RS61122B1 - Grejna mašina konfigurisana za ostvarivanje ciklusa zagrevanja i postupak za ostvarivanje ciklusa zagrevanja putem takve grejne mašine - Google Patents

Description

Opis

Oblast tehnike pronalaska

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na "grejnu mašinu", koja sadrži "rotacionu pogonsku jedinicu", opremlјenu prenosnim sistemom, i neke njene specifične funkcionalne konfiguracije, i koja, uprkos tome što ima Džul-Eriksonove cikluse zagrevanja kao izvornu referencu, dopunjuje ih i pobolјšava, postižući inovativni kombinovani ciklus zagrevanja, radeći sa mešavinom vazduha i vodene pare, da bi se dobila veća jedinična snaga, značajno povećanje ukupne efikasnosti i efikasno podmazivanje cilindra u kome se klipovi rotiraju. Predmetni pronalazak se dalјe odnosi na postupak za ostvarivanje ciklusa zagrevanja.

[0002] Konkretno, predmetni pronalazak može imati primenu u proizvodnji električne energije iz obnovlјivih izvora, u oblasti kombinovane proizvodnje električne energije i grejanju, u oblasti transporta i uopšte u automobilskom sektoru.

Stanje tehnike pronalaska

[0003] Neka istorijska razmatranja u vezi sa termodinamičkim ciklusima već su izložena u opisu patentne prijave objavlјene pod brojem WO2015/114602A1 u ime istog podnosioca, i stoga se smatra korisnim da se u sledećem tekstu navedu samo najznačajniji delovi vezani za predmet zaštite predmetnog pronalaska i koji se odnose na upotrebu kao mašine koju karakteriše novi "pulsirajući ciklus zagrevanja", čije poreklo leži u Džul-Erikson ciklusima.

Istorijske beleške o Eriksonovom motoru

[0004] Prvo projektovanje i proizvodnja Eriksonovog motora sa "vrućim vazduhom" odvijali su se 1826. godine, u početku bez regeneracije i sa skromnom ukupnom efikasnošću.

[0005] 1833. godine izgrađen je novi Eriksonov motor, opremlјen ventilima i rekuperatorom toplote, i postignuto je značajno povećanje ukupne efikasnosti.

[0006] 1853. godine izgrađen je Eriksonov motor sa "vrućim vazduhom", koji se koristio na brodu; uspeo je da generiše 220 kW snage sa ukupnom efikasnošću od 13,3%.

[0007] U narednim godinama, proizvedeno je nekoliko hilјada Eriksonovih motora koji su se koristili na brodovima i u industrijskim laboratorijama u Sjedinjenim Državama.

[0008] Između 1855. i 1860. godine napravljeno je gotovo 3,000 motora male snage (600 W). Prodavali su se i koristili u Sjedinjenim Državama, Nemačkoj, Francuskoj i Švedskoj.

[0009] Ovi motori su posedovali visoku pouzdanost i robusnost, toliko da je jedan motor ugrađen u svetionik ostao u pogonu više od 30 godina nakon puštanja u rad.

[0010] Iz razloga koji još uvek nisu u potpunosti razjašnjeni, Eriksonov motor su prvo zamenile konvencionalne parne mašine, a zatim motori sa unutrašnjim sagorevanjem, snažniji i kompaktnijih dimenzija.

Shematski prikaz Eriksonovog ciklusa zatvorenog kola

[0011] Eriksonov ciklus, koji karakteriše upotreba naizmeničnog motora koji radi u zatvorenom kolu, shematski je predstavlјen na slici 4 i sastoji se od sledećih glavnih komponenti:

E_ekspanzionog cilindra;

E1-E2_ ulazno-ispusnih ventila ekspanzionog cilindra;

R_izmenjivača/rekuperatora toplote;

K_izmenjivača/odvodnika toplote;

C_kompresionog cilindra;

C1-C2_ ulazno-ispusnih ventila kompresionog cilindra;

H_ grejača "termalnog fluida".

[0012] Uz upućivanje na navedenu sliku 4, Eriksonov motor radi na sledeći način:

_u cilindru C, kao rezultat kretanja klipa nadole, termalni fluid (na temperaturi T1), koji prolazi kroz ventil C1, prvo je usisan, a zatim, kao rezultat kretanja klipa nagore, kompresuje se dok ne dostigne maksimalnu vrednost koja odgovara unapred određenom odnosu;

_komprimovani termalni fluid zatim prolazi kroz ventil C2 i izlazi iz cilindra C (na temperaturi T2);

_termalni fluid zatim prelazi u rekuperator R, gde prima toplotu i zagreva se (do temperature T2’);

_termalni fluid zatim prelazi u grejač H, gde prima toplotu i zagreva se dalјe (do temperature T3);

_termalni fluid zatim prolazi kroz ventil E1 i ulazi u cilindar E gde širenjem dovodi do kretanja klipa nadole, proizvodeći koristan rad.

_ već prošireni termalni fluid, kao rezultat kretanja klipa nagore, zatim se ispušta iz cilindra i (pri smanjenoj temperaturi T4) prolazi kroz ventil E2;

_termalni fluid zatim prolazi kroz rekuperator R, gde predaje toplotu (sve dok ne dostigne smanjenu temperaturu T4’);

_termalni fluid zatim prolazi kroz odvodnik K, gde predaje dalјu toplotu (sve dok ne dostigne temperaturu T1) i odakle može započeti novi ciklus, potpuno identičan prethodnom.

Shematski prikaz Džulovog zatvorenog ciklusa

[0013] Džulov ciklus, koji karakteriše upotreba turbo-mašine sa neprekidnim rotacionim kretanjem, koja radi u zatvorenom kolu, shematski je predstavlјen na slici 5 i sastoji se od sledećih glavnih komponenti:

E_ekspanzione turbine;

R_izmenjivača/rekuperatora toplote;

K_izmenjivača/odvodnika toplote;

C_kompresione turbine;

H_ grejača "termalnog fluida".

[0014] Uz upućivanje na navedenu sliku 5, Džulova turbo mašina radi na sledeći način:

_kao rezultat brzog rotacionog kretanja turbine C, termalni fluid (na temperaturi T1) se usisava i komprimuje do maksimalne unapred određene vrednosti;

_komprimovani termalni fluid zatim izlazi iz turbine C (na temperaturi T2);

_termalni fluid zatim prelazi u rekuperator R, gde prima toplotu i zagreva se (do temperature T2’);

_termalni fluid zatim prelazi u grejač H, gde prima toplotu i zagreva se dalјe (do temperature T3);

_termalni fluid zatim ulazi u turbinu E, gde širenjem dovodi do rotacionog kretanja same turbine, proizvodeći koristan rad.

_ već prošireni termalni fluid se zatim ispušta iz turbine E i (pri smanjenoj temperaturi T4); _termalni fluid zatim prolazi kroz rekuperator R, gde predaje toplotu (sve dok ne dostigne smanjenu temperaturu T4’);

_termalni fluid zatim prolazi kroz odvodnik K, gde dalјe predaje toplotu (sve dok se temperatura T1 ne dostigne), zaklјučujući ciklus.

Opšta razmatranja

[0015] Sve u svemu, razvijene su razne grejne mašine koje funkcionišu sa raznovrsnim termodinamičkim ciklusima, a druge su još uvek u eksperimentalnoj fazi.

[0016] Međutim, podnosilac prijave je otkrio da čak i već industrijalizovana rešenja imaju mnoga ograničenja. Ovo se odnosi posebno na motore koji se koriste za pogon autonomnih električnih generatora male i srednje snage (ispod 50 KWh).

[0017] Danas se, u praksi, sledeće pogonske jedinice obično koriste za pogon električnih generatora:

_naizmenični motori sa unutrašnjim sagorevanjem, koji su mehanički složeni, bučni, posebno zagađuju i zahtevaju visok stepen održavanja;

_Stirlingovi motori, koji, iako manje zagađuju, moraju da rade na maloj brzini (ograničenje nametnuto upotrebom alternativnog regeneratora protoka) da bi imali dobru ukupnu efikasnost i zato su veoma teški i glomazni.

_gasne turbine, koje osim što posebno zagađuju, nisu ekonomski konkurentne u primenama malih razmera.

_ekspanderi koji koriste Rankinov ili Rankin-Hirnov ciklus, koji s obzirom na potrebu da se koristi generator pare određene veličine, mogu biti jako konkurentni samo u fiksnim kogeneracionim primenama i zahtevaju dalјe tehnološke inovacije kako bi se profitabilno koristili i u mobilnim primenama malih razmerama.

[0018] Uglavnom, sva rešenja iz stanja tehnike, pored problema zagađenja, niske efikasnosti, mehaničke složenosti i visokih troškova održavanja, takođe su naznačena odnosom troškova i koristi koji nije naročito zadovolјavajući, što je u velikoj meri ograničilo širenje kogeneracija na tržištu zgrada sa više stanova i stambenih objekata.

[0019] Podnosilac prijave je, takođe, primetio da ako se želi proširiti upotreba takvih grejnih mašina na vozila i mikro kogeneraciju u okolini domaćinstva, kompaktnost i ukupna efikasnost su od suštinskog značaja. Inovativno rešenje koje je predložio podnosilac prijave.

[0020] U tom kontekstu, podnosilac prijave je postavio cilј da predloži novu "grejnu mašinu" koja može da radi sa inovativnim kombinovanim ciklusom zagrevanja koristeći vrući vazduh i vodenu paru, pri čemu je moguće iskoristiti veću energiju njenim dobijanjem tokom faza samog ciklusa, uz znatno povećanje snage agregata i ukupne efikasnosti, takođe rešavajući veliki problem podmazivanja cilindra gde klipovi poznate pogonske jedinice klize.

[0021] Konkretno, u poređenju sa Eriksonovim i Džulovim ciklusima, inovacije predstavlјene predmetnim pronalaskom mogu se identifikovati u tri različite moguće radne konfiguracije ciklusa zagrevanja.

[0022] U prvoj konfiguraciji, koji obuhvata samo ubrizgavanje vode nizvodno od regeneracije, dobijaju se sledeći rezultati:

_podmazivanje cilindra pogonske jedinice, sa smanjenjem trenja i habanja i posledičnim povećanjem mehaničke efikasnosti;

_povećanje jedinične snage, usled povećanja brzine protoka i molekulske mase termalnog fluida koji se širi u cilindru;

_bez povećanja rada negativne kompresije, jer se uvedena voda kondenzuje i odvaja iz vazduha pre njenog usisavanja;

_ neznatno smanjenje ukupne efikasnosti, jer je količina toplote apsorbovane isparavanjem vrlo velika po jedinici mase.

[0023] U drugoj konfiguraciji, koja uklјučuje ubrizgavanje zasićene pare dobijene dobijanjem energije nizvodno od regeneracije, dobijaju se sledeći rezultati:

_podmazivanje cilindra pogonske jedinice, sa smanjenjem trenja i habanja i posledičnim povećanjem mehaničke efikasnosti;

_povećanje jedinične snage, usled povećanja brzine protoka i molekulske mase termalnog fluida koji se širi u cilindru;

_bez povećanja rada negativne kompresije, jer se uvedena voda kondenzuje i odvaja iz vazduha pre njenog usisavanja;

_povećanje ukupne efikasnosti, jer se količina toplote apsorbovane isparavanjem nadoknađuje dobijanjem energije postignute isparivačem.

[0024] U trećoj konfiguraciji, koji uklјučuje ubrizgavanje pregrejane pare dobijene dobijanjem energije nizvodno od regeneracije i dobijanjem energije iz gasova sagorevanja, dobijaju se sledeći rezultati:

_podmazivanje cilindra pogonske jedinice, sa smanjenjem trenja i habanja i posledičnim povećanjem mehaničke efikasnosti;

_dodatno povećanje jedinične snage, usled povećanja brzine protoka, molekulske mase i entalpije termalnog fluida koji se širi u cilindru;

_bez povećanja rada negativne kompresije, jer se uvedena voda kondenzuje i odvaja iz vazduha pre njenog usisavanja;

_dodatno povećanje ukupne efikasnosti, pošto se količina toplote apsorbovane isparavanjem nadoknađuje dobijanjem energije postignute isparivačem i povećanjem entalpije dobijene pregrevanjem.

[0025] Zbog toga je cilј u osnovi predmetnog pronalaska, u različitim aspektima i/ili njegovim tehničkim rešenjima, da se popravi jedan ili više nedostataka rešenja iz stanja tehnike obezbeđivanjem nove "grejne mašine" koja može da koristi više izvora toplote i sposobna je da generiše veliku količinu mehaničke energije (rada), i koja može da se koristi na bilo kom mestu i u bilo koju svrhu, ali poželјno za proizvodnju električne energije.

[0026] Dalјi cilј predmetnog pronalaska je da obezbedi novu "grejnu mašinu" koju karakterišu visoka termodinamička efikasnost i odličan odnos snage i težine.

[0027] Dalјi cilј predmetnog pronalaska je da predloži novu "grejnu mašinu" koja ima "pogonsku jedinicu" koju karakteriše mehanička konstrukcija koja je jednostavna i može se lako izgraditi.

[0028] Dalјi cilј predmetnog pronalaska je mogućnost proizvodnje nove "grejne mašine" koju karakterišu smanjeni troškovi proizvodnje.

[0029] Ovi ciljevi, kao i svi drugi koji će postati očigledniji tokom sledećeg opisa, u suštini su postignuti novom "grejnom mašinom" koja se oslanja na "pogonsku jedinicu" koju karakteriše niz određenih aspekata.

[0030] U jednom aspektu, predmetni pronalazak se odnosi na grejnu mašinu za ostvarivanje ciklusa zagrevanja, grejnu mašinu koja radi sa termalnim fluidom i sadrži:

- pogonsku jedinicu koja sadrži:

- kućište kojim se u njemu ograničava prstenasta komora i koje ima odgovarajuće dimenzionisane ulazne ili ispusne otvore u fluidnoj komunikaciji sa vodovima spolјašnjim u odnosu na prstenastu komoru, gde je svaki ulazni ili ispusni otvor ugaono odmaknut od susednih ulaznih i ispusnih otvora tako da definiše proširenje/kompresionu putanju za radni fluid u prstenastoj komori;

- prvi rotor i drugi rotor koji su rotaciono ugrađeni u navedeno kućište; gde svaki od dva rotora ima tri klipa koja mogu kliziti u prstenastoj komori; gde su klipovi jednog od rotora ugaono naizmenično sa klipovima drugog rotora; gde ugaono susedni klipovi ograničavaju šest komora promenlјive zapremine;

- primarnu osovinu operativno povezanu sa navedenim prvim i drugim rotorom;

- prenos koji je operativno postavlјen između navedenog prvog i drugog rotora i primarne osovine i konfigurisan da pretvara rotaciono kretanje sa odgovarajućom prvom i drugom periodično promenlјivom ugaonom brzinom navedenog prvog i drugog rotora koji su međusobno pomereni u rotaciono kretanje koje ima konstantnu ugaonu brzinu primarne osovine; gde je prenos konfigurisan da daje periodično promenlјivoj ugaonoj brzini svakog od rotora, šest varijacionih perioda za svaki potpuni obrtaj primarne osovine.

[0031] U jednom aspektu, navedena pogonska jedinica je rotacioni volumetrijski ekspander koji radi sa navedenim termalnim fluidom.

[0032] U jednom aspektu, grejna mašina sadrži prvi odelјak pogonske jedinice gde se, posle pomeranja dva klipa jedan od drugog, termalni fluid, koji prolazi kroz ulazni otvor, usisava u komoru.

[0033] U jednom aspektu, grejna mašina sadrži drugi odelјak navedene pogonske jedinice, gde se, posle pomeranja dva klipa jedan prema drugom, prethodno usisani termalni fluid komprimuje u komoru, a zatim, prolazeći kroz otvor za pražnjenje, cev i nepovratni ventil, prenosi se u kompenzacioni rezervoar.

[0034] U jednom aspektu, grejna mašina sadrži navedeni kompenzacioni rezervoar, konfigurisan da akumulira komprimovani termalni fluid kako bi ga, kroz određene cevi i nepovratni ventil, učinio dostupnim za naknadnu upotrebu u kontinuiranom režimu.

[0035] U jednom aspektu, grejna mašina sadrži regenerator, u fluidnoj komunikaciji preko određenih cevi i konfigurisan da zagreje termalni fluid pre ulaska u grejač.

