Resumen
Device for generating mechanical energy according to advanced thermodynamic cycles with temperature ranges delimited in the heat input, which comprises a condenser (1), a pump (2), a flow divider (3), a regenerator (4), a main heat supply equipment (8), an expander (7), a secondary regenerator (10), a secondary expander (9) and a flow-linking element (11) configuring an advanced thermodynamic cycle for the production of mechanical energy wherein the heat input temperature in the heating is delimited by the application and the above elements are configured to maximize energy production. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 2. 1. Dispositivo para generación de energía mecánica según ciclos termodinámicos avanzados con rangos de temperatura delimitados en el aporte de calor que comprende: 3. - un fluido que evoluciona en el ciclo termodinámico avanzado, denominado fluido 5 de trabajo, que es de tipo condensable y de los denominados isentrópicos, preferentemente propano, isobutano o hexafluoruro de azufre; 4. - un condensador (1) para la condensación del fluido de trabajo, refrigerado por un fluido refrigerante como puede ser aire, agua o cualquier otro, cuya temperatura a la entrada del equipo está marcada por el medio ambiente; 10 5. - una bomba (2) de impulsión para circular y presurizar el fluido de trabajo en fase líquida que sale del condensador (1); 6. - un equipo de aporte de calor principal (8) al fluido de trabajo, alimentado térmicamente por un fluido calorífero; 7. - dos máquinas expansoras o turbinas que expanden el fluido de trabajo en fase 15 gaseosa, denominadas máquina expansora o turbina (7) y máquina expansora secundaria o turbina secundaria (9), respectivamente; 8. - dos intercambiadores de calor tipo regenerador, denominados regenerador (4) y regenerador secundario (10), cada uno de ellos con dos circuitos, el primario que recibe calor y el secundario que lo cede; 20 9. - un elemento divisor de caudal de flujos primario y secundario (3) que divide el flujo total de fluido de trabajo en sendos caudales, primario y secundario; 10. - un elemento de unión de caudales primario y secundario (11); 11. - un elemento transmisor o transformador de la potencia mecánica producida como puede ser un eje (6) o un generador eléctrico (5), entre otros; 25 12. caracterizado por que la temperatura máxima de aporte de calor es menor de 450 ºC y que no existe limitación para la temperatura mínima del aporte de calor o es baja, menor de 120 ºC, y se conectan los componentes anteriores de la siguiente forma: 13. - la salida del condensador (1) está conectada con la entrada a la bomba (2) de impulsión; 30 14. - la salida de la bomba (2) de impulsión está conectada con el elemento divisor de caudales de flujos primario y secundario (3), que divide la corriente en sendos flujos, primario y secundario; 15. - la primera salida del elemento divisor de caudales de flujos primario y secundario (3), por la que fluye el flujo primario, está conectada con el regenerador (4) por la entrada de su circuito primario; 16. - La salida del circuito primario del regenerador (4) está conectada con el conducto o colector de entrada del equipo de aporte de calor principal (8), que está alimentado 5 por el fluido calorífero de la fuente térmica; 17. - el conducto o colector de salida del equipo de aporte de calor principal (8) está conectado a la entrada de la máquina expansora (7); 18. - la salida de la máquina expansora (7) está conectada al regenerador secundario (10) por la entrada de su circuito secundario; 10 19. - la salida del circuito secundario del regenerador secundario (10) está conectada al elemento de unión de caudales de flujos primario y secundario (11) por la primera de sus entradas; 20. - la segunda salida del elemento divisor de caudales de flujos primario y secundario (3), por la que fluye el flujo secundario, está conectada con el regenerador 15 secundario (10) por la entrada de su circuito primario; 21. - la salida del circuito primario del regenerador secundario (10) está conectada con la máquina expansora secundaria (9); 22. - la salida de la máquina expansora secundaria (9) está conectada al regenerador (4) por la entrada de su circuito secundario; 20 23. - la salida del circuito secundario del regenerador (4) está conectada al elemento de unión de caudales (11) por su segunda entrada; 24. - la salida del elemento de unión de caudales de flujos primario y secundario (11) está conectada con la entrada del condensador (1). 