に係る熱機関の第8の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 8th Embodiment of the heat engine which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、1’、1” 蒸気タービン
3、3’、3” ステーター
5、5’、5” シャフト
6” 連結部材
7、7’、7” 羽根車
8” 流れ誘導輪
9、9’ 軸受
10、10’ シール
11、11’、11” ローター
11a、11c、11a’、11c’、11a”、11c” 前壁
11b、11b’、11b” 周壁
13、13’ チャンバ
14’ 流れ誘導体
15、15’ チャンバ
16’ 流れ誘導体
17、17’、17” 壁
18” 連結部材
19 開口
20’ 通路
21、21’ 作動媒体
23 仕切壁
24’ 仕切壁
25、25’ タービン室
27、27’、27” ノズル
28’、28” 羽根
29、29’ 燃焼ガス
30” 羽根
31、31’ 冷却空気
51、51’、51” 蒸気タービン
53、53’、53” ステーター
55、55’ シャフト
57a、57b、57a’、57b’、57c’
57a”、57b”、57c” 羽根車
59、59’ 軸受
60、60’ シール
61、61’、61” ローター
61a、61c、61a’、61c’ 前壁
61b、61b’ 周壁
63、63’ チャンバ
65、65’、65” チャンバ
67、67’ 補償チャンバ
69、69’ 壁
71、71’ 燃焼ガス
73、73’ 作動媒体
75、75’、75” 管
77、77’、77” ノズル
79a、79b、79a’、79b’、79c’
79a”、79b”、79c” 転向輪
81、81’ 冷却空気
83、83’ 通路
85、85’、85” 仕切壁
101、101’、101” 蒸気タービン
103、103’、103” ステーター
105、105’、105” シャフト
107、107” 前壁
107a”、107b” 前壁部
109 羽根車
111 羽根車
113、113’、113” 周壁
115、115’、115” 前壁
115a”、115b” 前壁部
117、117’、117” ローター
119、121、123 仕切壁
125 流れ誘導輪
127、127’ 軸受
129、129’、129” チャンバ
131、131’、131” チャンバ
133、133” シール
135 燃焼ガス
137 作動媒体
139 ノズル
141 冷却空気
143’、143” シール要素
1, 1 ', 1 "steam turbine 3, 3', 3" stator 5, 5 ', 5 "shaft 6" connecting member 7, 7', 7 "impeller 8" flow guide wheel 9, 9 'bearing 10, 10 'seal 11, 11', 11 "rotor 11a, 11c, 11a ', 11c', 11a", 11c "front wall 11b, 11b ', 11b" peripheral wall 13, 13' chamber 14 'flow derivative 15, 15' chamber 16 'flow derivative 17, 17', 17 "wall 18" connecting member 19 opening 20 'passage 21, 21' working medium 23 partition wall 24 'partition wall 25, 25' turbine chamber 27, 27 ', 27 "nozzle 28' , 28 "blades 29, 29 'combustion gas 30" blades 31, 31' cooling air 51, 51 ', 51 "steam turbines 53, 53', 53" stators 55, 55 'shafts 57a, 57b, 57a', 57b ' , 57c '
57a ″, 57b ″, 57c ″ impeller 59, 59 ′ bearing 60, 60 ′ seal 61, 61 ′, 61 ″ rotor 61a, 61c, 61a ′, 61c ′ front wall 61b, 61b ′ peripheral wall 63, 63 ′ chamber 65 , 65 ', 65 "chamber 67, 67' compensation chamber 69, 69 'wall 71, 71' combustion gas 73, 73 'working medium 75, 75', 75" tube 77, 77 ', 77 "nozzle 79a, 79b, 79a ', 79b', 79c '
79a ", 79b", 79c "Turning wheels 81, 81 'Cooling air 83, 83' Passage 85, 85 ', 85" Partition walls 101, 101', 101 "Steam turbine 103, 103 ', 103" Stator 105, 105 ', 105 "shaft 107, 107" front wall 107a ", 107b" front wall 109 impeller 111 impeller 113, 113', 113 "peripheral wall 115, 115 ', 115" front wall 115a ", 115b" front wall 117, 117 ′, 117 ″ rotor 119, 121, 123 Partition wall 125 Flow guide wheel 127, 127 ′ Bearing 129, 129 ′, 129 ″ Chamber 131, 131 ′, 131 ″ Chamber 133, 133 ″ Seal 135 Combustion gas 137 Operation Medium 139 Nozzle 141 Cooling air 143 ', 143 "Sealing element

Claims (32)

供給される熱エネルギーの熱機関(1、1’、1”、51、51’、51”)を利用して第1の液体作動媒体(21、21’、73、73’)を少なくとも部分的に蒸発するための少なくとも1つの蒸気発生装置(11a、11a’、11a”、13、13’、61a、61a’、63、63’)と、機械エネルギーを発生するために蒸発した第1の作動媒体(21、21’、73、73’)を利用して駆動可能の、かつ少なくとも1つのステーター(3、3’、3”、53、53’、53”)と相対的に第1の回転軸周りに回転可能の少なくとも1つのローター(11、11’、11”、61、61’、61”)と、ローター(11、11’、11”、61、61’、61”)の駆動後に蒸発した第1の作動媒体(21、21’、73、73’)を凝縮するための少なくとも1つの凝縮装置(11c、11c’、11c”、15、15’、61c、61c’、65、65’、65”)とを含む熱エネルギーから機械エネルギーへ変換するための熱機関(1、1’、1”、51、51’、51”)であって、ローター(11、11’、11”、61、61’、61”)がステーター(3、3’、53、53’、53”)を本質的に完全に取り囲み、かつローター(11、11’、11”、61、61’、61”)が蒸気発生装置(11a、11a’、11a”、13、13’、61a、61a’、63、63’)および凝縮装置(11c、11c’、11c”、15、15’、61c、61c’、65、65’、65”)を本質的に完全に含む熱機関。   