[0036] U jednom aspektu, grejna mašina sadrži navedeni grejač, konfigurisan da pregreje termalni fluid koji cirkuliše u serpentinskoj zavojnici (tj. u cevi postavlјenoj oko komore za sagorevanje i koja određuje grejač), koristeći toplotnu energiju koju stvara gorionik.

[0037] U jednom aspektu, grejna mašina sadrži gorionik sa pričvršćenom komorom za sagorevanje, a navedeni gorionik je konfigurisan da radi sa različitim vrstama goriva i može da isporuči potrebnu toplotnu energiju grejaču.

[0038] U jednom aspektu, grejna mašina sadrži treći odelјak navedene pogonske jedinice, u fluidnoj komunikaciji sa navedenim grejačem, pomoću određenih cevi, i konfigurisana je da preko ulaznih otvora prima termalni fluid zagrevan na visoku temperaturu pod pritiskom u grejaču kako bi se proširio u komorama, koje su razgraničene klipovima, u svrhu da se navedeni klipovi rotiraju i proizvode rad.

[0039] U jednom aspektu, grejna mašina sadrži četvrti odelјak navedene pogonske jedinice, u fluidnoj komunikaciji sa regeneratorom kroz ispusne otvore i određene cevi, i gde, usled smanjenja zapremine dve komore do koga dolazi kretanjem dva para klipova jedan prema drugom, iscrplјeni termalni fluid se prisilno izbacuje.

[0040] U jednom aspektu, navedeni regenerator, u fluidnoj komunikaciji sa navedenom pogonskom jedinicom, je konfigurisan da pribavlјa toplotnu energiju iz iscrplјenog termalnog fluida i da je koristi za predzagrevanje termalnog fluida koja se šalјe na grejač.

[0041] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 6), prvi odelјak pogonske jedinice je u fluidnoj vezi sa spolјnom okolinom pomoću određene cevi, tako da se vazduh iz okoline može usisati u komoru.

[0042] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 6), grejna mašina sadrži mernu pumpu u fluidnoj vezi sa rezervoarom za destilovanu vodu i postavlјenu tako da omogućava ubrizgavanje unapred definisane količine destilovane vode u cirkulaciju vazduha pomoću injektora, a navedena unapred definisana količina je sposobna da poveća jediničnu snagu pogonske jedinice i da osigura podmazivanje cilindra.

[0043] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 7), grejna mašina sadrži hladnjak koji je operativno postavlјen između izlaza za nisku temperaturu iz regeneratora i ulaza u grejač.

[0044] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 7), termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka na temperaturi T1, prelazi u određenu cev, prolazi kroz hvatač kondenzata, gde se voda u termalnoj tečnosti kondenzuje i odvaja iz vazduha, prelazi u drugu specifičnu cev na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor i prateći kretanje dva klipa jedan od drugog, usisava se u komoru navedenog prvog odeljka.

[0045] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 7), potisnuta pumpom visokog pritiska, kondenzovana voda koja se prethodno izvlači iz vazduha hvatačem prolazi kroz određene cevi i dolazi do injektora raspoređenog tako da ubrizgava u vazdušno kolo, unapred definisanu količinu kondenzovane vode, koja je u stanju da poveća jediničnu snagu pogonske jedinice i da osigura podmazivanje cilindra.

[0046] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 8), grejna mašina sadrži hladnjak koji je operativno umetnut između izlaza za nisku temperaturu regeneratora i ulaza u grejač i toplotni fluid koji izlazi iz hladnjaka na temperaturi T1, prelazi u cev, prolazi kroz hvatač kondenzata, gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha, prelazi u drugu cev na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor i prati kretanje dva klipa jedan od drugog, usisava se u komoru navedenog prvog odelјka i, potiskivana pumpom visokog pritiska, kondenzovana voda koja se prethodno izdvaja iz vazduha hvatačem prolazi kroz određene cevi i dolazi do isparivača koji je konfigurisan za zagrevanje i isparavanje kondenzovane vode i slanje u injektor raspoređen tako da u vazdušno kolo ubrizga unapred definisanu količinu isparene kondenzovane vode koja može da poveća jediničnu snagu pogonske jedinice i obezbedi podmazivanja cilindra.

[0047] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 8), isparivač je operativno umetnut, sa svojom stranom visoke temperature, između navedene pumpe visokog pritiska i navedenog injektora, a isparivač je konfigurisan da prima kao dolazni fluid na svojoj strani niske temperature, iscrplјeni termalni fluid izbačen iz izlaza pogonske jedinice, kako bi se dobila zaostala toplotna energija iz tog iscrplјenog termalnog fluida i koristila za predzagrevanje termalnog fluida koji se šalјe u grejač.

[0048] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 11), grejna mašina sadrži hladnjak koji je operativno umetnut između izlaza za nisku temperaturu regeneratora i ulaza u grejač i termalni fluid koji izlazi iz hladnjaka na temperaturi T1, prelazi u cev, prolazi kroz hvatač kondenzata, gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha, prelazi u cev na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor i, prateći kretanje dva klipa jednan od drugog, usisava se u komoru navedenog prvog odelјka i, potiskivana pumpom visokog pritiska, kondenzovana voda koja se prethodno izvlači iz vazduha hvatačem prolazi kroz cevi i dolazi do isparivača, konfigurisanog za zagrevanje i isparavanje kondenzovane vode i slanje u supergrejač koji je, ekstrakcijom energije iz vrućih gasova sagorevanja nizvodno od gorionika, konfigurisan da pregreje zasićenu paru koja izlazi iz isparivača, tako da ga snabdeva energijom.

[0049] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 11), supergrejač je konfigurisan da uputi isparenu i pregrejanu kondenzovanu vodu u injektor, koji je postavlјen tako da omogućava ubrizgavanje, u vazdušno kolo, unapred definisane količine navedene pregrejane i isparene kondenzovane vode, koja je u stanju da dodatno poveća jediničnu snagu pogonske jedinice i da obezbedi podmazivanje cilindra.

[0050] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 11), isparivač je operativno umetnut, sa svojom stranom visoke temperature, između navedene pumpe visokog pritiska i navedenog supergrejača, a isparivač je konfigurisan da prima kao dolazni fluid na svojoj strani niske temperature, iscrplјeni termalni fluid izbačen iz ispusta pogonske jedinice, kako bi se dobila zaostala toplotna energija iz tog iscrplјenog termalnog fluida i koristila za predzagrevanje termalnog fluida koja se šalјe u grejač.

[0051] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 12), grejna mašina je opremlјena rashladnim kolom koje sadrži:

- prvi rekuperator, smešten uzvodno od gorionika, gde se vazduh za sagorevanje izvlači iz okoline;

- rashladnu jedinicu (ili međuprostor) povezanu sa pogonskom jedinicom;

- drugi rekuperator, smešten nizvodno od gorionika i grejača, i poželјno nizvodno od navedenog supergrejača, duž izlazne putanje vrućih gasova sagorevanja;

- veći broj rashladnih cevi koje se povezuju u seriju navedeni prvi rekuperator, navedenu rashladnu jedinicu i navedeni drugi rekuperator, tako da čine kružnu putanju i nose količinu rashladne tečnosti (poželјno vode);

- rashladnu pumpu, smeštenu u navedenom kolu i koja je operativno aktivna na jednoj cevi navedenog većeg broja rashladnih cevi kako bi se postigla cirkulacija navedene rashladne tečnosti u rashladnom kolu.

[0052] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 12), prvi rekuperator je konfigurisan za hlađenje navedenog rashladnog fluida predajom toplotne energije navedenom vazduhu za sagorevanje, rashladna jedinica je konfigurisana za hlađenje pogonske jedinice prenosom toplotne energije iz pogonske jedinice na rashladnu tečnost, koja je podrvgnuta porastu temperature, a drugi rekuperator je konfigurisan za zagrevanje navedene rashladne tečnosti dobijanjem toplotne energije iz vrućih gasova sagorevanja.

[0053] U jednom aspektu (vidi shematske prikaze na slikama 6, 7, 8, 11, 12), grejna mašina sadrži pomoćno hidraulično kolo. U jednom aspektu pomoćno hidraulično kolo sadrži:

- pomoćni rekuperator, smešten nizvodno od gorionika i grejača, a poželјno nizvodno od supergrejača, duž izlazne putanje vrućih gasova sagorevanja;

- veći broj pomoćnih cevi konfigurisanih da prolaze kroz navedeni pomoćni rekuperator i da budu povezane sa jednom ili više pomoćnih upotreba, poželјno uređaja za grejanje prostora i/ili proizvodnih jedinica za pripremu tople vode za domaćinstvo;

- pomoćnu pumpu, smeštenu u navedenom kolu i koja je operativno aktivna na jednoj cevi navedenog većeg broja pomoćnih cevi, tako da dovodi do cirkulacije u navedenom pomoćnom kolu.

[0054] U jednom aspektu, pomoćni rekuperator je konfigurisan da dobije što više energije iz gasova sagorevanja i da je prenese na fluid koji cirkuliše u navedenom pomoćnom kolu, a navedena energija je dostupna za navedenu pomoćnu upotrebu.

[0055] U jednom aspektu, grejna mašina sadrži ventilator ispred gorionika i konfigurisana je da izvlači vazduh za sagorevanje iz okoline i prisilno ga šalјe na navedeni gorionik kako bi se napajao proces sagorevanja.

[0056] U jednom aspektu, grejna mašina sadrži jedan ili više nepovratnih ventila smeštenih duž cevi grejne mašine i konfigurisanih da olakšaju cirkulaciju termalnog fluida jednosmerno i da spreče odliv termalnog fluida u suprotnom smeru.

[0057] U svom nezavisnom aspektu, predmetni pronalazak se odnosi na postupak za ostvarivanje ciklusa zagrevanja, postupak koji radi sa termalnim fluidom i obuhvata korake:

- postavljanja grejne mašine;

- izvođenja većeg broja koraka.

[0058] U jednom aspektu, navedeni veći broj koraka obuhvata:

- postavljanje primarne osovine u pokret i prenosa pogonske jedinice, postavljanje šest klipova u pokret;

- aktiviranje gorionika i pokretanje procesa sagorevanja;

- kada termalni fluid koji cirkuliše u grejnoj mašini dostigne prethodno uspostavlјeno minimalno radno stanje, pogonska jedinica obavlјa posao potreban za samostalno smenjivanje;

- prateći kretanje dva klipa jedan od drugog, termalni fluid se usisava u komoru kroz usisni otvor;

- nakon kretanja dva klipa jedan prema drugom, prethodno usisani termalni fluid se kompresuje u komori, podvrgava se porastu temperature od T1’ do T2, prolazi kroz ispusni otvor i dolazi do kompenzacionog rezervoara;

- sa prekidima određenim rotacijom klipova i rezultujućim otvaranjem/zatvaranjem ulaznih otvora, termalni fluid izlazi iz rezervoara i prolazi kroz regenerator, gde je prodvrgnut porastu temperature od T2 do T2’;

- termalni fluid prolazi kroz grejač, gde prima toplotnu energiju i povećava temperaturu od T2" do T3;

- rotirajući se u prstenastom cilindru, kada klipovi otvaraju ulazne otvore, pregrejani termalni fluid ulazi u ekspanzione komore gde se širi, sa smanjenjem svoje temperature sa T3 na T4 i, dok čini da se klipovi okreću, proizvodi koristan rad.

[0059] U jednom aspektu, u navedenom koraku postavljanja grejne mašine, navedena grejna mašina je u skladu sa kombinacijom jednog ili više predmetnih aspekata i/ili jednog ili više pratećih patentnih zahteva.

[0060] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 6), prateći kretanje klipova jednih prema drugima, komore smanjuju zapreminu, iscrplјeni termalni fluid se izbacuje iz pogonske jedinice, prolazi kroz ispusne otvore i prolazi kroz regenerator, gde predaje deo toplote koju još uvek poseduje i podleže padu temperature sa T4 na T4’.

[0061] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 6), u koraku usisavanja termalnog fluida u komoru, navedeni termalni fluid je vazduh usisavan iz okoline na temperaturi T1’.

[0062] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 6), postupak sadrži korake:

- izvlačenja destilovane vode iz rezervoara;

- aktiviranje merne pumpe i uvođenje zadate količine destilovane vode u kolo pomoću injektora, čime se dovodi do smanjenja temperature dogijenog termalnog fluida sa T2’ na T2";

- nakon koraka prolaska kroz regenerator, iscrplјeni termalni fluid se ispušta u atmosferu.

[0063] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 7), postupak dalјe sadrži sledeće korake:

- termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka na temperaturi T1, prelazi u cev, prolazi kroz hvatač kondenzata, gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha, prelazi u cev na temperaturi T1’, prolazi kroz otvor za usisavanje i, nakon pomeranja dva klipa jedan od drugog, usisava se u komoru navedenog prvog odeljka;

- potisnuta pumpom visokog pritiska, kondenzovana voda koju je hvatač prethodno izvukao iz vazduha putuje cevima i dolazi do injektora postavlјenog tako da omogućava ubrizgavanje u vazdušno kolo unapred definisane količine kondenzovane vode koja je sposobna da poveća jediničnu snagu pogonske jedinice i osigura podmazivanje cilindra.

[0064] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 8), postupak dalјe sadrži sledeće korake:

- termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka na temperaturi T1, prelazi u cev, prolazi kroz hvatač kondenzata, gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha, prelazi u cev na temperaturi T1’, prolazi kroz otvor za usisavanje i, nakon pomeranja dva klipa jedan od drugog, usisava se u komoru navedenog prvog odeljka;

- potisnuta pumpom visokog pritiska, kondenzovana voda koja se prethodno izvlači iz vazduha hvatačem prolazi kroz cevi i dolazi do isparivača, konfigurisanog za zagrevanje i isparavanje kondenzovane vode i slanje u injektor postavlјen tako da omogući ubrizgavanje u vazdušno kolo, unapred definisane količine kondenzovane vode, koja je u stanju da poveća jediničnu snagu pogonske jedinice i da osigura podmazivanje cilindra;

gde je navedeni isparivač konfigurisan da prima kao dolazni fluid, na svojoj strani sa niskom temperaturom, iscrplјeni termalni fluid koji se izbacuje iz izlaza pogonske jedinice, tako da dobija preostalu toplotnu energiju iz tog iscrplјenog termalnog fluida i koristi je za predzagrevanje termalnog fluida koji se šalјe u grejač.

[0065] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 11), postupak dalјe sadrži sledeće korake:

- termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka na temperaturi T1, prelazi u cev, prolazi kroz hvatač kondenzata, gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha, prelazi u cev na temperaturi T1’, prolazi kroz otvor za usisavanje i, nakon pomeranja dva klipa jedan od drugog, usisava se u komoru navedenog prvog odeljka;

- potisnuta pumpom visokog pritiska, kondenzovana voda koju je hvatač prethodno izvukao iz vazduha putuje cevima i dolazi do isparivača koji je konfigurisan da zagreva i isparava kondenzovanu vodu i šalјe je u supergrejač koji je, izvlačeći energiju iz vrućih gasova sagorevanja nizvodno od gorionika, konfigurisan da pregreje zasićenu paru koja izlazi iz isparivača, tako da se snabde energijom;

gde je navedeni supergrejač konfigurisan da šalјe pregrejanu i isparenu kondenzovanu vodu u injektor, koji je postavlјen tako da omogućava ubrizgavanje, u vazdušno kolo, unapred definisane količine navedene pregrejane i isparene kondenzovane vode, koja je u stanju da dodatno poveća jediničnu snagu pogonske jedinice, povećanje ukupne efikasnosti i obezbeđivanje podmazivanja cilindra,

i gde je navedeni isparivač konfigurisan da prima kao dolazni fluid na svojoj strani niske temperature iscrplјeni termalni fluid koji se izbacuje iz ispusta pogonske jedinice, tako da dobija preostalu toplotnu energiju iz tog iscrplјenog termalnog fluida i koristi ga za predzagrevanje termalnog fluida koji se šalјe u grejač.

