NO334747B1 - External heater, method of operation of an external heater, a thermodynamic process for operating an external heater, and the use of an external heater and / or a thermodynamic process in the operation of a cogeneration plant. - Google Patents

External heater, method of operation of an external heater, a thermodynamic process for operating an external heater, and the use of an external heater and / or a thermodynamic process in the operation of a cogeneration plant. Download PDF

Info

Publication number
NO334747B1
NO334747B1 NO20120063A NO20120063A NO334747B1 NO 334747 B1 NO334747 B1 NO 334747B1 NO 20120063 A NO20120063 A NO 20120063A NO 20120063 A NO20120063 A NO 20120063A NO 334747 B1 NO334747 B1 NO 334747B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
working fluid
heat
external heating
heating machine
cylinder
Prior art date
Application number
NO20120063A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20120063A1 (en
Inventor
Harald Nes Rislå
Original Assignee
Viking Heat Engines As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Viking Heat Engines As filed Critical Viking Heat Engines As
Priority to NO20120063A priority Critical patent/NO334747B1/en
Priority to PCT/NO2013/050013 priority patent/WO2013109152A1/en
Publication of NO20120063A1 publication Critical patent/NO20120063A1/en
Publication of NO334747B1 publication Critical patent/NO334747B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

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

Abstract

Eksternvarmemaskin (1) som benytter et arbeidsfluid (9), hvor minst ett volumendringskammer (150, 151) er tildannet av minst én enhet (10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111), og hvor det til minst én av den minst ene volumendringskammertildannende enheten (10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111) er anordnet minst én termisk barriere (190, 190', 190'', 190''') som forhindrer varmefluks fra den minst ene volumendringskammertildannende enheten (10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111) til minst én omkringliggende enhet (5, 7, 10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111) og/eller omgivelsene. Det beskrives også en termodynamisk prosess for drift av en eksternvarmemaskin (1). Endelig beskrives det anvendelse av eksternvarmemaskinen (1) og/eller den termodynamiske prosessen ved drift av et kraftvarmeverk (3000).External heating machine (1) using a working fluid (9), wherein at least one volume change chamber (150, 151) is formed by at least one unit (10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111), and one of the at least one volume change chamber forming unit (10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111) is provided with at least one thermal barrier (190, 190 ', 190' ', 190' '') which prevents heat flux from the at least one volume change chamber forming unit (10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111) to at least one surrounding unit (5, 7, 10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111) and / or circumstances. Also described is a thermodynamic process for operating an external heating machine (1). Finally, the use of the external heating machine (1) and / or the thermodynamic process in the operation of a cogeneration plant (3000) is described.

Description

EKSTERNVARMEMASKIN, FRAMGANGSMÅTE VED DRIFT AV EKSTERNVARMEMASKIN, EN TERMODYNAMISK PROSESS FOR DRIFT AV EN EKSTERNVARMEMASKIN, SAMT ANVENDELSE AV EN EKSTERNVARMEMASKIN OG/ELLER EN TERMODYNAMISK PROSESS VED DRIFT AV ET KRAFTVARMEVERK EXTERNAL HEATER, PROCEDURE FOR OPERATING AN EXTERNAL HEATER, A THERMODYNAMIC PROCESS FOR OPERATING AN EXTERNAL HEATER, AS WELL AS USE OF AN EXTERNAL HEATER AND/OR A THERMODYNAMIC PROCESS OPERATING A POWER PLANT

Det beskrives en eksternvarmemaskin som benytter et arbeidsfluid, hvor minst ett volumendringskammer er tildannet av minst én enhet, og hvor det til minst én av den minst ene volumendringskammertildannende enheten er anordnet minst én termisk barriere som forhindrer varmefluks fra den minst ene volumendringskammertildannende enheten til minst én omkringliggende enhet og/eller omgivelsene. An external heating machine that uses a working fluid is described, where at least one volume change chamber is formed by at least one unit, and where at least one of the at least one volume change chamber forming unit is provided with at least one thermal barrier that prevents heat flux from the at least one volume change chamber forming unit to at least one surrounding unit and/or the surroundings.

Det beskrives også en termodynamisk prosess for drift av en eksternvarmemaskin. Endelig beskrives anvendelse av en eksternvarmemaskin og/eller en termodynamisk prosess ved drift av et kraftvarmeverk. A thermodynamic process for operating an external heating machine is also described. Finally, the application of an external heating machine and/or a thermodynamic process when operating a cogeneration plant is described.

Siden slutten av det nittende århundret har det blitt lagt ned en betydelig innsats i å utvikle varmemaskiner for å kunne konvertere lavverdig varmeenergi til høyverdige energiformer slik som mekanisk eller elektrisk energi. Lavverdig varmeenergi, dvs. varmeenergi ved lavere temperaturer, er vanskelig å konvertere fordi det termodynamiske potensialet er lavt i henhold til Carnots teorem. Ca mots teorem sier at den øvre grensen for hvor mye varmeenergi som kan utnyttes til å gi arbeid i en varmemaskin er gitt av temperaturforskjellen mellom et varmereservoar og et kuldereservoar. Alle varmemaskiner utnytter temperaturforskjellene mellom et varmereservoar og et kuldereservoar. Internforbrenningsmotorer utnytter varmen fra forbrenning, og omgivelsene (atmosfæren) til avkjøling. Eksternforbrenningsmotorer, eller mer generelt eksternvarmemaskiner slik som dampturbiner, utnytter varmen fra for eksempel kullforbrenning, søppelforbrenning, kjernefysiske prosesser etc, og kjøler bort restvarmen til omgivelsene ved hjelp av en kondensator, eller i verste fall slik som ved enkelte eldre dampmaskiner, hvor dampen, etter at den hadde blitt brukt til å skape arbeid på et stempel, blir sluppet rett ut i atmosfæren. Since the end of the nineteenth century, considerable effort has been put into developing heat engines to be able to convert low-grade heat energy into high-grade forms of energy such as mechanical or electrical energy. Low-grade heat energy, i.e. heat energy at lower temperatures, is difficult to convert because the thermodynamic potential is low according to Carnot's theorem. Ca mot's theorem states that the upper limit for how much heat energy can be utilized to provide work in a heat engine is given by the temperature difference between a heat reservoir and a cold reservoir. All heating machines utilize the temperature differences between a heat reservoir and a cold reservoir. Internal combustion engines utilize the heat from combustion, and the surroundings (atmosphere) for cooling. External combustion engines, or more generally external heat machines such as steam turbines, utilize the heat from, for example, coal combustion, waste incineration, nuclear processes, etc., and cool the residual heat to the surroundings using a condenser, or in the worst case, as in some older steam engines, where the steam, after that it had been used to create work on a piston, is released straight into the atmosphere.

Carnots teorem kan sammenfattes i én enkel likning, som sier at r\ Kax = 1 - T<q>/Th, hvor q gir den høyeste termodynamiske virkningsgraden en teoretisk kan oppnå ved en ideell reversibel varmemaskin. Tc er den absolutte kuldereservoartemperaturen, i Kelvin (eller Rankine), og Th er den absolutte varmereservoartemperaturen. Ved Carnots teorem fortelles det intet om strømningstap, mekanisk virkningsgrad, virkningsgrad ved forbrenn i ngsprosesser etc, så i den praktiske verdenen må en regne med betydelig høyere tap enn det som gis av Carnots teorem alene. Carnots teorem viser likevel direkte at jo lavere temperaturforskjeller en har til rådighet, jo mindre varmeenergi kan en konvertere til høyverdig energi, og hvis andre tap i tillegg er betydelige, kan en risikere å ikke oppnå noe i det hele tatt. Carnot's theorem can be summarized in one simple equation, which states that r\ Kax = 1 - T<q>/Th, where q gives the highest thermodynamic efficiency that can theoretically be achieved by an ideal reversible heat engine. Tc is the absolute cold reservoir temperature, in Kelvin (or Rankine), and Th is the absolute heat reservoir temperature. Carnot's theorem does not say anything about flow loss, mechanical efficiency, efficiency during combustion in industrial processes, etc., so in the practical world one must expect significantly higher losses than what is given by Carnot's theorem alone. Carnot's theorem nevertheless directly shows that the lower temperature differences one has at one's disposal, the less heat energy one can convert into high-quality energy, and if other losses are also significant, one risks not achieving anything at all.

I tradisjonelle forbrenningsmotorer kan en akseptere en del tap fordi forbrenningstemperaturen, dvs. varmereservoartemperaturen, er høy, og dermed er det termodynamiske potensialet i henhold til Carnots teorem høyt. Så lenge dette er tilfellet vil en likevel få ut en god andel av den tilgjengelige energien, som eksempelvis typisk kan være maksimalt rundt 30 % for bensinmotorer, og maksimalt rundt 40 % for dieselmotorer. De fleste forbrenningsmotorer er basert på stempelmaskiner fordi det historisk sett har vist seg at stempelmaskiner er både billige å fremstille, pålitelige, krever få eksotiske materialer og krever lite ekspertise ved vedlikehold. In traditional combustion engines, one can accept some losses because the combustion temperature, i.e. the heat reservoir temperature, is high, and thus the thermodynamic potential according to Carnot's theorem is high. As long as this is the case, you will still get a good share of the available energy, which for example can typically be a maximum of around 30% for petrol engines, and a maximum of around 40% for diesel engines. Most internal combustion engines are based on reciprocating engines because, historically, reciprocating engines have proven to be both cheap to manufacture, reliable, require few exotic materials, and require little expertise in maintenance.

For varmeenergi utnyttelse ved lavere temperaturer har det tradisjonelt vært benyttet andre teknologier enn det som er vanlig å benytte innen forbrenningsmotorindustrien. Eksempler er stempelbaserte Stirlingmotorer som benytter spesialiserte materialer, For heat energy utilization at lower temperatures, different technologies have traditionally been used than what is usually used in the internal combustion engine industry. Examples are piston-based Stirling engines that use specialized materials,

ORC-motorer (Organic Rankine Cycle) som benytter turblnteknologi etc. Innen enkelte spesialsegmenter viser disse teknologiene seg å fungere hett utmerket, men ofte til en betydelig kostnad. I tillegg har det frem til nå blitt utviklet få eller ingen lavtempera-turteknoEogier som benytter masseproduserte standardmaterialer og -komponenter, slik som for eksempel fra bilindustrien. Spesielt gjelder dette for teknologisegmenter som krever lave effektuttak, for eksempel i størrelsesorden under 100 kW. For seg-menter med større effektuttak fins det en del tilgjengelig teknologi, og da ofte Sti ri i ng-eller ORC-teknologi, fra flere større industriaktører. Det fins også noen aktører som lager stempeldampmaskiner i de høyere effektområdene. For de lavere størreisesor-dener fins det kun et fåtall kommersielt tilgjengelige produkter, og da ofte til en meget høy pris. Det kan være flere grunner til dette, og en av dem er at det har vist seg å være spesielt dyrt å måtte benytte eksotiske og ikke-standard komponenter, materialer og teknologier. I tillegg er det tradisjon for å benytte komponenter som avviker fra det som er standard innen bilindustrien eller andre industrier som produserer forbrenningsmotorer i store serier, for øvrig de eneste industriene som masseproduserer små motorer til en lav kost, hvor "små" typisk kan bety < 150 kW effekt. ORC engines (Organic Rankine Cycle) that use turbine technology etc. Within certain special segments, these technologies prove to work very well, but often at a considerable cost. In addition, until now few or no low-temperature technologies have been developed that use mass-produced standard materials and components, such as for example from the automotive industry. In particular, this applies to technology segments that require low power outputs, for example in the order of below 100 kW. For segments with greater power output, there is some available technology, and often Steering or ORC technology, from several major industry players. There are also some players who make piston steam machines in the higher power ranges. For the lower orders of magnitude, there are only a few commercially available products, and often at a very high price. There can be several reasons for this, and one of them is that having to use exotic and non-standard components, materials and technologies has proven to be particularly expensive. In addition, there is a tradition of using components that deviate from what is standard within the automotive industry or other industries that produce combustion engines in large series, otherwise the only industries that mass-produce small engines at a low cost, where "small" can typically mean < 150 kW power.

Hvis en skal klare å produsere små motorer som kan utnytte lave temperaturn tvåe r, til en lav kost, er det derfor svært viktig å kunne benytte seg av mest mulig standard teknologi. Det mest nærliggende vil da være å søke å benytte seg av mest mulig kjent teknikk fra bilmotorverdenen, eventuelt motorer for tohjulinger, generatormotorer med mer. Slike motorer er produsert i meget store antall, det fins en enorm mengde erfaringsdata, det fins mye ekspertise og de er billige i store antall. I tillegg kan de gjennom visse designgrep oppnå høy pålitelighet og høy slitestyrke. If one is going to be able to produce small engines that can utilize low temperatures at a low cost, it is therefore very important to be able to use as much standard technology as possible. The closest thing would then be to seek to make use of as much known technology as possible from the car engine world, possibly engines for two-wheelers, generator engines and more. Such engines are produced in very large numbers, there is an enormous amount of experience data, there is a lot of expertise and they are cheap in large numbers. In addition, through certain design measures, they can achieve high reliability and high wear resistance.

Når en søker å utnytte varme ved lave temperaturer, kan det først og fremst være gunstig i forbindelse med kraftvarmeverk, hvor varmen er hovedproduktet, og eventuell mekanisk eller elektrisk energi er biproduktet. Grunnen er helt enkelt at Carnots teorem setter en betydelig begrensning på hvor mye høyverdig energi en andelsvis kan oppnå, og dersom en da ikke kan utnytte varmen, vil mesteparten gå til spille, og drivverdigheten vil da kunne opphøre. When one seeks to utilize heat at low temperatures, it can primarily be beneficial in connection with cogeneration plants, where heat is the main product, and any mechanical or electrical energy is the by-product. The reason is quite simply that Carnot's theorem sets a significant limitation on how much high-quality energy a share can obtain, and if one cannot utilize the heat, most of it will go to waste, and the driving value will then cease.

Når det derimot først er et varmebehov til stede, vil en slik utnyttelse av varme ved lave temperaturer kunne være svært gunstig. Det viser seg at hvis en studerer det gjennomsnittlige energiforbruket ved for eksempel husholdninger, landbruksinstana-sjoner, kontorer, hoteller, industribygg etc, vil en observere at mesteparten av det totale energiforbruket går med til oppvarming av vann og bygningsmasser, eventuelt til avkjøling. Det er kun en liten andel av det totale energibehovet som behøves i form av ren elektrisk kraft. For en typisk nordeuropeisk husholdning vil det typiske elektriske kraftbehovet utgjøre kun mellom 10 og 15 % av det totale energiforbruket. However, once there is a demand for heat, such utilization of heat at low temperatures could be very beneficial. It turns out that if you study the average energy consumption of, for example, households, agricultural establishments, offices, hotels, industrial buildings, etc., you will observe that most of the total energy consumption is used for heating water and building materials, possibly for cooling. Only a small proportion of the total energy requirement is needed in the form of pure electrical power. For a typical Northern European household, the typical electrical power demand will amount to only between 10 and 15% of the total energy consumption.

I de senere årene har det blitt mer og mer vanlig å installere for eksempel biomassebrennere (dvs. pellets- og flisbrennere) i forbindelse med bygningsmasse. Det har også blitt mer vanlig å installere termiske solfangere, dvs. solfangere som kun leverer varme, og noen av disse teknologiene har i de senere årene blitt i stand til å levere varme med relativt høye temperaturer, for eksempel opp mot 200-300 °C. Selv om disse temperaturene ansees å være høye i denne forbindelse, er det likevel lavt i forhold tif de temperaturene en oppnår ved forbrenningsprosesser, idet disse ofte er 800-900 °C og oppover. In recent years, it has become more and more common to install, for example, biomass burners (i.e. pellet and chip burners) in connection with building stock. It has also become more common to install thermal solar collectors, i.e. solar collectors that only supply heat, and some of these technologies have in recent years become able to supply heat at relatively high temperatures, for example up to 200-300 °C . Although these temperatures are considered to be high in this connection, they are nevertheless low in relation to the temperatures achieved in combustion processes, as these are often 800-900 °C and above.

Likevel er det store utfordringer knyttet til å kunne utnytte forbrenningsvarmen fra Nevertheless, there are major challenges associated with being able to utilize the combustion heat from

biomasseforbrenning direkte. Biomassebrennere benytter varmevekslere, og ved høye temperaturer vil det kreves spesielle materialer som kan tåle disse. I tillegg er det ofte ikke ønskelig med høyere temperaturer på forbrukersiden, både på grunn av sikkerhet og fordi det meste av oppvarmingsbehov kan utføres med temperaturer på for eksempel 100 °C eller lavere. Derfor er det i stedet vanlig å benytte en mineralsk (for ek- biomass combustion directly. Biomass burners use heat exchangers, and at high temperatures, special materials that can withstand these will be required. In addition, it is often not desirable to have higher temperatures on the consumer side, both for reasons of safety and because most heating needs can be carried out with temperatures of, for example, 100 °C or lower. Therefore, it is common to use a mineral (for eco-

sempel stein eller keramisk) varmeveksler mellom forbrenningsprosessen og varmesluket, som typisk kan være et metall rør med sirkulerende vann og som for eksempel er innestøpt eller innebygd i det mineralske elementet. På denne måten oppnås det en stor temperatursenking ned mot forbrukeren, samtidig som en klarer å utnytte en stor andel av den tilgjengelige energien, dvs. utnyttelsesgraden eller virkningsgraden ved biomasseforebrenning er ofte rundt 90 % eller høyere. simple stone or ceramic) heat exchanger between the combustion process and the heat drain, which can typically be a metal pipe with circulating water and which is, for example, embedded or embedded in the mineral element. In this way, a large temperature reduction towards the consumer is achieved, while at the same time managing to utilize a large proportion of the available energy, i.e. the degree of utilization or efficiency in biomass pre-combustion is often around 90% or higher.

Av dette følger at hvis en skal benytte eksisterende biomassebrennere som varmekilde til eksternvarmemaskiner ved lave temperaturer, vil det kun kreves enklere tiltak utført ved brennerne dersom en kan begrense utgangstemperaturen til varmeproduk-tet til for eksempel kun 200-300 °C. I tillegg vil et slikt temperaturnivå samsvare godt med det som er tilgjengelig ved dagens termiske solfangere, og dette vil kunne være svært gunstig ved et kombinert energianlegg hvor en kan benytte den tilgjengelige solinnstrålingen i kombinasjon med for eksempel en flisbrenner. Dersom en da instal-lerer en eksternvarmemaskin i tillegg til solvarme- og brennersystemet kan en forsyne både varme og elektrisk kraft til for eksempel en bygningsmasse, og bygningsmassen vil da kunne være selvforsynt med fornybar, miljøvennlig energi. It follows from this that if existing biomass burners are to be used as a heat source for external heating machines at low temperatures, simpler measures will only be required at the burners if the output temperature of the heating product can be limited to, for example, only 200-300 °C. In addition, such a temperature level will correspond well with what is available with today's thermal solar collectors, and this could be very beneficial in a combined energy system where you can use the available solar radiation in combination with, for example, a tile burner. If you then install an external heating machine in addition to the solar heating and burner system, you can supply both heat and electricity to, for example, a building mass, and the building mass will then be able to be self-sufficient with renewable, environmentally friendly energy.

For at et slikt anlegg skal kunne være en lønnsom investering, må eksternvarmemaskinen ligge på et kostnadsnivå samt ha en pålitelighet under drift som er attraktiv for markedet. En typisk mindre bygningsmasse (bolig, landbruksbygning, kontor, mindre industribygg etc), som tross alt representerer det største markedet i antall, har et lite elektrisk kraftbehov, men det eksisterer få tilgjengelige teknologier som kan benyttes til dette formålet. En eksternvarmemaskin til dette formålet vil typisk måtte ha et tilgjengelig elektrisk effektuttak på et sted mellom 1 og 10 kW, noe som har vist seg vanskelig å oppdrive til en rimelig kost. For such a plant to be a profitable investment, the external heating machine must be at a cost level and have a reliability during operation that is attractive to the market. A typical smaller building stock (residential, agricultural building, office, small industrial building, etc.), which after all represents the largest market in terms of numbers, has a small electrical power requirement, but there are few available technologies that can be used for this purpose. An external heating machine for this purpose will typically have to have an available electrical output of somewhere between 1 and 10 kW, which has proven difficult to generate at a reasonable cost.

Det finnes riktignok internforbrenningsmotorer som er utviklet til dette formålet, men disse benytter fossile brensler, og vil ikke kunne utnytte varmen fra nettopp sol og biomasseforbrenning. Idet det allerede er mye tilgjengelig varme fra bl.a. nettopp sol og biomasseforbrenning, vil det dermed være et stort marked for anlegg som i tillegg kan produsere elektrisk kraft. There are, of course, internal combustion engines that have been developed for this purpose, but these use fossil fuels, and will not be able to utilize the heat from the sun and biomass combustion. As there is already a lot of heat available from, among other things, precisely solar and biomass combustion, there will thus be a large market for plants that can also produce electricity.

Idet de fleste eksisterende varmemaskinteknologier ikke er tilpasset til å kunne levere mindre mengder elektrisk kraft fra varme ved lavere temperaturer til en lav kost, er det et stort potensial I nettopp å kunne utvikle slik teknologi videre. Det mest nærliggende vil da være å velge en teknologibase med utgangspunkt i stempelmotorer fra bilindustrien eller tilsvarende, fordi det innen disse segmentene foreligger lang erfa-ring med velprøvde og pålitelige motorløsninger som er produsert i store volumer, og As most existing heat engine technologies are not adapted to be able to deliver smaller amounts of electrical power from heat at lower temperatures at a low cost, there is great potential in being able to develop such technology further. The closest approach would then be to choose a technology base based on piston engines from the automotive industry or similar, because within these segments there is long experience with proven and reliable engine solutions that are produced in large volumes, and

til en meget lav kost. at a very low cost.

US 5447130 A beskriver en termisk isolert motor som blir benyttet som en internfor-brenningsmotor, hvor det i en syllndertopp anvendes en keramisk forbindelse som har en termisk ledningsevne. En sylindertoppblokk tildanner en termisk barriere som hind-rer varmefluks mellom en sylinder og en eventuell ventllstyrlngsblokk. Det beskrives også en sylinderforing tildannet av et keramisk, varmeledende materiale. US 5447130 A describes a thermally insulated engine which is used as an internal combustion engine, where a ceramic compound which has a thermal conductivity is used in a cylinder head. A cylinder head block forms a thermal barrier that prevents heat flow between a cylinder and any valve control block. A cylinder liner made of a ceramic heat-conducting material is also described.

EP 0049941 Al beskriver midler for å forhindre at varmen fra et arbeidsfluid strømmer inn i komponenter som sylinder, stempel, topplokk, ventiler og andre relevante mo-tordeler, ved at disse oppviser flater konstruert av fluidumgjennomtrengelig materiale, mens fluidtette tilstøtende deler av ikke-gjennomtrengeiig materiale anvendes i sylin-derhuset. En egnet væske er levert av en pumpe til kanaler i sylinderen og med andre midler til stempelet og til ventilene. Fluidet strømmer gjennom det permeable materialet for å danne et utskiftbart lag av væske på komponentoverflatene. Varme som ellers vilte overføres til disse flatene fra arbeidsfluidet, absorberes av det utskift ba re fluidet mens det tvinges vekk fra overflaten gjennom tykkelsen av det statiske gren-sesjiktet. EP 0049941 Al describes means to prevent the heat from a working fluid from flowing into components such as cylinders, pistons, cylinder heads, valves and other relevant engine parts, by these having surfaces constructed of fluid-permeable material, while fluid-tight adjacent parts of non-permeable material is used in the cylinder housing. A suitable fluid is supplied by a pump to channels in the cylinder and by other means to the piston and to the valves. The fluid flows through the permeable material to form a replaceable layer of fluid on the component surfaces. Heat that would otherwise be transferred to these surfaces from the working fluid is absorbed by the replaced fluid while it is forced away from the surface through the thickness of the static boundary layer.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk. The purpose of the invention is to remedy or to reduce at least one of the disadvantages of known technology, or at least to provide a useful alternative to known technology.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav. The purpose is achieved by features that are stated in the description below and in subsequent patent claims.

Dersom en skal tilveiebringe en eksternvarmemaskin basert på mest mulig kjent mo-torteknikk, som i de fleste tilfeller benytter konvensjonelle smøre løsn Inger, identifise-res det bl.a. følgende problemstillinger som må løses: 1. Omfanget av varme partier i maskinen må begrenses for bl.a. å minimere termiske belastninger, varmetap og eksponering av smøremiddel mot høye temperaturer, hvilket kan forringe smøremiddelet dersom dette for eksempel er en konvensjonell smøreolje. 2. En må minimere smøre behovet i de deler av maskinen som likevel må arbeide med høye temperaturer og som eventuelt fremdeles behøver noe smøring, slik at en eventuell forringelse av smøremiddelet er begrenset til kun å gjelde en liten mengde, idet andelen smøremiddel som da forringes, er liten nok til at den totale mengden fremdeles vil oppvise tilfredsstillende smøreegenskaper over tid. Ved normalt vedlikehold i form av oljeskift vil en eventuell forringelse av en liten andel smøremiddel da kunne være uproblematisk. 3. En må sørge for god tetning mellom smøreolje- og arbeidsfluid kretsene, slik at det blir minst mulig blanding av smøreolje og arbeidsfluid, idet blanding av disse vil kunne forringe deres kvaliteter under drift, samt kvaliteten til driftspro-sessen. If one is to provide an external heating machine based on the best possible known motor technology, which in most cases uses conventional lubrication and lubrication, it is identified, among other things, the following issues that must be resolved: 1. The extent of hot parts in the machine must be limited for e.g. to minimize thermal loads, heat loss and exposure of the lubricant to high temperatures, which can degrade the lubricant if this is, for example, a conventional lubricating oil. 2. One must minimize the need for lubrication in the parts of the machine which nevertheless have to work at high temperatures and which possibly still need some lubrication, so that any deterioration of the lubricant is limited to only applying to a small amount, as the proportion of lubricant which then deteriorates , is small enough that the total amount will still exhibit satisfactory lubricating properties over time. With normal maintenance in the form of an oil change, any deterioration of a small proportion of the lubricant could then be unproblematic. 3. A good seal must be ensured between the lubricating oil and working fluid circuits, so that there is as little mixing of lubricating oil and working fluid as possible, as mixing these could degrade their qualities during operation, as well as the quality of the operating process.

