WO1996001363A1 - Niedertemperaturmotor (ntm), tieftemperaturmotor (ttm) bzw. kältekraftmaschine (kkm) - Google Patents

Niedertemperaturmotor (ntm), tieftemperaturmotor (ttm) bzw. kältekraftmaschine (kkm) Download PDF

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WO1996001363A1
WO1996001363A1 PCT/EP1995/002578 EP9502578W WO9601363A1 WO 1996001363 A1 WO1996001363 A1 WO 1996001363A1 EP 9502578 W EP9502578 W EP 9502578W WO 9601363 A1 WO9601363 A1 WO 9601363A1
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Georg Rauscher
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Georg Rauscher
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether

Definitions

  • NTM Low-temperature motor
  • TTM low-temperature motor
  • KM refrigeration engine
  • the solution is a low-temperature heat engine, a low-temperature engine (NTM) or low-temperature engine (TTM), which can also be referred to as a cold engine (KKM), as described in the claims, which not only increases the thermal energy to the usual high, but also to can implement a low temperature level so that usable mechanical energy is obtained.
  • a liquid gas is pumped to a higher pressure level in a closed circuit with a pump 1, then evaporated in an evaporator 4, relaxed in a relaxation machine 8 that delivers useful power, thereby cooled, liquefied in the relaxation machine 8 or in a subsequent expansion device 24 and kept ready in a liquid collector 10 for recirculation.
  • a high-pressure circuit with the bypass line 45 and the bypass valve 44 is operated with liquid gas, which according to (FIG. 5) is supplied by a separate delivery rate from the pump.
  • the pump only has to deliver the small volume of liquid while
  • SPARE BLADE the expansion machine, for example a turbine that processes large gaseous volumes, but the volume ratio is still reduced in accordance with the set back pressure.
  • the gas (boiling or condensation temperature and pressure) as well as the pressure and the pressure drop on the relaxation machine 8 and the temperature level are interrelated and must be matched to the vapor pressure curve.
  • the pump 1 is driven by the expansion machine 8 via a separate motor 14 or from a power take-off.
  • liquid gas In the liquid collector 10 on the low-pressure side, liquid gas must be at a pressure and a temperature at which the gas is liquid in accordance with its vapor pressure curve, so that this becomes
  • the pump 1 with pressure valves 3 pumps a liquid gas from the suction or low pressure line 11 on the LP side into the kHD line 2 on the HP side and into the heat exchanger or evaporator 4.
  • the pressure valves 3 ensure that no gas flows back from the kHD line 2 or the bypass line 45 if the pump design cannot prevent this. So much heat energy 5 is supplied to the evaporator 4 that the gas evaporates even under this increased pressure.
  • the heat of evaporation required for this is absorbed by the evaporator 4 from the environment, from the air, water or other gases, liquids or solids or from a work machine. According to (Fig. 5), the thermal energy for evaporation can at least partly come from the gas itself by converting the rotational energy of the molecules and atoms into thermal motion.
  • the performance of the air heat exchanger can be reduced to a minimum with insulated outer sides and closed and also insulated flaps or blinds.
  • the devices for limiting the temperature of the evaporator 4 are controlled by a heat sensor directly or via a central control.
  • the vaporized gas flows through the WHD line 6 through the throttle element 7 into the expansion machine 8. With the throttle element 7, the gas stream can be heated
  • SPARE BL ⁇ 17 (RULE 26) HD line 6 can be reduced and also shut off.
  • the pressure energy in the gas is reduced to the necessary counter pressure and mechanical work is carried out on the shaft 16.
  • the gas gets colder.
  • the complete expansion down to the low back pressure in the liquid collector 10 and the liquefaction should take place only after the further expansion stage in the expansion element 24 in order to avoid damage, for example due to cavitation in the expansion machine. Liquefaction can be facilitated by the back pressure.
  • liquid gas is additionally expanded via the bypass line 45 and the bypass valve 44.
  • the bypass valve 26 can also open automatically if the pressure in the wHD line 6 is too high, and it also serves as a high-pressure safety valve. If required, a preset portion of the pump output can also be discharged via the bypass line 45 and the bypass valve 44.
  • the bypass valve 44 also serves as an overflow or maximum pressure safety valve if, for example, the pressure in the kHD line 2 or wHD line 6 increases due to the closing of the throttle element 7 as in the bypass line 45 and gas flows through the backflow preventer 43 into the bypass line 45.
  • bypass lines 25 and 45 are also possible when the expansion machine is at a standstill in order to keep the machine cold and ready for operation.
  • the pump 1 is switched on by a pressure or temperature monitor or also by a central control unit when the machine is at a standstill or the output of the pump 1 is increased when the machine is running in order to regulate the self-cooling .
  • the pressure and temperature drop an opposite reaction is triggered.
  • the liquid gas can be heated close to or completely up to the boiling point in the case of severe subcooling in an additional HP heat exchanger 29 after the pump 1, in order to thereby achieve cooling capacity e.g. to use for cooling purposes.
  • An environmentally friendly generator that supplies one or more houses can enforce the decentralized power supply.
  • the heating can also be done electrically instead of gas or oil. Electric heating instead of hot water makes house installation easier and cheaper.