25. 25 26. 2. Dispositivo para generación de energía mecánica según ciclos termodinámicos avanzados con rangos de temperatura delimitados en el aporte de calor según reivindicación primera caracterizado por que comprende los mismos componentes descritos en la reivindicación primera con la excepción de que se incluye una turbina de gas en ciclo cerrado (12), funcionando preferentemente con aire presurizado o dióxido de 30 carbono presurizado, que requiere de un refrigerador (13) para materializar el foco frío dicha turbina de gas; la temperatura máxima de aporte de calor es menor de 750 ºC; la mínima durante el aporte térmico es mayor que 270 ºC; la turbina de gas en ciclo cerrado (12) está alimentada térmicamente por el fluido calorífero que proviene de la fuente térmica y refrigerada gracias a su refrigerador (13), que coincide físicamente con el 35 27. equipo de aporte de calor principal (8) del ciclo avanzado, por lo que el fluido de trabajo del ciclo avanzado se calienta con el gas expandido proveniente de la turbina de gas en ciclo cerrado (12) y quedando la turbina de gas en ciclo cerrado refrigerada gracias al fluido de trabajo, que se calienta. 28. 5 29. 3. Dispositivo para generación de energía mecánica según ciclos termodinámicos avanzados con rangos de temperatura delimitados en el aporte de calor según reivindicación primera o segunda caracterizado por que se suprime el regenerador (4), para lo cual el flujo primario proveniente de la primera salida del elemento divisor de caudales de flujos primario y secundario (3) se conecta con el colector de entrada del 10 elemento de aporte de calor principal (8), y la salida de la máquina expansora secundaria (9) se conecta con el elemento de unión de caudales de flujos primario y secundario (11) por su segunda entrada. 30. 4. Dispositivo para generación de energía mecánica según ciclos termodinámicos 15 avanzados con rangos de temperatura delimitados en el aporte de calor según reivindicación primera caracterizado por que comprende los mismos componentes descritos en la reivindicación primera con las excepciones de que se suprimen la máquina expansora secundaria (9) y el regenerador secundario (10) y se incorpora una máquina compresora o compresor (16); la temperatura máxima de aporte de calor es 20 menor de 450 ºC; la mínima durante el aporte térmico es mayor que 290 ºC; y se conectan los componentes anteriores de la siguiente forma, conformando un ciclo híbrido Brayton-Rankine: 31. - la salida del condensador (1) está conectada con la entrada a la bomba (2) de impulsión; 25 32. - la salida de la bomba (2) de impulsión está conectada con el regenerador (4) por la entrada de su circuito primario; 33. - la salida del circuito primario del regenerador (4) está conectada con el elemento de unión de caudales de flujos principal y equilibrador (15) por la primera de sus entradas; 30 34. - la salida del elemento de unión de caudales de flujos principal y equilibrador (15) está conectada con el conducto o colector de entrada del equipo de aporte de calor principal (8), que está alimentado por el fluido calorífero de la fuente térmica; 35. - el conducto o colector de salida del equipo de aporte de calor principal (8) está conectado a la entrada de la máquina expansora (7); 35 36. - la salida de la máquina expansora (7) está conectada al regenerador (4) por la entrada de su circuito secundario; 37. - la salida del circuito secundario del regenerador (4) está conectada al elemento de división de caudal de flujos principal y equilibrador (14), que divide el caudal en sendos flujos, principal y el equilibrador; 5 38. - la primera salida del elemento de división de caudales de flujos principal y equilibrador (14), por la que fluye el flujo principal, está conectada con la entrada del condensador (1); 39. - la segunda salida del elemento de división de caudales de flujos principal y equilibrador (14), por la que fluye el caudal equilibrador, está conectada con la 10 entrada de la máquina compresora (16); 40. - la salida de la máquina compresora (16) está conectada el elemento de unión de caudales de flujos principal y equilibrador (15) por la segunda de sus entradas.