4. En må separere innblandet arbeidsfluid fra smøreoljen i smøreoljekretsen. 4. The mixed working fluid must be separated from the lubricating oil in the lubricating oil circuit.

5. En må separere innblandet smøreolje fra arbeidsftuidet i arbeidsfluid kretsen. 5. One must separate mixed lubricating oil from the working fluid in the working fluid circuit.

Oppfinnelsen søker å løse flere av disse problemstillingene. Alternativt kan problemstillingene 3 til 5 i lista over begrenses, eventuelt elimineres, ved at en kan benytte seg av et arbeidsfluid med forhåndsinnblandet smøremiddel. I et slikt tilfelle er det gitt at det innblandede smøremiddelet må kunne operere ved de samme temperaturer som arbeidsfluidet utsettes for. Enkelte sitikonoljer vil kunne benyttes til et slikt formål, samt at enkelte silikonoljer også vil kunne benyttes som arbeidsfluid, noe som vil kunne forenkle blandingsprosessen. Det kan i et slikt tilfelle fremdeles eksistere et separat smøresystem som benyttes for partier av maskinen hvor det ikke forventes særlig kryssblanding mellom arbeidsfluidet og et smøremiddel. The invention seeks to solve several of these problems. Alternatively, problems 3 to 5 in the list above can be limited, possibly eliminated, by using a working fluid with pre-mixed lubricant. In such a case, it is a given that the mixed lubricant must be able to operate at the same temperatures to which the working fluid is exposed. Certain silicone oils will be able to be used for such a purpose, as well as that certain silicone oils will also be able to be used as a working fluid, which will be able to simplify the mixing process. In such a case, there may still exist a separate lubrication system that is used for parts of the machine where no particular cross-mixing is expected between the working fluid and a lubricant.

For å kunne benytte en mest mulig standard stempel maskin som eksternvarmemaskin ved lavere temperaturer, vil det kreves en del designmessige nye løsninger. Hvis en tar utgangspunkt i eksisterende bensin- eller dieselmotorer, observerer en at disse er oppbygd med ulike hovedblokker som ofte omfatter: 1. En todelt veivblokk (dvs. selve veivblokka samt otjepanne) omfattende veivhuset, en veivaksel, råde, lagre, tetninger samt oljesump med mer. 2. En sylinderblokk omfattende sylinderforinger, smørekanaler og kjølekanaler med mer, hvor sylinderblokken når den er komplett sammenstilt også vil romme stempler. 3. En todelt sylindertoppblokk (dvs. sylindertoppblokken samt et toppdeksel), som ofte rommer ventilstyring, slik som ka rna ksier, vippearmer, ventiler, inntaks-og eksospotter med mer. In order to be able to use the most standard piston machine possible as an external heating machine at lower temperatures, a number of new design solutions will be required. If one starts from existing petrol or diesel engines, one observes that these are made up of different main blocks which often include: 1. A two-part crank block (i.e. the crank block itself and oil pan) comprising the crankcase, a crankshaft, rods, bearings, seals and oil sump with more. 2. A cylinder block including cylinder liners, lubrication channels and cooling channels etc., where the cylinder block when completely assembled will also accommodate pistons. 3. A two-part cylinder head block (ie, the cylinder head block and a head cover), which often houses valve controls, such as rocker arms, rocker arms, valves, intake and exhaust ports, and more.

I flere tilfeller er det også vanlig at sylinderblokken er kombinert med den "øvre" delen av veivblokken ved at disse hovedsakelig består av ett stykke støpt gods, noe som for øvrig også kan gjelde for oppfinnelsen. I tillegg har slike forbrenningsmotorer ytterli gere komponenter, for eksempel for drift av kamaksel (registerkjede eller -rem), pakninger, motorstarter, kjøtevaeskepumpe, generator, luftinntak, eksosanlegg, injektor eller forgasser, instrumenter, mindre aktuatorer, kosmetiske deksler, motorkontroll-enhet (ECU) og eventuelt girkasse etc. In several cases, it is also common for the cylinder block to be combined with the "upper" part of the crank block in that these mainly consist of one piece of cast material, which may also apply to the invention. In addition, such internal combustion engines have additional components, for example for the operation of the camshaft (timing chain or belt), gaskets, engine starter, gravy pump, generator, air intake, exhaust system, injector or carburettor, instruments, small actuators, cosmetic covers, engine control unit ( ECU) and possibly gearbox etc.

Fokuset her vil bli på hovedblokkene, idet det er forhold ved disse som er mest rele-vant for oppfinnelsen. Alle forbrenningsmotorer krever større eller mindre grad av kjø-ling for at ikke konstruksjonsmaterialene (ofte ulike legeringer med utgangspunkt i stål eller aluminium) skal ødelegges som følge av høy belastning under overoppheting. Dette fører i seg selv til et betydelig tap av virkningsgrad idet mye av forbrenningsenergien fjernes ved nettopp avkjøling. En kan likevel akseptere dette, som tidligere nevnt, nettopp fordi det termodynamiske potensialet ved forbrenningsprosesser er høyt i utgangspunktet. The focus here will be on the main blocks, as it is aspects of these that are most relevant to the invention. All internal combustion engines require a greater or lesser degree of cooling so that the construction materials (often various alloys based on steel or aluminium) are not destroyed as a result of high stress during overheating. This in itself leads to a significant loss of efficiency, as much of the combustion energy is removed precisely by cooling. One can nevertheless accept this, as previously mentioned, precisely because the thermodynamic potential of combustion processes is initially high.

Dersom en skulle ha konstruert en tilsvarende motor med betydelig mindre kjølebe-hov, for Igjen å kunne utnytte mer av forbrenningsenergien, ville materialkostnadene blitt så store at det ikke ville vært lønnsomt. Derfor velger en helter å akseptere et større varmetap, så lenge en likevel oppnår en totalvirkningsgrad på et tilfredsstillende nivå. If a similar engine were to be constructed with significantly less cooling requirements, in order to again be able to utilize more of the combustion energy, the material costs would be so large that it would not be profitable. Therefore, a hero chooses to accept a greater heat loss, as long as he still achieves a satisfactory level of overall efficiency.

Dette kan en ikke tillate seg i eksternvarmemotorer som skal drives ved tave temperaturnivåer, idet virkningsgraden allerede vil være mer begrenset I henhold til Carnots teorem. Intern forbrenningsmotorer arbeider som kjent hovedsakelig utelukkende på høye temperaturni våe r, mens eksternvarmemotorer kan i tillegg arbeide med lavere temperaturer. This cannot be allowed in external heat engines that are to be operated at low temperature levels, as the degree of efficiency will already be more limited in accordance with Carnot's theorem. As is known, internal combustion engines mainly work exclusively at high temperature levels, while external heat engines can also work at lower temperatures.

Selv om forbrenningstemperaturen i forbrenningsmotorer er svært høy, vil temperaturene til motorens indre komponenter, spesielt dem som står I termisk kontakt med Although the combustion temperature in internal combustion engines is very high, the temperatures of the engine's internal components, especially those in thermal contact with

ekspansjons- og dermed forbrenningskammeret, aldri bli svært høye på grunn av kjø-lingen. Dette er helt nødvendig for at materialene de er laget av ikke skal ødelegges. I tillegg benyttes det smøreolje I de fleste motorer, og disse vil degenereres og dermed forringes, eventuelt ødelegges, dersom temperturen blir for høy, for eksempel over 100-150 °C. Derfor er det svært viktig at alle deler som krever smøring, har en viss grad av tempera tu r kon troll, for eksempel i form av kjøling. expansion and thus the combustion chamber, never become very high due to the cooling. This is absolutely necessary so that the materials they are made of are not destroyed. In addition, lubricating oil is used in most engines, and these will degenerate and thus deteriorate, possibly destroyed, if the temperature is too high, for example above 100-150 °C. It is therefore very important that all parts that require lubrication have a certain degree of temperature control, for example in the form of cooling.

Alle motorer benytter et arbeidsfluid (dvs. luft, forbrenningsgasser, vann, organiske fluider med mer), og det er temperaturøkningen til arbeidsfluidet som driver motoren ved at arbeidsfluidets trykk øker og utnyttes til å utføre arbeid på eksempelvis et stempel. Arbeidsfluidet står i direkte termisk kontakt med motorens ekspansjonskam- re (volumendringskamre), som ved stem pel maskt ner hovedsakelig er omsluttet og derved definert av sylinderveggen, sylindertoppen, eventuelt ventilene, samt "oversi-den" av stempelet. Oet er dermed også disses flater som utsettes for den største var-meeksponeringen, og følgelig disse som vil kreve en høyest grad av temperatur kon-troll. All engines use a working fluid (i.e. air, combustion gases, water, organic fluids, etc.), and it is the temperature increase of the working fluid that drives the engine by the working fluid's pressure increasing and being used to perform work on, for example, a piston. The working fluid is in direct thermal contact with the engine's expansion chambers (volume change chambers), which in the case of piston masks are mainly enclosed and thereby defined by the cylinder wall, the cylinder head, possibly the valves, as well as the "overside" of the piston. It is thus also their surfaces which are exposed to the greatest heat exposure, and consequently these which will require the highest degree of temperature control.

Ved drift med lavere arbeidsfluidtemperaturer kan en tillate seg å ha mindre kjøling av disse flatene, og ideelt sett ønsker en å eliminere kjølebehovet fullstendig. Dersom temperturen er lav nok, kan dette fa seg gjøre uten å måtte benytte seg av eksotiske materialer, idet for eksempel aluminium vil tåle temperaturer opp mot 300 °C uten stor fare for materialskade. Stållegeringer tåler som regel enda høyere temperaturer. Utfordringen en da står igjen med er smøreoljen, som helst ikke skal eksponeres for temperaturer mye over 120-150 °C. When operating with lower working fluid temperatures, you can afford to have less cooling of these surfaces, and ideally you want to eliminate the need for cooling completely. If the temperature is low enough, this can be done without having to use exotic materials, as for example aluminum will withstand temperatures of up to 300 °C without much risk of material damage. Steel alloys usually withstand even higher temperatures. The challenge one is then left with is the lubricating oil, which should preferably not be exposed to temperatures much above 120-150 °C.

Det er flere måter å løse dette på: En kan for eksempel benytte materialer som ikke krever oljesmøring, men dette vil igjen kreve mer eksotiske materialvalg, noe som vil bli fordyrende. En annen måte å løse dette på er å begrense eksponeringen av smøre-olje tit områder i maskinen som kan operere ved lavere temperaturer, og i tillegg leg-ge inn tiltak for å redusere behovet for bevegelige deler i varme områder av motoren. Hvis en i utgangspunktet antar at det hovedsaklig er de bevegelige hovedkomponen-tene som krever oljesmøring, står en igjen med å måtte smøre veivakselen, sylinderen etler stempelet og kamakselen, dvs. deres friksjonsutsatte kontaktflater mot andre enheter, slik som ved lagre og glideflater. Det antas i tillegg at øvrige tilhørende komponenter, for eksempel rullelagre, kulelagre og andre bevegelige overganger og over-føringer vil måtte smøres. There are several ways to solve this: You can, for example, use materials that do not require oil lubrication, but this will again require more exotic material choices, which will be more expensive. Another way to solve this is to limit the exposure of lubricating oil to areas in the machine that can operate at lower temperatures, and in addition to introduce measures to reduce the need for moving parts in hot areas of the engine. If one initially assumes that it is mainly the main moving components that require oil lubrication, one is left with having to lubricate the crankshaft, the cylinder and the piston and the camshaft, i.e. their friction-prone contact surfaces against other units, such as bearings and sliding surfaces. It is also assumed that other associated components, for example roller bearings, ball bearings and other movable transitions and transmissions, will need to be lubricated.

For øvrig antas det også at øvrige komponenter som vil være innlysende for en fag-mann, er benyttet og implementert der hvor det vil være naturlig. Eksempler er mon-tasjeanordninger, braketter, foringer, skruer, muttere, skiver, tetninger (pakninger, o-ringer, akseltetninger eller simmerringer, stempelringer etc), lagre, slanger, rør, deksler, filtre etc. Furthermore, it is also assumed that other components that will be obvious to a person skilled in the art have been used and implemented where it would be natural. Examples are mounting devices, brackets, bushings, screws, nuts, washers, seals (gaskets, o-rings, shaft seals or seal rings, piston rings, etc.), bearings, hoses, pipes, covers, filters, etc.

Ved å introdusere en termisk barriere (isolasjon) mellom sylinderblokken og ve i vb lok-ken vil en kunne skille disse termisk og dermed kunne tillate at veivblokken med rommede komponenter kan operere på et lavere temperaturn i vå enn sylinderblokken uten at det vil medføre store varmetap. I dette tilfellet antas det at en betydelig del av det som ellers ville utgjort varmetapet, skyldes termisk konduksjon (varmeledning) mellom de ulike materialstykkene, noe som nettopp begrenses ved hjelp av et isolerende lag. Alternativt kan det isteden anordnes termisk isolasjon mellom sylinderblok ken og sylindertoppblokken, spesielt i tilfeller hvor en kan anta at varmelekkasjen fra sylinderblokken mot øvrige komponenter, for eksempel veivblokken, er såpass lav, for eksempel ved lavere driftstemperaturer, at et eventuelt varmetap vil bli mindre betydelig. I dette tilfellet vil sylinderblokken kunne kombineres med den øvre delen av veivblokken, til ett enkelt materialstykke. Tilsvarende grep kan gjøres med sylindertoppblokken dersom det for eksempel antas at motoren har overliggende kamaksler. I konvensjonelle forbrenningsmotorer omfatter sylindertoppen ofte både øverste del av forbrenningskammeret, dvs. selve "toppen" av sylinderkammeret med ventilsetene og endene av ventilene, samt venti(styringsmekanismene (kamaksel, vippearmer etc). Ved å splitte sylindertoppen i to separate deler; en første del som utgjør selve sylindertoppen, og en andre del som utgjør en avdelt, eventuelt separat, ventilstyringsblokk, dvs. en blokk som rommer kamakselen og de øvrige ventilstyringsmekanisme-ne med tilhørende komponenter, oppnår en muligheten for å tilveiebringe et isolerende lag mellom dem. På denne måten kan også sylindertoppblokken og ventilstyringsblokken, som dermed har blitt avdelt, operere på forskjellige temperaturnivåer. Ved å splitte det som i konvensjonelle forbrenningsmotorer vil være en enhetlig sylindertoppblokk i to separate deler (dersom en ser bort i fra tillegget av et eventuelt toppdeksel) oppnår en nettopp fordelen av å kunne operere alle ventiIstyringskompo-nenter på et lavere temperaturnivå i forhold til den separate toppblokken, uten at det vil kreves mye avkjøling. Følgelig kan en videre unngå et stort varmetap fra denne delen av motoren. By introducing a thermal barrier (isolation) between the cylinder block and the valve cover, it will be possible to separate them thermally and thus allow the crankcase with roomy components to operate at a lower temperature than the cylinder block without causing large heat losses . In this case, it is assumed that a significant part of what would otherwise constitute the heat loss is due to thermal conduction (heat conduction) between the various pieces of material, which is precisely limited by means of an insulating layer. Alternatively, thermal insulation can instead be arranged between the cylinder block and the cylinder head block, especially in cases where it can be assumed that the heat leakage from the cylinder block towards other components, for example the crank block, is low enough, for example at lower operating temperatures, that any heat loss will be less significant . In this case, the cylinder block will be able to be combined with the upper part of the crank block, into a single piece of material. A similar approach can be taken with the cylinder head block if, for example, it is assumed that the engine has overhead camshafts. In conventional internal combustion engines, the cylinder head often includes both the upper part of the combustion chamber, i.e. the very "top" of the cylinder chamber with the valve seats and the ends of the valves, as well as the venti(steering mechanisms (camshaft, rocker arms etc). By splitting the cylinder head into two separate parts; a first part which constitutes the cylinder head itself, and a second part which constitutes a divided, possibly separate, valve control block, i.e. a block which houses the camshaft and the other valve control mechanisms with associated components, achieves the possibility of providing an insulating layer between them. in this way also the cylinder head block and the valve control block, which have thus been separated, can operate at different temperature levels. By splitting what in conventional internal combustion engines would be a unitary cylinder head block into two separate parts (disregarding the addition of any head cover) achieves a precisely the advantage of being able to operate all valve control components p to a lower temperature level compared to the separate top block, without much cooling being required. Consequently, one can further avoid a large heat loss from this part of the engine.

Slik det er forklart over, vil det da kun være sylinderblokken, m.a.o. blokken som rommer sylinderforingene, og/eller den avdelte sylindertoppblokken som behøver å operere på et høyere temperturnlvå. En kan da si at en skiller de volumendringskammer- eller sylinderkammerrommende maskin blokkene termisk fra resten av motoren. I tillegg kan en anordne en termisk barriere mellom de volumendringskammerrom-mende maskinblokkene og omgivelsene, eventuelt også mellom de volu-mendringskammerrommende maskinblokkene og ytterligere maskinblokker, dersom disse er eksponert mot hverandre. Det kan også anordnes termiske barrierer mellom ytterligere maskinblokker og omgivelsene. As explained above, it will then only be the cylinder block, m.a.o. the block that houses the cylinder liners, and/or the separated cylinder head block that needs to operate at a higher temper turn level. One can then say that the engine blocks containing the volume change chamber or cylinder chamber are separated thermally from the rest of the engine. In addition, a thermal barrier can be arranged between the machine blocks containing the volume change chamber and the surroundings, possibly also between the machine blocks containing the volume change chamber and further machine blocks, if these are exposed to each other. Thermal barriers can also be arranged between additional machine blocks and the surroundings.

Det finnes flere eksempler på kjent teknikk for utnyttelse av termiske barrierer i varmemaskiner. De publiserte patentdokumentene DE102009017279A1, US4245611, US4453527, US4530341, US4774926, US4864987, US5000133, US5033427 og US5447130 viser ulike teknikker for a skape termiske barrierer mellom volu-mendringskammerrommende komponenter og øvrige enheter. DE102009017279A1 viser til teknikk for å forhindre varmefluks fra arbeidskammeret i en varmemaskin for en azeotrop dampblanding, mens de øvrige viser til tilsvarende teknikk for andre variasjoner av varmemaskiner, med spesielt fokus på internforbrenningsmotorer. There are several examples of known technology for the utilization of thermal barriers in heating machines. The published patent documents DE102009017279A1, US4245611, US4453527, US4530341, US4774926, US4864987, US5000133, US5033427 and US5447130 show various techniques for creating thermal barriers between the components containing the volume changing chamber and other units. DE102009017279A1 refers to a technique for preventing heat flux from the working chamber in a heating machine for an azeotropic steam mixture, while the others refer to similar techniques for other variations of heating machines, with particular focus on internal combustion engines.

De termiske barrierene vil kunne være utformet av ulike materialer. I enkleste fall kan det innebære pakninger av et spesielt godt isolerende materiale eller materialkombi-nasjon. Det kan også være en pakning av større tykkelse enn det som tradisjonelt brukes, så lenge den er en dårlig varmeleder. I andre tilfeller vil de termiske barrierene kunne være laget av én materialtype med dårlige varmelederegenskaper. For eksempel vil syrefast stål eller kromstål være en dårligere varmeleder, og dermed en bedre termisk barriere, enn for eksempel kobber i form av en kobberpakning. Det vil også kunne benyttes isolerende pakninger sammensatt av flere lag med ulike materialer slik som i en sandwichløsning. Enkelte mineralske materialer og keramiske materialer vil også kunne benyttes. I tillegg kan det benyttes lette materialer og material-kombinasjoner som er spesielt designet med gode isolatoregenskaper. Dette vil spesielt kunne benyttes for isolasjon mot omgivelsene. Materialer slik som mineralull eller ulike former for aerogel vil kunne være spesielt godt egnet til dette formålet. Ulike svakere materialer, for eksempel svake, syntetiske materialer som plastmaterialer, vil også kunne benyttes der hvor belastningene og temperaturpåkjenningene tillater dette. The thermal barriers can be designed from different materials. In the simplest case, it can involve gaskets of a particularly good insulating material or material combination. It can also be a gasket of greater thickness than is traditionally used, as long as it is a poor heat conductor. In other cases, the thermal barriers could be made from one type of material with poor thermal conductivity properties. For example, acid-resistant steel or chrome steel will be a poorer heat conductor, and thus a better thermal barrier, than, for example, copper in the form of a copper gasket. It will also be possible to use insulating gaskets composed of several layers of different materials, such as in a sandwich solution. Certain mineral materials and ceramic materials can also be used. In addition, light materials and material combinations that have been specially designed with good insulating properties can be used. This can especially be used for insulation against the surroundings. Materials such as mineral wool or various forms of airgel could be particularly well suited for this purpose. Various weaker materials, for example weak, synthetic materials such as plastic materials, will also be able to be used where the loads and temperature stresses allow this.

I en ytterligere utførelse vil selve sylinderblokken kunne utgjøre en termisk barriere i seg selv. I et slikt tilfelle vil det kunne være nødvendig å benytte materialer med spesielt dårlig termisk lederevne, som for eksempel kromstål, syrefast stål etc. I tillegg kan det være aktuelt å øke for eksempel lengden til sylinderne for å oppnå en lang termisk lederavstand i aksial retning i forhold til sylinderne, noe som vil øke isola-sjonsgraden ytterligere i denne retningen. In a further embodiment, the cylinder block itself could constitute a thermal barrier in itself. In such a case, it may be necessary to use materials with particularly poor thermal conductivity, such as chrome steel, acid-resistant steel, etc. In addition, it may be appropriate to increase, for example, the length of the cylinders in order to achieve a long thermal conductor distance in the axial direction in relation to the cylinders, which will further increase the degree of insulation in this direction.

I et meget enkelt eksempel vil det også kunne benyttes en gass eller eventuelt vakuum som termisk barriere. Gassen kan for eksempel være luft. Dette kan implementeres i kombinasjon med avstandselementer eller mellomstykker, slik at en eventuell termisk forbindelse minimeres til kun å gjelde avstandselementene, typisk i form av en flens, en foring, en egg eller en avstandsbolt. Avstandselementene eller mellomstykkene kan således være laget av materialer med høy termisk resistans, for eksempel kromstål eller en annen form for rustfritt stål. En motorblokk kan således lages slik at det kun er ett eller noen få mellomstykker som står i termisk kontakt med en neste blokk. I et ytterliggående eksempel kan også to eller flere ulike motorblokker være laget av ett materialstykke ved at de likevel skilles med en termisk barriere i form av et hulrom eller en utformet kanal som kan romme en isolator, for eksempel luft eller vakuum, hvor det i utformingen er laget tverrsnittbegrensede mellomstykker, for eksempel i form av støpegods, hvor mellomstykkene pga. deres begrensede tverrsnitt kun vil lede en begrenset mengde varme. En slik barriere kan også benyttes ved et stempel slik det er vist på bl.a. figur 4a, hvor varmeledning mellom et øvre og et nedre parti av stempelet er begrenset til et ringformet tverrsnittsareal i et overgangsparti mellom et stempelhode/en stempelkuppel og stempelets øvrige partier. Her vil den radielt perifere delen av stempelets kuppel fungere som mellomstykke, og vil således oppvise begrenset varmeledningsevne, idet en gass, vakuum/tomrom eller eventuelt en annen isolatortype fyller et hulrom mellom stempelets kuppel og stempelet for øv-rig, slik det er vist på figuren. Ved stempelet kan det alternativt eller i tillegg anordnes en termisk barriere i aksial forlengelse av stempelhodet, for eksempel i form av et påført lag av et isolerende materiale, slik det er vist på figur 4c. In a very simple example, it will also be possible to use a gas or possibly a vacuum as a thermal barrier. The gas can be air, for example. This can be implemented in combination with spacers or spacers, so that any thermal connection is minimized to only apply to the spacers, typically in the form of a flange, a liner, an egg or a spacer bolt. The spacers or spacers can thus be made of materials with high thermal resistance, for example chrome steel or another form of stainless steel. An engine block can thus be made so that there is only one or a few intermediate pieces that are in thermal contact with a next block. In an extreme example, two or more different engine blocks can also be made from one piece of material in that they are nevertheless separated by a thermal barrier in the form of a cavity or a designed channel that can accommodate an insulator, for example air or vacuum, where in the design intermediate pieces with limited cross-section are made, for example in the form of castings, where the intermediate pieces due to their limited cross section will only conduct a limited amount of heat. Such a barrier can also be used with a piston as shown in e.g. figure 4a, where heat conduction between an upper and a lower part of the piston is limited to an annular cross-sectional area in a transition part between a piston head/a piston dome and the other parts of the piston. Here, the radially peripheral part of the piston's dome will act as an intermediate piece, and will thus exhibit limited thermal conductivity, as a gas, vacuum/void or possibly another type of insulator fills a cavity between the piston's dome and the rest of the piston, as shown in the figure. At the piston, a thermal barrier can alternatively or additionally be arranged in the axial extension of the piston head, for example in the form of an applied layer of an insulating material, as shown in Figure 4c.

