DE102008023492A1

DE102008023492A1 - Power machine for use with expanded fluids under pressure and with changed temperature for power machine plant, has fluid changing opening that is opened by rotation of pot

Info

Publication number: DE102008023492A1
Application number: DE102008023492A
Authority: DE
Inventors: Freiherr Von Waechter-Spittler
Original assignee: Waechter-Spittler Freiherr von Hartmut
Current assignee: Waechter-Spittler Freiherr von Hartmut
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2008-05-14
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2028-05-15
Also published as: DE102008023492B4

Abstract

The power machine has a fluid changing opening (8',9') that is opened by rotation (7') of a pot (6'). The fluid changing opening provides radial flow guidance from the transition to a cylinder space (12') in a rotational direction (10') of the pot. The flow guidance is granted between outside of communication lines (13'). Independent claims are included for the following: (1) a power machine plant, which has a heating section, particularly boiler (2) a method for converting heating energy.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage, die u. a. eine Rotationshubkolbenmaschine verwendet, um einen Wärmeprozess steuerbar zu machen.The The present invention relates to a plant, which u. a. a rotary piston machine used to make a heat process controllable.

Stand der TechnikState of the art

Es sind unterschiedliche Rotationshubkolbenmaschinen bekannt. Bestimmte Ausführungsformen lassen sich z. B. in der DE 10 2007 004 736.5 (Anmelder: Freiherr von Waechter-Spittler; Anmeldetag: 31.01.2007) und der DE 10 2007 004 735.7 (Anmelder: Freiherr von Waechter-Spittler; Anmeldetag: 31.01.2007) betrachten. Eine ähnliche Hubkolbenmaschine lässt sich auch der DE 10 2005 033 448 A1 (Anmelder: Josef Gail; Anmeldetag: 18.07.2005) entnehmen. Eine besonders vorteilhafte Gestaltung einer Rotationshubkolbenmaschine lässt sich der DE 10 2007 039 517.7 (Anmelder: Freiherr von Waechter-Spittler; Anmeldetag: 21.08.2007) entnehmen. Der Offenbarungsumfang der vorgenannten Druckschriften wird in Bezug auf die Gestaltung von Rotationshubkolbenmaschinen durch ihre Referenzen vollumfänglich in vorliegende Beschreibung inkorporiert.There are different Rotationshubkolbenmaschinen known. Certain embodiments can be z. B. in the DE 10 2007 004 736.5 (Applicant: Freiherr von Waechter-Spittler, filing date: 31.01.2007) and the DE 10 2007 004 735.7 (Applicant: Freiherr von Waechter-Spittler, filing date: 31.01.2007). A similar reciprocating engine can also be the DE 10 2005 033 448 A1 (Applicant: Josef Gail, filing date: 18.07.2005). A particularly advantageous design of a Rotationshubkolbenmaschine can be the DE 10 2007 039 517.7 (Applicant: Freiherr von Waechter-Spittler, filing date: 21.08.2007). The scope of disclosure of the aforementioned references is incorporated in its entirety in the present specification with respect to the design of rotary reciprocating engines by their references.

An die zentrale Kurbelwelle einer, wie oben dargestellten, Rotationshubkolbenmaschine lassen sich Arbeitsmaschinen, wie z. B. ein Elektrogenerator für die Erzeugung von elektrischem Strom anschließen. Die Umdrehungsgeschwindigkeit und damit die zu entnehmende Arbeitsleistung werden durch die Druckdifferenz, die Temperaturdifferenz und die Beladungsart der Rotationshubkolbenmaschine bzw. einer sie umfassenden Anlage eingestellt und gesteuert. Eine erste mögliche Anlagengestaltung eines abgeschlossenen Zirkulationsprozesses lässt sich insbesondere der 3 der DE 43 01 036 A1 (Anmelder: Josef Gail; Ameldetag: 16.01.1993) entnehmen. Die dort offenbarte Anlage mit Rotationshubkolbenmaschine Lässt sich nur durch die Wärmeaustauschprozesse über die statisch integrierten Wärmetauscher beeinflussen.To the central crankshaft of a, as shown above, Rotationshubkolbenmaschine can be driven machines such. B. connect an electric generator for the generation of electricity. The rotational speed and thus the work to be removed are set and controlled by the pressure difference, the temperature difference and the loading of the rotary piston machine or a system comprising them. A first possible plant design of a completed circulation process can be particularly the 3 of the DE 43 01 036 A1 (Applicant: Josef Gail, Ameldag: 16.01.1993). The plant disclosed there with a rotary piston machine can only be influenced by the heat exchange processes via the statically integrated heat exchangers.

Es wäre also vorteilhaft, wenn bei befeuerten, insbesondere bei mit Holz befeuerten, Anlagen mit Rotationshubkolbenmaschinen eine Prozessführung möglich wäre, bei der nicht ausschließlich über die Menge des Brennmaterials, z. B. Holz, Holzpellets oder organische Abfälle, die Energieumsetzung gesteuert wird.It So would be advantageous if fired, in particular in wood fired plants with rotary machines a litigation would be possible at not exclusively about the amount of fuel, z. As wood, wood pellets or organic waste, the energy conversion controlled becomes.

Die Patentliteratur zu Wärmetauschern ist sehr umfangreich, jedoch konzentriert sich diese vorrangig auf die Gestaltung des einzelnen Wärmetauschers bzw. seiner Komponenten, wie Wärmetauscherplatten. Bei Holz befeuerten Wärmeprozessen entsteht natürlicherweise Ruß, so dass günstigerweise solche Wärmetauscher verwendet werden, die sowohl leicht herstellbar als auch leicht zu warten sind. Aus den 1 und 3 der DE 10011 568 C1 (Patentinhaberin: GEA Canzler GmbH; Anmeldetag: 09.03.2000) lassen sich Plattenformen eines Plattenwärmetauschers entnehmen, die identisch ausformbar sind. Ähnlich lässt sich der DE 25 04 692 (Anmelder: Guido Amandus de Lepeleire, Ameldetag: 05.02.1975) ein wellenförmiges Plattenkonzept, insbesondere der 4, entnehmen, wobei die Beschreibung weitergehend ausführt, dass bei größeren Druckunterschieden Plattenwärmetauscher allgemein Dichtigkeits- und Dichtungsprobleme aufweisen. Weiterhin ist es bekannt, bei Plattenwärmetauschern, wie z. B. nach DE 37 10 823 A1 (Anmelder: Bavaria Anlagenbau GmbH; Anmeldetag: 01.04.1987) und DE 694 30 260 T3 (Patentinhaber: Mauri Kontu; Prioritätstag: 20.12.1993), ein Gegenstrom- oder Kreuzstromverfahren zu verwenden, um möglichst günstig den Energieaustausch von einer Seite auf die andere Seite des Plattenwärmetauschers zu bewerkstelligen. Eine weitere Form gewellter Plattenwärmetauscher lässt sich der DE 600 24 716 T2 (Patentinhaberin: Ford Motor Co.; Prioritätstag: 01.07.1999) entnehmen.The patent literature on heat exchangers is very extensive, but this focuses primarily on the design of the individual heat exchanger or its components, such as heat exchanger plates. In wood-fired heating processes, carbon black naturally forms, so that conveniently such heat exchangers are used which are both easy to produce and easy to maintain. From the 1 and 3 of the DE 10011 568 C1 (Patent owner: GEA Canzler GmbH, filing date: 09.03.2000) can be taken plate shapes of a plate heat exchanger, which are identically ausformbar. Similarly, the DE 25 04 692 (Applicant: Guido Amandus de Lepeleire, Ameldag: 05.02.1975) a wave-shaped plate concept, in particular the 4 The description further goes on to say that for larger pressure differences, plate heat exchangers generally have leaktightness and sealing problems. Furthermore, it is known in plate heat exchangers, such. B. after DE 37 10 823 A1 (Applicant: Bavaria Anlagenbau GmbH, filing date: 01.04.1987) and DE 694 30 260 T3 (Patent owner: Mauri Kontu, priority date: 20.12.1993) to use a countercurrent or cross flow method in order to bring about as favorable as possible the energy exchange from one side to the other side of the plate heat exchanger. Another form of corrugated plate heat exchanger can be the DE 600 24 716 T2 (Patent owner: Ford Motor Co., priority date: 01.07.1999).

Die zuvor dargelegten Komponentenbeschreibungen werden aus Lesbarkeitsgründen aufgrund ihrer Referenzen als vollumfänglich in vorliegende Erfindungsbeschreibung inkorporiert betrachtet.The previously described component descriptions are for readability reasons because of their references as fully in present Inventions considered incorporated.

Erfindungsbeschreibunginvention description

Es wäre also günstig, eine weiterentwickelte Anlage, in der insbesondere organische Materialien, wie Holz, verbrannt werden können, zu schaffen, die unter Nutzung einer Rotationshubkolbenmaschine vorteilhaft den Carnot-Prozess umsetzen kann.It So would be cheap, an advanced system, in particular, burned organic materials, such as wood be advantageous to create using a Rotationshubkolbenmaschine Can implement the Carnot process.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Anlage nach Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen lassen sich den abhängigen Ansprüchen entnehmen.The inventive object is achieved by a plant solved according to main claim. Advantageous developments can be found in the dependent claims.

Die Anlage umfasst wenigstens einen abgeschlossenen Zirkulationskreislauf. Daneben kann die Anlage noch offene Prozesse, wie zum Beispiel eine kalorische Umsetzung, also eine klassische Verbrennung, unter Nutzung der Umgebungsluft, umfassen. Die Anlage wird mit Gas betrieben. Das Gas folgt einem Carnot-Prozess, insbesondere thermisch und druckmäßig. Der Carnot-Prozess wird so geführt, dass die reguläre Umgebungstemperatur, die außerhalb der gesamten Anlage herrscht, abschnittsweise innerhalb der Zirkulation überschritten wird. Verständlicherweise ist der Carnot-Prozess in real aufgebauten Anlagen nicht vollständig zu erreichen, jedoch kann der Prozess sich gut dem idealen Carnot-Prozess annähern, somit folgen. Im Zentrum der Anlage steht eine Rotationshubkolbenmaschine, die wie zuvor beispielhaft beschrieben ausgeführt sein kann. Weiterhin umfasst die Anlage einen ersten Wärmetauscher. Das Gas ist rohrleitungsgeführt. Die Rohrleitungen sind druckfest, z. B. für einen Innendruck von 10 bar, ausgelegt. Die Komponenten wie Rotationshubkolbenmaschine und Wärmetauscher werden untereinander durch Rohre in der Form verbunden, dass ein geschlossener Zirkulationskreislauf entsteht. Außerhalb des ersten Zirkulationskreislaufs gibt es eine Wärmequelle. Die Wärmequelle kann z. B. die oben genannte, kalorische Verbrennung, im Gegensatz zu einer kalten Verbrennung, sein. Die Wärmequelle ist von dem verrohrten Kreislauf abgesetzt. Sie erwärmt das Gas in der Anlage zumindest in einem Abschnitt der Zirkulation. Vorteilhaft ist eine Verbrennung auf Basis von Holz. Alternativ können auch Holzpellets verwendet werden. Ebenso können weitere energieträchtige, organische Materialen verwendet werden. Bei einer offenen Verbrennung unter Nutzung der Umgebungsluft sollte das Heizsystem mit einem Schornstein ausgestattet sein, damit die CO- und CO₂-haltigen Abgase abgeführt werden können. Die Anlage umfasst wenigstens einen Bypassabschnitt. Je nach Einstellung der Anlage kann das Gas entweder in dem Bypassabschnitt oder in der regulären Verrohrung bzw. seinen äquivalenten Teilabschnitten ganz oder teilweise geführt werden. Der Bypassabschnitt ist zur Auskoppelung thermischer Energie, z. B. über einen weiteren Wärmetauscher wie dem Heizungswärmetauscher oder einem Warmwasserwärmetauscher, bestimmt. Das Gas vor und nach dem Bypassabschnitt weist somit ein Temperaturgefälle auf. Hierdurch lässt sich die rotatorisch zur Verfügung stehende Energie an der Welle bzw. der Kurbelwelle der Rotationshubkolbenmaschine variieren. Die Durchströmung des Gases durch den Bypassabschnitt sorgt für eine kontrollierte Abnahme der Energie.The system comprises at least one closed circulation circuit. In addition, the plant can still open processes, such as a Kalorische implementation, so a classic combustion, using the ambient air, include. The plant is operated by gas. The gas follows a Carnot process, especially thermally and pressure moderately. The Carnot process is conducted in such a way that the regular ambient temperature, which prevails outside the entire plant, is exceeded in sections within the circulation. Understandably, the Carnot process is not fully achievable in real-world plants, but the process may well approximate the ideal Carnot process, thus following suit. In the center of Plant is a Rotationshubkolbenmaschine, which may be carried out as described above by way of example. Furthermore, the system comprises a first heat exchanger. The gas is piped. The pipes are pressure-resistant, z. B. for an internal pressure of 10 bar, designed. The components such as Rotationshubkolbenmaschine and heat exchangers are interconnected by tubes in the form that creates a closed circulation circuit. Outside the first circulation circuit, there is a heat source. The heat source can be z. As the above, calorific combustion, as opposed to a cold combustion, his. The heat source is separated from the piped circuit. It heats the gas in the system at least in a section of the circulation. Advantageous is a combustion based on wood. Alternatively, wood pellets can be used. Likewise, other energy-rich, organic materials can be used. In the case of open combustion using ambient air, the heating system should be equipped with a chimney so that the CO and CO ₂ -containing exhaust gases can be removed. The system comprises at least one bypass section. Depending on the setting of the system, the gas can either be completely or partially guided either in the bypass section or in the regular piping or its equivalent sections. The bypass section is for decoupling thermal energy, z. B. via another heat exchanger such as the heating heat exchanger or a hot water heat exchanger determined. The gas before and after the bypass section thus has a temperature gradient. As a result, the rotationally available energy at the shaft or the crankshaft of the rotary piston machine can be varied. The flow of gas through the bypass section ensures a controlled decrease in energy.

