[go: up one dir, main page]

DE102006011380B4 - Heat engine - Google Patents

Heat engine Download PDF

Info

Publication number
DE102006011380B4
DE102006011380B4 DE102006011380.2A DE102006011380A DE102006011380B4 DE 102006011380 B4 DE102006011380 B4 DE 102006011380B4 DE 102006011380 A DE102006011380 A DE 102006011380A DE 102006011380 B4 DE102006011380 B4 DE 102006011380B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
energy
circuit
working
heat
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102006011380.2A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102006011380A1 (en
Inventor
Michael Waldmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iboooster Innovations De GmbH
Original Assignee
Iboooster Innovations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iboooster Innovations GmbH filed Critical Iboooster Innovations GmbH
Priority to DE102006011380.2A priority Critical patent/DE102006011380B4/en
Publication of DE102006011380A1 publication Critical patent/DE102006011380A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102006011380B4 publication Critical patent/DE102006011380B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K27/00Plants for converting heat or fluid energy into mechanical energy, not otherwise provided for
    • F01K27/02Plants modified to use their waste heat, other than that of exhaust, e.g. engine-friction heat

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Wärmekraftmaschine (1; 101; 201; 401; 601) zum Umwandeln von Energie, wie etwa Umgebungswärmeenergie (240), in kinetische Energie, mit einem Motor (12; 112; 212; 412; 512; 612), mit einem Arbeitskreislauf (122; 422; 622) zum Antreiben des Motors (12; 112; 212; 412; 512; 612) und mit einem einen Verdichter (6; 106; 406; 606) umfassenden Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602), welcher zum Erwärmen des Motors (12; 112; 212; 412; 512; 612) mit diesem Motor (12; 112; 212; 412; 512; 612) wechselwirksam verbunden ist, bei welcher der Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602) und der Arbeitskreislauf (122; 422; 622) voneinander verschieden sind, dadurch gekennzeichnet, dass, das Motorgehäuse (11; 111; 411; 611) einerseits als Erhitzer des Arbeitsmediums ein Motorwärmeübertrager (113A; 413A; 613A) ist, so dass Wärmeenergie aus dem Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602) in den Arbeitskreislauf (122; 422; 622) übertragbar ist, um das Arbeitsmedium in dem Arbeitskreislauf (122; 422; 622) bzw. in Expansionsräumen des Motors (12; 112; 212; 412; 512; 612) zu expandieren, wobei andererseits der Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602) und der Arbeitskreislauf (122; 422; 622) mittels des Motorgehäuses (11; 111; 411; 611) als Motorwärmetauscher (13) thermisch miteinander wirkverbunden sind und/oder zwischen dem Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602) und dem Arbeitskreislauf (122; 422; 622) wenigstens ein weiterer Wärmeenergieübertrager (121, 123; 421; 621, 623) angeordnet ist, um überschüssige Wärmeenergie von dem Arbeitskreislauf (122; 422; 622) auf den Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602) zu übertragen, wobei der Motorwärmetauscher (13) und der wenigstens eine weitere Wärmeenergieübertrager (121, 123; 421; 621, 623) in einem ersten Energieträgerkreislaufteilbereich (2A; 102A; 602A) (Vorlauf) des Energieträgerkreislaufs (2; 102; 402; 602) angeordnet sind, welcher sich in Strömungsrichtung (3; 103; 403; 603) gesehen von einem Expansionsventil (5; 105; 405; 605) bis zu dem Verdichter (6; 106; 406; 606) erstreckt, wobei das Motorgehäuse (11; 111; 411; 611) als Motorwärmeübertrager (13A; 113A; 413A; 613A) in einem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich (2B; 102B; 602B) (Rücklauf) des Energieträgerkreislaufs (2; 102; 402; 602) angeordnet ist, welcher sich in Strömungsrichtung (3; 103; 403; 603) gesehen von dem Verdichter (6; 106; 406; 606) bis zu dem Expansionsventil (5; 105; 405; 605) erstreckt, wobei zwischen dem ersten Energieträgerkreislaufteilbereich (2A; 102A; 602A) (Vorlauf) und dem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich (2B; 102B; 602B) (Rücklauf) ein Rücklaufwärmeübertrager (14; 114; 414; 614) angeordnet ist, um dem Energiespeichermedium (4; 104; 404; 604) innerhalb des Energieträgerkreislaufs (2; 102; 402; 602) Rücklaufwärmeenergie aus einem Motorrücklauf zuzuführen und wobei die Vorlauftemperatur des Verdichters (6; 106; 406; 606) gleich der Rücklauftemperatur des Motors (12; 112; 212; 412; 512; 612) ist.Heat engine (1; 101; 201; 401; 601) for converting energy, such as ambient heat energy (240), into kinetic energy, with a motor (12; 112; 212; 412; 512; 612), with a working circuit (122; 422; 622) for driving the motor (12; 112; 212; 412; 512; 612) and with an energy carrier circuit (2; 102; 402; 602) comprising a compressor (6; 106; 406; 606), which is used to heat the motor (12; 112; 212; 412; 512; 612) with this motor (12; 112; 212; 412; 512; 612) is interactively connected, in which the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602) and the working circuit (122; 422; 622) are different from one another, characterized in that the motor housing (11; 111; 411; 611) is on the one hand an engine heat exchanger (113A; 413A; 613A) as a heater of the working medium, so that thermal energy from the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602) can be transferred to the working circuit (122; 422; 622) in order to heat the working medium in the working circuit (122; 422; 622) or in expansion chambers of the motor (12; 112; 212; 412; 512; 612), wherein on the other hand the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602) and the working circuit (122; 422; 622) are thermally connected to one another by means of the motor housing (11; 111; 411; 611) as an engine heat exchanger (13) and/or at least one further heat energy exchanger (121, 123; 421; 621, 623) is arranged between the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602) and the working circuit (122; 422; 622) in order to transfer excess heat energy from the working circuit (122; 422; 622) to the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602), wherein the engine heat exchanger (13) and the at least one further heat energy exchanger (121, 123; 421; 621, 623) are arranged in a first energy carrier circuit sub-region (2A; 102A; 602A) (feed line) of the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602), which extends in the flow direction (3; 103; 403; 603) from an expansion valve (5; 105; 405; 605) to the compressor (6; 106; 406; 606), wherein the motor housing (11; 111; 411; 611) is arranged as an engine heat exchanger (13A; 113A; 413A; 613A) in a second energy carrier circuit sub-region (2B; 102B; 602B) (return) of the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602), which extends in the flow direction (3; 103; 403; 603) from the compressor (6; 106; 406; 606) to the expansion valve (5; 105; 405; 605), wherein a return heat exchanger (14; 114; 414; 614) is arranged between the first energy carrier circuit sub-region (2A; 102A; 602A) (feed) and the second energy carrier circuit sub-region (2B; 102B; 602B) (return) in order to to supply return heat energy from an engine return to the energy storage medium (4; 104; 404; 604) within the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602), and wherein the flow temperature of the compressor (6; 106; 406; 606) is equal to the return temperature of the engine (12; 112; 212; 412; 512; 612).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftmaschine zum Umwandeln von Energie, wie etwa Umgebungswärmeenergie in kinetische Energie, mit einem Motor, mit einem Arbeitskreislauf zum Antreiben des Motors und mit einem einen Verdichter umfassenden Energieträgerkreislauf, welcher zum Erwärmen des Motors mit diesem Motor wechselwirksam verbunden ist, bei welcher der Energieträgerkreislauf und der Arbeitskreislauf voneinander verschieden sind.The invention relates to a heat engine for converting energy, such as ambient heat energy into kinetic energy, with a motor, with a working circuit for driving the motor and with an energy carrier circuit comprising a compressor which is interactively connected to this motor for heating the motor, in which the energy carrier circuit and the working circuit are different from one another.

Ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmekraftmaschine, bei welchem ein Arbeitsmedium einen Motor der Wärmekraftmaschine antreibt, bei welchem das Arbeitsmedium mittels eines Energiespeichermediums erwärmt wird, wobei das Energiespeichermedium mittels Umweltwärmeenergie auf ein erstes erhöhtes Temperaturniveau erwärmt wird, ist nicht erfindungsgemäß. Die nachfolgenden Beschreibungsanteile, welche sich auf das bzw. die Verfahren beziehen, dienen lediglich der Erläuterung und sind nicht erfindungsgemäß beansprucht.A method for operating a heat engine, in which a working medium drives a motor of the heat engine, in which the working medium is heated by means of an energy storage medium, wherein the energy storage medium is heated to a first elevated temperature level by means of environmental thermal energy, is not in accordance with the invention. The following description parts relating to the method(s) serve merely for explanation and are not claimed in accordance with the invention.

Wärmekraftmaschinen mit deren Hilfe Umgebungswärme aus der Umwelt in für den Menschen nutzbare Energieformen umgewandelt werden, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und funktionieren mehr oder weniger gut. Heat engines, which help to convert ambient heat from the environment into forms of energy that can be used by humans, are well known from the state of the art and function more or less well.

Jedoch arbeiten die bekannten Wärmekraftmaschinen oftmals derart uneffektiv, dass diese wirtschaftlich nicht sinnvoll einsetzbar sind.However, the known heat engines often operate so inefficiently that they are not economically viable.

Aus der US 4 389 858 A ist eine Wärmekraftmaschine zum Bereitstellen von Wellenarbeit bekannt, bei welcher eine Wärmepumpe und ein Drehfluidmotor mittels eines wärmeaktivierbaren Kühlsystems gekoppelt ist, wobei das wärmeaktivierbare Kühlsystem einen einzigen Fluidkreislauf aufweist.From the US 4 389 858 A A heat engine for providing shaft work is known in which a heat pump and a rotary fluid motor are coupled by means of a heat-activatable cooling system, wherein the heat-activatable cooling system has a single fluid circuit.

Die DE 195 24 171 A1 zeigt einen Niedertemperaturmotor oder eine Kältemaschine zum Antreiben von Arbeitsmaschinen mit einem geschlossenen Gaskreislauf, in welchem Gas als Arbeitsmedium und Wärmeträger verwendet wird. In dem Gaskreislauf kann Wärme aus der Umgebungsluft aufgenommen werden.The DE 195 24 171 A1 shows a low-temperature engine or a refrigeration machine for driving working machines with a closed gas circuit in which gas is used as a working medium and heat carrier. Heat can be absorbed from the ambient air in the gas circuit.

Darüber hinaus ist aus der US 3 774 397 A eine weitere Wärmekraftmaschine bekannt, bei welcher ein expandierbares Fluid durch einen Brenner auf ein höheres Energieniveau gebracht wird, um anschließend durch Expansionsarbeit eine Arbeitsmaschine anzutreiben.In addition, the US 3 774 397 A Another heat engine is known in which an expandable fluid is brought to a higher energy level by a burner in order to then drive a working machine through expansion work.

In der DE 30 10 389 A1 ist System beschrieben, mittels welchem unter Nutzung von Umgebungswärme mechanische und/oder elektrische Energie erzeugt werden kann. Das System weist wenigstens einen Kreislauf auf, der wiederum einen Wärmetauscher, einen von einem Motor betätigbaren Kompressor sowie eine Arbeitsmaschine umfasst, welche nacheinander von einem verflüssigbaren Gas als Kältemittel durchströmt werden. Das Kältemittel nimmt in dem Wärmetauscher Wärme auf, wird in dem Kompressor unter Temperaturerhöhung komprimiert, um anschließend unter Abgabe von Arbeit in der Arbeitsmaschine wieder entspannt zu werden. Dem Wärmetauscher kann hierbei unter Ausnutzung von Umgebungswärme mit Wärmeenergie beschickt werden, die dann an das Kältemittel übergeben wird. Mehrere solcher Kreisläufe können hintereinandergeschaltet werden.In the EN 30 10 389 A1 A system is described by means of which mechanical and/or electrical energy can be generated using ambient heat. The system has at least one circuit, which in turn comprises a heat exchanger, a compressor that can be operated by a motor, and a working machine, through which a liquefiable gas flows one after the other as a coolant. The coolant absorbs heat in the heat exchanger, is compressed in the compressor with an increase in temperature, and is then expanded again in the working machine with work being released. The heat exchanger can be supplied with thermal energy using ambient heat, which is then transferred to the coolant. Several such circuits can be connected in series.

Ferner ist in der DE 101 35 205 A1 ein mehrstufiger Rotationskolbenmotor offenbart, wobei ein durch eine Wärmequelle erhitztes Arbeitsmedium durch die einzelnen Motorstufen des mehrstufigen Rotationskolbenmotors hindurch geleitet, um in jeder der Motorstufen mechanische Arbeit zu leisten. Dabei wird der mehrstufige Rotationskolbenmotor dazu genutzt, das Arbeitsmedium zwischen den einzelnen Motorstufen immer wieder zu erwärmen.Furthermore, the EN 101 35 205 A1 a multi-stage rotary piston engine is disclosed, wherein a working medium heated by a heat source is passed through the individual engine stages of the multi-stage rotary piston engine in order to perform mechanical work in each of the engine stages. The multi-stage rotary piston engine is used to repeatedly heat the working medium between the individual engine stages.

Aus der DE 699 14 738 T2 ist eine rotierende Drehkolbenmaschine mit zwei volumenvariablen Einheiten mit jeweils einer Drehkammer und einem mehrseitigen Kolben bekannt, bei welche jede Kammer mehrere doppelfunktionale Öffnungen aufweist, die mittels Kanäle eine Verbindung zwischen den Kammern etablieren, wobei jeder dieser Kanäle einen Regenerator enthält, der einer volumenvariablen Einheit „Ansaugen, Expansion und Ausstoß“ ermöglicht, während die andere volumenvariable Einheit aufgrund einer geeigneten Relativbewegung und der Position der Öffnungen „Ansaugen, Expansion und Ausstoß“ ausführt.From the DE 699 14 738 T2 a rotating rotary piston machine with two volume-variable units, each with a rotary chamber and a multi-sided piston, is known, in which each chamber has several dual-function openings which establish a connection between the chambers by means of channels, each of these channels containing a regenerator which enables one volume-variable unit to "suction, expansion and discharge", while the other volume-variable unit carries out "suction, expansion and discharge" due to a suitable relative movement and the position of the openings.

Die DE 40 10 206 A1 zeigt einen Heißluftmotor auf Basis des Stirlingprinzips mit einem äußeren Erhitzer kombiniert mit einem Rotationsmotor. Jeder Zylinder des Heißluftmotors ist in einen Kompressions- und einen Expansionsbereich unterteilt, wobei die Zylinder untereinander durch Kanäle verbunden sind, und jeder der Zylinder einen Regenerator umfasst.The EN 40 10 206 A1 shows a hot air engine based on the Stirling principle with an external heater combined with a rotary engine. Each cylinder of the hot air engine is divided into a compression and an expansion area, with the cylinders being connected to each other by channels, and each of the cylinders comprising a regenerator.

Des Weiteren ist das Thema zur dezentralen Energieversorgung in dem Buch Dezentrale Energiesysteme, 2. Auflage, München Wien: De Gruyter Oldenbourg Verlag, 2006, 2528. - ISBN 978-3-486-57722-8 beschrieben.Furthermore, the topic of decentralized energy supply is in the Book Decentralized Energy Systems, 2nd edition, Munich Vienna: De Gruyter Oldenbourg Verlag, 2006, 2528. - ISBN 978-3-486-57722-8 described.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung derartige Wärmekraftmaschinen weiter zu entwickeln, so dass Umweltwärmeenergie effektiver für den Menschen genutzt werden kann.The object of the present invention is to further develop such heat engines so that environmental heat energy can be used more effectively for humans.