Figurene 2a, 2d, 2e og 3a viser fysiske blokkskjema over hvordan en kan anordne termiske barrierer slik det er forklart over, og i forhold til vanlig kjent teknikk som vist på figur 1, hvor det ikke er anordnet termiske barrierer. Figures 2a, 2d, 2e and 3a show physical block diagrams of how thermal barriers can be arranged as explained above, and in relation to commonly known technology as shown in figure 1, where no thermal barriers are arranged.

Øvrige maskinkomponenter som ikke er eksponert mot de volumendringskammer-rommende maskinblokkene, vil oftest ikke kreve tilsvarende termiske barrierer, idet det ikke vil finne sted betydelig varmelekkasje mellom disse. Other machine components that are not exposed to the volume change chamber housing machine blocks will most often not require corresponding thermal barriers, as no significant heat leakage will take place between them.

Ved å implementere termiske barrierer (varmeisolasjon) som forklart over, står en hovedsakelig kun igjen med utfordringen å håndtere smøring av sylinderforingene, By implementing thermal barriers (thermal insulation) as explained above, one is mainly only left with the challenge of handling the lubrication of the cylinder liners,

dvs. sylindernes glideflater mot stempelet og stempel ringene, samt eventuelt smøring av ventilstammer dersom det benyttes ventiler med slike. Fordi disse vil oppnå et visst temperaturnivå, er det viktig at ikke smøreolje som eventuelt benyttes, forringes som følge av det eventuelt høyere temperaturnivået. Her fins det også flere løsninger: En kan benytte seg av et "smørefritt" stempel, for eksempel et karbonstempel, selv om dette vil være noe fordyrende. En kan også lage en aksial forlengelse på stempelet, gjerne en form for kuppel med en termisk isolerende løsning slik som beskrevet over, for derved å lage en større fysisk avstand til sylinderens glideflater, noe som vil begrense varmelekkasjen til de flatene som krever mest smøring. En slik aksial forlengning eller kuppel vil også kunne benyttes for å øke den indre overflaten til sylindertoppen, Idet kuppelen vil kunne fortrenge et større volum i sylindertoppen. Dette vil kunne være spesielt gunstig i tilfeller hvor en ønsker å implementere en intern varme-vekslerfunksjon i maskinen, og hvor en hovedsakelig ønsker å anordne en varmeveksler i sylindertoppen. En slik forlengning vil da være med på å forskyve votum- i.e. the sliding surfaces of the cylinders against the piston and piston rings, as well as any lubrication of valve stems if valves with such are used. Because these will reach a certain temperature level, it is important that any lubricating oil that may be used does not deteriorate as a result of the possibly higher temperature level. There are also several solutions here: You can use a "lubrication-free" piston, for example a carbon piston, although this will be somewhat more expensive. You can also create an axial extension of the piston, preferably a form of dome with a thermally insulating solution as described above, thereby creating a greater physical distance to the cylinder's sliding surfaces, which will limit the heat leakage to the surfaces that require the most lubrication. Such an axial extension or dome can also be used to increase the inner surface of the cylinder head, since the dome will be able to displace a larger volume in the cylinder head. This could be particularly beneficial in cases where you want to implement an internal heat exchanger function in the machine, and where you mainly want to arrange a heat exchanger in the cylinder head. Such an extension will then help shift the vote

endringskammeret "opp" i sylindertoppen, slik at den andelen av vol urne ndrings-kammeret som rommes eller omsluttes av sylindertoppen, økes, noe som kan være gunstig i tilfellet hvor en ønsker å begrense eksponeringen av varme mot sylinderen eller sylinderveggen. Dersom stempelet er laget med en aksial forlengning med isolerende egenskaper, kan det være tilstrekkelig å sørge for et hulrom i forlengelsen, slik det også er forklart over, idet dette vil begrense varmeledning mellom en over- og en underside av stempelet. Dette hulrommet kan evakueres for å skape vakuum, noe som vil begrense varmeledningen ytterligere. En slik kuppe) kan også lages av et isolerende materiale. En kan også benytte seg av oljesintrede syl i nderfåringer, som er mer eller mindre selvsmørende, noe som vil kunne begrense smørebehovet. Dette vil også eventuelt kunne benyttes for ventiler, hvor i det minste ventllstammene er trl-dannet av et selvsmørende materiale, slik som et oljesintret eller oljeimpregnert metall. the change chamber "up" in the cylinder head, so that the proportion of the volume change chamber that is accommodated or enclosed by the cylinder head is increased, which can be beneficial in the case where one wants to limit the exposure of heat to the cylinder or the cylinder wall. If the piston is made with an axial extension with insulating properties, it may be sufficient to provide a cavity in the extension, as also explained above, as this will limit heat conduction between an upper and an underside of the piston. This cavity can be evacuated to create a vacuum, which will further limit the heat conduction. Such a cup) can also be made of an insulating material. You can also use oil-sintered awls in inner liners, which are more or less self-lubricating, which will limit the need for lubrication. This could also possibly be used for valves, where at least the valve stems are made of a self-lubricating material, such as an oil-sintered or oil-impregnated metal.

For vanlige seteventiler som benyttes i de fleste kjente motorløsninger, vil en kunne anordne en ventilføring av et materiale som oppviser lav friksjon, for eksempel en form for bronselegering eller tilsvarende, og kombinert med en ventilstamme, gjerne av et oljeimpregnert metall, for eksempel stål, så vil smørebehovet for denne kunne minimeres, eventuelt elimineres. Figurene 9c og 9d viser utsnitt med eksempler på dette, hvor ventilføring en fungerer som tett forbindelse og gjennomføring for en ventilstamme som er ført fra en venttlstyrtngsblokk til en sylindertoppblokk. Ventilføringen har begrenset snittflate i aksial retning, og vil dermed kun lede en begrenset mengde varme fra sylindertoppblokken til ventilstyringsblokken, og i tillegg vil den fungere som tetning mellom disse og ha en lav nok friksjon for glidebevegelsen til ven tilstå m-men. Det vil også kunne anordnes ulike tetninger i forbindelse med ventilføringen, gjerne I form av elastomerer, samt at det kan anordnes en posisjonsstopper for å kunne styre den aksiale posisjonen i forhold til en av maskinblokkene. Videre kan det i et øvre parti, der hvor ventilføringen og ventilstammen er ført inn i ventilstyringsblokken, kunne anordnes en tetningsanordning, for eksempel i form av en kopp, som har ytterligere individuelle tetninger anlagt mot for eksempel et øvre, indre parti av ventilstyringsblokken og mot ventilstammen. For normal seat valves used in most known engine solutions, it will be possible to arrange a valve guide of a material that exhibits low friction, for example a form of bronze alloy or similar, and combined with a valve stem, preferably of an oil-impregnated metal, for example steel, then the need for lubrication for this can be minimised, possibly eliminated. Figures 9c and 9d show sections with examples of this, where the valve guide functions as a tight connection and passage for a valve stem which is led from a valve control block to a cylinder head block. The valve guide has a limited cross-sectional area in the axial direction, and will thus only conduct a limited amount of heat from the cylinder head block to the valve control block, and in addition it will act as a seal between these and have a low enough friction for the sliding movement until the m-men is allowed. It will also be possible to arrange various seals in connection with the valve guide, preferably in the form of elastomers, and that a position stop can be arranged to be able to control the axial position in relation to one of the machine blocks. Furthermore, in an upper part, where the valve guide and the valve stem are introduced into the valve control block, a sealing device can be arranged, for example in the form of a cup, which has further individual seals arranged against, for example, an upper, inner part of the valve control block and against the valve stem.

Figurene 9c og 9d viser videre en termisk barriere anordnet mellom en sylindertoppblokk og en ventiistyringsblokk nettopp i form av en kombinasjon av isolerende mellomstykker, gjerne i form av et metall med dårlig varmelederevne, samt et mellomrom, for eksempel et luftgap. Figur 9d viser også en ventilstyring i form av en kamaksel i kombinasjon med en vippearm, hvorvippearmen haren friksjonsbegrensende rulle, og hvor vippearmen er anlagt på en justerbar vippearmopplagringstapp Figures 9c and 9d further show a thermal barrier arranged between a cylinder head block and a valve control block precisely in the form of a combination of insulating spacers, preferably in the form of a metal with poor thermal conductivity, as well as a space, for example an air gap. Figure 9d also shows a valve control in the form of a camshaft in combination with a rocker arm, where the rocker arm has a friction-limiting roller, and where the rocker arm is mounted on an adjustable rocker arm storage pin

med kontramutter, som for øvrig er vanlig innen øvrig kjent teknikk. with counter nut, which is otherwise common within otherwise known technology.

I et tilfelle hvor en ønsker å begrense varmetransporten som oppstår når eventuelt unødig store mengder smøreolje fra for eksempel veivhuset blir påført sylinderblokken, og eventuelt nedre del av stempelet, og hvor denne andelen smøreolje returneres til for eksempel veivhuset igjen, så kan en også lage en fysisk barriere som kan begrense lysåpningen mellom veivakselen og sylinderen. Dette vil medføre at en be-grenser oljesirkulasjon mot sylinderforingen, undersiden av stempelet samt øvre del av stempelstaget. En slik fysisk barriere kan for eksempel være en utvidelse av en allerede anordnet termisk barriere, eller den kan være en separat komponent. Den vil i så fall i det minste måtte kunne kommunisere stempelstaget, dvs. lysåpningen må som minimum kunne romme det oscillerende stempelstaget i alle dens arbeidsposisjo-ner for å unngå direkte kontakt med denne. Som en alternativ løsning kan det benyttes en belg som omslutter stempelstaget. In a case where you want to limit the heat transport that occurs when possibly unnecessarily large amounts of lubricating oil from, for example, the crankcase are applied to the cylinder block, and possibly the lower part of the piston, and where this proportion of lubricating oil is returned to, for example, the crankcase again, then you can also create a physical barrier that can limit the light opening between the crankshaft and the cylinder. This will result in a restriction of oil circulation towards the cylinder liner, the underside of the piston and the upper part of the piston rod. Such a physical barrier can, for example, be an extension of an already arranged thermal barrier, or it can be a separate component. In that case, it will at least have to be able to communicate with the piston rod, i.e. the light opening must at least be able to accommodate the oscillating piston rod in all its working positions to avoid direct contact with it. As an alternative solution, a bellows can be used which encloses the piston rod.

Det vil også kunne implementeres en krysshodeløsning med tilhørende pakkboks for å skille veivhuset fra sylinderne, slik som er vanlig ved flere stempeldampmaskinkon-struksjoner, men dette vil igjen komplisere designet noe. It will also be possible to implement a crosshead solution with an associated stuffing box to separate the crankcase from the cylinders, as is common with several piston steam engine constructions, but this will again complicate the design somewhat.

Tilsvarende tiltak kan også benyttes ved ventilstammene, hvor det også bl.a. kan opp-stå lekkasje av smøremiddel fra ventilstyringsblokken til sylinderkamrene. Dette vil også kunne begrense en eventuell lekkasje av arbeidsfluid i motsatt retning. Similar measures can also be used at the valve stems, where there is also, among other things, leakage of lubricant from the valve control block to the cylinder chambers may occur. This will also be able to limit any leakage of working fluid in the opposite direction.

En kan også benytte seg av andre typer smøremidler som kan tåle noe høyere temperaturer. You can also use other types of lubricants that can withstand somewhat higher temperatures.

Videre kan en tillate at en liten andel smøreolje blir eksponert mot materialer med noe høyere temperaturer så lenge mengden er liten nok til at det ikke forringer smøre-egenskapene til den totale mengden smøreolje vesentlig, idet den lille mengden vil kunne blandes med den øvrige mengden over tid ved at den returnerer til et felles oljereservoar, for eksempel en oljesump anbrakt under veivakselen, noe som er svært vanlig. Furthermore, a small proportion of lubricating oil can be allowed to be exposed to materials with somewhat higher temperatures as long as the amount is small enough that it does not significantly impair the lubricating properties of the total amount of lubricating oil, as the small amount will be able to be mixed with the other amount over time in that it returns to a common oil reservoir, for example an oil sump placed under the crankshaft, which is very common.

En kan også velge helt eller delvis å separere smøremiddel benyttet for sylinderens glideflater fra øvrig smøremiddel, slik at disse I det vesentlige foreligger i separate smørekretser. You can also choose to completely or partially separate the lubricant used for the cylinder's sliding surfaces from other lubricants, so that these are essentially in separate lubrication circuits.

Videre kan det for å begrense behovet for smøremiddel implementeres alternativer til glidelagre der hvor dette ellers ville vært en vanlig løsning. Det kan for eksempel benyttes nåle- eller kulelagre, noe som vil gi et enda mindre smørebehov. Ved ventilsty- ringen kan det for eksempel benyttes vippearmoverføringer med ruller. Figurene 9a, 9b, 9c og 9d viser igjen dette prinsippet, noe som er relativt vanlig ved forbrenningsmotorer, hvor en vippearm er bestykket med ruller i ett eller flere overgangspartier, og hvor rullene kan være basert på for eksempel nålelagre, eller ha nåletageropp-lagring. Furthermore, in order to limit the need for lubricant, alternatives to sliding bearings can be implemented where this would otherwise be a common solution. For example, needle or ball bearings can be used, which will result in an even smaller need for lubrication. For valve control, for example, rocker arm transmissions with rollers can be used. Figures 9a, 9b, 9c and 9d again show this principle, which is relatively common in internal combustion engines, where a rocker arm is equipped with rollers in one or more transition parts, and where the rollers can be based on, for example, needle bearings, or have needle roller bearings .

Nålelagre og eventuelt kulelagre kan også benyttes for eksempel for rådelageret ved veivakselen eller ved kryssbolten i stempelet. Veivopplagrtngen kan også være av nåle- eller kuletype, eventuelt andre tilsvarende rulleløsninger. Needle bearings and possibly ball bearings can also be used, for example, for the main bearing at the crankshaft or at the cross bolt in the piston. The crank bearing can also be of the needle or ball type, possibly other similar roller solutions.

Det vil også kunne benyttes smøremiddel, for eksempel i form av et alternativt addi-tiv, direkte innblandet i arbeidsfluidet, slik som i en totakts bensinmotor, noe som vil kunne forenkle problemstillingene noe. Dette krever i så fall at smøremiddelet eller additivet vil kunne tåle de rådende temperaturene til arbeidsfluidet. It will also be possible to use a lubricant, for example in the form of an alternative additive, directly mixed into the working fluid, such as in a two-stroke petrol engine, which will be able to simplify the issues somewhat. In this case, this requires that the lubricant or additive will be able to withstand the prevailing temperatures of the working fluid.

I et tilfelle hvor eksternvarrnemasklnen søkes å utnyttes som en kompoundmaskin, vil det kunne lages et lukkbart omløp som utgjør en forbindelse mellom to volumendringskamre, idet volumendringskamrene kan oppvise vesentlig forskjellige totalvolu-mer. Differansene i totalvolum kan for eksempel implementeres ved at en sørger for ulike slaglengder til de tilhørende stemplene, mens sy Underbori ngene ellers kan være like. I andre tilfeller kan sylinderboringene være ulike, eller det kan utnyttes mer komplekse sylinder- eller stempelgeometrier. Et eksempel på en kompoundmaskin er vist på figurene 7 og 8. Pa figurene er omløpet vist som en kanal som forbinder de to sylinderkamrene, og hvor en omiøpsventil regulerer fluidgjennomstrømningen i dette. En slik kompoundmaskin vil da være definert med en høytrykkssylinder og en lav-trykkssyfinder, eventuelt også med meltomtrykksylindere, hvor høytrykkssyttnderen da vil ha det minste slagvolumet. Volumforholdet mellom en høytrykkssylinder og en lav-trykkssylinder i en tostegs kompoundmaskin vil typisk være i området fra 1:1,5 til 1:7. Flere ulike stempelmaskinløsninger vil med enkelhet kunne gi disse volumforhol-dene. Det viser seg at et volumforhold i området fra 1:1.5 til 1:2.5 vil kunne være spesielt gunstig, særlig for kompoundmaskiner som benytter arbeidsfluider med lavere norma I kokepunkt enn vann. In a case where the external warning mask is sought to be utilized as a compounding machine, it will be possible to create a closable circuit which constitutes a connection between two volume change chambers, as the volume change chambers can exhibit significantly different total volumes. The differences in total volume can, for example, be implemented by providing different stroke lengths for the associated pistons, while the underbore can otherwise be the same. In other cases, the cylinder bores may be different, or more complex cylinder or piston geometries may be used. An example of a compounding machine is shown in figures 7 and 8. In the figures, the circulation is shown as a channel connecting the two cylinder chambers, and where a bypass valve regulates the fluid flow in this. Such a compounding machine will then be defined with a high-pressure cylinder and a low-pressure sytnder, possibly also with melt pressure cylinders, where the high-pressure syttnder will then have the smallest stroke volume. The volume ratio between a high-pressure cylinder and a low-pressure cylinder in a two-stage compound machine will typically be in the range from 1:1.5 to 1:7. Several different piston machine solutions will easily be able to provide these volume ratios. It turns out that a volume ratio in the range from 1:1.5 to 1:2.5 could be particularly beneficial, especially for compounding machines that use working fluids with a lower normal boiling point than water.

Som illustrert på figurene 4c, 6, 7 og 8, kan det være anordnet en eller flere interne varmevekslere med termisk forbindelse til sylinderkamrene, for derved å kunne utføre en alternativ termodynamisk syklus som innehar varmetifførsel til arbeidsfluidet under ekspansjon. Slike varmevekslere vil også kunne være med på å begrense tap som assosieres med syiinderkondensering, dvs. tap som følge av at arbeidsfluidet kondenserer på de indre overflatene i volumendringskamrene. Dette viser seg å være en av de viktigste problemstillingene ved ulike løsninger for to-fase varmemaskiner, dvs. varmemaskiner som benytter et kondenserbart arbeidsfluid. Under drift ved for eksempel ulike Rankine-sykluser vil dette kunne gi svært gunstige fordeler, noe som er godt kjent fra historisk litteratur som omhandler dampmaskiner, og da spesielt stempeldampmaskiner, hvor det tradisjonelt har vært vanlig å omslutte hele eller deler av sylinderne med en dampkappe som har til oppgave å øke godstemperaturen til ulike volumendringskammerdannende komponenter. Ved en løsning med interne varmevekslere vil det kunne være utformet varmevekslerkanaler for utveksling av varme fra et termofluid til arbeidsfluidet gjennom en varmevekslervegg, som gjerne kan være en del av sylinderens eller sylindertoppens indre vegger. En eventuell varmevekslervegg vil også kunne utformes av et separat materialstykke. Det vil for eksempel kunne anordnes varmevekslerkanaler i sylindertoppen, i sylinderen, eventuelt i begge. Det kan videre anordnes ulike former for varmevekslerfremmende utforminger, enten som del av sylinderen eller sylindertoppen, eller eventuelt som separate elementer med god termisk forbindelse til varmevekslerkanalene, slik at man kan oppnå høy varmefluks til arbeidsfluidet. De varmevekslerfremmende utformingene kan enten være i form av overflatefor bed rende utforminger, slik som ujevnheter eller ulike mønstre, og/eller overflateforøkende utforminger slik som varmevekslerfinner. Figur 4c viser et eksempel på hvordan det kan utformes minst én radiell varmevekslerfinne i den delen av volumendringskammeret som defineres av sylindertoppen. Ved et slikt eksempel kan det med fordel anordnes arbeidsfluidinnløpsåpninger i den aksiale regionen av sylindertoppen som omfatter de varmevekslerfremmende utformingene, slik det er illustrert på figur 4c. Spesielt i tilfeller hvor sylindertoppen består at et materiale med god varmelederevne, og hvor eventuelt sylinderen består av et materiale med lavere varmelederevne, vil det kunne være gunstig at mesteparten av den andelen varmefluks som skal tilføres arbeidsfluidet internt tilføres her. As illustrated in Figures 4c, 6, 7 and 8, one or more internal heat exchangers can be arranged with a thermal connection to the cylinder chambers, in order to thereby be able to perform an alternative thermodynamic cycle which involves heat transfer to the working fluid during expansion. Such heat exchangers will also be able to help limit losses associated with internal condensation, i.e. losses as a result of the working fluid condensing on the internal surfaces of the volume change chambers. This turns out to be one of the most important issues with different solutions for two-phase heating machines, i.e. heating machines that use a condensable working fluid. During operation with, for example, various Rankine cycles, this could provide very favorable advantages, which is well known from historical literature dealing with steam engines, and especially reciprocating steam engines, where it has traditionally been common to enclose all or part of the cylinders with a steam jacket which has the task of increasing the cargo temperature of various volume change chamber-forming components. In the case of a solution with internal heat exchangers, heat exchanger channels can be designed for the exchange of heat from a thermofluid to the working fluid through a heat exchanger wall, which can preferably be part of the inner walls of the cylinder or cylinder top. A possible heat exchanger wall can also be designed from a separate piece of material. For example, it will be possible to arrange heat exchanger channels in the cylinder top, in the cylinder, possibly in both. Various forms of heat exchanger-promoting designs can also be arranged, either as part of the cylinder or the cylinder top, or possibly as separate elements with a good thermal connection to the heat exchanger channels, so that a high heat flux to the working fluid can be achieved. The heat exchanger-promoting designs can either be in the form of surface-enhancing designs, such as unevenness or different patterns, and/or surface-increasing designs such as heat exchanger fins. Figure 4c shows an example of how at least one radial heat exchanger fin can be designed in the part of the volume change chamber defined by the cylinder top. In such an example, working fluid inlet openings can advantageously be arranged in the axial region of the cylinder top which includes the heat exchanger promoting designs, as illustrated in Figure 4c. Especially in cases where the cylinder top consists of a material with good thermal conductivity, and where possibly the cylinder consists of a material with lower thermal conductivity, it could be beneficial that the majority of the heat flux that is to be supplied to the working fluid internally is supplied here.

Bruken av radielle varmevekslerfinner er vanlig ved diverse kjent teknikk for varmemaskiner, og et eksempel på dette er illustrert i US4387567, som viser bruken av dette i en Stirllngmotor (se for eksempel figur IA). The use of radial heat exchanger fins is common in various known techniques for heating machines, and an example of this is illustrated in US4387567, which shows the use of this in a Stirling engine (see for example figure IA).

Slik det videre er vist på figur 8, kan en injektor eller innløpsventil være anordnet med fluidkommunikasjon inn til et vol umend r ing skam mer via et arbeidsfluidinnløp med den tilhørende arbeidsfluidinnløpsåpningen. Arbeidsfluidinnløpsåpningen kan også være anordnet slik aten kan oppnå en forholdsvis tangentiell arbeidsfluidinnstrømning i sylinderkammeret, eventuelt andre styrte retninger. Arbeidsfluidinnløpsåpningen kan da på foretrukket vis generelt være anordnet i sylindertoppen slik det også er vist på figur 8. Arbeidsfluidinnløpsåpningen kan også ha funksjon av en dyse. As further shown in Figure 8, an injector or inlet valve can be arranged with fluid communication into a volume changing chamber via a working fluid inlet with the associated working fluid inlet opening. The working fluid inlet opening can also be arranged so that it can achieve a relatively tangential working fluid inflow into the cylinder chamber, possibly other controlled directions. The working fluid inlet opening can then in a preferred manner generally be arranged in the cylinder top as is also shown in Figure 8. The working fluid inlet opening can also function as a nozzle.

Sylindertoppen kan videre være utformet med turbulensfremmende utforminger eller elementer, og den kan være utformet med strømnlngsretningsstyrende utforminger, slik som tapper, vinger eller finner. I en spesifikk form kan den være forsynt med skrueformede finner slik at arbeidsfluid som Injiseres relativt tangentielt, vil bli styrt for eksempel opp mot øvre del av sylindertoppen. I et tilfelle hvor det hovedsakelig kun skal anbringes en intern varmeveksler i den delen av volumendringskammeret som defineres av sylindertoppen, vil dette kunne være med på å øke konveksjonen over varmeveksleren, noe som vil kunne være med på å fremme varmetransmisjonen ytterligere. The cylinder top can also be designed with turbulence-promoting designs or elements, and it can be designed with flow direction-controlling designs, such as tabs, wings or fins. In a specific form, it can be provided with screw-shaped fins so that working fluid which is injected relatively tangentially, will be guided, for example, towards the upper part of the cylinder top. In a case where mainly only an internal heat exchanger is to be placed in the part of the volume change chamber defined by the cylinder top, this could help to increase the convection over the heat exchanger, which could help to further promote heat transmission.

