DE10231006B4

DE10231006B4 - Apparatus for generating mechanical work using expansion engines

Info

Publication number: DE10231006B4
Application number: DE2002131006
Authority: DE
Inventors: Michael Hoetger; Herbert Clemens; Detlef Wüsthoff
Original assignee: Amovis GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: DE10231006A1

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung von mechanischer Arbeit unter Verwendung einer Mehrzahl von Kraftmaschinen (50,52,54,56), die in Kaskade geschaltet sind, derart, daß eine erste Expansions-Kraftmaschine (50) eingangsseitig mit einer Quelle von Arbeitsmedium unter Druck verbunden ist und nachgeschaltete Kraftmaschinen (52,54,56) jeweils mit teilweise entspanntem Arbeitsmedium von einer vorgeschalteten Kraftmaschine (50) beaufschlagt sind, wobei
die Kraftmaschinen (50,52,54,56) Expansions-Kraftmaschinen (50,52,54,56) sind, bei denen ein unter Druck stehendes dampfförmiges Arbeitsmedium in einer Kammer auf einen beweglichen Kolben wirkt und bei Veränderung des Volumens der Kammer unter Abgabe mechanischer Arbeit entspannt wird,
die Expansions-Kraftmaschinen (50,52,54,56) auf ein gemeinsames Abtriebsglied (86) arbeiten und
Kupplungsmittel vorgesehen sind, durch welche die nachgeschalteten Expansions-Kraftmaschinen (52,54,56) erst bei Erreichen einer der Drehzahl der ersten Expansions-Kraftmaschine (50) entsprechenden Drehzahl mit dem Abtriebsglied (86) kuppelbar sind.Apparatus for generating mechanical work using a plurality of engines (50,52,54,56) connected in cascade such that a first expansion engine (50) is connected on the input side to a source of working fluid under pressure, and Downstream engines (52,54,56) are each acted upon with partially relaxed working fluid from an upstream engine (50), wherein
the engines (50, 52, 54, 56) are expansion engines (50, 52, 54, 56) in which a pressurized vaporous working medium in a chamber acts on a movable piston and discharges as the volume of the chamber changes mechanical work is relaxed,
the expansion engines (50, 52, 54, 56) operate on a common output member (86) and
Coupling means are provided, through which the downstream expansion engines (52,54,56) only upon reaching one of the speed of the first expansion engine (50) corresponding speed with the output member (86) are coupled.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von mechanischer Arbeit unter Verwendung einer Mehrzahl von Kraftmaschinen, die in Kaskade geschaltet sind, derart, daß eine erste Expansions-Kraftmaschine eingangsseitig mit einer Quelle von Arbeitsmedium unter Druck verbunden ist und nachgeschaltete Kraftmaschinen jeweils mit teilweise entspanntem Arbeitsmedium von einer vorgeschalteten Kraftmaschine beaufschlagt sind.The The invention relates to a device for generating mechanical Work using a plurality of engines that are in Cascade are connected, such that a first expansion engine Input side connected to a source of working fluid under pressure is and downstream engines each partially relaxed Working medium acted upon by an upstream engine are.

Eine solche Vorrichtung mit in Kaskade angeordneten Turbinen ist durch die DE 557 346 C bekannt.Such a device with cascaded turbines is through the DE 557 346 C known.

Es sind Expansions-Kraftmaschinen bekannt, bei denen ein unter Druck stehendes dampfförmiges Arbeitsmedium unter Abgabe mechanischer Arbeit entspannt wird.It are known expansion engines where one is under pressure standing vaporous Working medium is relaxed while releasing mechanical work.