Der zweite Wärmetauscher kann ein Heizungswärmetauscher sein. Der zweite Wärmetauscher kann auch ein Warmwasserwärmetauscher sein. Heizungszirkulationen sind häufig flüssigkeitsgefüllt, z. B. wassergefüllt oder glykolgefüllt. Der Heizungswärmetauscher kann Teil einer Gebäudeheizungsanlage sein, die lokal, d. h. das sich an die Anlage anschließende Gebäude, beheizt. Wird an die Rotationshubkolbenmaschine ein Elektrogenerator angeschlossen und wird der Elektrogenerator durch die Rotationshubkolbenmaschine als Antriebsmaschine bewegt, so kann die Anlage sowohl elektrische als auch thermische Energie liefern. Ist weniger Heizenergie zu liefern, wobei zum Beispiel die Befeuerung konstant gehalten wird, kann mehr elektrische Energie umgewandelt und in ein Stromnetz eingespeist werden. Es ist eine leicht regelbare Anlage mit konstant führbarem Verbrennungsprozess realisierbar. Der Heizungskessel muss nicht für Wechselbetrieb ausgelegt sein, er kann in einem optimierten Betriebspunkt festgehalten bzw. betrieben werden. Bei Hackschnitzel- oder Pelletheizungsanlagen kann so mit konstanter Fördermenge oder Fördergeschwindigkeit der Förderschnecke bzw. des Förderbandes gearbeitet werden. Die Feststoffmengenzufuhr braucht nicht mehr variiert zu werden, ein mechanischer und regelungstechnischer Vorteil.Of the second heat exchanger can be a heating heat exchanger be. The second heat exchanger may also be a hot water heat exchanger. Heating circuits are often filled with liquid, z. B. filled with water or filled with glycol. The heating heat exchanger can be part of a building heating system that is locally, d. H. the building adjoining the complex, heated. If an electric generator is connected to the rotary piston machine and becomes the electric generator by the rotary piston machine moved as a prime mover, so the plant can both electrical as well as provide thermal energy. Is less heating energy too supplying, for example, the firing is kept constant, can convert more electrical energy and fed into a power grid become. It is an easily controllable system with constantly executable Combustion process feasible. The boiler does not have to Designed for alternating operation, it can be optimized in one Operating point to be held or operated. In wood chips or pellet heating systems can do so with constant flow or conveying speed of the screw conveyor or the conveyor belt to be worked. The solids supply needs no longer to be varied, a mechanical and control engineering Advantage.

Neben dem ersten und dem zweiten, im Bypass angeordneten Wärmetauscher kann die Anlage noch weitere Wärmetauscher haben, z. B. zwei oder drei weitere Wärmetauscher. Alle verwendeten Wärmetauscher können im Sinne von Gleichteilen zueinander identisch oder ähnlich sein. Die Wärmetauscher werden in die Zirkulation bzw. in den carnotartigen Prozess integriert. Vorteilhaft ist es, wenn ein Wärmetauscher als Ansauglufterwärmungstauscher bzw. als Ansaugluftwärmetauscher eingesetzt wird. Die für den Verbrennungsvorgang auf organischer Basis zu verwendende Luft wird vorgewärmt in den Brennraum eingeleitet. Der Wärmetauscher kann als Ansauglufterwärmungstauscher bezeichnet werden, weil er die für den Brennraum anzusaugende Luft erwärmt. Zur Wärmeübertragung kann die Luft bzw. das Abgas von der Arbeitsseite der Rotationshubkolbenmaschine weiterhin dahingehend genutzt werden, dass die so genannte Restwärme des Abgases zur Erwärmung der Ansaugluft über den Ansauglufterwärmungstauscher an die Verbrennungsluft abgegeben wird. Eine weitere vorteilhafte Verwendung eines Wärmetauschers kann darin gesehen werden, dass der Wärmetauscher in der Zirkulation zwischen einem Einleitungsanschluss vor einem Komprimierungskolben der Rotationshubkolbenmaschine und einem Ausleitungsanschluss der Komprimierungskolben angeordnet wird. Ein solcher Wärmetauscher lässt sich als Kreuzungswärmetauscher bezeichnen, weil die Zuleitungsluft und die Ableitungsluft aus dem Pumptakt gekreuzt über ein und den gleichen Wärmetauscher geführt sind. Der Zirkulationskreislauf kreuzt sich an dem Wärmetauscher. Der Wärmetauscher selbst kann in Gegenstrombetrieb, Kreuzstrombetrieb oder Gleichstrombetrieb angeschlossen sein. Auch an dieser Stelle lässt sich noch einmal Energie zurückgewinnen und für den Carnot-Prozess erhalten. Eine weitere Stelle zur Verwendung eines Wärmetauschers kann an dem Ort, an welchem zur Kühlung des Gases vor der Einleitung in wenigstens einen Komprimierungskolben ein Wärmetauscher genutzt wird, liegen. Die unterschiedlichen Wärmetauscher können nach Belieben in ihrer Zahl, in ihrer Größe und in ihrer genauen Anordnung im Zirkulationsprozess variiert werden. Vorteilhaft ist es, wenn Energie für die einzelnen Prozesse erhalten bleibt oder zurückgewonnen wird, um einen möglichst hohen Wirkungsgrad entweder für die Arbeitsmaschine wie Elektrogenerator oder für die Gebäudeheizung bzw. für beide zu erhalten. Ein Wärmetauscher im Kreislauf bzw. Zirkulationsprozess kann ein Abluftwärmetauscher sein. Ein Wärmetauscher im Zirkulationsprozess kann ein Warmwasserwärmetauschersein.In addition to the first and the second, arranged in the bypass heat exchanger, the system may have other heat exchangers, z. B. two or three more heat exchangers. All heat exchangers used can be identical or similar to one another in the sense of identical parts. The heat exchangers are integrated in the circulation or in the carnot-like process. It is advantageous if a heat exchanger is used as an intake air heating exchanger or as an intake air heat exchanger. The air to be used for the organic-based combustion process is introduced into the combustion chamber preheated. The heat exchanger may be referred to as Ansauglufterwärmungstauscher because it heats the air to be aspirated for the combustion chamber. For heat transfer, the air or the exhaust gas from the working side of the Rotationshubkolbenmaschine continue to be used to the effect that the so-called residual heat of the exhaust gas is released to heat the intake air via the intake air heating to the combustion air. A further advantageous use of a heat exchanger can be seen in that the heat exchanger is arranged in the circulation between an introduction port in front of a compression piston of the Rotationshubkolbenmaschine and a discharge port of the compression piston. Such a heat exchanger can be referred to as a crossover heat exchanger, because the supply air and the discharge air from the pump cycle are crossed over one and the same heat exchanger. The circulation circuit crosses the heat exchanger. The heat exchanger itself can be connected in countercurrent, cross-flow or DC operation. Here, too, energy can be recovered and preserved for the Carnot process. Another location for using a heat exchanger may be at the location where a heat exchanger is used to cool the gas prior to introduction into at least one compression piston. The different heat exchangers can be varied as desired in number, in size and in their exact arrangement in the circulation process. It is advantageous if energy for the individual processes is retained or recovered in order to obtain the highest possible efficiency either for the work machine such as electric generator or for the heating of the building or for both. A heat exchanger in the circulation or circulation process may be an exhaust air heat exchanger. A heat exchanger in the circula tion process can be a hot water heat exchanger.

Die Rotationshubkolbenmaschine kann eine synchron drehende Mehrfachkolbenmaschine sein. Synchron bedeutet, dass die Hubkolbenmaschine und die Schieber bzw. ihr Schiebergehäuse gleich schnell rotieren. Die Rotationshubkolbenmaschine mag mit einem Kolben für den Arbeitsbereich und mit einem Kolben für den Komprimierungsbereich auskommen, vorteilhafter ist es aber, wenn mehrere, idealerweise mehr als zwei Komprimierungskolben und mehrere, idealerweise mehr als zwei, insbesondere mehr Arbeitskolben als Komprimierungskolben vorhanden sind. Es sollten also mehr Arbeitskolben als Komprimierungskolben gegeben sein. Die Kolben befinden sich in dem gleichen Gehäuse. Die Kolben sind gehäusegleich in einem zylindrischen oder topfförmigen Gehäuse exzentrisch an einem Pleuel geführt. Die Kolben sind zu dem Pleuel ortsfest angeordnet. Sie drehen gleich schnell wie der Pleuel. Die Kolben sind kugelgelagert. Über die zuvor schon angesprochenen, in dem Gehäuse vorgesehenen Gaswechselsteuerschiebeöffnungen werden die Kolben beschickt und entladen. Das unter Druck stehende Gas be- und entlastet die Arbeits- und Hubräume der Kolben, indem es zeit- und ortsgesteuert durch die Gaswechselsteuerschiebeöffnungen durchtreten kann.The Rotationshubkolbenmaschine can synchronously rotating multi-piston engine be. Synchronous means that the reciprocating engine and the slide or rotate their slide housing at the same speed. The rotary piston machine likes with a piston for the working area and with a piston get along for the compression area, more advantageous but it is, if several, ideally more than two compression flasks and several, ideally more than two, especially more working pistons are present as a compression piston. So there should be more power pistons be given as a compression flask. The pistons are located in the same housing. The pistons are housed in a cylindrical or pot-shaped housing eccentrically guided on a connecting rod. The pistons are closed fixed to the connecting rod. They turn just as fast as that Connecting rods. The pistons are ball-bearing. About that before addressed, provided in the housing gas exchange control slide openings The pistons are charged and discharged. The pressurized gas relieves and relieves the working and displacement of the pistons, by time and place controlled by the gas exchange control sliding openings can pass through.