Patentdokumentet US 5839270 beskriver en varmemaskin som utnytter tangentiell injeksjon i et forkammer utnyttet som et varmevekslerkammer (se for eksempel figurene 10 og 11), hvor den tangentielle innsprøytningen i kammeret er med på å fremme varmeveksling. Dette dokumentet referer også videre til en publikasjon forfattet av Z. Guo arid V. K. Dhir med tittel "Effects of Injection Induced Swirl Flow on Single and Two-Phase Heat Transfer" (ASME HTDF Vol. 81, pp 77-84, 1987), som bl.a. beskriver positive effekter på varmetransmisjonen ved å injisere et fluid tangentielt for å oppnå virvelstrømning elter syklonstrømning inne i en varmeveksler. Artikkelen omhandler varmeveksling for et fluid både i enfase- og tofasetilstand. Dette prinsippet utnyttes med fordel i den foreliggende oppfinnelsen. The patent document US 5839270 describes a heating machine that utilizes tangential injection in a pre-chamber used as a heat exchanger chamber (see for example figures 10 and 11), where the tangential injection into the chamber helps to promote heat exchange. This document also further refers to a publication authored by Z. Guo and V. K. Dhir entitled "Effects of Injection Induced Swirl Flow on Single and Two-Phase Heat Transfer" (ASME HTDF Vol. 81, pp 77-84, 1987), which blue. describes positive effects on heat transmission by injecting a fluid tangentially to achieve vortex flow or cyclonic flow inside a heat exchanger. The article deals with heat exchange for a fluid in both single-phase and two-phase conditions. This principle is used to advantage in the present invention.

En generator tilkoblet eksternvarmemaskinens bevegelsesomformer elter veivaksel vil kunne benyttes for å produsere elektrisk effekt. For å kunne generere og distribuere elektrisk effekt på en mest mulig hensiktsmessig måte kan det anordnes en generator i form av en stator tilknyttet en av eksternvarmemaskinens blokker, for eksempel bevegelsesomformer- eller veivblokken, og en rotor tilknyttet bevegelsesomformeren etler veivakselen. Rotoren kan med fordel opplagres frittsvevende, med veivakselen som eneste bærende element, idet en da kan eliminere behovet for å måtte benytte ytterligere rullelagre eller tilsvarende, som igjen vil måtte kreve nøyaktig oppretting under montering og/eller installasjon for å begrense slitasje over lengre tids bruk. Et eksempel på en slik utførelse er illustrert i patentdokumentet US 2010/0244444 Al som beskriver en tilsvarende løsning implementert for en internforbrenningsmaskin benyttet ved et kraftvarmeverk. Tilsvarende løsninger er typisk også benyttet for ge-neratorer til for eksempel motorsykler, hvor et sving hjul med innstøpte permanentmagneter er opptagret i den ene enden av en veivaksel, og som genereres elektrisk effekt ved hjelp av komplementære spoler montert som stator i forbindelse med mo-torblokken. Generatoren vil også kunne ha funksjon som svinghjul, og eventuelt erstatte et slikt forutsatt at treghetsmomentet til rotoren er stort nok. Generatoren vil videre kunne benyttes som starte r motor for eksternvarmemaskinen, idet den elektriske effektstrømmen ved flere generatortyper kan reverseres. A generator connected to the external heating machine's motion converter or crankshaft will be able to be used to produce electrical power. In order to be able to generate and distribute electrical power in the most appropriate way possible, a generator can be arranged in the form of a stator connected to one of the external heating machine's blocks, for example the motion converter or crank block, and a rotor connected to the motion converter and the crankshaft. The rotor can advantageously be stored free-floating, with the crankshaft as the only supporting element, as one can then eliminate the need to use additional roller bearings or similar, which in turn will have to require precise alignment during assembly and/or installation to limit wear over a long period of use . An example of such an embodiment is illustrated in the patent document US 2010/0244444 Al which describes a corresponding solution implemented for an internal combustion engine used at a cogeneration plant. Similar solutions are typically also used for generators for, for example, motorcycles, where a flywheel with cast-in permanent magnets is mounted at one end of a crankshaft, and which generates electrical power with the help of complementary coils mounted as a stator in connection with the motor. the Thursday block. The generator will also be able to function as a flywheel, and possibly replace one, provided that the moment of inertia of the rotor is large enough. The generator will also be able to be used as a starter motor for the external heating machine, as the electrical power flow can be reversed with several generator types.

Oppfinnelsen vedrører også en framgangsmåte som bl.a. kan utøves ved hjelp av eksternvarmemaskinen ifølge oppfinnelsen. Framgangsmåten omfatter hovedsakelig en termodynamisk prosess ved drift av eksternvarmemaskinen og å håndtere lekkasje av arbeidsfluid og smøremiddel på en hensiktsmessig måte. The invention also relates to a method which i.a. can be performed using the external heating machine according to the invention. The procedure mainly comprises a thermodynamic process when operating the external heating machine and handling leakage of working fluid and lubricant in an appropriate manner.

Eksternvarmemaskinen vil primært kunne opereres ved hjelp av en tofaset (veksling mellom gass- og væskefase) termodynamisk prosess slik som en Rankine-syklus, en modifisert Rankine-syklus eller eventuelt en alternativ tofasesyklus. Sekundært vil det kunne benyttes andre termodynamiske sykluser, inkludert enfasesykluser (gassfase) som for eksempel Brayton-syklusen. Dersom eksternvarmemaskinen drives ved hjelp av en tofasesyklus, vil den typisk inngå i et ekstern va rmemaskinsystem med omkringliggende enheter som er beskrevet mer utførlig nedenfor, som muliggjør en prosess bestående av for eksempel følgende trinn: a) Arbeidsfluidet pumpes under høyt trykk gjennom en varmer; b) arbeidsfluidet tilføres varme i varmeren; c) arbeidsfluidet injiseres i minst ett volumendringskammer gjennom minst ett lukkbart arbeidsfluidinnløp og tilhørende arbeidsfluidinnløpsåpning; d) arbeidsfluidet ekspanderer i det minst ene volumendringskammeret; e) arbeidsfluidet støtes ut fra det minst ene volumendringskammeret gjennom minst ett arbeidsfluidutløp; og The external heating machine will primarily be able to be operated using a two-phase (alternation between gas and liquid phase) thermodynamic process such as a Rankine cycle, a modified Rankine cycle or possibly an alternative two-phase cycle. Secondarily, it will be possible to use other thermodynamic cycles, including single-phase cycles (gas phase) such as the Brayton cycle. If the external heater is operated using a two-phase cycle, it will typically form part of an external heater system with surrounding units that are described in more detail below, which enables a process consisting of, for example, the following steps: a) The working fluid is pumped under high pressure through a heater; b) the working fluid is supplied with heat in the heater; c) the working fluid is injected into at least one volume change chamber through at least one closable working fluid inlet and associated working fluid inlet opening; d) the working fluid expands in the at least one volume change chamber; e) the working fluid is ejected from the at least one volume change chamber through at least one working fluid outlet; and

f) arbeidsfluidet avkjøles i en kondensator. f) the working fluid is cooled in a condenser.

I tillegg vil det under trinn d) kunne tilføres ytterligere varme til arbeidsfluidet for eksempel ved hjelp av minst én intern varmeveksler som står i termisk kontakt med volumendringskammeret. Et typisk varmetransmisjonsfluid, for eksempel en termool-je, vann eller en gass, alternativt en kombinasjon av disse, vil kunne overføre varme mellom et eksternt varmereservoar og maskinens varmevekslere. Varmevekslerne vil så kunne overføre varme mellom varmetransmisjonsfluidet og arbeidsfluidet, og for-trinnsvis fra varmetransmisjonsfluidet til arbeidsfluidet i tilfellet ved en eksternvarmemaskin. In addition, during step d), additional heat can be added to the working fluid, for example by means of at least one internal heat exchanger which is in thermal contact with the volume change chamber. A typical heat transmission fluid, for example a thermal oil, water or a gas, alternatively a combination of these, will be able to transfer heat between an external heat reservoir and the machine's heat exchangers. The heat exchangers will then be able to transfer heat between the heat transmission fluid and the working fluid, and preferably from the heat transmission fluid to the working fluid in the case of an external heating machine.

For videre å kunne implementere mer eller mindre konvensjonell smøreteknikk ved en eksternvarmemaskin som benytter et arbeidsfluid og et smøremiddel, vil det derfor kunne være behov for å separere smøremiddelet fra arbeidsfluidet, idet det som regel alltid vil forekomme noe lekkasje mellom smøremiddel- og arbeidsfluid kretsene. En antar i det videre at det er olje som benyttes som smøremiddel. Noe av oljen som avsettes på sylinderforingene, vil kunne føres opp i sylinderkammeret av stempelet og dets tetninger (stempelringer). Noe olje vil også kunne lekke direkte over stem pel tet-ningene) (stempelringene) fra veivhuset til sylinderkammeret og følge med arbeidsfluidet ut av motorens arbeidsffuidutløp. I etterkant av arbeidsfluiduttøpet kan det anordnes en separator, slik som en oljeseparator. Ved hjelp av denne kan en sørge for at olje som lekker ut i arbeidsfluidkretsen, skilles ut og returneres til oljereservoaret på en tilfredsstillende måte via en smøremiddelreturport utformet med forbindelse til oljereservoaret, for eksempel en oljesump. Dersom nødvendig, vil det i et slikt eksempel kunne benyttes en pumpe for å returnere smøreoljen til oljereservoaret. In order to be able to further implement more or less conventional lubrication techniques with an external heating machine that uses a working fluid and a lubricant, there may therefore be a need to separate the lubricant from the working fluid, as there will usually always be some leakage between the lubricant and working fluid circuits. One further assumes that it is oil that is used as a lubricant. Some of the oil deposited on the cylinder liners will be able to be carried up into the cylinder chamber by the piston and its seals (piston rings). Some oil will also be able to leak directly over the piston seals) (piston rings) from the crankcase to the cylinder chamber and accompany the working fluid out of the engine's working fluid outlet. After the working fluid discharge, a separator can be arranged, such as an oil separator. With the help of this, it can be ensured that oil that leaks into the working fluid circuit is separated and returned to the oil reservoir in a satisfactory manner via a lubricant return port designed with a connection to the oil reservoir, for example an oil sump. If necessary, in such an example a pump could be used to return the lubricating oil to the oil reservoir.

På tilsvarende måte vil arbeidsfluid kunne lekke i motsatt retning fra sylinderkamrene (blowby), og akkumuleres i veivhuset som rommes av veivblokken. I tillegg vil arbeidsfluid kunne lekke i retning fra sylinderkamrene, og akkumuleres i ventilstyrings-huset. Idet et typisk arbeidsfluid som har lekket ut i disse områdene vil kunne være i gassform, vil dette kunne fjernes og returneres til et arbeidsfluid reservoar ved hjelp av destilleringsprinsipp, enten ved at en kondenserer dette i en hoved kjøler eller -kondensator eller ved at det kondenseres i en separat lekkflu Id kjøler, og så returneres til arbeidsfluid reservoaret ved hjetp av for eksempel en pumpe. For å kunne lede arbeidsfluidet ut av uønskede områder i maskinen, vil den kunne utformes med arbeidsfluid returporter på hensiktsmessige steder. In a similar way, working fluid will be able to leak in the opposite direction from the cylinder chambers (blowby), and accumulate in the crankcase which is accommodated by the crank block. In addition, working fluid will be able to leak in the direction from the cylinder chambers, and accumulate in the valve control housing. As a typical working fluid that has leaked out in these areas could be in gaseous form, this could be removed and returned to a working fluid reservoir using the distillation principle, either by condensing this in a main cooler or condenser or by condensing it in a separate leak flue Id cooler, and then returned to the working fluid reservoir by means of, for example, a pump. In order to be able to direct the working fluid out of unwanted areas in the machine, it will be possible to design it with working fluid return ports in appropriate places.

Idet eksternvarmemaskinen i henhold til oppfinnelsen kan operere med en lukket arbeidsfluid krets, kan et typisk omkringliggende system omfatte en arbeidsfluidpumpe, As the external heating machine according to the invention can operate with a closed working fluid circuit, a typical surrounding system can include a working fluid pump,

en varmer (gjerne med en eller flere av en forvarmer, en fordamper, og alternativt en overheter), en injektor (som gjerne kan være integrert i selve maskinen), en oljepumpe, en oljeseparator, en lekkoijereturpumpe, en kjøler (gjerne i form av en kondensator), en tekkfluidkjøler, en lekkfluidpumpe, og et arbeidsfluidreservoar. Et slikt system vil i prinsippet også kunne opereres som en åpen krets, og da spesielt i et tilfelle hvor luft brukes som arbeidsfluid. I et slikt tilfelle vil nødvendigvis kjøleren eller kondensatoren kunne sløyfes i sin helhet, idet arbeidsfluid i form av luft vil kunne returneres til atmosfæren, hvor det så isteden kjøles. I tillegg kan det være nødvendig med ytterligere systemkomponenter slik som flere sensorer, for eksempel temperatur-, trykk-, nivå-, posisjons- og strømningssensorer, en ECU (Engine Control Unit - motorkontroll-enhet), en generator og en kraftelektronikkenhet (gjerne omfattende en frekvensomformer som er tilpasset en forbruker). Alternativt kan systemet utstyres med kommu-nikasjonsanordninger for både å kommunisere styre- og målesignaler og elektrisk energi med et eksternt system. For styre- og målesignalene kan dette være en radiotransceiver, en data nettverksbasert kommunikasjonsenhet, en analog kommunika- a heater (preferably with one or more of a preheater, an evaporator, and alternatively a superheater), an injector (which can easily be integrated into the machine itself), an oil pump, an oil separator, a lay-buoy return pump, a cooler (preferably in the form of a condenser), a roof fluid cooler, a leak fluid pump, and a working fluid reservoir. Such a system will in principle also be able to be operated as an open circuit, and especially in a case where air is used as the working fluid. In such a case, the cooler or condenser will necessarily be able to be bypassed in its entirety, as the working fluid in the form of air will be able to be returned to the atmosphere, where it is then cooled instead. In addition, additional system components may be required such as several sensors, for example temperature, pressure, level, position and flow sensors, an ECU (Engine Control Unit), a generator and a power electronics unit (preferably including a frequency converter adapted to a consumer). Alternatively, the system can be equipped with communication devices to both communicate control and measurement signals and electrical energy with an external system. For the control and measurement signals, this can be a radio transceiver, a data network-based communication device, an analogue communication

sjonsanordning, gjerne i form av en simpel kabel, eller en kombinasjon av disse. For kommunikasjon av elektrisk energi kan kommunikasjonsanordningen være en simpel elektrisk effekt kabel med forbindelse til en elektrisk effektforbruker. sion device, preferably in the form of a simple cable, or a combination of these. For the communication of electrical energy, the communication device can be a simple electrical power cable with a connection to an electrical power consumer.

I et tredje aspekt omhandler oppfinnelsen anvendelse av eksternvarmemaskinen og/eller framgangsmåten I henhold til oppfinnelsen ved drift av et kraftvarmeverk. In a third aspect, the invention deals with the use of the external heating machine and/or the method according to the invention when operating a cogeneration plant.

Idet eksternvarmemaskiner som opererer ved lave temperaturnivåer ifølge Carnots teorem, alltid vil oppvise relativt lav virkningsgrad, vil det kunne være svært gunstig nettopp å utnytte restvarmen fra varmemaskinprosessen til oppvarming, for eksempel av vann, luft og ulike rom I en bygningsmasse, en farkost eller et anlegg som befinner seg mer eller mindre utendørs, idet eksternvarmemaskinen da vil inngå som del i et kraftvarmeverk (CHP-system), og da gjerne et småskala-kraftvarmeverk (micro-CHP). As external heat engines that operate at low temperature levels according to Carnot's theorem will always show a relatively low degree of efficiency, it could be very beneficial precisely to utilize the residual heat from the heat engine process for heating, for example of water, air and various rooms in a building mass, a vessel or a facilities that are more or less outdoors, as the external heating machine will then form part of a combined heat and power plant (CHP system), and then preferably a small-scale combined heat and power plant (micro-CHP).

Et kraftvarmeverksystem kan eksempelvis i hovedsak være bygd opp omkring en varmekilde, en kuldekilde (et varmesluk), et eksternvarmemaskinsystem og et multienergiuttak. Som indikert tidligere kan eksternvarmemaskinsystemet bestå av en eksternvarmemaskin og øvrige varmemaskinsystemanordninger, for eksempel en pumpe, en ECU, en kraftelektronikkenhet og ulike instrumenter etc. Multienergiuttaket kan omfatte minst én anordning for å kommunisere mekanisk eller elektrisk energi med et eksternt system, samt minst én anordning for å kommunisere varme til det eksterne systemet. A combined heat and power plant system can, for example, mainly be built around a heat source, a cold source (a heat sink), an external heating machine system and a multi-energy outlet. As indicated earlier, the external heat engine system may consist of an external heat engine and other heat engine system devices, for example a pump, an ECU, a power electronics unit and various instruments etc. The multi-energy outlet may comprise at least one device for communicating mechanical or electrical energy with an external system, as well as at least one device to communicate heat to the external system.

Varmekilden kan skaffe til veie varme ved for eksempel ved flis-, pellets-, ved-, olje-eller gassfyring, varmegjenvinning fra ventilasjonsluft og andre spillvarmekilder, solvarme, prosessvann etc. Varmekilden kan dermed forsyne den nødvendige varmen for både å drive eksternvarmemaskinsystemet, samt levere varme til varmeforbrukere i et bygnlngssystem, for eksempel et varmtvannssystem og et bygningsoppvarmings-system. The heat source can provide heat from, for example, wood chips, pellets, wood, oil or gas, heat recovery from ventilation air and other waste heat sources, solar heat, process water, etc. The heat source can thus supply the necessary heat to both operate the external heating machine system, as well as deliver heat to heat consumers in a building system, for example a hot water system and a building heating system.

Hele eller deler av restvarmen fra eksternvarmemaskinen kan også benyttes til dette formålet, og i et slikt tilfelle vil varmeforbrukere i bygningssystemet kunne utgjøre funksjonen til kuldekilden (varmesluket), hvor så denne eventuelt kan erstattes av varmeforbrukerne. Eksternvarmemaskinen konverterer en andel av varmeenergien fra varmekilden til mekanisk energi i henhold til dens virkningsgrad. Den kan da forsyne mekanisk energi, eller mest aktuelt elektrisk energi, til energiforbrukere i tilknytning til bygningssystemet, ved at generatoren konverterer den mekaniske energien til elektrisk energi. All or part of the residual heat from the external heating machine can also be used for this purpose, and in such a case, heat consumers in the building system will be able to perform the function of the cold source (heat drain), where this can possibly be replaced by the heat consumers. The external heater converts a proportion of the heat energy from the heat source into mechanical energy according to its efficiency. It can then supply mechanical energy, or most relevantly electrical energy, to energy consumers in connection with the building system, by the generator converting the mechanical energy into electrical energy.

Varmeforbrukerne kan være av flere slag, for eksempel en vannoppvarmingsanord-ning, en romoppvarmingsanordning eller et termisk kjølesystem slik som en absorp-sjonskjøler eller en adsorpsjonskjøler, som ofte benytter en viss mengde varme for å skape en noe mindre mengde kulde. Til slutt kan det være nødvendig å fjerne noe restvarme, som ellers ikke kan benyttes til noe fornuftig, og dette kan for eksempel gjøres ved å kjøle den bort ved hjelp av en utendørs luftkjøler etter en vannkjøler med forbindelse til et eksternt kuldereservoar. The heat consumers can be of several types, for example a water heating device, a space heating device or a thermal cooling system such as an absorption cooler or an adsorption cooler, which often uses a certain amount of heat to create a somewhat smaller amount of cold. Finally, it may be necessary to remove some residual heat, which otherwise cannot be used for anything sensible, and this can be done, for example, by cooling it away using an outdoor air cooler after a water cooler connected to an external cold reservoir.

Kraftvarmeverksystemet kan anbringes i eller i nærheten av bygningen, eventuelt en farkost, eller en hvilken som helst annen innretning som har behov for ulike energiformer, men da mest naturlig, og i de fleste tilfelter, i mindre skala. Kraftvarmeverksystemet kan også innrettes for anvendelse ved flere bygninger, eventuelt farkoster, samtidig. The cogeneration plant system can be placed in or near the building, possibly a vessel, or any other device that needs different forms of energy, but then most naturally, and in most cases, on a smaller scale. The combined heat and power plant system can also be arranged for use by several buildings, possibly vessels, at the same time.

Oppfinnelsen vedrører i et første aspekt mer spesifikt en eksternvarmemaskin som benytter et arbeidsfluid, hvor In a first aspect, the invention relates more specifically to an external heating machine that uses a working fluid, where

minst ett volumendringskammer er tildannet av minst én enhet, og hvor det at least one volume change chamber is formed by at least one unit, and where

til minst én av den minst ene volumendringskammertildannende enheten er anordnet minst én termisk barriere som forhindrer varmefluks fra den minst ene volumendringskammertildannende enheten til minst én omkringliggende enhet og/eller omgivelsene, kjennetegnet ved at to at least one of the at least one volume change chamber-forming unit, at least one thermal barrier is arranged which prevents heat flux from the at least one volume change chamber-forming unit to at least one surrounding unit and/or the surroundings, characterized in that

eksternvarmemaskinen er forsynt med ett eller flere elementer hentet fra gruppen bestående av: The external heater is equipped with one or more elements taken from the group consisting of:

a) minst én termisk barriere som forhindrer varmefluks mellom minst en sylln-dertoppblokk og minst en ventilstyringsblokk; b) minst én ventil, hvor et første, nedre aksialt parti er omsluttet av den minst ene sylindertoppblokken, og hvor et andre, øvre aksialt parti er omsluttet av den a) at least one thermal barrier preventing heat flow between at least one cylinder head block and at least one valve control block; b) at least one valve, where a first, lower axial portion is enclosed by the at least one cylinder head block, and where a second, upper axial portion is enclosed by the

minst ene ventiIstyringsblokken; og at least one valve control block; and

c) minst én sylinderblokk tildannet av et varmeisolerende materiale, hvor det i den minst ene sylinderblokken er anordnet minst én sylinder elter sylinderfdring. c) at least one cylinder block made of a heat-insulating material, where at least one cylinder or cylinder suspension is arranged in the at least one cylinder block.

Eksternvarmemaskinen kan være forsynt med nevnte ventil, og ventilen kan være ført gjennom en ventilføring som i et første, nedre aksialt parti står i kontakt med den minst ene sylindertoppblokken og som i et andre, øvre aksialt parti står i kontakt med den minst ene venti Isty r i ngsblokken. The external heating machine can be provided with said valve, and the valve can be guided through a valve guide which in a first, lower axial part is in contact with the at least one cylinder head block and which in a second, upper axial part is in contact with the at least one venti r in the ngs block.

Eksternvarmemaskinen kan omfatte eller kan være tilknyttet ett eller flere elementer hentet fra gruppen bestående av: aa) minst én smøremiddelseparator; The external heating machine may comprise or may be associated with one or more elements taken from the group consisting of: aa) at least one lubricant separator;

bb) minst én arbeidsfluidreturport; bb) at least one working fluid return port;

cc) minst ett smørefritt stempel; og cc) at least one grease-free piston; and

dd) arbeidsfluid med forhåndsinnblandet smøremiddel. dd) working fluid with pre-mixed lubricant.

Den minst ene sylinderen og/eller den minst ene ventilen kan i det minste være delvis tlldannet av et friksjonsbegrensende materiale. The at least one cylinder and/or the at least one valve can be at least partially covered by a friction-limiting material.

Det friksjonsbegrensende materialet kan være hentet fra gruppen bestående av et smøremiddelimpregnert materiale slik som et oljeimpregnert eller oljedopet, sintret metall. The friction-limiting material can be taken from the group consisting of a lubricant-impregnated material such as an oil-impregnated or oil-doped sintered metal.

Det kan være anordnet minst én termisk barriere mellom minst én av den minst ene volumendringskammertildannende enheten og omgivelsene. At least one thermal barrier can be arranged between at least one of the at least one volume change chamber forming unit and the surroundings.

Eksternvarmemaskinen kan på fluidkommuniserende vis være tilknyttet minst én enhet hentet fra gruppen bestående av pumpe, varmer, injektor, kondensator og arbeidsfluid reservoar for derved å kunne utføre en termodynamisk syklus. The external heating machine can be fluid-communicatingly connected to at least one unit taken from the group consisting of pump, heater, injector, condenser and working fluid reservoir in order to thereby be able to perform a thermodynamic cycle.

Eksternvarmemaskinen kan være innrettet til å kunne utføre en Rankine-syklus ved at varmeren omfatter en forvarmer og en fordamper, alternativt også en overheter. The external heating machine can be designed to be able to perform a Rankine cycle in that the heater comprises a preheater and an evaporator, alternatively also a superheater.

Arbeidsfluidet kan ha lavere normalkokepunkt enn vann for derved å kunne utføre en ORC-syklus (Organic Rankine Cycle). The working fluid can have a lower normal boiling point than water in order to be able to perform an ORC cycle (Organic Rankine Cycle).

Eksternvarmemaskinen kan være innrettet til å kunne utføre en termodynamisk syklus med varmetilførsel til arbeidsfluidet i det minst ene volumendringskammeret, ved at minst én av den minst ene sylinderblokken og den minst ene sylindertoppblokken omfatter minst én intern varmeveksler som står i termisk kommunikasjon med det minst ene volumendringskammeret. The external heating machine can be arranged to be able to perform a thermodynamic cycle with heat supply to the working fluid in the at least one volume change chamber, in that at least one of the at least one cylinder block and the at least one cylinder top block comprises at least one internal heat exchanger that is in thermal communication with the at least one volume change chamber .

TII eksternvarmemaskinen kan det være tilkoblet minst en generator. At least one generator can be connected to the TII external heater.