Das Arbeitsmedium kann dabei Wasserdampf sein, der in einem Verdampfer mittels eines Brenners verdampft wird. Die Expansion-Kraftmaschine kann beispielsweise eine Rotationskolbenmaschine, etwa eine Flügelzellenmaschine sein. Die Expansions-Kraftmaschine bildet Kammern, die ihr Volumen im Verlauf eines Arbeitszyklus nach Maßgabe konstruktiver Gegebenheiten vergrößern. Das Arbeitsmedium unter Druck strömt in die Kammern jeweils, wenn diese ein relativ geringes Volumen haben. Das Arbeitsmedium wird dann nach Maßgabe der Volumenvergrößerung der Kammern zu einem Auslaß hin entspannt. Das Arbeitsmedium gibt dabei mechanische Arbeit z.B. an den Rotor der Flügelzellenmaschine ab. Die Entspannung richtet sich nach der Volumenvergrößerung. Dementsprechend tritt das Arbeitsmedium in der Regel noch unter Druck aus der Expansions-Kraftmaschine aus. Es ist bekannt, mehrere Expansions-Kraftmaschinen in Kaskade zu schalten: Der Einlaß einer nachgeschalteten Expansions- Kraftmaschine ist dabei mit dem Auslaß der vorgeschalteten Expansions-Kraftmaschine verbunden. Zwischen den vor- und nachgeschalteten Expansions-Kraftmaschinen ist dabei vorzugsweise noch jeweils ein Überhitzer eingeschaltet, durch welche das in der vorgeschalteten Expansions-Kraftmaschine entspannte und abgekühlte Arbeitsmedium wieder erhitzt wird.The Working medium can be water vapor in an evaporator is evaporated by means of a burner. The expansion engine For example, a rotary piston machine, such as a vane machine be. The expansion engine Forms chambers that reduce their volume over the course of a work cycle Specification constructive Increase circumstances. The Working fluid flows under pressure into the chambers, respectively, if these are a relatively small volume to have. The working medium is then in accordance with the increase in volume of Chambers to an outlet relaxed. The working medium thereby gives mechanical work, e.g. to the rotor of the vane machine from. The relaxation depends on the volume increase. Accordingly, the working medium usually submerges Pressure from the expansion engine off. It is known several Expansion combustion engines in cascade: The inlet of a downstream expansion engine is with the outlet of the connected upstream expansion engine. Between upstream and downstream expansion engines is preferably still one superheater each turned on, by which in the upstream expansion engine relaxed and cooled Working medium is reheated.

Es sind weiterhin Aggregate mit Expansions-Kraftmaschinen bekannt, die mit einem geschlossenen Kreislauf des Arbeitsmediums arbeiten. Wasser aus einem Speisewasserbehälter wird von einer Speisepumpe in einen Verdampfer gepumpt. Der Verdampfer wird von heißen Abgasen eines Brenners beheizt. Der Brenner kann ein "Porenbrenner" sein, bei welchem ein Brenngasgemisch auf einen porösen Brennerkörper geleitet und innerhalb dieses Brennerkörpers verbrennt. Die gebildeten heißen Abgase treten aus dem Brennerkörper aus und beheizen den Verdampfer. Der in dem Verdampfer gebildete überhitzte Dampf wird auf eine Expansions-Kraftmaschine geleitet. Die Expansions-Kraftmaschine ist bei einer bekannten Ausführung eine Rotationskolbenmaschine in Form einer Flügelradmaschine. Der austretende Dampf wird, ggf. nach Durchlaufen nachgeschalteter Expansions-Kraftmaschinen in einem Kondensator kondensiert und als Speisewasser wieder dem Speisewasserbehälter zugeführt.It are still aggregates with expansion engines known working with a closed circuit of the working medium. water from a feedwater tank is pumped by a feed pump into an evaporator. The evaporator gets hot Exhaust gases of a burner heated. The burner may be a "pore burner" in which a fuel gas mixture passed to a porous burner body and within this burner body burns. The formed hot Exhaust gases emerge from the burner body and heat the evaporator. The superheated formed in the evaporator Steam is directed to an expansion engine. The expansion engine is in a known embodiment a rotary piston machine in the form of an impeller. The exiting Steam is, possibly after passing through downstream expansion engines condensed in a condenser and as feed water again the Feedwater tank fed.