  • SPARE BLADE (RULE 26) The energy dependency on a particular country or region is eliminated. The nuclear hazard and harmful and disruptive high-voltage energy routes as well.
  • NTM NTM
  • working machine e.g. current generator
  • ERSATZBLAH Low-temperature motor (NTM), low-temperature motor (TTM) or refrigeration machine (KKM)
  • Heat exchanger or evaporator 4 is pumped, the power of which can be regulated and evaporated therein or in a plurality of heat exchangers, heat being absorbed by a heat source 5, for example heat from the ambient air or by a working machine 30, then through a wHD line 6 into a nozzle or a throttle element 7, which can be regulated and flows into a relaxation machine 8, is relaxed there and does work, and after the relaxation machine 8, directly or through an additional relaxation stage in a relaxation element 24 in the LP line 9 in a liquid collector 10 flows, and characterized in that by means of a bypass line 25 (FIG. 4) in a parallel circuit past the expansion machine 8, the expansion of vaporized gas in a expansion element, the bypass valve 26 (FIG.
  • bypass valve 44 for example a pressure maintaining valve
  • gas to flow from the kHD line 2 into the bypass line 45, that it flows according to (FIG. 5) via a backflow preventer 43 overflows that the expansion into the LP line 9 or directly into the liquid collector 10 takes place, that according to (FIG. 5) a preset portion of the still liquid gas flows through this bypass line 45 so that this portion flows through the

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Niedertemperaturmotor, der mechanische Energie aus Wärmeenergie auf einem niedrigen Temperaturniveau gewinnen kann. Sein Aufbau kann als kompakte Einheit und auch in Komponenten erfolgen. Ein flüssiges Gas wird in einem geschlossenen Kreislauf von einer mehrzylindrigen Pumpe (1) unter hohem Druck in einen Verdampfer (4) gefördert und dort durch Wärmezufuhr (z.B. Abwärme, oder Umgebungswärme) verdampft. Das dampf- bzw. gasförmige Fluid treibt eine Entspannungsmaschine (8) und wird bei einem hohen Druckabfall unterkühlt und verflüssigt. Das Gas kann in eine Bypass-Leitung (25) an der Entspannungsmachine (8) vorbeiströmen. Das flüssige Gas kann in eine Bypass-Leitung (45) überströmen. Die Einsatzmöglichkeiten sind vergleichbar mit den bisherigen Verbrennungsmotoren (Fahrzeuge, stationäre Antriebe und Energieversorgung). Ein weiteres Einsatzgebiet ergibt sich durch die Nutzung des NMT als Kältemaschine.

Description

Niedertemperaturmotor (NTM) , Tieftemperaturmotor (TTM) bzw. Kältekraftmaschine (KKM)
Beschreibung Bekannt ist die Arbeitsweise der Otto- und Diesel- Hubkolbenmotoren, der Kreiskolbenmotoren ( ankel) , des Sterlingmotors- der Dampfmaschinen, Gasturbinen, Kältemaschinen und Solaranlagen sowie Versuche, eine Art Dampfmaschine mit Hilfe von Kältemitteln zu bauen. Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Motoren weitgehend zu beseitigen. Vibration, Lärmentwicklung, getaktetes Arbeitsprinzip, Abgas-SchadstoffProbleme, hohes Gewicht, und umständliche Mechanik, hohe Wärmebelastung der Bauteile.
Gesucht ist ein umweltfreundlicher Motor, der die Erde von den schädlichen Auswirkungen der Verbrennung von fossilen Energieträgern im Verkehr und auch im stationären Bereich, dem Treibhausklima, wirksam entlastet sowie eine hohe Wirtschaftlichkeit und universelle Verwendbarkeit zwecks schneller Einführung und Verbreitung aufweist.
Die Lösung ist eine Niedertemperatur-Wärmekraftmaschine, ein Niedertemperaturmotor ( NTM ) bzw. Tieftemperaturmotor ( TTM ) , der auch als Kältekraftmaschine { KKM )bezeichnet werden kann, wie in den Ansprüchen beschrieben, der die Wärmeenergie nicht nur auf dem üblichen hohen, sondern auch auf einem niedrigen Temperaturniveau so umsetzen kann, daß nutzbare mechanische Energie gewonnen wird. Ein flüssiges Gas wird in einem geschlossenen Kreislauf mit einer Pumpe 1 auf ein höheres Druckniveau gepumpt, dann im einem Verdampfer 4 verdampft, in einer Entspannungsmaschine 8, die Nutzleistung abgibt, entspannt, dabei abgekühlt, in der Entspannungsmaschine 8 oder in einem nachfolgenden Entspannungsorgan 24 verflüssigt und in einem Flüssigkeitssammler 10 für den erneuten Kreislauf bereitgehalten. Parallel dazu wird ein Hochdruckkreislauf mit der Bypass-Leitung 45 und dem Bypass-Ventil 44 mit flüssigem Gas betrieben, der nach (Fig.5 ) von einer separaten Fördermenge aus der Pumpe versorgt wird. Die Pumpe muß nur das kleine Flüssigvolumen fördern, während
ERSATZBLÄTT (REGEL26) die Entspannungs aschine, zum Beispiel eine Turbine, das große gasförmige Volumen verarbeitet, wobei das Volumeπverhältnis aber noch entsprechend dem eingestellten Gegendruck reduziert wird. Das Gas ( Siede- bzw. Kondensationstemperatur und -Druck) sowie der Druck und das Druckgefälle an der EntSpannungs- maschine 8 und das Temperaturniveau hängen zusammen und müssen entsprechend der Dampfdruckkurve abgestimmt sein. Die Pumpe 1 wird über einen separaten Motor 14 oder von einem Nebenabtrieb von der Entspannungsmaschine 8 angetrieben.