Den minst ene generatoren kan være koblet til en bevegelsesomformer, hvor generatoren har en stator og en rotor, Idet rotoren er montert frittsvevende med bevegelsesomformeren som eneste bærende element. The at least one generator can be connected to a motion converter, where the generator has a stator and a rotor, as the rotor is mounted free-floating with the motion converter as the only supporting element.

I aksial forlengelse av det minst ene stempelet kan det være ti Ida n net et stempelhode som er Innrettet til å fremme termisk isolasjon mellom det minst ene volumendringskammeret og det minst ene stempelet, ved at det er tildannet et hulrom i stempelhodet og/eller ved at det er tildannet en termisk barriere på stempelhodets ytre flate. Eksternvarmemaskinen kan være innrettet til å fungere som en kompoundmaskin ved at minst ett første volumendringskammer på fluidkommuniserende vis er forbundet med et andre volumendringskammer gjennom et arbeidsfluidomløp, idet arbeidsfluid-omløpet er lukkbart ved hjelp av en omløpsventil plassert i arbeidsfluidomløpets fluid-strømningsbane, og hvor det andre volumendringskammeret oppviser et totalvolum vesentlig forskjellig fra totalvolumet til det minst ene første volumendringskammeret. In the axial extension of the at least one piston, there may be a piston head arranged to promote thermal insulation between the at least one volume change chamber and the at least one piston, by creating a cavity in the piston head and/or by a thermal barrier is formed on the outer surface of the piston head. The external heating machine can be designed to function as a compound machine in that at least one first volume change chamber is fluid-communicatingly connected to a second volume change chamber through a working fluid circuit, the working fluid circuit being closable by means of a bypass valve placed in the fluid flow path of the working fluid circuit, and where the second volume change chamber exhibits a total volume significantly different from the total volume of the at least one first volume change chamber.

Oppfinnelsen vedrører i et andre aspekt mer spesifikt en termodynamisk prosess for drift av en eksternvarmemaskin som beskrevet ovenfor, kjennetegnet ved at prosessen omfatter følgende trinn: a) et arbeidsfluid pumpes under høyt trykk gjennom en varmer; b) arbeidsfluidet tilføres varme i varmeren; c) arbeidsfluidet injiseres i minst ett volumendringskammer gjennom minst ett lukkbart arbeidsfluidinnløp og tilhørende arbeidsfluidinnløpsåpning; d) arbeidsfluidet ekspanderer i det minst ene volumendringskammeret; e) arbeidsfluidet støtes ut fra det minst ene volumendringskammeret gjennom In a second aspect, the invention relates more specifically to a thermodynamic process for operating an external heating machine as described above, characterized in that the process comprises the following steps: a) a working fluid is pumped under high pressure through a heater; b) the working fluid is supplied with heat in the heater; c) the working fluid is injected into at least one volume change chamber through at least one closable working fluid inlet and associated working fluid inlet opening; d) the working fluid expands in the at least one volume change chamber; e) the working fluid is ejected from the at least one volume change chamber through

minst ett arbeidsfluidutløp; og at least one working fluid outlet; and

f) arbeidsfluidet avkjøles i en kondensator. f) the working fluid is cooled in a condenser.

Den termodynamiske prosessen kan omfatte det ytterligere trinnet: The thermodynamic process may include the further step:

aa) å lede en mengde arbeidsfluid som har lekket inn i en eller flere maskinblokker, bort fra nevnte maskinblokk gjennom én eller flere arbeidsfluidreturporter. aa) to direct a quantity of working fluid that has leaked into one or more machine blocks, away from said machine block through one or more working fluid return ports.

Den termodynamiske prosessen kan omfatte det ytterligere trinnet: The thermodynamic process may include the further step:

bb) å la den lekkede mengden arbeidsfluid som er fjernet fra nevnte maskinblokk, avkjøles i en lekkfluidkjøler elter i kondensatoren. bb) allowing the leaked quantity of working fluid which has been removed from said engine block to be cooled in a leaking fluid cooler kneaded in the condenser.

Den termodynamiske prosessen kan omfatte det ytterligere trinnet: The thermodynamic process may include the further step:

cc) etter trinn e) og før trinn f) å lede arbeidsfluidet gjennom en separator for derved å fjerne en mengde smøremiddel som er innblandet i arbeidsfluidet. cc) after step e) and before step f) to pass the working fluid through a separator in order to thereby remove a quantity of lubricant mixed in the working fluid.

Den termodynamiske prosessen kan omfatte det ytterligere trinnet å returnere den mengden smøremiddel som fjernes fra arbeidsfluidet ved hjelp av separatoren, til et smørem idd el reservoa r. The thermodynamic process may include the further step of returning the amount of lubricant removed from the working fluid by the separator to a lubricant reservoir.

Trinn d) kan ytterligere omfatte å tilføre varme til arbeidsfluidet. Step d) may further comprise adding heat to the working fluid.

Oppfinnelsen vedrører i et tredje aspekt mer spesifikt anvendelse av en eksternvarmemaskin og/eller en termodynamisk prosess som beskrevet ovenfor ved drift av et kraftvarmeverk. In a third aspect, the invention relates more specifically to the use of an external heating machine and/or a thermodynamic process as described above in the operation of a cogeneration plant.

Elektrisk energi tilveiebrakt av en generator, eventuelt via en kraftelektronikkenhet, kan tilføres minst én elenerglforbruker. Electrical energy provided by a generator, possibly via a power electronics unit, can be supplied to at least one electrical energy consumer.

En andel varme fra kraftvarmeverket kan tilføres minst én varmeforbruker. A share of heat from the cogeneration plant can be supplied to at least one heat consumer.

En andel varme fra kraftvarmeverket kan benyttes til kjøling ved at minst én varmeforbruker er en termisk kjøleanordning. A proportion of the heat from the cogeneration plant can be used for cooling by at least one heat consumer being a thermal cooling device.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. la viser et fysisk blokkdiagram av en varmemaskin i form av en stempel maskin ifølge kjent teknikk, med bevegelsesomformerblokk (veivblokk), sylinderblokk, sylindertoppblokk (inkludert ventilstyring), ventilsynkroniseringsblokk, samt veivaksel, sylinder, stempel og kamaksel; Fig. lb viser sylindertoppblokken som vist på figur la, men hvor den er inndelt i to partier; Fig. lc viser bevegelsesomformerblokken (veivblokken) som vist på figur la, men hvor den er inndelt i to partier; Fig. Id viser et fysisk blokkdiagram av varmemaskinen som vist på figur 1, men hvor sylinderblokken og den øvre delen av bevegelsesomformerblokken er kombinert til ett materia I stykke; Fig. 2a viser et fysisk blokkdiagram av en varmemaskin ifølge oppfinnelsen, hvor varmemaskinen i form av en ensylindret stempelmaskin har maskinblokker lik kjent teknikk som vist på figur la, men hvor sylindertoppblokken isteden er oppdelt i en separat, forenklet sylindertoppblokk og en separat ventllstyringsblokk, og hvor det er anordnet termiske barrierer mellom enkelte av maskinblokkene, samt mellom enkelte maskinblokker og omgivelsene; Fig. 2b viser ventilstyringsblokken som vist på figur 2a, men hvor den er inndelt i to partier; Fig. 2c viser bevegelsesomformerblokken som vist på figur 2a, men hvor den er inndelt i to partier; Fig. 2d viser et fysisk blokkdiagram av varmemaskinen som vist på figur 2a, men hvor det er anordnet en termisk barriere mellom sylinderblokken og sylindertoppblokken istedenfor mellom sylinderblokken og bevegelsesomformerblokken; Flg. 2e viser et fysisk blokkdiagram av varmemaskinen som vist på figur 2d, men hvor sylinderblokken i seg selv har funksjon som termisk barriere; Fig. 3a viser en tosylindret variant av varmemaskinen vist på figur 2a; Fig. 3b viser en todelt ventilstyringsblokk til den tosyl i nd rede varmemaskinen vist In the following, an example of a preferred embodiment is described which is visualized in accompanying drawings, where: Fig. la shows a physical block diagram of a heating machine in the form of a piston machine according to known technology, with motion converter block (crank block), cylinder block, cylinder top block (including valve timing), valve synchronization block, as well as crankshaft, cylinder, piston and camshaft; Fig. 1b shows the cylinder head block as shown in Fig. la, but where it is divided into two parts; Fig. 1c shows the motion converter block (crank block) as shown in Fig. la, but where it is divided into two parts; Fig. Id shows a physical block diagram of the heater as shown in Fig. 1, but where the cylinder block and the upper part of the motion converter block are combined into one materia I piece; Fig. 2a shows a physical block diagram of a heating machine according to the invention, where the heating machine in the form of a single-cylinder piston machine has machine blocks similar to known technology as shown in figure la, but where the cylinder head block is instead divided into a separate, simplified cylinder head block and a separate valve control block, and where thermal barriers are arranged between some of the machine blocks, as well as between some machine blocks and the surroundings; Fig. 2b shows the valve control block as shown in Fig. 2a, but where it is divided into two parts; Fig. 2c shows the motion converter block as shown in Fig. 2a, but where it is divided into two parts; Fig. 2d shows a physical block diagram of the heater as shown in Fig. 2a, but where a thermal barrier is arranged between the cylinder block and the cylinder top block instead of between the cylinder block and the motion converter block; Follow 2e shows a physical block diagram of the heater as shown in Figure 2d, but where the cylinder block itself functions as a thermal barrier; Fig. 3a shows a two-cylinder variant of the heating machine shown in Fig. 2a; Fig. 3b shows a two-part valve control block for the two-cylinder inverted heater shown

på figur on figure

Fig. 3c viser en todelt bevegelsesomformerblokk til den tosylindrede varmemaskinen vist på figur 3a; Fig. 4a viser i aksialsnitt en ensylindret eksternvarmemaskin Ifølge oppfinnelsen, med en termisk barriere mellom veivblokken og sylinderblokken, en termisk barriere mellom sylindertoppblokken og ventilstyringsblokken, samt termiske barrierer mellom sylinderblokken/sylindertoppblokken og omgivelsene; Fig. 4b viser 1 aksialsnitt en ensylindret eksternvarmemaskin ifølge oppfinnelsen, med en termisk barriere mellom sylinderblokken og sylindertoppblokken, en termisk barriere mellom sylindertoppblokken og ventilstyringsblokken, samt termiske barrierer mellom sylinderblokken og sylindertoppblokken og omgivelsene; Fig. 4c viser i aksialsnitt en ensylindret eksternvarmemaskin ifølge oppfinnelsen med ulike termiske barrierer, interne varmevekslere, ventilgjennomføring, en integrert generator og en varmevekslerfremmende utforming (en varmevekslerfinne) i et sylinderkammer, hvor en termisk barriere mellom sylindertoppblokken og ventilstyringsblokken består av luftgap eller hulrom samt avstandselementer eller mellomstykker laget av et isolerende materiale, og hvor en termisk barriere mellom sylindertoppblokken og sylinderblokken og bevegelsesomformerblokken er tildannet ved at sylinderblokken er formet av et materiale med dårlig varmelederevne, samt hvor det er termiske barrierer mellom sylinderblokken eller sylindertoppblokken og omgivelsene; Fig. 5 viser i aksialsnitt en tosylindret variant av eksternvarmemaskinen vist på figur 4a; Fig. 6 viser i aksialsnitt en tosylindret eksternvarmemaskin som vist på figur 5, men med interne varmevekslere i tillegg; Fig. 7 viser i aksialsnitt en foretrukket utførelsesform av en tosylindret eksternvarmemaskin som vist på figur 6, men i form av en kompound utføre Ise, idet et arbeidsfluidomløp lukkbart ved hjelp av en omløpsventif forbinder de to sylinderkamrene, og slagvolumene til sylinderkamrene er vesentlig forskjellige fordi slaglengdene til stemplene er vesentlig forskjellige ved at rådeinnfestningsradiene på veivakselen er ulike; Fig. 8 viser den tosylindrede eksternvarmemaskinen som vist på figur 7 implementert i et eksternvarmema5kinsystem som er innrettet til å kunne utfø-re en termodynamisk syklus; Fig. 9a viser ei delvis gjennomskåret prinsippskisse av en ventilstyringsmekanis-me med en kamaksel og en vippearm med ruller, hvor ventilen er vist i lukket stilling; Fig. 9b viser ei prinsippskisse av ventilstyringsmekanismen vist på figur 9a, men hvor ventilen er vist i åpen stilling; Fig. 9c viser i større målestokk ei delvis gjennomskåret prinsippskisse av en ven-tilløsning, hvor ventilen er ført gjennom en ventilføring som spenner over både en sylindertoppblokk og en ventilstyringsblokk, hvor det er anordnet termisk barrierer mellom sylindertoppblokken og ventilstyringsblokken i form av isolerende avstandsstykker og mellomrom eller luftgap; Fig. 9d viser ei prinsippskisse av ventil løsn i ngen som vist på figur 9c, men hvor det er anordnet en rulleavlastet vippearm som overføring mellom ka rna k-selen og ventilen; Fig. 10 viser ei prinsippskisse av en varmeveksler (varmer) som omfatter en forvarmer, en fordamper eller koker og en overheter; Fig. 11 viser skjematisk et CHP-system installert i eller i tilknytning til en bygning, i dette eksemplet en bolig delvis vist gjennomskåret; Fig. 12 viser skjematisk et CHP-system installert i eller i tilknytning til en farkost, Fig. 3c shows a two-part motion converter block for the two-cylinder heater shown in Fig. 3a; Fig. 4a shows in axial section a single-cylinder external heating engine According to the invention, with a thermal barrier between the crank block and the cylinder block, a thermal barrier between the cylinder head block and the valve control block, as well as thermal barriers between the cylinder block/cylinder head block and the surroundings; Fig. 4b shows 1 axial section of a single-cylinder external heating machine according to the invention, with a thermal barrier between the cylinder block and the cylinder head block, a thermal barrier between the cylinder head block and the valve control block, as well as thermal barriers between the cylinder block and the cylinder head block and the surroundings; Fig. 4c shows in axial section a single-cylinder external heating machine according to the invention with various thermal barriers, internal heat exchangers, valve feedthrough, an integrated generator and a heat exchanger promoting design (a heat exchanger fin) in a cylinder chamber, where a thermal barrier between the cylinder head block and the valve control block consists of air gaps or cavities as well as distance elements or spacers made of an insulating material, and where a thermal barrier between the cylinder head block and the cylinder block and the motion converter block is created by the cylinder block being formed from a material with poor thermal conductivity, as well as where there are thermal barriers between the cylinder block or the cylinder head block and the surroundings; Fig. 5 shows in axial section a two-cylinder variant of the external heating machine shown in Fig. 4a; Fig. 6 shows in axial section a two-cylinder external heating machine as shown in Fig. 5, but with internal heat exchangers in addition; Fig. 7 shows in axial section a preferred embodiment of a two-cylinder external heating machine as shown in figure 6, but in the form of a compound perform Ise, with a working fluid circuit closable by means of a bypass valve connecting the two cylinder chambers, and the stroke volumes of the cylinder chambers are significantly different because the stroke lengths of the pistons are significantly different in that the rod mounting radii on the crankshaft are different; Fig. 8 shows the two-cylinder external heating machine as shown in Figure 7 implemented in an external heating machine system which is designed to be able to carry out a thermodynamic cycle; Fig. 9a shows a partially cross-sectional schematic diagram of a valve control mechanism with a camshaft and a rocker arm with rollers, where the valve is shown in the closed position; Fig. 9b shows a principle sketch of the valve control mechanism shown in Fig. 9a, but where the valve is shown in the open position; Fig. 9c shows on a larger scale a partially cut-through principle sketch of a vein solution, where the valve is guided through a valve guide that spans both a cylinder head block and a valve control block, where thermal barriers are arranged between the cylinder head block and the valve control block in the form of insulating spacers and space or air gap; Fig. 9d shows a principle sketch of a valve release in the same way as shown in Fig. 9c, but where a roll-relieved rocker arm is arranged as a transfer between the core seal and the valve; Fig. 10 shows a schematic diagram of a heat exchanger (heater) comprising a preheater, an evaporator or boiler and a superheater; Fig. 11 schematically shows a CHP system installed in or adjacent to a building, in this example a residence partially shown in section; Fig. 12 schematically shows a CHP system installed in or adjacent to a vessel,

i dette tilfellet en båt; og in this case a boat; and

Fig. 13 viser skjematisk ei prinsippskisse av et eksternvarmemaskinsystem an-vendt ved drift av et CHP-system, med grunnleggende komponenter i CHP-systemet og dets mulige forbindelser til en forbrukergruppe med for-brukere, som kan defineres som enhver enhet som forbruker energi som produseres av CHP-systemet. Fig. 13 schematically shows a principle sketch of an external heat engine system used in the operation of a CHP system, with basic components of the CHP system and its possible connections to a consumer group with consumers, which can be defined as any unit that consumes energy that produced by the CHP system.

I de skjematiske prinsippskissene angir symbolet "m" en mengde arbeidsfluid som sirkulerer i maskinen. QV1 og QV2representerer varmen som blir tilført arbeidsfluidet fra henholdsvis en ekstern varmeveksler og en intern varmeveksler som står i termisk kontakt med et arbeidsfluid løp. Arbeidsfluidløpene omfatter alle hulrom og passasjer hvor arbeidsfluidet naturlig forventes å befinne seg og/eller strømme i eller gjennom ved drift av et varmemaskinsystem 2. QV]kan også omfatte summen av Qfv, Qfdog Qohslik de er vist på figur 10, idet en intern varmeveksler og/eller en ekstern varmeveksler kan omfatte en eller flere av henholdsvis en forvarmer, en fordamper og en overheter, alternativt også en rekuperator (ikke vist). Q«representerer varmen som blir fjernet fra arbeidsfluidet ved hjelp av en intern varmeveksler 300, 301 (se figur 8) eller på foretrukket vis en ekstern varmeveksler, for eksempel en kondensator 800, som står i termisk kontakt med et arbeidsfluidløp. Qsrepresenterer varmen som blir fjernet fra en mengde utlekket arbeidsfluid ved hjelp av en lekkfluidkjøler 91 som står i termisk kontakt med en lekkfluidreturkrets, idet lekkfluidet skal separeres, for eksempel fra smøreoljen, og deretter returneres til en arbeidsfluidkrets, for eksempel tilbake til et arbeidsfluidreservoar 90. In the schematic principle sketches, the symbol "m" indicates a quantity of working fluid that circulates in the machine. QV1 and QV2 represent the heat that is supplied to the working fluid from an external heat exchanger and an internal heat exchanger that is in thermal contact with a working fluid flow, respectively. The working fluid passages include all cavities and passages where the working fluid is naturally expected to be and/or flow in or through when operating a heating machine system 2. QV] can also include the sum of Qfv, Qfdog Qohs as they are shown in figure 10, being an internal heat exchanger and /or an external heat exchanger may comprise one or more of respectively a preheater, an evaporator and a superheater, alternatively also a recuperator (not shown). Q« represents the heat that is removed from the working fluid by means of an internal heat exchanger 300, 301 (see Figure 8) or preferably an external heat exchanger, for example a condenser 800, which is in thermal contact with a working fluid flow. Qsrepresents the heat that is removed from a quantity of leaked working fluid by means of a leaking fluid cooler 91 which is in thermal contact with a leaking fluid return circuit, the leaking fluid being separated, for example from the lubricating oil, and then returned to a working fluid circuit, for example back to a working fluid reservoir 90.

I beskrivelsen av en eksternvarmemaskin, en framgangsmåte og en anvendelse i henhold til oppfinnelsen henvises det til elementer i en eller flere av minst én eksternvarmemaskin 1, minst ett eksternvarmemaskinsystem 2 og minst ett CHP-system 3000 slik de er vist på figur 4c, 8, 9a, 9c, 9d, 10 eller 13, idet anordningselementene identi-fiseres med henvisningstall som er vist på én eller flere av figurene 2a tii 13. In the description of an external heating machine, a method and an application according to the invention, reference is made to elements in one or more of at least one external heating machine 1, at least one external heating machine system 2 and at least one CHP system 3000 as shown in figure 4c, 8, 9a, 9c, 9d, 10 or 13, the device elements being identified by reference numbers which are shown in one or more of the figures 2a to 13.

Uttrykkene "under", "nedre", "nederste", "over", "øvre" og "øverste" referer i denne sammenheng til den stillingen eksternvarmemaskinen 1 har i illustrasjonene, uten at dette er begrensende for hvordan eksternvarmemaskinen 1 kan anbringes. The expressions "under", "lower", "lower", "above", "upper" and "upper" in this context refer to the position the external heater 1 has in the illustrations, without this being limiting for how the external heater 1 can be placed.

På figur 8 angir henvisningstaIlene de tilsvarende anordningselementene som gjenfin-nes i eksternvarmemaskinen 1 og eksternvarmemaskinsystemet 2 ifølge oppfinnelsen slik de er beskrevet nedenfor. In Figure 8, the reference numbers indicate the corresponding device elements found in the external heating machine 1 and the external heating machine system 2 according to the invention as described below.

Eksternvarmemaskinen 1 omfatter i hovedsak en bevegelsesomformer- eller veivak-selblokk 5, en sylinderblokk 10, en sylindertoppblokk 11 og en ventilstyringsblokk 7, hvor bevegelsesomformer- eller veivaksel blokken 5 er inndelt i et første, nedre bevegelsesomformerblokkparti 5a, også betegnet ol jesu mp eller oljepanne, og et andre, The external heating machine 1 essentially comprises a motion converter or crankshaft block 5, a cylinder block 10, a cylinder top block 11 and a valve control block 7, where the motion converter or crankshaft block 5 is divided into a first, lower motion converter block part 5a, also referred to as oil sump or oil pan , and a second,

øvre bevegelsesomformerblokkparti 5b, og hvor ventilstyringsblokken 7 er inndelt i et første, nedre ventilstyringsblokkparti 7a og et andre, øvre ventiistyringsblokkparti 7b, også betegnet toppdeksel. Videre kan sylindertoppblokken 11 bestå av en første sylindertoppblokk lia og en andre sylindertoppblokk 11b, idet de kan være utformet med ulike arbeidsfluidløpsløsninger, idet det da kan være naturlig å skille dem i to separate enheter. Som vist her, kan den første sylindertoppblokken lia være utformet med et arbeidsfluidinnløp 400, mens den andre sylindertoppblokken 11b kan være utformet et arbeidsfluidutløp 410 av karakter ulik arbeidsfluidinnløpet 400, samtidig som den førs-te og den andre sylindertoppblokken til sammen kan omfatte et arbeidsfluidomløp 450 som girfluidkommuniserende forbindelse mellom de to. upper movement converter block part 5b, and where the valve control block 7 is divided into a first, lower valve control block part 7a and a second, upper valve control block part 7b, also referred to as top cover. Furthermore, the cylinder head block 11 may consist of a first cylinder head block 11a and a second cylinder head block 11b, as they may be designed with different working fluid flow solutions, as it may then be natural to separate them into two separate units. As shown here, the first cylinder head block 11a can be designed with a working fluid inlet 400, while the second cylinder head block 11b can be designed a working fluid outlet 410 of a character different from the working fluid inlet 400, while the first and the second cylinder head block together can comprise a working fluid circuit 450 which provides a fluid communicating connection between the two.

Videre rommer bevegelsesomformer- eller veivaksel blokken 5 en bevegelsesomformer 50, eller mer spesifikt en veivaksel. Ventilstyirngsblokken 7 rommer en ventilstyrings-anordning 70, også betegnet kamaksel, med ulike bevegelsesoverganger, slik som en vippearm 71 med en eller flere ruller 79, også betegnet vippearmruller, slik de er vist på figur 9a, 9b, og 9d. Vippearmen 71 er i figur 9d vist med en fast op plag ring 72, idet denne danner senter for vippearmens 71 vippebevegelse. Vippearmopplagringen 72 er her vist som en aksialt justerbar vippearmopplagringstapp 72a med kontramutter 72b anordnet i et vtppearmopplagringsfundament 73, for eksempel en del av ventilstyringsblokken. På denne måten vil klaringer mellom kamakselen 50, vippearmen 71 og en ventilstamme 710a, henholdsvis en omløpsventil 710 kunne justeres i henhold til vanlig kjente metoder ved ventilopererte stempelmotorer. Furthermore, the motion converter or crankshaft block 5 houses a motion converter 50, or more specifically a crankshaft. The valve control block 7 accommodates a valve control device 70, also referred to as a camshaft, with various movement transitions, such as a rocker arm 71 with one or more rollers 79, also referred to as rocker arm rollers, as shown in Figures 9a, 9b, and 9d. The rocker arm 71 is shown in figure 9d with a fixed support ring 72, as this forms the center for rocker arm 71's rocking movement. The rocker arm support 72 is shown here as an axially adjustable rocker arm support pin 72a with counter nut 72b arranged in a rocker arm support foundation 73, for example a part of the valve control block. In this way, clearances between the camshaft 50, the rocker arm 71 and a valve stem 710a, respectively a bypass valve 710 can be adjusted according to commonly known methods for valve-operated piston engines.