Wenigstens einer der verwendeten Wärmetauscher sollte ein Plattenwärmetauscher sein, denn diese sind leicht wartbar. Sie können in regelmäßigen Abständen auseinander genommen werden. Verschmutzungen wie Rußbildung können leicht zugänglich entfernt werden. Der Plattenwärmetauscher lässt sich leicht reinigen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Plattenwärmetauscher mit Platten aufgebaut ist, die beidseitig symmetrisch mit Düsen und Auffächerungsbereichen realisiert sind. Die Platten können beidseitig symmetrisch mit Düsen und Auffächerungsbereichen in wellenartiger Form ausgeführt sein. Die Plattenwärmetauscher sind skalierbar, startend mit mindestens zwei Platten des gleichen Typs. Es können in der Größe anpassbare Anlagen in modulartiger Bauweise unter Nutzung von Plattenwärmetauschern aufgebaut werden. Werden die Platten des Plattenwärmetauschers durch wenigstens eine randlings angeordnete Verspannung zusammengehalten, so ist nur der Zuganker in seiner Länge an die Anzahl der Platten anzupassen. Umlaufend und seitlich ist der Plattenwärmetauscher so dicht, dass innerhalb der Zirkulation hohe Drücke, wie zum Beispiel mehr als 5 bar, herrschen können.At least One of the heat exchangers used should be a plate heat exchanger be, because they are easy to maintain. You can periodically be taken apart. Soiling such as soot formation can be removed easily accessible. Of the Plate heat exchanger is easy to clean. It is particularly advantageous if the plate heat exchanger built with plates that are symmetrical on both sides with nozzles and fan out areas are realized. The plates can symmetrical on both sides with nozzles and fanning areas be executed in wave-like form. The plate heat exchangers are scalable, starting with at least two disks of the same Type. It can be customizable in size Systems in modular design using plate heat exchangers being constructed. Be the plates of the plate heat exchanger held together by at least one clamping arranged at the edge, so only the tie rod is in its length to the number of Adapt plates. All around and at the side is the plate heat exchanger so dense that within the circulation high pressures, like for example, more than 5 bar, can prevail.

Der Plattenwärmetauscher ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung ein mit beidseitig angeordneten Zugankern aufgebauter Luft-Luft-Wärmetauscher. Die Zuganker sind von der Luft umströmbar innerhalb des Plattenwärmetauschers geführt angeordnet. Nur die Enden der Zuganker schauen aus dem Plattenwärmetauscher heraus. Durch diese konstruktive Lösung können Druckdifferenzen von einer Luftseite auf die andere Luftseite von mehr als 10 bar unverformt überstanden werden. Vorteilhaft ist die gekreuzte Durchströmung im Vergleich zur gegenüberliegenden Seite. Von Schicht zur Schicht erfolgt eine gekreuzte Durchströmung in dem Wärmetauscher, jeweils abwechselnd eine Temperatur bzw. Wärme abgebende Seite und eine Wärme aufnehmende Seite.Of the Plate heat exchanger is in an advantageous embodiment a constructed with double-sided tie rods air-to-air heat exchanger. The Tie rods can be flowed around by the air inside the plate heat exchanger arranged arranged. Only the ends of the tie rods look out of the plate heat exchanger. Through this constructive Solution can pressure differences from an air side on the other air side of more than 10 bar undeformed survived become. Advantageously, the crossed flow in the Comparison to the opposite side. From shift to Layer is a crossed flow in the heat exchanger, alternately a temperature or heat emitting Side and a heat receiving side.

Das wenigstens einmal vorhandene Bypasssystem kann durch mindestens ein Doppelklappensystem gebildet werden. Das Doppelklappensystem kann zwischen zwei Strömungswegen innerhalb eines Systems der Rohre wählen. Dabei sind Zwischenstellungen möglich, sodass sowohlim Bypass als auch im Hauptpass Gas durchströmt. Die Einstellungen des Doppelklappensystems können gleitend oder gestuft durchgeschaltet werden. Bei einer gestuften Einstellbarkeit können nur ausgewählte Klappenpositionen eingenommen werden. Der Bypassabschnitt, so wie insbesondere auch die Rotationshubkolbenmaschine, wird außerhalb eines mit Ansaug- und Abblasöffnungen ausgestatteten, mehrfach von den Rohren durchsetzten Brennraumes platziert. Der Ort, an dem der Bypassabschnitt angeordnet wird, ist somit kühler. Es ist ein Ort mit kühlerer Umgebung als im Bereich des Brennraums. Der Bypassabschnitt ist ortskühler angeordnet. Die höchste Temperatur ist innerhalb der Verbrennung in der Anlage zu finden. Außerhalb des Brennraumes, dort wo eine niedrigere Temperatur herrscht, wird der Bypassabschnitt ausgeführt.The At least once existing bypass system can be replaced by at least a double flap system are formed. The double flap system can between two flow paths within a system of Choose tubes. Intermediate positions are possible so that gas flows through both the bypass and the main pass. The settings of the double flap system can be sliding or be stepped through. With a graded adjustability Only selected flap positions can be taken become. The bypass section, in particular also the rotary piston machine, will be outside one with intake and exhaust ports equipped, repeatedly penetrated by the tubes combustion chamber placed. The location where the bypass section is located is thus cooler. It is a place with cooler surroundings than in the area of Combustion chamber. The bypass section is arranged location cooler. The highest temperature is within the combustion in to find the plant. Outside the combustion chamber, where there is one lower temperature, the bypass section is executed.

Zumindest ein Wärmetauscher in der Zirkulation wird beidseitig von Gasen durchströmt. Die Zirkulation wird zweifach über die Rotationshubkolbenmaschine geführt. Der doppelt durchströmte Wärmetauscher wird einmal drucklos als Kühlstrecke des Abgases umspült und einmal unter Druck als Erwärmungsstrecke des Gases durchflossen. Hierdurch wird Energie in dem Prozess gehalten. Der Wirkungsgrad wird gesteigert.At least a heat exchanger in the circulation is on both sides of Flows through gases. The circulation is doubled over led the Rotationshubkolbenmaschine. The double flowed through Heat exchanger is once depressurized as a cooling section the exhaust gas flows around and once under pressure as a heating section the gas flowed through. This keeps energy in the process. The efficiency is increased.

Die Anlage kann mit Ventilen ausgestattet werden. Ventile können dazu verwendet werden, dass die Flussrichtung innerhalb der Zirkulation unter allen Umständen, z. B. durch Rückschlagsventile, sichergestellt wird. Weiterhin können Schnüffelventile Druckausgleiche durchführen und Gasverluste ausgleichen. Weil Luft als Medium verwendet wird – das benutzte Fluid ist Luft – kann eine sich selbst wartende Anlage durch den Einbau von wenigstens einem Schnüffelventil ermöglicht werden. Alternativ können auch andere Gase, wie zum Beispiel Helium, Argon oder Kohlendioxid sowie Mischgase verwendet werden.The System can be equipped with valves. Valves can be used to control the flow direction within the circulation under all circumstances, e.g. B. by check valves, is ensured. Furthermore, sniffer valves can equalize pressure perform and compensate for gas losses. Because air as Medium is used - the fluid used is air - can a self-maintaining facility through the incorporation of at least be enabled a sniffer valve. alternative can also be other gases, such as helium, argon or Carbon dioxide and mixed gases are used.

Eine erfindungsgemäße Hubkolbenrotationsmaschine kann zum Beispiel mit einer Kolbenanzahl von drei für drei Förderzylinder bzw. Pumpzylinder und einer Kolbenanzahl von fünf für fünf Arbeitszylinder aufgebaut werden. Bei statischer Grenzwertbetrachtung lässt sich leicht folgende Abschätzung für die Wirkungsweise und Wirtschaftlichkeit der Maschine tätigen:
Sollte die Rotationshubkolbenmaschine für eine Leistungsklasse von z. B. 5 kW ausgelegt sein, die in einem mit Holzpellets beheizten Kreisprozess eingebaut ist, so müssten wenigstens 1,1 kg Holzpellets pro Stunde verbrannt werden (bei 100% Wirkungsgrad). Sollte der Gesamtwirkungsgrad bei ca. 60% liegen, so müssten tatsächlich ca. 1,83 kg Holzpellets pro Stunde verbrannt werden. Die Verbrennung würde 29861 Joule (ca. 7137 kcal), also ca. 30000 Joule, pro Stunde umsetzen. Als Faustformel kann angenommen werden, dass pro Kilogramm zu verbrennende Holzpellets 10 m³ Luft im Brennraum zur Verfügung stehen sollten. Die Wärmetauscher sind für die Volumina der Luft auszulegen. Dementsprechend sind die Wärmetauscher, durch die die Ansaugluft und die Abluft durchströmen sollen, also luftströmungsmäßig betrachtet der Wärmetauscher vor und nach dem Brennraum, so zu dimensionieren, dass in Bezug auf den Betrag volumensmäßig in m³ ca. die zehnfache Menge Luft im Vergleich zu der zu verbrennenden Menge Holzpellets in Kilogramm für den Brennraum zur Verfügung gestellt werden kann. Pro Kilogramm Holzpellets sollten also ca. 13 kg Luft zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin sollte der Ansaugluftwärmetauscher so dimensioniert sein, dass die Ansaugluft um ca. 250 K bis Ca. 300 K erwärmt werden kann. Der Ansaugluftwärmetauscher sollte an die Luft, die für den Verbrennungsraum bestimmt ist, um die 6000 Joule abgeben können.A Hubkolbenrotati invention Onsmaschine can be constructed, for example, with a number of pistons of three for three delivery cylinder or pump cylinder and a piston number of five for five working cylinder. With a static limit analysis it is easy to make the following estimation for the mode of operation and economy of the machine:
Should the Rotationshubkolbenmaschine for a performance class of z. B. 5 kW designed, which is installed in a heated with wood pellets cycle, so at least 1.1 kg of wood pellets per hour would be burned (at 100% efficiency). If the overall efficiency is about 60%, then actually about 1.83 kg of wood pellets per hour would have to be burned. The combustion would convert 29861 joules (about 7137 kcal), ie about 30,000 joules per hour. As a rule of thumb, it can be assumed that 10 m ^{3 of} air should be available in the combustion chamber per kilogram of wood pellets to be burnt. The heat exchangers are to be designed for the volumes of the air. Accordingly, the heat exchanger, through which the intake air and the exhaust air to flow, so viewed in terms of air flow, the heat exchanger before and after the combustion chamber, to be dimensioned so that in terms of the amount in volume in m ³ about ten times the amount of air compared to the To be burned amount of wood pellets in kilograms for the combustion chamber can be provided. So per kilogram of wood pellets, about 13 kg of air should be made available. Furthermore, the intake air heat exchanger should be dimensioned so that the intake air by approx. 250 K to approx. 300 K can be heated. The intake air heat exchanger should be capable of delivering up to 6000 joules to the air intended for the combustion chamber.

Die Rotationshubkolbenmaschine könnte mit einem Hubraum von ca. 170 cm³ pro Arbeitszylinder realisiert sein. Ist die Rotationshubkolbenmaschine eine Maschine für einen mittleren Drehzahlbereich, z. B. 3600 U/min, so strömen durch die Arbeitszylinder pro Stunde ca. 107 kg Gas, z. B. Luft. Die Temperatur in den Rohrleitungen an einem Ort nach den Arbeitszylindern könnte z. B. 603 K betragen. Die Luft hätte mehr als 35000 Joule thermische Energie gespeichert. Über den Ansaugluftwärmetauscher müssten von den 35000 Joule ca. 6000 Joule an die Verbrennungsluft abgegeben werden. Werden die Rohrleitungen nicht außergewöhnlich gut gedämmt, so werden ca. 5000 Joule bis 6000 Joule über diese unerwünscht abgegeben.The Rotationshubkolbenmaschine could be realized with a capacity of about 170 cm ³ per cylinder. Is the Rotationshubkolbenmaschine a machine for a medium speed range, z. B. 3600 U / min, so flow through the cylinder per hour about 107 kg of gas, eg. For example, air. The temperature in the piping at a location after the working cylinders could be z. B. 603 K amount. The air would have stored more than 35000 joules of thermal energy. About the intake air heat exchanger would have to be delivered from the 35000 joules about 6000 joules to the combustion air. If the pipes are not insulated exceptionally well, then about 5,000 joules to 6,000 joules are discharged via this unwanted.