Im Flüsεigkeitssammler 10 auf der Niederdruckseite muß flüssiges Gas bei einem Druck und einer Temperatur vorliegen, bei dem das Gas entsprechend seiner Dampfdruckkurve flüssig ist, so daß sich das zur
Abkühlung und Verflüssigung notwendige Druckgefälle ergibt. Die Pumpe 1 mit Druckventilen 3 pumpt ein flüssiges Gas aus der Saug- bzw. Niederdruckleitung 11 auf der ND-Seite in die kHD-Leitung 2 auf der HD-Seite und in den Wärmetauscher bzw. Verdampfer 4. Die Druckventile 3 stellen sicher, daß kein Gas aus der kHD-Leitung 2 oder der Bypass-Leitung 45 zurückströmt, wenn die Pumpenbauart dies nicht verhindern kann. Dem Verdampfer 4 wird soviel Wärmeenergie 5 zugeführt, daß das Gas auch unter diesem erhöhten Druck verdampft. Die dazu notwendige Verdampfungswärme wird über den Verdampfer 4 aus der Umgebung, aus der Luft, Wasser oder sonstigen Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen oder von einer Arbeitεmaschine aufgenommen. Nach (Fig.5 ) kann die Wärmeenergie zur Verdampfung zumindest zu einem Teil durch Umwandlung von Rotationsenergie der Moleküle und Atome in Wärmebewegung auch aus dem Gas selbst kommen.
Die Leistung des Luftwärmetauschers kann bei isolierten Außenseiten und geschlossenen und ebenfalls isolierten Klappen bzw. Rollos auf ein Minimum reduziert werden. Die Vorrichtungen zur Begrenzung der Temperatur des Verdampfers 4 werden vom einem Wärmefühler direkt oder über eine zentrale Steuerung angesteuert. Durch die wHD-Leitung 6 strömt das verdampfte Gas durch das Drosselorgan 7 in die Entspannungsmaschine 8. Mit dem Drosselorgan 7 kann der Gasstrom in der warmen
ERSATZBLÄ17 (REGEL 26) HD-Leitung 6 reduziert und auch abgesperrt werden. In der Entspannungsmaschine 8 wird die Druckenergie im Gas bis auf den notwendigen Gegendruck abgebaut und mechanische Arbeit an der Welle 16 abgegeben. Dabei wird das Gas kälter. Die vollständige Entspannung bis auf den niedrigen Gegendruck im Flüssigkeitssammler 10 herab und die Verflüssigung soll erst nach der weiteren Entspannungsstufe im Entspannungsorgan 24 erfolgen, um Schäden z.B. durch Kavitation in der Entspannungsmaschine zu vermeiden. Durch den Gegendruck kann die Verflüssigung erleichtert werden. Außerdem wird nach dem Entspannungsorgan 24 in die ND-Leitung 9 oder direkt in den Flüεsigkeitssammler 10 hinein noch zusätzlich flüssiges Gas über die Bypaεsleitung 45 und das Bypass-Ventil 44 entspannt.
Bei einem Kondensationspunkt (Druck/Temp. ) unterhalb der Umgebungstemperatur kann im Gegensatz zur Dampfmaschine die anfallende Kondensationswärme nicht über einen Wärmetauscher an die Umgebung abgegeben werden, da die
Umgebung wärmer ist als das Temperaturniveau der Maschine. Damit die Rückverflüssigung doch zu 100% (1) funktioniert, muß zumindest so viel Gas entspannt und unterkühlt werden, daß die Wärmeenergie, die durch die Entspannung entzogen wird bzw. die Kälte, die dabei gewonnen wird, zumindest ausreicht, um die Wärmemenge auszugleichen, die durch die Kondensation anfällt und die das Gas durch Wärmeleitung über Bauteile, Wärmestrahlung, oder sonstwie, auch durch eine Wärmeisolierung hindurch, aufnimmt. Um die Kälteleistung der Maschine (zum Beiεpiel bei geringerer echaniεcher Leistung) zu erhöhen und damit durch eine niedrige Temperatur den Dampfdruck auf der Niederdruckseite niedrig zu halten und ein ausreichend hohes Druckgefälle zwischen der HD-Seite und der ND-Seite zu ermöglichen, kann über die Bypassleitung 25 mit dem Bypaεs-Ventil 26 (Fig. ) und auch noch über die Bypass-Leitung 45 mit dem Bypass-Ventil 44 (Fig.4 und 5) zusätzlich Gas entspannt werden. Das Bypass-Ventil 26 kann bei zu hohem Druck in der wHD-Leitung 6 auch selbsttätig öffnen, dabei dient es auch als Höchstdruck- Sicherheitsventil. Ober die Bypass-Leitung 45 und das Bypass-Ventil 44 kann bei Bedarf auch ein voreingestellter Anteil der Pumpenleistung abgeführt werden. In der Variante nach (Fig.5 ) dient das Bypass-Ventil 44 auch noch als überström- bzw. Höchstdruck-Sicherheitsventil, wenn zum Beispiel durch das Schließen des Drosselorganes 7 der Druck in der kHD-Leitung 2 oder wHD-Leitung 6 höher steigt als in der Bypass-Leitung 45 und Gas über den Rückflußverhinderer 43 in die Bypaεε-Leitung 45 überströmt.