Die Leistung einer Expansions-Kraftmaschine ergibt sich aus dem Produkt von Drehmoment und Drehzahl. Die Leistung ist daher maximal bei hohem Eingangsdruck und hoher Drehzahl. Der Wirkungsgrad der Expansions-Kraftmaschine wird bestimmt durch Reibungsverluste. Der Wirkungsgrad ist optimal, wenn die Expansions-Kraftmaschine unter Vollast läuft. Läuft die Expansions-Kraftmaschine nur unter Teillast, also mit relativ geringem Eingangsdruck und niedriger Drehzahl, dann fallen solche im wesentlichen leistungsunabhängigen Verluste stärker ins Gewicht. Der Wirkungsgrad sinkt.The Performance of an expansion engine results from the product of torque and speed. The performance is therefore maximum high inlet pressure and high speed. The efficiency of the expansion engine is determined by friction losses. The efficiency is optimal, when the expansion engine under full load. Does the Expansion engine only under partial load, so with relatively little Input pressure and low speed, then fall substantially Rotated Losses more into the Weight. The efficiency drops.

Die US 6,306,056 B1 beschreibt einen Hybridantrieb mit einem ersten und einem zweiten Verbrennungsmotor und einem Elekromotor. Bei normalem Fahrbetrieb wird ein einziger Verbrennungsmotor zur Erzeugung des Antriebsdrehmomentes benutzt. Wenn hohere Antriebsdrehmomente erforderlich sind, wird vorübergehend der Elektromotor zugeschaltet, während der zweite Verbrennungsmotor gestartet und zur zusätzlichen Drehmomenterzeugung hochgefahren wird.The US 6,306,056 B1 describes a hybrid drive with a first and a second internal combustion engine and an electric motor. In normal driving, a single internal combustion engine is used to generate the driving torque. When higher drive torques are required, the electric motor is temporarily energized while the second internal combustion engine is started and ramped up for additional torque generation.

DE 198 39 231 A1 beschreibt ein Antriebssystem insbesondere für Kraftfahrzeuge. Das Antriebssystem enthält wenigstens zwei Verbrennungsmotoren, die über je eine Kupplung mit einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugs (als „Abtriebsglied„) kuppelbar sind. Ein Steuergerät steuert den Betrieb der Verbrennungsmotoren und der Kupplungen in Abhängigkeit von einem Leistungsstellorgan. Bei geringer Betätigung des des Leistungsstellorgans ist nur einer der Verbrennungsmotoren in Betrieb und über seine Kupplung mit der Antriebswelle und dem Getriebe gekuppelt. Bei starker Betätigung des Leistungsstellorgans sind alle Verbrennungsmotoren in Betrieb. DE 198 39 231 A1 describes a drive system, in particular for motor vehicles. The drive system includes at least two internal combustion engines, which can be coupled via a respective clutch with a drive shaft of the motor vehicle (as "output member"). A controller controls the operation of the internal combustion engines and the clutches in response to a power actuator. At low actuation of the power actuator, only one of the internal combustion engines is in operation and coupled via its coupling with the drive shaft and the transmission. With strong actuation of the power actuator, all internal combustion engines are in operation.

Die DE 44 26 354 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Antrieb eines Generators mittels einer Gasturbine und einer Dampfturbine. Gasturbine, Generator und Dampfturbine sitzen auf einer Welle. Zwischen Dampfturbine und Generator sitzt eine synchroniosierende, selbstschaltende Kupplung. Dadurch kann die Gasturbine auch allein betrieben werden.The DE 44 26 354 A1 shows a device for driving a generator by means of a gas turbine and a steam turbine. Gas turbine, generator and steam turbine are sitting on a shaft. Between steam turbine and generator sits a synchronizing, self-switching clutch. As a result, the gas turbine can also be operated alone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie mit möglichst günstigem Wirkungsgrad arbeitet.The invention is based on the object a device of the type mentioned in such a way that it works with the best possible efficiency.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß.