[0066] U jednom aspektu (vidi shematski prikaz na slici 12), postupak dalјe sadrži sledeće korake:

- postavku rashladnog kola koje sadrži:

- prvi rekuperator, uzvodno od gorionika, gde se vazduh za sagorevanje izvlači iz okoline;

- rashladnu jedinicu (ili međuprostor) povezanu sa pogonskom jedinicom;

- drugi rekuperator, smešten nizvodno od gorionika i grejača, i poželјno nizvodno od navedenog supergrejača, duž izlazne putanje vrućih gasova sagorevanja;

- veći broj rashladnih cevi koje serijski povezuju, navedeni prvi rekuperator, navedenu rashladnu jedinicu (ili međuprostor) i navedeni drugi rekuperator, tako da čine kružnu putanju, i nose količinu rashladne tečnosti (poželјno vode);

- rashladnu pumpu, smeštenu u navedenom kolu i koja je operativno aktivna na jednoj cevi navedenog većeg broja rashladnih cevi kako bi se postigla cirkulacija navedene rashladne tečnosti u rashladnom kolu;

- sprovođenje sledećih koraka:

- hlađenje rashladne tečnosti pomoću navedenog prvog rekuperatora predavanjem toplotne energije navedenom vazduhu za sagorevanje;

- hlađenje pomoću navedene rashladne jedinice pogonske jedinice prenošenjem toplotne energije iz pogonske jedinice na rashladni fluid, koji trpi porast temperature;

- zagrevanje, pomoću navedenog drugog rekuperatora, navedena rashladna tečnost dobija toplotnu energiju iz vrućih gasova sagorevanja.

[0067] U jednom aspektu (vidi shematske prikaze na slikama 6, 7, 8, 11, 12), postupak dalјe sadrži sledeće korake:

- postavljanje pomoćnog hidrauličkog kola koje sadrži:

- pomoćni rekuperator, smešten nizvodno od gorionika i grejača, a poželјno nizvodno od navedenog supergrejača, duž izlazne putanje vrućih gasova sagorevanja;

- veći broj pomoćnih cevi konfigurisanih da prolaze kroz navedeni pomoćni rekuperator i da budu povezane sa jednom ili više pomoćnih upotreba, poželјno uređajima za grejanje prostora i/ili proizvodnim jedinicama za pripremu tople vode za domaćinstvo;

- pomoćnu pumpu, smeštenu u navedenom kolu i koja je operativno aktivna na jednoj cevi navedenog većeg broja pomoćnih cevi, tako da dovodi do cirkulacije u navedenom pomoćnom kolu;

- sprovođenje sledećih koraka:

- rekuperacija što više energije iz gasova sagorevanja, pomoću navedenog pomoćnog rekuperatora;

- prenošenje navedene energije fluida koji cirkuliše u navedenom pomoćnom kolu; - obezbeđivanje navedene energije za pomoćnu upotrebu.

[0068] U jednom aspektu, pogonska jedinica se u suštini sastoji od:

- blok motora formiran kućištem sa unutrašnjom šuplјinom koja definiše toroidni cilindar (ili prstenasti cilindar);

- dve trijade klipova rotirajuće smeštene unutar toroidnog cilindra (ili prstenastog cilindra), a svaka trijada je povezana sa odgovarajućim pogonskim rotorom, pri čemu su klipovi dve trijade međusobno naizmenični;

- troosovinski prenos sa prenosnikom od četiri trokraka zupčanika smeštena u određenom kućištu, konfigurisan i projektovan za prenos kretanja od i/ili na dve trijade klipova, pri čemu se prenos sastoji od primarne osovine (ili pogonske osovine), prve sekundarne osovine i druge sekundarne osovine, a svaka sekundarna osovina je povezana pogonskim rotorima sa odgovarajućom trijadom klipa;

- prvi rotor i drugi rotor povezani tim redosledom sa prvom i drugom pomoćnom osovinom i rotirajuće ugrađeni u kućište; gde je svaki od dva rotora mehanički integrisan sa tri klipa koji su ugaono odmaknuti jedan od drugog za 120° i klizni u prstenastoj komori; gde su klipovi jednog od rotora ugaono naizmenični sa klipovima drugog rotora tako da ugaono susedni klipovi formiraju i ograničavaju svaku od šest stvorenih komora promenlјive zapremine.

[0069] U jednom aspektu, prstenasta komora ima pravougaoni ili kvadratni poprečni presek, a klipovi, koji su uparenog oblika, su pravougaone ili kvadratne forme.

[0070] U jednom aspektu, prstenasta komora ima kružni presek (proteže se toroidno), a klipovi, koji su uparenog oblika, imaju kružni presek (protežu se toroidno).

[0071] U jednom aspektu, toroidni cilindar (ili prstenasti cilindar) ima niz međusobno različitih ulaznih otvora za ulazak termalnog fluida visoke temperature u cilindar i veći broj međusobno različitih ispusnih otvora za evakuaciju iscrplјenog termalnog fluida.

[0072] U jednom aspektu, svaka od šest komora širi se tri puta i skuplјa tri puta po svakom kompletnom obrtaju (360°) primarne osovine.

[0073] U jednom aspektu, svi ulazni/ispusni otvori, koji se koriste za prolazak termalnog fluida, oblikovani su na kućištu toroidnog (ili prstenastog) cilindra.

[0074] U jednom aspektu, toroidni cilindar (ili prstenasti cilindar) ima jedan ili više ulaznih otvora za ulazak ohlađenog termalnog fluida u cilindar i jedan ili više ispusnih otvora za evakuaciju komprimovanog termalnog fluida u kompenzacioni rezervoar.

[0075] U jednom aspektu, pomoću ručnog ili automatskog ugaonog rotiranja kućišta koje sadrži prenos, u odnosu na ulazno/ispusne otvore, moguće je vremenski odrediti faze ciklusa zagrevanja da dođu ranije ili kasnije kako bi se optimizovala termodinamička efikasnost.

[0076] U jednom aspektu, pomoću ručnog ili automatskog ugaonog okretanja kućišta koje sadrži prenos, u odnosu na ulazno/ispusne otvore, moguće je vremenski odrediti faze ciklusa zagrevanja da dođu ranije ili kasnije kako bi se omogućilo autonomno pokretanje uređaja motora.

[0077] U jednom aspektu, prva trijada klipova je sastavni deo prvog rotora, a druga trijada klipova je sastavni deo drugog rotora.

[0078] U jednom aspektu, tri klipa svakog od dva rotora su ugaono jednako udalјeni jedan od drugog.

[0079] U jednom aspektu, tri klipa svakog od rotora su čvrsto povezani zajedno tako da se međusobno integrišu.

[0080] U jednom aspektu, prva sekundarna osovina je čvrsta i integralno spojena na jednom kraju sa prvim trokrakim zupčanikom, a na suprotnom kraju sa prvim rotorom.

[0081] U jednom aspektu, druga sekundarna osovina je šuplјa i celovito je povezana na jednom kraju odgovarajućim drugim trokrakim zupčanikom, a na suprotnom kraju sa drugim rotorom.

[0082] U jednom aspektu, primarna osovina (ili pogonska osovina) je integralno povezana sa prvim i drugim trokrakim zupčanikom, pozicioniranim na 60° jedan od drugog.

[0083] U jednom aspektu, prenos pogonske jedinice sadrži:

- prvu pomoćnu osovinu na koju je postavlјen prvi rotor;

- drugu pomoćnu osovinu na koju je postavlјen drugi rotor;

- prvi trokraki zupčanik i drugi trokraki zupčanik zakačene na primarnu osovinu i ugaono odmaknute jedan od drugog za ugao od 60°;

- treći trokraki zupčanik, zakačen na prvu pomoćnu osovinu;

- četvrti trokraki zupčanik, zakačen na drugu pomoćnu osovinu;

pri čemu prvi trokraki zupčanik funkcionalno radi sa trećim trokrakim zupčanikom, a drugi trokraki zupčanik funkcionalno radi sa četvrtim trokrakim zupčanikom.

[0084] U jednom aspektu, prva pomoćna osovina je koaksijalno umetnuta u drugu pomoćnu osovinu ili obrnuto.

[0085] U jednom aspektu, osa primarne osovine paralelna je i odgovarajuće udalјena od ose prve osovine i druge osovine.

[0086] U jednom aspektu, svaki trokraki zupčanik ima konkavne i/ili ravne i/ili konveksne povezujuće delove između svojih krakova.

[0087] U jednom aspektu, svaki trokraki zupčanik, kako se može zaklјučiti iz njegove definicije, ima u osnovi trouglasti profil.

[0088] U svim aspektima, rotacija koja ima konstantnu ugaonu brzinu primarne osovine (ili pogonske osovine) dovodi do periodičnih promena u ugaonim brzinama rotacije dve sekundarne osovine.

[0089] U svim aspektima, primarna osovina (ili pogonska osovina) dovodi do periodičnih cikličnih promena ugaone brzine prve i druge sekundarne osovine i odgovarajućih trijada klipova koji se rotiraju unutar toroidnog cilindra (ili prstenastog cilindra), omogućavajući stvaranje od šest različitih rotirajućih komora sa promenlјivom zapreminom i odnosom.

[0090] U jednom aspektu, prenos kretanja između klipova i primarne osovine (ili pogonske osovine) postiže se prenosnikom od trokrakih zupčanika koji povezuje prvu i drugu sekundarnu osovinu sa primarnim osovinama, naznačen time što dok primarna osovina (ili pogonska osovina) rotira konstantnom ugaonom brzinom, dve sekundarne osovine rotiraju se ugaonom brzinom koja je periodično veća od, jednaka ili niža od one primarne osovine.

[0091] U jednom aspektu, ne dovodeći u pitanje inventivnu ideju, pogonska jedinica može biti opremlјena bilo kojim sistemom za prenos kretanja između dve trijade klipova i primarne osovine (kao što je, na primer, onaj čija je zaštita tražena u patentima US5147191, EP0554227A1 i TW1296023B), moguće je usvojiti bilo koji mehanizam koji je u stanju da transformiše rotaciono kretanje primarne osovine, koje ima konstantnu ugaonu brzinu, u rotaciono kretanje sa periodično promenlјivom ugaonom brzinom dve sekundarne osovine, funkcionalno povezane sa dve trijade klipova.

[0092] U svim aspektima, pogonska jedinica se može konfigurisati pomoću odgovarajućih cevovoda za prenos termalnog fluida, na takav način da se različiti delovi i različiti odeljci mogu operativno povezati sa odgovarajućim ulaznim/ispusnim otvorima pogonske jedinice.

[0093] U jednom aspektu, pogonska jedinica je potpuno bez usisnih/ispusnih ventila i s njima povezanih mehanizama, jer trijade klipova, pomerajući se u toroidnom cilindru (ili prstenastom cilindru), same dovode do otvaranja i zatvaranja ulaznih/ispusnih otvora za termalni fluid.

[0094] U jednom aspektu, grejna mašina koja koristi pogonsku jedinicu može biti opremlјena nepovratnim ventilima koji su odgovarajuće postavlјeni u cevovodima za prenos termalnog fluida, na takav način da optimizuju ciklus zagrevanja pomažući radu klipova u funkciji otvaranjazatvaranja ulaznih/ispusnih otvora.

[0095] U jednom aspektu, grejna mašina koja koristi pogonsku jedinicu može da sadrži jedan ili više grejača termalnog fluida i/ili rekuperatore koji su konfigurisani tako da mogu da obezbede svu maksimalnu energiju koja služi za proizvodnju korisnog rada, uz rekuperaciju što je više moguće energije koja bi inače bila izgublјena.

[0096] U jednom aspektu, pogonska jedinica je povezana sa generatorom sposobnim za proizvodnju električne energije upotreblјive u bilo koju svrhu.

[0097] U jednom aspektu, pogonska jedinica je sposobna da proizvodi mehaničku energiju koja se koristi u bilo koju svrhu.

[0098] U jednom aspektu, grejna mašina koja koristi pogonsku jedinicu sadrži sistem za regulaciju toplotne energije, konfigurisan da reguliše pritisak isporuke i/ili temperaturu termalnog fluida u različitim fazama procesa.

[0099] U jednom aspektu, pogonska jedinica može biti konfigurisana tako da funkcioniše sa originalnim Džul-Eriksonovim radnim ciklusom, jer pogonska jedinica može obavlјati funkcije kompresije i širenja termalnog fluida.

[0100] U jednom aspektu, "grejna mašina" koja koristi pogonsku jedinicu konfigurisana je da funkcioniše sa novim "pulsirajućim ciklusom zagrevanja" koristeći vrući vazduh i vodenu paru, dajući jednosmerno kontinuirano kretanje termalnog fluida.

[0101] U jednom aspektu, pogonska jedinica je pogodna za upotrebu kao uređaj sposoban za proizvodnju mehaničke energije korišćenjem protoka termalnog fluida zagrejanog bilo kojim izvorom toplote.

[0102] U jednom aspektu, grejanje cirkulišućeg termalnog fluida može se postići korišćenjem gorionika na gorivo (na primer, gasnog gorionika) ili bilo kog drugog spolјnog izvora toplote, kao što su, na primer: solarna energija, biomasa, nerafinisano gorivo, industrijski otpad visoke temperature, ili drugi izvor pogodan za zagrevanje samog termalnog fluida na minimalnu potrebnu temperaturu.

[0103] Dodatne karakteristike postaće očiglednije iz sledećeg detalјnog opisa grejne mašine predmetnog pronalaska i nekih poželјnih tehničkih rešenja njene upotrebe, u pogledu, tim redosledom:

_ prve funkcionalne konfiguracije (vidi sliku 6) u vezi sa novim "otvorenim" radnim ciklusom, gde se termalni fluid (obično vazduh) dopunjuje ubrizgavanjem destilovane vode koja se ne može reciklirati čija je primarna namena podmazivanje cilindra gde klipovi klize i povećanje jedinične snage pogonske jedinice;

_druge funkcionalne konfiguracije (vidi sliku 7) u vezi sa novim "zatvorenim" radnim ciklusom, gde se termalni fluid (obično vazduh) dopunjuje ubrizgavanjem kondenzovane vode, čija je primarna svrha podmazivanje cilindra gde klipovi klize i povećanje jedinične snage pogonske jedinice;

_treće funkcionalne konfiguracije (vidi sliku 8) u vezi sa novim "zatvorenim" radnim ciklusom, gde se termalni fluid (obično vazduh) dopunjuje ubrizgavanjem zasićene vodene pare, koja pored podmazivanja cilindra gde klipovi klize i povećanja jedinične snage pogonske jedinice takođe omogućava pobolјšanje ukupne efikasnosti ciklusa zagrevanja; _četvrte funkcionalne konfiguracije (vidi sliku 11) u vezi sa novim "zatvorenim" radnim ciklusom, gde se termalni fluid (obično vazduh) dopunjuje ubrizgavanjem vodene pregrejane pare, koja pored podmazivanja cilindra gde klipovi klize i značajnog povećanja jedinične snage pogonske jedinice, takođe, omogućava veliko pobolјšanje ukupne efikasnosti ciklusa zagrevanja;

_ pete funkcionalne konfiguracije (vidi sliku 12) u vezi sa novim "zatvorenim" radnim ciklusom, gde se termalni fluid (obično vazduh) dopunjuje ubrizgavanjem vodene pregrejane pare koja pored podmazivanja cilindra gde klipovi klize i značajnog povećanja jedinične snage pogonske jedinice, omogućava značajno pobolјšanje ukupne efikasnosti ciklusa zagrevanja, a takođe omogućava i potpunu rekuperaciju toplotne energije fluida u cirkulaciji.

[0104] Pre svega treba napomenuti da je gas koji se poželјno koristi kao termalni fluid obični "vazduh"; međutim, bez prejudiciranja inventivne ideje, može se koristiti bilo koji drugi gas koji je pogodniji i kompatibilniji sa vodenom parom, kao što je prikazano i opisano u nastavku.

[0105] Takođe je korisno napomenuti da su u stanju "mirovanja" korišćeni termalni fluidi (obično vazduh i voda) na istoj temperaturi kao i okolina i da u rešenjima zatvorenog kola, unutar cilindra i cevi, pritisak koji nije atmosferski, takođe, može biti izabran tamo gde je to prikladno.

[0106] U svojoj potpunosti, novi ciklus zagrevanja se izvodi, u kontinuiranom režimu, u više koraka termodinamičkih promena fluida: uvođenje, kompresija, zagrevanje, isparavanje, pregrevanje, širenje (što daje korisni rad), izbacivanje i kondenzacija, kao što je dole opisano za pet glavnih konfiguracija grejne mašine prema ovom pronalasku, koje su date kao neograničavajući primer.