Utilizing a heat engine (1, 1 ′, 1 ″, 51, 51 ′, 51 ″) of the supplied thermal energy, the first liquid working medium (21, 21 ′, 73, 73 ′) is at least partially At least one steam generator (11a, 11a ′, 11a ″, 13, 13 ′, 61a, 61a ′, 63, 63 ′) for evaporating and a first operation evaporated to generate mechanical energy First rotation relative to at least one stator (3, 3 ′, 3 ″, 53, 53 ′, 53 ″) that can be driven using the medium (21, 21 ′, 73, 73 ′) After driving at least one rotor (11, 11 ′, 11 ″, 61, 61 ′, 61 ″) rotatable around the axis and the rotor (11, 11 ′, 11 ″, 61, 61 ′, 61 ″) Evaporated first working medium (21, 21 ′, 73, 7 Converting thermal energy to mechanical energy including at least one condensing device (11c, 11c ', 11c ", 15, 15', 61c, 61c ', 65, 65', 65") for condensing ') Heat engine (1, 1 ′, 1 ″, 51, 51 ′, 51 ″) for which the rotor (11, 11 ′, 11 ″, 61, 61 ′, 61 ″) is the stator (3, 3 ′). , 53, 53 ′, 53 ″) and the rotor (11, 11 ′, 11 ″, 61, 61 ′, 61 ″) is essentially completely surrounded by the steam generators (11a, 11a ′, 11a ″, 13 ”). 13 ', 61a, 61a', 63, 63 ') and the condenser (11c, 11c', 11c ", 15, 15 ', 61c, 61c', 65, 65 ', 65") essentially completely Including heat engine. 供給される熱エネルギーの熱機関(1、1’、1”、51、51’、51”、101、101’、101”)を利用して第1の液体作動媒体(21、21’、73、73’、137)を少なくとも部分的に蒸発するための少なくとも1つの蒸気発生装置(11a、11a’、11a”、13、13’、61a、61a’、63、63’、115、115’、115”)と、機械エネルギーを発生するために蒸発した第1の作動媒体(21、21’、73、73’、137)を利用して駆動可能の、かつ少なくとも1つのステーター(3、3’、3”、53、53’、53”、103、103’、103”)と相対的に第1の回転軸周りに回転可能の少なくとも1つのローター(11、11’、11”、61、61’、61”、117、117’、117”)と、ローター(11、11’、11”、61、61’、61”、117、117’、117”)の駆動後に蒸発した第1の作動媒体(21、21’、73、73’、137)を凝縮するための少なくとも1つの凝縮装置(11c、11c’、11c”、15、15’、61c、61c’、65、65’、65”、107、107’、107”)とを含む熱エネルギーから機械エネルギーへ変換するための熱機関(1、1’、1”、51、51’、51”、101、101’、101”)であって、ローター(11、11’、11”、61、61’、61”、117、117’、117”)がステーター(3、3’、53、53’、53”、103、103’、103”)を少なくとも領域ごとに取り囲む熱機関。   The first liquid working medium (21, 21 ′, 73) using the heat engine (1, 1 ′, 1 ″, 51, 51 ′, 51 ″, 101, 101 ′, 101 ″) of the supplied thermal energy. 73 ′, 137) at least one vapor generator (11a, 11a ′, 11a ″, 13, 13 ′, 61a, 61a ′, 63, 63 ′, 115, 115 ′, 115 ″) and at least one stator (3, 3 ′) that can be driven using the first working medium (21, 21 ′, 73, 73 ′, 137) evaporated to generate mechanical energy. 3 ″, 53, 53 ′, 53 ″, 103, 103 ′, 103 ″) and at least one rotor (11, 11 ′, 11 ″, 61, 61) rotatable around the first rotation axis. ', 61 ", 117, 117 117 ″) and the first working medium (21, 21 ′, 73, evaporating after driving the rotor (11, 11 ′, 11 ″, 61, 61 ′, 61 ″, 117, 117 ′, 117 ″)) 73 ′, 137) at least one condensing device (11c, 11c ′, 11c ″, 15, 15 ′, 61c, 61c ′, 65, 65 ′, 65 ″, 107, 107 ′, 107 ″) A heat engine (1, 1 ′, 1 ″, 51, 51 ′, 51 ″, 101, 101 ′, 101 ″) for converting heat energy including the rotor (11, 11 ′) 11 ″, 61, 61 ′, 61 ″, 117, 117 ′, 117 ″) surrounds the stator (3, 3 ′, 53, 53 ′, 53 ″, 103, 103 ′, 103 ″) at least in each region. Heat engine. ローター(11、11’、11”、61、61’、61”、117)が蒸気発生装置(11a、11a’、11a”、13、13’、61a、61a’、63、63’、115)および/または凝縮装置(11c、11c’、11c”、15、15’、61c、61c’、65、65’、65”)を本質的に完全に含むことを特徴とする、請求項2記載の熱機関。   Rotor (11, 11 ′, 11 ″, 61, 61 ′, 61 ″, 117) is a steam generator (11a, 11a ′, 11a ″, 13, 13 ′, 61a, 61a ′, 63, 63 ′, 115) 3. and / or a condenser (11c, 11c ′, 11c ″, 15, 15 ′, 61c, 61c ′, 65, 65 ′, 65 ″) essentially completely. Heat engine. ステーター(103、103”)が蒸気発生装置(115)および/または凝縮装置(107、107’)を本質的に完全に含むことを特徴とする、請求項2または3記載の熱機関。   