(a) die Kraftmaschinen Expansions-Kraftmaschinen sind, bei denen ein unter Druck stehendes dampfförmiges Arbeitsmedium in einer Kammer auf einen beweglichen Kolben wirkt und bei Veränderung des Volumens der Kammer unter Abgabe mechanischer Arbeit entspannt wird,
(b) die Expansions-Kraftmaschinen auf ein gemeinsames Abtriebsglied arbeiten und
(c) Kupplungsmittel vorgesehen sind, durch welche die nachgeschalteten Expansions-Kraftmaschinen erst bei Erreichen einer der Drehzahl der ersten Expansions-Kraftmaschine entsprechenden Drehzahl mit dem Abtriebsglied kuppelbar sind.

According to the invention, this object is achieved in that.

(a) the engines are expansion engines in which a pressurized vaporous working medium in a chamber acts on a movable piston and is expanded upon variation of the volume of the chamber while releasing mechanical work;
(b) the expansion engines operate on a common output member and
(C) coupling means are provided, by means of which the downstream expansion engines can only be coupled to the output member when the rotational speed of the first expansion engine reaches a speed corresponding to that of the first expansion engine.

Es sind also wenigstens zwei Expansions-Kraftmaschinen vorgesehen, die auf ein gemeinsames Abtriebsglied, also üblicherweise eine gemeinsame Abtriebswelle arbeiten. Die Expansions-Kraftmaschinen sind in Kaskade geschaltet. Eine erste Expansions-Kraftmaschine ist eingangsseitig mit einer Quelle von Arbeitsmedium unter Druck verbunden. Nachgeschaltete Expansions-Kraftmaschinen sind jeweils mit teilweise entspanntem Arbeitsmedium von einer vorgeschalteten Expansions-Kraftmaschine beaufschlagt. Die in Kaskade geschalteten Expansions-Kraftmaschinen sind über je einen Freilauf mit einer gemeinsamen Abtriebswelle kuppelbar. Beim Anlaufen erhält zunächst die erste Expansions-Kraftmaschine unmittelbar Arbeitsmedium unter Druck. Diese Expansions-Kraftmaschine läuft hoch. Die nachgeschalteten Expansions-Kraftmaschinen folgen mit Verzögerung. Diese Expansions-Kraftmaschinen erhalten das Arbeitsmedium erst "sekundär" von dem Ausgang der ersten bzw. der jeweils vorgeschalteten Expansions-Kraftmaschine, wenn diese läuft. Die Kupplung der verschiedenen Expansions-Kraftmaschinen mit dem Abtriebsglied über Freiläufe (oder äquivalente Mittel) verhindert dann, daß die noch nicht oder noch nicht voll angelaufenen stromabwärtigen Expansions-Kraftmaschinen von der ersten Expansions-Kraftmaschine oder den stromaufwärtigen Expansions-Kraftmaschinen mitgezogen werden müssen.It So at least two expansion engines are provided, on a common output element, so usually a common Output shaft working. The expansion engines are in cascade connected. A first expansion engine is on the input side with connected to a source of working fluid under pressure. downstream Expansion engines are each partially relaxed Working fluid from an upstream expansion engine applied. The cascade-connected expansion engines are about each freewheel with a common output shaft coupled. At startup receives first the first expansion engine directly working fluid under pressure. This expansion engine is racing high. The downstream expansion engines follow with Delay. These expansion engines receive the working fluid only "secondary" from the output the first or respectively upstream expansion engine, when this is running. The coupling of the various expansion engines with the Output member over freewheels (or equivalent Means) then prevents the not yet or not yet fully launched downstream expansion engines from the first expansion engine or the upstream expansion engines must be brought along.