Die Arbeitsmaschine dreht mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Fördermaschine. Beide Maschinen befinden sich nämlich in dem gleichen Gehäuse. Die Zylinder der Arbeitsmaschine und der Fördermaschine sitzen auf der gleichen außermittig angeordneten Welle. Der Hubraum pro Förderzylinder kann ähnlich zu dem Hubraum pro Arbeitszylinder ausgelegt sein, d. h. sie haben das gleiche Volumen (± 10%). Die Anzahl der Kolben kann variieren, z. B. die Anzahl der Förderkolben kann geringer sein als die Anzahl der Arbeitskolben. Die Förderzylinder komprimieren das Gas, z. B. um 6 bar. Kann die Restwärme des Gases mit mehr als der Hälfte genutzt bzw. zurückgewonnen werden, so müssen noch 28000 Joule bis 29000 Joule durch die Verbrennung zur Verfügung gestellt werden. Nach dieser Abschätzung müssten also ca. 1,8 kg Pellets pro Stunde verbrannt werden, was mit der zuvor dargelegten Ausgangsannahme übereinstimmt.The Work machine rotates at the same speed as the carrier. Both machines are in the same housing. The cylinders of the working machine and the carrier sit on the same eccentric shaft. The cubic capacity per delivery cylinder can be similar to be designed for the displacement per cylinder, d. H. They have the same volume (± 10%). The number of pistons can vary, z. B. the number of delivery piston can be lower its than the number of working pistons. Compress the delivery cylinders the gas, z. B. by 6 bar. Can the residual heat of the gas with More than half used or recovered 28000 joules to 29000 joules have to pass through the combustion will be made available. After this Estimate would therefore have about 1.8 kg pellets per Hour are burned, which agrees with the initial assumption explained above.

Die nicht zu nutzende Restwärme könnte über einen weiteren Wärmetauscher zur Erwärmung von Wasser genutzt werden. Soll Wasser als Brauchwasser um 40 K aufgewärmt werden, so könnten 67 L Wasser pro Stunde durch die nicht zu nutzende Restwärme erwärmt werden.The unused residual heat could over another heat exchanger for heating Water are used. Should water be warmed up by 40 K as process water be so 67 l of water per hour could not by the to be used residual heat to be heated.

Jeder Förderkolben könnte pro Umdrehung eine Kraft von ca. 4,5 m·kg·s^–2 bis 5 m·kg·s^–2 erfordern. Jeder Arbeitskolben könnte pro Umdrehung eine Kraft von mehr als 5 m·kg·s^–2 durch die Expansion des Gases zur Verfügung stellen. Wird die Zylinderdifferenz zwischen Arbeitszylindern und Förderzylindern, sowie die Kraftdifferenz pro Förderkolben zu Arbeitskolben berücksichtigt, so erhielte man aus der Rotationshubkolbenmaschine einen Vortrieb von mehr als 11 m·kg·s^–2. Selbst bei Berücksichtung von gewissen Luftleckagen könnte eine erfindungsgemäße Rotationshubkolbenmaschine mehr als 6 kW zur Verfügung stellen. Würden noch elektrische und mechanische Verluste von mehr als 20% zusätzlich berücksichtigt, so könnte ein Elektrogenerator, der an dem Abtrieb der Rotationshubkolbenmaschine angeschlossen ist, eine Leistung von 5 kW bieten.Each delivery piston could per revolution require a force of about 4.5 m · kg · s ^-2 up to 5 m · kg · s ^-2. Each working piston could provide a force of more than 5 m · kg · s ^-2 per revolution due to the expansion of the gas. If the cylinder difference between working cylinders and delivery cylinders, as well as the force difference per delivery piston to working piston taken into account, would get from the Rotationshubkolbenmaschine a propulsion of more than 11 m · kg · s ^-2 . Even taking into account certain air leaks, a rotary piston machine according to the invention could provide more than 6 kW. If electrical and mechanical losses of more than 20% were additionally taken into account, then an electric generator connected to the output of the rotary machine could offer a power of 5 kW.

Bei einer Vergütung von 0,2 Euro pro Kilowattstunde würde eine erfindungsgemäße Anlage, wenn sie nur 220 Tage im Jahr betrieben werden würde, 5280 Euro aus dem Verkauf von elektrischem Strom erwirtschaften, und ausreichend warmes Wasser und ausreichend Heizenergie zur Verfügung stellen. Je nach Jahreszeit könnte mehr Heizenergie oder mehr elektrische Energie zur Verfügung gestellt werden. In heißen Sommermonaten könnte die gesamte Anlage schlichtweg zur reinen Brauchwassererwärmung genutzt werden.at a remuneration of 0.2 euros per kilowatt hour would a plant according to the invention, if only 220 Days a year would be operated, 5280 euros from the Sales of electricity and sufficient warmth Provide water and sufficient heating energy. Depending on the season could be more heating energy or more electric Energy will be made available. In hot In the summer months, the entire facility could simply be used for pure service water heating can be used.

Die erfindungsgemäße Anlage schafft eine Möglichkeit, vorteilhaft eigene Wälder bzw. von Dritten bezogene Holzpellets für dezentral angeordnete Gebäude wie Bauernhöfe, Berghütten oder Landgüter vielfältig in Form von Heizmaterial, als Energieträger für die Stromerzeugung und für die Warmwassererzeugung zu nutzen. Die mit Luft betreibbare Anlage nutzt die Energie des organischen Brennmaterials im Brennraum.The inventive plant creates a possibility preferably own forests or wood pellets obtained from third parties for decentralized buildings such as farms, Mountain huts or estates varied in the form of fuel, as an energy source for to use power generation and for hot water production. The air-operated system uses the energy of the organic Fuel in the combustion chamber.

Die Erfindung lehrt die vorteilhafte Nutzung der durch Verbrennung entstehenden kalorischen Energie in einem mit einer Rotationshubkolbenmaschine ausgestatteten carnot-artigen Kreisprozess durch einen Einbau von einem oder mehreren Wärmetauschern, zu denen je nach Bedarf Bypassstrecken parallel entlang geführt sind. Die Erfindung schlägt besonders geeignete Wärmetauscher vor, die zusammen mit einer Rotationshubkolbenmaschine und weiteren Bauteilen die Anlage bilden. Je nach Nutzung der Bypassstrecke(n) und der Verbrennungsstärke lässt sich die zu erhaltende elektrische Energie steuern. So lassen sich sowohl wärme- als auch stromgeführte Prozesssteuerungen realisieren.The Invention teaches the beneficial use of combustion caloric energy in one with a rotary piston machine equipped carnot-like cycle process by an installation of one or more heat exchangers, as needed Bypass sections are guided parallel along. The invention proposes particularly suitable heat exchanger before, which together with a Rotationshubkolbenmaschine and other components of the plant form. Depending on the use of the bypass section (s) and the combustion intensity can be controlled to receive the electrical energy. This allows both heat and electricity Implement process controls.

Kurze FigurenbeschreibungShort description of the figures

Die Erfindung kann noch leichter verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, wobeiThe Invention can be understood even easier when referring to the enclosed figures, wherein

1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage zeigt, 1 a first embodiment of a system according to the invention shows

2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage zeigt, 2 shows a second embodiment of a system according to the invention,

3 einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher zeigt, der in einer erfindungsgemäßen Anlage verwendbar ist, 3 shows a heat exchanger according to the invention, which is usable in a plant according to the invention,

4 einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher zeigt, der ähnlich zu dem Wärmetauscher nach 3 ist, 4 shows a heat exchanger according to the invention, which is similar to the heat exchanger after 3 is

5 einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscher nach 4 in vergrößerter Darstellung zeigt, 5 a section of a heat exchanger after 4 in an enlarged view shows

6 Strömungswege durch einen Wärmetauscher nach 3 oder 4 zeigt und 6 Flow paths through a heat exchanger after 3 or 4 shows and

7 einen Plattenwärmetauscher in ausschnittsweiser Darstellung zeigt, der das erfindungsgemäße Prinzip der Darstellungen nach den 3 und 4 umsetzt. 7 a plate heat exchanger in a fragmentary view shows that the inventive principle of the representations of the 3 and 4 implements.