[0107] Najkompletnija funkcionalna konfiguracija grejne mašine, predstavlјena na slici 12, odnosi se na grejnu mašinu (121), koja sadrži pogonsku jedinicu (1) u skladu sa jednim ili više prethodnih aspekata, konfigurisanu da ostvari novi termodinamički ciklus, konvencionalno definisan kao "pulsirajući ciklus zagrevanja", koji se karakteriše upotrebom termalnog fluida, poželјno sastavlјenog od vazduha i destilovane vode, odgovarajuće zagrejanog, isparenog i pregrejanog pre širenja u pogonskoj jedinici 1, kako bi se postiglo značajno povećanje jedinične snage, značajno povećanje ukupne efikasnosti i efikasno podmazivanje sistema cilindra/klipa vodenom parom.

[0108] U ovoj konfiguraciji, gde se početak ciklusa podudara sa usisavanjem ohlađenog vazduha, grejna mašina sadrži:

- "hladnjak" (43), prilagođen za izdvajanje toplote iz termalnog fluida u cirkulaciji, kako bi se on ohladio i povećala masa vazduha koji će se zatim usisati/kompresovati u jedinici (1);

- četvoro- ili šestoklipnu "pogonsku jedinicu" (1), koja ima funkcije "kompresije" i "širenja" cirkulišućeg termalnog fluida;

- "kompenzacioni rezervoar" (44) opremlјen odgovarajućim nepovratnim ventilima, usvojenim za optimizaciju "pulsirajuće" cirkulacije komprimovanog termalnog fluida; - "regenerator" (42), prilagođen za izdvajanje toplote iz iscrplјenog termalnog fluida koji se izbacuje iz jedinice (1) za predzagrevanje termalnog fluida, koji će se zatim zagrejati; - "isparivač" (95), prilagođen za pretvaranje kondenzovane vode u paru, izvlačeći dalјu energiju iz iscrplјenog termalnog fluida koji je već prošao kroz regenerator (42);

_"supergrejač" (96) koji je izdvajanjem energije iz vrućih gasova sagorevanja sposoban da pregreje zasićenu paru koja izlazi iz "isparivača" (95) tako da joj obezbedi energiju, sa značajnom prednošću za ciklus zagrevanja;

- "grejač" (41), koji ima za cilј zagrevanje cirkulišućeg termalnog fluida tako da mu obezbedi toplotnu energiju neophodnu za naredni aktivni korak širenja, koji daje rad; - ispuštač/separator (93), prilagođen kondenzaciji vodene pare u cirkulaciji, tako da može da se ponovo koristi u kontinuiranom režimu;

- pumpa (94) visokog pritiska, prilagođena recirkulaciji kondenzovane vode;

- "injektor" (97), prilagođen da stvori najbolјe uslove za uvođenje pregrejane pare u kolo; _"izmenjivač" (98), pumpu (99), prvi "rekuperator" (100), drugi rekuperator (101), prilagođene za održavanje pogonske jedinice (1) na idealnoj radnoj temperaturi i za rekuperaciju dalјe energije iz gasova sagorevanja, pre njihovog ispuštanja u atmosferu.

[0109] Pogotovo je kretanje cirkulišuće tečnosti u grejnoj mašini uslovlјeno rotacionim kretanjem klipova koji, otvaranjem/zatvaranjem ulaznih/ispusnih otvora, generišu vrlo određeni visokofrekventni "pulsirajući" efekat koja karakteriše ovaj novi ciklus zagrevanja. Na primer, brzina rotacije od 1,000 ob/min primarne osovine odgovara tačno 100 impulsa u sekundi cirkulišućeg termalnog fluida).

Opis dijagrama i slika nacrta

[0110] Uz upućivanje na prateće dijagrame i crteže, napominje se da su isti dati samo kao ilustracija, a ne kao ograničenje; u njima:

▪ slika 1 prikazuje shematski prikaz prednje strane pogonske jedinice koja se koristi u ovom pronalasku;

▪ slika 2a prikazuje bočni presek centralnog tela pogonske jedinice sa slike 1;

▪ slika 2b je bočni presek varijante centralnog tela pogonske jedinice sa slike 1, sa delom sistema za prenos;

▪ slika 3 prikazuje pogled spreda na prenosnik od trokrakih zupčanika koji čine deo sistema za prenos pogonske jedinice sa slike 1;

▪ slika 4 prikazuje radni dijagram Eriksonovog ciklusa zatvorenog kola izveden sa motorom koji ima klip sa recipročnim kretanjem;

▪ slika 5 prikazuje radni dijagram grejne mašine sa zatvorenim kolom Džulovog ciklusa izvedene sa jednoosovinskom turbinom;

▪ slika 6 shematski prikazuje prvo moguće tehničko rešenje grejne mašine prema ovom pronalasku u konfiguraciji "otvorenog kola", koje karakteriše upotreba termalnog fluida sastavlјenog od vazduha sa ubrizgavanjem vode;

▪ slika 7 shematski prikazuje drugo moguće tehničko rešenje grejne mašine prema ovom pronalasku, u konfiguraciji "zatvorenog kola", koje karakteriše upotreba termalnog fluida sastavlјenog od vazduha uz ubrizgavanje kondenzovane vodene pare;

▪ slika 8 shematski prikazuje treće moguće tehničko rešenje grejne mašine prema ovom pronalasku, u konfiguraciji "zatvorenog kola", koje karakteriše upotreba termalnog fluida sastavlјenog od vazduha uz ubrizgavanje zasićene vodene pare;

▪ Slika 9 prikazuje funkcionalni dijagram koji prikazuje rekuperaciju energije koja se može dobiti isparavanjem kondenzovane vode;

▪ Slika 10 prikazuje funkcionalni dijagram koji prikazuje povećanje energije dobijene isparavanjem kondenzovane vode i upotrebom pregrejane vodene pare u ciklusu; ▪ slika 11 shematski prikazuje četvrto moguće tehničko rešenje grejne mašine prema predmetnom pronalasku, u konfiguraciji "zatvorenog kola", koje karakteriše upotreba termalnog fluida sastavlјenog od vazduha uz ubrizgavanje pregrejane vodene pare;

▪ slika 12 shematski prikazuje peto moguće tehničko rešenje grejne mašine prema ovom pronalasku, u konfiguraciji "zatvorenog kola", koje karakteriše upotreba termalnog fluida sastavlјenog od vazduha sa ubrizgavanjem pregrejane vodene pare i koje ima sistem za rekuperaciju energije sa termičkom stabilizacijom pogonske jedinice;

▪ slika 13 prikazuje uvećanje dela grejne mašine prema ovom pronalasku; ovaj deo je identičan za konfiguracije prikazane na slikama 6, 7, 8, 11 i 12.

Detalјan opis pogonske jedinice koja se koristi u grejnoj mašini

[0111] Uz upućivanje na slike 1, 2a, 2b, 3, (1) u celini označava "pogonsku jedinicu" koja se koristi kao "kompresor/ekspander" u novom "pulsirajućem ciklusu zagrevanja" koji radi poželјno sa vrućim vazduhom i vodenom parom.

[0112] Pogonska jedinica 1 sadrži kućište 2 koje iznutra ograničava sedište 3.

[0113] U prikazanom tehničkom rešenju bez ograničenja, kućište 2 se sastoji od dva polu dela 2a, 2b spojena zajedno.

[0114] Smešteni u sedištu 3 nalaze se prvi rotor 4 i drugi rotor 5, koji se rotiraju oko iste ose "X-X ".

[0115] Prvi rotor 4 ima prvo cilindrično telo 6 i tri prva elementa 7a, 7b, 7c koji se pružaju radijalno od prvog cilindričnog tela 6 i koji su sa njim čvrsto povezani ili integralni.

[0116] Drugi rotor 5 ima drugo cilindrično telo 8 i tri druga elementa 9a, 9b, 9c koji se pružaju radijalno od drugog cilindričnog tela 8 i koji su sa njim čvrsto povezani ili integralni.

[0117] Elementi 7a, 7b, 7c rotora 4 su ugaono jednako udalјeni jedan od drugog, tj. svaki element je u proseku odvojen od susednog elementa za ugao "α" od 120° (mereno između ravni simetrije svakog elementa).

[0118] Elementi 9a, 9b, 9c rotora 5 međusobno su ugaono jednako udalјeni, odnosno svaki element je u proseku odvojen od susednog elementa za ugao "α" od 120° (mereno između ravni simetrije svakog elementa).

[0119] Prvo i drugo cilindrično telo 6, 8 postavlјeno je jedno pored drugog na odgovarajućim osnovama 10, 11 i koaksijalni su.

[0120] Tri prva elementa 7a, 7b, 7c prvog rotora 4 se, osim toga, protežu duž aksijalnog pravca i imaju izbočeni deo postavlјen u položaju koji je radijalno spolјa u odnosu na drugo cilindrično telo 8 drugog rotora 5.

[0121] Tri druga elementa 9a, 9b, 9c drugog rotora 5 se, osim toga, protežu duž aksijalnog pravca i imaju izbočeni deo postavlјen u položaju koji je radijalno spolјa u odnosu na prvo cilindrično telo 6 prvog rotora 4.

[0122] Tri prva elementa 7a, 7b, 7c su naizmenični sa tri druga elementa 9a, 9b, 9c duž obodna prstenaste komore 12.

[0123] Svaki od prvog i drugog elementa 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c ima u radijalnom preseku (slika 1) u suštini trapezni profil koji konvergira prema rotacionoj osi "X-X" i u aksijalnom preseku (slika 2a,2b), u suštini kružni ili pravougaoni profil.

[0124] Svaki od prvih i drugih elemenata 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c ima ugaonu veličinu, koja je data čisto približno, a ne kao ograničenje, od oko 38°.

[0125] Periferne površine koje su radijalno spolјa na prvom i drugom cilindričnom telu 6, 8 ograničavaju, zajedno sa unutrašnjom površinom sedišta 3, prstenastu komoru 12.

[0126] Prstenasta komora 12 je prema tome podelјena na "rotirajuće komore" promenlјive zapremine 13’, 13", 13"’, 14’, 14", 14"’ prvim i drugim elementima 7a, 7b, 7c, 9a, 9b,9c. Konkretno, svaka "rotirajuća komora" promenlјive zapremine je ograničena (pored površine radijalno unutrašnje na kućište 2 i površine radijalno spolјašnje na cilindrična tela 6, 8) jednim od prvih elemenata 7a, 7b, 7c i jednim drugih elemenata 9a, 9b, 9c.

[0127] Na prvoj slici 2a, svaki od prvih i drugih elemenata 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c ima u svom aksijalnom preseku u suštini kružni profil, a prstenasta komora 12, takođe, ima kružni presek definisan kao "toroidni".

[0128] U varijanti na slici 2b, svaki od prvih i drugih elemenata 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c u svom aksijalnom preseku ima pravougaoni (ili kvadratni) profil, a prstenasta komora 12, takođe, ima pravougaoni (ili kvadratni) presek.

[0129] Između unutrašnjih zidova prstenaste komore 12 i svakog od navedenih prvih i drugih elemenata 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c ostaje međuprostor koji omogućava rotaciono kretanje klipova 4, 5 i klizanje elemenata 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c u samoj komori 12.

[0130] Prvi i drugi elementi 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c su klipovi prikazane pogonske jedinice 1 i rotirajuće komore promenlјive zapremine 13’, 13", 13"’, 14’, 14", 14"’ su komore za kompresiju i/ili širenje radnog fluida navedene pogonske jedinice 1.

[0131] Ulazni ili ispusni otvori 15’, 16’, 15", 16", 15"’, 16"’ (odgovarajuće veličine i oblika) izvedeni su u zidu radijalno spolјašnjem od kućišta 2; oni se otvaraju u prstenastu komoru 12 i u fluidnoj su komunikaciji sa cevima izvan spolјne prstenaste komore 12, prikazane u dalјem tekstu.

[0132] Svaki ulazni ili ispusni otvor 15’, 16’, 15", 16", 15"’, 16"’ je ugaono razmaknut na odgovarajući način kako bi se prilagodio zahtevima svake različite pojedinačne funkcionalne konfiguracije pogonske jedinice 1.

[0133] Pogonska jedinica 1 dalјe sadrži primarnu osovina 17 paralelnu i udalјenu od ose rotacije "X-X" i rotirajuće postavlјenu na kućište 2 i prenos 18 koji je mehanički umetnut između primarne osovine 17 i rotora 4, 5.

[0134] Prenos 18 sadrži prvu pomoćnu osovinu 19 na koju je pričvršćen prvi rotor 4 i drugu pomoćnu osovinu 20 na koju je pričvršćen drugi rotor 5. Prva i druga pomoćna osovina 19, 20 su koaksijalne sa osom rotacije "X-X". Druga pomoćna osovina 20 je cevasta i u njoj se nalazi deo prve pomoćne osovine 19. Prva pomoćna osovina 19 može se rotirati u drugoj pomoćnoj osovini 20, a druga pomoćna osovina 20 može se rotirati u kućištu 2.

[0135] Prvi trokraki zupčanik 23 pričvršćen je na primarnu osovinu 17. Drugi trokraki zupčanik 24 pričvršćen je na primarnu osovinu 17 pored prvog. Drugi trokraki zupčanik 24 postavlјen je na primarnu osovinu 17 ugaono pomaknut u odnosu na prvi trokraki zupčanik 23 za ugao "Δ" od 60°. Dva trokraka zupčanika 23 i 24 rotiraju se zajedno sa primarnim osovinama 17.

[0136] Treći trokraki zupčanik 25 pričvršćen je na prvu pomoćnu osovinu 19 (tako da se zajedno sa njom rotira) i njegovi zubi se tačno spajaju sa zupcima prvog trokrakog zupčanika 23.

[0137] Četvrti trokraki zupčanik 26 pričvršćen je za drugu pomoćnu osovina 20 (tako da se zajedno sa njom okreće) i njegovi zubi se tačno spajaju sa zupcima drugog trokrakog zupčanika 24.

[0138] Svaki od gore navedenih trokrakih zupčanika 23, 24, 25, 26 ima približno profil jednakostraničnog trougla sa zaoblјenim vrhovima 27 i veznim delovima 28, umetnutim između vrhova 27, koji mogu biti udublјeni, ravni ili konveksni.

[0139] Promena oblika vrhova 27 i povezivanje delova 28 zupčanika omogućava unapred utvrđivanje vrednosti ugaonog periodičnog kretanja pomoćnih osovina 19, 20 tokom njihovog rotacionog kretanja.

[0140] Konstrukcija prenosa 18 je takva da tokom potpunog okreta primarne osovine 17 dva rotora 4, 5 takođe izvrše potpunu rotaciju, ali sa periodično promenlјivim ugaonim brzinama, međusobno odmaknuti, što indukuje susedne klipove 7a, 9a; 7b, 9b; 7c, 9c da se tri puta odmaknu i primaknu jedan prema drugom tokom kompletne revolucije od 360°. Stoga se svaka od šest komora promenlјive zapremine 13’, 13", 13"’, 14’, 14", 14"’ širi tri puta i skuplјa tri puta pri svakom potpunom okretanju primarne osovine 17.

[0141] Drugim rečima, parovi susednih klipova šest klipova 7a, 7b, 7c; 9a, 9b, 9c su pokretni tokom njihove rotacije sa periodično promenlјivom ugaonom brzinom u prstenastoj komori 12, između prvog položaja, u kojem dve stranice susednih klipova leže u suštini jedna pored druge, i drugog položaja, u kojem su iste stranice ugaono razmaknute za dozvolјeni maksimum. Čisto kao primer, u prvom položaju su dve stranice susednih klipova ugaono udalјene jedna od druge za oko 1°, dok su u drugom dve iste stranice ugaono udalјene jedna od druge za oko 81°.

[0142] Šest komora promenlјive zapremine 13’, 13", 13"’, 14’, 14", 14"’ čine prva grupa od tri komore 13’, 13", 13"’ i druga grupa od tri komore 14’, 14", 14"’. Kada tri komore 13’, 13", 13"’ prve grupe imaju najmanju zapreminu (klipovi jedan do drugog na najmanjoj recipročnoj udalјenosti), ostale tri komore 14’, 14", 14"’ (druge grupe) imaju maksimalnu zapreminu (klipovi na maksimalnoj recipročnoj udalјenosti).

[0143] U svrhu bolјeg razjašnjavanja i isticanja inovativnih aspekata predmetnog pronalaska, pet glavnih funkcionalnih konfiguracija će biti opisane u nastavku na precizan i detalјan način.