Dabei ist zweckmäßig jeweils zwischen jeder vorgeschalteten Expansions-Kraftmaschine und der dieser nachgeschalteten Expansions-Kraftmaschine ein Überhitzer zum Nacherhitzen des in der vorgeschalteten Expansions-Kraftmaschine entspannten Arbeitsmediums angeordnet.there is appropriate each between each upstream expansion engine and this one downstream expansion engine a superheater for reheating the relaxed in the upstream expansion engine working medium arranged.

Die Expansions-Kraftmaschinen können Rotationskolbenmaschinen, beispielsweise Flügelzellenmaschinen, sein.The Expansion engines can Rotary piston machines, such as vane machines be.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings explained in more detail.

1 zeigt schematisch ein Beispiel eines Aggregats mit einer Expansions-Kraftmaschine mit geschlossenen Kreislauf des Arbeitsmediums. 1 schematically shows an example of an aggregate with a closed-circuit expansion engine of the working medium.

2 ist eine schematische Darstellung und zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung von mechanischer Arbeit unter Verwendung von Expansions-Kraftmaschinen, bei welcher die Expansions-Kraftmaschinen in Kaskade angeordnet sind. 2 FIG. 12 is a schematic diagram showing an apparatus for generating mechanical work using expansion engines in which the expansion engines are arranged in cascade. FIG.

1 zeigt schematisch eine Kaskadenschaltung von Expansions-Kraftmaschinen mit einem geschlossenen Kreislauf des Arbeitsmediums. Die Kaskadenschaltung aus Expansions-Kraftmaschinen 10 ist in 1 dargestellt. Mit 34 ist ein Speisewasserbehälter bezeichnet. Aus dem Speisewasserbehälter 34 wird mittels einer Speisepumpe 36 Speisewasser auf einen Verdampfer 38 gepumpt. Der Verdampfer 38 wird durch einen Brenner 40 beheizt. Der Brenner 40 erhält Brenngas über ein Ventil 42. Der Verdampfer 38 liefert überhitzten Wasserdampf auf einen Einlaß 44 der Expansions-Kraftmaschine 10. Die Expansions-Kraftmaschine 10 kann z.B. eine Flügelzellenmaschine sein. Der Auslaß 46 der Expansions-Kraftmaschinen 10 ist mit einem Kondensator 48 verbunden. Der Kondensator 48 kondensiert den entspannten Wasserdampf. Das kondensierte Wasser fließt in den Speisewasserbehälter 34, wodurch der Kreislauf geschlossen ist. 1 schematically shows a cascade connection of expansion engines with a closed circuit of the working medium. The cascade circuit of expansion engines 10 is in 1 shown. With 34 is a feedwater tank called. From the feed water tank 34 is by means of a feed pump 36 Feed water to an evaporator 38 pumped. The evaporator 38 is through a burner 40 heated. The burner 40 receives fuel gas via a valve 42 , The evaporator 38 delivers superheated steam to an inlet 44 the expansion engine 10 , The expansion engine 10 may be, for example, a vane machine. The outlet 46 the expansion engines 10 is with a capacitor 48 connected. The capacitor 48 condenses the relaxed water vapor. The condensed water flows into the feedwater tank 34 , whereby the cycle is closed.

2 zeigt die Anordnung von vier Expansions-Kraftmaschinen 59, 52, 54 und 56, die in "Kaskade" geschaltet sind. Der Auslaß 58 der Expansions-Kraftmaschine 50 ist mit dem Einlaß 60 der Expansions-Kraftmaschine 52 verbunden. Der Auslaß 62 der Expansions-Kraftmaschine 52 ist mit dem Einlaß 64 der Expansions-Kraftmaschine 54 verbunden. Der Auslaß 66 der Expansions-Kraftmaschine 54 ist mit dem Einlaß 68 der Expansions-Kraftmaschine 56 verbunden. Zwischen den Auslässen 58 62 und 66 der "stromaufwärtigen" Expansions-Kraftmaschinen 50, 52 bzw. 54 und den Einlässen 60, 64 bzw. 68 der "stromabwärtigen" Expansions-Kraftmaschinen 52, 54 bzw. 56 sind Überhitzer oder Nacherhitzer 70, 72 bzw. 74 vorgesehen. Über diese Überhitzer oder Nacherhitzer 70, 72 und 74 wird dem in der vogeschalteten Expansions-Kraftmaschine 50, 52 bzw. 54 entspannte und abgekühlte Dampf wieder Wärme

,

, Q .₄ z.B. von Brennern zugeführt, so daß der Dampf wieder überhitzt zu der nachgeschaltete Expansions-Kraftmaschine gelangt. Die Expansions-Kraftmaschine 50 erhält an ihrem Eingang 76 Dampf von einem Verdampfer 78, dem ein Wasserstrom ṁ und Wärme Q .₁ zugeführt werden. 2 shows the arrangement of four expansion engines 59 . 52 . 54 and 56 , which are connected in "cascade". The outlet 58 the expansion engine 50 is with the inlet 60 the expansion engine 52 connected. The outlet 62 the expansion engine 52 is with the inlet 64 the expansion engine 54 connected. The outlet 66 the expansion engine 54 is with the inlet 68 the expansion engine 56 connected. Between the outlets 58 62 and 66 the "upstream" expansion engines 50 . 52 respectively. 54 and the inlets 60 . 64 respectively. 68 the "downstream" expansion engines 52 . 54 respectively. 56 are superheaters or reheaters 70 . 72 respectively. 74 intended. About this superheater or reheater 70 . 72 and 74 becomes that in the switched-on expansion engine 50 . 52 respectively. 54 relaxed and cooled steam again heat

.

, Q. _4, for example, supplied by burners, so that the steam gets overheated again to the downstream expansion engine. The expansion engine 50 gets at her entrance 76 Steam from an evaporator 78 which has a water flow ṁ and Heat Q. _{1 are} supplied.

Die nachgeschalteten Expansions-Kraftmaschinen 52, 54 und 56 sind über Freiläufe 80, 82 bzw. 84 mit einer gemeinsamen Abtriebswelle 86 kuppelbar.The downstream expansion engines 52 . 54 and 56 are about freewheels 80 . 82 respectively. 84 with a common output shaft 86 coupled.