Die Aufgabe der Erfindung wird von einer Wärmekraftmaschine zum Umwandeln von Energie, wie etwa Umgebungswärmeenergie, in kinetische Energie, mit einem Motor, mit einem Arbeitskreislauf zum Antreiben des Motors und mit einem einen Verdichter umfassenden Energieträgerkreislauf, welcher zum Erwärmen des Motors mit diesem Motor wechselwirksam verbunden ist, gelöst, bei welcher der Energieträgerkreislauf und der Arbeitskreislauf voneinander verschieden sind, wobei sich die Wärmekraftmaschine dadurch auszeichnet, dass das Motorgehäuse einerseits als Erhitzer des Arbeitsmediums ein Motorwärmeübertrager ist, so dass Wärmeenergie aus dem Energieträgerkreislauf in den Arbeitskreislauf übertragbar ist, um das Arbeitsmedium in dem Arbeitskreislauf bzw. in Expansionsräumen des Motors zu expandieren, wobei andererseits der Energieträgerkreislauf und der Arbeitskreislauf mittels des Motorgehäuses als Motorwärmetauscher thermisch miteinander wirkverbunden sind und/oder zwischen dem Energieträgerkreislauf und dem Arbeitskreislauf wenigstens ein weiterer Wärmeenergieübertrager angeordnet ist, um überschüssige Wärmeenergie von dem Arbeitskreislauf auf den Energieträgerkreislauf zu übertragen, wobei der Motorwärmetauscher oder der wenigstens eine weitere Wärmeenergieübertrager in einem ersten Energieträgerkreislaufteilbereich (Vorlauf) des Energieträgerkreislaufs angeordnet sind, welcher sich in Strömungsrichtung gesehen von einem Expansionsventil bis zu dem Verdichter erstreckt, wobei das Motorgehäuse als Motorwärmeübertrager in einem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich (Rücklauf) des Energieträgerkreislaufs angeordnet ist, welcher sich in Strömungsrichtung gesehen von dem Verdichter bis zu dem Expansionsventil erstreckt, wobei zwischen dem ersten Energieträgerkreislaufteilbereich (Vorlauf) und dem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich (Rücklauf) ein Rücklaufwärmeübertrager angeordnet ist, um dem Energiespeichermedium innerhalb des Energieträgerkreislaufs Rücklaufwärmeenergie aus einem Motorrücklauf zuzuführen, und wobei die Vorlauftemperatur des Verdichters gleich der Rücklauftemperatur des Motors ist.The object of the invention is achieved by a heat engine for converting energy, such as ambient heat energy, into kinetic energy, with a motor, with a working circuit for driving the motor and with an energy carrier circuit comprising a compressor, which is interactively connected to this motor for heating the motor, in which the energy carrier circuit and the working circuit are different from one another, wherein the heat engine is characterized in that the motor housing, on the one hand, is an engine heat exchanger as a heater of the working medium, so that heat energy from the energy carrier circuit can be transferred to the working circuit in order to expand the working medium in the working circuit or in expansion spaces of the motor, wherein on the other hand, the energy carrier circuit and the working circuit are thermally connected to one another by means of the motor housing as an engine heat exchanger and/or at least one further heat energy exchanger is arranged between the energy carrier circuit and the working circuit in order to transfer excess heat energy from the working circuit to the energy carrier circuit, wherein the engine heat exchanger or the at least one further heat energy exchanger in a first Energy carrier circuit sub-region (feed line) of the energy carrier circuit are arranged, which extends from an expansion valve to the compressor as seen in the direction of flow, wherein the motor housing is arranged as an engine heat exchanger in a second energy carrier circuit sub-region (return line) of the energy carrier circuit, which extends from the compressor to the expansion valve as seen in the direction of flow, wherein a return heat exchanger is arranged between the first energy carrier circuit sub-region (feed line) and the second energy carrier circuit sub-region (return line) in order to supply return heat energy from an engine return line to the energy storage medium within the energy carrier circuit, and wherein the feed line temperature of the compressor is equal to the return line temperature of the engine.

Unter dem Begriff „Wärmekraftmaschine“ versteht man jegliche Einrichtung, die dazu geeignet ist, Energie in Form von Wärme aufzunehmen und aus der aufgenommenen Wärmeenergie mechanische Arbeit bereitzustellen. Diese mechanische Arbeit kann sich der Mensch nutzbar machen. Im Allgemeinen und auch insbesondere im Sinne vorliegender Erfindung stellt somit vorliegende Wärmekraftmaschine aus Wärme Arbeit bereit.The term "heat engine" refers to any device that is suitable for absorbing energy in the form of heat and providing mechanical work from the absorbed thermal energy. This mechanical work can be used by humans. In general and also in particular in the sense of the present invention, the present heat engine therefore provides work from heat.

Unter dem Begriff „Umgebungswärmeenergie“ versteht man vorliegend jegliche Art von Wärmeenergie, welche insbesondere in der natürlichen Umwelt als Wärme vorhanden ist und genutzt werden kann. Aber auch aus Abwärme von technischen Einrichtungen kann „Umgebungswärmeenergie“ im Sinne der Erfindung gewonnen werden.The term "ambient thermal energy" refers to any type of thermal energy that is present in the natural environment and can be used. However, "ambient thermal energy" within the meaning of the invention can also be obtained from waste heat from technical equipment.

Mit dem Begriff „Motor“ wird im Zusammenhang mit vorliegender Wärmekraftmaschine jegliche Einrichtung verstanden, mittels welcher eine erste Energieform in eine weitere Energieform umwandelbar ist. Beispielsweise wird mittels des Motors vorliegend Umweltwärmeenergie in kinetische Energie umgewandelt. Hierdurch wird ansonsten für den Menschen nicht oder nur gering nutzbare Energie in eine besonders günstige Energieform umgewandelt, welche wiederum vom Menschen besonders gut nutzbar ist.In the context of the heat engine, the term "engine" refers to any device by means of which a first form of energy can be converted into another form of energy. For example, the engine converts environmental heat energy into kinetic energy. This converts energy that would otherwise be of little or no use to humans into a particularly favorable form of energy, which in turn is particularly easy for humans to use.

Vorliegend können bei entsprechender Modifikation nahezu alle beliebigen Motorenkonzepte Verwendung finden, welche auf Basis von Kompressions- und Expansionsvorgängen beruhen. Beispielsweise sind dies Kolbenmotoren, wie Dampfmaschinen, Dieselmotoren, Ottomotoren, Stirlingmotoren usw., Rotationskolbenmotoren, wie Wankelmotoren, Gasturbinen usw. Auch lassen sich im Sinne der Erfindung Verdichter oder Pumpenarten derart bauen, dass sie als Motoren im Sinne der Erfindung verwendet werden können, wie etwa Flügelzellenverdichter, Zahnradpumpen, Membranpumpen usw.In the present case, with appropriate modification, almost any engine concept based on compression and expansion processes can be used. For example, these are piston engines such as steam engines, diesel engines, Otto engines, Stirling engines, etc., rotary piston engines such as Wankel engines, gas turbines, etc. In the sense of the invention, compressors or pump types can also be built in such a way that they can be used as engines in the sense of the invention, such as vane compressors, gear pumps, diaphragm pumps, etc.

Im „Arbeitskreislauf” läuft ein Arbeitsmedium um, mit dessen Hilfe zum einen der Motor angetrieben und zum anderen nicht mehr benötigte Wärmeenergie vom Motor abgeführt wird. Die abgeführte Wärmeenergie wird vorzugsweise an das Energieträgermedium übergeben. Somit dient der Arbeitskreislauf idealerweise als Heizkreislauf für das Energieträgermedium.A working medium circulates in the "working circuit" and is used to drive the engine and to remove heat energy that is no longer required from the engine. The removed heat energy is preferably transferred to the energy carrier medium. The working circuit therefore ideally serves as a heating circuit for the energy carrier medium.

Mittels des „Energieträgerkreislaufes“ wird insbesondere aus der Umwelt aufgenommene Umgebungswärmeenergie innerhalb der Wärmekraftmaschine transportiert. Der Transport der Energie innerhalb des Energieträgerkreislaufes geschieht mittels eines umlaufenden Energieträgermediums.By means of the “energy carrier cycle”, ambient heat energy, particularly that absorbed from the environment, is transported within the heat engine. The transport of energy within the energy carrier cycle takes place by means of a circulating energy carrier medium.

Erfindungsgemäß ist es mit der vorliegenden Wärmekraftmaschine möglich, die aufgenommene Umgebungswärmeenergie idealerweise vollständig in für den Menschen nutzbare, insbesondere kinetische Energie, umzuwandeln.According to the invention, the present heat engine makes it possible to ideally completely convert the absorbed ambient heat energy into energy that can be used by humans, in particular kinetic energy.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Wärmekraftmaschine Arbeitsteilkreisläufe aufweist, welche mit dem Motor wechselwirksam verbunden sind.A particularly advantageous embodiment provides that the heat engine has working circuits which are interactively connected to the motor.

Mittels der Arbeitsteilkreisläufe ist eine Vervielfachung der Arbeitstakte des Motors auf baulich besonders einfache Art und Weise realisiert. Schon mit einer Verdoppelung der Arbeitstakte wird eine wesentlich bessere Ausnutzung der bereitgestellten Umgebungswärmeenergie erzielt.By means of the working circuits, a multiplication of the engine's working cycles is achieved in a particularly simple structural manner. By doubling the working cycles, a significantly better utilization of the ambient heat energy provided is achieved.

Sind etwa insgesamt sechs Arbeitsteilkreisläufe vorgesehen, so werden mit einer derart ausgeführten Wärmekraftmaschine sechs Arbeitstakte bei nur zwei Kurbelwellenumdrehungen erreicht.If a total of six working circuits are provided, a heat engine designed in this way achieves six working cycles with only two crankshaft revolutions.

Unter dem Begriff „Arbeitsteilkreislauf“ versteht man einen Teilbereich des vorliegenden Arbeitskreislaufes, der sich zwischen einem Auslass eines ersten Expansionsraums eines Motors und dem Auslass eines weiteren Expansionsraums des Motors erstreckt.The term “working circuit” refers to a sub-area of the present working circuit which extends between an outlet of a first expansion chamber of an engine and the outlet of a further expansion chamber of the engine.

Allein auf Grund dieser wesentlich besseren Umgebungsenergieausnutzung sind die Merkmale im Zusammenhang mit den Arbeitsteilkreisläufen auch ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft und erfinderisch.Solely due to this significantly better utilization of ambient energy, the features in connection with the working circuits are advantageous and inventive even without the other features of the invention.

Der Arbeitskreislauf und der Energieträgerkreislauf sind voneinander verschieden, so dass im Arbeitskreislauf und im Energieträgerkreislauf unterschiedliche Temperaturniveaus realisiert werden können. Mittels der voneinander verschiedenen Kreisläufe, kann beispielsweise von einem Arbeitskreislauf in einen Energieträgerkreislauf übergegangene Wärmeenergie förderlich aus und von dem Arbeitskreislauf entfernt werden.The working circuit and the energy carrier circuit are different from each other, so that different temperature levels can be achieved in the working circuit and the energy carrier circuit. By means of the different circuits, for example, heat energy that has passed from a working circuit to an energy carrier circuit can be removed from and to the working circuit.

Damit ein derartiger Energieübertrag zwischen dem Arbeitskreislauf und dem Energieträgerkreislauf erreicht wird, ist der Energieträgerkreislauf mit einem Arbeitskreislauf wechselwirksam verbunden. Konstruktiv kann dies auf vielfältige Weise geschehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Energieträgerkreislauf und der Arbeitskreislauf mittels des Motors, vorzugsweise mittels eines Motorgehäuses, wirkverbunden sind.In order to achieve such an energy transfer between the working circuit and the energy carrier circuit, the energy carrier circuit is interactively connected to a working circuit. This can be done in a variety of ways in terms of construction. It is particularly advantageous if the energy carrier circuit and the working circuit are actively connected by means of the motor, preferably by means of a motor housing.

Besonders kompakt baut die vorliegende Wärmekraftmaschine, da der Motor, vorzugsweise das Motorgehäuse, ein Erhitzer des Arbeitsmediums ist. Hierdurch wird das Arbeitsmedium in einem Motorarbeitsraum baulich besonders einfach erhitzt und expandiert, wodurch die Scheiben des Motors in Rotation versetzt werden.The present heat engine is particularly compact because the motor, preferably the motor housing, is a heater of the working medium. This makes it particularly easy to heat and expand the working medium in an engine working chamber, which causes the motor disks to rotate.

Der Energieträgerkreislauf und der Arbeitskreislauf sind mittels des Motors, vorzugsweise mittels des Motorgehäuses, wirkverbunden, so dass auf baulich besonders einfache Art und Weise Wärmeenergie aus dem Energieträgerkreislauf in den Arbeitskreislauf übertragen werden kann.The energy carrier circuit and the working circuit are operatively connected by means of the motor, preferably by means of the motor housing, so that thermal energy can be transferred from the energy carrier circuit to the working circuit in a structurally particularly simple manner.

Der Motor weist einen Wärmeübertrager zwischen dem Energieträgerkreislauf und dem Arbeitskreislauf auf.The engine has a heat exchanger between the energy carrier circuit and the working circuit.

Um eine im Arbeitskreislauf verbliebene Wärmeenergie nicht ungenutzt in die Umgebung abzugeben, ist zwischen dem Arbeitskreislauf und dem Energieträgerkreislauf wenigstens ein weiterer Wärmeübertrager angeordnet. Hierdurch lässt sich überschüssige Wärmeenergie von dem Arbeitskreislauf auf den Energieträgerkreislauf übertragen.In order to prevent any heat energy remaining in the working circuit from being released unused into the environment, at least one additional heat exchanger is arranged between the working circuit and the energy carrier circuit. This allows excess heat energy to be transferred from the working circuit to the energy carrier circuit.

Der Motorwärmetauscher oder der wenigstens eine weitere Wärmeenergieübertrager sind in einem ersten Energieträgerkreislaufteilbereich (Vorlauf) des Energieträgerkreislaufs angeordnet, welcher sich in Strömungsrichtung gesehen von einem Expansionsventil bis zu dem Verdichter erstreckt, wobei das Motorgehäuse als Motorwärmeübertrager in einem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich (Rücklauf) des Energieträgerkreislaufs angeordnet ist, welcher sich in Strömungsrichtung gesehen von dem Verdichter bis zu dem Expansionsventil erstrecktThe engine heat exchanger or the at least one further heat energy exchanger are arranged in a first energy carrier circuit sub-area (feed line) of the energy carrier circuit, which extends from an expansion valve to the compressor as seen in the direction of flow, wherein the engine housing is arranged as an engine heat exchanger in a second energy carrier circuit sub-area (return line) of the energy carrier circuit, which extends from the compressor to the expansion valve as seen in the direction of flow

Zwischen dem ersten Energieträgerkreislaufteilbereich (Vorlauf) und dem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich (Rücklauf) ist ein Rücklaufwärmeübertrager angeordnet, um dem Energiespeichermedium innerhalb des Energieträgerkreislaufs Rücklaufwärmeenergie aus einem Motorrücklauf zuzuführen.A return heat exchanger is arranged between the first energy carrier circuit section (supply) and the second energy carrier circuit section (return) in order to supply return heat energy from an engine return to the energy storage medium within the energy carrier circuit.

Hierbei ist die Vorlauftemperatur des Verdichters gleich der Rücklauftemperatur des Motors. Hierdurch kann die gesamte Wärmeenergie, welche den Motor verlässt, in dem Energiespeichermedium wiederverwendet werden.The flow temperature of the compressor is the same as the return temperature of the engine. This means that all the heat energy that leaves the engine can be reused in the energy storage medium.

Darüber hinaus zeichnet sich vorliegende Erfindung durch Arbeitskreisläufe aus, welche mit dem Energieträgerkreislauf wechselwirksam verbunden sind. Sind die Arbeitskreisläufe mit dem Energieträgerkreislauf verbunden, kann auf besonders vorteilhafter Weise Wärmeenergie von dem Arbeitskreislauf in den Energieträgerkreislauf übertragen werden, da der Arbeitskreislauf vielfach mit dem Energieträgerkreislauf verbunden ist.In addition, the present invention is characterized by working circuits which are interactively connected to the energy carrier circuit. If the working circuits are connected to the energy carrier circuit, heat energy can be transferred from the working circuit to the energy carrier circuit in a particularly advantageous manner, since the working circuit is often connected to the energy carrier circuit.

Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass der Motor ein Mehrscheibenmotor, vorzugsweise ein Dreischeibenmotor oder ein Vierscheibenmotor, ist. Mehrscheibenmotoren eigenen sich besonders gut dazu, durch Expansions- und Kompressionsvorgänge eines Arbeitsmediums in einem Arbeitskreislauf angetrieben zu werden.A preferred embodiment provides that the motor is a multi-disk motor, preferably a three-disk motor or a four-disk motor. Multi-disk motors are particularly well suited to being driven by expansion and compression processes of a working medium in a working circuit.