[0144] Da bi se opisao rad nove grejne mašine (121), konfigurisane da radi sa "pulsirajućim ciklusom zagrevanja" prema predmetnom pronalasku, potrebno je započeti napominjući da se u pogonskoj jedinici (1) u svakoj od šest komora periodično promenlјive zapremine (13’, 13", 13’", 14’, 14", 14’"), od kojih su svaka ograničena sa dva klipa susedna jedan drugom i koji se okreću unutar prstenastog cilindra, raznoliko usisavanje, funkcije kompresije, ekspanzije i izbacivanja izvode periodično.

[0145] Slika 13 prikazuje uvećanje dela grejne mašine prema predmetnom pronalasku; ovaj deo se odnosi na pogonsku jedinicu, identično korištenu u pet konfiguracija koje su prikazane na slikama 6, 7, 8, 11 i 12, i koje su predmet sledećih pet opisa (A, B, C, D, E ). Pozivne oznake obuhvaćene slikom 13, koje se koriste za identifikaciju elemenata pogonske jedinice 1 i njenog povezivanja sa delovima grejne mašine 121, primenlјive su na odgovarajuće elemente prikazane na slikama 6, 7, 8, 11 i 12.

[0146] Radi jednostavnosti, u sledećih pet opisa (A, B, C, D, E), put koji sledi toplotni fluid u različitim odelјcima grejne mašine (121) biće objašnjen kao da je jedan kompletan ciklus zagrevanja bio uklјučen. U stvarnosti, za svaki obrt pogonske osovine (koji odgovara uglu obrtanja od 360°) izvodi se ne manje od šest kompletnih ciklusa grejanja.

A. Detalјan opis grejne mašine 121 koja radi u skladu sa funkcionalnom konfiguracijom predstavlјenom na slici 6.

[0147] U poređenju sa Džul-Eriksonovim ciklusima na njihovoj samostalnoj i jednoj "pogonskoj jedinici", novina predstavlјena ovom konfiguracijom odnosi se na ostvarivanje "kombinovanog" radnog ciklusa, gde je termalni fluid mešavina vazduha i vode (transformisane u paru); ovo osigurava podmazivanje cilindra (gde klipovi klize) i omogućava postizanje veće jedinične snage, mada uz blagi pad ukupne efikasnosti.

[0148] Uz upućivanje na sliku 6, na mestu gde se nalaze klipovi mogu se identifikovati sledeći glavni koraci ciklusa:

A1_Pokretanje.

[0149] Primetivši pre svega da se svi uređaji za upravlјanje i regulaciju napajaju preko određenog pomoćnog električnog voda (nije predstavlјen), pokretanje grejne mašine 121 odvija se na sledeći način:

_ primarna osovina 17 (vidlјiva na slici 2b) i ceo prenosni sistem koji pokreće šest klipova 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c pokreću se u rotaciju starterom, čime se stvaraju preliminarni uslovi za pokretanje ciklusa;

_ aktivirana je merna pumpa za doziranje destilovane vode 97b;

_ aktiviran je ventilator 92;

_gorionik se aktivira dejstvom na regulacioni ventil 91 (koji kontroliše ubrizgavanje goriva F) 40 i započinje proces sagorevanja;

_ kada je cirkulacioni termalni fluid dostigao unapred određeni minimalni radni uslov, pogonska jedinica 1 će biti sposobna da izvodi rad neophodan da bi mogla da radi samostalno.

A2_Početak ciklusa, počev od koraka usisavanja ambijentalnog vazduha.

[0150] Vazduh usisavan iz okoline na temperaturi T1’, prolazi u cev 93, prolazi kroz usisni otvor 15’" i, nakon pomeranja dva klipa 9c-7c jedan od drugog, usisava se u komoru 13"’.

A3_Korak kompresije i rekuperacija usisanog vazduha.

[0151] Nakon kretanja dva klipa 7c-9a jedan prema drugom, prethodno usisani vazduh se komprimuje u komori 14’" (do granice, koja je obično unapred podešena sa minimalnim odnosom 1:4 i maksimalnim odnosom 1:20), trpi porast temperature od T1’ do T2, prolazi kroz ispusni otvor 16"’, cev 44’ i nepovratni ventil 44a i završava u kompenzacionom rezervoaru 44, gde ostaje dostupann za neposrednu upotrebu.

A4_Korak predzagrevanja komprimovanog termalnog fluida.

[0152] Uz isprekidanost određenu rotacijom klipova i rezultujućim otvaranjem/zatvaranjem ulaznih otvora 15’, 15", vazduh izlazi iz rezervoara 44, prolazi kroz cev 44" i nepovratni ventil 44b, prolazi kroz cev 44"’, i prelazi u regenerator 42 (gde podleže porastu temperature sa T2 na T2’).

A5_Korak ubrizgavanja destilovane vode u vazdušni vod.

[0153] Vazduh, koji izlazi iz regeneratora 42, prolazi kroz cev 42’, prolazi kroz nepovratni ventil 42a i prelazi u cev 42"’.

[0154] Destilovana voda se crpi iz rezervoara 97a, prolazi kroz cev 97", dovodi se do visokog pritiska u mernoj pumpi 97b i, na temperaturi Tc, prenosi u cev 97’" i pomoću injektora 97 , uvodi se u cev 42’" gde se kao rezultat mešanja tako nastala smeša podvrgava smanjenju temperature sa T2’ na T2".

A6_Korak pregrevanja cirkulišućeg termalnog fluida.

[0155] Mešani termalni fluid teče kroz cev 97’, prolazi kroz grejač 41 (uz komoru za sagorevanje 40A i obezbeđen gorionikom 40 sa više goriva), gde prima toplotnu energiju i povećava temperaturu od T2" do T3.

A7_Korak širenja pregrejane termalnog fluida i proizvodnja korisnog rada.

[0156] Kada klipovi 7a-7b, rotirajući se u prstenastom cilindru u smeru kretanja označenom strelicama, otvore ulazne otvore 15’-15", pregrejani termalni fluid koji protiče kroz cevi 41’-41"-41"’ se uvodi u ekspanzione komore 13’ i 13", gde se širi (smanjujući temperaturu sa T3 na T4) i, rotirajući klipove, proizvodi koristan rad.

A8_Korak izbacivanja i povratka energije iz iscrplјenog termalnog fluida.

[0157] Nakon pomeranja klipova 7a-9b i 7b-9c jednih prema drugima, komore 14’ i 14" smanjuju zapreminu, iscrplјeni termalni fluid (već proširen u prethodnom ciklusu) izbacuje se iz pogonske jedinice 1, prolazi kroz dva ispusna otvora 16’-16", prolazi kroz cevi 45’-45"-45"’, prolazi kroz regenerator 42 (gde predaje deo još uvek posedovane toplotne energije i trpi pad temperature od T4 do T4’), a zatim se prolazeći kroz cev 42" ispušta u atmosferu, čime se ciklus zagrevanja zaklјučuje.

A9_Rekuperacija energije smanjenjem temperature gasova sagorevanja.

[0158] S obzirom na to da je funkcija predviđena za grejnu mašinu, takođe, da obezbedi toplotnu energiju koja će biti namenjena za pomoćnu upotrebu (grejanje prostora i/ili proizvodnju tople vode za domaćinstvo, itd.), pre nego što se vruća isparenja ispuštaju u atmosferu (kroz vod 102), sva njihova preostala energija se izvlači smanjenjem njihove temperature što je više moguće (takođe je moguće dobiti dalјu energiju njihovom mogućom kondenzacijom). Da bi se postigla ova svrha, koristi se specifično hidraulično kolo, gde je usvojen sledeći način transporta: dolazni termalni fluid (obično voda) iz pomoćne upotrebe 103, prolazi u cev 103’ i potiskuje ga cirkulaciona pumpa 104, prelazi u cev 104’, dolazi do rekuperatora 101 na niskoj temperaturi Tf, a zatim pri prolasku kroz njega, zahvalјujući smanjenju temperature isparenja S sa Th7 na Th2, dobija energiju-toplotu i zagreva se na višu temperaturu Tg, kako bi bio dostupan preko cevi 101’ za pomoćnu upotrebu 130 i za predviđenu namenu.

B. Detalјan opis grejne mašine 121 koja radi u skladu sa funkcionalnom konfiguracijom predstavlјenom na slici 7.

[0159] U poređenju sa Džul-Eriksonovim ciklusima samostalne i jedine "pogonske jedinice", novina predstavlјena ovom konfiguracijom odnosi se na ostvarivanje "kombinovanog" radnog ciklusa, gde je termalni fluid mešavina vazduha i vode (transformisana u paru ); ovo osigurava podmazivanje cilindra (gde klipovi klize) i omogućava postizanje veće jedinične snage, mada uz blagi pad ukupne efikasnosti.

[0160] Uz upućivanje na sliku 7, na mestu gde se nalaze klipovi mogu se identifikovati sledeći glavni koraci ciklusa:

B1_Pokretanje grejne mašine 121.

[0161] Primetivši pre svega da se svi uređaji za upravlјanje i regulaciju napajaju preko određenog pomoćnog električnog voda (nije predstavlјen), pokretanje grejne mašine 121 odvija se na sledeći način:

_ primarna osovina 17 (vidlјivo na slici 2b) i ceo prenosni sistem koji pokreće šest klipova 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c pokreću se u rotaciju preko startera, čime se stvaraju preliminarni uslovi za pokretanje ciklusa;

_ aktivirana je pumpa za kondenzovanu vodu 94;

_ aktiviran je ventilator 92;

_gorionik 40 se aktivira dejstvom na regulacioni ventil 91 (koji kontroliše ubrizgavanje goriva F) i započinje proces sagorevanja;

_ kada je cirkulišući termalni fluid dostigao unapred određeni minimalne radne uslove, pogonska jedinica 1 će biti sposobna da izvodi rad neophodan da bi mogla da radi samostalno.

B2_Početak ciklusa, počev od koraka usisavanja ohlađenog termalnog fluida.

[0162] Termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka 43 na temperaturi T1, prelazi u cev 43’, prolazi kroz hvatač 93 kondenzata (gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha), prelazi u cev 93’ na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor 15’" i, nakon pomeranja dva klipa 9c-7c jedan od drugog, usisava se u komoru 13"’.

B3_Korak kompresije i rekuperacija usisanog termalnog fluida.

[0163] Nakon kretanja dva klipa 7c-9a jednog prema drugom, prethodno usisani vazduh se komprimuje u komori 14’" (do granice, koja je obično unapred podešena sa minimalnim odnosom 1:4 i maksimalnim odnosom 1:20), podvrgnut je porastu temperature od T1’ do T2, prolazi kroz ispusni otvor 16"’, cev 44’ i nepovratni ventil 44a i završava u kompenzacionom rezervoaru 44, gde ostaje dostupan za neposrednu upotrebu.

B4_Korak predzagrevanja komprimovanog termalnog fluida.

[0164] Uz isprekidanost određenu rotacijom klipa i rezultujućim otvaranjem/zatvaranjem ulaznih otvora 15’, 15", vazduh izlazi iz rezervoara 44, prolazi kroz cev 44" i nepovratni ventil 44b, prolazi kroz cev 44"’, i prelazi u regenerator 42 (gde podleže porastu temperature sa T2 na T2’).

B5_Korak izvlačenja kondenzovane vode.

[0165] Potisnuta pumpom visokog pritiska 94, kondenzovana voda koja se prethodno izvlači iz vazduha hvatačem 93, protiče kroz cevi 93" i 94’ (na temperaturi T1").

B6_Korak ubrizgavanja kondenzovane vode u vazdušni vod.

[0166] Vazduh, izlazeći iz regeneratora 42, putuje kroz cev 42’, prolazi kroz nepovratni ventil 42a i prelazi u cev 42’" gde se preko injektora 97 uvodi kondenzovana voda. Kao rezultat mešanja vazduha kondenzovanom vodom, temperatura smeše pada sa T2’ na T2".

B7_Korak pregrevanja cirkulišućeg termalnog fluida.

[0167] Mešani termalni fluid teče kroz cev 97’, prolazi kroz grejač 41 (uz komoru za sagorevanje 40A i obezbeđen gorionikom 40 na više goriva), gde prima toplotnu energiju i povećava temperaturu od T2" do T3.

B8_Korak širenja pregrejanog termalnog fluida i proizvodnja korisnog rada.

[0168] Kada klipovi 7a-7b, rotacijom u prstenastom cilindru u smeru kretanja označenog strelicama, otvore ulazne otvore 15’-15", pregrejani termalni fluid protiče kroz cevi 41’-41"-41"’ se uvodi u ekspanzione komore 13’ i 13", gde se proširuje (smanjujući temperaturu sa T3 na T4) i, rotirajući klipove, proizvodi koristan rad.

B9_Korak izbacivanja i rekuperacija energije iz iscrplјenog termalnog fluida.

[0169] Nakon pomeranja klipova 7a-9b i 7b-9c jednih prema drugima, komore 14’ i 14" smanjuju zapreminu, iscrplјeni termalni fluid (već proširen u prethodnom ciklusu) izbacuje se iz pogonske jedinice 1, prolazi kroz dva otvora za ispuštanje 16’-16", prolazi kroz cevi 45’-45"-45"’, prolaze kroz regenerator 42 (gde predaje deo još uvek posedovane toplotne energije i trpi prvo smanjenje temperature od T4 do T4’).

B10_Završetak ciklusa sa dalјim hlađenjem iscrplјenog termalnog fluida.

[0170] Termalni fluid prolazi u cev 42" i dolazi do hladnjaka 43, odakle se ciklus može nastaviti i ponoviti u kontinuiranom režimu.

B11_Rekuperacija energije sa optimizacijom procesa predzagrevanja vazduha za sagorevanje.

[0171] Vazduh za sagorevanje izvučen iz okoline je potisnut ventilatorom 92 i prelazi u hladnjak 43, gde dobija energiju i povećava temperaturu od Th1 do Th3, olakšavajući tako proces sagorevanja.

B12_ Rekuperacija energije smanjenjem temperature gasova sagorevanja.

[0172] S obzirom na to da je funkcija predviđena za grejnu mašinu da, takođe, obezbedi toplotnu energiju koja će biti namenjena za pomoćnu upotrebu (grejanje prostora i/ili proizvodnju tople vode za domaćinstvo, itd.), pre nego što se topli gasovi ispuste u atmosferu (kroz cev 102), sva njihova preostala energija se izvlači smanjenjem njihove temperature što je više moguće (takođe je moguće rekuperirati još energije njihovom mogućom kondenzacijom). Da bi se postigla ova svrha, koristi se specifično hidrauličnoi kolo, gde je usvojen sledeći način transporta: dolazni termalni fluid (obično voda) iz pomoćne upotrebe 103, prelazi u cev 103’ i potiskuje ga cirkulaciona pumpa 104 , prelazi u cev 104’, dolazi do rekuperatora 101 na niskoj temperaturi Tf, a zatim pri prolasku kroz njega, zahvalјujući smanjenju temperature gasova S sa Th7 na Th2, dobija energiju-toplotu i zagreva se na višu temperaturu Tg, kako bi bio dostupan preko cevi 101’ za pomoćnu upotrebu 130 i za predviđenu namenu.

C. Detalјan opis grejne mašine 121 koja radi u skladu sa funkcionalnom konfiguracijom predstavlјenom na slici 8.

[0173] U poređenju sa Džul-Eriksonovim ciklusima samostalne i jedne "pogonske jedinice", novina predstavlјena ovom konfiguracijom odnosi se na ostvarivanje "kombinovanog" radnog ciklusa, gde je termalni fluid mešavina vazduha i vode (transformisane u paru); ovo osigurava podmazivanje cilindra (gde klipovi klize) i omogućava postizanje veće jedinične snage i pobolјšanje ukupne efikasnosti.

[0174] Uz upućivanje na sliku 8, na mestu gde se nalaze klipovi mogu se identifikovati sledeći glavni koraci ciklusa:

C1_Pokretanje grejne mašine 121.

[0175] Primetivši pre svega da se svi uređaji za upravlјanje i regulaciju napajaju preko određenog pomoćnog električnog voda (nije predstavlјen), pokretanje grejne mašine 121 odvija se na sledeći način:

_ primarna osovina 17 (vidlјiva na slici 2b) i ceo prenosni sistem koji pokreće šest klipova 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c pokreću se u rotaciju preko startera, čime se stvaraju preliminarni uslovi za pokretanje ciklusa;

_ aktivirana je pumpa 94 za kondenzovanu vodu;

_ aktiviran je ventilator 92;

_gorionik 40 se aktivira dejstvom na regulacioni ventil 91 (koji kontroliše ubrizgavanje goriva F) i započinje proces sagorevanja;

_ kada je cirkulišući termalni fluid dostigao unapred određeni minimalni radni uslov, pogonska jedinica 1 će biti sposobna da izvodi rad neophodan da bi mogla da radi samostalno.

C2_Početak ciklusa, počev od koraka usisavanja ohlađenog termalnog fluida.

[0176] Termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka 43 na temperaturi T1, prelazi u cev 43’, prolazi kroz hvatač 93 kondenzata (gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha), prelazi u cev 93’ na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor 15’" i, nakon pomeranja dva klipa 9c-7c jednog od drugog, usisava se u komoru 13"’.

C3_Korak kompresije i rekuperacija usisanog termalnog fluida.

[0177] Nakon kretanja dva klipa 7c-9a jednog prema drugom, prethodno usisani vazduh se komprimuje u komori 14’" (do granice, koja je obično unapred podešena sa minimalnim odnosom 1:4 i maksimalnim odnosom 1:20), podrvgnut je porastu temperature od T1’ do T2, prolazi kroz ispusni otvor 16"’, cev 44’ i nepovratni ventil 44a i završava u kompenzacionom rezervoaru 44, gde ostaje dostupan za neposrednu upotrebu.

C4_Korak predzagrevanja komprimovanog termalnog fluida.

[0178] Uz isprekidanost određenu rotacijom klipa i rezultujućim otvaranjem/zatvaranjem ulaznih otvora 15’, 15", vazduh izlazi iz rezervoara 44, prolazi kroz cev 44" i nepovratni ventil 44b, prolazi kroz cev 44"’, i prelazi u regenerator 42 (gde podleže porastu temperature sa T2 na T2’).

C5_Korak isparavanja/pregrevanja kondenzovane vode.

[0179] Potisnuta pumpom 94 visokog pritiska, kondenzovana voda koja se prethodno izvlači iz vazduha hvatačem 93, protiče kroz cevi 93" i 94’, prolazi kroz isparivač 95, gde se zagreva/isparava (menjajući stanje iz tečnosti do pare, sa porastom temperature od T1" do Ta).

C6_Korak ubrizgavanja zasićene pare u vazdušni vod.

[0180] Vazduh, koji izlazi iz regeneratora 42, prolazi kroz cev 42’, prolazi kroz nepovratni ventil 42a i prelazi u cev 42’" gde se preko injektora 97 uvodi zasićena para koja se prenosi u cev 95’. Kao rezultat mešanja vazduha sa zasićenom parom, termalni fluid prolazi kroz porast mase i pad temperature sa T2’ na T2".

C7_Korak pregrevanja cirkulišućeg termalnog fluida.

[0181] Mešani termalni fluid teče kroz cev 97’, prolazi kroz grejač 41 (uz komoru za sagorevanje 40A i obezbeđen gorionikom 40 sa više goriva), gde prima toplotnu energiju i povećava temperaturu od T2" do T3.

C8_Korak širenja pregrejanog termalnog fluida i proizvodnja korisnog rada.

[0182] Kada klipovi 7a-7b, rotirajući u prstenastom cilindru u smeru kretanja označenog strelicama, otvore ulazne otvore 15’-15", pregrejani termalni fluid protiče kroz cevi 41’-41"-41"’ se uvodi u ekspanzione komore 13’ i 13", gde se proširuje (smanjujući temperaturu sa T3 na T4) i, rotirajući klipove, proizvodi koristan rad.

C9_Korak izbacivanja i rekuperacije energije iz iscrplјenog termalnog fluida.

[0183] Nakon pomeranja klipova 7a-9b i 7b-9c jedni prema drugima, komore 14’ i 14" smanjuju zapreminu, iscrplјeni termalni fluid (već proširen u prethodnom ciklusu) izbacuje se iz pogonske jedinice 1, prolazi kroz dva otvora za ispuštanje 16’-16", prolaze kroz cevi 45’-45"-45"’, prolaze kroz regenerator 42 (gde predaje deo još uvek posedovane toplotne energije i trpi prvo smanjenje temperature od T4 do T4’), zatim prelazi u cev 42", prolazi kroz isparivač 95, gde se ponovo predaje deo posedovane energetske toplote i podvrgava se drugom smanjenju temperature sa T4’ na T4", omogućavajući dobijanje korisne energije, koji je shematski prikazan u području Q95 na slici 9.

C10_Završenje ciklusa sa dalјim hlađenjem iscrplјenog termalnog fluida.

[0184] Termalni fluid prelazi u cev 95" i dolazi do hladnjaka 43, odakle se ciklus može nastaviti i ponoviti u kontinuiranom režimu.

C11_Rekuperacija energije sa optimizacijom procesa predzagrevanja vazduha za sagorevanje.

[0185] Vazduh za sagorevanje izvučen iz okoline je potisnut ventilatorom 92 i prelazi u hladnjak 43, gde dobija energiju i povećava temperaturu od Th1 do Th3, olakšavajući tako proces sagorevanja.

C12_ Rekuperacija energije smanjenjem temperature gasova sagorevanja.

[0186] S obzirom na to da je funkcija predviđena za grejnu mašinu da, takođe, obezbedi toplotnu energiju koja će biti namenjena za pomoćnu upotrebu (grejanje prostora i/ili proizvodnju tople vode za domaćinstvo, itd.), pre nego što se vrući gasovi ispuste u atmosferu (kroz cev 102), sva njihova preostala energija se dobija smanjenjem njihove temperature što je više moguće (takođe je moguće dobiti još energije njihovom mogućom kondenzacijom). Da bi se postigla ova svrha, koristi se specifično hidraulično kolo, gde je usvojen sledeći način transporta: dolazni termalni fluid (obično voda) iz pomoćne upotrebe 103 prelazi u cev 103’ i potiskuje ga cirkulaciona pumpa 104, prelazi u cev 104’, dolazi do rekuperatora 101 na niskoj temperaturi Tf, a zatim pri prolasku kroz njega, zahvalјujući smanjenju temperature gasova S sa Th7 na Th2, dobija energiju-toplotu i zagreva se na višu temperaturu Tg, kako bi bio dostupan preko cevi 101’ za pomoćnu upotrebu 130 i za predviđenu namenu.

D. Detalјan opis grejne mašine 121 koja radi u skladu sa funkcionalnom konfiguracijom predstavlјenom na slici 11.

[0187] U poređenju sa Džul-Eriksonovim ciklusima samostalne i jedne "pogonske jedinice", novina predstavlјena ovom konfiguracijom odnosi se na ostvarivanje "kombinovanog" radnog ciklusa, gde je termalni fluid mešavina vazduha i vode (transformisane u pregrejanu paru); ovo osigurava podmazivanje cilindra (gde klipovi klize) i omogućava postizanje veće jedinične snage i pobolјšanje ukupne efikasnosti.

[0188] Uz upućivanje na sliku 11, na mestu gde se nalaze klipovi mogu se identifikovati sledeći glavni koraci ciklusa:

D1_Pokretanje grejne mašine 121.

[0189] Primetivši pre svega da se svi uređaji za upravlјanje i regulaciju napajaju preko određenog pomoćnog električnog voda (nije predstavlјen), pokretanje grejne mašine 121 odvija se na sledeći način:

_ primarna osovina 17 (vidlјiva na slici 2b) i ceo prenosni sistem koji pokreće šest klipova 7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c pokreću se u rotaciju preko startera, čime se stvaraju preliminarni uslovi za pokretanje ciklusa;

_ aktivirana je pumpa 94 za kondenzovanu vodu;

_ aktiviran je ventilator 92;

_gorionik 40 se aktivira dejstvom na regulacioni ventil 91 (koji kontroliše ubrizgavanje goriva F) i započinje proces sagorevanja;

_ kada je cirkulišući termalni fluid dostigao unapred određeni minimalni radni uslov, pogonska jedinica 1 će biti sposobna da izvodi rad neophodan da bi mogla da radi samostalno.

D2_Početak ciklusa, počev od koraka usisavanja ohlađenog termalnog fluida.

[0190] Termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka 43 na temperaturi T1, prelazi u cev 43’, prolazi kroz hvatač 93 kondenzata (gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha), prelazi u cev 93’ na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor 15’" i, nakon pomeranja dva klipa 9c-7c jedan od drugog, usisava se u komoru 13"’.

D3_Korak kompresije i rekuperacije usisanog termalnog fluida.

[0191] Nakon kretanja dva klipa 7c-9a jedan prema drugom, prethodno usisani vazduh se komprimuje u komori 14’" (do granice, koja je obično unapred podešena sa minimalnim odnosom 1:4 i maksimalnim odnosom 1:20), podvrgnut je porastu temperature od T1’ do T2, prolazi kroz ispusni otvor 16"’, cev 44’ i nepovratni ventil 44a i završava u kompenzacionom rezervoaru 44, gde ostaje dostupan za neposrednu upotrebu.

D4_Korak predzagrevanja komprimovanog termalnog fluida.

[0192] Uz isprekidanost određenu rotacijom klipa i rezultujućim otvaranjem/zatvaranjem ulaznih otvora 15’, 15", vazduh izlazi iz rezervoara 44, prolazi kroz cev 44" i nepovratni ventil 44b, prolazi kroz cev 44’", i prelazi u regenerator 42 (gde trpi porast temperature od T2 do T2’).

D5_Korak isparavanja/pregrevanja kondenzovane vode.

[0193] Potisnuta pumpom 94 visokog pritiska, kondenzovana voda koji se prethodno izvlači iz vazduha hvatačem 93, protiče kroz cevi 93" i 94’, prolazi kroz isparivač 95, gde se zagreva/isparava (menjajući stanje iz tečnosti u paru, sa porastom temperature od T1" do Ta), putuje kroz cev 95’, prolazi kroz supergrejač 96 (gde dobija dalјu energiju i povećava temperaturu od Ta do Tb).

D6_Korak ubrizgavanja pregrejane pare u vazdušni vod.

[0194] Vazduh, izlazeći iz regeneratora 42, putuje kroz cev 42’, prolazi kroz nepovratni ventil 42a i prelazi u cev 42’" gde se, preko injektora 97, uvodi pregrejana para koja se prenosi u cev 96’. Kao rezultat mešanja vazduha sa pregrejanom parom, termalni fluid prolazi kroz porast energije i porast temperature od T2’ do T2", omogućavajući rekuperaciju korisne energije, što je shematski predstavlјeno u području Q96 na slici 10.

D7_Korak pregrevanja cirkulišućeg termalnog fluida.

[0195] Mešani termalni fluid putuje kroz cev 97’, prolazi kroz grejač 41 (uz komoru za sagorevanje 40A i obezbeđen gorionikom 40 sa više goriva), gde prima toplotnu energiju i povećava temperaturu od T2" do T3.

D8_Korak širenja pregrejane termalnog fluida i proizvodnja korisnog rada.

[0196] Kada klipovi 7a-7b, rotirajući u prstenastom cilindru u smeru kretanja označenom strelicama, otvore ulazne otvore 15’-15", pregrejani termalni fluid koji protiče kroz cevi 41’-41"-41’" uvodi se u ekspanzione komore 13’ i 13", gde se proširuje (smanjujući temperaturu sa T3 na T4) i, rotirajući klipove, proizvodi koristan rad.

D9_Korak izbacivanja i rekuperacije energije iz iscrplјenog termalnog fluida.

[0197] Nakon pomeranja klipova 7a-9b i 7b-9c jednih prema drugima, komore 14’ i 14" smanjuju zapreminu, iscrplјeni termalni fluid (već proširen u prethodnom ciklusu) izbacuje se iz pogonske jedinice 1, prolazi kroz dva otvora za ispuštanje 16’-16", prolazi kroz cevi 45’-45"-45"’, prolazi kroz regenerator 42 (gde predaje deo još uvek posedovane toplotne energije i trpi prvo smanjenje temperature od T4 do T4’), zatim prelazi u cev 42", prolazi kroz isparivač 95, gde se ponovo predaje deo posedovane energetske toplote i podvrgava se drugom smanjenju temperature sa T4’ na T4", omogućavajući rekuperaciju korisne energije, što shematski prikazano u području Q95 na slici 10.

D10_Završetak ciklusa sa dalјim hlađenjem iscrplјenog termalnog fluida.

[0198] Termalni fluid prelazi u cev 95" i dolazi do hladnjaka 43, odakle se ciklus može nastaviti i ponoviti u kontinuiranom režimu.

D11_Rekuperacija energije sa optimizacijom procesa predzagrevanja vazduha za sagorevanje.

[0199] Vazduh za sagorevanje izvučen iz okoline je potisnut ventilatorom 92 i prelazi u hladnjak 43, gde dobija energiju i povećava temperaturu od Th1 do Th3, olakšavajući tako proces sagorevanja.

D12_ Rekuperacija energije smanjenjem temperature gasova sagorevanja.

[0200] S obzirom na to da je funkcija predviđena za grejnu mašinu da, takođe, obezbedi toplotnu energiju koja će biti namenjena za pomoćnu upotrebu (grejanje prostora i/ili proizvodnju tople vode za domaćinstvo, itd.), pre nego što se vrući gasovi ispuste u atmosferu (kroz vod 102), prvo prolaze kroz supergrejač 96 (gde im se temperatura smanjuje sa Th7 na Th6), a zatim se sva njihova preostala energija dobija smanjenjem njihove temperature što je više moguće (takođe je moguće dobiti još energije kroz njihovu moguću kondenzaciju). Da bi se postigla ova svrha, koristi se specifično hidraulično kolo, gde je usvojen sledeći način transporta: dolazni termalni fluid (obično voda) iz pomoćne upotrebe 103 prelazi u cev 103’ i potiskuje ga cirkulaciona pumpa 104, prelazi u cev 104’, dolazi do rekuperatora 101 na niskoj temperaturi Tf, a zatim pri prolasku kroz njega, zahvalјujući smanjenju temperature gasova S sa Th6 na Th2, dobija energiju-toplotu i zagreva se na višu temperaturu Tg, kako bi se preko cevi 101’ učinio dostupnim za pomoćnu upotrebu 130 i za predviđenu namenu.

E. Detalјan opis grejne mašine 121 koja radi u skladu sa najkompletnijom funkcionalnom konfiguracijom, predstavlјenom na slici 12.

[0201] U poređenju sa Džul-Eriksonovim ciklusima samostalne i jedne "pogonske jedinice", novina predstavlјena ovom konfiguracijom odnosi se na ostvarivanje "kombinovanog" radnog ciklusa, gde je termalni fluid mešavina vazduha i vode (transformisane u pregrejanu paru); ovo osigurava podmazivanje cilindra (gde klipovi klize) i omogućava postizanje veće jedinične snage i značajno pobolјšanje ukupne efikasnosti. Uz upućivanje na sliku 12, na mestu gde se nalaze klipovi mogu se identifikovati sledeći glavni koraci ciklusa:

E1_Pokretanje grejne mašine 121.

[0202] Primetivši pre svega da se svi uređaji za upravlјanje i regulaciju napajaju preko određenog pomoćnog električnog voda (nije predstavlјen), pokretanje grejne mašine 121 odvija se na sledeći način:

_ primarna osovina 17 (vidlјiva na slici 2b) i ceo prenosni sistem koji pokreće šest klipova 7a,7b,7c,9a,9b,9c pokreću se u rotaciju preko startera, čime se stvaraju preliminarni uslovi za pokretanje ciklusa;

_ aktivirana je pumpa 94 za kondenzovanu vodu;

_vodena pumpa 99 je električno napajana;

_ aktiviran je ventilator 92;

_gorionik 40 se aktivira dejstvom na regulacioni ventil 91 (koji kontroliše ubrizgavanje goriva F) i započinje proces sagorevanja;

_ kada je cirkulišući termalni fluid dostigao unapred određeni minimalni radni uslov, pogonska jedinica 1 će biti sposobna da izvodi rad neophodan da bi mogla da radi samostalno.

E2_Početak ciklusa, počev od koraka usisavanja ohlađenog termalnog fluida.

[0203] Termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka 43 (na temperaturi T1), prelazi u cev 43’, prolazi kroz hvatač 93 kondenzata (gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha), prelazi u cev 93’ na temperaturi T1’ prolazi kroz usisni otvor 15’" i, nakon kretanja dva klipa 9c-7c jednog od drugog, usisava se u komoru 13"’.

E3_Korak kompresije i rekuperacije usisanog termalnog fluida.

[0204] Nakon kretanja dva klipa 7c-9a jednog prema drugom, prethodno usisani vazduh se komprimuje u komori 14’" (do granice, koja je obično unapred podešena sa minimalnim odnosom 1:4 i maksimalnim odnosom 1:20), podvrgnut je porastu temperature od T1’ do T2, prolazi kroz ispusi otvor 16"’, cev 44’ i nepovratni ventil 44a i završava u kompenzacionom rezervoaru 44, gde ostaje dostupan za neposrednu upotrebu.

E4_Korak predzagrevanja komprimovanog termalnog fluida.

[0205] Uz isprekidanost određenu rotacijom klipa i rezultujućim otvaranjem/zatvaranjem ulaznih otvora 15’, 15", vazduh izlazi iz rezervoara 44, prolazi kroz cev 44" i nepovratni ventil 44b, prolazi kroz cev 44’", i prelazi u regenerator 42 (gde trpi porast temperature od T2 do T2’).

E5_Korak isparavanja/pregrevanja kondenzovane vode.

[0206] Potisnuta pumpom 94 visokog pritiska, kondenzovana voda koji se prethodno izvlači iz vazduha hvatačem 93, protiče kroz cevi 93" i 94’ na temperaturi T1", prolazi kroz isparivač 95, gde se zagreva/isparava (menja u stanje od tečnosti do pare, sa porastom temperature od T1" do Ta), putuje kroz cev 95", prolazi kroz supergrejač 96 (gde stiče dalјu energiju i trpi porast temperature od Ta do Tb).

E6_Korak ubrizgavanja pregrejane pare u vazdušni vod.

[0207] Vazduh, izlazeći iz regeneratora 42, putuje kroz cev 42’, prolazi kroz nepovratni ventil 42a i prelazi u cev 42’" gde se preko injektora 97 uvodi pregrejana para koja se prenosi u cev 96’. Kao rezultat mešanja vazduha sa pregrejanom parom, termalni fluid prolazi kroz porast energije i temperatura mu raste od T2’ do T2", omogućavajući oporavak korisne energije, što je shematski predstavlјeno u području Q96 na slici 10.

E7_Korak pregrevanja cirkulišućeg termalnog fluida.

[0208] Mešani termalni fluid putuje kroz cev 97’, prolazi kroz grejač 41 (uz komoru za sagorevanje 40A, koja ima gorionik 40 na više goriva), gde prima toplotnu energiju i povećava temperaturu od T2" do T3.

E8_Korak proširivanja pregrejanog termalnog fluida i proizvodnja korisnog rada.

[0209] Kada klipovi 7a-7b, rotirajući u prstenastom cilindru u smeru kretanja označenom strelicama, otvore ulazne otvore 15’-15", pregrejani termalni fluid protiče kroz cevi 41’-41"-41’" uvodi se u ekspanzione komore 13’ i 13", gde se proširuje (smanjujući temperaturu sa T3 na T4) i, rotirajući klipove, proizvodi koristan rad.

E9_Korak izbacivanja i rekuperacije energije iz iscrplјenog termalnog fluida.

[0210] Nakon pomeranja klipova 7a-9b i 7b-9c jednih prema drugima, komore 14’ i 14" smanjuju zapreminu, iscrplјeni termalni fluid (već proširen u prethodnom ciklusu) izbacuje se iz pogonske jedinice 1, prolazi kroz dva otvora za ispuštanje 16’-16", prolazi kroz cevi 45’-45"-45"’, prolazi kroz regenerator 42 (gde predaje deo još uvek posedovane toplotne energije i trpi prvo smanjenje temperature od T4 do T4’), zatim prelazi u cev 42", prolazi kroz isparivač 95, gde se ponovo predaje deo posedovane toplotne energije i podvrgava se drugom smanjenju temperature sa T4’ na T4", omogućavajući dobijanje korisne energije, što je shematski prikazano u području Q95 na slici 10.

E10_Završetak ciklusa dalјim hlađenjem iscrplјenog termalnog fluida.

[0211] Termalni fluid prelazi u cev 95’ i dostiže hladnjak 43, odakle se ciklus može nastaviti i ponoviti u kontinuiranom režimu.

E11_Optimizovano hlađenje pogonske jedinice 1, sa rekuperacijom energije.

[0212] Voda hlađena u rekuperatoru 98 (na temperaturi Tc) se pumpom 99 neprestano održava u cirkulaciji, teče kroz cevi 98’-99’, prolazi kroz određeni međuprostor 2R formiran u pogonskoj jedinici 1, (gde je hlađenjem, podvrgnuta porastu temperature od Tc do Td), putuje kroz cev 2’, prolazi kroz rekuperator 100 (gde stiče toplotnu energiju, povećavajući temperaturu od Td do Te), putuje kroz cev 100’ i, konačno, stiže do rekuperatora 98, gde se njegov put završava. Međuprostor 2R čini rashladnu jedinicu za pogonsku jedinicu 1. Cevi 2’, 98’, 99’ i 100’ čine rashladne cevi. Međuprostor 2R (ili rashladna jedinica) prvog rekuperatora 98, drugi rekuperator 100, rashladna pumpa 99 i rashladne cevi zajedno čine rashladno kolo grejne mašine.

E12_Rekuperacija energije optimizacijom procesa predzagrevanja vazduha za sagorevanje.

[0213] Vazduh za sagorevanje koji se izvlači iz okoline na temperaturi Th1 je potisnut ventilatorom 92 i prelazi u hladnjak 43 (gde dobija energiju i povećava temperaturu do Th3), prelazi u rekuperator 98 (gde dobija dodatnu energiju i povećava temperaturu do Th5).

[0214] Prethodno zagrejani vazduh se meša u gorioniku 40 sa gorivom koje se prenosi kroz regulacioni ventil 91 i uvodi se u komoru za sagorevanje 40A, gde se gas, pomešan na visokoj temperaturi, može podvrgnuti optimalnom sagorevanju, smanjujući tako štetne emisije.

E13_ Rekuperacija energije smanjenjem temperature gasova sagorevanja.

[0215] Vrući gasovi nastali sagorevanjem na temperaturi Th7 prvo se hlade na temperaturu Th6 (prolazeći kroz supergrejač 96), zatim se dalјe hlade na temperaturu Th4 (prolazeći kroz rekuperator 100), a zatim, s obzirom na to da je funkcija predviđena za grejnu mašinu takođe da bi se obezbedila energetska toplota koja će biti namenjena za pomoćnu upotrebu (grejanje prostora i/ili proizvodnju tople vode za domaćinstvo, itd.), pre nego što se vrući gasovi ispuste u atmosferu (kroz vod 102), sva njihova preostala energija se izdvaja smanjujući im temperaturu što je više moguće (takođe je moguće dobiti još energije njihovom mogućom kondenzacijom). Da bi se postigla ova svrha, koristi se specifično hidraulično kolo, gde je usvojen sledeći način transporta: dolazni termalni fluid (obično voda) iz pomoćne upotrebe 103 prelazi u cev 103’ i potiskuje ga cirkulaciona pumpa 104, prelazi u cev 104’, dolazi do rekuperatora 101 na niskoj temperaturi Tf, a zatim pri prolasku kroz njega, zahvalјujući smanjenju temperature gasova sa Th4 na Th2, stiče energiju-toplotu i zagreva se na višu temperaturu Tg, kako bi bio dostupan preko cevi 101’ za pomoćnu upotrebu 130 i za predviđenu namenu.

[0216] Cevi 101’, 103’ i 104’ čine pomoćne cevi. Pomoćni rekuperator 101, pomoćna pumpa 104 i pomoćne cevi zajedno čine rashladno kolo grejne mašine 121.

[0217] Tako koncipirani pronalazak podložan je brojnim modifikacijama i varijantama, a sve spadaju u obim priloženih patentnih zahteva, a navedene komponente mogu biti zamenjene drugim tehnički ekvivalentnim elementima.

[0218] Pronalazak postiže važne prednosti. Pre svega, pronalazak omogućava da se prevaziđu bar neki nedostaci stanja tehnike.

[0219] Dalјe, grejna mašina i pripadajući postupak prema ovom pronalasku mogu da koriste razne izvore toplote i da generišu mehaničku energiju (rad), jer se mogu koristiti na bilo kom mestu i za bilo koju upotrebu, ali poželјno za proizvodnju električne energije.

[0220] Dalјe, grejnu mašinu prema predmetnom pronalasku karakteriše visoka termodinamička efikasnost i odličan odnos težine i snage.

[0221] Pored toga, grejnu mašinu prema predmetnom pronalasku karakteriše jednostavna konstrukcija koja se lako proizvodi.

[0222] Dalјe, grejnu mašinu prema predmetnom pronalasku karakterišu smanjeni proizvodni troškovi.

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Grejna mašina (121) za ostvarivanje ciklusa zagrevanja, grejna mašina koja radi sa termalnim fluidom i konfigurisana je da funkcioniše sa kombinovanim ciklusom zagrevanja koristeći vrući vazduh i vodenu paru, koji ima jednosmerno kontinuirano kretanje termalnog fluida, pri čemu grejna mašina sadrži:

- pogonsku jedinicu (1) koja sadrži:

- kućište (2) koje ograničava u sebi prstenastu komoru (12) i ima dimenzionisane ulazne ili ispusne otvore (15’, 16’, 15", 16", 15"’, 16"’) u fluidnoj komunikaciji sa vodovima koji su spolja u odnosu na prstenastu komoru (12), gde je svaki ulazni ili ispusni otvor (15’, 16’, 15", 16", 15"’, 16"’) ugaono udalјen od susednih ulaznih i ispusnih otvora tako da definiše putanju proširenja / kompresije za radni fluid u prstenastoj komori (12);

- prvi rotor (4) i drugi rotor (5) rotirajuće ugrađene u navedeno kućište (2); gde svaki od dva rotora (4, 5) ima tri klipa (7a, 7b, 7c; 9a, 9b, 9c) koji se mogu klizati u prstenastoj komori (12); gde su klipovi (7a, 7b, 7c) jednog (4) od rotora (4, 5) ugaono naizmenični sa klipovima (9a, 9b, 9c) drugog rotora (5); gde ugaono susedni klipovi (7a, 9a; 7b, 9b; 7c, 9c) ograničavaju šest komora (13’, 13", 13"’; 14’, 14", 14"’) promenlјive zapremine; - primarnu osovinu (17) operativno povezanu sa navedenim prvim i drugim rotorom (4, 5); - prenos (18) koji je operativno postavlјen između navedenog prvog i drugog rotora (4, 5) i primarne osovine (17) i konfigurisan da pretvara rotaciono kretanje sa odgovarajućom prvom i drugom periodično promenlјivom ugaonom brzinom (ω1, ω2) navedenog prvog i drugog rotora (4, 5) koji se međusobno pomeraju u rotaciono kretanje sa konstantnom ugaonom brzinom primarne osovine (17); gde je prenos (18) konfigurisan da daje periodično promenlјivoj ugaonoj brzini (ω1, ω2) svakog od rotora (4, 5) šest varijacionih perioda za svaki potpuni obrt primarne osovine (17);

gde je navedena pogonska jedinica rotacioni volumetrijski ekspander koji radi sa navedenim termalnim fluidom;

- prvi odeljak pogonske jedinice (1), gde se, posle pomeranja dva klipa (9c, 7c) jednog od drugog, termalni fluid, koji prolazi kroz ulazni otvor (15"’), usisava u komoru (13"’); - drugi odeljak navedene pogonske jedinice (1), gde se, posle pomeranja dva klipa (7c, 9a) jednog prema drugom, prethodno usisani termalni fluid kompresuje u komori (14"’), a zatim, pri prolasku kroz ispusni otvor (16"’), cev (44’) i nepovratni ventil (44a), on se prenosi u kompenzacioni rezervoar (44);

- kompenzacioni rezervoar (44) konfigurisan da akumulira komprimovani termalni fluid kako bi ga učinio dostupnim, kroz određene cevi (44", 42’) i nepovratni ventil (44b), za naknadnu upotrebu, u kontinuiranom režimu;

- regenerator (42), u fluidnoj komunikaciji preko određenih cevi (42’-97’) sa navedenom pogonskom jedinicom (1) i konfigurisan da zagreje termalni fluid pre ulaska u grejač (41); - grejač (41) konfigurisan da pregreje termalni fluid koji cirkuliše u serpentinskoj zavojnici, koristeći toplotnu energiju koju stvara gorionik (40);

- gorionik (40) sa komorom (40A) za sagorevanje pričvršćenom sa njim, pri čemu je navedeni gorionik (40) pogodan za rad sa različitim vrstama goriva i sposoban da napaja potrebnu toplotnu energiju grejaču (41);

- treći odelјak navedene pogonske jedinice (1), u fluidnoj komunikaciji sa navedenim grejačem (41), kroz određene cevi (41’, 41", 41"’), i sposoban za prijem, kroz ulazne otvore (15’, 15"), termalnog fluida zagrevanog na visoku temperaturu pod pritiskom u grejaču (41) tako da se proširuje u komorama (13’, 13"), koje su ograničene klipovima (9a,7a-9b-7b), u svrhu da se navedeni klipovi rotiraju i proizvode rad;

- četvrti odelјak navedene pogonske jedinice (1), u fluidnoj komunikaciji sa regeneratorom (42) kroz ispusne otvore (16’, 16") i određene cevi (45’, 45", 46), i gde se, zbog smanjenje zapremine dve komore (14’, 14") izazvane pomeranjem dva para klipova (7a, 9b - 7b, 9c) jednih prema drugima, iscrplјeni termalni fluid prisilno izbacuje;

- gde je navedeni regenerator (42), u fluidnoj komunikaciji sa navedenom pogonskom jedinicom (1), dalјe konfigurisan da dobija toplotnu energiju iz iscrplјenog termalnog fluida i da je koristi za predzagrevanje termalnog fluida koji se šalјe na grejač (41) .

2. Grejna mašina (121) prema patentnom zahtevu 1, gde je prvi odeljak pogonske jedinice (1) u fluidnoj vezi sa spoljnom okolinom preko cevi (93), tako da se vazduh iz okoline može usisati u komoru (13’"), i gde grejna mašina (121) sadrži mernu pumpu (97b) u fluidnoj vezi sa rezervoarom (97a) za destilovanu vodu i postavlјene tako da omogućava ubrizgavanje unapred definisane količine destilovane vode u vazdušno kolo (42"’) pomoću injektora (97), gde je navedena unapred definisana količina sposobna da poveća jediničnu snagu pogonske jedinice (1) i da osigura podmazivanje cilindra.

3. Grejna mašina (121) prema patentnom zahtevu 1, koja sadrži:

- hladnjak (43) koji je operativno postavlјen između izlaza niske temperature iz regeneratora i ulaza grejača (41),

gde termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka (43) na temperaturi T1, prelazi u cev (43’), prolazi kroz hvatač (93) kondenzata, gde voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja se iz vazduha, prolazi u cev (93’) na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor (15’"’) i nakon pomeranja dva klipa (9c-7c) jednog od drugog, usisava se u komoru (13"’) navedenog prvog odelјka, i gde, potisnuta pumpom (94) visokog pritiska, kondenzovana voda koja se prethodno izdvaja iz vazduha hvatačem (93) putuje kroz određene cevi (93", 94’) i dolazi do injektora (97) postavljenog tako da, u vazdušno kolo (42’") ubrizga unapred definisanu količinu kondenzovane vode, koja je sposobna da poveća jediničnu snagu pogonske jedinice (1) i da osigura podmazivanje cilindra.