I en utførelse er omløpsventilen 710 ført gjennom en ventilføring 790 (se figur 9d) som i et første, nedre aksialt parti står i kontakt med sylindertoppblokken 11 og som i et andre, øvre aksialt parti står i kontakt med ventilstyringsblokken 7. Ventilføringen 790 er montert ved at et nedre aksialt parti er presset ned i sylindertoppblokken 11 hvor en posisjonslås 790b låser den aksielt. Videre er ventilføringen 790 ført inn i og gjennom et nedre parti av ventilstyringsblokken 7, idet et mellomrom 190" danner en termisk barriere 190 mellom sylindertoppblokken 11 og ventilstyringsblokken 7, samt at en ventilføringstetnlng 790a forhindrer fluidlekkasjer til eller fra ventilstyringsblokken 7.1 tillegg er sylindertoppblokken 11 og ventilstyringsblokken 7 mekanisk forbundet på varmeisolerende vis ved at avstandselementer eller foringer 190'" danner termiske barrierer 190 mellom dem samtidig som avstandselementene eller foringene 190"<*>oppviser tilstrekkelig stivhet og styrke for å holde de relative posisjonene mellom sylindertoppblokken 11 og ventilstyringsblokken 7 fastlåst. In one embodiment, the bypass valve 710 is guided through a valve guide 790 (see figure 9d) which in a first, lower axial part is in contact with the cylinder head block 11 and which in a second, upper axial part is in contact with the valve control block 7. The valve guide 790 is mounted in that a lower axial part is pressed down into the cylinder head block 11 where a position lock 790b locks it axially. Furthermore, the valve guide 790 is led into and through a lower part of the valve control block 7, with a space 190" forming a thermal barrier 190 between the cylinder head block 11 and the valve control block 7, and that a valve guide seal 790a prevents fluid leaks to or from the valve control block 7.1 in addition, the cylinder head block 11 and the valve control block 7 mechanically connected in a heat-insulating manner in that spacers or liners 190'" form thermal barriers 190 between them at the same time that the spacers or liners 190"<*>exhibit sufficient rigidity and strength to keep the relative positions between the cylinder head block 11 and the valve control block 7 locked.

En ventilfjørholder 791 med tetningsfunksjon, for eksempel tildannet som en metall-kopp, omslutter ventilstammen 710a og sørger for ytterligere tetning for ventilstyringsblokken 7 ved at den er forsynt med en ventilfjørholdertetning 791a anlagt mot ventilstammen 710a og en ventilfjørholdertetning 791b anlagt mot ventilstyringsblokken 7. Ventilfjørholderen 791 holder en ventilfjør 795 i et nedre parti, mens ei ventil-fjørskive 792 fungerer som anlegg mellom ventilfjøren 795 og ventilstammen 710a idet ventilfjørskiva 792 er mekanisk låst i forhold til ventilstammen 710a og ventilfjø-ren 795 dermed påfører en skyvkraft til omløpsventilen 710 med retning mot lukket venti I posisjon, slik det ofte er implementert ved ulike kjente motorløsn inger. A valve spring retainer 791 with a sealing function, for example formed as a metal cup, encloses the valve stem 710a and provides additional sealing for the valve control block 7 by being provided with a valve spring retainer seal 791a facing the valve stem 710a and a valve spring retainer seal 791b facing the valve control block 7. The valve spring retainer 791 holds a valve spring 795 in a lower part, while a valve spring disc 792 functions as a device between the valve spring 795 and the valve stem 710a, as the valve spring disc 792 is mechanically locked in relation to the valve stem 710a and the valve spring 795 thus applies a thrust to the bypass valve 710 in the direction of closed valve in position, as is often implemented in various known engine solutions.

Det som ovenfor er beskrevet om omløpsventilen 710 og sylinderblokken 11 med til-knyttede elementer, er gyldig også for utløpsventllen 750 og for den første og andre sylindertoppblokken Ila, 11b. What is described above about the bypass valve 710 and the cylinder block 11 with associated elements is also valid for the outlet valve 750 and for the first and second cylinder head blocks 11a, 11b.

Kamakselen 70 er synkronisert med veivakselen 50 via en ventilsynkroniseringsanord-ning 70a (se figur 8), typisk i form av et registerkjede eller ei registerreim, som blir drevet av og driver et ventilsynkroniseringsanordningsdrev 70b, mer spesifikt regis-terkjededrev eller registerreimdrivhjul, montert på veivakselen 50, henholdsvis på kamakselen 70. Reg ister kjed et eller registerreima 70a kan være del av og rommes av en ventilsynkroniseringsblokk 7c, mer spesifikt et registerkjedehus 7c. I tillegg vil det i tilknytning til ventilsynkroniseringsanordningen 70a kunne være anordnet en eller flere av for eksempel en kjede- eller reimoppstramningsanordning (ikke vist) og en kjede- eller reimføring (ikke vist) i form av en roterende enhet slik som et kjede- eller reimdrev, i henhold tit det som er vanlig ved ulike kjente ventilsynkroniseringsanord-ninger. The camshaft 70 is synchronized with the crankshaft 50 via a valve synchronizing device 70a (see Figure 8), typically in the form of a timing chain or a timing belt, which is driven by and drives a valve synchronizing device drive 70b, more specifically a timing chain drive or timing belt drive, mounted on the crankshaft 50, respectively on the camshaft 70. The timing chain or timing belt 70a can be part of and accommodated by a valve synchronization block 7c, more specifically a timing chain housing 7c. In addition, one or more of, for example, a chain or belt tightening device (not shown) and a chain or belt guide (not shown) in the form of a rotating unit such as a chain or belt drive may be arranged in connection with the valve synchronization device 70a , according to what is common with various known valve synchronization devices.

Veivakselen 50 kan være tilkoblet et svinghjul 59 for roterende bevegelsesstabtlise-ring, se for eksempel figur 4a. En elektrisk generator 1200 (se figur 4c), og nærmere bestemt en generatorrotor 1203, kan også utgjøre funksjonen tii sving hjulet 59, og dermed erstatte dette. The crankshaft 50 can be connected to a flywheel 59 for rotating movement stabilization, see for example figure 4a. An electric generator 1200 (see figure 4c), and more specifically a generator rotor 1203, can also form the function of the flywheel 59, and thus replace this.

Den elektriske generatoren 1200 kan lage elektrisk effekt ved at den er tikoblet veivakselen 50. Generatoren består i hovedsak av et generatorhus 1201, en generatorsta-tor 1202, en generatorrotor 1203 og ett eller flere elektromagnetiske elementer 1204, for eksempel permanentmagneter, som er festet til rotoren 1203. Generatorrotoren 1203 er mekanisk synkronisert med veivakselen 50 på i og for seg kjent vis, ved at den er frittsvevende montert tit et aksialt endeparti av veivakselen 50, slik det er vist på figur 4c. The electric generator 1200 can create electric power by being ten-connected to the crankshaft 50. The generator essentially consists of a generator housing 1201, a generator stator 1202, a generator rotor 1203 and one or more electromagnetic elements 1204, for example permanent magnets, which are attached to the rotor 1203. The generator rotor 1203 is mechanically synchronized with the crankshaft 50 in a manner known per se, in that it is freely mounted on an axial end portion of the crankshaft 50, as shown in Figure 4c.

Eksternvarmemaskinen 1 er forsynt med termiske barrierer 190, 190' (se for eksempel figur 2d, 2e, 3a, 4a-4c), mer spesifikt termisk isolasjon 190 mellom veivakselblokken 5 og sylinderblokken 10, termisk isolasjon 190 mellom sylindertoppblokken(e) 11, lia, 11b og ventilstyringsblokken 7, og termisk isolasjon 190' mellom sylinderblokken 10 og omgivelsene, henholdsvis mellom sylindertoppblokken(e) 11, lia, 11b og omgivelsene. Alternativt kan det også anordnes termisk isolasjon 190' mellom sylinderblokken 10 og sylindertoppblokken(e) 11, lia, 11b slik det er vist på figur 4b, eller sylinderblokken 10 kan lages av et metall med dårlig varmelederevne og dermed i seg selv utgjøre termisk isolasjon 190" mellom et øvre parti av sylinderblokken 10 og veivakselblokken 5, slik det er vist på figur 4c. I slike tilfeller vil isolasjonen 190 mellom veivakselblokken 5 og sylinderblokken 10 kunne sløyfes. The external heater 1 is provided with thermal barriers 190, 190' (see for example figures 2d, 2e, 3a, 4a-4c), more specifically thermal insulation 190 between the crankshaft block 5 and the cylinder block 10, thermal insulation 190 between the cylinder head block(s) 11, lia , 11b and the valve control block 7, and thermal insulation 190' between the cylinder block 10 and the surroundings, respectively between the cylinder head block(s) 11, 11a, 11b and the surroundings. Alternatively, thermal insulation 190' can also be arranged between the cylinder block 10 and the cylinder top block(s) 11, 11a, 11b as shown in Figure 4b, or the cylinder block 10 can be made of a metal with poor thermal conductivity and thus in itself constitute thermal insulation 190 " between an upper part of the cylinder block 10 and the crankshaft block 5, as shown in figure 4c. In such cases, the insulation 190 between the crankshaft block 5 and the cylinder block 10 could be looped.

Den termiske barrieren mellom sylindertoppblokken 11 og ventilstyringsblokken 7 er på figur 9d angitt som luftgap eller hulrom 190" samt avstandselementer eller mellomstykker 190'" laget av et Isolerende materiale. The thermal barrier between the cylinder head block 11 and the valve control block 7 is shown in Figure 9d as an air gap or cavity 190" as well as spacers or spacers 190'" made of an insulating material.

Eksternvarmemaskinen 1 er videre forsynt med to, henholdsvis en første og en andre sylinder 100, 101 og tilhørende sylindertopp 110, henholdsvis 111, som hver rommer et første, henholdsvis et andre stempel 200, 201 innrettet for oscillerende, translato-risk forskyvning inne i de respektive sylinderne 100, 101. Hvert av stemplene 200, 201 er forsynt med et stempelhode 200a, henholdsvis 201a som fyller ut det vesentlige av sylindertoppen 110, henholdsvis 111 når det respektive stempelet 200, henholdsvis 201, står i sin øvre dødsenterposisjon. Sammen tildanner sylinderne 100, 101 sylindertoppene 110, 111 og stemplene 200, 201 et første volumendringskammer 150, henholdsvis et andre volumendringskammer 151, idet stemplene 200, 201 anordnet i sylinderne 100, 101 utgjør en første, nedre aksial avgrensning av volumendringskamrene 150, 151 og sylindertoppene utgjør en andre, øvre aksial avgrensning av volumendringskamrene 150, 151. Stemplenes 200, 201 translatoriske forskyvning inne i sylinderne 100, 101 og henholdsvis i sylindertoppene 110, 111 vil da forårsake en volumendring av volumendringskamrene 150,151. Stemplene 200, 201 er videre forbundet med veivakselen 50 via et første og et andre veivstag 60, henholdsvis 61, for energioverføring. Sylinderne 100, 101 danner fluidtettende glideflater mot stemplene 200, 201, og stemplene 200, 201 kan i denne hensikt gjerne være bestykket med stempeltetninger, stik som stempelringer (ikke anvist). The external heating machine 1 is further provided with two, respectively a first and a second cylinder 100, 101 and associated cylinder top 110, respectively 111, each of which accommodates a first, respectively a second piston 200, 201 arranged for oscillating, translational displacement inside the respective cylinders 100, 101. Each of the pistons 200, 201 is provided with a piston head 200a, respectively 201a which fills the essential part of the cylinder top 110, respectively 111 when the respective piston 200, respectively 201 is in its top dead center position. Together, the cylinders 100, 101, the cylinder tops 110, 111 and the pistons 200, 201 form a first volume change chamber 150, respectively a second volume change chamber 151, the pistons 200, 201 arranged in the cylinders 100, 101 forming a first, lower axial boundary of the volume change chambers 150, 151 and the cylinder tops form a second, upper axial boundary of the volume change chambers 150, 151. The translational displacement of the pistons 200, 201 inside the cylinders 100, 101 and respectively in the cylinder tops 110, 111 will then cause a volume change of the volume change chambers 150, 151. The pistons 200, 201 are further connected to the crankshaft 50 via a first and a second crank rod 60, respectively 61, for energy transfer. The cylinders 100, 101 form fluid-sealing sliding surfaces against the pistons 200, 201, and the pistons 200, 201 can for this purpose be fitted with piston seals, such as piston rings (not indicated).

I det foretrukne utførelseseksemplet er det første volumendringskammeret 150 forbundet med det andre volumendringskammeret 151 ved at arbeidsfluidomløpet 450 er lukkbart og reguleres ved hjelp av en omløpsventil 750 plassert i arbeidsfluidomløpets 450 fluidstrømningsbane. Eksternvarmemaskinen 1 er dermed innrettet som en kom-poundekspander, idet det andre sylinderkammeret 151 oppviser et betydelig større totalvolum enn det første sylinderkammeret 150 ved at slaglengdene til stemplene 200, 201 er betydelig forskjellige fordi de korresponderende stempelstaginnfestnings-radiene til veivakselen 50 er ulike. Dersom sylinderne 100, 101 ellers er geometrisk like og parallelle, vil lengdene til stempelstagene 60, 61 være tilsvarende ulike i henhold til differansen til stemplenes 200, 201 slaglengder, slik at stemplenes øvre død-senterposisjoner blir hovedsakelig like. In the preferred embodiment, the first volume change chamber 150 is connected to the second volume change chamber 151 in that the working fluid circuit 450 is closable and is regulated by means of a bypass valve 750 placed in the working fluid circuit 450's fluid flow path. The external heating machine 1 is thus arranged as a compound expander, with the second cylinder chamber 151 having a significantly larger total volume than the first cylinder chamber 150 in that the stroke lengths of the pistons 200, 201 are significantly different because the corresponding piston rod mounting radii of the crankshaft 50 are different. If the cylinders 100, 101 are otherwise geometrically similar and parallel, the lengths of the piston rods 60, 61 will be correspondingly different according to the difference in the stroke lengths of the pistons 200, 201, so that the top dead center positions of the pistons are essentially the same.

Eksternvarmemaskinen 1 benytter et arbeidsfluid 9, for eksempel pentan 9, til å utføre en eller flere termodynamiske prosesser i en termodynamisk syklus, eller til å utføre en ren mekanisk prosess som for eksempel å utføre arbeid på en ekstern last ved hjelp av en flu idst røm fra et hydraulisk trykkreservoar. Andre eksempler på arbeidsfluider som kan benyttes er vann, luft og andre gasser, ytterligere alkaner slik som pro-pan, butan, heksan og heptan eller molekylære variasjoner (isomerer) av disse (for eksempel iso- eller neoheksan etc), toluen, dietyleter og andre etere, silikonoljer (for eksempel siloksaner) eller ytterligere kjølemedier slik som ri23, rl34a og r245fa etc Ei pumpe 500 pumper arbeidsfluidet 9 fra lavt til høyt trykk ved hjelp av en regulert pumpeaktuator 501, mer spesifikt en pumpemotor 501. Arbeidsfluidet ledes så inn i en ekstern varmer 600 via en første arbeidsfluidledning 900a som også er forsynt med en fluidstrømningssensor 1501 og en trykksensor 1502, idet flutdstrømningssensoren 1501 og trykksensoren 1502 kommuniserer instrumentsignaler 1001 til en ECU - (mo-torkontrollenhet) 1000, som basert på målenivåene til de ulike instrumentene 1501, 1502 igjen regulerer pumpemotoren 501 via styresignaler 1002. The external heating machine 1 uses a working fluid 9, for example pentane 9, to carry out one or more thermodynamic processes in a thermodynamic cycle, or to carry out a purely mechanical process such as for example carrying out work on an external load using a fluid from a hydraulic pressure reservoir. Other examples of working fluids that can be used are water, air and other gases, additional alkanes such as propane, butane, hexane and heptane or molecular variations (isomers) of these (for example iso- or neohexane etc), toluene, diethyl ether and other ethers, silicone oils (for example siloxanes) or additional refrigerants such as ri23, rl34a and r245fa etc. A pump 500 pumps the working fluid 9 from low to high pressure by means of a regulated pump actuator 501, more specifically a pump motor 501. The working fluid is then led into an external heater 600 via a first working fluid line 900a which is also provided with a fluid flow sensor 1501 and a pressure sensor 1502, the flow sensor 1501 and the pressure sensor 1502 communicating instrument signals 1001 to an ECU - (engine control unit) 1000, which based on the measurement levels of the various instruments 1501, 1502 again regulate the pump motor 501 via control signals 1002.

Arbeidsfluidet 9 tilføres varme fra varmeren 600 som består av og tilfører varme gjennom én eller flere av en forvarmer 610, en fordamper 620, og en overheter 630 (se figur 10), alternativt også gjennom en rekuperator (ikke vist), idet arbeidsfluidet strømmer videre via en andre arbeidsfluidledning 900b forsynt med en temperatur-sensor 1060, og som leder inn til en injektor 700. The working fluid 9 is supplied with heat from the heater 600 which consists of and supplies heat through one or more of a preheater 610, an evaporator 620, and a superheater 630 (see figure 10), alternatively also through a recuperator (not shown), as the working fluid continues to flow via a second working fluid line 900b provided with a temperature sensor 1060, and which leads into an injector 700.

Via styresignaler 1002 styrer ECU'en 1000 injektoren 700 som bestemmer arbeidsflu-idstrømmen inn til det første volumendringskammeret 150, idet injektoren 700 I et nedstrømsparti på flu id kommuniserende vis er forbundet med arbeidsfluidinnløpet 400 med tilhørende arbeidsfluidinnløpsåpning 401, typisk i form av en dyse. Via control signals 1002, the ECU 1000 controls the injector 700 which determines the working fluid flow into the first volume change chamber 150, the injector 700 being fluidly connected in a downstream part to the working fluid inlet 400 with the associated working fluid inlet opening 401, typically in the form of a nozzle.

En gitt mengde arbeidsfluid 9 vil da i en gitt periode strømme inn i det første sylinderkammeret 150, idet det ekspanderes her og samtidig blir tilført ekstra varme Qv2av de interne varmevekslerne 300, 301 som står i termisk kommunikasjon med det førs-te sylinderkammeret 150. Varmevekslerne 300, 301 har varmevekslerflater som er definert av en andel av den indre overflaten til en første sylindertopp 110, henholdsvis en andel av den indre overflaten til en første sylinder 100. Ekspansjonen utføres ved at det første stempelet 200 hovedsaklig beveger seg fra øvre dødsenter (TDC) til nedre dødsenter (BDC), og forårsaker en volumendring med positivt fortegn, slik som ved de fleste stempelekspandere, som for eksempel i 4-takts forbrenningsmotorer. A given amount of working fluid 9 will then, for a given period, flow into the first cylinder chamber 150, as it expands here and at the same time additional heat Qv2 is supplied by the internal heat exchangers 300, 301 which are in thermal communication with the first cylinder chamber 150. The heat exchangers 300, 301 have heat exchanger surfaces which are defined by a part of the inner surface of a first cylinder top 110, respectively a part of the inner surface of a first cylinder 100. The expansion is carried out by the first piston 200 mainly moving from top dead center (TDC ) to bottom dead center (BDC), causing a volume change with a positive sign, as in most piston expanders, such as in 4-stroke internal combustion engines.

Den første sylindertoppen 110 og eventuelt dens varmeveksler 300 kan være forsynt med fluidstrømningsstyrende utforminger (ikke vist) som styrer arbeidsfluidstrømmen inne i det første sylinderkammeret 150 i en bestemt retning. Varmeveksleren 300 kan også vasre forsynt med varmevekslerfremmende utforminger, for eksempel overflateforøkende elementer i form av varmevekslerfinner 121, slik det er vist på figur 4c. Dysen 401 kan da være anordnet slik at arbeidsfluidet vil strømme inn i et parti 120 av sylindertoppen som omfatter varmevekslerfinnene. Videre kan dysen 401 være anbrakt slik at fluidutstrømningen ut av denne foregår nærmest tangentielt i forhold til den første sylindertoppens 110, eventuelt også den første sylinderens 100 indre over-flate, idet en sirkulær eller syklonisk fluidstrømning da kan skapes, noe som vil være med på å fremme konveksjon, og dermed også øke varmeovergangstallet til den interne varmevekslingsprosessen som da vil finne sted. The first cylinder top 110 and possibly its heat exchanger 300 can be provided with fluid flow-controlling designs (not shown) which control the working fluid flow inside the first cylinder chamber 150 in a specific direction. The heat exchanger 300 can also be provided with heat exchanger-promoting designs, for example surface-increasing elements in the form of heat exchanger fins 121, as shown in Figure 4c. The nozzle 401 can then be arranged so that the working fluid will flow into a part 120 of the cylinder top which includes the heat exchanger fins. Furthermore, the nozzle 401 can be positioned so that the fluid outflow from it takes place almost tangentially in relation to the first cylinder top 110, possibly also the first cylinder 100's inner surface, as a circular or cyclonic fluid flow can then be created, which will contribute to to promote convection, and thus also increase the heat transfer rate of the internal heat exchange process that will then take place.

Når det første stempelet 200 har nådd nedre dødsenterposisjon og ekspansjonen i det første sylinderkammeret 150 i hovedsak er avsluttet, åpner omløpsventilen 750 for When the first piston 200 has reached the bottom dead center position and the expansion in the first cylinder chamber 150 is essentially finished, the bypass valve 750 opens for

fluidstrømning gjennom arbeidsfluidomløpet 450 og inn i det andre sylinderkammeret 151, idet arbeidsfluidet i en andre ekspansjonsprosess ekspanderes ved at det forflyt-tes fra det første 150 til det andre sylinderkammeret 151 i en kompoundekspansjons-prosess. fluid flow through the working fluid circuit 450 and into the second cylinder chamber 151, the working fluid being expanded in a second expansion process by being transferred from the first 150 to the second cylinder chamber 151 in a compound expansion process.

Når det andre stemplet 201 så har nådd sin nedre dødsenterposisjon, er den totale ekspansjonen av arbeidsfluidet 9 fullført, og en utløpsventit 710 åpner og tillater ut-strømning av det ferdig ekspanderte arbeidsfluidet 9 fra det andre sylinderkammeret 151 via arbeidsfluidutløpet 410. When the second piston 201 has then reached its bottom dead center position, the total expansion of the working fluid 9 is complete, and an outlet valve 710 opens and allows outflow of the fully expanded working fluid 9 from the second cylinder chamber 151 via the working fluid outlet 410.

Arbeidsfluidet ledes så fra arbeidsfluidutløpet 410 og inn til et arbeidsfluidinnløp 30c til en smøremiddel- eller oljeseparator 30 via en tredje arbeidsfluidledning 900c, som også er forsynt med en trykksensor 1110. Smøremiddelseparatoren 30 sørger for å skille ut eventuelt smøremiddel 36 som er innblandet i arbeidsfluidet 9. Den eventuelt utseparerte oljen 36 returneres til et oljereservoar 35, som kan være en oljesump anbrakt i veivblokken 5, idet en oljereturpumpe 32 styrt av en ofjereturpumpeaktuator eller -motor 33 pumper oljen 36 fra et oljereturutløp 30b til oljeseparatoren 30, og Inn til oljereservoaret 35 via en oljereturport 37. The working fluid is then led from the working fluid outlet 410 into a working fluid inlet 30c to a lubricant or oil separator 30 via a third working fluid line 900c, which is also equipped with a pressure sensor 1110. The lubricant separator 30 ensures that any lubricant 36 that is mixed in the working fluid 9 is separated The possibly separated oil 36 is returned to an oil reservoir 35, which can be an oil sump placed in the crank block 5, as an oil return pump 32 controlled by a return return pump actuator or motor 33 pumps the oil 36 from an oil return outlet 30b to the oil separator 30, and into the oil reservoir 35 via an oil return port 37.

Arbeidsfluidet 9 ledes videre fra oljeseparatoren 30 til en kondensator 800, ved at et arbeidsfluidutløp 30a i oljeseparatoren 30 er forbundet med kondensatoren 800 på fluidkommuniserende vis via en fjerde arbeidsfluidledning 900d. The working fluid 9 is further led from the oil separator 30 to a condenser 800, in that a working fluid outlet 30a in the oil separator 30 is connected to the condenser 800 in a fluid-communicating manner via a fourth working fluid line 900d.

Arbeidsfluidet 9 kjøles, og eventuelt kondenseres i kondensatoren 800, og det ned-kjølte arbeidsfluidet 9 ledes tii slutt tilbake til arbeidsfluid reservoaret 90 via en femte arbeidsfluidledning 900e. The working fluid 9 is cooled, and possibly condensed in the condenser 800, and the cooled working fluid 9 is finally led back to the working fluid reservoir 90 via a fifth working fluid line 900e.

En sjette arbeidsfluidledning 900f forbinder arbetdsfluldreservoaret 90 med pumpa 500, slik at arbeidsfluidet 9 kan kommuniseres fra arbeidsfluid reservoaret 90 og tilbake til pumpa 500 når en ny driftssyklus skal utføres. A sixth working fluid line 900f connects the working fluid reservoir 90 with the pump 500, so that the working fluid 9 can be communicated from the working fluid reservoir 90 and back to the pump 500 when a new operating cycle is to be performed.

Gjennom denne framgangsmåten vil det kunne tas ut netto arbeid på eksternvarmemaskinens 1 veivaksel 50. Through this procedure, it will be possible to extract net work on the external heating machine's 1 crankshaft 50.