Mit dem Begriff „Mehrscheibenmotor“ sind vorliegend jegliche Motoren erfasst, deren Kolben vorzugsweise exzentrisch um eine Welle rotieren. Hierbei sind die einzelnen Scheiben entlang der Welle in radialer Richtung gesehen versetzt zueinander angeordnet. Derartige Motoren werden auch als Rotationskolbenmotoren bezeichnet.The term "multi-disk engine" covers all engines whose pistons preferably rotate eccentrically around a shaft. The individual disks are arranged offset from one another along the shaft in the radial direction. Such engines are also known as rotary piston engines.

Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass der Motor einen Wärmeübertrager der Wärmekraftmaschine darstellt.A preferred embodiment provides that the motor represents a heat exchanger of the heat engine.

Wenn wenigstens zwei Arbeitskreisläufe vorhanden sind, sind diese Arbeitskreisläufe vorteilhafter Weise voneinander verschieden. Mittels der voneinander verschiedenen Arbeitskreisläufe kann die Effektivität des Motors der vorliegenden Wärmekraftmaschine gesteigert werden, so dass die aus der Umwelt aufgenommene Wärmeenergie wesentlich effektiver genutzt wird.If there are at least two working circuits, these working circuits are advantageously different from one another. By means of the different working circuits, the efficiency of the motor of the heat engine in question can be increased, so that the heat energy absorbed from the environment is used much more effectively.

Eine weitere Effektivitätssteigerung erfährt die Wärmekraftmaschine, wenn der Energieträgerkreislauf zumindest einen Vorlauf und idealerweise mehr als einen Rücklauf aufweist, wobei ein erster Rücklauf des Energieträgerkreislaufes und ein zweiter Rücklauf des Energieträgerkreislaufes mittels eines Rücklaufwärmetauschers miteinander wechselwirksam verbunden sind.The heat engine is further increased in efficiency if the energy carrier circuit has at least one flow line and ideally more than one return line, whereby a first return line of the energy carrier circuit and a second return line of the energy carrier circuit are interconnected by means of a return heat exchanger.

Die Wärmeenergie aus der Umwelt wird im Energieträgerkreislauf besonders vorteilhaft bereitgestellt, wenn der Energieträgerkreislauf unterschiedliche Querschnitte aufweist. Insbesondere durch eine Querschnittsverjüngung wird eine weitere Energieerhöhung des Energieträgermediums erzielt.The thermal energy from the environment is provided in the energy carrier cycle particularly advantageously when the energy carrier cycle has different cross-sections. In particular, a further increase in the energy of the energy carrier medium is achieved by narrowing the cross-section.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Energieträgerkreislauf in einem ersten Teilbereich zwischen einem Expansionsventil und einem Verdichter einen größeren Querschnitt aufweist als in einem weiteren Teilbereich zwischen dem Verdichter und dem Expansionsventil.In this context, it is advantageous if the energy carrier circuit has a larger cross-section in a first partial area between an expansion valve and a compressor than in a further partial area between the compressor and the expansion valve.

Besonders effektiv kann die Wärmeenergie aus der Umwelt innerhalb des Energieträgerkreislaufes bereitgestellt werden, wenn innerhalb des Energieträgerkreislaufes zwischen einem ersten Teilbereich des Energieträgerkreislaufes und einem zweiten Teilbereich des Energieträgerkreislaufes zwei voneinander verschiedene Druckniveaus des Energiespeichermediums vorhanden sind.The thermal energy from the environment can be provided particularly effectively within the energy carrier cycle if two different pressure levels of the energy storage medium are present within the energy carrier cycle between a first sub-area of the energy carrier cycle and a second sub-area of the energy carrier cycle.

Um die vorliegende Wärmkraftmaschine vorteilhaft steuern zu können, sieht eine weitere Ausführungsvariante vor, dass der Arbeitskreislauf einen Arbeitsmediumzwischenspeicher aufweist. Mittels dieses Arbeitsmediumszwischenspeichers kann eine nahezu beliebige Menge eines Arbeitsmediums gespeichert und zum Abruf bereitgestellt werden.In order to be able to control the present heat engine advantageously, a further embodiment provides that the working circuit has a working medium buffer. Using this working medium buffer, almost any amount of a working medium can be stored and made available for retrieval.

Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung von einem Verfahren zum Betreiben einer Wärmekraftmaschine gelöst, bei welchem ein Arbeitsmedium einen Motor der Wärmekraftmaschine antreibt, bei welchem das Arbeitsmedium mittels eines Energiespeichermediums erwärmt wird, wobei das Energiespeichermedium mittels Umweltwärmeenergie auf ein erstes erhöhtes Temperaturniveau erwärmt wird, und wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass einerseits das Energiespeichermedium das Arbeitsmedium kühlt, wobei Abwärmeenergie aus dem Arbeitskreislauf in einen ersten Energieträgerkreislaufteilbereich (Vorlauf) des Energieträgerkreislaufs übertragen wird, so dass das Energiespeichermedium mittels dieser Abwärmeenergie aus dem Arbeitskreislauf auf ein zweites erhöhtes Temperaturniveau erwärmt wird, und dass andererseits zum Erwärmen des Arbeitsmediums Wärmeenergie in einem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich (Rücklauf) des Energieträgerkreislaufs von dem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich an das Arbeitsmedium übertragen wird.Furthermore, the object of the invention is achieved by a method for operating a heat engine, in which a working medium drives a motor of the heat engine, in which the working medium is heated by means of an energy storage medium, wherein the energy storage medium is heated to a first elevated temperature level by means of environmental heat energy, and wherein the method is characterized in that, on the one hand, the energy storage medium cools the working medium, wherein waste heat energy from the working circuit is transferred to a first energy carrier circuit sub-area (feed line) of the energy carrier circuit, so that the energy storage medium is heated to a second elevated temperature level by means of this waste heat energy from the working circuit, and that, on the other hand, in order to heat the working medium, heat energy is transferred from the second energy carrier circuit sub-area to the working medium in a second energy carrier circuit sub-area (return line) of the energy carrier circuit.

Vorteilhafterweise kühlt das Energieträgermedium das Arbeitsmedium. Hierdurch wird zum einen das Arbeitsmedium auf ein niedriges Temperaturniveau gebracht. Zum anderen wird nicht mehr benötigte Wärmeenergie, die bisher als verloren in die Umwelt abgegeben wurde, dem Energiespeichermedium zugeführt, wodurch das Energiespeichermedium wieder an zusätzlicher Energie bzw. Wärmeenergie gewinnt.The energy carrier medium advantageously cools the working medium. This brings the working medium to a low temperature level. On the other hand, heat energy that is no longer required and was previously lost to the environment is fed to the energy storage medium, whereby the energy storage medium gains additional energy or heat energy.

Um das Energiespeichermedium weiter mit Energie anzureichern, wird dem Energiespeichermedium Abwärmeenergie aus einem Arbeitskreislauf zugeführt, so dass das Energiespeichermedium mittels der Abwärme aus einem Arbeitskreislauf auf ein zweites erhöhtes Temperaturniveau erwärmt wird.In order to further enrich the energy storage medium with energy, waste heat energy from a working circuit is supplied to the energy storage medium so that the energy storage medium is heated to a second, increased temperature level by means of the waste heat from a working circuit.

Auch sieht ein nicht erfindungsgemäßes Verfahren zum Umwandeln von Energie vor, dass einer Wärmekraftmaschine mittels eines Energiespeichermediums aus der Umwelt aufgenommene Wärmeenergie zugeführt wird, wobei vor dem Aufnehmen der Umweltwärmeenergie das Energiespeichermedium von einem Ausgangstemperaturniveau auf ein Starttemperaturniveau herunter gekühlt wird.A method for converting energy not according to the invention also provides that thermal energy absorbed from the environment is supplied to a heat engine by means of an energy storage medium, wherein the energy storage medium is cooled down from an initial temperature level to a starting temperature level before absorbing the environmental thermal energy.

Eine Verfahrensvariante sieht vor, dass vor dem Aufnehmen der Umweltwärmeenergie das Energiespeichermedium von einem Ausgangsdruckniveau auf ein Startdruckniveau entspannt wird.One process variant provides that the energy storage medium is expanded from an initial pressure level to a starting pressure level before absorbing the environmental heat energy.

Mit den Begriffen „Starttemperaturniveau“ und „Startdruckniveau“ ist ein Zustand des Energiespeichermediums vorliegender Erfindung beschrieben, bei welchem das Energiespeichermedium besonders vorteilhaft Umweltwärmeenergie aufnehmen kann.The terms “starting temperature level” and “starting pressure level” describe a state of the energy storage medium of the present invention in which the energy storage medium can particularly advantageously absorb environmental heat energy.

Das Energiespeichermedium weist ein derartiges Starttemperatur- und Startdruckniveau dementsprechend zwischen einem Expansionsventil und einem Umweltwärmeenergieübertrager auf.The energy storage medium has such a starting temperature and starting pressure level accordingly between an expansion valve and an environmental heat energy exchanger.

Sollte bei einer Ausführungs- beziehungsweise Verfahrensvariante ein derartiges Expansionsventil nicht vorhanden sein, weist das Energiespeichermedium zumindest vor dem Umweltwärmeenergieübertrager ein derartiges Starttemperatur- und Startdruckniveau auf.If such an expansion valve is not present in a design or process variant, the energy storage medium has such a starting temperature and starting pressure level at least upstream of the environmental heat energy exchanger.

Vorteilhafterweise wird das Energiespeichermedium vor dem Aufnehmen oder während des Aufnehmens der Umweltwärmeenergie einer Querschnittserweiterung eines Energieträgerkreislaufes zugeführt. Mittels der Querschnittserweiterung ist baulich auf besonders einfache Art und Weise dafür gesorgt, dass das Energiespeichermedium auf ein Startdruckniveau entspannt wird und dabei auf eine Starttemperatur heruntergekühlt wird.Advantageously, the energy storage medium is fed to a cross-sectional expansion of an energy carrier circuit before or during the absorption of the environmental heat energy. The cross-sectional expansion ensures in a particularly simple structural manner that the energy storage medium is relaxed to a starting pressure level and is cooled down to a starting temperature.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn dem Energiespeichermedium Rücklaufwärmeenergie aus einem Motorrücklauf zugeführt wird.It is also advantageous if return heat energy from an engine return is supplied to the energy storage medium.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn das Energiespeichermedium mittels der Rücklaufwärmeenergie auf ein drittes erhöhtes Temperaturniveau erwärmt wird.It is also advantageous if the energy storage medium is heated to a third, higher temperature level using the return heat energy.

Um ausreichend hohe Wärmeenergie zum Antreiben des Motors der vorliegenden Wärmekraftmaschine zur Verfügung zu haben, ist es vorteilhaft, wenn das Energiespeichermedium mittels eines Verdichters auf ein Arbeitstemperaturniveau erwärmt wird.In order to have sufficiently high thermal energy available to drive the motor of the present heat engine, it is advantageous if the energy storage medium is heated to a working temperature level by means of a compressor.

Kumulativ oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn das Energiespeichermedium im Bereich des Verdichters einer Querschnittsverjüngung des Energieträgerkreislaufes zugeführt wird.Cumulatively or alternatively, it is advantageous if the energy storage medium is fed to a cross-sectional tapering of the energy carrier circuit in the area of the compressor.

Eine weitere Verfahrensvariante sieht vor, dass Abwärme des Motors in das Energiespeichermedium geführt wird. Hierdurch wird der Verlust an Wärmeenergie verringert.Another process variant provides for waste heat from the engine to be fed into the energy storage medium. This reduces the loss of thermal energy.

Es ist angestrebt, dass möglichst die gesamte extern aufgenommene Wärmeenergie in kinetische Energie umgewandelt wird.The aim is to convert as much of the externally absorbed heat energy as possible into kinetic energy.

Kumulativ oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn ein erster Teil der Arbeitstemperaturenergie dem Energiespeichermedium zwischen der ersten Temperaturerhöhung und der dritten Temperaturerhöhung zugeführt wird.Cumulatively or alternatively, it is advantageous if a first part of the working temperature energy is supplied to the energy storage medium between the first temperature increase and the third temperature increase.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn ein weiterer Teil der Arbeitstemperaturenergie dem Energiespeichermedium zwischen der zweiten und einer vierten Temperaturerhöhung zugeführt wird.Furthermore, it is advantageous if a further part of the working temperature energy is supplied to the energy storage medium between the second and a fourth temperature increase.

Mittels des vorliegend beschriebenen Energieträgerkreislaufes und dem darin zirkulierenden Energiespeichermedium wird das Motorgehäuse erwärmt, wobei das erwärmte Motorgehäuse zumindest einen Teil der Wärmeenergie an das Arbeitsmedium abgibt. Das derart erwärmte Arbeitsmedium expandiert hierbei und treibt somit den Motor der vorliegenden Wärmekraftmaschine an. Hierdurch wird kinetische Energie bereitgestellt. Idealerweise wird die komplette Umweltwärmeenergie in kinetische Energie umgewandelt.The motor housing is heated by means of the energy carrier circuit described here and the energy storage medium circulating therein, with the heated motor housing releasing at least part of the heat energy to the working medium. The working medium heated in this way expands and thus drives the motor of the heat engine in question. This provides kinetic energy. Ideally, all of the environmental heat energy is converted into kinetic energy.

Um mehr Arbeitsmedium bereit stellen zu können, als in dem jeweiligen Arbeitskreislauf aufgenommen werden kann, ist es vorteilhaft, wenn ein Arbeitsmedium in einem Zwischenspeicher bereitgestellt wird.In order to be able to provide more working medium than can be accommodated in the respective working circuit, it is advantageous if a working medium is provided in an intermediate storage facility.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Arbeitsmedium in dem Zwischenspeicher gekühlt wird. Somit steht nahezu immer eine ausreichend große Menge an gekühltem Arbeitsmedium für den Motor der vorliegenden Wärmekraftmaschine zur Verfügung.It has proven to be advantageous if the working medium is cooled in the intermediate storage tank. This means that a sufficiently large amount of cooled working medium is almost always available for the motor of the heat engine in question.

Ein Kühlen des Arbeitsmediums im Zwischenspeicher wird vorteilhaft vorgenommen, wenn der Zwischenspeicher von dem Energiespeichermedium umströmt wird.Cooling of the working medium in the buffer storage is advantageously carried out if the energy storage medium flows around the buffer storage.

Mittels der erfindungsgemäßen Wärmekraftmaschine und dem diesbezüglichen Verfahren zum Betreiben dieser Wärmekraftmaschine ist es möglich, kinetische Energie bereitzustellen, ohne eine äußere und/oder innere Verbrennung zu betreiben. Hierdurch entsteht auch keine Schadstoffemission, so dass die vorliegende Wärmekraftmaschine besonders umweltfreundlich betrieben werden kann.By means of the heat engine according to the invention and the associated method for operating this heat engine, it is possible to provide kinetic energy without external and/or internal combustion. This also means that no pollutant emissions are produced, so that the present heat engine can be operated in a particularly environmentally friendly manner.

Eine weitere Ausführungsvariante der Wärmekraftmaschine sieht einen Hilfsarbeitskreislauf vor, mittels welchem Arbeitsmedium zusätzlich in Expansionsräume des Motors einbringbar ist. Mittels des Hilfsarbeitskreislaufes besteht die Möglichkeit, bei einem zusätzlichen Leistungsbedarf des Motors weiteres Arbeitsmedium in Expansionsräume des Motors einzuspritzen.Another design variant of the heat engine provides an auxiliary working circuit, by means of which additional working medium can be introduced into the expansion chambers of the engine. The auxiliary working circuit makes it possible to inject additional working medium into the expansion chambers of the engine if the engine requires additional power.

Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Hilfsarbeitskreislauf der Wärmekraftmaschine ein Regelventil umfasst. Mittels des Regelventils kann die Menge an zusätzlichem Arbeitsmedium, welches in Expansionsräumen des Motors zusätzlich zur Verfügung gestellt wird, sehr genau dosiert werden.For this purpose, it is advantageous if the auxiliary working circuit of the heat engine includes a control valve. The control valve can be used to very precisely dose the amount of additional working medium that is made available in the engine's expansion chambers.