Heat engine according to claim 2 or 3, characterized in that the stator (103, 103 ") essentially completely comprises a steam generator (115) and / or a condenser (107, 107 '). 蒸気発生装置(115”)および/または凝縮装置(107”)が少なくとも分割型に形成されていて、ローター(117”)が凝縮装置(107a”)の第1の部分および/または蒸気発生装置(115a”)の第1の部分を含み、かつステーター(103”)が蒸気発生装置(115b”)および/または凝縮装置(107b”)の他方の部分を含むことを特徴とする、請求項2記載の熱機関。   The steam generator (115 ") and / or the condensing device (107") are formed at least in a split type, and the rotor (117 ") is a first part of the condensing device (107a") and / or the steam generating device ( 115a ") and the stator (103") includes the other part of the steam generator (115b ") and / or the condenser (107b"). Heat engine. 蒸気発生装置を形成する少なくとも1つの第1のチャンバ(13、13’、63、63’、129、129’、129”)と、凝縮装置を形成する少なくとも1つの第2のチャンバ(15、15’、65、65’、65”、131、131’、131”)と、少なくとも1つのタービン室(25)において、好ましくは第1のチャンバ(13、13’、63、63’、129、129’、129”)と第2のチャンバ(15、15’、65、65’、65”、131、131’、131”)、第1のチャンバ(13、13’)とタービン室(25、25’)および/または第2のチャンバとタービン室が少なくとも領域ごとに少なくとも1つの、特に断熱性の壁(17、17’、17”、23、24’、69、69’、85、85’、85”、121)によって互いに分離されていることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか一項記載の熱機関。   At least one first chamber (13, 13 ′, 63, 63 ′, 129, 129 ′, 129 ″) forming a steam generator and at least one second chamber (15, 15) forming a condenser. ', 65, 65', 65 ", 131, 131 ', 131") and at least one turbine chamber (25), preferably the first chamber (13, 13', 63, 63 ', 129, 129). '129 ") and the second chamber (15, 15', 65, 65 ', 65", 131, 131', 131 "), the first chamber (13, 13 ') and the turbine chamber (25, 25). ′) And / or at least one second chamber and turbine chamber per region, in particular thermally insulating walls (17, 17 ′, 17 ″, 23, 24 ′, 69, 69 ′, 85, 85 ′, 85 " Characterized in that it is separated from each other by 121), according to claim 1 to a heat engine according to any one claim of 5. 蒸発した第1の作動媒体(21、21’、73、73’)を排出するための第1のチャンバ(13、13’、63、63’)とタービン室(25、25’)を連結する、好ましくは少なくとも1つの第1のノズル(27、27’、27”、77、77’、77”、139)を含む少なくとも1つの第1の連結装置において、好ましくはノズル開口の形状および/または配向を調節可能である連結装置と、少なくとも1つの第1の管(75、75’、75”)および/または特に断熱性の壁の中に形成される少なくとも1つの第1の開口とを特徴とする、請求項6記載の熱機関。   The first chamber (13, 13 ′, 63, 63 ′) for discharging the evaporated first working medium (21, 21 ′, 73, 73 ′) and the turbine chamber (25, 25 ′) are connected. , Preferably in at least one first coupling device comprising at least one first nozzle (27, 27 ′, 27 ″, 77, 77 ′, 77 ″, 139), preferably the shape of the nozzle opening and / or Featuring a coupling device with adjustable orientation and at least one first tube (75, 75 ′, 75 ″) and / or at least one first opening formed in a particularly insulating wall. The heat engine according to claim 6. 蒸発した第1の作動媒体を排出するためのタービン室と第2のチャンバを連結する、好ましくは少なくとも1つの第2のノズルを含む少なくとも1つの第2の連結装置において、好ましくはノズル開口の形状および/または配向が調節可能である連結装置と、少なくとも1つの第2の管および/または特に断熱性の壁の中に形成される少なくとも1つの第2の開口とを特徴とする、請求項6または7記載の熱機関。   In at least one second coupling device, preferably including at least one second nozzle, which couples the turbine chamber and the second chamber for discharging the evaporated first working medium, preferably the shape of the nozzle opening And / or a coupling device with adjustable orientation and at least one second opening formed in at least one second tube and / or in particular a thermally insulating wall. Or the heat engine of 7. 第1の連結装置と作用接続される少なくとも1つの第1のおよび/または第2の連結装置と作用接続される、好ましくは第1および/または第2の弁の形態の少なくとも1つの第2の流量制御および/または調整装置であることを特徴とする、請求項7または8記載の熱機関。   