Die Funktion der Bypassleitungen 25 und 45 ist auch beim Stillstand der Entspannungεmaschine möglich, um die Maschine kalt und betriebsbereit halten zu können. Bei steigendem Druck in der ND-Leitung 9 bzw. im Flüssigkeitsεammler 10 wird vom einem Druck- oder Temperaturwächter oder auch von einer zentralen Steuerungseinheit bei stillstehender Maschine die Pumpe 1 eingeschaltet oder bei laufender Maschine die Leistung der Pumpe 1 erhöht, um die Selbstkühlung zu regulieren. Bei fallendem Druck und Temperatur wird dementspechend eine gegenläufige Reaktion ausgelöst.
Das flüssige Gas kann bei starker Unterkühlung in einem zusätzlichen HD-Wärmetauεcher 29 nach der Pumpe 1 nahe oder ganz bis an die Siedetemperatur heran erwärmt werden, um damit Kälteleistung z.B. für Kühlzwecke zu nutzen.
Gewerbliche Anwendung Niedertemperaturmotor für den Antrieb von Land-, Luft-, Wasser- und Unterwasserfahrzeugen, Arbeitsmaschinen und Aggregaten jeglicher Art, also für alle Einsatzgebiete der herkömmlichen Verbrennungsmotoren. Zum Teil auch im Einsatzbereich der Elektromotoren. Im Bereich der Energieversorgung bieten sich neue
Aspekte. Ein umweltfreundliches Stromaggregat, das ein Wohnhaus oder mehrere versorgt, kann die dezentrale Stromversorgung durchsetzen. Dabei kann auch die Heizung elektrisch statt mit Gas oder öl erfolgen. Elektro- statt Warmwasserheizung macht die Hausinstallation einfacher und billiger.
ERSATZBLÄTT(REGEL26) Die Energieabhängigkeit von einem bestimmten Land oder einer Region entfällt. Die Atomgefahr und schädliche und störende Hochspannungs-Energietrassen ebenfalls.
Ein weiteres Einsatzgebiet ergibt sich durch die Nutzung des NTM als Kältemaschine.
Vorteile In diesem neuen NTM sind die Vorteile der Fluidtechnik, wie hohe Leistungsdichte und wahlweise Komponenten¬ oder Blockbauweise, der Kältemaschinen und Wärmepumpen, der Otto- und Dieselmotoren und der Gasturbinen vereinigt und deren Nachteile weitgehend ausgeschaltet. Vorteile sind geschlosεener Kreislauf des Energieträgers (Kältemittel, Gas), gleichmäßigere mechanische
Beanspruchung der Bauteile und günstigeres Geräusch¬ verhalten - weniger Lärm und Entfall einer Verbrennung, geringere Temperaturdifferenzen in den Bauteilen, geringere thermische Beanspruchung der Bauteile auf einem niedrigen Temperaturniveau, hohes Druckniveau, Abgeschlossener Verdichtungsraum zwischen Pumpe und Entspannungsmaschine bzw. Motor. Komponenten- und Kompaktbauweise (Kältemasch. , Fluidtechnik) . Der Wirkungsgrad erhält eine andere Bedeutung. Die Menge der umweltfreundlichen Primärenergie aus der Umgebung ist nicht mehr so entεcheidend, wobei zugunεten der Maschinenauslegung sogar auf das letzte Quentchen Wirkungsgrad auch verzichtet werden könnte.