Eine diesbezügliche vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass der Arbeitskreislauf der Wärmekraftmaschine in einen Hauptarbeitskreislauf und in den Hilfsarbeitskreislauf unterteilt ist. Hierbei kann der Hilfsarbeitskreislauf mittels des Regelventils von dem Hauptarbeitskreislauf vollständig entkoppelt werden, sollte keine zusätzliche Leistung an dem Motor benötigt werden. Erst wenn die Bereitstellung an Arbeitsmedium durch den normalen Arbeitskreislauf bzw. durch den Hauptarbeitskreislauf nicht ausreicht, kann der Hilfsarbeitskreislauf mittels des Regelventils dosiert hinzugeschaltet werden.An advantageous design variant in this regard provides that the working circuit of the heat engine is divided into a main working circuit and an auxiliary working circuit. The auxiliary working circuit can be completely decoupled from the main working circuit by means of the control valve if no additional power is required. are required on the engine. Only when the supply of working medium through the normal working circuit or through the main working circuit is insufficient, the auxiliary working circuit can be switched on in a metered manner using the control valve.

Um nicht mehr benötigte Wärmeenergie zusätzlich aus dem Arbeitsmedium zu entnehmen, ist es vorteilhaft, wenn der Hilfsarbeitskreislauf wenigstens einen Arbeitskreislaufwärmetauscherpufferspeicher aufweist und der Arbeitskreislaufwärmetauscherpufferspeicher mit einem Arbeitskreislaufwärmeübertrager, der zwischen dem Energieträgerkreislauf und dem Arbeitskreislauf angeordnet ist, wirkverbunden ist. Mittels des Arbeitskreislaufwärmetauscherpufferspeichers kann schnell und zusätzlich Wärmeenergie aus dem gesamten Arbeitskreislauf bzw. aus dem Hilfsarbeitskreislauf entnommen werden und hierbei an den Energieträgerkreislauf übertragen werden.In order to additionally extract heat energy that is no longer required from the working medium, it is advantageous if the auxiliary working circuit has at least one working circuit heat exchanger buffer storage and the working circuit heat exchanger buffer storage is operatively connected to a working circuit heat exchanger that is arranged between the energy carrier circuit and the working circuit. Using the working circuit heat exchanger buffer storage, additional heat energy can be quickly extracted from the entire working circuit or from the auxiliary working circuit and transferred to the energy carrier circuit.

Kumulativ hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Hilfsarbeitskreislauf wenigstens einen Motorgehäusepufferspeicher, welcher mit dem Gehäuse des Motors wirkverbunden ist, aufweist. Beispielsweise ist der Motorgehäusepufferspeicher als eine Baueinheit mit dem Motorgehäuse ausgelegt und der Motorgehäusepufferspeicher hält somit in etwa ein identisches Temperaturniveau, welches auch das Motorgehäuse aufweist. Ein Zuschalten des Motorgehäusepufferspeichers ist dann erforderlich, wenn ein erhöhter Wärmeenergiebedarf am Motor besteht.In addition, it is advantageous if the auxiliary working circuit has at least one engine housing buffer storage, which is operatively connected to the housing of the engine. For example, the engine housing buffer storage is designed as a structural unit with the engine housing and the engine housing buffer storage thus maintains approximately the same temperature level as the engine housing. The engine housing buffer storage needs to be switched on if there is an increased heat energy requirement at the engine.

Es versteht sich, dass die im Sinne der Patentanmeldung verwendeten Pufferspeicher vielfältig konstruiert sein können, solange sie in der Lage sind Energie, insbesondere Wärmeenergie, von einer Bauteilgruppe der vorliegenden Wärmekraftmaschine zu entnehmen und an eine andere Bauteilgruppe der Wärmekraftmaschine zu übertragen.It is understood that the buffer storage units used in the sense of the patent application can be constructed in a variety of ways, as long as they are capable of extracting energy, in particular thermal energy, from one component group of the heat engine in question and transferring it to another component group of the heat engine.

Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass ein Arbeitskreislaufwärmeübertragerpufferspeicher und ein Motorgehäusepufferspeicher einen Phasenübergangsspeicher umfassen.A preferred embodiment provides that a working circuit heat exchanger buffer storage and an engine housing buffer storage comprise a phase change storage.

Der Begriff „Phasenübergangsspeicher“ bedeutet vorliegend, dass der Arbeitskreislaufwärmeübertragerpufferspeicher und der Motorgehäusepufferspeicher vorzugsweise mit einem Medium gefüllt sind, welches bei einer bestimmten Temperatur den Aggregatzustand beispielsweise von einem festen Medium in ein flüssiges Medium oder umgekehrt ändert. Das Temperaturniveau, bei welchem sich der Aggregatszustand des Mediums ändert, hängt von der verwendeten Art des Speichermediums ab und das Speichermedium ist auf die jeweilige Leistungsabgabe des Motors anzupassen.The term "phase change storage" means in this case that the working circuit heat exchanger buffer storage and the engine housing buffer storage are preferably filled with a medium which changes the state of aggregation at a certain temperature, for example from a solid medium to a liquid medium or vice versa. The temperature level at which the state of aggregation of the medium changes depends on the type of storage medium used and the storage medium must be adapted to the respective power output of the engine.

Vorteilhafter Weise ist mittels der Phasenübergangsspeicher insbesondere eine schnelle Energiebereitstellung gesichert, ohne dass an einem betroffenen Phasenübergangsspeicher und einem damit korrespondierenden Wärmeübertrager eine wesentliche Temperaturniveauänderung eintritt. Das Temperaturniveau wird in etwa solange konstant gehalten, bis ein Speichermedium einen Aggregatzustand erfahren hat. Somit kann baulich auf besonders einfache Weise eine bestimmte Menge an zusätzlicher Energie ohne wesentliche Temperaturniveauänderung an den beteiligten Bauteilen oder Bauteilgruppen bereitgestellt werden.Advantageously, the phase-change storage ensures rapid energy provision without a significant change in temperature level occurring at the phase-change storage unit concerned and a corresponding heat exchanger. The temperature level is kept constant until a storage medium has reached an aggregate state. This makes it particularly easy to provide a certain amount of additional energy without a significant change in temperature level at the components or groups of components involved.

Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Erläuterungen anliegender Zeichnung beschrieben, in welcher beispielhaft prinzipiell der Aufbau und die Funktion vorliegender Wärmekraftmaschine dargestellt sind.Further advantages, objects and properties of the present invention are described with reference to the following explanations of the attached drawing, in which the structure and function of the present heat engine are shown in principle by way of example.

Es zeigen

  • 1 schematisch eine Wärmekraftmaschine ohne einen explizit dargestellten Arbeitskreislauf eines Motors,
  • 2 schematisch eine Wärmekraftmaschine mit zwei dargestellten Arbeitskreisläufen eines Dreischeibenmotors,
  • 3 schematisch eine Darstellung zur Nutzung von Umweltenergie unabhängig von Tages- und Jahreszeiten sowie Wetter unabhängig,
  • 4 schematisch eine Temperaturverlaufskurve vorliegender Wärmekraftmaschinen,
  • 5 schematisch eine weitere Wärmekraftmaschine mit einem Arbeitsmediumzwischenspeicher,
  • 6 eine schematische Darstellung eines Arbeitskreislaufes mit sechs Arbeitsteilkreisläufen zwischen Auslässen und Einlässen eines Dreischeibenkolbenmotors, und
  • 7 eine schematische Darstellung einer alternativen Wärmekraftmaschine, bei welcher der Arbeitskreislauf in einen Hauptarbeitskreislauf und in einen Hilfsarbeitskreislauf unterteilt ist.
Show it
  • 1 schematically a heat engine without an explicitly shown working cycle of an engine,
  • 2 schematically a heat engine with two working circuits of a three-disk engine,
  • 3 a schematic representation of the use of environmental energy independent of the time of day, season and weather,
  • 4 schematically a temperature curve of existing heat engines,
  • 5 schematically another heat engine with a working medium buffer,
  • 6 a schematic representation of a working circuit with six working circuits between outlets and inlets of a three-disk piston engine, and
  • 7 a schematic representation of an alternative heat engine in which the working circuit is divided into a main working circuit and an auxiliary working circuit.

Die in der 1 gezeigte Wärmekraftmaschine 1 weist einen Energieträgerkreislauf 2 auf, in welchem gemäß der Pfeilrichtungen 3 (hier nur explizit beziffert) ein Energiespeichermedium 4 umläuft.The 1 The heat engine 1 shown has an energy carrier circuit 2 in which an energy storage medium 4 circulates according to the arrow directions 3 (here only explicitly numbered).

Der Energieträgerkreislauf 2 startet im Bereich einer Düse 5, wobei die Düse 5 ein Expansionsventil im Sinne der Erfindung darstellt. Mittels der Düse 5 wird das Energiespeichermedium 4 entspannt und hierdurch auf ein Starttemperaturniveau gekühlt. Hierzu weist der Energieträgerkreislauf 2 zwischen der Düse 5 und einem Verdichter 6 einen ersten Energieträgerkreislaufquerschnitt 7 auf, der größer bemessen ist, als ein zweiter Energieträgerkreislaufquerschnitt 8 des Energieträgerkreislaufes 2. Der erste Energieträgerkreislaufquerschnitt 7 erstreckt sich in einem ersten Energieträgerkreislaufteilbereich 2A zwischen Düse 5 und Verdichter 6. Der zweite Energieträgerkreislaufquerschnitt 8 erstreckt sich in einem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich 2B, welcher im Wesentlichen vom Verdichter 6 bis zur Düse 5 reicht.The energy carrier circuit 2 starts in the area of a nozzle 5, whereby the nozzle 5 represents an expansion valve in the sense of the invention. By means of the nozzle 5, the energy storage medium 4 is expanded and thereby heated to a starting temperature level cooled. For this purpose, the energy carrier circuit 2 has a first energy carrier circuit cross-section 7 between the nozzle 5 and a compressor 6, which is larger than a second energy carrier circuit cross-section 8 of the energy carrier circuit 2. The first energy carrier circuit cross-section 7 extends in a first energy carrier circuit sub-area 2A between the nozzle 5 and the compressor 6. The second energy carrier circuit cross-section 8 extends in a second energy carrier circuit sub-area 2B, which essentially extends from the compressor 6 to the nozzle 5.

Unmittelbar hinter der Düse 5, in Umlaufrichtung 3 gesehen, befindet sich ein Umweltwärmeübertrager 9, mittels dessen Wärmeenergie aus der Umwelt 10 aufgenommen und an das Energiespeichermedium 4 übertragen wird. Hierdurch erfährt das Energiespeichermedium 4 eine erste Wärmeenergiezufuhr und damit auch eine erste Wärmeenergieerhöhung.Immediately behind the nozzle 5, viewed in the direction of rotation 3, there is an environmental heat exchanger 9, by means of which heat energy is absorbed from the environment 10 and transferred to the energy storage medium 4. As a result, the energy storage medium 4 experiences a first supply of heat energy and thus also a first increase in heat energy.

Im weiteren Verlauf durchströmt das Energiespeichermedium 4 ein Gehäuse 11 eines Motors 12. Das Gehäuse 11 hat hierbei die Funktion eines Motorwärmetauschers 13, mittels welchem Restwärmeenergie des Motors 12 an das Energiespeichermedium 4 übertragen wird. Hierdurch erfährt das Energiespeichermedium 4 im Bereich des Motorwärmetauschers 13 eine zweite Wärmeenergieerhöhung.The energy storage medium 4 then flows through a housing 11 of a motor 12. The housing 11 has the function of an engine heat exchanger 13, by means of which residual heat energy from the motor 12 is transferred to the energy storage medium 4. As a result, the energy storage medium 4 experiences a second increase in heat energy in the area of the engine heat exchanger 13.

Vor dem Verdichter 6 ist ein Rücklaufwärmetauscher 14 vorgesehen, mittels welchem vom Motor 12 nicht verwendete Wärmeenergie dem Energiespeichermedium 4 im ersten Energieträgerkreislaufteilbereich 2A zugeführt wird. Hierdurch erfährt das Energiespeichermedium 4 eine dritte Wärmeenergieerhöhung innerhalb des ersten Energieträgerkreislaufteilbereiches 2A.A return heat exchanger 14 is provided in front of the compressor 6, by means of which heat energy not used by the engine 12 is supplied to the energy storage medium 4 in the first energy carrier circuit sub-area 2A. As a result, the energy storage medium 4 experiences a third increase in heat energy within the first energy carrier circuit sub-area 2A.

Das so mit Wärmeenergie angereicherte Energiespeichermedium 4 gelangt nun zu dem Verdichter 6, an welchem das Energiespeichermedium 4 in den zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich 2B gelangt. Mittels des Verdichters 6 und des zweiten verjüngten Energieträgerkreislaufquerschnittes 8 erfährt das Energiespeichermedium 4 eine vierte Wärmeenergieerhöhung. Die in dem Energiespeichermedium 4 angespeicherte Energie eignet sich nunmehr dazu, den Motor 12 anzutreiben. Der Motor 12 treibt hierbei zum einen den Verdichter 6 und zum anderen einen Generator 15 an. Mittels des Generators 15 kann elektrische Energie bereitgestellt werden. Mittels der Wärmekraftmaschine 1 ist es möglich, durch Aufnahme von Umweltwärmeenergie einen Generator 15 anzutreiben und dadurch elektrische Energie 16 zu gewinnen.The energy storage medium 4, which is thus enriched with thermal energy, now reaches the compressor 6, where the energy storage medium 4 reaches the second energy carrier circuit sub-area 2B. By means of the compressor 6 and the second tapered energy carrier circuit cross-section 8, the energy storage medium 4 experiences a fourth increase in thermal energy. The energy stored in the energy storage medium 4 is now suitable for driving the motor 12. The motor 12 drives the compressor 6 on the one hand and a generator 15 on the other. Electrical energy can be provided by means of the generator 15. By means of the heat engine 1, it is possible to drive a generator 15 by absorbing environmental thermal energy and thereby generate electrical energy 16.

Die in der 2 gezeigte Wärmekraftmaschine 101 hat im Wesentlichen einen identischen Aufbau wie die Wärmekraftmaschine 1 aus der 1. Die Wärmekraftmaschine 101 weist einen Energieträgerkreislauf 102 auf, in welchem in Umlaufrichtung 103 ein Energiespeichermedium 104 umläuft. Der Energieträgerkreislauf 102 ist vorliegend in einen ersten Energieträgerkreislaufteilbereich 102A und in einen zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich 102B aufgeteilt. Der erste Energieträgerkreislaufteilbereich 102A erstreckt sich hierbei von einer Düse 105 bis zu einem Verdichter 106. Der zweite Energieträgerkreislaufteilbereich 102B erstreckt sich dementsprechend von dem Verdichter 106 bis zur Düse 105. Der erste Energieträgerkreislaufteilbereich 102A hat vorliegend einen ersten Energieträgerkreislaufquerschnitt 107 und der zweite Energieträgerkreislaufteilbereich 102B hat einen zweiten Energieträgerkreislaufquerschnitt 108. Der zweite Energieträgerkreislaufquerschnitt 108 unterscheidet sich gegenüber dem ersten Energieträgerkreislaufquerschnitt 107 durch einen geringeren Querschnitt.The 2 The heat engine 101 shown has essentially an identical structure to the heat engine 1 from the 1 . The heat engine 101 has an energy carrier circuit 102 in which an energy storage medium 104 circulates in the direction of circulation 103. The energy carrier circuit 102 is divided into a first energy carrier circuit sub-area 102A and a second energy carrier circuit sub-area 102B. The first energy carrier circuit sub-area 102A extends from a nozzle 105 to a compressor 106. The second energy carrier circuit sub-area 102B accordingly extends from the compressor 106 to the nozzle 105. The first energy carrier circuit sub-area 102A has a first energy carrier circuit cross-section 107 and the second energy carrier circuit sub-area 102B has a second energy carrier circuit cross-section 108. The second energy carrier circuit cross-section 108 differs from the first energy carrier circuit cross-section 107 in that it has a smaller cross-section.