At least one second, preferably in the form of a first and / or second valve, operatively connected to at least one first and / or second coupling device operatively connected to the first coupling device. The heat engine according to claim 7 or 8, wherein the heat engine is a flow control and / or regulation device. 液体の第1の作動媒体(21、21’)を排出するための第1のチャンバ(13、13’)とタービン室(25、25’)を連結する、特に好ましくは断熱性の壁(17、17’)の中に形成される少なくとも1つの第3の開口(19、20’)の形態の少なくとも1つの第3の連結装置を特徴とする、請求項6ないし9のいずれか一項記載の熱機関。   The first chamber (13, 13 ′) for discharging the liquid first working medium (21, 21 ′) and the turbine chamber (25, 25 ′) are connected to each other, and particularly preferably an insulating wall (17). , 17 '), characterized in that at least one third coupling device in the form of at least one third opening (19, 20') is formed. Heat engine. 液体の第1の作動媒体を排出するためのタービン室と第2のチャンバを連結する、好ましくは、特に断熱性の壁の中に形成される少なくとも1つの第4の開口の形態の少なくとも1つの第4の連結装置を特徴とする、請求項6ないし10のいずれか一項記載の熱機関。   At least one in the form of at least one fourth opening connecting the turbine chamber and the second chamber for discharging the liquid first working medium, preferably formed in a particularly heat-insulating wall The heat engine according to any one of claims 6 to 10, characterized by a fourth connecting device. 液体の第1の作動媒体(21、21’、73、73’)がローター(11、11’、11”、61、61’、61”、117、117’、117”)の回転中に、特に作動媒体(21、21’、73、73’、137)に作用する遠心力によって、第1のチャンバ(13、13’、63、63’、129、129’、129”)から蒸発した第1の作動媒体(21、21’、73、73’)の流出を第3および/または第4の連結装置によって阻止し、特に第3および/または第4の開口(19、20’)をブロックすることを特徴とする、請求項10または11記載の熱機関。   During the rotation of the rotor (11, 11 ′, 11 ″, 61, 61 ′, 61 ″, 117, 117 ′, 117 ″) the liquid first working medium (21, 21 ′, 73, 73 ′) In particular, due to centrifugal force acting on the working medium (21, 21 ′, 73, 73 ′, 137), the first chamber (13, 13 ′, 63, 63 ′, 129, 129 ′, 129 ″) evaporated One working medium (21, 21 ′, 73, 73 ′) is prevented from flowing out by the third and / or fourth coupling device, in particular the third and / or fourth opening (19, 20 ′) is blocked. The heat engine according to claim 10 or 11, characterized in that: 好ましくは第3および/または第4の弁、特に逆止弁の形態で、第3の連結装置と作用接続される少なくとも1つの第3のおよび/または第4の連結装置と作用接続される少なくとも1つの第4の流量制御−および調整装置を特徴とする、請求項10ないし12のいずれか一項記載の熱機関。   Preferably in the form of a third and / or fourth valve, in particular a check valve, at least one operatively connected to at least one third and / or fourth linking device connected to the third linking device. 13. A heat engine according to any one of claims 10 to 12, characterized by one fourth flow control and adjustment device. 第2のチャンバ(15、15’)とタービン室(25、25’)を1つに形成することを特徴とする、請求項6ないし13のいずれか一項記載の熱機関。   14. A heat engine according to any one of claims 6 to 13, characterized in that the second chamber (15, 15 ') and the turbine chamber (25, 25') are formed as one. 第1のチャンバ(13’)、第2のチャンバ(15’)および/またはタービン室(25’)の中に形成される少なくとも1つの流れ誘導体(14’、16’)を特徴とする、請求項6ないし14のいずれか一項記載の熱機関。   Characterized by at least one flow derivative (14 ', 16') formed in a first chamber (13 '), a second chamber (15') and / or a turbine chamber (25 ') Item 15. The heat engine according to any one of Items 6 to 14. ステーター(3、3’、3”、53、53’、53”、103、103’、103”)によって囲まれる、好ましくは第1の連結装置(27、27’、27”、75、75’、75”、77、77’、77”、139)を介してステーター(3、3’、3”、53、53’、53”、103、103’、103”)と相対的にローター(11、11’、11”、61、61’、61”、117、117’、117”)を回転するために蒸発した第1の作動媒体(21、21’、73、73’、137)を、特に軸線方向、半径方向および/または第1の回転軸と相対的に所定の角度以下で供給可能である少なくとも1つの第1の羽根車(7、7’、7”、57a、57a’、57a”、109)を特徴とする、上記請求項のいずれか一項記載の熱機関。   