Når arbeidsfluidet 9 innføres i eksternvarmemaskinen 1, idet injektoren 700 sørger for innsprøytning i det første sylinderkammeret 150, vil noe av arbeidsfluidet 9 kunne lekke forbi det første stempelet 200 og ned i veivblokken 5. Dette vil også kunne skje fra det andre sylinderkammeret 151, fordi stemplenes 200, 201 tetninger som regel aldri vil være helt perfekte. Den lekkede mengden arbeidsfluid 9 vil så kunne blande seg med smøreoljen 36, for eksempel i oljesumpen 35, og dermed forringe dennes kvalitet. Derfor er det viktig å fjerne en betydelig andel av den lekkede mengden arbeidsfluid 9 fra denne delen av eksternvarmemaskinen 1.1 tillegg vil en mengde arbeidsfluid 9 kunne lekke forbi ventilene 710, 750 og inn i ventilstyringsblokken 7, hvor det også vil forringe kvaliteten til smøreoljen, når det eventuelt blander seg med en mengde smøreolje 36 som befinner seg her. When the working fluid 9 is introduced into the external heating machine 1, with the injector 700 providing injection into the first cylinder chamber 150, some of the working fluid 9 will be able to leak past the first piston 200 and into the crank block 5. This will also be possible from the second cylinder chamber 151, because the pistons' 200, 201 seals will usually never be completely perfect. The leaked amount of working fluid 9 will then be able to mix with the lubricating oil 36, for example in the oil sump 35, and thus reduce its quality. Therefore, it is important to remove a significant proportion of the leaked quantity of working fluid 9 from this part of the external heater 1.1 in addition, a quantity of working fluid 9 will be able to leak past the valves 710, 750 and into the valve control block 7, where it will also degrade the quality of the lubricating oil, when it possibly mixes with a quantity of lubricating oil 36 which is located here.

For bl.a. å forhindre forringelse av smøreoljen 36 ved utblanding med arbeidsfluid 9 er det derfor utformet arbeidsfluidreturporter 99 i ulike deler av eksternvarmemaskinen 1, hvor en lekket mengde arbeidsfluid 9 kan ledes tilbake til arbeidsfluid reservoaret 90, enten via lekkfluidkjøleren 91 eller via kondensatoren 800 gjennom en første og en andre lekkfluidledning 990a og 990b eller gjennom den første lekkfluidledningen 990a og den fjerde arbeidsfluidledningen 900d. For i.a. to prevent deterioration of the lubricating oil 36 by mixing with working fluid 9, working fluid return ports 99 are therefore designed in various parts of the external heater 1, where a leaked amount of working fluid 9 can be led back to the working fluid reservoir 90, either via the leaking fluid cooler 91 or via the condenser 800 through a first and a second leak fluid line 990a and 990b or through the first leak fluid line 990a and the fourth working fluid line 900d.

Dersom det rådende trykket i veivblokken 5 er høyt, og arbeidstemperaturen og dermed trykket i kondensatoren 800 og arbeldsfluidreservoaret 90 er lavt, vil den lekkede mengden arbeidsfluid 9 kunne ledes tilbake til arbeldsfluidreservoaret 90 via kondensatoren 800, idet det da er en positiv trykkforskjell mellom veivblokken 5 og kondensatoren 800. En tilbakeslagsventil (ikke vist) kan eventuelt forhindre tilbakestrømning ved varierende trykkforskjeller. En lekket mengde arbeidsfluid ledes fra arbeidsfluidre-turportene 99, gjennom den første lekkfluidledningen 990a, og den fjerde arbeidsfluidledningen 900d til kondensatoren 800, ved at et andre endeparti 990a" til den første lekkfluidledningen 990a står i fluidkommumkasjon med den fjerde arbeidsfluidledningen 900d. If the prevailing pressure in the crank block 5 is high, and the working temperature and thus the pressure in the condenser 800 and the working fluid reservoir 90 is low, the leaked amount of working fluid 9 will be able to be led back to the working fluid reservoir 90 via the condenser 800, as there is then a positive pressure difference between the crank block 5 and the condenser 800. A non-return valve (not shown) can optionally prevent backflow in case of varying pressure differences. A leaked amount of working fluid is led from the working fluid return ports 99, through the first leaking fluid line 990a, and the fourth working fluid line 900d to the condenser 800, in that a second end portion 990a" of the first leaking fluid line 990a is in fluid communication with the fourth working fluid line 900d.

I et tilfelle hvor trykket i veivblokken 5 er lavere enn trykket i kondensatoren 800, og dermed lavere enn trykket i arbeldsfluidreservoaret 90, vil en måtte sørge for en In a case where the pressure in the crank block 5 is lower than the pressure in the condenser 800, and thus lower than the pressure in the working fluid reservoir 90, one will have to provide a

trykkøkning før en lekket mengde arbeidsfluid 9 kan returneres tilbake til arbeldsfluidreservoaret 90, eventuelt tilbake til arbeldsfluidreservoaret 90 via kondensatoren 800. På figur 8 er det vist at en lekket mengde arbeidsfluid 9 som ledes til lekkfluidkjøleren 91 oppnår en trykkøkning ved hjelp av ei lekkfluidpumpe 92 styrt av en lekkfluidpum-peaktuator eller -motor 93, og som returnerer arbeidsfluidet 9 til arbeldsfluidreservoaret 90 via den andre lekkfluidledningen 990b. pressure increase before a leaked amount of working fluid 9 can be returned back to the working fluid reservoir 90, possibly back to the working fluid reservoir 90 via the condenser 800. Figure 8 shows that a leaked amount of working fluid 9 which is led to the leaking fluid cooler 91 achieves a pressure increase by means of a leaking fluid pump 92 controlled of a leakage fluid pump peak actuator or motor 93, and which returns the working fluid 9 to the working fluid reservoir 90 via the second leakage fluid line 990b.

Det vil også kunne benyttes flere koblingskombinasjoner mellom lekkfluidiedninger 990a, 990b, arbeidsfluid ledninger 900d, 900e, kondensatoren 800, lekkfluidkjøleren 91 og lekkfluidpumpa 92 for å kunne returnere en lekket mengde arbeidsfluid 9 til arbeldsfluidreservoaret 90 på en tilfredsstillende måte. It will also be possible to use several connection combinations between leak fluid connections 990a, 990b, working fluid lines 900d, 900e, the condenser 800, the leaking fluid cooler 91 and the leaking fluid pump 92 in order to be able to return a leaked amount of working fluid 9 to the working fluid reservoir 90 in a satisfactory manner.

Smøring kan generelt foregå slik som ved vanlige forbrenningsmotorer, ved at en konvensjonell oljepumpe (ikke vist) sirkulerer smøreolje 36 fra oljesumpen 35, og distribuerer denne via smøreledninger eller -kanaler (ikke vist) til de forskjellige ste-dene i eksternvarmemaskinen 1 hvor den behøves, for eksempel til kamakselen 70, sylinderne 100, 101 og veivakselen 50, samt deres eventuelt tilhørende ruller, foringer, lagre etc. Overskuddsolje kan så returneres på konvensjonelt vis via smøreoljere-turledninger eller -kanaler (ikke vist). Det fins flere løsninger for å distribuere og returnere smøreolje fra eller til oljesumpen 35. Dette vil Ikke bli vektlagt videre, idet det vil kunne anses som innlysende for en fagperson. Lubrication can generally take place as with normal internal combustion engines, in that a conventional oil pump (not shown) circulates lubricating oil 36 from the oil sump 35, and distributes this via lubrication lines or channels (not shown) to the various places in the external heater 1 where it is needed , for example to the camshaft 70, the cylinders 100, 101 and the crankshaft 50, as well as their possibly associated rollers, bushings, bearings, etc. Surplus oil can then be returned in a conventional manner via lubricating oil return lines or channels (not shown). There are several solutions for distributing and returning lubricating oil from or to the oil sump 35. This will not be emphasized further, as it will be considered obvious to a professional.

I et annet tilfelle vil eksternvarmemaskinen 1 kunne forenkles noe ved at det innføres smøremiddel 36 direkte i arbeidsfluidet 9, som så tillates å sirkulere gjennom eksternvarmemaskinen l sammen med dette. Dette vil likne på måten en smører en totakts forbrenningsmotor. I et slikt tilfelle vil det kunne være viktig å velge et smøremiddel 36, eventuelt et smøremiddetadditiv, som kan tåle de temperaturmessige påkjenning-ene det vil utsettes for. In another case, the external heating machine 1 can be simplified somewhat by introducing lubricant 36 directly into the working fluid 9, which is then allowed to circulate through the external heating machine 1 together with it. This will be similar to the way you lubricate a two-stroke internal combustion engine. In such a case, it may be important to choose a lubricant 36, possibly a lubricant additive, which can withstand the temperature-related stresses to which it will be subjected.

En generator 1200 er tilkoblet veivakselen 50, gjerne i fysisk etterkant av et sving hjul 59, og leverer elektrisk effekt Pa. via en kraftelektronikkenhet 1300 som er tilkoblet en elektrisk effektkommunikasjonsanordning 2001, for eksempel en kabel. Kraftelektronikkenheten 1300 kan i enkleste tilfelle være et koblingspunkt, for eksempel bestående av elektriske terminaler, men i et vanligere tilfelle vil den omfatte for eksempel en frekvensomformer (AC/DC/AC-omformer), en vekselretter (DC/AC-omformer) eller i et enklere tilfelle en likeretter (AC/DC-omformer). I tillegg kan den inneholde elektriske filtre, en kontrollenhet for regulering av effektuttak, eventuelt effektinntak, som for eksempel kan benyttes ved start av eksternvarmemaskinen dersom generatoren 1200 også er tilpasset drift som motor. Den kan også inneholde, eventuelt være tilkoblet et energilager (ikke vist), for eksempel et batteri, som kan benyttes ved for eksempel oppstart. Den kan videre gi instrumentsignaler 1001 til, samt motta styresignaler 1002 fra for eksempel ECU'en 1000, idet ECU'en 1000 på overordnet nivå vit kunne regulere effektkommunikasjonen mellom generatoren 1200 og det eksterne systemet 2000 i én eller begge retninger. Størrelsen til den leverte effekten PEL kan være basert på estimert tilgjengelig effektuttak fra eksternvarmemaskinen 1 og ønsket effektleve-ranse tit en forbruker 3110 i det eksterne systemet 2000. A generator 1200 is connected to the crankshaft 50, preferably physically downstream of a flywheel 59, and delivers electrical power Pa. via a power electronics unit 1300 which is connected to an electrical power communication device 2001, for example a cable. The power electronics unit 1300 can in the simplest case be a connection point, for example consisting of electrical terminals, but in a more common case it will comprise, for example, a frequency converter (AC/DC/AC converter), an inverter (DC/AC converter) or in a simpler case a rectifier (AC/DC converter). In addition, it can contain electrical filters, a control unit for regulating power output, possibly power input, which can for example be used when starting the external heating machine if the generator 1200 is also adapted to operate as a motor. It can also contain, possibly be connected to, an energy store (not shown), for example a battery, which can be used for example when starting up. It can also provide instrument signals 1001 to, as well as receive control signals 1002 from, for example, the ECU 1000, the ECU 1000 being able to regulate the power communication between the generator 1200 and the external system 2000 in one or both directions at a higher level. The size of the delivered power PEL can be based on the estimated available power output from the external heating machine 1 and the desired power delivery to a consumer 3110 in the external system 2000.

Samtidig kan en mengde restvarme Qkdistribueres til en varmeforbruker 3120 i det eksterne systemet 2000. Varm efo r brukeren 3120 kan for eksempel være en anordning for vannoppvarming, et system for bygningsoppvarming eller et såkalt termisk kjøle-system, for eksempel en absorpsjonskjøter eller en adsorpsjonskjøler. At the same time, an amount of residual heat Qk can be distributed to a heat consumer 3120 in the external system 2000. Heat for the user 3120 can for example be a device for water heating, a system for building heating or a so-called thermal cooling system, for example an absorption cooler or an adsorption cooler.

ECU'en 1000 overvåker og regulerer driften av eksternvarmemaskinen 1 inkludert én eller flere av de eksterne varmemaskinanordningene, for eksempel pumpa 500, injektoren 700 og kraftelektronikkenheten 1300, som nevnt tidligere. ECU'en 1000 mottar og behandler målinger fra ulike steder i maskinen 1 eller eksternvarmemaskinsystemet 2 ved hjelp av ett eller flere instrumentsignaler 1001. ECU'en 1000 opereres med en programvare som bt.a. inneholder reguleringsalgoritmer, slik at eksternvarmemaskinen 1 inkludert én eller flere av de øvrige anordningene kan styres basert på sett-punktsverdier. Settpunktsverdiene kan foreksempel inkludere bruker!nnstillingerfor ønsket effektuttak Pa_, ønsket temperatur for varmeuttak etc. Reguleringsafgoritmene implementert i ECU'en 1000 vil da sørge for at eksternvarmemaskinen 1 på en best mulig måte konverterer og leverer termisk energi Qavog QAkog elektrisk energi i form av den konverterte elektriske effekten PeL, ved at ECU'en 1000 styrer eksternvarme maskinen 1 basert på bl.a. tilgjengelig varme Qviog Qv2/samt temperaturen den leveres med, samt tilgjengelig kjølekapasitet i form av hvor mye restvarme QKsom kan ledes bort fra systemet, samt den tilgjengelige kjøletemperaturen. The ECU 1000 monitors and regulates the operation of the external heater 1 including one or more of the external heater devices, for example the pump 500, the injector 700 and the power electronics unit 1300, as mentioned earlier. The ECU 1000 receives and processes measurements from various places in the machine 1 or the external heating machine system 2 by means of one or more instrument signals 1001. The ECU 1000 is operated with a software which bt.a. contains control algorithms, so that the external heating machine 1 including one or more of the other devices can be controlled based on set-point values. The set point values can for example include user settings for desired power output Pa_, desired temperature for heat output etc. The regulation algorithms implemented in the ECU 1000 will then ensure that the external heater 1 converts and delivers thermal energy Qavog QA and electrical energy in the form of the converted the electrical effect PeL, in that the ECU 1000 controls the external heating machine 1 based on i.a. available heat Qvio and Qv2/as well as the temperature at which it is delivered, as well as available cooling capacity in the form of how much residual heat QK can be led away from the system, as well as the available cooling temperature.

ECl<T>en 1000 vil typisk ha et kommunikasjonsgrensesnitt I form av en kommunika-sjonsanordnlng 2002 til det eksterne systemet 2000, Idet ECU'en 1000 da vil kunne styres samt overvåkes av en eller flere eksterne reguleringsenheter 3200 tilknyttet det eksterne systemet 2000, ved at kommunikasjonssignaler K utveksles. Kommunikasjonsanordningen 2002 kan for eksempel være en radiotransceiver, en datanettverks-basert kommunikasjonsenhet, en analog kommunikasjonsanordning, gjerne i form av en simpel kabel, eller en kombinasjon av disse. The ECl<T>en 1000 will typically have a communication interface in the form of a communication device 2002 to the external system 2000, as the ECU 1000 will then be able to be controlled and monitored by one or more external control units 3200 associated with the external system 2000, by that communication signals K are exchanged. The communication device 2002 can, for example, be a radio transceiver, a computer network-based communication device, an analog communication device, preferably in the form of a simple cable, or a combination of these.

Eksternvarmemaskinen 1 er ytterligere eksemplifisert i figurene 4a til 7, og alternative utførelsesdetaljer omtales nedenfor. The external heating machine 1 is further exemplified in Figures 4a to 7, and alternative design details are discussed below.

På figur 4a er det vist en ensylindret eksternvarmemaskin 1 i en enkeltekspansjons-utførelse, hvor et sy I inder kam mer 150 har et arbeidsfluidinnløp 400 med tilhørende arbeidsfluidinnløpsåpning 401 og et arbeidsfluidutløp 410, slik at den ensylindrede eksternvarmemaskinen 1 er innrettet for å kunne utføre en enkel ekspansjonsprosess. Figur 4b viser en tilsvarende konfigurasjon, men med en termisk barriere 190 mellom sylinderblokken 10 og sylindertoppblokken 11 i stedet for mellom veivakselblokken 5 og sylinderblokken 10, slik det er vist i figur 4a. Figur 4c viser en ytterligere konfigurasjon av eksternvarmemaskinen 1, men med interne varmevekslere 300, 301, ventil-gjennomføring 790, en integrert generator 1200 og en varmevekslerfremmende utforming 121 (en varmevekslerfinne) i et sylinderkammer 150, hvor en termisk barriere mellom sylindertoppblokken og ventilstyringsblokken består av luftgap, dvs. hulrom 190" samt avstandselementer 190"' laget av et isolerende materiale, og hvor en termisk barriere mellom sylindertoppblokken 11 og bevegelsesomformerblokken 5 er tildannet ved at sylinderblokken 10 er tildannet av et materiale med dårlig varmelederevne, samt hvor det er termiske barrierer 190' mellom sylinderblokken 10, henholdsvis sylindertoppblokken 11 og omgivelsene. Figur 5 viser en tosylindret utførelse av eksternvarmemaskinen 1 i en enkeltekspan-sjonsutførelse, hvor to uavhengige sylinderkamre 150, 151 har hvert sitt arbeidsfluid-innløp 400a, 400b med tilhørende arbeidsfluidinnløpsåpninger 401a, henholdsvis 401b og hver sine arbeidsfluidutløp 410a, 410b, slik at den tosylindrede eksternvarmemaskinen 1 er innrettet for å kunne utføre enkle ekspansjons prosesser i de to sylinderkamrene 150, 151. Figur 6 viser en tosylindret utførelse av eksternvarmemaskinen 1 i en enkeltekspan-sjonsutførelse, lik den vist på figur 5, men hvor det I tillegg er anordnet interne varmevekslere 300, 301 for å kunne tilføre varme til et arbeidsfluid 9 under ekspansjon inne i sylinderkamrene 150, 151. Figur 7 viser i all hovedsak eksternvarmemaskinen 1 i en kompoundutførelse slik den er beskrevet over. Figure 4a shows a single-cylinder external heating machine 1 in a single-expansion design, where a seam inside the chamber 150 has a working fluid inlet 400 with an associated working fluid inlet opening 401 and a working fluid outlet 410, so that the single-cylinder external heating machine 1 is designed to be able to perform a easy expansion process. Figure 4b shows a similar configuration, but with a thermal barrier 190 between the cylinder block 10 and the cylinder head block 11 instead of between the crankshaft block 5 and the cylinder block 10, as shown in Figure 4a. Figure 4c shows a further configuration of the external heat engine 1, but with internal heat exchangers 300, 301, valve passage 790, an integrated generator 1200 and a heat exchanger promoting design 121 (a heat exchanger fin) in a cylinder chamber 150, where a thermal barrier between the cylinder head block and the valve control block consists of air gap, i.e. cavity 190" as well as spacer elements 190"' made of an insulating material, and where a thermal barrier between the cylinder top block 11 and the motion converter block 5 is formed by the cylinder block 10 being formed from a material with poor thermal conductivity, as well as where there are thermal barriers 190' between the cylinder block 10, respectively the cylinder top block 11 and the surroundings. Figure 5 shows a two-cylinder design of the external heating machine 1 in a single expansion design, where two independent cylinder chambers 150, 151 each have their own working fluid inlet 400a, 400b with associated working fluid inlet openings 401a, 401b respectively and each working fluid outlet 410a, 410b, so that the two-cylinder the external heating machine 1 is designed to be able to carry out simple expansion processes in the two cylinder chambers 150, 151. Figure 6 shows a two-cylinder design of the external heating machine 1 in a single expansion design, similar to that shown in figure 5, but where internal heat exchangers are also arranged 300, 301 in order to supply heat to a working fluid 9 during expansion inside the cylinder chambers 150, 151. Figure 7 essentially shows the external heating machine 1 in a compound design as described above.

Selv om den foretrukne utførelsen er innrettet til å kunne utføre ekspansjonsproses-ser, kan oppfinnelsen også utføre tilsvarende og komplementære kompresjons prosesser. Ved en slik "omvendt" prosess vil det tidligere nevnte arbeidsfluidinnløpet 400 fungere som et arbeidsfluidutløp, og tilsvarende funksjonsendringer vil gjelde for ar-beidsfluidutløpet 410, injektoren eller innløpsventilen 700 og utløpsventilen 710. Although the preferred embodiment is designed to be able to perform expansion processes, the invention can also perform corresponding and complementary compression processes. In such a "reversed" process, the previously mentioned working fluid inlet 400 will function as a working fluid outlet, and corresponding functional changes will apply to the working fluid outlet 410, the injector or inlet valve 700 and the outlet valve 710.

Det henvises så til figur 13. Ved en anvendelse av eksternvarmemaskinen 1 og framgangsmåten (den termodynamiske prosessen) I henhold til oppfinnelsen har en et kraftvarmeverk 3000, heretter også kalt CHP-system, som omfatter et eksternvarmemaskinsystem 2, en varmekilde 3031, en kuldekilde 3033 og et multienergiuttak 3300. Eksternvarmemaskinsystemet 2 omfatter igjen eksternvarmemaskinen 1 og de øvrige varmemaskinsystemanordningene, som for eksempel pumpa 500 og kraftelektronikkenheten 1300 slik de er beskrevet ovenfor og vist i figur 8. Varmekilden 3031 forsyner varme QViog QV2til eksternvarmemaskinsystemet 2, og restvarmen QKfra eksternvarmemaskinsystemet 2 blir fjernet ved hjelp av kuldekilden 3033. Multienergiuttaket 3300 forsyner energi tit en forbrukergruppe 3100 i det eksterne systemet 2000. Forbrukergruppen 3100 kan omfatte én eller flere el energiforbruke re 3110 og én eller flere varmeforbrukere 3120, hvor varmeforbrukerne kan være en vannopp-varmingsanordning, en romoppvarmingsanordning eller et termisk kjølesystem slik som en absorpsjonskjøler eller en adsorpsjonskjøler. Reference is then made to figure 13. When using the external heating machine 1 and the method (the thermodynamic process) According to the invention, one has a cogeneration plant 3000, hereinafter also called a CHP system, which comprises an external heating machine system 2, a heat source 3031, a cold source 3033 and a multi-energy outlet 3300. The external heating machine system 2 again comprises the external heating machine 1 and the other heating machine system devices, such as the pump 500 and the power electronics unit 1300 as described above and shown in Figure 8. The heat source 3031 supplies heat QVi and QV2 to the external heating machine system 2, and the residual heat QK from the external heating machine system 2 becomes removed using the cold source 3033. The multi-energy outlet 3300 supplies energy to a consumer group 3100 in the external system 2000. The consumer group 3100 may include one or more electric energy consumers 3110 and one or more heat consumers 3120, where the heat consumers can be a water heating device, a space heater device or a thermal cooling system such as an absorption cooler or an adsorption cooler.

Kraftvarmesystemet 3000 er i figur 13 vist skjematisk. Kraftvarmeverksystemet 3000 er via multienergiuttaket 3300 tilkoplet energiforbrukergruppen 3100. Varmekilden 3031 står i termisk forbindelse med varmemaskinsystemet 2 som igjen står i termisk forbindelse med kuldekilden 3033. Varmekilden 3031 leverer en varmemengde Qviog Qv2til varmemaskinsystemet 2. Fra et varmetapningspunkt 3310 anordnet i den termiske forbindelsen mellom varmekilden 3031 og varmemaskinsystemet 2 kan det via et varmekildevarmeuttak 3391 leveres høyverdig varmeenergi QAvtil en eller flere varmeforbrukere 3120. The combined heat and power system 3000 is shown schematically in figure 13. The combined heat and power plant system 3000 is connected via the multi-energy outlet 3300 to the energy consumer group 3100. The heat source 3031 is in thermal connection with the heating machine system 2, which in turn is in thermal connection with the cold source 3033. The heat source 3031 delivers a quantity of heat Qvio and Qv2 to the heating machine system 2. From a heat loss point 3310 arranged in the thermal connection between the heat source 3031 and the heating machine system 2, high-quality heat energy QA can be delivered via a heat source heat outlet 3391 to one or more heat consumers 3120.

Varmemaskinsystemet 2 er via et elenergiuttak 3392 tilkoplet og leverer elektrisk energi PEi_ til elenergiforbrukeren 3110. Varmemaskinsystemet 2 kan i prinsippet på tilsvarende vis også levere mekanisk energi til en mekanisk energiforbruker (ikke vist) i energiforbrukergruppen 3100. Elenergiforbrukeren 3110 eller varmeenergiforbruke-ren 3120 kan også være enheter med forbindelse til, men plassert eksternt I forhold til det eksterne systemet 2000, for eksempel ved at det eksterne systemet 2000 er tilkoplet videredistribueringsenheter (ikke vist), slik som for eksempel en elektrisk dist-ribusjonsenhet (ikke vist) som kan mate overskuddsstrøm inn på et større elektrisk distribusjonsnett (ikke vist). The heating machine system 2 is connected via an electrical energy outlet 3392 and supplies electrical energy PEi_ to the electrical energy consumer 3110. In principle, the heating machine system 2 can also supply mechanical energy to a mechanical energy consumer (not shown) in the energy consumer group 3100 in a similar way. The electrical energy consumer 3110 or the heating energy consumer 3120 can also be units connected to, but located externally in relation to the external system 2000, for example in that the external system 2000 is connected to redistribution units (not shown), such as, for example, an electrical distribution unit (not shown) which can feed excess current into a larger electrical distribution network (not shown).

Fra et restvarmetapningspunkt 3320 anordnet i den termiske forbindelsen mellom varmemaskinsystemet 2 og kuldekilden 3033 kan det via et restvarmeuttak 3393 leveres restvarmeenergl QAktil én eller flere varmeforbrukere 3120. From a residual heat loss point 3320 arranged in the thermal connection between the heating machine system 2 and the cold source 3033, via a residual heat outlet 3393, residual heat energy QAktil can be delivered to one or more heat consumers 3120.