Bei der Wärmekraftmaschine 101 steht der Energieträgerkreislauf 102 mit seinem ersten Energieträgerkreislaufteilbereich 102A nicht unmittelbar mit dem Gehäuse 111 des Motors 112 in Kontakt, sondern der erste Energieträgerkreislaufteilbereich 102A, welcher sich im Knotenpunkt 120 teilt, steht zum einen mit einem ersten Arbeitskreislaufwärmeübertrager 121 eines Arbeitskreislaufes 122 zum anderen mit einem zweiten Arbeitskreislaufwärmeübertrager 123 in Wirkkontakt. Der Arbeitskreislauf 122 weist ein Rückschlagventil 125 und ein Rückschlagventil 126 auf. Somit sind die Umlaufrichtungen eines Arbeitsmediums innerhalb des Arbeitskreislaufes 122 festgelegt.In the heat engine 101, the energy carrier circuit 102 with its first energy carrier circuit sub-area 102A is not in direct contact with the housing 111 of the motor 112, but the first energy carrier circuit sub-area 102A, which divides at the node 120, is in operative contact with a first working circuit heat exchanger 121 of a working circuit 122 and with a second working circuit heat exchanger 123. The working circuit 122 has a check valve 125 and a check valve 126. The directions of circulation of a working medium within the working circuit 122 are thus determined.

Im Bereich der Düse 105 wird das Energiespeichermedium 104 entspannt und damit heruntergekühlt. Somit ist das Energiespeichermedium 104 zur Aufnahme von Umweltwärmeenergie aus der Umwelt 110 mittels des Umweltwärmeübertragers 109 bestens vorbereitet. Das Energiespeichermedium 104 erfährt nach dem Durchströmen des Umweltwärmeübertragers 109 eine erste Temperaturerhöhung und eine erste Wärmeenergieerhöhung.In the area of the nozzle 105, the energy storage medium 104 is relaxed and thus cooled down. The energy storage medium 104 is thus optimally prepared to absorb environmental heat energy from the environment 110 by means of the environmental heat exchanger 109. After flowing through the environmental heat exchanger 109, the energy storage medium 104 experiences a first increase in temperature and a first increase in heat energy.

Das Energiespeichermedium 104 strömt gemäß der Umlaufrichtung 103 weiter bis es einen Knotenpunkt 120 erreicht und dort in zwei Teilströme geteilt wird. Hierbei durchströmt ein erster Teilstrom des Energiespeichermediums 104 den ersten Arbeitskreislaufwärmeübertrager 121 und der zweite Teilstrom des Energiespeichermediums 104 den zweiten Arbeitskreislaufwärmeübertrager 123. Da das Energiespeichermedium 104 im Bereich der beiden Arbeitskreislaufwärmeübertrager 121 und 123 ein niedrigeres Wärmeenergieniveau aufweist als das Arbeitsmedium des Arbeitskreislaufes 122 , wird Wärmeenergie im Bereich der beiden Arbeitskreislaufwärmeübertrager 121 und 123 auf das Energiespeichermedium 104 des Energieträgerkreislaufes 102 übertragen. Hierdurch erfährt das Energiespeichermedium 104 eine zweite Wärmeenergieerhöhung innerhalb des ersten Energieträgerkreislaufteilbereiches 102A. Das Energiespeichermedium 104 wird im weiteren Kotenpunkt 127 wieder zusammengeführt und zu einem Rücklaufwärmeübertrager 114 geleitet. In diesem Rücklaufwärmeübertrager 114 nimmt das Energieträgermedium 104 im Bereich des ersten Energieträgerkreislaufteilbereiches 102A des Energieträgerkreislaufes 102 Wärmeenergie aus dem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich 102B des Energieträgerkreislaufes 102 auf. Hierdurch erfährt das Energiespeichermedium 104 vor dem Erreichen des Motors 112 eine dritte Wärmeenergieerhöhung.The energy storage medium 104 continues to flow in the direction of circulation 103 until it reaches a node 120 and is divided into two partial flows there. A first partial flow of the energy storage medium 104 flows through the first working circuit heat exchanger 121 and the second partial flow of the energy storage medium 104 flows through the second working circuit heat exchanger 123. Since the energy storage medium 104 has a lower thermal energy level in the area of the two working circuit heat exchangers 121 and 123 than the working medium of the working circuit 122, heat energy is transferred in the area of the two working circuit heat exchangers 121 and 123 to the energy storage medium 104 of the energy carrier circuit 102. As a result, the energy storage medium 104 experiences a second increase in heat energy within the first energy carrier circuit sub-area 102A. The energy storage medium 104 is brought together again at the further point 127 and led to a return heat exchanger 114. In this return heat exchanger 114, the energy carrier medium 104 absorbs heat energy from the second energy carrier circuit sub-area 102B of the energy carrier circuit 102 in the area of the first energy carrier circuit sub-area 102A of the energy carrier circuit 102. As a result, the energy storage medium 104 experiences a third increase in heat energy before reaching the motor 112.

Im Bereich des Verdichters 106 erfährt das Energiespeichermedium 104 eine vierte Wärmeenergieerhöhung, indem es mittels des Verdichters 106 und des zweiten Energieträgerkreislaufteilbereiches 102B eine Druckerhöhung und damit auch eine Temperaturerhöhung erfährt.In the area of the compressor 106, the energy storage medium 104 experiences a fourth increase in thermal energy by experiencing a pressure increase and thus also a temperature increase by means of the compressor 106 and the second energy carrier circuit sub-area 102B.

Über das Gehäuse 111 des Motors 112 wird diese Wärmeenergie bzw. ein Teil dieser Wärmeenergie des Energiespeichermediums 104 an das Arbeitsmedium des Motors 112 abgegeben, wobei das Gehäuse 111 als Motorwärmeübertrager 113A fungiert. Durch diese Wärmeübertragung wird das Arbeitsmedium in dem Arbeitskreislauf 122 bzw. den entsprechenden Expansionsräumen (hier nicht dargestellt) des Motors 112 expandiert, wodurch die Scheiben 128 (hier nur exemplarisch gezeigt und beziffert) gemäß der Rotationsrichtung 129 exzentrisch um die Kurbelwelle 130 rotieren.This thermal energy or a portion of this thermal energy of the energy storage medium 104 is transferred to the working medium of the engine 112 via the housing 111 of the engine 112, with the housing 111 acting as an engine heat exchanger 113A. This heat transfer causes the working medium to expand in the working circuit 122 or the corresponding expansion spaces (not shown here) of the engine 112, whereby the disks 128 (shown and numbered here only as an example) rotate eccentrically around the crankshaft 130 in the direction of rotation 129.

Mittels der beiden Arbeitskreislaufwärmeübertrager 121 und 123 wird das Arbeitsmedium innerhalb des Arbeitskreislaufes 122 wieder gekühlt und dabei gleichzeitig Wärmeenergie an das Energieträgermedium 104 abgegeben.By means of the two working circuit heat exchangers 121 and 123, the working medium within the working circuit 122 is cooled again and at the same time heat energy is transferred to the energy carrier medium 104.

Nicht benötigte Wärmeenergie wird aus dem Motorgehäuse 111 mittels des zweiten Energieträgerkreislaufteilbereiches 102B abgeleitet und dem Rücklaufwärmeübertrager 114 zu- und anschließend der Düse 105 zugeführt, so dass der Energieträgerkreislauf 102 wieder von vorne beginnen kann.Unnecessary heat energy is diverted from the motor housing 111 by means of the second energy carrier circuit section 102B and fed to the return heat exchanger 114 and then to the nozzle 105, so that the energy carrier circuit 102 can start again from the beginning.

Der Umweltwärmeübertrager 209 aus der 3 ist in der Lage, Wärmeenergie aus der Luft, aus dem Wasser oder dem Erdreich zu entnehmen. Die Medien Luft, Wasser und Erdreich bilden hierbei Akkumulatoren für Sonnenergie, die zudem Umweltenergie wetterunabhängig zur Verfügung stellen.The environmental heat exchanger 209 from the 3 is able to extract heat energy from the air, water or soil. The media air, water and soil form accumulators for solar energy, which also provide environmental energy regardless of the weather.

Die in den Akkumulatoren bereitgestellte Umweltwärmeenergie 240 wird mittels des Umweltwärmeübertragers 209 in einen Energieträgerkreislauf 202 eingespeist und im Energieträgermedium als Wärmeenergie 241 mittels eines Motors, insbesondere eines Dreischeibenmotors, in kinetische Energie und gegebenenfalls anschließend mittels eines Generators in elektrische Energie umgesetzt. Hierbei werden zwei Teile 242 der elektrischen Energie einem Haushalt 243 und drei Teile 244 der elektrischen Energie in ein bestehendes Stromnetz 245 eingespeist.The environmental thermal energy 240 provided in the accumulators is fed into an energy carrier circuit 202 by means of the environmental heat exchanger 209 and converted in the energy carrier medium as thermal energy 241 by means of a motor, in particular a three-disk motor, into kinetic energy and, if necessary, then into electrical energy by means of a generator. Two parts 242 of the electrical energy are fed into a household 243 and three parts 244 of the electrical energy are fed into an existing power grid 245.

Somit ist mittels der vorliegenden Wärmekraftmaschine 201 Umweltwärmeenergie 240 vollständig in elektrische Energie umgewandelt worden.Thus, by means of the present heat engine 201, environmental heat energy 240 has been completely converted into electrical energy.

Im Bereich der Düse 205 beginnt der Energieträgerkreislauf erneut und es wird im Bereich des Umweltwärmeübertragers 209 von Neuem Umweltwärmeenergie 240 aufgenommen.In the area of the nozzle 205, the energy carrier cycle begins again and environmental heat energy 240 is absorbed again in the area of the environmental heat exchanger 209.

Die in der 4 gezeigte Temperaturverlaufskurve 350 zeigt das Temperaturniveau eines Energieträgermediums, welches einen Energieträgerkreislauf der zu Grunde liegenden Wärmekraftmaschine durchströmt.The 4 The temperature curve 350 shown shows the temperature level of an energy carrier medium which flows through an energy carrier circuit of the underlying heat engine.

Im Punkt eins hat das Energieträgermedium gemäß der Temperaturverlaufskurve 350 ein erstes Temperaturniveau 351. Dieses erste Temperaturniveau 351 spiegelt das Temperaturniveau unmittelbar vor einem Entspannungsventil des Energieträgerkreislaufes wieder. Beim Durchströmen des Energieentspannungsventils fällt das Temperaturniveau entsprechend dem Teilabschnitt 352 zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt auf ein zweites Temperaturniveau 353 ab. In dem Intervall 354 (drei bis vier) nimmt das Energieträgermedium mittels eines Umweltwärmeübertragers Umweltwärme auf und steigt dabei auf ein Energietemperaturniveau 355. In dem Intervall 356 (fünf bis sechs) nimmt das Energieträgermedium weitere Wärmeenergie auf, in dem es das Arbeitsmedium eines Motors kühlt. Hierdurch erreicht es ein Energieniveau 357.At point one, the energy carrier medium has a first temperature level 351 according to the temperature curve 350. This first temperature level 351 reflects the temperature level immediately before an expansion valve of the energy carrier circuit. When flowing through the energy expansion valve, the temperature level drops to a second temperature level 353 according to the section 352 between the first and second points. In the interval 354 (three to four), the energy carrier medium absorbs environmental heat by means of an environmental heat exchanger and rises to an energy temperature level 355. In the interval 356 (five to six), the energy carrier medium absorbs further heat energy by cooling the working medium of an engine. In this way, it reaches an energy level 357.

Im Intervall 358 (sieben bis acht) wird dem Energieträgermedium weitere Wärmeenergie zugeführt, wobei diese weitere Wärmeenergie von einem Rücklauf des Motors stammt und mittels eines Rücklaufwärmeenergieübertragers in das Energieträgermedium eingespeist wird, so dass dieses anschließend auf ein weiteres Energieniveau 359 angestiegen ist.In interval 358 (seven to eight), further heat energy is supplied to the energy carrier medium, whereby this further heat energy originates from a return flow of the engine and is fed into the energy carrier medium by means of a return flow heat energy exchanger, so that the latter subsequently rises to a further energy level 359.

Im Intervall 360 (neun bis zehn) wird das Energieträgermedium mittels eines Verdichters verdichtet. Hierdurch wird das Energieträgermedium auf ein weiteres Energieniveau 361 gebracht. Dieses Energieniveau 361 reicht aus, um einen Motor anzutreiben. Hierdurch fällt das Energieniveau 361 im Intervall 362 (elf bis zwölf) auf ein niedrigeres Energieniveau 363 ab. Im Intervall 364 (dreizehn bis vierzehn) gibt das Energieträgermedium, welches sich nun in einem Rücklaufbereich des Motors befindet, Wärmeenergie an einen Vorlauf des Energieträgermediums ab, wodurch anschließend ein Energieniveau 365 erreicht wird. An dieser Stelle eins beginnt der Energieträgerkreislauf erneut, wobei das Energieträgermedium mittels Entspannen auf ein niedrigeres Energieniveau 353 (Intervall eins bis zwei) gebracht wird.In the interval 360 (nine to ten) the energy carrier medium is compressed by means of a compressor. This brings the energy carrier medium to a further energy level 361. This energy level 361 is sufficient to start a motor. As a result, the energy level 361 drops to a lower energy level 363 in the interval 362 (eleven to twelve). In the interval 364 (thirteen to fourteen), the energy carrier medium, which is now in a return area of the engine, releases heat energy to a flow of the energy carrier medium, which then reaches an energy level 365. At this point one, the energy carrier cycle begins again, with the energy carrier medium being brought to a lower energy level 353 (interval one to two) by means of relaxation.

Die in der 5 gezeigte Wärmekraftmaschine 401 weist einen Energieträgerkreislauf 402 auf, in welchem gemäß der Pfeilrichtungen 403 ein Energiespeichermedium 404 umläuft.The 5 The heat engine 401 shown has an energy carrier circuit 402 in which an energy storage medium 404 circulates according to the arrow directions 403.

Der Energieträgerkreislauf 402 startet im Bereich einer Düse 405. Mittels der Düse 405 wird das Energiespeichermedium 404 entspannt und auf ein Startemporaterniveau herunter gekühlt.The energy carrier circuit 402 starts in the area of a nozzle 405. By means of the nozzle 405, the energy storage medium 404 is relaxed and cooled down to a starting temperature level.

Unmittelbar hinter der Düse 405, in Umlaufrichtung 403 gesehen, ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Zwischenspeicher 470 für ein Arbeitsmedium eines Motors 412, welches in einen Arbeitskreislauf 422 umläuft, angeordnet. Hinter dem Arbeitsmediumzwischenspeicher 470 ist ein Umweltwärmeübertrager 409 angeordnet. Mittels des Umweltwärmeübertragers 409 wird Wärmeenergie aus der Umwelt 410 aufgenommen und in das Energiespeichermedium 404 übertragen.In this exemplary embodiment, an intermediate storage unit 470 for a working medium of an engine 412, which circulates in a working circuit 422, is arranged directly behind the nozzle 405, as seen in the direction of rotation 403. An environmental heat exchanger 409 is arranged behind the working medium intermediate storage unit 470. By means of the environmental heat exchanger 409, thermal energy is absorbed from the environment 410 and transferred to the energy storage medium 404.

Mittels des Umweltwärmeübertragers 409 erfährt das Energiespeichermedium 404 eine erste wesentliche Wärmeenergiezufuhr, da die Energiezufuhr im Bereich des Arbeitsmediumzwischenspeichers 470 vernachlässigbar gering ist.By means of the environmental heat exchanger 409, the energy storage medium 404 experiences a first significant supply of thermal energy, since the energy supply in the area of the working medium intermediate storage 470 is negligible.

Das derart mit Wärmeenergie angereichte Energiespeichermedium 404 durchströmt anschießend einen Arbeitskreislaufwärmeübertrager 421, in welchem in dem Arbeitskreislauf 422 hinter dem Motor 412 noch vorhandene Wärmeenergie an das Energiespeichermedium 404 abgegeben wird.The energy storage medium 404 thus enriched with thermal energy then flows through a working circuit heat exchanger 421, in which thermal energy still present in the working circuit 422 behind the motor 412 is transferred to the energy storage medium 404.

Anschließend durchströmt das Energiespeichermedium 404 einen weiteren Wärmeübertrager, der als Rücklaufwärmeübertrager 414 bezeichnet ist. In diesem Rücklaufwärmeübertrager 414 nimmt das Energieträgermedium 404 von dem Motor 412 nicht verwendete Wärmeenergie auf.The energy storage medium 404 then flows through another heat exchanger, which is referred to as a return heat exchanger 414. In this return heat exchanger 414, the energy carrier medium 404 absorbs heat energy not used by the engine 412.

Anschließend gelangt das so mit Wärmeenergie angereicherte Energiespeichermedium 404 zu einem Verdichter 406, mittels welchem es eine Druckerhöhung und damit eine weitere Wärmeenergieerhöhung erfährt.The energy storage medium 404, which has been enriched with thermal energy in this way, then reaches a compressor 406, by means of which it experiences an increase in pressure and thus a further increase in thermal energy.

Über ein Gehäuse 411 des Motors 412 wird die in dem Energiespeichermedium 404 vorhandene Wärmeenergie beziehungsweise ein Teil dieser Wärmeenergie an das Arbeitsmedium des Arbeitskreislaufes 422 innerhalb des Motors 412 abgegeben. Hierbei übernimmt im Wesentlichen das Gehäuse 411 des Motors 412 die Funktion eines Motorwärmeübertragers 413A.The thermal energy present in the energy storage medium 404 or a portion of this thermal energy is transferred to the working medium of the working circuit 422 within the motor 412 via a housing 411 of the motor 412. In this case, the housing 411 of the motor 412 essentially takes over the function of an engine heat exchanger 413A.

Mittels dieser Wärmeübertragung innerhalb des Motorwärmeübertragers 413A wird das Arbeitsmedium innerhalb des Arbeitskreislaufes 422 nach dem Einspritzen über ein Einspritzventil 471 derart erhitzt, dass es verdampft und innerhalb von Expansionsräumen expandiert, wodurch Rotationskolben (in diesem Ausführungsbeispiel explizit nicht dargestellt) des Motors 412 in Bewegung versetzt werden und rotieren.By means of this heat transfer within the engine heat exchanger 413A, the working medium within the working circuit 422 is heated after injection via an injection valve 471 in such a way that it evaporates and expands within expansion spaces, whereby rotary pistons (not explicitly shown in this embodiment) of the engine 412 are set in motion and rotate.

Das innerhalb des Arbeitskreislaufes 422 umlaufende Arbeitsmedium wird mittels einer Pumpe 472 aus dem Zwischenspeicher 470 zu der Düse 471 gefördert.The working medium circulating within the working circuit 422 is pumped from the intermediate storage 470 to the nozzle 471 by means of a pump 472.

Nachdem das Arbeitsmedium den Motor 412 durchlaufen hat, gelangt es zu dem Arbeitskreislaufwärmeübertrager 421, in welchem noch vorhandene Wärmeenergie des Arbeitsmediums an das Energiespeichermedium 404 derart abgegeben beziehungsweise übertragen wird, dass das Arbeitsmedium hierbei wieder verflüssigt wird. Anschließend gelangt das Arbeitsmedium unmittelbar wieder zur Pumpe 472. Im Bedarfsfall kann aus dem Arbeitsmediumzwischenspeicher 470 zusätzlich Arbeitsmedium, welches dort kühl gehalten wird, entnommen werden. Zum Kühlen des Arbeitsmediums in dem Zwischenspeicher 470 wird der Zwischenspeicher 470 von dem mittels der Düse 405 expandierten und dabei gekühlten Energiespeichermedium kühl gehalten.After the working medium has passed through the motor 412, it reaches the working circuit heat exchanger 421, in which any remaining thermal energy of the working medium is released or transferred to the energy storage medium 404 in such a way that the working medium is liquefied again. The working medium then returns directly to the pump 472. If necessary, additional working medium can be taken from the working medium buffer 470, which is kept cool there. To cool the working medium in the buffer 470, the buffer 470 is kept cool by the energy storage medium expanded by means of the nozzle 405 and thereby cooled.

Da das Arbeitsmedium im Bereich des Arbeitskreislaufwärmeübertragers 421 bereits einen Großteil der noch vorhandenen Wärmeenergie abgegeben hat, ist die erforderliche Kühlung im Bereich des Arbeitsmediumzwischenspeichers 470 nur sehr gering. Somit wird dem mittels der Düse 405 expandierte Energiespeichermedium 404 lediglich eine zu vernachlässigende Wärme während des Durchströmen des Arbeitsmediumzwischenspeichers 470 zugeführt, welche die Wärmeaufnahme im Bereich des Umweltwärmeübertragers 409 nahezu nicht beeinträchtigt.Since the working medium in the area of the working circuit heat exchanger 421 has already given off a large part of the remaining heat energy, the cooling required in the area of the working medium buffer 470 is very low. Thus, the energy storage medium 404 expanded by means of the nozzle 405 is only supplied with negligible heat while flowing through the working medium buffer 470, which has almost no effect on the heat absorption in the area of the environmental heat exchanger 409.

Mittels des hier beschriebenen Arbeitsmediumzwischenspeichers 470 kann die vorliegende Wärmekraftmaschine 401 vorteilhaft geregelt werden, sodass die erfindungsgemäße Wärmekraftmaschine 401 auch in Bereichen verwendet werden kann, in welchen schnellwechselnde Betriebsbedingungen erforderlich sind.By means of the working medium buffer 470 described here, the present heat engine 401 can be advantageously controlled, so that the heat engine 401 according to the invention can also be used in areas where rapidly changing operating conditions are required.

Der in der 6 schematisch gezeigte Motor 512 einer hier nicht näher gezeigten Wärmekraftmaschine weist insgesamt drei Rotationskolben 575, 576 und 577 auf.The Indian 6 The schematically shown motor 512 of a heat engine not shown in detail here has a total of three rotary pistons 575, 576 and 577.

Die Expansionsräume (hier nicht dargestellt) des Motors 512 beziehungsweise der Rotationskolben 575, 576 und 577 sind mittels eines ersten Arbeitsteilkreislaufes 578, eines zweiten Arbeitsteilkreislaufes 579, eines dritten Arbeitsteilkreislaufes 560, eines vierten Arbeitsteilkreislaufes 561, eines fünften Arbeitsteilkreislaufes 562 und eines sechsten Arbeitsteilkreislaufes 563 eines Arbeitskreislaufes miteinander wirkverbunden.The expansion spaces (not shown here) of the motor 512 or of the rotary pistons 575, 576 and 577 are operatively connected to one another by means of a first working sub-circuit 578, a second working sub-circuit 579, a third working sub-circuit 560, a fourth working sub-circuit 561, a fifth working sub-circuit 562 and a sixth working sub-circuit 563 of a working circuit.

Jeder der Arbeitsteilkreisläufe 578 bis 563 ist mittels eines Arbeitsteilkreislaufwärmeübertragers (hier nicht gezeigt) mit einem Energieträgerkreislauf wechselwirksam verbunden.Each of the working sub-circuits 578 to 563 is interactively connected to an energy carrier circuit by means of a working sub-circuit heat exchanger (not shown here).

Vorliegend repräsentiert die rechte Seite die Vorderseite 564 des Motors 512 und die linke Seite die Rückseite 565 des Motors 512.Here, the right side represents the front 564 of the motor 512 and the left side represents the rear 565 of the motor 512.

Gelangt ein Arbeitsmedium an der Vorderseite 564 des Motors 512 in einen Einlass 575A des ersten Rotationskolbens 575 wird es innerhalb des Motors 512 expandiert und gelangt an der Rückseite 565 des Motors 512 aus einem Auslass 575B des Rotationskolbens 575 hinaus und gelangt mittels des ersten Arbeitsteilkreislaufes 578 zu einem Einlass 576D des zweiten Rotationskolbens 576 an der Rückseite 565 des Motors 512. Anschließend wird das Arbeitsmedium an einem Auslass 576C des Rotationskolbens 576 ausgestoßen und gelangt mittels des zweiten Arbeitsteilkreislaufes 579 zu einem Einlass 577A des dritten Rotationskolbens 577 an der Vorderseite 564 des Motors 512. An dem Rotationskolben 577 verrichtet das Arbeitsmedium weitere Arbeiten und wird an der Rückseite 575 des Motors 512 an einem Auslass 577B ausgestoßen und mittels des dritten Arbeitsteilkreislaufes 560 zu einem Einlass 575D transportiert. Nach verrichteter Arbeit gelangt das Arbeitsmedium an der Vorderseite 564 des Motors 512 an einem Auslass 575C in den vierten Arbeitsteilkreislauf 561 und mittels diesem zu einem weiteren Einlass 576A im Bereich des zweiten Rotationskolbens 576. Anschließend wir das Arbeitsmedium an der Rückseite 565 des Motors 512 an einem Auslass 576B wieder ausgestoßen und gelangt mittels des Arbeitsteilkreislaufes 562 zu einem Einlass 577D. Im Bereich des Rotationskolbens 577 verrichtet das Arbeitsmedium weitere Arbeit und gelangt über einen Auslass 577C mittels des sechsten Arbeitsteilkreislaufes 563 wieder zu dem Einlass 575A an der Vorderseite 564 des Motors 512. Hier beginnt der Arbeitskreislauf erneut.If a working medium reaches an inlet 575A of the first rotary piston 575 at the front 564 of the motor 512, it is expanded within the motor 512 and passes out of an outlet 575B of the rotary piston 575 at the rear 565 of the motor 512 and reaches an inlet 576D of the second rotary piston 576 at the rear 565 of the motor 512 by means of the first working part circuit 578. The working medium is then expelled at an outlet 576C of the rotary piston 576 and reaches an inlet 577A of the third rotary piston 577 at the front 564 of the motor 512 by means of the second working part circuit 579. The working medium performs further work on the rotary piston 577 and is expelled at an outlet 577B at the rear 575 of the motor 512. and transported to an inlet 575D by means of the third working sub-circuit 560. After the work has been done, the working medium reaches the fourth working sub-circuit 561 at an outlet 575C on the front 564 of the motor 512 and by means of this to a further inlet 576A in the area of the second rotary piston 576. The working medium is then expelled again at an outlet 576B on the rear 565 of the motor 512 and reaches an inlet 577D by means of the working sub-circuit 562. In the area of the rotary piston 577, the working medium performs further work and reaches the inlet 575A on the front 564 of the motor 512 via an outlet 577C by means of the sixth working sub-circuit 563. Here the working cycle begins again.

Das Arbeitsmedium wird in jedem Arbeitsteilkreislauf 578 bis 563 gekühlt und während der Expansionsvorgänge in einem Expansionsraum zwischen einem Einlass und einem Auslass des Motors 512 im Bereich des jeweiligen Rotationskolbens 575, 576 und 577 mittels des Motors 512 erhitzt und dadurch expandiert. Somit kann das Arbeitsmedium jedes Mal zwischen einem Einlass und einem Auslass Arbeit an einem Rotationskolben 575 bis 577 verrichten.The working medium is cooled in each working circuit 578 to 563 and is heated by the motor 512 during the expansion processes in an expansion space between an inlet and an outlet of the motor 512 in the area of the respective rotary piston 575, 576 and 577 and is thereby expanded. The working medium can therefore perform work on a rotary piston 575 to 577 each time between an inlet and an outlet.

Vorliegend ermöglichen die sechs Arbeitsteilkreisläufe 578 bis 563 sechs Arbeitstakte des Motors 512 bei nur zwei Kurbelwellenumdrehungen der hier nicht näher gezeigten Kurbelwelle, auf welcher versetzt zu einander alle drei Rotationskolben 575 bis 577 befestigt sind.In the present case, the six working circuits 578 to 563 enable six working strokes of the engine 512 with only two crankshaft revolutions of the crankshaft (not shown in detail here), on which all three rotary pistons 575 to 577 are mounted offset from one another.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden als Motor der Wärmekraftmaschine Rotationskolbenmotoren verwendet. Wie eingangs erwähnt können Rotationskolbenmotoren vorliegend auch durch andere geeignete Motoren ersetzt werden.In the embodiments described above, rotary piston engines are used as the motor of the heat engine. As mentioned at the beginning, rotary piston engines can also be replaced by other suitable engines.

Die in der 7 gezeigte alternative Wärmekraftmaschine 601 weist einen Energieträgerkreislauf 602 auf, in welchem gemäß der Pfeilrichtungen 603 (hier nur explizit beziffert) ein Energiespeichermedium 604 umläuft. Der Energieträgerkreislauf 602 besteht im Wesentlichen aus einem Expansionsventil 605, dem äußeren Volumenraum 680 eines Zwischenspeichers 670, einen ersten Arbeitskreislaufwärmeübertrager 621, an welchem ein erster Arbeitskreislaufwärmeübertragerpufferspeicher 681 angeordnet ist, einen zweiten Arbeitskreislaufwärmeübertrager 623, an welchem ein zweiter Arbeitskreislaufwärmeübertragerpufferspeicher 682 angeordnet ist. Einen Rücklaufwärmeübertrager 614, einen Verdichter 606, einem Gehäuse 611 eines Motors 612 und einem Motorgehäusepufferspeicher 683 sowie einem Umweltwärmeübertrager 609.The 7 The alternative heat engine 601 shown has an energy carrier circuit 602 in which an energy storage medium 604 circulates according to the arrow directions 603 (only explicitly numbered here). The energy carrier circuit 602 essentially consists of an expansion valve 605, the outer volume space 680 of an intermediate storage 670, a first working circuit heat exchanger 621, on which a first working circuit heat exchanger buffer storage 681 is arranged, a second working circuit heat exchanger 623, on which a second working circuit heat exchanger buffer storage 682 is arranged, a return heat exchanger 614, a compressor 606, a housing 611 of a motor 612 and a motor housing buffer storage 683 as well as an environmental heat exchanger 609.

Der Energieträgerkreislauf 602 startet im Bereich der Düse 605, wobei das Energiespeichermedium 604 mittels der Düse 605 entspannt wird. Hierbei wird das Energiespeichermedium 604 auf ein Starttemperaturniveau heruntergekühlt. Der Energieträgerkreislauf 602 weist zwischen der Düse 605 und dem Verdichter 606 einen ersten Energieträgerkreislaufquerschnitt 607 auf, der größer bemessen ist, als ein zweiter Energieträgerkreislauf 608, der sich in einem Energieträgerkreislaufbereich 602B erstreckt. Der zweite Energieträgerkreislauf 608 reicht somit im Wesentlichen von dem Verdichter 606 bis zur Düse 605. Der erste Energieträgerkreislaufquerschnitt 607 erstreckt sich hingegen in einem ersten Energieträgerkreislaufbereich 602A zwischen der Düse 605 und dem Verdichter 606.The energy carrier circuit 602 starts in the area of the nozzle 605, wherein the energy storage medium 604 is expanded by means of the nozzle 605. The energy storage medium 604 is cooled down to a starting temperature level. The energy carrier circuit 602 has a first energy carrier circuit cross-section 607 between the nozzle 605 and the compressor 606, which is larger than a second energy carrier circuit 608, which extends in an energy carrier circuit area 602B. The second energy carrier circuit 608 thus extends essentially from the compressor 606 to the nozzle 605. The first energy carrier circuit cross-section 607, on the other hand, extends in a first energy carrier circuit area 602A between the nozzle 605 and the compressor 606.

Hinter der Düse 605 strömt das Energiespeichermedium 604 durch den äußeren Volumenraum 680 des Zwischenspeichers 670, wonach es anschließend einen Umweltwärmeübertrager 609 durchströmt. Mittels des Umweltwärmeübertragers 609 wird Wärmeenergie aus der Umwelt 610 aufgenommen und an das Energiespeichermedium 604 übertragen. Im weiteren Verlauf passiert das Energiespeichermedium 604 einen Knotenpunkt 620, wodurch es zum einen den ersten Arbeitskreislaufwärmeübertrager 621 eines Arbeitskreislaufes 622 und zum anderen den zweiten Arbeitskreislaufwärmeübertrager 623 durchströmt. Bevor das Energiespeichermedium 604 jedoch in die Arbeitskreislaufwärmeübertrager 621, 623 gelangt, durchströmt es den Arbeitskreislaufwärmeübertragerpufferspeicher 681 bzw. den Arbeitskreislaufwärmeübertragerpufferspeicher 682. Das Energiespeichermedium 604 nimmt mittels der Arbeitskreislaufwärmeübertrager 621, 623 und der Arbeitskreislaufwärmeübertragerpufferspeicher 681, 682 nicht mehr benötigte Wärmeenergie aus dem Arbeitskreislauf 622 auf. Hierdurch erwärmt sich das Energiespeichermedium 604 weiter.Behind the nozzle 605, the energy storage medium 604 flows through the outer volume space 680 of the intermediate storage 670, after which it subsequently flows through an environmental heat exchanger 609. By means of the environmental heat exchanger 609, thermal energy is absorbed from the environment 610 and transferred to the energy storage medium 604. In the further course, the energy storage medium 604 passes a node 620, whereby it flows through the first working circuit heat exchanger 621 of a working circuit 622 and the second working circuit heat exchanger 623. However, before the energy storage medium 604 reaches the working circuit heat exchangers 621, 623, it flows through the working circuit heat exchanger buffer storage 681 or the working circuit heat exchanger buffer storage 682. The energy storage medium 604 absorbs heat energy that is no longer required from the working circuit 622 by means of the working circuit heat exchangers 621, 623 and the working circuit heat exchanger buffer storage 681, 682. This causes the energy storage medium 604 to heat up further.