Bei einer solchen Kaskadenanordnung läuft zunächst die Expansions-Kraftmaschine 5O an, welche unmittelbar mit Dampf von dem Verdampfer 78 beaufschlagt ist. Die nachgeschalteten Expansions-Kraftmaschinen 52, 54 und 56 erhalten das Arbeitsmedium in Form von entspanntem und wiedererhitzten Dampf nur von der jeweils vorgeschalteten Expansions-Kraftmaschine nach deren Anlaufen und in dem Maße, wie diese vorgeschaltete Expansions-Kraftmaschine angelaufen ist. Die nachgeschalteten Expansions-Kraftmaschinen 52, 54 und 56 laufen daher mit Verzögerung an, wobei die Expansions-Kraftmaschine 54 mit Verzögerung gegenüber der Expansions-Kraftmaschine 52 und die Expansions-Kraftmaschine 56 wieder mit Verzögerung gegenüber der Expansions-Kraftmaschine 54 anläuft. Wenn alle Expansions-Kraftmaschinen 50, 52, 54 und 56 unmittelbar mit der Abtriebswelle 86 gekuppelt wären, dann müßten während des Anlaufvorganges die noch nicht oder noch nicht voll angelaufenen Expansions-Kraftmaschinen von den schon laufenden Expansions-Kraftmaschinen mitgezogen werden, also z.B. die Expansions-Kraftmaschinen 52, 54 und 56 von der zuerst anlaufenden Expansions-Kraftmaschine 50. Das bringt Reibungsverluste und eine Verschlechterung des Wirkungsgrades mit sich. Durch die Freiläufe 80, 82 und 84 werden diese Schwierigkeiten behoben. Es läuft zunächst die Expansions-Kraftmaschine 50 an und treibt die Abtriebswelle mit einer bestimmten Drehzahl. Die Expansions-Kraftmaschinen 52, 54 und 56 sind zunächst durch die Freiläufe 80, 82 bzw. 84 von der Abtriebswelle 86 entkuppelt. Erst wenn die Expansions-Kraftmaschinen 52, 54 und 56 die Drehzahl der Abtriebswelle 86 erreicht haben, werden sie über die Freiläufe 80, 82 bzw. 84 an die Abtriebswelle 86 mit angekuppelt.In such a cascade arrangement initially runs the expansion engine 5O which directly with steam from the evaporator 78 is charged. The downstream expansion engines 52 . 54 and 56 receive the working fluid in the form of relaxed and reheated steam only from the respective upstream expansion engine after their start-up and to the extent that this upstream expansion engine has started. The downstream expansion engines 52 . 54 and 56 Therefore, start with a delay, with the expansion engine 54 with a delay towards the expansion engine 52 and the expansion engine 56 again with a delay towards the expansion engine 54 starts. If all expansion engines 50 . 52 . 54 and 56 directly with the output shaft 86 would be coupled, then would have to be pulled during the startup process not or not yet fully started expansion engines of the already running expansion engines, such as the expansion engines 52 . 54 and 56 from the first-in-progress expansion engine 50 , This brings friction losses and a deterioration of the efficiency with it. Through the freewheels 80 . 82 and 84 these difficulties are resolved. It first runs the expansion engine 50 and drives the output shaft at a certain speed. The expansion engines 52 . 54 and 56 are first by the freewheels 80 . 82 respectively. 84 from the output shaft 86 uncoupled. Only when the expansion engines 52 . 54 and 56 the speed of the output shaft 86 they will reach over the freewheels 80 . 82 respectively. 84 to the output shaft 86 with coupled.

Claims

Apparatus for generating mechanical work using a plurality of engines ( 50 . 52 . 54 . 56 ), which are connected in cascade, such that a first expansion engine ( 50 ) is connected on the input side to a source of working medium under pressure and downstream power machines ( 52 . 54 . 56 ) each with partially relaxed working fluid from an upstream engine ( 50 ), the engines ( 50 . 52 . 54 . 56 ) Expansion engines ( 50 . 52 . 54 . 56 ), in which a pressurized vaporous working medium in a chamber acts on a movable piston and is expanded upon variation of the volume of the chamber under release of mechanical work, the expansion engines ( 50 . 52 . 54 . 56 ) on a common output member ( 86 ) and coupling means are provided, through which the downstream expansion engines ( 52 . 54 . 56 ) only when one of the rotational speeds of the first expansion engine ( 50 ) corresponding speed with the output member ( 86 ) are detachable.

Device according to Claim 1, characterized in that the downstream expansion engines ( 52 . 54 . 56 ) via one freewheel ( 80 . 82 . 84 ) with the common output member ( 86 ) are detachable.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that each of the expansion engines ( 50 . 52 . 54 . 56 ) is arranged in a closed circuit of the working medium, wherein liquid working medium from a feed medium container ( 34 ) by a feed pump ( 36 ) in an evaporator ( 38 pumped by hot gases from a burner ( 40 ) is heated in the evaporator ( 38 ) superheated steam to the expansion engines ( 50 . 52 . 54 . 56 ) and the exiting vapor in a condenser ( 48 ) condensed and as a feed medium back to the food medium container ( 34 ) is supplied.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that in each case between each upstream expansion engine ( 50 . 52 . 54 ) and of this downstream expansion engine ( 52 . 54 . 56 ) a superheater ( 70 . 72 . 74 ) for reheating the in the upstream expansion engine ( 50 . 52 . 54 ) is arranged relaxed working medium.

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the expansion engines ( 50 . 52 . 54 . 56 ) Are rotary piston machines.