Ausführliche FigurenbeschreibungDetailed description of the figures

Nachfolgend sind ähnliche Gegenstände und Teile zur Förderung des Verständnisses mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden, obwohl zwischen den einzelnen Ausgestaltungen der Bauteile geringfügige Abweichungen vorliegen können.following are similar items and parts for promotion the understanding provided with the same reference numerals although between the individual configurations of the components minor deviations may exist.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage 1. Die Anlage 1 ist als dezentral zu installierende Kraftwärmekopplungsanlage, insbesondere zur Befeuerung in einem Brennraum 83 mit einer Wärmequelle 81, die zum Beispiel in einem Holzkessel Holz verbrennen kann, ausgeführt. Die Anlage 1 weist eine Zirkulation 55 auf, die um das zentrale Heizsystem 79, das als offenes Heizsystem gestaltet sein kann, herum arrangiert ist. Die Zirkulation 55 setzt sich aus zahlreichen Rohren 57, 59 und weiteren Bauteilen wie eine Antriebsmaschine 7 und Wärmetauscher 45, 47, 49 und 51 zusammen. Die Antriebsmaschine 7 ist zum Antrieb eines Elektrogenerators 9, insbesondere angekoppelt an einer Kurbelwelle 35, geeignet. Die Antriebsmaschine 7 ist vorteilhafterweise eine Rotationshubkolbenmaschine 5. Die Rotationshubkolbenmaschine 5 kann mit unterschiedlichen Arten von Kolben 13, 15, 21, 23 aufgebaut sein. Einige der Kolben sind Arbeitskolben 13, 15, während andere Kolben Komprimierungskolben 21, 23 sind. Die Komprimierungskolben 21, 23 laufen in Förderzylindern 25. Die Arbeitskolben 13, 15 laufen in Arbeitszylindern 17. Die Arbeitskolben 13, 15 in ihren Arbeitszylindern 17 sind Teil einer Arbeitsmaschine 11. Die Komprimierungskolben 21, 23 in ihren Förderzylindern 25 sind Teil einer Fördermaschine 19. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der Arbeitsmaschine 11 und der Fördermaschine 19 auf der gleichen Kurbelwelle 35, die mit einer gewissen Exzentrizität an einem Exzenter 37 außerhalb der Gehäusemitte des Gehäuses 29 angeordnet ist. Das Gehäuse 29, also ein einziges Gehäuse sowohl für die Arbeitsmaschine 11 als auch für die Fördermaschine 19, umfasst einen stationären Teil als stationäres Gehäuse 33 und einen drehbaren Teil als Schiebergehäuse 31. Das Schiebergehäuse 31 kann eine Rotationsbewegung in eine Rotationsrichtung 127 zusammen mit den an ihm befestigten Zylindern 17, 25 und Kolben 13, 15, 21, 23 durchführen. Durch eine Relativverdrehung des Schiebergehäuses 31 gegenüber dem stationären Gehäuse 33 lassen sich Gaswechselsteuerschiebeöffnungen 27 öffnen und schließen. Dabei drehen alle sich drehenden Teile 17, 25, 13, 15, 21, 23, 31 synchron, d. h. mit der gleichen Drehgeschwindigkeit. Über die Gaswechselsteuerschiebeöffnungen 27 wird eine Verbindung zu einzelnen Gaswechselbögen 43 in die Zylinder 17, 25 hergestellt. Die Gaswechselsteuerschiebeöffnungen 27 sind an unterschiedlichen Stellen auf dem Schiebergehäuse 31 fluchtend mit den Zylindern 17, 25 angeordnet. Die Gaswechselbögen 43 verlaufen wenigstens teilweise in dem Gehäuse 29, insbesondere im stationären Gehäuse 33 unmittelbar anschließend an das Schiebergehäuse 31. Die Arbeitsmaschine 11 treibt den Elektrogenerator 9 an. Die Arbeitsmaschine 11 treibt darüberhinaus die Fördermaschine 19 an. Die Rotationshubkolbenmaschine 5 ist eine durch die Gehäuseform des Gehäuses 29 hervorgerufene zylinderförmige, läng1iche Maschine, in die an verschiedenen Stellen Rohre 57, 59 der Zirkulation 55 hinein- und herausführen. Die Zirkulation 55 verläuft sowohl im Hochtemperaturbereich 89, in dem die Wärmequelle 81 angeordnet ist, als auch in einem hierzu relativ gesehenen Niedertemperaturbereich 91. Die Rotationshubkolbenmaschine 5 ist im Niedertemperaturbereich 91 angeordnet. Verschiedene Wärmetauscher 45, 49, 51 sind im Heizsystem 79 platziert, während zumindest ein Wärmetauscher 47, der für den Anschluss an Zentralheizungsrohre 75 bestimmt ist, im Niedertemperaturbereich 91, möglichst ortsnah zur Rotationshubkolbenmaschine 5, angeordnet ist. Durch das Zentralheizungsrohr 75 wird eine Gebäudezentralheizung symbolisiert. Die Zirkulation 55 weist wenigstens ein Klappensystem zum Durchschalten von Bypassabschnitten 61 auf. Das Klappensystem kann ein Doppelklappensystem 63 sein, dessen einzelne Klappen über ein Klappengestänge 65 einen ersten Strömungsweg 67 und einen zweiten Strömungsweg 69 durch Verstellen des Doppelklappensystems 63 freigeben kann. Hierdurch lässt sich der erste Strömungsweg 67 oder der zweite Strömungsweg 69 unterschiedlich weit zu- und wegschalten. Der Bypassabschnitt 61 erlaubt die gekühlte bzw. nicht gekühlte Führung des Gases, das innerhalb der Zirkulation eine Strömungsrichtung 71 hat. Die Zirkulation 55 hat sowohl Abschnitte, die unter Druck stehen, als auch Abschnitte, die als drucklose Abschnitte 73 zu bezeichnen sind. In einem drucklosen Abschnitt 73 ist ein Schnüffelventil 101 zur Gasnachfüllung vorgesehen. Weitere Ventile 97 können in der Zirkulation 55 angeordnet sein. Die einzelnen Wärmetauscher 45, 47, 49 51 können als Plattenwärmetauscher 103 gestaltet sein. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Plattenwärmetauschern 103 im Bereich des offenen Heizsystems 79. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a system according to the invention 1 , The attachment 1 is to be installed as a decentralized cogeneration plant, in particular for firing in a combustion chamber 83 with a heat source 81 that can burn wood in a wood boiler, for example. The attachment 1 indicates a circulation 55 on top of the central heating system 79 which can be designed as an open heating system, is arranged around. The circulation 55 is made up of numerous pipes 57 . 59 and other components such as a prime mover 7 and heat exchangers 45 . 47 . 49 and 51 together. The prime mover 7 is to drive an electric generator 9 , in particular coupled to a crankshaft 35 , suitable. The prime mover 7 is advantageously a Rotationshubkolbenmaschine 5 , The rotary piston machine 5 can with different types of pistons 13 . 15 . 21 . 23 be constructed. Some of the pistons are working pistons 13 . 15 while other pistons compression piston 21 . 23 are. The compression pistons 21 . 23 run in production cylinders 25 , The working pistons 13 . 15 run in working cylinders 17 , The working pistons 13 . 15 in their working cylinders 17 are part of a work machine 11 , The compression pistons 21 . 23 in their delivery cylinders 25 are part of a carrier 19 , Particularly advantageous is the arrangement of the working machine 11 and the carrier 19 on the same crankshaft 35 that with some eccentricity on an eccentric 37 outside the middle of the housing 29 is arranged. The housing 29 So a single case for both the work machine 11 as well as for the carrier 19 , comprises a stationary part as a stationary housing 33 and a rotatable part as a slider housing 31 , The slide housing 31 can be a rotational movement in a direction of rotation 127 together with the cylinders attached to it 17 . 25 and pistons 13 . 15 . 21 . 23 carry out. By a relative rotation of the valve body 31 opposite the stationary housing 33 can be gas exchange control sliding openings 27 open and close. All rotating parts rotate 17 . 25 . 13 . 15 . 21 . 23 . 31 synchronously, ie with the same rotational speed. About the gas exchange control openings 27 becomes a connection to individual gas exchange bends 43 in the cylinders 17 . 25 produced. The gas exchange control slots 27 are in different places on the valve body 31 in alignment with the cylinders 17 . 25 arranged. The gas exchange bends 43 run at least partially in the housing 29 , in particular in the stationary housing 33 immediately after the slide housing 31 , The working machine 11 drives the electric generator 9 at. The working machine 11 drives beyond the carrier 19 at. The rotary piston machine 5 is a through the housing shape of the housing 29 cylindrical, elongated machine, into which pipes are made in different places 57 . 59 the circulation 55 in and out. The circulation 55 runs both in the high temperature range 89 in which the heat source 81 is arranged, as well as in a relatively low temperature range seen for this purpose 91 , The rotary piston machine 5 is in the low temperature range 91 arranged. Various heat exchangers 45 . 49 . 51 are in the heating system 79 placed while at least one heat exchanger 47 responsible for connection to central heating pipes 75 is determined, in the low temperature range 91 , as close as possible to Rotationshubkolbenmaschine 5 , is arranged. Through the central heating pipe 75 a building central heating is symbolized. The circulation 55 has at least one flap system for switching through bypass sections 61 on. The flap system can be a double flap system 63 be whose individual flaps over a flap linkage 65 a first flow path 67 and a second flow path 69 by adjusting the double flap system 63 can release. This allows the first flow path 67 or the second flow path 69 switch on and off in different ways. The bypass section 61 allows the cooled or not cooled guidance of the gas, which within the circulation a flow direction 71 Has. The circulation 55 has both sections that are under pressure and sections that are non-pressurized sections 73 to be designated. In a non-pressure section 73 is a sniffer valve 101 intended for gas refilling. Other valves 97 can in the circulation 55 be arranged. The individual heat exchangers 45 . 47 . 49 51 can as a plate heat exchanger 103 be designed. Particularly advantageous is the use of plate heat exchangers 103 in the area of the open heating system 79 ,

Der erste Wärmetauscher 45 ist der Abluftwärmetauscher, an dem die Verbrennungsluftströmung 85 im erwärmten Zustand vorbeiströmt. Das Heizsystem 79 weist wenigstens eine Ansaugöffnung 93 und wenigstens eine Abblasöffnung 95 auf. Die Abblasöffnung 95 mündet vorteilhafterweise in einen Schornstein 77. Die Zirkulation 55 mit ihren diversen Wärmetauschern 45, 47, 49, 51 führt das Gas in Rohren 57, 59 einem Carnotprozess folgend. Das Gas, das insbesondere Umgebungsluft sein kann, wird über die Komprimierungskolben 21, 23 zunächst komprimiert. Anschließend wird das Gas durch einen Wärmeaustauschprozess im Wärmetauscher 45, der als Abluftwärmetauscher nach dem Verbrennungsprozess zu bezeichnen ist, temperaturmäßig angehoben. Hierbei wird möglichst viel thermische Energie des Heizprozesses aus der Wärmequelle 81 in dem offenen Heizsystem 79 an das Gas in der Zirkulation 55 abgegeben. Ein weiterer Wärmetauscher 51, der im Bereich des Schornsteins 77 angeordnet sein kann, kann dazu genutzt werden, noch einmal die bisher nicht aus der Verbrennung gewonnene kalorische Energie zurückzugewinnen. Hierzu kann an den Wärmetauscher 51 ein Zentralheizungsrohr 75 angeschlossen sein. Das zum Beispiel um einige 100 Kelvin temperaturmäßig angehobene Gas gelangt über Gaswechselsteuerschiebeöffnungen 27 in den Arbeitsmaschinenteil 11 der Rotationshubkolbenmaschine 5, um durch eine Expansion des Gases die Zylinder 17 in die Rotationsrichtung 127 anzutreiben. Soll weniger elektrische Energie aus der Verbrennung des organischen Materials gewonnen werden, so können über Verstellungen von Klappen eines Klappensystems 63 des Bypassabschnitts 61 größere Mengen des Gases der Zirkulation 55 über den Wärmetauscher 47 geführt werden. Die Rotationshubkolbenmaschine 5 ist eine nahezu wartungsfreie Arbeitsmaschine 11, die synchron laufend die Kolben 13, 15, 21, 23 auf einer exzentrischen Anordnung 37 zusammen mit dem Schiebergehäuse 31 in die Rotationsrichtung 127 treibt. Die noch vorhandene Restenergie nach dem Austritt des Gases aus der Arbeitsmaschine 11 kann über einen Wärmetauscher 49 als Ansaugluftwärmetauscher zur Erwärmung der Luft für den Verbrennungsvorgang genutzt werden. Das dadurch sich weiter abkühlende Gas gelangt der Strömungsrichtung 71 im drucklosen Abschnitt 73 der Zirkulation 55 folgend zu dem Fördermaschinenteil 19 der Rotationshubkolbenmaschine 5. Hierdurch ist der Kreislauf geschlossen. Natürliche Leckagen, die bei rotierenden Maschinen und bei Übergänge der Rohrleitungen in weitere Bauteile, wie zum Beispiel die Wärmetauscher 45, 47, 49, 51 auftreten können, werden durch das Schnüffelventil 101 ausgeglichen. Je nach Kolbenanzahl der Komprimierungskolben 21, 23 im Verhältnis zu den Arbeitskolben 13, 15 kann das nahezu drucklose Gas aus dem drucklosen Abschnitt 73 – hierbei bedeutet drucklos in einem niedrigen Bar-Bereich – auf mehrere Bar komprimiert werden. Je nach Intensität des Verbrennungsvorgangs innerhalb der Wärmequelle 81, die im Brennraum 83 vorhanden ist, wird die Temperatur des Gases angehoben. Die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationshubkolbenmaschine 5 lässt sich durch die Schieberstellung der einzelnen Klappen des Doppelklappensystems 63 einstellen. Die Vorwärmung der Verbrennungsluftströmung 85 durch den Wärmetauscher 49 reduziert den Brennstoffbedarf an organischem Material. Die Luft für die Verbrennung des organischen Materials wie Holzpellets wird temperaturmäßig durch den Wärmetauscher 49 zunächst angehoben, durch die Verbrennung im Brennraum 83 erhöht sich die Temperatur um wenigstens die doppelte Temperatur, um anschließend über den Wärmetauscher 45 die Energie teilweise an die Zirkulation 55 abzugeben. Die Zirkulation 55 kann durch Rückschlagventile 99 in eine Richtung eingestellt werden, somit wird die Rotationsrichtung der Rotationshubkolbenmaschine 5 bestimmt.The first heat exchanger 45 is the exhaust air heat exchanger at which the combustion air flow 85 flowed past in the heated state. The heating system 79 has at least one suction opening 93 and at least one blow-off opening 95 on. The blow-off opening 95 flows advantageously into a chimney 77 , The circulation 55 with their various heat exchangers 45 . 47 . 49 . 51 leads the gas in pipes 57 . 59 following a carnot process. The gas, which may be ambient air in particular, is via the compression pistons 21 . 23 initially compressed. Subsequently, the gas is passed through a heat exchange process in the heat exchanger 45 , which is to be designated as exhaust air heat exchanger after the combustion process, raised in temperature. This is as much thermal energy of the heating process from the heat source 81 in the open heating system 79 to the gas in the circulation 55 issued. Another heat exchanger 51 standing in the area of the chimney 77 can be used to once again recover the previously not recovered from the combustion caloric energy. For this purpose, to the heat exchanger 51 a central heating pipe 75 be connected. The temperature increased, for example, by a few 100 Kelvin gas passes through gas exchange control sliding openings 27 in the work machine part 11 the rotary piston machine 5 to expand the cylinders by expanding the gas 17 in the direction of rotation 127 drive. If less electrical energy is to be obtained from the combustion of the organic material, so can via adjustments of flaps of a flap system 63 of the bypass section 61 larger amounts of the gas of circulation 55 over the heat exchanger 47 be guided. The rotary piston machine 5 is a virtually maintenance-free machine 11 , synchronously running the pistons 13 . 15 . 21 . 23 on an eccentric arrangement 37 together with the valve body 31 in the direction of rotation 127 drives. The remaining residual energy after the exit of the gas from the machine 11 can be via a heat exchanger 49 be used as an intake air heat exchanger for heating the air for the combustion process. The thereby further cooling gas passes the flow direction 71 in the unpressurised section 73 the circulation 55 following to the conveyor machine part 19 the rotary piston machine 5 , As a result, the cycle is closed. Natural leaks in rotating machinery and in the passage of piping into other components, such as the heat exchangers 45 . 47 . 49 . 51 can occur through the sniffer valve 101 balanced. Depending on the number of pistons the compression piston 21 . 23 in relation to the working pistons 13 . 15 can the almost depressurized gas from the non-pressurized section 73 - Here means depressurized in a low bar area - be compressed to several bar. Depending on the intensity of the combustion process within the heat source 81 in the combustion chamber 83 is present, the temperature of the gas is raised. The rotational speed of the rotary piston machine 5 can be adjusted by the slide position of the individual flaps of the double flap system 63 to adjust. The preheating of the combustion air flow 85 through the heat exchanger 49 reduces the fuel requirement for organic material. The air for the combustion of organic material such as wood pellets is temperature-wise through the heat exchanger 49 initially raised by the combustion in the combustion chamber 83 the temperature increases by at least twice the temperature and then via the heat exchanger 45 the energy partly to the circulation 55 leave. The circulation 55 can through check valves 99 are set in one direction, thus, the rotation direction of the rotary piston machine becomes 5 certainly.

Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage 3 lässt sich mit einer Rotationshubkolbenmaschine 5 nach 2 durch die Verwendung zahlreicher Wärmetauscher 45, 47, 49, 51, 53, 103 realisieren. Die Zirkulation 55 bietet verschiedene Stellen für Wärmetauscher 47, 51, an die Zentralheizungsrohre 75 einer Zentralheizung bzw. Warmwasserrohre anschließbar sind. Die Zirkulation 55 nach 2 weist mehr Wärmetauscher 45, 47, 49, 51, 53 im Vergleich zur Zirkulation 55 der 1 auf, nämlich mindestens fünf Wärmetauscher 45, 47, 49, 51, 53. Die Restwärme, die unter anderem über den Wärmetauscher 49 zur Erwärmung der Ansaugluft für den Verbrennungsvorgang innerhalb der Wärmequelle 81 im Brennraum 83 verwendet wird, kann über einen weiteren Wärmetauscher 53, der als Plattenwärmetauscher 103 realisierbar ist, dadurch noch weiter genutzt werden, dass das Gas, das in den Teil der Rotationshubkolbenmaschine 5 eingeleitet wird, der die Fördermaschine 19 ist, weiter abgekühlt wird, um anschließend durch das nachströmende Gas nach der Komprimierung temperaturmäßig wieder angehoben zu werden. Zwei Wärmetauscher 45, 49 oder auch mehr, zum Beispiel drei Wärmetauscher 45, 49, 53, können im Hochtemperaturbereich 89 des Heizsystems 79 angeordnet sein. Durch die Abtrennung mit einer gesonderten Trennwand 87 kann eine Luft-Luft-Austauschkammer zur virtuellen Zwischenspeicherung der Restenergie vor dem Einleiten in die Förderzylinder der Fördermaschine 19 geschaffen werden. Durch den Einbau von Rückschlagsventilen 99 ist eine Gasströmungsrichtungsumkehr von der Ausleitungsseite des Ausleistungsanschlusses 41 zur Einleitungsseite des Einleitungsanschlusses 39 innerhalb der Zirkulation zu vermeiden. Durch die Verwendung der Komprimierungskolben fördert die Rotationshubkolbenmaschine 5 das Gas vom Einleitungsanschluss 39 zum Ausleitungsanschluss 41. Die Wärmetauscher 47, 51, an die Zentralheizungen angeschlossen werden können, befinden sich genauso wie die Rotationshubkolbenmaschine 5 im Niedertemperaturbereich 91. Diese Teile 5, 47, 51 sind somit ortskühler platziert. Über Rohre 57, 59 gelangt das im abgeschlossenen Kreislauf zirkulierende Gas von einem Temperaturbereich 89 zum nächsten Temperaturbereich 91. Die Verbrennungsluftströmung 85, die für die Verbrennung der Wärmequelle 81 im Brennraum 83 notwendig ist, gelangt durch Ansaugöffnungen 93 über einen Ansaugluftwärmetauscher 49 in den eigentlichen Brennraum 83 des Heizsystems 79. Über Ablassöffnungen 95 gelangt die CO₂-haltige Luft zum Schornstein 77 über den Wärmetauscher 45, der zur Temperaturanhebung des Gases innerhalb der Zirkulation vorrangig zuständig ist. Das Gas gelangt von dem Erhitzungswärmetauscher 55 über die Rohrleitung 59 an Gaswechselsteuerschiebeöffnungen 27, die in dem rotierenden Teil des Gehäuses 29 in Form eines Schiebergehäuses 31 ausgebildet sind. Im stationären Teil des Gehäuses 29, dem stationären Gehäuse 33, sind Gaswechselbögen 43 zur Zu- und Ableitung des Gases vorgesehen. Die Antriebsmaschine 7 treibt eine Arbeitsmaschine wie einen Elektrogenerator 9 an. Die Arbeitsmaschine 11 ist durch ihr stationäres Gehäuse 33 bis auf eine Antriebswelle gekapselt. Das durch seine Expansion die Antriebsleistung verursachende Gas in der Arbeitsmaschine 11 sorgt für eine Rotation in eine Rotationsrichtung 127 der Arbeitskolben. Über Schieber oder Klappen, zum Beispiel eines Doppelklappensystems 63, können Teile des zirkulierenden Gases über einen Wärmetauscher 47 geleitet werden. Die einzelnen Klappen oder Schieber geben somit unterschiedliche Strömungswege 67, 69 frei. Zur besseren Synchronität sind die Klappen und Schieber über Gestänge 65 gekoppelt. Durch das Verstellen des Klappensystems 63 können Bypassabschnitte 61 hinzu- und weggeschaltet werden. Das Gas passiert einen Bereich des niedrigsten Druckes, vereinfacht als druckloser Abschnitt 73 bezeichnet, bevor es anschließend wieder über eine Fördermaschine 19, die ebenfalls Gaswechselbögen 43 aufweisen kann, komprimiert wird. Im Bereich des niedrigsten Druckes, zum Beispiel im Bereich des drucklosen Abschnitts 73, kann Gas, zum Beispiel über ein Schnüffelventil 101, in die Zirkulation 55 zusätzlich eingebracht werden.Another embodiment of a system according to the invention 3 can be used with a rotary piston machine 5 to 2 through the use of numerous heat exchangers 45 . 47 . 49 . 51 . 53 . 103 realize. The circulation 55 offers various locations for heat exchangers 47 . 51 , to the central heating pipes 75 a central heating or hot water pipes can be connected. The circulation 55 to 2 has more heat exchangers 45 . 47 . 49 . 51 . 53 in comparison to the circulation 55 of the 1 on, namely at least five heat exchangers 45 . 47 . 49 . 51 . 53 , The residual heat, inter alia, via the heat exchanger 49 for heating the intake air for the combustion process within the heat source 81 in the combustion chamber 83 can be used over another heat exchanger 53 that as a plate heat exchanger 103 can be realized, thereby still be used, that the gas entering the part of the Rotationshubkolbenmaschine 5 is initiated, the carrier 19 is, is cooled further to be subsequently raised in temperature by the inflowing gas after compression again. Two heat exchangers 45 . 49 or more, for example, three heat exchangers 45 . 49 . 53 , can in the high temperature range 89 of the heating system 79 be arranged. By separation with a separate partition 87 can an air-air exchange chamber for the virtual intermediate storage of the residual energy prior to introduction into the delivery cylinder of the carrier 19 be created. By installing non-return valves 99 is a gas flow direction reversal from the discharge side of the delivery port 41 to the inlet side of the inlet connection 39 within the circulation. By using the compression piston, the rotary piston machine promotes 5 the gas from the inlet connection 39 to the discharge connection 41 , The heat exchangers 47 . 51 , to which central heating systems can be connected, are just like the rotary piston machine 5 in the low temperature range 91 , These parts 5 . 47 . 51 So place coolers are placed. About pipes 57 . 59 The circulating in the closed circuit gas from a temperature range 89 to the next temperature range 91 , The combustion air flow 85 responsible for the combustion of the heat source 81 in the combustion chamber 83 is necessary passes through suction 93 via an intake air heat exchanger 49 in the actual combustion chamber 83 of the heating system 79 , About drain holes 95 the CO ₂ -containing air reaches the chimney 77 over the heat exchanger 45 , which is primarily responsible for the temperature increase of the gas within the circulation. The gas passes from the heating heat exchanger 55 over the pipeline 59 at Gaswechselsteuerschiebeöffnungen 27 placed in the rotating part of the housing 29 in the form of a slider housing 31 are formed. In the stationary part of the housing 29 , the stationary housing 33 , are gas exchange bends 43 provided for supply and discharge of the gas. The prime mover 7 drives a work machine like an electric generator 9 at. The working machine 11 is through her stationary case 33 encapsulated except for a drive shaft. The gas that causes the drive power due to its expansion in the work machine 11 ensures a rotation in a direction of rotation 127 the working piston. About slides or flaps, for example, a double flap system 63 , parts of the circulating gas can pass through a heat exchanger 47 be directed. The individual flaps or slides thus give different flow paths 67 . 69 free. For better synchrony, the flaps and slides are on linkage 65 coupled. By adjusting the flap system 63 can bypass sections 61 be switched on and off. The gas passes through a region of lowest pressure, simplified as a non-pressurized section 73 before returning it again via a carrier 19 , which are also gas bends 43 may be compressed. In the area of the lowest pressure, for example in the area of the non-pressure section 73 , can gas, for example, via a sniffer valve 101 in the circulation 55 additionally introduced.

Ein Wärmetauscher 45 in einer Anlage 3 nach 2 ist für die wesentliche Temperaturerhöhung vor Nutzung des Gases in der Arbeitsmaschine 11 bestimmt. Zur weiteren Nutzung der Restwärme kann diesem Wärmetauscher 45 ein weiterer Wärmetauscher 53 vorgeschaltet werden, der in einer gesonderten Kammer, zum Beispiel abgetrennt durch eine Trennwand 87, in einem Temperaturzwischenbereich zwischen dem Hochtemperaturbereich 89 und dem Niedertemperaturbereich 91 angeordnet ist. Der Wärmetauscher 53 wird auf beiden Seiten von der Luft der Zirkulation 55 durchströmt. Der Wärmetauscher 53 zur Gewinnung der Restenergie wird einmal von der Luft vor dem Eintritt in die Fördermaschine 19 durchströmt und anschließend nach dem Austritt über einen Ausleitungsanschluss 41 noch einmal durchströmt. Die Zu- und Abströmung des Gases der Zirkulation 55 erfolgt auf unterschiedlichen Seiten. Weitere Energie kann über Heizungswärmetauscher 47, 51 ausgekoppelt werden. Zur Förderung der Verbrennung in der Wärmequelle 81 wird die Ansaugluft des offenen Heizsystems 79 erwärmt.A heat exchanger 45 in a plant 3 to 2 is for the substantial increase in temperature before use of the gas in the working machine 11 certainly. For further use of residual heat, this heat exchanger 45 another heat exchanger 53 upstream, in a separate chamber, for example, separated by a partition wall 87 in a temperature intermediate range between the high temperature range 89 and the low temperature range 91 is arranged. The heat exchanger 53 is on both sides of the air of circulation 55 flows through. The heat exchanger 53 to recover the residual energy is once from the air before entering the carrier 19 flows through and then after exiting via a discharge port 41 once again flowed through. The inflow and outflow of the gas of circulation 55 takes place on different sides. More energy can be via heat exchanger 47 . 51 be decoupled. To promote combustion in the heat source 81 is the intake air of the open heating system 79 heated.

In einer Anlage 3 nach 2 lässt sich ein Gas mit einem Temperaturprofil zwischen Raumtemperatur, z. B. mit 293 K, und mehr als 600 K zirkulierend hin- und herführen. Im Brennraum 83 können Temperaturen von mehr als 750 K herrschen, z. B. um 773 K. Die Abluft aus dem Brennraum wird durch den Wärmetauscher 45 so weit abgekühlt, dass sie nur noch eine Abgastemperatur von ca. 420 K hat, die in den Schornstein 77 gelangt. Durch den Ansauglufterwärmungstauscher 49 wird die Temperatur der Ansaugluft von ca. Raumtemperatur auf eine vorgewärmte Verbrennungslufttemperatur von mehr als 500 K erhöht. Die Temperaturverluste über die Rotationshubkolbenmaschine 5 werden durch eine Dämmung des Gehäuses 29 gering gehalten. So kann Gas mit einer Temperatur von mehr als 600 K in die Arbeitszylinder hineinströmen und mit einem Temperaturverlust von 10 K bis 30 K wieder hinausströmen. Ähnlich verhält es sich auf der Seite der Fördermaschine 19 der Rotationshubkolbenmaschine 5, wo das Gas überwiegend auf mehr als 5 bar Druck komprimiert wird, jedoch nur eine minimale oder gar keine Temperaturerhöhung stattfindet. Durch den Kreuzungswärmetauscher 53 wird das in die Fördermaschine einströmende Gas um ca. 100 K abgekühlt, während das aus der Fördermaschine ausströmende Gas, das zwischenzeitlich komprimiert worden ist, um ca. 150 K erwärmt worden ist. Bei Eintritt des Gases in den Wärmetauscher 45 hat das zirkulierende Gas eine Temperatur von ca. 460 K und wird noch einmal um ca. weitere 150 K erwärmt. Es können daher zumindest zwei Mal die gleichen Wärmetauscher 45, 53 in die Zirkulation 55 eingebaut werden. Der Wärmetauscher 49 kühlt das zurückströmende Gas von dem hohen Temperaturniveau nach der Arbeitsmaschine auf die niedrigere Temperatur vor Einleitung in den Wärmetauscher 53 ab, z. B. von mehr als 600 K auf ca. 500 K.In a plant 3 to 2 can a gas with a temperature profile between room temperature, z. B. with 293 K, and more than 600 K circulating back and forth. In the combustion chamber 83 Temperatures of more than 750 K prevail, z. B. to 773 K. The exhaust air from the combustion chamber is through the heat exchanger 45 cooled so far that it only has an exhaust gas temperature of about 420 K, which is in the chimney 77 arrives. Through the intake air heating exchanger 49 the temperature of the intake air is increased from about room temperature to a preheated combustion air temperature of more than 500 K. The temperature losses via the rotary piston machine 5 be through an insulation of the housing 29 kept low. For example, gas with a temperature of more than 600 K can flow into the working cylinder and flow out again with a temperature loss of 10 K to 30 K. Ä It is similar on the side of the carrier 19 the rotary piston machine 5 where the gas is predominantly compressed to more than 5 bar pressure, but only a minimal or no increase in temperature takes place. Through the intersection heat exchanger 53 the gas flowing into the carrier is cooled by approximately 100 K, while the gas flowing out of the carrier, which has been compressed in the meantime, has been heated by approximately 150 K. When the gas enters the heat exchanger 45 the circulating gas has a temperature of about 460 K and is heated again by about another 150 K. It can therefore at least twice the same heat exchanger 45 . 53 into the circulation 55 to be built in. The heat exchanger 49 The recirculating gas cools from the high temperature level after the work machine to the lower temperature before being introduced into the heat exchanger 53 off, z. B. from more than 600 K to about 500 K.

Als besonders günstig gestaltet sich die Verwendung eines Plattenwärmetauschers 103 für den Wärmetauscher 45 nach 3. Werden die beispielhaft ausgewählten Platten 107 verwendet, so können gleichartige Platten übereinander gelegt werden. Nur durch die Länge der Zuganker 111, 113 bestimmt sich, wie viele Platten 107 miteinander verspannt werden können. Die gewählten Platten 107 haben aufgrund ihrer Wellungen einen Bereich, der als Auffächerungsbereich 119 zu bezeichnen ist, und einen Bereich, der als Ansammlung von Düsen 117 zu betrachten ist. Durch die Verwendung von Auffächerungsbereichen 119 und Düsen 117 entlang der Längserstreckung der einzelnen Platten 107 des Plattenwärmetauschers 103 können Verwirbelungsbereiche zur besseren Wärmeübertragung geschaffen werden. Die durchströmende Luft verbleibt so länger in einzelnen Auffächerungsbereichen 119, wobei durch die Düsen 117 ein Weitertransport sichergestellt ist. Der Plattenwärmetauscher 103 muss für die in der Zirkulation 55 nach 1 oder 2 herrschenden Druckunterschiede ausgelegt sein. Dazu können Abstandshalter 115 einer Ausbeulung vorbeugen. Am Wärmetauscherrand 105 können Verspannungen 109 durch Plattenverbinder 121 vorgesehen werden. Die Plattenverbinder 121 können zwischen zwei einzelnen Wärmetauscherplatten 107 mehrfach, wie dargestellt, angeordnet werden. Abschließend werden an der jeweils ersten bzw. letzten Platte 107 Zuleitungsrohre 123 und Ableitungsrohre 125, idealerweise ebenfalls über die Zuganker 111, 113 verspannt, angebracht.Particularly favorable is the use of a plate heat exchanger 103 for the heat exchanger 45 to 3 , Become the exemplarily selected plates 107 used, so similar plates can be superimposed. Only by the length of the tie rods 111 . 113 It is determined how many plates 107 can be clamped together. The selected plates 107 because of their curls have an area that serves as a fan-out area 119 is to designate, and an area that as a collection of nozzles 117 is to be considered. By using fan-out areas 119 and nozzles 117 along the longitudinal extent of the individual plates 107 of the plate heat exchanger 103 Verwirbelungsbereiche can be created for better heat transfer. The air flowing through remains longer in individual fan-out areas 119 , passing through the nozzles 117 a further transport is ensured. The plate heat exchanger 103 must be for those in the circulation 55 to 1 or 2 be designed for prevailing pressure differences. These can be spacers 115 prevent a bulge. At the heat exchanger edge 105 can tension 109 through plate connectors 121 be provided. The plate connectors 121 can be between two individual heat exchanger plates 107 several times, as shown, are arranged. Finally, at each first or last plate 107 supply pipes 123 and drainage pipes 125 , ideally also via the tie rods 111 . 113 strained, attached.

Wie in 4 dargestellt, können die Plattenwärmetauscher 103 mit ihren Zugankern 111, 113 auch für den Wärmetauscher 49 aufgebaut werden. Die Plattenverbinder 121 werden gleichmäßig beabstandet zwischen zwei Platten angebracht. Die Zu- und Ableitungsrohre 123, 125 müssen so stark ausgelegt werden, dass der Überdruck aufgrund der Komprimierung und der Erwärmung in der Zirkulation 55 nach 1 und 2 nicht zu einem Bersten führen kann. Der Plattenwärmetauscher kann mit einzelnen Verstärkungselementen wie Abstandshaltern 115, insbesondere im Bereich der Zuganker 111, 113, stabiler gestaltet werden. Die Düsen 117 beschleunigen die Luft beim Durchtransport.As in 4 shown, the plate heat exchangers 103 with their tie rods 111 . 113 also for the heat exchanger 49 being constructed. The plate connectors 121 are equally spaced between two plates attached. The inlet and outlet pipes 123 . 125 must be designed so strong that the overpressure due to compression and warming in the circulation 55 to 1 and 2 can not lead to a burst. The plate heat exchanger can be equipped with individual reinforcing elements such as spacers 115 , in particular in the field of tie rods 111 . 113 , be made more stable. The nozzles 117 accelerate the air during transit.

Der Ausschnitt A-A nach 4 ist in 5 deutlicher zu sehen. Durch die gleichmäßige wellenartige Form der einzelnen Platten bilden sich immer wieder Kontaktstellen zwischen den einzelnen Platten, die für eine Verbindung über Plattenverbinder 121 genutzt werden können. In den Bereichen, wo die beiden Wellenformen zweier Platten voneinander wegweisen, bildet sich ein Auffächerungsbereich 119. In den Bereichen, in denen die beiden Platten sehr eng zusammenkommen, bildet sich jeweils eine natürliche Düse 117. Das Plattenwärmetauscherprinzip der 3, 4, 5 lässt sich günstig gemäß den 6a, 6b, 6c, 6d skalieren. Der jeweilige Plattenwärmetauscher 103 ist ohne Zuganker, aber stattdessen mit Strömungswegen 67, dargestellt. Auf der Zuleitungsseite sollte ein Zuleitungsrohr 123 angeordnet werden, auf der Ableitungsseite sollte ein Ableitungsrohr 125 angeordnet werden. Durch einzelne Verriegelungsplättchen kann eine beliebige Anzahl an Platten parallel oder hintereinander geschaltet werden. Die Plättchen müssen nur einen Durchgang für den jeweiligen Zuganker lassen. Nach 6a wird durch die Teilung auf der Zuleitungsseite ein doppelt so langer Plattenwärmetauscher geschaffen wie die Länge einer einzelnen Platte 107 ist. Ist die Länge weiter zu steigern, so kann eine mehrfache Versperrung nach 6c auf jeder Seite im Randbereich der Platten nach wenigen Platten, dargestellt nach nur zwei Platten, zwischengeschoben werden. Sollen große Luftmenge durch den Wärmetauscher durchgeleitet werden, so ist ein Plattenwärmetauscher nach 6b vorteilhaft, bei dem alle Platten parallel durchströmt werden können. Genauso gut lassen sich auch ungleichmäßigere Verteilungen wie zum Beispiel nach 6d realisieren.The section AA after 4 is in 5 to see more clearly. Due to the uniform wave-like shape of the individual plates are repeatedly formed contact points between the individual plates, the connection for a plate connector 121 can be used. In the areas where the two waveforms of two plates point away from each other, a fan-out area is formed 119 , In the areas where the two plates come together very closely, each forms a natural nozzle 117 , The plate heat exchanger principle of 3 . 4 . 5 can be conveniently according to the 6a . 6b . 6c . 6d scale. The respective plate heat exchanger 103 is without tie rods, but instead with flow paths 67 represented. On the supply side should be a supply pipe 123 should be arranged, on the discharge side should be a discharge pipe 125 to be ordered. Through individual locking plates, any number of plates can be connected in parallel or in series. The tiles must leave only one passage for each tie rod. To 6a By dividing on the supply side, a plate heat exchanger twice as long as the length of a single plate is created 107 is. If the length continues to increase, then multiple obstruction may occur 6c on each side in the edge region of the plates after a few plates, shown after only two plates, are interposed. If large amounts of air are to be passed through the heat exchanger, then a plate heat exchanger is after 6b advantageous in which all plates can be flowed through in parallel. Just as well can be uneven distribution such as for example 6d realize.

Die prinzipiell dargestellten Plattenwärmetauscher 103 in den 3 bis 6d können durch eine tiefzuziehende Platte, zum Beispiel aus Kupfer, in eine Form nach 7 gebracht werden. In der Nähe des Wärmetauscherandes 105 sind Durchbrüche für Zuganker 111, 113 vorgesehen. Der Plattenwärmetauscher ist bogenförmig gestaltet. Hierdurch bilden sich Auffächerungsbereiche 119 und Düsen 117. Die Düsen können gleichzeitig so eng gestaltet werden, dass benachbart zu den Düsen selbsthaltende Abstandshalter 115 für Drücke bis zu 10 Bar geschaffen werden. Die einzelnen Platten werden zum Beispiel durch Punktlöten oder Punktschweißen im Bereich der Plattenverbinder 121 kontaktiert.The plate heat exchangers shown in principle 103 in the 3 to 6d can be transformed into a mold by a deep-drawing plate, for example made of copper 7 to be brought. Near the heat exchanger edge 105 are breakthroughs for tie rods 111 . 113 intended. The plate heat exchanger is designed arcuate. This forms fan-out areas 119 and nozzles 117 , The nozzles may at the same time be made so narrow that adjacent to the nozzles self-retaining spacers 115 be created for pressures up to 10 bar. The individual plates are, for example, by spot soldering or spot welding in the area of the plate connectors 121 contacted.

Die Plattenwärmetauscher zeichnen sich durch die leichte Zerlegbarkeit aus. Bei Verbrennung von organischen Stoffen, wie zum Beispiel Holz, entsteht Ruß, der regelmäßig beseitigt werden muss. Die erfindungsgemäßen Platten und Plattenwärmetauscher bieten zusammen mit erfindungsgemäßen Rotationshubkolbenmaschinen ein günstig zu realisierendes, leicht zu wartendes und leicht zu reinigendes Gebäudeheizsystem, das darüberhinaus auch noch elektrische Energie, zum Beispiel zum Einspeisen in ein Elektroversorgungsnetz, zur Verfügung stellen kann. Durch die wenigen drehenden Teile der gesamten Anlage 1, 3 ist eine hohe Funktionssicherheit gegeben.The plate heat exchangers are characterized by their easy disassembly. Combustion of organic matter, such as wood, creates soot that must be removed on a regular basis. The plates and plate heat exchangers according to the invention, together with Rotationshubkolbenmaschinen invention provide a low-to-realizable, easy to maintain and easy to clean building heating system, which can also provide even electrical energy, for example, for feeding into a power supply network available. Due to the few rotating parts of the entire system 1 . 3 is given a high reliability.

Obwohl nur wenige Ausführungsbeispiele offenbart sind, ist sofort verständlich, dass auch andersartige Kombinationen der verschiedenen Ausführungsbeispiele zu vorliegender Erfindung gehören, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Even though only a few embodiments are disclosed is immediate understandable that also different combinations of various embodiments of the present invention without departing from the gist of the invention.

11: Bedeutungimportance
33: Anlageinvestment
55: Anlageinvestment
77: RotationshubkolbenmaschineRotationshubkolbenmaschine
99: Antriebsmaschineprime mover
1111: Elektrogeneratorelectric generator
1313: Arbeitsmaschineworking machine
1515: erster Arbeitskolbenfirst working piston
1717: zweiter Arbeitskolbensecond working piston
1919: Arbeitszylinderworking cylinder
2121: Fördermaschinecarrier
2323: erster Komprimierungskolbenfirst compression piston
2525: zweiter Komprimierungskolbensecond compression piston
2727: Förderzylinderdelivery cylinders
2929: GaswechselsteuerschiebeöffnungGas exchange control slide opening
3131: Gehäusecasing
3333: Schiebergehäuseslide housing
3535: Stationäres Gehäusestationary casing
3737: Kurbelwellecrankshaft
3939: Exzentereccentric
4141: Einleitungsanschlussintroducing port
4343: Ausleitungsanschlussleadout
4545: GaswechselbogenGas exchange arc
4747: Erster Wärmetauscher, insbesondere Abluftwärmetauscherfirst Heat exchangers, in particular exhaust air heat exchangers
4949: Zweiter Wärmetauscher, insbesondere Heizungswärmetauschersecond Heat exchanger, in particular heating heat exchanger
5151: Dritter Wärmetauscher, insbesondere Ansaugluftwärmetauscherthird Heat exchangers, in particular intake air heat exchangers
5353: Vierter Wärmetauscher, insbesondere Warmwasserwärmetauscherfourth Heat exchangers, in particular hot water heat exchangers
5555: Fünfter Wärmetauscher, insbesondere Kreuzungswärmetauscherfifth Heat exchangers, in particular crossing heat exchanger
5757: Zirkulationcirculation
5959: erstes Rohrfirst pipe
6161: zweites Rohrsecond pipe
6363: Bypassabschnittbypass section
6565: DoppelklappensystemDouble flap system
6767: Klappengestängeflap linkage
: erster Strömungswegfirst flow
6969: zweiter Strömungswegsecond flow
7171: Strömungsrichtung, insbesondere des GasesFlow direction, in particular of the gas
7373: druckloser Abschnittunpressurized section
7575: ZentralheizungsrohrCentral heating pipe
7777: Schornsteinchimney
7979: Heizsystem, insbesondere offenes Heizsystemheating system in particular open heating system
8181: Wärmequelleheat source
8383: Brennraumcombustion chamber
8585: VerbrennungsluftströmungCombustion air flow
8787: Trennwandpartition wall
8989: HochtemperaturbereichHigh temperature range
9191: NiedertemperaturbereichThe low temperature range
9393: Ansaugöffnungsuction
9595: Abblasöffnungblow-off
9797: VentilValve
9999: Rückschlagsventilcheck valve
101101: Schnüffelventilpoppet
103103: PlattenwärmetauscherPlate heat exchanger
105105: Wärmetauscherrandheat exchanger edge
107107: Platteplate
109109: Verspannungbracing
111111: erster Zugankerfirst tie rods
113113: zweiter Zugankersecond tie rods
115115: Abstandshalterspacer
117117: Düsejet
119119: AuffächerungsbereichAuffächerungsbereich
121121: Plattenverbinderpanel connector
123123: Zuleitungsrohrsupply pipe
125125: Ableitungsrohrdrain pipe
127127: Rotationsrichtung bzw. Rotationsbewegungdirection of rotation or rotational movement
A-AA-A: Ausschnitt aus Wärmetauscherneckline from heat exchanger

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102007004736 [0002]
- DE 102007004735 [0002]
DE 102005033448 A1 [0002]
- DE 102007039517 [0002]
- DE 4301036 A1 [0003]
- DE 10011568 C1 [0005]
- DE 2504692 [0005]
- DE 3710823 A1 [0005]
- DE 69430260 T3 [0005]
- DE 60024716 T2 [0005]

Claims

Investment ( 1 . 3 ), which follows a Carnot process with gas above an ambient temperature and the gas in a circulation ( 55 ), which is a rotary piston machine ( 5 ), at least one heat exchanger ( 45 ) and one of tubes ( 57 . 59 ) in which the gas is fed, remote heat source ( 81 ), in particular with wood fired and in an open, with a chimney ( 77 ) heating system ( 79 ) located heat source ( 81 ), characterized in that the tubes ( 57 . 59 ) a bypass section ( 61 ) into which a second heat exchanger ( 47 ) is integrated.

Investment ( 1 . 3 ) according to claim, characterized in that the second heat exchanger ( 47 ) a heating heat exchanger z. B. for the connection of liquid-filled central heating pipes ( 75 ), to which in particular a local building heating system can be connected, and that preferably the rotary piston machine ( 5 ) as a prime mover ( 7 ) of an electric generator ( 9 ) serves.

Investment ( 1 . 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the first and second heat exchangers ( 45 . 47 ) up to three further heat exchangers ( 49 . 51 . 53 ), in particular to each other similarly designed, in the circulation ( 55 ), in particular the piping ( 57 . 59 ) Circulation, the Carnot process are integrated, of which preferably a heat exchanger ( 49 ) to an intake air heating of an oxygen conversion based combustion process of the heat source ( 81 ), which in particular with exhaust gases from the Rotationshubkolbenmaschine ( 5 ), another heat exchanger ( 53 ) for energy recovery between an introduction port ( 39 ) of compression pistons ( 21 . 23 ) of the rotary piston machine ( 5 ) and a lead-out terminal ( 41 ) the compression piston ( 21 . 23 ) and still another heat exchanger ( 51 ) for cooling the gas before introduction into at least one compression piston ( 21 . 23 ) serves.

Investment ( 1 . 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary piston machine ( 5 ) is a synchronously rotating multi-piston machine, the at least one, preferably a plurality of compression piston ( 21 . 23 ) and at least one, preferably several, working pistons ( 13 . 15 ), in particular more working pistons ( 13 . 15 ) as a compression piston ( 21 . 23 ), in particular the housing in a cylindrical or pot-shaped housing ( 29 ) eccentrically guided on a connecting rod over to the piston ( 13 . 15 . 21 . 23 ) fixed in the housing ( 29 ) provided gas exchange control sliding openings ( 27 ) be loaded and unloaded with the pressurized gas.

Investment ( 1 . 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the heat exchangers ( 45 . 47 . 49 . 51 . 53 ), in particular the first heat exchanger ( 45 ), a several plates ( 107 ) comprehensive plate heat exchanger ( 103 ), of which preferably each plate ( 107 ) symmetrical on both sides with nozzles ( 117 ) and fan-out areas ( 119 ) is provided in wave-like form so that the plates ( 107 ) of the plate heat exchanger ( 103 ) by at least one randling arranged tension ( 111 . 113 ) are held together.

Investment ( 1 . 3 ) according to claim, characterized in that the plate heat exchanger ( 103 ) with tie rods arranged on both sides ( 111 . 113 ) constructed air-air heat exchanger whose tie rod ( 111 . 113 ) can be flowed around by the air within the plate heat exchanger ( 103 ) are arranged out, which preferably endures undeformed pressure differences from one air side to the other air side of more than 10 bar, wherein the flow is crossed to the opposite side.

Investment ( 1 . 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass section ( 61 ) by at least one double flap system ( 63 ) formed between two flow paths ( 67 . 69 ) within a system of pipes ( 57 . 59 ) sliding or stepped through, wherein preferably the bypass section ( 61 ), and in particular the Rotationshubkolbenmaschine ( 5 ), outside one with intake and exhaust ports ( 93 . 95 ) equipped several times by the tubes ( 57 . 59 ) interspersed combustion chamber ( 83 ) Site cooler is arranged.

Investment ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one heat exchanger ( 53 ) in the circulation ( 55 ), preferably twice the Rotationshubkolbenmaschine ( 5 ) passes through, on both sides of gases within the circulation ( 55 ) is flowed through, namely in particular once depressurized ( 73 ) flows around as a cooling section of the exhaust gas and once flowed through under pressure as a heating section of the gas.

Investment ( 1 . 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one valve ( 97 . 99 . 101 ), preferably a plurality of valves, in the plant ( 1 . 3 ) is provided, which for specifying the flow direction ( 71 ) of the gas or in a non-pressurized section ( 73 ) the plant ( 1 . 3 ) in the form of a sniffer valve ( 101 ) possibly occurring gas losses in the system ( 1 . 3 ) can.