Anschließend wird das Energiespeichermedium 604 in einem Knotenpunkt 627 wieder zusammengeführt und zu dem Rücklaufwärmeübertrager 614 geleitet. In diesem Rücklaufwärmeübertrager 614 nimmt das Energiespeichermedium 604 im Bereich des ersten Energieträgerkreislauf bereiches 602A Wärmeenergie aus dem zweiten Energieträgerkreislaufbereich 602B auf. Somit erfährt das Energiespeichermedium 604 vor dem Erreichen des Motors 612 eine weitere Wärmeenergieerhöhung. Im Bereich des Verdichters 606 erfährt das Energiespeichermedium wiederum eine Wärmeenergieerhöhung, in dem es mittels des Verdichters 606 eine Druckerhöhung und damit auch eine Temperaturerhöhung erfährt.The energy storage medium 604 is then brought together again in a node 627 and guided to the return heat exchanger 614. In this return heat exchanger 614, the energy storage medium 604 absorbs heat energy from the second energy carrier circuit area 602B in the area of the first energy carrier circuit area 602A. The energy storage medium 604 thus experiences a further increase in heat energy before reaching the motor 612. In the area of the compressor 606, the energy storage medium again experiences an increase in heat energy in that it experiences an increase in pressure and thus also an increase in temperature by means of the compressor 606.

Über das Gehäuse 611 des Motors 612 wird die Wärmeenergie bzw. ein Teil der Wärmeenergie, welche dem Energiespeichermedium 604 innewohnt, an ein kühleres Arbeitsmedium des Motors 612 abgegeben, wodurch das kühlere Arbeitsmedium innerhalb des Motors 612 expandiert und dabei Arbeit am Motor 612 verrichtet. Das Gehäuse 611 des Motors 612 fungiert als Motorwärmeübertrager 613A.The thermal energy or a portion of the thermal energy inherent in the energy storage medium 604 is transferred to a cooler working medium of the motor 612 via the housing 611 of the motor 612, whereby the cooler working medium expands within the motor 612 and thereby performs work on the motor 612. The housing 611 of the motor 612 functions as an engine heat exchanger 613A.

Vorteilhafter Weise kann mittels des Motorgehäusepufferspeichers 683 dem Energiespeichermedium 604 vor dem Erreichen des Motorgehäuses 611 zusätzlich Wärmeenergie zugeführt werden, sollte der Motor 612 zusätzlich Leistung abgeben müssen.Advantageously, additional heat energy can be supplied to the energy storage medium 604 by means of the motor housing buffer storage 683 before it reaches the motor housing 611, should the motor 612 have to deliver additional power.

Nicht mehr vom Motor 612 benötigte Wärmeenergie wird zum einen mittels des zweiten Energieträgerkreislaufbereiches 602B über den Rücklaufwärmeübertrager 614 wieder zum Entspannungsventil 605 zurückgeführt, an der Energieträgerkreislauf 602 erneut beginnt.Thermal energy no longer required by the engine 612 is returned to the expansion valve 605 by means of the second energy carrier circuit region 602B via the return heat exchanger 614, where the energy carrier circuit 602 begins again.

Zum anderen wird an dem Motor 612 nicht mehr benötigte Wärmeenergie mittels der Arbeitskreislaufwärmeübertrager 621 und 623 von dem Arbeitskreislauf 622 an den Energieträgerkreislauf 602 abgeführt. In dem Arbeitskreislauf 622 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein erstes Rückschlagventil 625 und ein zweites Rückschlagventil 626 eingebaut, wodurch die Umlaufrichtungen des Arbeitsmediums innerhalb des Arbeitskreislaufes 622 festgelegt sind.On the other hand, heat energy no longer required on the motor 612 is dissipated from the working circuit 622 to the energy carrier circuit 602 by means of the working circuit heat exchangers 621 and 623. In this embodiment, a first check valve 625 and a second check valve 626 are installed in the working circuit 622, whereby the circulation directions of the working medium within the working circuit 622 are determined.

Um verstärkt Wärmeenergie aus dem Arbeitskreislauf 622 abführen zu können, ist in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Arbeitskreislaufwärmeübertrager 621 und 623 ein Hilfsarbeitskreislauf 684 angeschlossen, der in einen ersten Hilfsarbeitsteilkreislauf 684A (der erste Hilfsarbeitsteilkreislauf 684A ist im Bereich des Arbeitskreislaufwärmeübertragers 621 an dem Arbeitskreislauf 622 angeschlossen) und der in einen zweiten Hilfsarbeitsteilkreislauf 684B (der zweite Hilfsarbeitsteilkreislauf 684B ist im Bereich des zweiten Arbeitskreislaufwärmeübertragers 623 an dem Arbeitskreislauf 622 angeschlossen) übergeht.In order to be able to dissipate more heat energy from the working circuit 622, in this embodiment an auxiliary working circuit 684 is connected in the area of the working circuit heat exchangers 621 and 623, which passes into a first auxiliary working sub-circuit 684A (the first auxiliary working sub-circuit 684A is connected to the working circuit 622 in the area of the working circuit heat exchanger 621) and into a second auxiliary working sub-circuit 684B (the second auxiliary working sub-circuit 684B is connected to the working circuit 622 in the area of the second working circuit heat exchanger 623).

Die Abfuhr an Arbeitsmedium aus dem Arbeitskreislauf in den ersten Hilfsarbeitsteilkreislauf 684A ist mittels eines Druckregelventils 685 geregelt. Dies bedeutet, wenn der Druck innerhalb des Arbeitskreislaufes einen kritischen Wert überschreitet, arbeitet das Druckregelventil 685 und ein Teil des Arbeitsmediums gelangt in den Hilfsarbeitsteilkreislauf 684A. Dementsprechend ist die Abfuhr des Arbeitsmediums aus dem Arbeitskreislauf in den zweiten Hilfsarbeitsteilkreislauf 684B mittels eines zweiten Druckregelventils 686 geregelt. Auch hier strömt das Arbeitsmedium zumindest teilweise aus dem Arbeitskreislauf in den Hilfsarbeitsteilkreislauf 684B, sobald der Druck in dem Arbeitskreislauf einen kritischen Wert überschreitet.The discharge of working medium from the working circuit into the first auxiliary working circuit 684A is regulated by means of a pressure control valve 685. This means that when the pressure within the working circuit exceeds a critical value, the pressure control valve 685 operates and part of the working medium enters the auxiliary working circuit 684A. Accordingly, the discharge of the working medium from the working circuit into the second auxiliary working circuit 684B is regulated by means of a second pressure control valve 686. Here too, the working medium flows at least partially from the working circuit into the auxiliary working circuit 684B as soon as the pressure in the working circuit exceeds a critical value.

Der Hilfsarbeitsteilkreislauf 684A durchströmt vorliegend den ersten Arbeitskreislaufwärmeübertragerpufferspeicher 681, wobei dem Arbeitsmedium hierbei Wärmeenergie entzogen wird, die dem Energiespeichermedium 604 bei Bedarf zugeführt werden kann. Dementsprechend wird Wärmeenergie aus dem Arbeitsmedium aus dem Hilfsarbeitsteilkreislauf 684B in den Arbeitskreislaufwärmeübertragerpufferspeicher 682 abgegeben, so dass auch hierdurch zusätzliche Wärmeenergie des Arbeitsmediums in das Energiespeichermedium 604 abgegeben werden kann.In the present case, the auxiliary working circuit 684A flows through the first working circuit heat exchanger buffer storage 681, whereby heat energy is extracted from the working medium, which can be supplied to the energy storage medium 604 if required. Accordingly, heat energy from the working medium from the auxiliary working circuit 684B is released into the working circuit heat exchanger buffer storage 682, so that additional heat energy from the working medium can also be released into the energy storage medium 604.

Beide Hilfsarbeitsteilkreisläufe 684A, 684B werden in einem Knotenpunkt 687 zusammengeführt und im Inneren 688 des Zwischenspeichers 670 zwischengelagert. Bei Bedarf wird das zwischengelagerte Arbeitsmedium mittels einer Pumpe 689 über eine erste Einspritzdüse 690 und eine zweite Einspritzdüse 691 in Expansionsräume des Motors 612 eingedüst. Hierdurch ist es möglich, kühles Arbeitsmedium zusätzlich in den erwärmten Motor 612 einzubringen, welches dort expandiert und dadurch zusätzliche Arbeit an den Scheiben 628 (hier nur exemplarisch gezeigt und beziffert) des Motors 612 verrichtet. Die Scheiben 628 rotieren gemäß der Rotationsrichtung 629 exzentrisch um die Kurbelwelle 630.Both auxiliary working circuits 684A, 684B are brought together in a node 687 and temporarily stored inside 688 of the intermediate storage 670. If required, the temporarily stored working medium is injected into expansion chambers of the motor 612 by means of a pump 689 via a first injection nozzle 690 and a second injection nozzle 691. This makes it possible to additionally introduce cool working medium into the heated motor 612, which expands there and thereby performs additional work on the disks 628 (shown and numbered here only as an example) of the motor 612. The disks 628 rotate eccentrically around the crankshaft 630 in accordance with the direction of rotation 629.

Durch das Einspritzen des zusätzlichen Arbeitsmediums entsteht im Arbeitskreislauf 622 ein höherer Druck, der durch einen höheren Anteil von gasförmigen Arbeitsmedium im Arbeitskreislauf 622 ausgelöst wird.By injecting the additional working medium, a higher pressure is created in the working circuit 622, which is triggered by a higher proportion of gaseous working medium in the working circuit 622.

Der eingeführte Begriff „Arbeitskreislauf” 622 wird im Sinne der Patentanmeldung bei Vorhandensein eines Hilfsarbeitskreislaufes 648 auch als Hauptarbeitskreislauf bezeichnet.The introduced term “working circuit” 622 is also referred to as the main working circuit in the sense of the patent application if an auxiliary working circuit 648 is present.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11
WärmekraftmaschineHeat engine
22
EnergieträgerkreislaufEnergy cycle
2A2A
erster Energieträgerkreislaufteilbereichfirst energy cycle sub-area
2B2 B
zweiter Energieträgerkreislaufteilbereichsecond energy cycle sub-area
33
PfeilrichtungArrow direction
44
EnergiespeichermediumEnergy storage medium
55
Düse bzw. ExpansionsventilNozzle or expansion valve
66
Verdichtercompressor
77
erster Energieträgerkreislaufquerschnittfirst energy carrier cycle cross-section
88th
zweiter Energieträgerkreislaufquerschnittsecond energy carrier cycle cross-section
99
UmweltwärmeübertragerEnvironmental heat exchanger
1010
UmweltEnvironment
1111
GehäuseHousing
1212
Motorengine
1313
MotorwärmetauscherEngine heat exchanger
1414
RücklaufwärmetauscherReturn heat exchanger
1515
Generatorgenerator
1616
elektrische Energie electrical power
101101
WärmekraftmaschineHeat engine
102102
EnergieträgerkreislaufEnergy cycle
102A102A
erster Energieträgerkreislaufteilbereichfirst energy cycle sub-area
102B102B
zweiter Energieträgerkreislaufteilbereichsecond energy cycle sub-area
103103
PfeilrichtungArrow direction
104104
EnergiespeichermediumEnergy storage medium
105105
Düse bzw. ExpansionsventilNozzle or expansion valve
106106
Verdichtercompressor
107107
erster Energieträgerkreislaufquerschnittfirst energy carrier cycle cross-section
108108
zweiter Energieträgerkreislaufquerschnittsecond energy carrier cycle cross-section
109109
UmweltwärmeübertragerEnvironmental heat exchanger
110110
UmweltEnvironment
111111
GehäuseHousing
112112
Motorengine
113A113A
Motorwärmeübertrager bzw. ErhitzerEngine heat exchanger or heater
114114
RücklaufwärmetauscherReturn heat exchanger
120120
KnotenpunktJunction
121121
erster Arbeitskreislaufwärmeübertragerfirst working circuit heat exchanger
122122
ArbeitskreislaufWork cycle
123123
zweiter Arbeitskreislaufwärmeübertragersecond working circuit heat exchanger
127127
weiterer Knotenpunktanother hub
128128
ScheibenDiscs
129129
RotationsrichtungRotation direction
130130
Kurbelwelle Crankshaft
201201
WärmekraftmaschineHeat engine
205205
EnergieträgerkreislaufEnergy cycle
209209
UmweltwärmeübertragerEnvironmental heat exchanger
212212
Motorengine
240240
UmweltwärmeenergieEnvironmental heat energy
241241
WärmeenergieThermal energy
242242
zwei Teiletwo parts
243243
HaushaltHousehold
244244
drei Teilethree parts
245245
Stromnetz Power grid
350350
TemperaturverlaufskurveTemperature curve
351351
erstes Temperaturniveaufirst temperature level
352352
TeilabschnittSubsection
353353
zweites Temperaturniveausecond temperature level
354354
Intervallinterval
355355
EnergietemperaturniveauEnergy temperature level
356356
Intervallinterval
357357
EnergieniveauEnergy level
358358
Intervallinterval
359359
weiteres Energieniveaufurther energy level
360360
Intervallinterval
361361
weiteres Energieniveaufurther energy level
362362
Intervallinterval
363363
niedrigeres Energieniveaulower energy level
364364
Intervallinterval
365365
Energieniveau Energy level
404404
EnergiespeichermediumEnergy storage medium
405405
Düse bzw. ExpansionsventilNozzle or expansion valve
406406
Verdichtercompressor
409409
UmweltwärmeübertragerEnvironmental heat exchanger
410410
UmweltEnvironment
411411
GehäuseHousing
413A413A
Motorwärmeübertrager bzw. ErhitzerEngine heat exchanger or heater
414414
RücklaufwärmetauscherReturn heat exchanger
120120
KnotenpunktJunction
421421
ArbeitskreislaufwärmeübertragerWorking circuit heat exchanger
422422
ArbeitskreislaufWork cycle
470470
ArbeitsmediumzwischenspeicherWorking media cache
471471
Einspritzventil bzw. DüseInjector or nozzle
472472
Pumpe Pump
512512
Motorengine
560560
dritter Arbeitsteilkreislaufthird working circuit
561561
vierter Arbeitsteilkreislauffourth working circuit
562562
fünfter Arbeitsteilkreislauffifth working circuit
563563
sechster Arbeitsteilkreislaufsixth working circuit
564564
Vorderseitefront
565565
Rückseiteback
575575
erster Rotationskolbenfirst rotary piston
575A575A
Einlassinlet
575B575B
AuslassOutlet
575C575C
AuslassOutlet
575D575D
Einlassinlet
576576
zweiter Rotationskolbensecond rotary piston
576A576A
Einlassinlet
576B576B
AuslassOutlet
576C576C
AuslassOutlet
576D576D
Einlassinlet
577577
dritter Rotationskolbenthird rotary piston
577A577A
Einlassinlet
577B577B
AuslassOutlet
577C577C
AuslassOutlet
577D577D
Einlassinlet
578578
erster Arbeitsteilkreislauffirst working part cycle
579579
zweiter Arbeitsteilkreislauf second working part circuit
601601
WärmekraftmaschineHeat engine
602602
EnergieträgerkreislaufEnergy cycle
602A602A
erster Energieträgerkreislaufteilbereichfirst energy cycle sub-area
602B602B
zweiter Energieträgerkreislaufteilbereichsecond energy cycle sub-area
603603
PfeilrichtungArrow direction
604604
EnergiespeichermediumEnergy storage medium
605605
Düse bzw. ExpansionsventilNozzle or expansion valve
606606
Verdichtercompressor
607607
erster Energieträgerkreislaufquerschnittfirst energy carrier cycle cross-section
608608
zweiter Energieträgerkreislaufquerschnittsecond energy carrier cycle cross-section
609609
UmweltwärmeübertragerEnvironmental heat exchanger
610610
UmweltEnvironment
611611
GehäuseHousing
612612
Motorengine
613A613A
Motorwärmeübertrager bzw. ErhitzerEngine heat exchanger or heater
614614
RücklaufwärmetauscherReturn heat exchanger
620620
KontenpunktAccount point
621621
erster Arbeitskreislaufwärmeübertragerfirst working circuit heat exchanger
622622
Arbeitskreislauf bzw. HauptarbeitskreislaufWorking circuit or main working circuit
623623
zweiter Arbeitskreislaufwärmeübertragersecond working circuit heat exchanger
625625
erstes Rückschlagventilfirst check valve
626626
zweites Rückschlagventilsecond check valve
627627
KnotenpunktJunction
628628
ScheibenDiscs
629629
RotationsrichtungRotation direction
630630
Kurbelwellecrankshaft
670670
ZwischenspeicherCache
680680
VoulumenraumVolume space
681681
erster Arbeitskreislaufwärmeübertragungspufferfirst working circuit heat transfer buffer
682682
zweiter Arbeitskreislaufwärmeübertragungspuffersecond working circuit heat transfer buffer
683683
MotorgehäusepufferspeicherEngine housing buffer storage
684684
HilfsarbeitskreislaufAuxiliary work cycle
684A684A
erster Hilfsarbeitskreislauffirst auxiliary work cycle
684B684B
zweiter Hilfsarbeitskreislaufsecond auxiliary work circuit
685685
erstes Druckregelventilfirst pressure control valve
686686
zweites Druckregelventilsecond pressure control valve
687687
KnotenpunktJunction
688688
InneresInterior
689689
Pumpepump
690690
erste Einspritzdüsefirst injection nozzle
691691
zweite Einspritzdüsesecond injection nozzle

Claims (4)

Wärmekraftmaschine (1; 101; 201; 401; 601) zum Umwandeln von Energie, wie etwa Umgebungswärmeenergie (240), in kinetische Energie, mit einem Motor (12; 112; 212; 412; 512; 612), mit einem Arbeitskreislauf (122; 422; 622) zum Antreiben des Motors (12; 112; 212; 412; 512; 612) und mit einem einen Verdichter (6; 106; 406; 606) umfassenden Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602), welcher zum Erwärmen des Motors (12; 112; 212; 412; 512; 612) mit diesem Motor (12; 112; 212; 412; 512; 612) wechselwirksam verbunden ist, bei welcher der Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602) und der Arbeitskreislauf (122; 422; 622) voneinander verschieden sind, dadurch gekennzeichnet, dass, das Motorgehäuse (11; 111; 411; 611) einerseits als Erhitzer des Arbeitsmediums ein Motorwärmeübertrager (113A; 413A; 613A) ist, so dass Wärmeenergie aus dem Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602) in den Arbeitskreislauf (122; 422; 622) übertragbar ist, um das Arbeitsmedium in dem Arbeitskreislauf (122; 422; 622) bzw. in Expansionsräumen des Motors (12; 112; 212; 412; 512; 612) zu expandieren, wobei andererseits der Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602) und der Arbeitskreislauf (122; 422; 622) mittels des Motorgehäuses (11; 111; 411; 611) als Motorwärmetauscher (13) thermisch miteinander wirkverbunden sind und/oder zwischen dem Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602) und dem Arbeitskreislauf (122; 422; 622) wenigstens ein weiterer Wärmeenergieübertrager (121, 123; 421; 621, 623) angeordnet ist, um überschüssige Wärmeenergie von dem Arbeitskreislauf (122; 422; 622) auf den Energieträgerkreislauf (2; 102; 402; 602) zu übertragen, wobei der Motorwärmetauscher (13) und der wenigstens eine weitere Wärmeenergieübertrager (121, 123; 421; 621, 623) in einem ersten Energieträgerkreislaufteilbereich (2A; 102A; 602A) (Vorlauf) des Energieträgerkreislaufs (2; 102; 402; 602) angeordnet sind, welcher sich in Strömungsrichtung (3; 103; 403; 603) gesehen von einem Expansionsventil (5; 105; 405; 605) bis zu dem Verdichter (6; 106; 406; 606) erstreckt, wobei das Motorgehäuse (11; 111; 411; 611) als Motorwärmeübertrager (13A; 113A; 413A; 613A) in einem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich (2B; 102B; 602B) (Rücklauf) des Energieträgerkreislaufs (2; 102; 402; 602) angeordnet ist, welcher sich in Strömungsrichtung (3; 103; 403; 603) gesehen von dem Verdichter (6; 106; 406; 606) bis zu dem Expansionsventil (5; 105; 405; 605) erstreckt, wobei zwischen dem ersten Energieträgerkreislaufteilbereich (2A; 102A; 602A) (Vorlauf) und dem zweiten Energieträgerkreislaufteilbereich (2B; 102B; 602B) (Rücklauf) ein Rücklaufwärmeübertrager (14; 114; 414; 614) angeordnet ist, um dem Energiespeichermedium (4; 104; 404; 604) innerhalb des Energieträgerkreislaufs (2; 102; 402; 602) Rücklaufwärmeenergie aus einem Motorrücklauf zuzuführen und wobei die Vorlauftemperatur des Verdichters (6; 106; 406; 606) gleich der Rücklauftemperatur des Motors (12; 112; 212; 412; 512; 612) ist.Heat engine (1; 101; 201; 401; 601) for converting energy, such as ambient heat energy (240), into kinetic energy, with a motor (12; 112; 212; 412; 512; 612), with a working circuit (122; 422; 622) for driving the motor (12; 112; 212; 412; 512; 612) and with an energy carrier circuit (2; 102; 402; 602) comprising a compressor (6; 106; 406; 606), which is used to heat the motor (12; 112; 212; 412; 512; 612) with this motor (12; 112; 212; 412; 512; 612) is interactively connected, in which the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602) and the working circuit (122; 422; 622) are different from one another, characterized in that the motor housing (11; 111; 411; 611) is on the one hand an engine heat exchanger (113A; 413A; 613A) as a heater of the working medium, so that thermal energy from the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602) can be transferred to the working circuit (122; 422; 622) in order to heat the working medium in the working circuit (122; 422; 622) or in expansion chambers of the motor (12; 112; 212; 412; 512; 612), wherein on the other hand the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602) and the working circuit (122; 422; 622) are thermally connected to one another by means of the motor housing (11; 111; 411; 611) as an engine heat exchanger (13) and/or at least one further heat energy exchanger (121, 123; 421; 621, 623) is arranged between the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602) and the working circuit (122; 422; 622) in order to transfer excess heat energy from the working circuit (122; 422; 622) to the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602), wherein the engine heat exchanger (13) and the at least one further heat energy exchanger (121, 123; 421; 621, 623) are arranged in a first energy carrier circuit sub-region (2A; 102A; 602A) (feed line) of the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602), which extends in the flow direction (3; 103; 403; 603) from an expansion valve (5; 105; 405; 605) to the compressor (6; 106; 406; 606), wherein the motor housing (11; 111; 411; 611) is arranged as an engine heat exchanger (13A; 113A; 413A; 613A) in a second energy carrier circuit sub-region (2B; 102B; 602B) (return) of the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602), which extends in the flow direction (3; 103; 403; 603) from the compressor (6; 106; 406; 606) to the expansion valve (5; 105; 405; 605), wherein a return heat exchanger (14; 114; 414; 614) is arranged between the first energy carrier circuit sub-region (2A; 102A; 602A) (feed) and the second energy carrier circuit sub-region (2B; 102B; 602B) (return) in order to to supply return heat energy from an engine return to the energy storage medium (4; 104; 404; 604) within the energy carrier circuit (2; 102; 402; 602), and wherein the flow temperature of the compressor (6; 106; 406; 606) is equal to the return temperature of the engine (12; 112; 212; 412; 512; 612). Wärmekraftmaschine (1; 101; 201; 401, 601) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Arbeitsteilkreisläufe (578 bis 563), welche mit dem Motor (12; 112; 212; 412; 512; 612) wechselwirksam verbunden sind.Heat engine (1; 101; 201; 401, 601) according to Claim 1 , characterized by working circuits (578 to 563) which are interactively connected to the motor (12; 112; 212; 412; 512; 612). Wärmekraftmaschine (1; 101; 201; 401; 601) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Arbeitsteilkreisläufe (578 bis 563), welche mit dem Energieträgerkreislauf (2; 102; 402, 602) wechselwirksam verbunden sind.Heat engine (1; 101; 201; 401; 601) according to one of the preceding claims, characterized by working circuits (578 to 563) which are interactively connected to the energy carrier circuit (2; 102; 402, 602). Wärmekraftmaschine (1; 101; 201; 401; 601) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Energieträgerkreislauf (102) zwei voneinander verschiedene Druckniveaus vorhanden sind.Heat engine (1; 101; 201; 401; 601) according to one of the preceding claims, characterized in that two different pressure levels are present in the energy carrier circuit (102).
DE102006011380.2A 2005-03-12 2006-03-09 Heat engine Expired - Fee Related DE102006011380B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006011380.2A DE102006011380B4 (en) 2005-03-12 2006-03-09 Heat engine

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005011509 2005-03-12
DE102005011509.8 2005-03-12
DE102005039831.6 2005-08-22
DE102005039831 2005-08-22
DE102006011380.2A DE102006011380B4 (en) 2005-03-12 2006-03-09 Heat engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006011380A1 DE102006011380A1 (en) 2006-12-14
DE102006011380B4 true DE102006011380B4 (en) 2024-05-23

Family

ID=37440152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006011380.2A Expired - Fee Related DE102006011380B4 (en) 2005-03-12 2006-03-09 Heat engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006011380B4 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2916225A1 (en) * 2007-05-14 2008-11-21 Barthelemy Guerin Heat engine for terrestrial vehicle, has condenser in which chlorofluorocarbon gas is introduced, where gas is liquefied by glycolated cold water that is channeled in continuous current between liquefier and evaporator
DE202012104222U1 (en) * 2012-11-05 2012-12-14 Thomas Henrichs storage container

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3774397A (en) 1971-08-04 1973-11-27 Energy Res Corp Heat engine
DE3010389A1 (en) 1980-03-18 1981-09-24 Werner Prof. Dipl.-Ing. 4100 Duisburg Hetzer Mechanical, electrical energy generating system - is heat pump circuit with input to exchanger with output to machine for exploitation of natural or waste heat
US4389858A (en) 1981-12-03 1983-06-28 Jepsen Henry E Heat engine
DE4010206A1 (en) 1990-03-30 1991-10-02 Herbert Wunschik Wankel type rotary engine - operates on Stirling cycle with heated and cooled casing portions
DE19524171A1 (en) 1995-07-03 1997-01-09 Rauscher Georg Low temp thermal energy machine - has closed liquid gas circuit for extraction of heat energy from ambient air or working machine
DE10135205A1 (en) 2001-07-19 2003-02-06 Christoph Mosny Rotary piston engine has heat source connected to section of casing where chamber volume increases due to rotation of piston in working rotational direction and heat sink connected to section where chamber volume decreases
DE69914738T2 (en) 1998-04-25 2005-01-20 Ceres Ipr Ltd., Nelson ROTARY PISTON MACHINE

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3774397A (en) 1971-08-04 1973-11-27 Energy Res Corp Heat engine
DE3010389A1 (en) 1980-03-18 1981-09-24 Werner Prof. Dipl.-Ing. 4100 Duisburg Hetzer Mechanical, electrical energy generating system - is heat pump circuit with input to exchanger with output to machine for exploitation of natural or waste heat
US4389858A (en) 1981-12-03 1983-06-28 Jepsen Henry E Heat engine
DE4010206A1 (en) 1990-03-30 1991-10-02 Herbert Wunschik Wankel type rotary engine - operates on Stirling cycle with heated and cooled casing portions
DE19524171A1 (en) 1995-07-03 1997-01-09 Rauscher Georg Low temp thermal energy machine - has closed liquid gas circuit for extraction of heat energy from ambient air or working machine
DE69914738T2 (en) 1998-04-25 2005-01-20 Ceres Ipr Ltd., Nelson ROTARY PISTON MACHINE
DE10135205A1 (en) 2001-07-19 2003-02-06 Christoph Mosny Rotary piston engine has heat source connected to section of casing where chamber volume increases due to rotation of piston in working rotational direction and heat sink connected to section where chamber volume decreases

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Buch Dezentrale Energiesysteme, 2. Auflage, München Wien: De Gruyter Oldenbourg Verlag, 2006, 2528. - ISBN 978-3-486-57722-8
Jürgen Karl: Dezentrale Energiesysteme. 2. Auflage. München Wien : Oldenbourg Verlag, 2006. 25-28. - ISBN 978-3-486-57722-8 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006011380A1 (en) 2006-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2909452B1 (en) Apparatus for producing electrical energy with an orc cycle
DE102013009351B3 (en) Plant for recovery of energy from heat of e.g. waste incinerator, has valves which connect/disconnect vaporizer units to control flow of working fluid, to take heat from working fluid and to pass heated working fluid to workspace
EP2808500A1 (en) Heat pump cycle with a first thermal fluid energy machine and a second thermal fluid energy machine
EP2574739A1 (en) Assembly for storing thermal energy and method for its operation
DD141049A5 (en) GAS TURBINE PLANT
EP3918199B1 (en) Cooling arrangement and method for cooling a compressed-air generator with at least two stages
EP2270322B1 (en) Cooling circuit for removing waste heat from an electromechanical convertor and power plant assembly with such a cooling circuit
AT517535A1 (en) Steam power plant
EP2825737A1 (en) System for storing and outputting thermal energy having a heat accumulator and a cold accumulator and method for the operation thereof
DE202005003611U1 (en) Thermal electric station for producing and storing electrical energy comprises a compressed air storage unit with heat exchangers for thermally coupling the station and the compressed air storage unit
DE102006011380B4 (en) Heat engine
DE102018216183A1 (en) Cooled retarder system
DE4022632A1 (en) Energy conversion system using rotary piston engine - d has arrangement for lowering temp. of working fluid
DE202012006055U1 (en) Device for generating electrical energy by means of an Organic Rankine cycle in conjunction with a turbine generator
DE19916676C1 (en) Cooling system for liquid-cooled i.c. engine has cooling medium feed with feed and return pumps with different volumetric pumping rates and turbine driven by circulated cooling medium
DE102010040765A1 (en) Device for the provision of heating heat or for the production of air conditioning refrigeration and device for the provision of electric energy, and method for the provision of heating energy, method for the production of cold energy and method for generating kinetic energy and / or electric energy
DE102017206172A1 (en) Scroll expansion machine and exhaust residual heat utilization device, in particular a vehicle, with such an expansion machine
DE10035289A1 (en) Device to generate mechanical energy using heat engine; has Stirling motor with warm and cool sides and refrigerator to cool cold side, with cooler connected to evaporator of Stirling motor
DE102013226742A1 (en) flow machine
EP1915515A2 (en) Method and device for producing mechanical energy
DE102021101268B4 (en) Fuel cell device and method for operating a fuel cell device
WO2023011997A1 (en) Heat engine
DE102019100539A1 (en) Multi-stage heat pump system with rotary piston machines connected in series
DE2304783A1 (en) THERMAL POWER PLANT
DE102022107090A1 (en) Fuel cell device and method for operating the same

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130219

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: SCHIEBER - FARAGO, DE

Representative=s name: FARAGO PATENTANWAELTE, DE

Representative=s name: FARAGO PATENTANWALTS- UND RECHTSANWALTSGESELLS, DE

R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: DOMPATENT VON KREISLER SELTING WERNER - PARTNE, DE

Representative=s name: DOMPATENT - PARTNERSCHAFT VON PATENTANWAELTEN , DE

R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: IBOOOSTER INNOVATIONS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: WALDMANN, MICHAEL, 37345 WEISSENBORN-LUEDERODE, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: DOMPATENT VON KREISLER SELTING WERNER - PARTNE, DE

Representative=s name: DOMPATENT - PARTNERSCHAFT VON PATENTANWAELTEN , DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee