DE102004025353A1

DE102004025353A1 - Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme

Info

Publication number: DE102004025353A1
Application number: DE200410025353
Authority: DE
Inventors: Alfred Linden; Heinz Dipl.-Ing. Haßler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-12-15

Abstract

Das Verfahren ist eine Möglichkeit, Wärme in mechanische Energie umzuwandeln und damit unter anderem beispielsweise die Sicherung des Weiterbetriebs eines Heizkesselsystems ohne Fremdstrom zu gewährleisten. DOLLAR A Die Nutzung des Verfahrens bei anderen Heizsystemen und Wärmevorkommen ist ebenfalls möglich. DOLLAR A Darüber hinaus ist mit diesem Verfahren eine Nutzung von Sonnenenergie für die Stromerzeugung ohne Einsatz von Photovoltaik möglich. DOLLAR A Daneben ergibt sich die Möglichkeit, einen Hydraulikspeicher dadurch wirtschaftlich zu befüllen, dass bei niedrigem Druck mehr Hydrauliköl eingebracht wird als bei hohem Druck. DOLLAR A Ferner findet ein mit einem Kolben bestückter Druckzylinder Verwendung, dessen Profil zum Teil konisch verläuft.

Description

Viele Heizungsbetreiber treffen Vorsorge für einen kontinuierlichen Heizungsbetrieb durch Einlagern eines besonders großen Brennstoff-Vorrates, lassen aber die Tatsache außer acht, dass auch ein großer Brennstoff-Vorrat bei Strom-Unterbrechung nicht genutzt werden kann. Dabei ging man bisher davon aus, dass eine Stromunterbrechung von mehr als 20 Minuten Dauer nicht zu erwarten sei.
Es hat sich aber gezeigt, dass nicht nur technische sondern auch wetterbedingte und andere Stromunterbrechungen von mehreren Tagen nicht auszuschließen sind.

Eine verbreitete Möglichkeit, den für den Betrieb eines Heizungssystems, also des Brenners mit allen erforderlichen Peripheriegeräten zu sichern, ist ein Strom-Generator mit Verbrennungsmotor. Das bietet sich an, wenn die zusätzliche Umweltbelastung und die Kosten für Anschaffung und Unterhalt außer Acht bleiben können.

Mit dem hier vorgestellten Verfahren wird

• einmal eine Möglichkeit aufgezeigt, Wärme in mechanische Energie umzusetzen, wobei auch die Sicherstellung des Betriebes einer Heizungsanlage unabhängig vom Stromnetz gegeben ist und zum anderen
• Solarenergie unter Ausschaltung von Photovoltaik in mechanische und damit mittels Stromgenerator in elektrische Energie umzusetzen

Für die Wärme-Umsetzung in mechanische Energie genügt es bereits, ein oder mehrere mit einem Hydrauliköl-Motor verbundene Ausdehnungsgefäße mit je zwei gleichgerichteten in Richtung eines Hydrauliköl-Motors durchlässigen Rückschlagventilen zu bestücken und das Hydrauliköl durch wärmebedingte Ausdehnung so unter Druck zu setzen, dass es einem Hydrauliköl-Motor bzw. einem Druckspeicher zugeführt wird.
Zweckmäßig wird das Hydrauliköl nur mittelbar unter Druck gesetzt, beispielsweise durch ein Druckmedium wie Wasser, Öl, Silikonöl oder dergl., das bei Ausdehnung mittels Kolben, Membran oder Topfmanschette das von den beiden Rückschlagventilen 8, 9 in einem Druckbereich 1a eingegrenzte Hydrauliköl in Richtung Druckspeicher 3 bzw. Hydrauliköl-Motor 14 verdrängt.
Die Ausbeute der Energieumwandlung wird größer, wenn das Druck-Medium nach Erwärmung und dadurch bewirkter Ausdehnung ausgetauscht wird gegen kaltes Druck Medium. Wo keine anderweitige Wärmenutzung zur Verfügung steht, kann die Abkühlung des erwärmten Druck-Mediums in einem Kühler 7 erfolgen.
Diese Form der Umwandlung von Wärme in mechanische Energie ist überall da von Interesse, wo Wärme ungenutzt zur Verfügung steht oder aber in denjenigen Fällen, wo Wärme als alleinige Energiequelle vorhanden und deren Nutzung notwendig ist, wie beim Betrieb einer Heizungsanlage bei Ausfall des Netzstromes.
Am Beispiel eines Wasser-Heizkessels soll das Verfahren erläutert werden:
Ausgehend von der Voraussetzung, dass ein in Betrieb befindlicher Wasser-Heizkessel ständig heißes Wasser führt, wird dieser konstruktiv so ausgelegt, dass im Warmwasser-Bereich ein Hydraulik-Zylinder als Ausdehnungsbehälter 1 positioniert werden kann. Der Raum 1a oberhalb des Kolbens 10 wird aus einem Hydrauliköl-Behälter 5 durch ein Rückschlagventil 8 mit Hydrauliköl befüllt, während der Zylinder unterhalb des Kolbens – Raum 1b – über das Ventil 15 mit kaltem Medium befüllt wird.
Durch Erwärmung an der Wandung des Ausdehnungsgefäßes 1 dehnt sich das Medium aus, drückt den Kolben 10 nach oben und das in Raum 1a – oberhalb des Kolbens – befindliche Hydrauliköl in Richtung Druckspeicher 3 durch den Druck-Zylinder 2.
Gleichzeitig wird der als Kraftarm fungierende – in der Abbildung linke – Teil 11a des Hebelarms 11, von dem Kolben 10 des Ausdehnungsgefäßes 1 nach oben gedrückt und der als Lastarm fungierende – in der Abbildung rechte – Teil 11b des Hebelarms 11 nach unten, dadurch das Hydrauliköl im Druck-Zylinder 2 in den Druckspeicher 3 drückend.
Das Speichern des beim Erwärmen des Mediums unter Druck gelangenden Hydrauliköls kann dadurch wirtschaftlicher erfolgen, dass bei geringem Druck im Hydraulik-System dem zu füllenden Hydrauliköl-Druckspeicher 3 eine größere Menge Hydrauliköl zugeführt wird als bei herrschendem hohen Druck. Die Zu fuhrmenge soll sich mithin im Prinzip umgekehrt proportional verhalten zu dem im Hydrauliköl-Speicher 3 anstehenden Druck, wobei das optimale Umkehrungsverhältnis abzustimmen ist.
Mit einer einfachen Vorrichtung ist das möglich:
Bei der wärmebedingten Ausdehnung des Druckmediums in dem Ausdehnungsgefäß 1 mit Kolben 10 erfolgt die Kraftübertragung des Druck-Kolbens 10 auf den Arbeits-Kolben 20 des Druck-Zylinders 2 mittels eines um das Lager 12 schwenkbar befestigten Hebels 11, dessen Kraftarm-Abschnitt 11a die Kraft des Druck-Kolbens 10 aufnimmt und in seinem Lastarm-Abschnitt 11b weitergibt an den Arbeitskolben 20 des Druck-Zylinders 2. In der Ausgangsstellung kann z. B. das Verhältnis von Länge Kraftarm : Länge Lastarm wie 1 : 1 sein, so dass 1 mm Bewegung des Druckkolbens 10 auch 1 mm Bewegung des Arbeitskolbens 20 bewirkt.
Wenn das Verhältnis Kraftarm : Lastarm indessen 2 : 1 wird, bewirken 2 mm Weg des Druckkolbens 10 nur 1 mm Bewegung des Arbeitskolbens 20. Mit einem solchen Verhältnis kann das dem Hydrauliköl-Druckspeicher 3 zugeführte Öl einen höheren Innendruck des Speichers überwinden, bei geringerer eingepresster Menge. Für den nächsten Arbeitstakt wird das erwärmte Medium des (unteren) Druckraums 1b ausgetauscht gegen durch Ventil 15 einströmendes kaltes Medium und entweicht durch Ventil 16 während durch das Ventil 8 Hydrauliköl aus dem Hydrauliköl-Vorratsbehälter 5 in den Druckbereich 1a nachströmt, das bei Rückkehr des Kolbens 10 in seine Ausgangstellung wieder erreichende ursprüngliche Volumen auffüllend.
An Steile des Kolbens 10 kann ebenso gut eine Topfmanschette oder Membrane Verwendung finden.
Der beschriebene Vorgang

a) Füllen bzw. Nachfüllen von Hydrauliköl in 1a und von Druck-Medium in 1b,
b) Erwärmen des Druckmediums in 1b mit
c) Expandieren des Druckmediums,
d) Verschieben des Hydrauliköls aus 1a in Druck-Zylinder 2 – dabei
e) Verschieben des Hydrauliköls aus Druck-Zylinder 2 in Druckspeicher 3
f) Auswechseln des warmen Mediums in 1b gegen kaltes Medium
g) und weiter mit a)

3

Das Öffnen der Ventile 15 und 16 zum Befüllen bzw. Austauschs des Druckmediums im Druckraum 1b erfolgt, wenn das Druck-Medium annähernd die Temperatur des die Wärme liefernden Umgebungsbereichs bzw. des Ausdehnungsgefäßes 1 oder aber ein voreingestelltes Kriterium erreicht, während das Schließen dieser Ventile nach dem Einfüllen (kalten) Druck Mediums vorgenommen wird, und zwar entweder durch Thermo-, Druck-, Zeit- oder Schwimmer-Schalter.
Der Ablauf im Einzelnen:

a) Der Druckraum 1a ist mit Hydrauliköl gefüllt und der Ausdehnungsbehälter 1 befindet sich in wärmespendender Umgebung.
b) Einfüllen des kalten Druck-Mediums, z. B. Silikonöl, in den Druckraum 1b des warmen Ausdehnungsbehälters 1 durch Ventil 15.
c) Erwärmen des kalten Druck-Mediums an der Wand des Ausdehnungsbehälters 1;
d) das kalte Druck-Medium expandiert beim Erwärmen. gleichzeitig:
e) verdrängt das expandierende Druck-Medium über einen Kolben 10 Hydrauliköl im Druckraum 1a durch das
f) Rückschlag-Ventil 9 in Richtung Hydrauliköl-Druckspeicher 3 durch den Druck Zylinder 2.
g) Durch Ventil 15 strömt kaltes Druck-Medium in den Druckraum 1b und verdängt warmes Druck-Medium durch Ventil 16; gleichzeitig:
h) kehrt der Kolben 10 in seine Ausgangslage zurück, Druckraum 1a füllt sich mit nachfließendem Hydrauliköl aus Vorratsbehälter 5 durch Ventil 8; weiter mit b).

Der Einlass des kalten Druck-Mediums z. B. Silikonöl in den leeren bzw. den sich beim Auswechseln des Druck-Mediums entleerenden Druckraum 1b erfolgt durch Öffnen des Einlass-Ventils 15 und des Auslass- bzw. Überlauf-Ventils 16.
Das Schließen der Ventile 15 und 16 geschieht, wie erwähnt, durch marktübliche Schalter, die ansprechen auf

• die Temperatur des kalten Druckmediums oder
• den Füllstand oder
• den praktisch drucklosen Zustand im Druckraum 1b oder
• einen Zeitschalter, der abgestellt ist auf den Einlauf des kalten Druck-Mediums.

Nachdem sich das Druck-Medium erwärmt und ausgedehnt hat, werden das Auslass- bzw. Überlauf-Ventil 16 und das Einlass-Ventil 15 wieder geöffnet, ausgelöst durch Erreichen eines vorgegebenen Kriteriums, ebenso das erneute Schließen dieser Ventile nach dem Einlauf des kalten Druck-Mediums.
Sofern das Druck-Medium beim Einströmen in den Druckraum 1b unter ausreichendem Druck steht, kann das Ventil 15 durch ein Rückschlagventil ersetzt werden. Für den Austauschvorgang nach dem Erwärmen und Expandieren ist dann nur das Ventil 16 zu steuern.
Bei gleichbleibenden Temperatur- und Druckverhältnissen können die Ventile 15 und 16 in festen Zeitintervallen intermittierend geöffnet und geschlossen werden, vorteilhaft das Ventil 16 um ein Geringes früher als das Ventil 15.
Bei der Einfachheit des Funktionsablaufs bieten sich neben elektrisch gesteuerten auch ohne elektrischen Strom, rein mechanisch arbeitende, Ventile an.
Damit das einströmende Druck-Medium den für die Überwindung des Widerstandes eines Rückschlagventils erforderlichen Mindestdruck hat, aber auch zur Beschleunigung des Austauschvorgangs, wird vorgeschlagen, eine Pumpe von relativ geringer Leistung zu betreiben und zwar in Verbindung mit einem Luftpuffer in dem Druckgefäß 6.
Diese Pumpe kann mit Hydrauliköl aus dem Hydrauliköl-Druckspeicher 3 angetrieben werden und – vorzugsweise damit gekoppelt oder aber gleichzeitig – ein Stromgenerator, dessen Strom unmittelbar zur Versorgung der Heizkessel-Peripherie genutzt und/oder gespeichert werden kann.
Die Nutzung der Energie des Druckspeichers 3 erfolgt in einem Hydro-Motor 14 vorzugsweise mit angekoppeltem Stromerzeuger.
Die Speicherung des erzeugten elektrischen Stroms erfolgt in herkömmlichen Akkumulatoren vorzugsweise jedoch in Kondensatoren, wie sie seit neuestem bei schienengebundenen Fahrzeugen Verwendung finden. Sie sind insofern von Vorteil, als ihr Betrieb mit sehr niedriger Spannung zweckmäßig ist, was bei niedrigem Stromaufkommen z. B. infolge eines relativ kleinen Delta t vorteilhaft ist.
Aus einem solchen Speicher wird der Betrieb eines Heizkessels einschließlich der Peripheriegeräte wie Umwälzpumpe, Steuerung usw. über einen praktisch unbegrenzten netzstromfreien Zeitraum sichergestellt, weil der hydraulische Druckspeicher und der Stromspeicher im Anschluss an eine mögliche Anlaufphase des Heizsystems ständig geladen werden. In jedem dieser Speicher ist dann ausreichend Versorgungsenergie für den Betrieb des Heizkessels ohne Fremdstrom vorhanden.
Vorteilhaft für einen Notstrombetrieb ist darüber hinaus, die für den Betrieb mit elektrischem Strom ausgelegten Peripheriegeräte mit einem zusätzlichen Hydraulik-Antrieb zu versehen, damit sie direkt aus dem Hydrauliköl-Druckspeicher mit Antriebsenergie versorgt werden können.
Im übrigen ist das beschriebene Verfahren der Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme nicht beschränkt auf Wasser-Heizkessel; sondern ebenso da einsetzbar, wo die Energieform Wärme zur Verfügung steht.
Dabei gilt: Je größer das Delta t (= Unterschied zwischen warmem und kaltem Druckmedium), desto größer ist die Ausbeute an mechanischer Energie einer Anlage.
Die Nutzung von Solarwärme erfolgt nach demselben Schema, indem ein in einem Solar-Kollektor erwärmtes Wärmeträger-Medium den Mantel eines Ausdehnungsgefäßes 1 beheizt und der Zyklus wie vor beschrieben abläuft. Das gegen kaltes Medium auszutauschende erwärmte Medium kann entweder zu Heizzwecken eingesetzt werden und gelangt – abgekühlt – wieder zum Ausdehnungsgefäß zum erneuten Einsatz, oder es kann – ebenso wie auch bei der ausschließlichen Nutzung zur Umwandlung in mechanische Energie – mehrere hintereinandergeschaltete Ausdehnungsgefäße 1 durchlaufen.
Das bisher beschriebene flüssige Duckmedium ist ersetzbar durch einen beispielsweise stabförmigen Druckerzeuger aus festem Stoff.
Der Formstabilität wegen kann es zweckmäßig sein, Feststoffe, z. B. Harz oder Kunststoffe, denen ein großer Ausdehnungskoeffizient eigen ist, einzubetten in einen mit Kolben, Manschette oder Topfmanschette bestückten Zylinder, dessen Effizienz erhöht wird durch eine konische Zylinderform, die im Bereich der Kolbenbewegung in eine zylindrische Form übergeht, wobei der größere Querschnitt im Bereich der Zylinderform ist. Diese Zylinderform ist besonders geeignet, den günstigen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stoffen wie Harz oder Kunststoff, die unter Wärmeeinwirkung nicht unbedingt formstabil bleiben und somit für einen wechselnden Druckaufbau ungeeignet sind, für dieses Verfahren heranzuziehen.
Analog der oben beschriebenen Verfahrensweise kann das druckerzeugende Element bzw. der das druckerzeugende Element enthaltende Zylinder nach jedem wärmebedingten Ausdehnungsprozess ausgetauscht werden gegen ein gleiches, aber kaltes Element.
Denkbar ist auch ein Druckerzeuger aus einer Formgedächtnis-Legierung oder aus Bimetall.
Diese Bauteile werden nach jeder Ausdehnung abgekühlt, z. B. durch eine kühlende Flüssigkeit, oder kühlende Luft bzw. Gas. Dabei kann kühlende Luft angefeuchtet werden zur Erhöhung des Kühleffektes. Ferner kann das abzukühlende Druckelement zur Erhöhung der Kühlwirkung mit einem Stoffgewebe als Feuchtigkeitsträger umgeben werden.
Sowohl der Druckerzeuger aus einer Formgedächtnis-Legierung als auch ein solcher aus Bimetall erzeugen bei entsprechender Positionierung entweder in der Stellung des erwärmten oder des erkalteten Zustandes oder aber in beiden Stellungen oder bereits auf dem Weg in die jeweilige Endstellung Druck, der als mechanische Energie genutzt werden kann, beispielweise über den Aufbau eines Hydraulik-Drucks, wie oben beschrieben.
Die Erwärmung erfolgt unmittelbar durch Wärmeeinwirkung oder aber mittelbar durch einen Wärmeträger wie beispielsweise Flüssigkeit oder Gas bzw. Luft.
Wenn diese Druckelemente abgekühlt werden durch Kaltluft, kann der Abkühlvorgang durch Anfeuchten der an dem Element entlang geführten Luft beschleunigt werden, ebenso durch Verwenden eines dem Element anzulegenden Feuchtigkeitsträgers, der mit Wasser oder einer anderen Verdunstungsflüssigkeit benetzt, getränkt oder besprüht wird.
In einer weiteren Anwendung dieser Möglichkeit wird die Ausdehnungsenergie beispielsweise über ein Pleuel mittels eines Freilaufs umgesetzt in drehende Bewegung, zweckmäßig zu mehreren Einheiten zeitversetzt auf eine gemeinsame Welle einwirkend.

1: Druckzylinder = Ausdehnungsgefäß mit Kolben oder Topfmanschette
1a: Raum oberhalb des Kolbens 10 im Ausdehnungsgefäß 1
1b: Raum unterhalb des Kolbens 10 im Ausdehnungsgefäß 1
2: Druck Zylinder, schwenkbar, drückt Hydr.-Öl in den Druckspeicher 3
3: Druckspeicher für Hydrauliköl
5: Hydrauliköl-Vorrat
6: Silikonöl-Vorratsbehälter
7: Silikonöl-Kühler
8: Rückschlag-Ventil für Hydrauliköl
9: Rückschlag-Ventil für Hydrauliköl
10: Kolben im Ausdehnungsgefäß 1
11: Hebelarm, um Schwenklager 12 schwenkbar
12: Schwenkpunkt, in der Horizontalen verschiebbar mit Verstell-Zylinder 19
14: Hydrauliköl-Motor
15: Rückschlag-Ventil für Einfüllen des Druckmediums
16: Rückschlag-Ventil für Entleeren beim Austausch des Druckmediums
19: Hydrauliköl-Zylinder zum Verstellen des Schwenkpunktes 12 des Hebelarms 11
20: Kolben im Druck-Zylinder 2
21: Feder in der Verstell-Mechanik des Hebelarms 11

Claims

Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch Wärmeausdehnung eines Mediums bewirkte Kolben- oder Membranbewegung das zwischen zwei Rückschlagventilen in einem Druckbehälter befindliche Hydrauliköl unter Druck setzt und dadurch in Richtung Druckspeicher bzw. Hydraulik-Motor verdrängt.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Medium um Wasser, Öl, Petroleum, Silikonöl oder eine eines oder mehrerer dieser Bestandteile enthaltende Mischung handelt.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Erwärmung Druck erzeugende Medium jeweils nach Erwärmung und Expansion ausgetauscht wird gegen kaltes Medium.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus der Wärme eines Heizkessels oder eines Heizsystems gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Erwärmung Druck erzeugende Medium jeweils nach Erwärmung und Expansion ausgetauscht wird gegen kaltes Medium.
Ohne Fremdstrom weiterarbeitendes Heizkesselsystem dadurch gekennzeichnet, dass der für den Betrieb des Heiz-Systems ggf. einschließlich der Peripheriegeräte wie Steuerung, Umwälzpumpe, Brenner usw. erforderliche Strom durch Umwandlung der Heizkesselwärme in mechanische Energie gemäß einem der in den vorherigen Ansprüchen beschriebenen Verfahren mittels eines von dieser mechanischen Energie angetriebenen Stromgenerators erzeugt und ggf. gespeichert wird, so dass die Stromversorgung mithin unmittelbar vom Stromgenerator aus oder mittelbar unter Verwendung eines Stromspeichers erfolgt.
Vorrichtung zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (15, 16) zum Befüllen bzw. 1 Austausch des Mediums in einem Ausdehnungsgefäß (1) durch einen temperaturgesteuerten Schalter dann geöffnet werden, wenn das Medium die Temperatur des die Wärme liefernden Umgebungsbereichs annähernd erreicht, und dieser Schalter die Ventile (15, 16) nach dem Befüllen mit kaltem Medium schließt. Das Schließen kann auch durch einen Schwimmerschalter bei Kontakt mit dem Medium erfolgen.
Vorrichtung zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (15) des Mediums ersetzt wird durch ein Rückschlagventil, dass ferner – sofern der Druck des Mediums zur Überwindung der Federkraft des Rückschlagventils nicht ausreicht – das Druckmedium mittels einer Pumpe und/oder einem Druckspeicher so unter Druck gehalten wird, dass das Medium den Widerstand des Rückschlagventils überwindet.
Vorrichtung zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem der vorherigen Ansprüche, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (15, 16) zum Betrieb der Vorrichtung mechanisch und/oder intermittierend arbeiten, ohne elektrischen Strom.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem der vorherigen Ansprüche, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass als Druckmedium an Stelle von Wasser, Öl, Petroleum oder Silikonöl ein anderes als Drucküberträger geeignetes festes, flüssiges oder gasförmiges Medium verwendet wird.
Vorrichtung gem. einem der Ansprüche 5–9, dadurch gekennzeichnet, dass normalerweise für elektrischen Betrieb ausgelegte Peripheriegeräte des Heizsystems zusätzlich mit einem Hydraulik-Antrieb versehen sind.
Verfahren zur Nutzung von Solarenergie zur Gewinnung mechanischer oder elektrischer Energie jedoch gekennzeichnet durch Verzicht auf herkömmliche Photovoltaik-Elemente und Anwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer oder elektrischer Energie aus Solarenergie oder aus anderen Wärmequellen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das anfallende ausgewechselte erwärmte Druckmedium zur Erwärmung oder Vorerwärmung vor- oder parallel geschalteter Ausdehnungsgefäße genutzt wird.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem der vorherigen Ansprüche, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass die dem Hydrauliköl-Druckspeicher (3) zugeführte Menge Hydrauliköl sich annähernd umgekehrt proportional zum Druck des Hydrauliköls im Hydrauliköl-Druckbehälter verhält.
Vorrichtung gem. Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge des Kraftarms (11a) zu der Länge des Lastarms (11b) des Kraftübertragungshebels (11), der den infolge Ausdehnung durch Erwärmen des Druckmediums entstehenden Druck im Ausdehnungsgefäß (1) durch den Hydrauliköl-Druckzylinder (2) zum Druckspeicher (3) überträgt, durch Verschieben des Schwenkpunktes (12) des Kraftübertragungshebels (11) so verändert wird, dass bei steigendem Druck im Hydrauliköl-Druckspeicher (3) bzw. im Hydrauliksystem (2, 3) die Länge des Kraftarms (11a) zunimmt, die Länge des Lastarms (11b) abnimmt, somit die Druckkraft des Kolbens (20) bei kürzer werdendem Kolbenweg größer wird und das Hydrauliköl mit geringerem Volumen gegen einen höheren Druck im Hydrauliköl-Druckspeicher (3) bzw. im Hydrauliksystem (2, 3) in den Hydrauliköl-Druckspeicher (3) eingedrückt wird.
Verfahren gem. Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellen des Verhältnisses von Länge des Kraftarms (11a) zu Länge des Lastarms (11b) des Kraftübertragungshebels (11) erfolgt in Abhängigkeit des Drucks im Hydrauliksystem (2, 3).
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem der vorherigen Ansprüche, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige, druckerzeugende Ausdehnungs-Medium ersetzt wird durch einen druckerzeugenden Feststoff-Körper.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß dem vorherigen Anspruch, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass das druckerzeugende Element aus Bimetall oder aus einer Formgedächtnis-Legierung besteht, z. B. in Form einer Flachfeder, Spiralfeder oder dergleichen.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem der Ansprüche 16 bis 17, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass das druckerzeugende Element im Anschluss an die Erwärmungsphase ausgewechselt wird gegen ein nicht erwärmtes (abgekühltes, kaltes) Element.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß dem Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem druckerzeugenden Element erzeugte Druck in seiner kalten Phase und/oder auch in seinem erwärmten Zustand und/oder beim Verformen auf dem Weg in diese Zustände unmittelbar oder mittelbar in mechanische Energie umgesetzt wird beispielsweise gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das druckerzeugende Element im Anschluss an die Erwärmungsphase abgekühlt wird durch vorbeiströmende Luft, die mit einer Verdunstungs-Flüssigkeit wie z. B. Wasser angereichert ist oder einem dem druckerzeugenden Element anzulegenden Feuchtigkeitsträger, der mit der vorbeiströmenden Luft Verdunstungskälte erzeugt oder aber durch Anlegen von Gefrorenem.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem der vorherigen Ansprüche, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass das druckerzeugende Element eingebettet ist in einen mit Kolben, Manschette oder Topfmanschette versehenen Zylinder, der nach dem wärmebedingten Expandieren des druckerzeugenden Elementes ausgetauscht wird gegen einen gleichen Zylinder mit kaltem druckerzeugenden Element.
Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß dem vorherigen Anspruch, jedoch dadurch gekennzeichnet, dass das Ausdehnungsgefäß (1) innen von konischem Profil ist, das im Bereich der Bewegung des Kolbens (10) in eine zylindrische Form übergeht und der Querschnitt dieses Bereichs der größere ist.
Vorrichtung zur Gewinnung mechanischer Energie aus Wärme gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewonnene mechanische Bewegung mittels eines Freilaufs, einer Ratsche oder dergleichen in drehende Bewegung umgesetzt wird und zwar in mehreren zeitversetzt auf eine gemeinsame Welle einwirkenden Einheiten.