4. Grejna mašina (121) prema patentnom zahtevu 1, koja sadrži:

- hladnjak (43) koji je operativno postavlјen između izlaza niske temperature iz regeneratora i ulaza grejača (41);

gde termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka (43) na temperaturi T1, prelazi u cev (43’), prolazi kroz hvatač (93) kondenzata, gde voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja se iz vazduha, prolazi u cev (93’) na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor (15’"’) i nakon pomeranja dva klipa (9c-7c) jedan od drugog, usisava se u komoru (13"’) navedenog prvog odelјka, i gde, potisnuta pumpom (94) visokog pritiska, kondenzovana voda koja se prethodno izvlači iz vazduha hvatačem (93) putuje cevima (93", 94’) i dolazi do isparivača (95) koji je konfigurisan za zagrevanje i isparavanje kondenzovane vode i slanje u injektor (97) postavljen tako da u vazdušno kolo (42’") ubrizga unapred definisanu količinu vodene pare, koja može povećati jediničnu snagu pogonske jedinice (1) i obezbediti podmazivanja cilindra,

gde je navedeni isparivač (95) operativno umetnut, sa svojom stranom visoke temperature, između navedene pumpe (94) visokog pritiska i navedenog injektora (97),

i gde je navedeni isparivač (95) konfigurisan da prima kao dolazni fluid, na svojoj strani niske temperature, iscrplјeni termalni fluid koji se izbacuje iz izlaza pogonske jedinice (1), tako da dobija preostalu toplotnu energiju iz tog iscrplјenog termalnog fluida i da se koristi za predzagrevanje termalnog fluida koji se šalјe u grejač.

5. Grejna mašina (121) prema patentnom zahtevu 1, koja sadrži:

- hladnjak (43) koji je operativno postavlјen između izlaza niske temperature iz regeneratora i ulaza grejača (41);

gde termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka (43) na temperaturi T1, prelazi u cev (43’), prolazi kroz hvatač (93) kondenzata, gde voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja se iz vazduha, prolazi u cev (93’) na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor (15’"’) i nakon pomeranja dva klipa (9c-7c) jednog od drugog, usisava se u komoru (13"’) navedenog prvog odelјka, i gde, potisnuta pumpom (94) visokog pritiska, kondenzovana voda koja se prethodno izvlači iz vazduha hvatačem (93) putuje cevima (93", 94’) i dolazi do isparivača (95) koji je konfigurisan za zagrevanje i isparavanje kondenzovane vode i slanje u supergrejač (96), koji je, izvlačenjem energije iz vrućih gasova sagorevanja nizvodno od gorionika (40), konfigurisan za pregrevanje zasićene pare koja izlazi iz isparivača (95), tako da ga napaja energijom;

gde je navedeni supergrejač (96) konfigurisan da šalјe isparenu i pregrejanu kondenzovanu vodu u injektor (97), koji je postavlјen tako da omogućava ubrizgavanje, u vazdušno kolo (42"’), unapred definisane količine pregrejane vodene pare, koja je u stanju da dodatno poveća jediničnu snagu pogonske jedinice (1) i da obezbedi podmazivanje cilindra, gde je navedeni isparivač (95) operativno umetnut, sa svojom stranom visoke temperature, između navedene pumpe (94) visokog pritiska i navedenog supergrejača (96),

i gde je navedeni isparivač (95) konfigurisan da prima kao dolazni fluid, na svojoj strani niske temperature, iscrplјeni termalni fluid koji se izbacuje iz odvoda pogonske jedinice (1), tako da dobija preostalu toplotnu energiju iz tog iscrplјenog termalnog fluida i da je koristi za predzagrevanje termalnog fluida koji se šalјe u grejač.

6. Grejna mašina (121) prema patentnom zahtevu 5, i opremlјena rashladnim kolom koje sadrži: - prvi rekuperator (98), smešten uzvodno od gorionika (40), gde se vazduh za sagorevanje izvlači iz okoline;

- rashladnu jedinicu (međuprostor 2R) povezanu sa pogonskom jedinicom (1);

- drugi rekuperator (100), smešten nizvodno od gorionika (40) i grejača (41), a poželјno nizvodno od navedenog supergrejača (96), duž izlazne putanje vrućih gasova sagorevanja; - veći broj rashladnih cevi (2’, 98’, 99’, 100’) koje povezuju u nizu prvi rekuperator (98), navedenu rashladnu jedinicu (2R) i navedeni drugi rekuperator (100), tako da čine kružnu putanju, i koje nose količinu rashladnog fluida (poželјno vode);

- rashladnu pumpu (99) smeštenu u navedenom kolu i koja je operativno aktivna na jednoj cevi navedenog većeg broja rashladnih cevi kako bi se postigla cirkulacija navedenog rashladnog fluida u rashladnom kolu;

gde:

- navedeni prvi rekuperator (98) je konfigurisan da hladi navedeni rashladni fluid predavanjem toplotne energije navedenom vazduhu za sagorevanje;

- navedena rashladna jedinica (2R) je konfigurisana za hlađenje pogonske jedinice (1) prenošenjem toplotne energije iz pogonske jedinice u rashladni fluid, koji je podvrgnut porastu temperature;

- navedeni drugi rekuperator (100) je konfigurisan da zagreva navedeni rashladni fluid sticanjem toplotne energije iz vrućih gasova sagorevanja.

7. Grejna mašina (121) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva i opremlјena pomoćnim hidrauličnim kolom koje sadrži:

- pomoćni rekuperator (101), smešten nizvodno od gorionika (40) i grejača (41), duž izlazne putanje vrućih gasova sagorevanja;

- veći broj pomoćnih cevi (101’, 103’, 104’) konfigurisanih da prolaze kroz navedeni pomoćni rekuperator i da budu povezane sa jednom ili više pomoćnih upotreba, poželjno uređajima za grejanje prostora i/ili proizvodnim jedinicama za toplu vodu za domaćinstvo; - pomoćnu pumpu (104), smeštenu u navedenom kolu i koja je operativno aktivna na jednoj cevi navedenog većeg broja pomoćnih cevi, tako da dovodi do cirkulacije u navedenom pomoćnom kolu;

gde je navedeni pomoćni rekuperator (101) konfigurisan da obnovi energiju iz gasova sagorevanja i da je prenese u fluid koji cirkuliše u navedenom pomoćnom kolu, pri čemu navedena energija je stoga dostupna za navedenu pomoćnu upotrebu (103).

8. Grejna mašina (121) prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, koja dalјe sadrži:

- ventilator (92) smešten uzvodno od gorionika (40) i koji je konfigurisan da izvlači vazduh za sagorevanje iz okoline i prisilno ga šalјe na navedeni gorionik (40) za napajanje procesa sagorevanja; i/ili

- jedan ili više nepovratnih ventila (44a, 44b, 42a) smeštenihduž cevi grejne mašine i konfigurisanih da olakšaju cirkulaciju termalnog fluida u jednom smeru i spreče odliv termalnog fluida u suprotnom smeru.

9. Postupak za ostvarivanje ciklusa zagrevanja, postupak koji radi sa termalnim fluidom i koji je konfigurisan da funkcioniše sa kombinovanim ciklusom zagrevanja koristeći vrući vazduh i vodenu paru, koji ima jednosmerno kontinuirano kretanje toplotnog fluida, pri čemu postupak sadrži korake:

- postavljanje grejne mašine (121), prema jednom ili više patentnih zahteva od 1 do 8; - sprovođenje sledećih koraka:

- pokretanje primarne osovine (17) i prenosa (18) pogonske jedinice (1), postavljanje klipova (7a, 7b, 7c, 9a, 9b, 9c) u kretanje;

- aktiviranje gorionika (40) i pokretanje procesa sagorevanja;

- kada termalni fluid koji cirkuliše u grejnoj mašini dostigne prethodno uspostavlјeno minimalno radno stanje, pogonska jedinica (1) proizvodi rad potreban za samostalno okretanje;

- prateći kretanje dva klipa (9c-7c) jedan od drugog, termalni fluid se usisava u komoru (13"’) kroz usisni otvor (15"’);

- prateći kretanje dva klipa (7c-9a) jednog prema drugom, prethodno usisani termalni fluid se kompresuje u komori (14"’), podvrgava se porastu temperature od T1’ do T2, prolazi kroz ispusni otvor (16"’) i dolazi do kompenzacionog rezervoara (44);

- sa prekidima određenim rotacijom klipova i rezultujućim otvaranjem/zatvaranjem ulaznih otvora (15’, 15"), termalni fluid izlazi iz rezervoara (44) i prolazi kroz regenerator (42), gde se podvrgava porastu temperature sa T2 na T2’;

- termalni fluid prolazi kroz grejač (41), gde prima toplotnu energiju i povećava temperaturu od T2" do T3;

- rotirajući se u prstenastom cilindru, kada klipovi (7a-7b) otvore ulazne otvore (15’-15"), pregrejani termalni fluid ulazi u ekspanzione komore (13’, 13") gde se širi, sa smanjenjem njegove temperature sa T3 na T4 i, dok rotira klipove, proizvodi koristan rad;

- prateći kretanje klipova jedan prema drugom (7a-9b; 7b-9c), komore (14’, 14") smanjuju zapreminu, iscrplјeni termalni fluid se izbacuje iz pogonske jedinice (1), prolazi kroz ispusne otvore (16’-16"), i kroz regenerator (42), gde predaje deo toplote koju još uvek poseduje i podvrgava se smanjenju temperature sa T4 na T4’.

10. Postupak prema patentnom zahtevu 9, gde je u koraku usisavanja termalnog fluida u komoru (13’"), navedeni termalni fluid vazduh usisan iz okoline na temperaturi T1’, i gde postupak sadrži korake:

- izvlačenja destilovane vode iz rezervoara (97a);

- aktiviranje merne pumpe (97b) i uvođenje zadate količine destilovane vode u kolo pomoću injektora (97), što dovodi do smanjenja temperature dobijenog termalnog fluida sa T2’ na T2";

i gde se, nakon koraka prolaska kroz regenerator (42), iscrplјeni termalni fluid ispušta u atmosferu.

11. Postupak prema patentnom zahtevu 9, koji dalјe sadrži sledeće korake:

- termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka (43) na temperaturi T1, prelazi u cev (43’), prolazi kroz hvatač (93) kondenzata, gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha, prolazi u cev (93’) na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor (15’"’) i nakon pomeranja dva klipa (9c-7c) jednog od drugog, usisava se u komoru (13"’) navedenog prvog odelјka;

- potisnuta pumpom (94) visokog pritiska, kondenzovana voda koja je prethodno izdvojena iz vazduha hvatačem (93) putuje cevima (93", 94’) i dolazi do injektora (97) postavljenog tako da omogućava ubrizgavanje, u vazdušno kolo (42’"), unapred definisane količine kondenzovane vode, koja je sposobna da poveća jediničnu snagu pogonske jedinice (1) i da obezbedi podmazivanje cilindra.

12. Postupak prema patentnom zahtevu 9, koji dalјe sadrži sledeće korake:

- termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka (43) na temperaturi T1, prelazi u cev (43’), prolazi kroz hvatač (93) kondenzata, gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha, prolazi u cev (93’) na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor (15’"’) i nakon pomeranja dva klipa (9c-7c) jednog od drugog, usisava se u komoru (13"’) navedenog prvog odelјka;

- potisnuta pumpom (94) visokog pritiska, kondenzovana voda koja je prethodno izdvojena iz vazduha hvatačem (93) putuje cevima (93", 94’) i dolazi do isparivača (95) koji je konfigurisan za zagrevanje i isparavanje kondenzovane vode i slanje u injektor (97) postavljen tako da omogući ubrizgavanje, u vazdušno kolo (42’"), unapred definisane količine vodene pare, koja je sposobna da poveća jediničnu snagu pogonske jedinice (1) i obezbedi podmazivanje cilindra;

gde je navedeni isparivač (95) konfigurisan da prima kao dolazni fluid, na svojoj strani niske temperature, iscrplјeni termalni fluid koji se izbacuje iz odvoda pogonske jedinice (1), tako da dobija preostalu toplotnu energiju iz tog iscrplјenog termalnog fluida i da je koristi za predzagrevanje termalnog fluida koji se šalјe u grejač.

13. Postupak prema patentnom zahtevu 9, koji dalјe sadrži sledeće korake:

- termalni fluid, izlazeći iz hladnjaka (43) na temperaturi T1, prelazi u cev (43’), prolazi kroz hvatač (93) kondenzata, gde se voda u termalnom fluidu kondenzuje i odvaja iz vazduha, prolazi u cev (93’) na temperaturi T1’, prolazi kroz usisni otvor (15’"’) i nakon pomeranja dva klipa (9c-7c) jedan od drugog, usisava se u komoru (13"’) navedenog prvog odelјka;

- potisnuta pumpom (94) visokog pritiska, kondenzovana voda koja je prethodno izdvojena iz vazduha hvatačem (93) putuje cevima (93", 94’) i dolazi do isparivača (95) koji je konfigurisan za zagrevanje i isparavanje kondenzovane vode i slanje u supergrejač (96), koji je ekstrakcijom energije iz vrućih gasova sagorevanja nizvodno od gorionika (40) konfigurisan da pregreje zasićenu paru koja izlazi iz isparivača (95), tako da se snabde energijom;

gdeje navedeni supergrejač (96) konfigurisan da šalјe pregrejanu vodenu paru u injektor (97), koji je postavlјen tako da omogućava ubrizgavanje, u vazdušno kolo (42"’), unapred definisane količine navedene pregrejane vodene pare, koja je u stanju da dodatno poveća jediničnu snagu pogonske jedinice (1), povećajući ukupni prinos i osiguravajući podmazivanje cilindra,

i gde je navedeni isparivač (95) konfigurisan da prima kao dolazni fluid, na svojoj strani niske temperature, iscrplјeni termalni fluid koji se izbacuje iz odvoda pogonske jedinice (1), tako da dobija preostalu toplotnu energiju iz tog iscrplјenog termalnog fluida i da je koristi za predzagrevanje termalnog fluida koji se šalјe u grejač.

14. Postupak prema patentnom zahtevu 13, koji dalјe sadrži sledeće korake:

- postavljanje rashladnog kola, koje sadrži:

- prvi rekuperator (98), smešten uzvodno od gorionika (40), gde se vazduh za sagorevanje izvlači iz okoline;

- rashladnu jedinicu (međuprostor 2R) povezanu sa pogonskom jedinicom (1);

- drugi rekuperator (100), smešten nizvodno od gorionika (40) i grejača (41), a poželјno nizvodno od navedenog supergrejača (96), duž izlazne putanje vrućih gasova sagorevanja; - veći broj rashladnih cevi (2’, 98’, 99’, 100’) koje spajaju u niz prvi rekuperator (98), navedenu rashladnu jedinicu (2R) i navedeni drugi rekuperator (100), tako da čine kružnu putanju, i koje nose količinu rashladne tečnosti;

- rashladnu pumpu (99) smeštenu u navedenom kolu i koja je operativno aktivna na jednoj cevi navedenog većeg broja rashladnih cevi kako bi se postigla cirkulacija navedenog rashladnog fluida u rashladnom kolu;

- sprovođenje sledećih koraka:

- hlađenje rashladne tečnosti pomoću navedenog prvog rekuperatora (98) predavanjem toplotne energije navedenom vazduhu za sagorevanje;

- hlađenje, pomoću navedene rashladne jedinice (2R), pogonske jedinice (1) prenošenjem toplotne energije iz pogonske jedinice u rashladni fluid, koja se podvrgava porastu temperature;

- zagrevanje, pomoću navedenog drugog rekuperatora (100), navedenog rashladnog fluida sticanjem toplotne energije iz vrućih gasova sagorevanja.

15. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 9 do 14, koji dalјe sadrži sledeće korake:

- postavljanje pomoćnog hidrauličkog kola, koje sadrži:

- pomoćni rekuperator (101), smešten nizvodno od gorionika (40) i grejača (41), duž izlazne putanje vrućih gasova sagorevanja;

- veći broj pomoćnih cevi (101’, 103’, 104’) konfigurisanih da prolaze kroz navedeni pomoćni rekuperator i da budu povezane sa jednom ili više pomoćnih upotreba, poželjno uređajima za grejanje prostora i/ili proizvodnim jedinicama za toplu vodu za domaćinstvo; - pomoćnu pumpu (104), smeštenu u navedenom kolu i koja je operativno aktivna na jednoj cevi navedenog većeg broja pomoćnih cevi, tako da dovodi do cirkulacije u navedenom pomoćnom kolu;

- sprovođenje sledećih koraka:

- dobijanje energije iz gasova sagorevanja, pomoću navedenog pomoćnog rekuperatora (191);

- prenošenje navedene energije fluidu koji cirkuliše u navedenom pomoćnom kolu;

- stavlјanje navedene energije na raspolaganje za pomoćnu upotrebu (103).