Preferably, the first coupling device (27, 27 ', 27 ", 75, 75' surrounded by the stator (3, 3 ', 3", 53, 53', 53 ", 103, 103 ', 103") , 75 ″, 77, 77 ′, 77 ″, 139) and the rotor (11, 3 ′, 3 ″, 53, 53 ′, 53 ″, 103, 103 ′, 103 ″) relative to the stator (11). , 11 ′, 11 ″, 61, 61 ′, 61 ″, 117, 117 ′, 117 ″), the first working medium (21, 21 ′, 73, 73 ′, 137) evaporated to rotate, In particular, at least one first impeller (7, 7 ′, 7 ″, 57a, 57a ′, 57a which can be supplied axially, radially and / or below a predetermined angle relative to the first axis of rotation. ”, 109) according to any one of the preceding claims. Heat engine. ローター(11”、117、117’、117”)と作用接続される、特に前記ローターと回転連動確実に連結可能の、かつ蒸発した作動媒体(21’、137)の上流側および/または下流側に第1の羽根車(7”、109)と相対的に配設される少なくとも1つの流れ誘導輪(8”、125)において、流れ誘導輪(8”、125)が好ましくは少なくとも領域ごとに第1の羽根車(7”、109)と同心的に、特に第1の羽根車(7”、109)の内部および/または外部に配設されている流れ誘導輪を特徴とする、請求項16記載の熱機関。   The upstream side and / or the downstream side of the evaporated working medium (21 ', 137), which is operatively connected to the rotor (11 ", 117, 117', 117"), in particular capable of being reliably coupled with the rotor in a rotationally linked manner. In at least one flow guide wheel (8 ", 125) disposed relative to the first impeller (7", 109), the flow guide wheel (8 ", 125) is preferably at least per region A flow guide wheel arranged concentrically with the first impeller (7 ", 109), in particular inside and / or outside the first impeller (7", 109). 16. Heat engine according to 16. ステーター(53、53’、53”、103、103’、103”)によって囲まれる特に流れ誘導輪と相対的に蒸発した作動媒体の下流側に配設される少なくとも1つの第2の羽根車(57b、57b’、57c’、57b”、57c”、111)において、好ましくは蒸発した作動媒体(73、73’)の上流側および/または下流側に第2の羽根車(57b、57b’、57b”、57c’、57c”)と相対的にローター(61、61’、61”)と作用接続される、特に前記ローターと回転連動確実に連結可能の少なくとも1つの転向輪(79a、79b、79a’、79b’、79c’、79a”、79b”、79c”)が配設されていて、特に前記転向輪が少なくとも領域ごとに第1および/または第2の羽根車と同心的に、特に第1および/または第2の羽根車の内部および/または外部に配設されている羽根車を特徴とする、請求項16または17記載の熱機関。   At least one second impeller (disposed in particular downstream of the working medium evaporated relative to the flow guide wheels surrounded by the stator (53, 53 ', 53 ", 103, 103', 103") 57b, 57b ′, 57c ′, 57b ″, 57c ″, 111), the second impeller (57b, 57b ′, 111b) preferably upstream and / or downstream of the evaporated working medium (73, 73 ′). 57b ″, 57c ′, 57c ″) and relative to the rotor (61, 61 ′, 61 ″), in particular at least one turning wheel (79a, 79b, 79b, 79b, 79a ′, 79b ′, 79c ′, 79a ″, 79b ″, 79c ″), in particular, the turning wheel is concentric with the first and / or second impeller at least in each region, First and / or wherein the impeller is disposed inside and / or outside of the second impeller, claim 16 or 17 thermal engine according to. 第1の羽根車(7、7’、57a、57a’、57a”)、流れ誘導輪、第2の羽根車(57b、57b’、57c’、57b”、57c”)および/または転向輪(79a、79b、79a’、79b’、79c’、79a”、79b”、79c”)が少なくとも部分的にタービン室(25、25’)の中に配設されることを特徴とする、請求項16ないし18のいずれか一項記載の熱機関。   First impeller (7, 7 ', 57a, 57a', 57a "), flow guide wheel, second impeller (57b, 57b ', 57c', 57b", 57c ") and / or turning wheel ( 79a, 79b, 79a ′, 79b ′, 79c ′, 79a ″, 79b ″, 79c ″) are arranged at least partly in the turbine chamber (25, 25 ′). The heat engine according to any one of 16 to 18. 第2の羽根車が第1の羽根車の第1の直径と異なる第2の直径および/または第1の羽根車の羽根の枚数もしくは形状と異なる羽根の枚数もしくは形状を有することを特徴とする、請求項18または19記載の熱機関。   The second impeller has a second diameter different from the first diameter of the first impeller and / or a number or shape of blades different from the number or shape of the blades of the first impeller. The heat engine according to claim 18 or 19. 多数の第2の羽根車(57b’、57c’、57b”、57c”)および/または転向輪(79a、79b、79a’、79b’、79c’、79a”、79b”、79c”)において、第2の羽根車(57b’、57c’)が好ましくは羽根相互に異なる直径、異なる形状および/または異なる枚数を有し、かつ/または転向輪(79a’、79b’、79c’)が羽根相互に異なる直径、異なる形状および/または異なる枚数を有する第2の羽根車および転向輪を特徴とする、請求項18ないし20のいずれか一項記載の熱機関。   In a number of second impellers (57b ′, 57c ′, 57b ″, 57c ″) and / or turning wheels (79a, 79b, 79a ′, 79b ′, 79c ′, 79a ″, 79b ″, 79c ″), The second impellers (57b ', 57c') preferably have different diameters, different shapes and / or different numbers of blades and / or turning wheels (79a ', 79b', 79c '). 21. A heat engine according to any one of claims 18 to 20, characterized in that the second impeller and the turning wheels have different diameters, different shapes and / or different numbers. 第1の羽根車の少なくとも1つの羽根、少なくとも1つの第2の羽根車、流れ誘導輪および/または少なくとも1つの転向輪の形状および/または位置が、好ましくは熱機関の運転中に調整可能であることを特徴とする、請求項16ないし21のいずれか一項記載の熱機関。   The shape and / or position of the at least one blade of the first impeller, the at least one second impeller, the flow guide wheel and / or the at least one turning wheel is preferably adjustable during operation of the heat engine. 22. A heat engine according to any one of claims 16 to 21, characterized in that it is. 蒸気発生装置(11a、11a’、11a”、13、13’、61a、61a’、63、63’、115、115’、115”、129、129’、129”)、特に第1のチャンバ(13、13’、63、63’、129、129’、129”)に、好ましくは流体加熱媒体の形態で、特に燃焼ガス(29、29’、71、71’、135)状の高温のガスの形態で、特に高い伝熱性の材料を含みかつ/または高い対流熱輸送用に構造化される第1のチャンバの壁の中に組み込まれかつ/または前記壁の表面上に形成される少なくとも1つの加熱スピンドルの形態のような加熱源の形態で、加熱流体(29、29’、71、71’、135)のための少なくとも1つの第1の流量装置の形態で、第1のチャンバ(13、13’、63、63’、129、129’、129”)の壁(11a、11a’、11a”、61a、61a’、115、115’、115”)の外側に形成される、特に加熱流体(29、29’、71、71’、135)が貫流可能の、少なくとも1つの第1の構造および/または第1のチャンバ(13、13’、63、63’、129、129’、129”)の壁(11a、11a’、11a”、61a、61a’、115、115’、115”)の内側に形成される、特に好ましくは蒸発した作動媒体(21、21’、73、73’、137)が貫流可能の少なくとも1つの第2の構造の形態で、熱による衝撃を与えるための少なくとも1つの加熱手段を特徴とする、上記請求項のいずれか一項記載の熱機関。   Steam generators (11a, 11a ′, 11a ″, 13, 13 ′, 61a, 61a ′, 63, 63 ′, 115, 115 ′, 115 ″, 129, 129 ′, 129 ″), particularly the first chamber ( 13, 13 ′, 63, 63 ′, 129, 129 ′, 129 ″), preferably in the form of a fluid heating medium, in particular in the form of combustion gases (29, 29 ′, 71, 71 ′, 135). At least one incorporated in and / or formed on the surface of the first chamber comprising a particularly highly heat-conducting material and / or structured for high convective heat transport In the form of a heating source, such as in the form of one heating spindle, in the form of at least one first flow device for the heating fluid (29, 29 ′, 71, 71 ′, 135), the first chamber (13 , 13 ', 63, 63 129, 129 ′, 129 ″), especially formed on the outside of the walls (11a, 11a ′, 11a ″, 61a, 61a ′, 115, 115 ′, 115 ″), heated fluids (29, 29 ′, 71). , 71 ′, 135) through which at least one first structure and / or the wall (11a, 11a) of the first chamber (13, 13 ′, 63, 63 ′, 129, 129 ′, 129 ″) can flow. ′, 11a ″, 61a, 61a ′, 115, 115 ′, 115 ″), particularly preferably the evaporated working medium (21, 21 ′, 73, 73 ′, 137) is at least capable of flowing therethrough. A heat engine according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one heating means for applying a thermal shock in the form of one second structure. 第1の流量装置が壁の中に組み込まれていて、第1の流量装置の加熱手段が好ましくはステーターのシャフトを介して供給され、かつ/または前記加熱手段が特に第1の流量装置を含む、好ましくは閉じた加熱循環系の中で循環されることを特徴とする、請求項23記載の熱機関。   A first flow device is integrated in the wall, the heating means of the first flow device is preferably supplied via the shaft of the stator, and / or the heating means comprises in particular the first flow device. 24. A heat engine according to claim 23, characterized in that it is circulated in a closed heating circulation system. 凝縮装置(11c、11c’、11c”、15、15’、61c、61c’、65、65’、65”、107、107’、107”、131、131’、131”)、特に第2のチャンバ(15、15’、65、65’、65”、131、131’、131”)に、好ましくは流体冷媒の形態で、特に窒素または冷却空気(31、31’、81、81’、141)の形態で、特に好ましくは高い伝熱性の材料を含みかつ/または高い対流の熱輸送のために構造化される第2のチャンバの壁の中に組み込まれ、かつ/または前記壁の表面に形成される少なくとも1つのペルティエ要素の形態のような冷却源の形態で、窒素または冷却空気のような冷却流体(31、31’、81、81’、141)のための少なくとも1つの第2の流量装置の形態で、第2のチャンバ(15、15’、65、65’、65”、131、131’、131”)の壁(11c、11c’、11c”、61c、61c’m107、107’、107”)の外側に形成される、特に冷却流体(31、31’、81、81’、141)が貫流可能の少なくとも1つの第3の構造および/または第2のチャンバ(15、15’、65、65’、65”、131、131’、131”)の壁(11c、11c’、11c”、61c、61c’、107、107’、107”)の内側に形成される、特に作動媒体(21、21’、137)が貫流可能の少なくとも1つの第4の構造の形態で、冷却空気による衝撃を与えるための少なくとも1つの冷媒を特徴とする、上記請求項のいずれか一項記載の熱機関。   Condensing devices (11c, 11c ′, 11c ″, 15, 15 ′, 61c, 61c ′, 65, 65 ′, 65 ″, 107, 107 ′, 107 ″, 131, 131 ′, 131 ″), especially the second The chamber (15, 15 ′, 65, 65 ′, 65 ″, 131, 131 ′, 131 ″) is preferably in the form of a fluid refrigerant, in particular nitrogen or cooling air (31, 31 ′, 81, 81 ′, 141). ) In the form of a second chamber, particularly preferably comprising a highly heat-conducting material and / or structured for high convective heat transport and / or on the surface of said wall At least one second for a cooling fluid (31, 31 ', 81, 81', 141) such as nitrogen or cooling air in the form of a cooling source, such as in the form of at least one Peltier element formed Flow device shape And the walls (11c, 11c ′, 11c ″, 61c, 61c′m 107, 107 ′, 107 ″) of the second chamber (15, 15 ′, 65, 65 ′, 65 ″, 131, 131 ′, 131 ″). ) At least one third structure and / or second chamber (15, 15 ′, 65, in particular) through which cooling fluid (31, 31 ′, 81, 81 ′, 141) can flow. 65 ′, 65 ″, 131, 131 ′, 131 ″), which is formed inside the walls (11c, 11c ′, 11c ″, 61c, 61c ′, 107, 107 ′, 107 ″), in particular a working medium (21 21 ', 137) in the form of at least one fourth structure capable of flowing through, characterized by at least one refrigerant for giving an impact by cooling air . 第2の流量装置が壁の中に組み込まれていて、第2の流量装置の冷媒が好ましくはステーターのシャフトを介して供給され、かつ/または冷媒が特に第2の流量装置を含む、好ましくは閉じた冷却循環系の中で循環されることを特徴とする、請求項25記載の熱機関。   A second flow device is integrated in the wall, preferably the refrigerant of the second flow device is preferably supplied via the shaft of the stator and / or the refrigerant comprises in particular the second flow device, 26. A heat engine according to claim 25, wherein the heat engine is circulated in a closed cooling circulation system. 加熱流体(29、29’、71、71’)が加熱手段の領域に本質的に第1の回転軸から半径方向外側へローター(11、11’、11”、61、61’、61”)の外周に向かって延長する流れ方向を有し、かつ/または冷却流体(31、31’、81、81’)が冷媒の領域に本質的に半径方向にローター(11、11’、11”、61、61’)の外周から第1の回転軸の方向へ延長する流れ方向を有することを特徴とする、請求項23ないし26のいずれか一項記載の熱機関。   The heating fluid (29, 29 ', 71, 71') is essentially radially outward from the first axis of rotation in the region of the heating means (11, 11 ', 11 ", 61, 61', 61"). And / or the cooling fluid (31, 31 ′, 81, 81 ′) has an essentially radial rotor (11, 11 ′, 11 ″, The heat engine according to any one of claims 23 to 26, characterized in that it has a flow direction extending from the outer periphery of 61, 61 ') in the direction of the first axis of rotation. 少なくとも1つの蒸気状の第2の作動媒体を供給するための少なくとも1つの供給装置において、好ましくは第1および第2の蒸発した作動媒体が同一である供給装置を特徴とする、上記請求項のいずれか一項記載の熱機関。   The at least one supply device for supplying at least one vaporous second working medium, preferably characterized in that the first and second evaporated working media are identical. A heat engine according to any one of the above. 蒸発したおよび/または液体の第1の作動媒体の少なくとも一部を排出するための少なくとも1つの引抜装置を特徴とする、上記請求項のいずれか一項記載の熱機関。   A heat engine according to any one of the preceding claims, characterized by at least one drawing device for discharging at least part of the evaporated and / or liquid first working medium. 供給装置と作用接続される少なくとも1つの第5の流量制御−および/または調整装置および/または引抜装置と作用接続される少なくとも1つの第6の流量制御−および/または調整装置を特徴とする、請求項28または29記載の熱機関。   At least one fifth flow rate control and / or regulating device and / or at least one sixth flow rate control and / or regulating device operatively connected to the supply device, 30. A heat engine according to claim 28 or 29. 蒸気発生装置、凝縮装置、第1、第2、第3、第4、第5および/または第6の流量制御−および/または調整装置の第1および/または第2のノズル、第1の羽根車、少なくとも1つの第2の羽根車、流れ誘導輪および/または少なくとも1つの転向輪、加熱手段、冷却手段および/またはローターの回転速度を測定するためのセンサに作用接続される少なくとも1つの制御−および/または調整ユニットを特徴とする、上記請求項のいずれか一項記載の熱機関。   Steam generator, condenser, first, second, third, fourth, fifth and / or sixth flow control and / or regulator first and / or second nozzle, first vane At least one control operatively connected to a sensor for measuring the rotational speed of the vehicle, at least one second impeller, flow guide wheel and / or at least one turning wheel, heating means, cooling means and / or rotor A heat engine according to any one of the preceding claims, characterized in that-and / or a regulating unit. 前置タービン、排気タービン、背圧タービン、抽気タービン、等圧タービンおよび/または過圧タービンとしての上記請求項のいずれか一項記載の熱機関の使用。   Use of a heat engine according to any one of the preceding claims as a pre-turbine, exhaust turbine, back pressure turbine, bleed turbine, isobaric turbine and / or overpressure turbine.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102007010019B3 (en) * 2007-03-01 2008-08-21 Koch, Albert, Dipl.-Ing. (FH) Heat engine e.g. petrol engine, for converting heat energy into mechanical energy, has circular housing accommodated with working gas, housing cover which is tank bottom, and housing base which is simultaneously container cover
US8448417B1 (en) * 2007-06-04 2013-05-28 Claude Farber Pistonless, rotary internal combustion engine and associated support systems
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DE102013004498A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Rüdiger Kretschmer small gas and steam combined cycle plant
DE102016001085A1 (en) 2016-02-02 2017-08-03 Ralf Rieger Rotationally symmetrical combination system for heat transfer and propulsion in a small combined heat and power plant

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB369333A (en) * 1930-02-21 1932-03-24 Karl Hamm Improvements in power plants
US1970747A (en) * 1930-02-21 1934-08-21 Turbo Corp Power plant
GB511639A (en) * 1938-06-13 1939-08-22 Percy Warren Noble A motor for the conversion of heat to power
US3808828A (en) * 1967-01-10 1974-05-07 F Kantor Rotary thermodynamic apparatus
US4004426A (en) * 1971-06-14 1977-01-25 Nikolaus Laing Thermal prime mover
US5010735A (en) * 1989-10-06 1991-04-30 Geophysical Engineering Company Centrifugal heat engine and method for using the same
DE19948128A1 (en) * 1999-10-06 2000-03-23 Borutta Mensing Werner A device for the conversion of heat into hydrodynamic energy for ship propulsion reduces pollution
DE20110553U1 (en) * 2001-06-26 2001-10-25 Enginion Ag Steam engine

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