Liste für die Benennung der Positionen in Fig. und 5
1 = Pumpe
2 = kHD-Leitung (kalte Hochdruckleitung)
3 = Druckventil (bei Pumpe)
4 = Verdampfer
5 = Wärmequelle
6 = wHD-Leitung (warme Hochdruckleitung)
7 = Drosselorgan (vor der Turbine)
8 = Entspannungsmaschine
9 = ND-Leitung (Niederdruckleitung)
10 = Flüssigkeitεsammler
11 = Saug-Leitung
12 = Wärmeerzeuger
13 = ND-Wärmetauscher
14 = Motor ( für Pumpe 1)
15 = Antrieb ( für Pumpe, Hülltrieb )
16 = Welle (von Entspannungsmaschine)
17 = RückflußVerhinderer (Rückschlagventil)
18 = Druckbehälter
19 = HD-Überwachung
20 = ND-Überwachung
21 = Wärmefühler
22 = Kältefühler
23 = Drehzahlgeber
24 = Entspannungsorgan
25 = Bypasε-Leituήg
26 = Bypasε-Ventil
27 = Rohrleitung
28 = Steuerleitung
29 = HD-Wärmetauscher
30 = Arbeitεmaschine (z.B.Stromgenerator)
31 = Raum
32 = Überströmkanäle
33 = Gehäuεe
34 = Deckel
35 = Lager
36 = Trennwand
37 = Strömungεleitvorrichtung
38 = Ventilkörper
39 = Federelement
40 = Getriebe
41 = Flansch
42 = Wellenkupplung
43 = RückflußVerhinderer (Rückεchlagventil)
44 = Bypass-Ventil {Druckhalteventil)
45 = Bypass-Leitung
ERSATZBLAH(REGEL26) Niedertemperaturmotor (NTM) , Tieftemperaturmotor (TTM) bzw. Kältekraft aεchine (KKM)
Patentanεprüche 1) Niedertemperaturmotor bzw. Tieftemperaturmotor (TTM) oder Kältekraftmaεchine (KKM) , zum Antrieb von Arbeitεmaschinen, zum Beispiel einem elektrischen Stromerzeuger, und von Fahrzeugen und zur Erzeugung von Kälteleistung, mit einem geschlossenen Gaskreislauf, in dem Gas als Arbeitss edium und Wärmeträger verwendet wird, wobei das flüssige Gas mittels einer Pumpe 1 mit einem oder mehreren Druckventilen 3 mit hohem Druck durch eine kHD-Leitung (kalte Hochdruckleitung) 2 in einen
Wärmetauscher bzw. Verdampfer 4 gepu t wird, desεen Leiεtung geregelt werden kann und darin oder in mehreren Wärmetauschern verdampft, wobei Wärme von einer Wärmequelle 5, zum Beispiel Wärme von der Umgebungsluft oder von einer Arbeitsmaεchine 30 aufgenommen wird, dann durch eine wHD-Leitung 6 in eine Düse oder ein Drosεelorgan 7, das regelbar ist und in eine Entspannungsmaschine 8 strömt, dort entspannt wird und dabei Arbeit leistet und nach der Entspannungsmaεchine 8 direkt oder durch eine zusätzliche Entspannungsεtufe in einem Entεpannungsorgan 24 in der ND-Leitung 9 in einen Flüssigkeitssammler 10 strömt, und dadurch gekennzeichnet, daß mittelε einer Bypaεε-Leitung 25 (Fig.4 ) in einem parallelen Kreiεlauf an der Entspannungsmaεchine 8 vorbei die Entspannung von verdampftem Gas in einem Entspannungsorgan, dem Bypass- Ventil 26 (Fig.4 ) möglich ist und daß in einem anderen Kurzschlußkreislauf mittels der Bypass-Leitung 45 die Entspannung von noch flüεεigem Gas mittels einem anderen Entspannungsorgan, dem Bypass-Ventil 44, zum Beispiel einem Druckhalteventil , möglich ist, daß Gaε von der kHD-Leitung 2 in die Bypaεε-Leitung 45 überströmen kann, daß es nach (Fig.5 ) über einen Rückflußverhinderer 43 überströmt, daß die Entspannung in die ND-Leitung 9 oder direkt in den Flüssigkeitεsammler 10 hinein erfolgt, daß nach (Fig.5 ) ein voreingestellter Anteil des noch flüssigen Gaεeε durch dieεe Bypass-Leitung 45 strömt, daß dieser Anteil die

Claims

Fördermenge eines oder mehrerer Pumpenkolben einer ehrzylindrigen Pumpe ist, daß dieser Anteil veränderbar ist, daß dieser Anteil des Förderstroms der Pumpe 1 auch in die kHD-Leitung 2 umgelenkt werden kann und daß die Sperrwirkung des RückflußVerhinderers 43 nach (Fig.5) in Gegenrichtung aufgehoben oder mittels einer parallelen Leitung und einem Regulier-Ventil freigegeben werden kann und gekennzeichnet dadurch, daß nach der Pumpe 1 und vor dem Wärmetauscher bzw. Verdampfer 4 ein zusätzlicher HD-Wärmetauscher 29 (Fig.4 ) ist, daß dieser nach dem Gegenstromprinzip gebaut ist, daß damit die Kälte des noch sehr kalten bzw. tiefkalten flüsεigen Gaεeε optimal für Kühlzwecke genutzt werden kann, daß dieεer HD-Wärmetauseher 29 alternativ in die ND-Leitung 9 eingebaut ist, so, daß damit das Gas in der ND-Leitung 9 im Gegenstrom noch vor der restlichen Entspannung im Entspannungsorgan 24 auf annähernd die Temperatur gekühlt wird, die das flüssige Gas im Flüssigkeitssammler 10 hat.
2) NTM bzw. TTM oder KKM nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan 7 und die Bypass-Ventile 26 und 44 rückschlagsicher sind oder daß zum Drosselorgan 7 und zu den Bypass-Ventilen 26 und 44 separate Ruckschlagεicherungen bzw.
RuckströmungsVerhinderer in die Leitungen eingebaut sind, und dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabbau in den Bypass-Ventilen 26 (Fig.4 ) und 44 und im Entspannungsorgan 24 kontrolliert erfolgt, so, daß das Gas nach dem Dichtsitz kontrolliert geführt wird, daß der Strömungsquerschnitt im Entspannungsraum definiert zunimmt, daß die Vergrößerung des Entspannungsraumes kontinuierlich zunimmt, daß die definierte Vergrößerung des Entspannungεraumes bis etwa zum niedrigen Druckniveau zunimmt, daß die Vergrößerung des Entspannungsraumes auch definiert diskontinuierlich zunehmen kann, zum Beispiel durch Stufen oder Absätze oder Kanäle, so daß sich dadurch Einεchnürungen oder Erweiterungen im Entεpannungεraum ergeben und dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung deε Entεpannungsrau es durch einen
Ventilkegel ermöglicht ist, dessen Durchmesεer ab etwa dem Ventilsitz in Strömungsrichtung zuerst zunimmt und dann wieder kleiner wird und daß der Innendurchmesser des Gehäuses ab etwa dem größten Ventilkegeldurchmesεer zylindriεch ausgeführt ist und gekennzeichnet dadurch, daß zusätzlich Vorrichtungen in Form von Nuten oder Rippen zur Führung und Leitung des Gaεes am Ventilkegel oder an den gasberührenden Teilen deε Gehäuεeε sind.
3) NTM bzw. TTM oder KKM nach vorhergehenden Ansprüchen mit einer Pumpe 1 für kalteε Flüεεiggas, die alle Prozeßgaskreisläufe versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe mehrere Pumpeinheiten hat, die zum Beispiel bei einer Kolbenpumpe aus je einem Kolben, einem Zylinder und einem Zylinderkopf mit Ventilen bestehen, daß dieεe Pumpe zum Beispiel über ein Getriebe oder einem Hülltrieb von der Abtriebswelle der Entspannungεmaεchine oder von einem Elektromotor 14 angetrieben wird, daß die Antriebεdrehzahl regelbar iεt, daß ein Teil der Pumpeinheiten nur jeweilε einen Prozeßkreiεlauf verεorgt und dadurch gekennzeichnet, daß über ein Regelorgan auch mehrere oder alle Pumpeinheiten einen anderen, parallelen Prozeßkreislauf oder alle Prozeßkreisläufe versorgen können.
4) NTM bzw. TTM oder KKM nach vorhergehenden Ansprüchen mit einer Pumpe 1 für kalteε Flüεεiggaε, dadurch gekennzeichnet, daß εie alε Druckübersetzerpumpe funktioniert, daß sie durch das Hochdruckgas angetrieben wird, daß das Gas in die Niederdruckseite entspannt wird und daß die Pumpe die Prozeßkreiεläufe allein verεorgt oder zusätzlich zur mechanisch angetriebenen Pumpe nach Anspruch 3.
5) NTM bzw. TTM oder KKM nach vorhergehenden Ansprüchen mit einer Pumpe für kaltes Flüssiggas, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Schwingankerpumpe funktioniert und wie die Pumpe nach dem vorhergehenden Anspruch allein oder zusätzlich zu einer anderen Pumpenantriebsart arbeitet. 6) NTM bzw. TTM oder KKM nach vorhergehenden Ansprüchen mit einer Drehzahlüberwachung und Regelung für die
Entεpannungεmaεchine dadurch gekennzeichnet, daß der Gaεεtrom durch das Drosεelorgan 7 bzw. durch die Düεe der Entεpannungsmaschine gedroεεelt oder geperrt werden kann, daß dann die überschüssige Gasmenge über die Bypass-Leitungen 25 (Fig.4 ) oder 45 geleitet wird, daß bei zu hohem Druck in der wHD-Leitung 6 die Pumpe 1 mittels eines Druckschalterε in der Drehzahl reduziert oder ganz abgeεchaltet wird und bei zu hoher Temperatur oder zu hohem Druck in der ND-Leitung 9 oder dem Flüεεigkeitεεa mler 10 die Pumpe 1 εelbεttätig mittels eines Druckschalters oder eines TemperaturSchalters eingeschaltet oder in der Drehzahl bzw. in der Pumpenleistung erhöht wird und gekennzeichnet dadurch, daß der Druck in der Bypasε-Leitung 45 höher eingeεtellt ist als in der kHD-Leitung 2 und wHD-Leitung 6 .
7) NTM bzw. TTM oder KKM nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß im Prozeßkreislauf zum
Beispiel ein einatomiges Gas (Edelgas) , oder ein zweiatomiges Gas wie zum Beiεpiel Stickεtoff oder ein mehratomiges Gas, zum Beispiel Kohlenwaεεerstoffgase wie Methan, oder fluorierte Kohlenwasεerstoffe, verwendet werden kann.
8) NTM bzw. TTM oder KKM nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die kalten Teile wie der
Flüssigkeitεsammler 10, das Drosεelεorgan 7, die Entεpannungεmaεchine 8, die Bypaεε-Ventile 26 und 44, daε Entεpannungεorgan 24, die Pumpe 1 und die dazu notwendigen Regelorgane und Leitungen kälteiεoliert εind, daß εie in einem Gehäuεe eingebaut εind und daß dieεe Bauteile in diesem Gehäuεe vakuumiεoliert sind.
9) NTM bzw. TTM oder KKM nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Niedertemperaturmotor bzw. die Kältekraftmaschine einen Stromerzeuger antreibt, daß ein Betrieb mit den üblichen Frequenzen 50 Hz oder 60 Hz, erfolgt, daß die Maschine auch auf andere
Frequenzen ausgelegt sein kann, daß eine dieser anderen Frequenzen 100 Hz ist und daß zwischen Frequenzen mit dem Verhältnis 1:2, zum Beispiel der Frequenz 50 Hz und 100 Hz, eine schnelle Umschaltung möglich ist, daß die Umschaltung dadurch erfolgt, daß je zwei Pole bzw. elektrische Spulen so zuεammengeεchaltet werden, daß εie ihrer Funktion nach wie ein Pol bzw. wie eine größere Spule arbeiten.
10) NTM bzw. TTM oder KKM nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Arbeitεmaεchine zu einer kompakten Einheit kombiniert iεt, daß die Arbeitsmaschine ein Stromerzeuger ist, der nach dem Schwingankerprinzip funktioniert, daß der Arbeitskolben und der Pumpenkolben auf der gleichen Achse εind, daß der Pumpenkolben abgestuft und im Durchmeεser kleiner iεt alε der vom Druckgaε angetriebene Kolben, daß daε Verhältniε der Kolbenflächen in Abhängigkeit vom Druck und etwa dem Volumenverhältnis flüsεig-gasförmig des Prozeßgaseε gewählt ist, daß auch zwei Arbeitskolben und zwei Pumpenkolben auf der gleichen Achse sein können und sich im druckdichten Zylinder hin und her bewegen, ähnlich einem freifliegenden Kolben, und dadurch gekennzeichnet, daß an dem sich hin und her bewegenden Kolben oder an seiner Verlängerung einer oder mehrere Magnete und am feststehenden Zylindergehäuse eine oder mehrere elektrische Spulen sind, daß von diesen Spulen über Zuleitungen ein induzierter Strom abgenommen werden kann, und dadurch gekennzeichnet, daß auch eine oder mehrere Spulen auf dem beweglichen Teil, also auf dem Kolben oder seiner Verlängerung sein können, daß die feεtεtehenden
Spulen außen am Gehäuεe angeordnet sind und daß alternativ die Spulen zur Reduzierung von Wirbelströmen und zur Erhöhung des Wirkungsgrades innerhalb des Druckgehäuseε angeordnet sind und daß die Zuleitungen über druckdichte und elektrisch isolierte Durchführungen nach außen geführt werden und dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Gaseε für den Antrieb des Kolbens bzw. deε Doppelkolbens über Ein- und Auslaßschlitze erfolgt, daß auch eine Steuerung des Gaεeε mittels Magnetventile für den Anlauf und alternativ auch für den Betrieb vorgesehen iεt, daß die Magnetventile den Gaεεtrom direkt steuern oder mittels Vorrichtungen, so, daß die Magnetventile nur kleine Nennweiten haben müssen und das Gas einen Kolben betätigt, der eine Ventilöffnung freigibt, die eine größere Öffnung hat und so eine größere Menge Gas in kürzester Zeit zur Entspannungsmaεchine bzw., bei einer Kolbenmaschine, in den Zylinder zum Arbeitskolben strömen kann und gekennzeichnet dadurch, daß ein Anlauf deε Arbeitεkolbenε auch dadurch möglich iεt, daß der eingebaute Stromerzeuger in der Anlaufphase als Schwingankermotor arbeitet.
11) NTM bzw. TTM oder KKM nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß im Prozeßkreislauf eine physikalische Möglichkeit der Gase teilweise oder ganz ausgenutzt wird, mit deren Hilfe es möglich ist, daß sich das Gas abkühlen kann, ohne daß es Energie abgibt und umgekehrt, daß sich daε so abgekühlte Gas wieder erwärmen kann, ohne daß es Energie von außen aufnimmt, daß dies möglich ist durch die Unterstützung der Umwandlung der translatoriεchen Bewegung bzw. Wärmebewegung der Atome und Moleküle in die Rotationsbewegung und wieder zurück, daß diese Umwandlung unterstützt wird durch die besondere Anordnung und Gestaltung der Entspannungsorgane, durch eine besondere Gestaltung des Prozeßkreislaufes und durch die besondere Führung des Gases im Prozeßkreislauf.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007113062A1 (de) * 2006-03-31 2007-10-11 Klaus Wolter Verfahren, vorrichtung und system zur umwandlung von energie
WO2008011656A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Turner, Geoffrey, Russell Energy supply system
DE102007027572A1 (de) * 2007-06-08 2009-01-08 Samak, Nabil Temperatur-Differenz betriebener Stromgenerator = TDSG
EP2295736A3 (de) * 2009-08-26 2011-04-27 Schutter Rotterdam B.V. Vorrichtung für die Umwandlung von Abwärme in elektrische Energie
WO2012084120A1 (de) * 2010-12-24 2012-06-28 Daimler Ag Abwärmenutzungsvorrichtung und zugehöriges betriebsverfahren
DE102011054400A1 (de) * 2011-10-11 2013-04-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Stickstoff-basierter Kreisprozess zur Energiegewinnung während einer lunaren Nacht
FR2996252A1 (fr) * 2012-09-28 2014-04-04 Francois Kneider Dispositif et procede de conversion d'energie thermique en energie cinetique a basse temperature
WO2019001645A1 (de) 2017-06-30 2019-01-03 Ingo Tjards Kraftwerk zur erzeugung von elektrischer energie

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017105613A1 (de) 2017-03-16 2018-09-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Kolbenmaschine und Kreisprozessvorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1951352A (en) * 1931-04-24 1934-03-20 Doble Warren Feed fluid controller
FR868124A (fr) * 1940-08-22 1941-12-18 Turbine à gaz
US3878683A (en) * 1969-07-01 1975-04-22 Kenji Imai Method of cooling substance or generating power by use of liquefied gas
EP0014630A1 (de) * 1979-01-29 1980-08-20 Philippe Clavier Thermodynamische Maschine und ihre Verwendung als Motor oder als Kälteerzeugungsmaschine
DE3943161A1 (de) * 1989-12-28 1991-07-04 Walter Diel Fluessiggasdampfmotoren/-turbinen mit luftwaerme, erdwaerme, wasserwaerme als energietraeger zur krafterzeugung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR992219A (fr) * 1944-05-30 1951-10-16 Procédé et appareil pour la production de force motrice
US3287901A (en) * 1963-11-22 1966-11-29 Atmospheric Energy Ltd Closed cycle power generating apparatus
US3681609A (en) * 1970-12-03 1972-08-01 Harold L Boese Non-pollution motors including cryogenic fluid as the motive means
FR2326596A1 (fr) * 1975-10-01 1977-04-29 Piechocki Kurt Moteur thermo-cyclo-moleculaire fonctionnant a l'energie thermique de la temperature ambiante
DE3602896A1 (de) * 1986-01-31 1987-08-06 Wilhelm Haeberle Verfahren und vorrichtung zur umwandlung von waermeenergie in mechanische energie

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1951352A (en) * 1931-04-24 1934-03-20 Doble Warren Feed fluid controller
FR868124A (fr) * 1940-08-22 1941-12-18 Turbine à gaz
US3878683A (en) * 1969-07-01 1975-04-22 Kenji Imai Method of cooling substance or generating power by use of liquefied gas
EP0014630A1 (de) * 1979-01-29 1980-08-20 Philippe Clavier Thermodynamische Maschine und ihre Verwendung als Motor oder als Kälteerzeugungsmaschine
DE3943161A1 (de) * 1989-12-28 1991-07-04 Walter Diel Fluessiggasdampfmotoren/-turbinen mit luftwaerme, erdwaerme, wasserwaerme als energietraeger zur krafterzeugung

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8393153B2 (en) 2006-03-31 2013-03-12 Klaus Wolter Method, device, and system for converting energy
CN101415940B (zh) * 2006-03-31 2013-01-02 克劳斯·沃尔特 用于能量转换的方法、装置和系统
WO2007113062A1 (de) * 2006-03-31 2007-10-11 Klaus Wolter Verfahren, vorrichtung und system zur umwandlung von energie
RU2443872C2 (ru) * 2006-03-31 2012-02-27 Клаус Вольтер Способ, устройство и система для преобразования энергии
WO2007113200A1 (de) * 2006-03-31 2007-10-11 Klaus Wolter Verfahren, vorrichtung und system zur umwandlung von energie
WO2008011656A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Turner, Geoffrey, Russell Energy supply system
DE102007027572A1 (de) * 2007-06-08 2009-01-08 Samak, Nabil Temperatur-Differenz betriebener Stromgenerator = TDSG
BE1018868A3 (nl) * 2009-08-26 2011-10-04 Schutter Rotterdam B V Inrichting voor de conversie van afvalwarmte van een productieproces naar elektrische energie.
EP2295736A3 (de) * 2009-08-26 2011-04-27 Schutter Rotterdam B.V. Vorrichtung für die Umwandlung von Abwärme in elektrische Energie
WO2012084120A1 (de) * 2010-12-24 2012-06-28 Daimler Ag Abwärmenutzungsvorrichtung und zugehöriges betriebsverfahren
DE102011054400A1 (de) * 2011-10-11 2013-04-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Stickstoff-basierter Kreisprozess zur Energiegewinnung während einer lunaren Nacht
DE102011054400B4 (de) * 2011-10-11 2016-11-10 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Stickstoff-basierter Kreisprozess zur Energiegewinnung während einer lunaren Nacht
FR2996252A1 (fr) * 2012-09-28 2014-04-04 Francois Kneider Dispositif et procede de conversion d'energie thermique en energie cinetique a basse temperature
WO2019001645A1 (de) 2017-06-30 2019-01-03 Ingo Tjards Kraftwerk zur erzeugung von elektrischer energie

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EP0775250A1 (de) 1997-05-28
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AU2926795A (en) 1996-01-25
WO1996001362A1 (de) 1996-01-18

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