En energiforbruker 3110, 3120 kan også ha funksjon både som varmeenergiforbruker 3120 og som elenergiforbruker 3110. Et eksempel på dette er et absorpsjonskjølesys-tem som behøver elektrisk energi til pumper som igjen driver en fluidsirkulasjon, og termisk energi eller varmeenergi som energiforsyning til selve absorpsjonskjøleproses-sen. An energy consumer 3110, 3120 can also function both as a heat energy consumer 3120 and as an electrical energy consumer 3110. An example of this is an absorption cooling system that needs electrical energy for pumps which in turn drive a fluid circulation, and thermal energy or heat energy as energy supply for the absorption cooling process itself Late.

Varmekildevarmeuttaket 3391, elenerg i uttaket 3392 og restvarmeenergiuttaket 3393 tildanner sammen multienergiuttaket 3300. Multienerg i uttaket 3300 tildanner et hensiktsmessig grensesnitt mellom kraftvarmeverksystemet 3000 og et distribusjonsnett (ikke vist) i det eksterne systemet 2000, for eksempel for distribusjon av elektrisk strøm til oppvarming og lys samt varmeenergi til romoppvarming etc. The heat source heat outlet 3391, electric energy in the outlet 3392 and residual heat energy outlet 3393 together form the multi-energy outlet 3300. Multi-energy in the outlet 3300 forms an appropriate interface between the cogeneration plant system 3000 and a distribution network (not shown) in the external system 2000, for example for the distribution of electric current for heating and lighting as well as heat energy for space heating etc.

Kraftvarmeverksystemet 3000 er anbrakt i en bygning 3001 (se figur 11) eller en farkost 3002 (se figur 12), eventuelt et annet anlegg (ikke vist) hvor det er behov for energitilførsel QAV, PeuQaktil én eller flere energiforbrukere 3110, 3120. Varmekilden 3031 skaffer til veie en høyverdig varmeenergi QViog QV2til varmemaskinsystemet 2 for eksempel ved flis-, pellets-, ved-, olje- eller gassfyring, varmegjenvinning fra ventilasjonsluft og andre spillvarmekilder, prosessvann etc. En andel av varmeenergien Qviog Qv2kan ved behov anvendes ved tapping fra varmetapningspunktet 3310 for anvendelse I energiforbruker(e) 3120 som behøver høyverdig varmeenergi for å kunne fungere effektivt. The combined heat and power plant system 3000 is placed in a building 3001 (see figure 11) or a vessel 3002 (see figure 12), possibly another facility (not shown) where there is a need for energy supply QAV, PeuQaktil one or more energy consumers 3110, 3120. The heat source 3031 provides a high-quality heat energy QViog QV2 to the heating machine system 2, for example when burning wood chips, pellets, wood, oil or gas, heat recovery from ventilation air and other waste heat sources, process water etc. A proportion of the heat energy Qviog Qv2 can be used, if necessary, when tapping from the heat tapping point 3310 for use in energy consumer(s) 3120 that require high-quality heat energy to function efficiently.

Ved behov kan en andel av restvarmen QKsom normalt overføres fra eksternvarmemaskinsystemet 2 til kuldekilden 3033, distribueres via restvarmeuttaket 3393 til forbrukergruppen 3100 hvor varmeforbrukere 3120 som kan anvende lavverdig varme energi, nyttiggjør seg denne restvarmen på en hensiktsmessig måte, for eksempel til oppvarming. Dersom varmeenergi behovet hos varmeforbrukerne 3120 er stort nok, vil hele spillvarmen QKfra eksternvarmemaskinsystemet 2 kunne distribueres til forbrukergruppen 3100, og følgelig vil kuldekilden 3033 ikke måtte motta noe av denne. I et videre eksempel hvor forbrukergruppen 3100 vil kunne forbruke hele spillvarmen Qkfra eksternvarmemaskinsystemet 2, vil funksjonen til den selvstendige kuldekilden 3033 da kunne utgjøres av forbrukergruppen 3100, slik at denne også vil ha funksjon som kuldekilde 3033. If necessary, a portion of the residual heat QK, which is normally transferred from the external heating machine system 2 to the cold source 3033, can be distributed via the residual heat outlet 3393 to the consumer group 3100 where heat consumers 3120 who can use low-grade heat energy, make use of this residual heat in an appropriate way, for example for heating. If the heat energy need of the heat consumers 3120 is large enough, all the waste heat QK from the external heating machine system 2 can be distributed to the consumer group 3100, and consequently the cold source 3033 will not have to receive any of it. In a further example where the consumer group 3100 will be able to consume all the waste heat Qk from the external heating machine system 2, the function of the independent cold source 3033 will then be made up by the consumer group 3100, so that this will also function as a cold source 3033.

På figur 11 er kraftvarmeverksystemet 3000 anordnet i en kjeller i bygningen 3001. En alternativ plassering av kraftvarmeverksystemet er angitt med henvisnlngstallet 3000', her indikert utenfor bygningen 3001. In figure 11, the cogeneration plant system 3000 is arranged in a basement in building 3001. An alternative location of the cogeneration plant system is indicated with the reference number 3000', here indicated outside building 3001.

Få figur 12 er kraftvarmeverksystemet 3000 anbrakt innvendig i farkosten 3002. Det er også indikert en alternativ plassering av kraftvarmeverksystemet 3000', her anordnet i umiddelbar nærhet av farkostens 3002 opplagsplass. In figure 12, the cogeneration plant system 3000 is placed inside the vessel 3002. An alternative location of the cogeneration plant system 3000' is also indicated, here arranged in the immediate vicinity of the vessel's 3002 storage space.

Claims (24)

1. Eksternvarmemaskin (1) som benytter et arbeidsfluid (9), hvor minst ett volumendringskammer (150, 151) er tildannet av minst én enhet (10, 11, Ila, 11b, 100, 101, 110, 111), og hvor det til minst én av den minst ene volumendringskammertildannende enheten (10, 11, Ila, 11b, 100, 101, 110,111) er anordnet minst én termisk barriere (190, 190', 190", 190'") som forhindrer varmefluks fra den minst ene volumendringskammertildannende enheten (10, 11, lia, 11b, 100, 101, 110, 111) til minst én omkringliggende enhet (5, 7) og/eller omgivelsene,karakterisert vedat eksternvarmemaskinen (1) er forsynt med ett eller flere elementer hentet fra gruppen bestående av: a) minst én termisk barriere (190, 190", 190'") som forhindrer varmefluks mellom minst en sylindertoppblokk (11, lia, 11b) og minsten ventilstyringsblokk (7); b) minst én ventil (710, 750), hvor et første, nedre aksialt parti er omsluttet av den minst ene sylindertoppblokken (11, lia, 11b), og hvor et andre, øvre aksialt parti er omsluttet av den minst ene ventilstyringsblokken (7); og c) minst én sylinderblokk (10) tildannet av et varmeisolerende materiale, hvor det i den minst ene sylinderblokken (10) er anordnet minst én sylinder eller syl i nderfo ring (100, 101).1. External heating machine (1) which uses a working fluid (9), where at least one volume change chamber (150, 151) is formed by at least one unit (10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111), and where to at least one of the at least one volume change chamber forming unit (10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111) at least one thermal barrier (190, 190', 190", 190'") is arranged which prevents heat flux from the at least one the volume change chamber forming unit (10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110, 111) to at least one surrounding unit (5, 7) and/or the surroundings, characterized in that the external heater (1) is provided with one or more elements taken from the group consisting of: a) at least one thermal barrier (190, 190", 190'") which prevents heat flux between at least one cylinder head block (11, 11a, 11b) and at least one valve control block (7); b) at least one valve (710, 750), where a first, lower axial portion is enclosed by the at least one cylinder head block (11, 11a, 11b), and where a second, upper axial portion is enclosed by the at least one valve control block (7 ); and c) at least one cylinder block (10) made of a heat-insulating material, where in the at least one cylinder block (10) at least one cylinder or cylinder is arranged in the bottom (100, 101). 2. Eksternvarmemaskin (1) ifølge krav 1, hvor eksternvarmemaskinen (1) er forsynt med nevnte ventil (710, 750), og ventilen (710, 750) er ført gjennom en ventilføring (790) som I et første, nedre aksialt parti står i kontakt med den minst ene sylindertoppblokken (11, lia, 11b) og som i et andre, øvre aksialt parti står i kontakt med den minst ene ventilstyringsblokken (7).2. External heating machine (1) according to claim 1, where the external heating machine (1) is provided with said valve (710, 750), and the valve (710, 750) is guided through a valve guide (790) which in a first, lower axial part stands in contact with the at least one cylinder head block (11, 11a, 11b) and which in a second, upper axial part is in contact with the at least one valve control block (7). 3. Eksternvarmemaskin (1) ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 2, hvor eksternvarmemaskinen (1) omfatter eller er tilknyttet ett eller flere elementer hentet fra gruppen bestående av: aa) minst én smøremiddelseparator (30); bb) minst én arbeidsfluidreturport (99); cc) minst ett smørefritt stempel (200, 201); og dd) arbeidsfluid (9) med forhåndsinnblandet smøremiddel (36).3. External heating machine (1) according to any one of claims 1 to 2, where the external heating machine (1) comprises or is associated with one or more elements taken from the group consisting of: aa) at least one lubricant separator (30); bb) at least one working fluid return port (99); cc) at least one grease-free piston (200, 201); and dd) working fluid (9) with premixed lubricant (36). 4. Eksternvarmemaskin (1) ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, hvor den minst ene sylinderen (100, 101) og/eller den minst ene ventilen (710, 750) i det minste er delvis tildannet av et friksjonsbegrensende materiale.4. External heating machine (1) according to any one of claims 1 to 3, where the at least one cylinder (100, 101) and/or the at least one valve (710, 750) is at least partially formed from a friction-limiting material. 5. Eksternvarmemaskin (1) ifølge krav 4, hvor det friksjonsbegrensende materialet er hentet fra gruppen bestående av et smøremiddelimpregnert materiale slik som et oljeimpregnert eller oljedopet, sintret metall.5. External heating machine (1) according to claim 4, where the friction-limiting material is taken from the group consisting of a lubricant-impregnated material such as an oil-impregnated or oil-doped, sintered metal. 6. Eksternvarmemaskin (1) ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5, hvor det er anordnet minst én termisk barriere (190') mellom minst én av den minst ene volumendringskammertildannende enheten (10, 11, lia, 11b, 100, 101,110, 111) og omgivelsene.6. External heating machine (1) according to any one of claims 1 to 5, where at least one thermal barrier (190') is arranged between at least one of the at least one volume change chamber forming unit (10, 11, 11a, 11b, 100, 101, 110 , 111) and the surroundings. 7. Eksternvarmemaskin (1) ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, hvor eksternvarmemaskinen (1) på fluid kommuniserende vis er tilknyttet minst én enhet hentet fra gruppen bestående av pumpe (500), varmer (600), injektor (700), kondensator (800) og arbeidsfluidreservoar (90) for derved å kunne utføre en termodynamisk syklus.7. External heating machine (1) according to any one of claims 1 to 6, where the external heating machine (1) is fluidly connected to at least one unit taken from the group consisting of pump (500), heater (600), injector (700) , condenser (800) and working fluid reservoir (90) in order to thereby perform a thermodynamic cycle. 8. Eksternvarmemaskin (1) ifølge krav 7, hvor eksternvarmemaskinen (1) er innrettet til å kunne utføre en Rankine-syklus ved at varmeren (600) omfatter en forvarmer (610) og en fordamper (620), alternativt også en overheter (630).8. External heating machine (1) according to claim 7, where the external heating machine (1) is designed to be able to perform a Rankine cycle in that the heater (600) comprises a preheater (610) and an evaporator (620), alternatively also a superheater (630) ). 9. Eksternvarmemaskin (1) ifølge krav 8, hvor arbeidsfluidet (9) har lavere normalkokepunkt enn vann for derved å kunne utføre en ORC-syklus (Organic Rankine Cycle).9. External heating machine (1) according to claim 8, where the working fluid (9) has a lower normal boiling point than water in order to thereby be able to perform an ORC cycle (Organic Rankine Cycle). 10. Eksternvarmemaskin (1) ifølge krav 7, hvor eksternvarmemaskinen (1) er innrettet til å kunne utføre en termodynamisk syklus med varmetilførsel til arbeidsfluidet (9) i det minst ene volumendringskammeret (150, 151), ved at minst én av den minst ene sylinderblokken (10) og den minst ene sylindertoppblokken (11, lia, lib) omfatter minst én intern varmeveksler (300, 301) som står i termisk kommunikasjon med det minst ene volumendringskammeret (150, 151).10. External heating machine (1) according to claim 7, where the external heating machine (1) is arranged to be able to perform a thermodynamic cycle with heat supply to the working fluid (9) in the at least one volume change chamber (150, 151), in that at least one of the at least one the cylinder block (10) and the at least one cylinder top block (11, lia, lib) comprise at least one internal heat exchanger (300, 301) which is in thermal communication with the at least one volume change chamber (150, 151). 11. Eksternvarmemaskin (1) ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, hvor det til eksternvarmemaskinen (1) er tilkoblet minst én generator (1200).11. External heating machine (1) according to any one of claims 1 to 10, where at least one generator (1200) is connected to the external heating machine (1). 12. Eksternvarmemaskin (1) ifølge krav 11, hvor den minst ene generatoren (1200) er koblet til en bevegelsesomformer (50), og hvor generatoren (1200) har en stator (1202) og en rotor (1203), idet rotoren (1203) er montert frittsvevende med bevege I sesomformeren (50) som eneste bærende element.12. External heating machine (1) according to claim 11, where the at least one generator (1200) is connected to a motion converter (50), and where the generator (1200) has a stator (1202) and a rotor (1203), the rotor (1203 ) is mounted free-floating with the moving inverter (50) as the only supporting element. 13. Eksternvarmemaskin (1) ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 12, hvor det i en aksial forlengelse av det minst ene stempelet (200, 201) er tildannet et stempelhode (200a, 201a) som er innrettet til å fremme termisk isolasjon mellom det minst ene volumendringskammeret (150, 151) og det minst ene stempelet (200, 201), ved at det er tildannet et hulrom i stempelhodet (200a, 201a) og/eller ved at det er tildannet en termisk barriere (200b) pa ste m pel-hodets (200a, 201a) ytre flate.13. External heating machine (1) according to any one of claims 1 to 12, where a piston head (200a, 201a) is formed in an axial extension of the at least one piston (200, 201) which is designed to promote thermal insulation between the at least one volume change chamber (150, 151) and the at least one piston (200, 201), in that a cavity is formed in the piston head (200a, 201a) and/or in that a thermal barrier (200b) is formed on the outer surface of the pile head (200a, 201a). 14. Eksternvarmemaskin (1) ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 13, hvor eksternvarmemaskinen (1) er innrettet til å fungere som en kompoundmaskin (1), ved at minst ett første volumendringskammer (150) på fluidkommuniserende vis er forbundet med et andre volumendringskammer (151) gjennom et arbeidsfluidomløp (450), idet arbeidsfluidomløpet (450) er lukkbart ved hjelp av en omløpsventil (750) plassert i arbeidsfluidomiøpets (450) fluidstrøm-ningsbane, og hvor det andre volumendringskammeret (151) oppviser et totalvolum vesentlig forskjellig fra totalvolumet til det minst ene første volumendringskammeret (150).14. External heating machine (1) according to any one of claims 1 to 13, where the external heating machine (1) is arranged to function as a compounding machine (1), in that at least one first volume change chamber (150) is connected in a fluid-communicating manner with a second volume changing chamber (151) through a working fluid circuit (450), the working fluid circuit (450) being closable by means of a bypass valve (750) placed in the fluid flow path of the working fluid opening (450), and where the second volume changing chamber (151) exhibits a significantly different total volume from the total volume to the at least one first volume change chamber (150). 15. Termodynamisk prosess for drift av en eksternvarmemaskin (1) ifølge et hvilket som helst av kravene 1-14,karakterisert vedat prosessen omfatter følgende trinn: a) et arbeidsfluid (9) pumpes under høyt trykk gjennom en varmer (600); b) arbeidsfluidet (9) tilføres varme i varmeren (600); c) arbeidsfluidet (9) injiseres i minst ett volumendringskammer (150, 151) gjennom minst ett lukkbart arbeidsfluidinnløp (400) og tilhørende ar-beidsfluidinnløpsåpning (401); d) arbeidsfluidet (9) ekspanderer i det minst ene volumendringskammeret (150, 151); e) arbeidsfluidet (9) støtes ut fra det minst ene volumendringskammeret (150, 151) gjennom minst ett arbeidsfluidutløp (410); og f) arbeidsfluidet (9) avkjøles i en kondensator (800).15. Thermodynamic process for operating an external heating machine (1) according to any one of claims 1-14, characterized in that the process comprises the following steps: a) a working fluid (9) is pumped under high pressure through a heater (600); b) the working fluid (9) is supplied with heat in the heater (600); c) the working fluid (9) is injected into at least one volume change chamber (150, 151) through at least one closable working fluid inlet (400) and associated working fluid inlet opening (401); d) the working fluid (9) expands in the at least one volume change chamber (150, 151); e) the working fluid (9) is ejected from the at least one volume change chamber (150, 151) through at least one working fluid outlet (410); and f) the working fluid (9) is cooled in a condenser (800). 16. Termodynamisk prosess ifølge krav 15, hvor prosessen omfatter det ytterligere trinnet: aa) å lede en mengde arbeidsfluid (9) som har lekket inn i en maskinblokk (5,7, 10, 11, lia, 11b), bort fra nevnte maskinblokk (5, 7, 10, 11, Ila, 11b) gjennom én eller flere arbeidsfluidreturporter (99).16. Thermodynamic process according to claim 15, where the process comprises the further step: aa) directing a quantity of working fluid (9) which has leaked into a machine block (5,7, 10, 11, 11a, 11b), away from said machine block (5, 7, 10, 11, 11a, 11b) through one or more working fluid return ports (99). 17. Termodynamisk prosess ifølge krav 16, hvor prosessen omfatter det ytterligere trinnet: bb) å la den lekkede mengden arbeidsfluid (9) som er fjernet fra nevnte maskinblokk (5, 7, 10, 11, lia, 11b), avkjøles I en lekkfluidkjøler (91) eller i kondensatoren (800).17. Thermodynamic process according to claim 16, wherein the process comprises the further step: bb) allowing the leaked amount of working fluid (9) which has been removed from said machine block (5, 7, 10, 11, 11a, 11b) to be cooled in a leaking fluid cooler (91) or in the condenser (800). 18. Termodynamisk prosess ifølge ett av kravene 15 til 17, hvor prosessen omfatter det ytterligere trinnet: cc) etter trinn e) og før trinn f) å lede arbeidsfluidet (9) gjennom en separator (30) for derved å fjerne en mengde smøremiddel (36) som er innblandet i arbeidsfluidet (9).18. Thermodynamic process according to one of claims 15 to 17, where the process comprises the additional step: cc) after step e) and before step f) to pass the working fluid (9) through a separator (30) in order to thereby remove an amount of lubricant ( 36) which is mixed in the working fluid (9). 19. Termodynamisk prosess Ifølge krav 18, hvor prosessen omfatter det ytterligere trinnet: å returnere den mengden smøremiddel (36) som er fjernet fra arbeidsfluidet (9) ved hjelp av separatoren (30), til et smøremiddel reservoar (35).19. Thermodynamic process According to claim 18, wherein the process comprises the further step: returning the amount of lubricant (36) which has been removed from the working fluid (9) by means of the separator (30) to a lubricant reservoir (35). 20. Termodynamisk prosess ifølge et hvilket som helst av kravene 15 til 19, hvor trinn d) ytterligere omfatter å tilføre varme til arbeidsfluidet (9).20. Thermodynamic process according to any one of claims 15 to 19, wherein step d) further comprises adding heat to the working fluid (9). 21. Anvendelse av en eksternvarmemaskin (1) og/eller en termodynamisk prosess ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 20 ved drift av et kraftvarmeverk (3000).21. Use of an external heating machine (1) and/or a thermodynamic process according to any one of claims 1 to 20 when operating a cogeneration plant (3000). 22. Anvendelse ifølge krav 21, hvor elektrisk energi (PEL) tilveiebrakt av en generator (1200), eventuelt via en kraftelektronikkenhet (1300), tilføres minst én elenergiforbruker (3110).22. Application according to claim 21, where electrical energy (PEL) provided by a generator (1200), optionally via a power electronics unit (1300), is supplied to at least one electrical energy consumer (3110). 23. Anvendelse ifølge krav 21 eller krav 22, hvor en andel varme (QflV, Qak) fra kraftvarmeverket (3000) tilføres minst én varmeforbruker (3120).23. Application according to claim 21 or claim 22, where a proportion of heat (QflV, Qak) from the cogeneration plant (3000) is supplied to at least one heat consumer (3120). 24. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 21 til 23, hvor en andel varme (QAtf, Qak) fra kraftvarmeverket (3000) benyttes til kjøling ved at minst én varmeforbruker (3120) er en termisk kjøleanordning.24. Application according to any one of claims 21 to 23, where a proportion of heat (QAtf, Qak) from the cogeneration plant (3000) is used for cooling in that at least one heat consumer (3120) is a thermal cooling device.
NO20120063A 2012-01-20 2012-01-20 External heater, method of operation of an external heater, a thermodynamic process for operating an external heater, and the use of an external heater and / or a thermodynamic process in the operation of a cogeneration plant. NO334747B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20120063A NO334747B1 (en) 2012-01-20 2012-01-20 External heater, method of operation of an external heater, a thermodynamic process for operating an external heater, and the use of an external heater and / or a thermodynamic process in the operation of a cogeneration plant.
PCT/NO2013/050013 WO2013109152A1 (en) 2012-01-20 2013-01-17 External heat engine and method for operating an external heat engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20120063A NO334747B1 (en) 2012-01-20 2012-01-20 External heater, method of operation of an external heater, a thermodynamic process for operating an external heater, and the use of an external heater and / or a thermodynamic process in the operation of a cogeneration plant.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20120063A1 NO20120063A1 (en) 2013-07-22
NO334747B1 true NO334747B1 (en) 2014-05-19

Family

ID=48799500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20120063A NO334747B1 (en) 2012-01-20 2012-01-20 External heater, method of operation of an external heater, a thermodynamic process for operating an external heater, and the use of an external heater and / or a thermodynamic process in the operation of a cogeneration plant.

Country Status (2)

Country Link
NO (1) NO334747B1 (en)
WO (1) WO2013109152A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO336537B1 (en) 2013-10-17 2015-09-21 Viking Heat Engines As Device for improved external heater
GB2536333A (en) * 2015-02-03 2016-09-14 Fluid Energy Solutions Int Ltd Sealing unit and fluid engine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4024801A (en) * 1970-09-23 1977-05-24 Perry David Hudson Extended insulated hot head piston with extended insulated hot cylinder walls
JPS5925871B2 (en) * 1977-02-21 1984-06-21 株式会社豊田中央研究所 steady combustion engine
WO1982000177A1 (en) * 1980-07-09 1982-01-21 N Shelton Thermodynamic piston engine with internal thermal insulation
JPH0668247B2 (en) * 1989-07-17 1994-08-31 いすゞ自動車株式会社 Ceramic engine using alcohol fuel
US5562079A (en) * 1995-02-23 1996-10-08 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency Low-temperature, near-adiabatic engine
AUPP232798A0 (en) * 1998-03-13 1998-04-09 Gutteridge, Dennis John Integrated rankine engine
US6170441B1 (en) * 1998-06-26 2001-01-09 Quantum Energy Technologies Engine system employing an unsymmetrical cycle
FR2961266B1 (en) * 2010-06-11 2015-07-17 Bernard Macarez ENGINE THERMAL HEAD EXCHANGER

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013109152A1 (en) 2013-07-25
NO20120063A1 (en) 2013-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10337452B2 (en) Energy recovery system
US8851025B2 (en) Powering an internal combustion engine
US8590302B2 (en) Thermodynamic cycle and heat engine
KR20100014526A (en) Internal combustion engine with auxiliary steam power recovered from waste heat
AU2015212952B2 (en) A compressor train with a stirling engine
CN101463775B (en) Stirling reversible heat engine
RU2673954C2 (en) Reciprocating motor-compressor with integrated stirling engine
JP4848058B1 (en) Stirling engine
NO334747B1 (en) External heater, method of operation of an external heater, a thermodynamic process for operating an external heater, and the use of an external heater and / or a thermodynamic process in the operation of a cogeneration plant.
JP5525371B2 (en) External combustion type closed cycle heat engine
WO2010105288A1 (en) Thermal engine using an external heat source
WO2008010971A2 (en) Engine reversing and timing control mechanism in a heat regenerative engine
US11486281B2 (en) Fluid separator for a displacement machine and a method for separating lubricant and working fluid in a displacement machine
WO2008011036A2 (en) Engine shrouding with air to air heat exchanger
Kazimierski et al. Comparison of the externally heated air valve engine and the helium Stirling engine
KR101024121B1 (en) Power generating engine and system using low temperature heating water
WO2008011038A2 (en) Clearance volume valves in a heat regenerative engine
JP5467462B2 (en) Low temperature differential force transducer
WO2013149315A1 (en) Piston engine for converting a pressurized gas into mechanical energy
GB2535005A (en) Energy generation systems
EA023624B1 (en) Steam engine and its operating method
RU2496993C2 (en) Engine for conversion of thermal energy into mechanical energy

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees