DE102008010059A1 - Mechanical energy producing device for stirling engine, has valve devices locking working fluid volumes against flow direction, where pressure gradient, which is caused downstream to flow path, is reduced by opening devices in direction - Google Patents

Mechanical energy producing device for stirling engine, has valve devices locking working fluid volumes against flow direction, where pressure gradient, which is caused downstream to flow path, is reduced by opening devices in direction Download PDF

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    • 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
    • F01K27/00Plants for converting heat or fluid energy into mechanical energy, not otherwise provided for

Abstract

The device has a fluid container (B1) provided downstream to another fluid container (B2). Valve devices (V12, V23, V34) lock working fluid volumes against a flow direction and are opened in the flow direction. A pressure increasing unit causes an increase of the pressure of a working fluid (AF) e.g. air, in the container (B1) by effect of a heat source in a partial cycle in cyclically alternating manner. A pressure gradient, which is caused downstream to a flow path, is reduced by opening the valve devices in the flow direction. An independent claim is also included for a method for producing mechanical energy from a temperature difference between a heat sink and a heat source.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gewinnung von mechanischer Energie aus der Temperaturdifferenz zwischen einer Wärmequelle und einer Wärmesenke.The The invention relates to an apparatus and a method for obtaining of mechanical energy from the temperature difference between a heat source and a heat sink.

Zur Gewinnung mechanischer Energie unter Ausnutzung einer Temperaturdifferenz zwischen einer Wärmequelle und einer Wärmesenke ist insbesondere der Stirling-Motor bekannt, welcher bei Zuführung von Wärme an ein Ende eines am anderen Ende kühleren Zylinders eine linear oszillierende Bewegung eines Kolbens in dem Zylinder in Gang setzt.to Obtaining mechanical energy using a temperature difference between a heat source and a heat sink In particular, the Stirling engine is known, which in feed from heat to one end of one at the other end cooler Cylinder a linear oscillating movement of a piston in the Cylinder starts.

In der US 6240729 B1 ist eine Vorrichtung zur Umsetzung von Wärmeenergie in mechanische Energie bekannt, bei welcher ein Fluidkreislauf wenigstens drei durch Fluidleitungen verbundene Kammern und Rückschlagventile enthält. Die Kammern sind auf einem drehbaren Rahmen so montiert, dass eine Kammer in eine als Wärmequelle dienende Flüssigkeit eintaucht. In der eintauchenden Kammer wird eine in dem Fluidkreislauf zirkulierende Arbeitsflüssigkeit teilweise verdampft, wodurch Arbeitsflüssigkeit in dem Kreislauf verschoben und der Schwerpunkt so verlagert wird, dass der Rahmen in eine undirektionale Drehung versetzt wird.In the US 6240729 B1 a device for converting thermal energy into mechanical energy is known in which a fluid circuit contains at least three chambers and check valves connected by fluid lines. The chambers are mounted on a rotatable frame so that a chamber is immersed in a liquid serving as a heat source. In the submerged chamber, a working fluid circulating in the fluid circuit is partially vaporized, thereby displacing working fluid in the circuit and displacing the center of gravity so as to place the frame in an unidirectional rotation.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Vorrichtung und ein Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus der Temperaturdifferenz zwischen einer Wärmequelle und einer Wärmesenke anzugeben.Of the present invention is based on the object, an advantageous Device and method for obtaining mechanical energy from the temperature difference between a heat source and a heat sink.

Erfindungsgemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.invention Solutions are in the independent claims described. The dependent claims contain advantageous embodiments and modifications of the invention.

Bei der Erfindung durchläuft ein Arbeitsfluid, vorzugsweise ein Gas, insbesondere Luft, einen Strömungspfad in einer vorgegebenen Strömungsrichtung. Der Transport des Arbeitsfluids wird durch Ausnutzen des Temperaturunterschieds zwischen der auf höherer Temperatur befindlichen Wärmequelle und der auf niedrigerer Temperatur befindlichen Wärmesenke bewerkstelligt. In dem Strömungspfad sind hierfür aufeinanderfolgend wenigstens ein erster Fluidbehälter und diesem in Strömungsrichtung stromabwärts folgend ein zweiter Fluidbehälter angeordnet. Die Volumina der Fluidbehälter sind durch Ventileinrichtungen entlang des Strömungspfads abgeschlossen. Die Ventileinrichtungen können für Druckgefälle des Arbeitsfluids in Richtung der vorgegebenen Strömungsrichtung des Strömungspfads zwischen unmittelbar aufeinander folgenden Fluidbehältern geöffnet werden. Der Druck des Arbeitsfluids in den Fluidbehältern wird durch zyklisch alternierende Einwirkung der Wärmequelle oder der Wärmesenke zyklisch variiert, wofür insbesondere Antriebseinrichtungen vorgesehen sein können. Ein Zyklus umfasse vorteilhafterweise wenigstens zwei Teilzyklen, wobei beispielsweise in einem ersten Teilzyklus der Druck des Arbeitsfluids in einem ersten Fluidbehälter durch Einwirkung der Wärmequelle erhöht und der Druck des Arbeitsfluids in einem zweiten Fluidbehälter unter Einwirkung der Wärmesenke verringert und in einem zweiten Teilzyklus desselben Zyklus der Druck des Arbeitsfluids in dem ersten Fluidbehälter unter Einwirkung der Wärmesenke verringert und in dem zweiten Fluidbehälter unter Einwirkung der Wärmequelle erhöht wird, wobei die Erhöhung oder Verringerung des Drucks des Arbeitsfluids im Vergleich zu dem Druck im jeweils anderen Teilzyklus zu verstehen ist. Erhöhung und Verringerung des Drucks können auch umgekehrt auf die Teilzyklen verteilt sein. Einwirkung der Wärmequelle bedeutet einen Wärmefluss aus der Wärmequelle, Einwirkung der Wärmesenke einen Wärmefluss zu der Wärmesenke. In jedem Zyklus tritt dabei wenigstens einmal ein Druckgefälle in der vorgegebenen Strömungsrichtung des Strömungspfads auf, welches durch die in der vorgegebenen Strömungsrichtung öffenbaren Ventileinrichtungen abgebaut oder zumindest verringert wird, wobei Arbeitsfluid in der vorgegebenen Strömungsrichtung, d. h. im Strömungspfad stromabwärts transportiert wird.at the invention passes through a working fluid, preferably a gas, in particular air, a flow path in one predetermined flow direction. The transport of the working fluid is made by taking advantage of the temperature difference between the Higher temperature located heat source and the lower temperature heat sink accomplished. In the flow path are for this successively at least one first fluid container and downstream of it in the flow direction a second fluid container arranged. The volumes of Fluid containers are provided by valve means along the Flow path completed. The valve devices can for pressure gradient of the working fluid in the direction the predetermined flow direction of the flow path between opened directly consecutive fluid containers become. The pressure of the working fluid in the fluid containers is caused by cyclically alternating action of the heat source or the heat sink varies cyclically, for which in particular Drive devices can be provided. One cycle advantageously comprise at least two sub-cycles, for example in a first subcycle, the pressure of the working fluid in one first fluid container by the action of the heat source increases and the pressure of the working fluid in a second Fluid container under the action of the heat sink decreases and in a second part cycle of the same cycle the pressure of the working fluid in the first fluid container under action reduces the heat sink and in the second fluid container is increased under the action of the heat source, wherein increasing or decreasing the pressure of the working fluid compared to the pressure in the other sub-cycle is. Can increase and decrease the pressure also be distributed inversely to the subcycles. Action of the Heat source means a heat flow from the Heat source, action of the heat sink a heat flow to the heat sink. At least in every cycle once a pressure gradient in the specified flow direction the flow path, which by the in the given Flow direction openable valve devices degraded or at least reduced, with working fluid in the predetermined flow direction, d. H. in the flow path is transported downstream.

Vorteilhafterweise wird der Druck des Arbeitsfluids dabei entlang des Strömungspfads erhöht. Vorzugsweise wird das Arbeitsfluid am Ausgang des letzten Fluidbehälters einem Druckvorratsbehälter zugeführt, aus welchem es für verschiedene Arbeitszwecke entnehmbar ist. Als Arbeitsfluid kann vorteilhafterweise Luft, erforderlichenfalls nach vorhergehender Filterung und/oder Reinigung eingesetzt werden. Insbesondere kann das Arbeitsfluid Motoren, z. B. Pressluftmotoren antreiben, welche bei Kopplung mit Generatoren elektrische Leistung erzeugen oder anderweitig als Antriebe dienen können. Komprimierte Luft kann auch für vielerlei an sich bekannte Arten für Pressluftanwendungen, auch in Pressluftwerkzeugen benutzt werden.advantageously, The pressure of the working fluid is thereby along the flow path elevated. Preferably, the working fluid at the exit of the last Fluid container fed to a pressure reservoir, from which it can be removed for various purposes is. As a working fluid can advantageously air, if necessary be used after prior filtering and / or cleaning. In particular, the working fluid motors, for. B. pneumatic motors drive, which when coupled with generators electrical power generate or otherwise serve as drives. compressed Air can also be used for many types known per se Compressed air applications, can also be used in pneumatic tools.

In anderer Ausführung kann die Erfindung mit der Wirkung der Erzeugung einer Druckdifferenz des Arbeitsfluids zwischen Eingang und Ausgang auch dazu eingesetzt werden, am Eingangsanschluss bzw. der mit diesem verbundenen Fluidquelle einen Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck zu erzeugen.In another embodiment, the invention with the effect of Generation of a pressure difference of the working fluid between inlet and output also be used at the input terminal or the associated with this fluid source a negative pressure to generate the ambient pressure.

Für die Einwirkung der Wärmequelle zur Erhöhung des Drucks bzw. der Wärmesenke zur Verringerung des Drucks ist vorzugsweise bei im wesentlichen konstantem Behältervolumen in den Fluidbehältern ein Verdrängerfluid, vorzugsweise ein Gas eingesetzt, welches bei Einwirkung der Wärmequelle aus dieser Wärme aufnimmt und bei Einwirkung der Wärmesenke an diese Wärme abgibt.For the action of the heat source to increase the pressure or the heat sink to reduce the pressure, a displacement fluid, preferably a gas is preferably used at substantially constant container volume in the fluid containers, which absorbs when exposed to the heat source from this heat and the action of the Heat sink gives off to this heat.

In erster vorteilhafter Ausführung kann das Verdrängerfluid durch das Arbeitsfluid selbst gegeben sein, welches bei Wärmeaufnahme einen Druckanstieg erfährt und sich in Strömungsrichtung des Strömungspfads zum stromabwärts benachbarten Fluidbhälter in diesen ausdehnt bzw. bei Wärmeabgabe eine Druckverminderung erfährt und aus dem stromaufwärts benachbarten Fluidbehälter Arbeitsfluid durch die zwischen diesen angeordnete Ventileinrichtung nachströmen lässt.In first advantageous embodiment, the displacement fluid be given by the working fluid itself, which in heat absorption undergoes a pressure increase and in the flow direction of the Flow path to the downstream adjacent Fluidbhälter in these expands or at heat release a pressure reduction learns and from the upstream adjacent Fluid container working fluid through the arranged between these valve means can flow.

In anderer vorteilhafter Ausführung enthalten die Fluidbehälter in einem durch eine verlagerbare Trennwand, insbesondere eine flexible Membran abgetrennten Teilvolumen ein von dem Arbeitsfluid getrenntes Verdrängerfluid, welches bei Wärmeaufnahme aus der Wärmequelle Druck und Volumen erhöht und für das in dem übrigen Teilvolumen des als konstant angenommenen gesamten Behältervolumens befindliche Arbeitsfluid das Volumen verringert und den Druck erhöht und das Arbeitsfluid zumindest zum Teil in den stromabwärts benachbarten Fluidbehälter verdrängt. In entsprechender Weise werden bei Abgabe von Wärme aus dem Verdrängerfluid an die Wärmesenke Druck und Volumen des abgetrennten Verdrängerfluids verringert und dadurch für das Arbeitsfluid das Volumen erhöht und der Druck verringert, so dass Arbeitsfluid über Ventileinrichtungen von einem stromaufwärts benachbarten Fluidbehälter nachströmen kann.In Other advantageous embodiments include the fluid container in a by a movable partition, in particular a flexible Membrane separated partial volume of a separate from the working fluid Displacement fluid, which on absorption of heat the heat source increases pressure and volume and for that in the remaining subvolume of the assumed constant the entire container volume working fluid located Reduces volume and increases the pressure and working fluid at least partially displaced in the downstream adjacent fluid container. In a similar manner, when heat is released the positive displacement fluid to the heat sink pressure and Reduces the volume of separated displacement fluid and thereby increasing the volume of the working fluid and the pressure is reduced so that working fluid via valve means of an upstream adjacent fluid container can flow.

Vorteilhafterweise sind mehr als zwei Fluidbehälter jeweils unter Zwischenschaltung von Ventileinrichtungen entlang des Strömungspfads vorgesehen, so dass zwischen einem ersten Fluidbehälter am Eingang des Strömungspfads und deinem letzten Fluidbehälter am Ausgang des Strömungspfads wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Zwischen-Fluidbehälter im Verlauf des Strömungspfads angeordnet sind. Dabei folgen vorteilhafterweise Fluidbehälter mit Einwirkung der Wärmequelle einerseits und Fluidbehälter mit Einwirkung der Wärmesenke andererseits, jeweils innerhalb eines Teilzyklus, alternierend aufeinander, wobei vorzugsweise jeweils jeder zweite Fluidbehälter unter der Einwirkung der Wärmequelle und die jeweils anderen unter der Einwirkung der Wärmesenke stehen und sich die Einwirkung von Wärmequelle bzw. Wärmesenke im nächsten Teilzyklus umkehrt. Insbesondere bei stark ungleichmäßiger Wärmeübertragung von der Wärmesenke und der Wärmequelle zu dem Verdrängerfluid bzw. Arbeitsfluid und/oder bei gleichmäßiger Drehbewegung der Behälter können auch mehr als zwei Teilzyklen vorgesehen sein.advantageously, are more than two fluid containers each with interposition provided by valve means along the flow path, so that between a first fluid container at the entrance the flow path and your last fluid container at the exit of the flow path at least one, preferably a plurality of intermediate fluid containers in the course of the flow path are arranged. Advantageously, fluid containers follow Influence of the heat source on the one hand and fluid container with the action of the heat sink on the other hand, respectively within a subcycle alternately, preferably each every second fluid container under the action of the heat source and the others under the action of the heat sink stand and the action of heat source or heat sink reverses in the next part cycle. Especially with strong uneven heat transfer from the heat sink and the heat source to the Displacement fluid or working fluid and / or at more uniform Rotary movement of the containers can also be more than be provided two sub-cycles.

Die im Verlauf des Strömungspfads unmittelbar aufeinander folgenden Behälter sind thermisch gegeneinander isoliert. Auch ein Wärmeübergang durch die Ventileinrichtungen sei, mit Ausnahme eines gewünschten Stroms von Arbeitsfluid in Richtung eines Druckgefälles, vernachlässigbar gering.The in the course of the flow path immediately consecutive Containers are thermally insulated from each other. Also a Heat transfer through the valve devices, with the exception of a desired flow of working fluid in the direction of a pressure gradient, negligible low.

Die Fluidbehälter sind vorteilhafterweise durch Segmente, welche getrennte Winkelbereiche um eine Drehachse einnehmen, von wenigstens einem, vorzugsweise mehreren drehbaren Körpern, insbesondere Walzenkörpern, gebildet. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sei nachfolgend die Ausführung der drehbaren Körper als Walzenkörper als bevorzugt angenommen, wobei grundsätzlich, soweit nicht durch besondere Umstände ausgeschlossen, die Ausführungen auch auf andere Formen drehbarer Körper anwendbar sein sollen. Die Walzenkörper sind nachfolgend auch als walzenförmige Körper bezeichnet.The Fluid containers are advantageously by segments, which occupy separate angular ranges about an axis of rotation, of at least one, preferably a plurality of rotatable bodies, in particular Roll bodies, formed. Without limitation of Generality is below the execution of the rotatable Body as roll body as preferred, being basically, unless by special circumstances excluded, the versions also on other forms rotatable body should be applicable. The roll body are below as a cylindrical body designated.

In bevorzugter Ausführungsform enthält ein Walzenkörper genau zwei Fluidbehälter. Die Walzenkörper sind um eine Drehachse drehbar, die mit der Walzenachse zusammenfällt, wobei die Drehung zwischen zwei Drehendstellungen oszillierend oder in eine Drehrichtung zyklisch fortgesetzt erfolgen kann. Bei der zwischen zwei Drehendstellungen oszillierenden Drehung sind die beiden Drehendstellungen vorteilhafterweise um wenigstens 120°, vorzugsweise wenigstens 150°, insbesondere annähernd 180° gegeneinander um die Drehachse versetzt. Die Drehung erfolgt vorteilhafterweise in einem zeitlich kürzeren Abschnitt eines Teilzyklus und die drehbaren Körper verweilen über einen zeitlich längeren Abschnitt eines Teilzyklus in einer Verweilstellung mit möglichst maximalem Wärmekontakt zu der Wärmequelle bzw. -senke. Insbesondere bei mehr als zwei Behältern, insbesondere vier Fluidbehälter je drehbarem Walzenkörper und in eine Richtung zyklisch fortgesetzter Drehung kann auch eine gleichmäßig kontinuierliche Drehung von Vorteil sein, bei welcher eine Beschleunigung und Abbremsung der drehbaren Walzenkörper minimiert ist.In preferred embodiment includes a roller body exactly two fluid containers. The roll bodies are rotatable about an axis of rotation which coincides with the roller axis, wherein the rotation oscillates between two rotational end positions or in a direction of rotation can be cyclically continued. At the between two rotary end positions oscillating rotation are the two rotational end positions advantageously at least 120 °, preferably at least 150 °, in particular approximately 180 ° to each other offset around the axis of rotation. The rotation is advantageously carried out in a temporally shorter section of a subcycle and the rotatable bodies linger over a temporal longer section of a subcycle in a dwell position with maximum possible thermal contact with the heat source or sink. Especially with more than two containers, in particular four fluid containers per rotatable roller body and in a direction of cyclically continued rotation may also be a even continuous rotation of advantage be, in which an acceleration and deceleration of the rotatable roller body is minimized.

Vorteilhafterweise sind mehrere drehbare Körper in vorzugsweise synchroner Drehung gekoppelt und über Fluidleitungen, insbesondere mit Ventileinrichtungen, untereinander verbunden.advantageously, are several rotatable bodies in preferably synchronous Rotation coupled and fluid lines, in particular with valve devices, interconnected.

In erster vorteilhafter Ausführung können mehrere drehbare, insbesondere walzenförmige Körper koaxial zueinander in Richtung ihrer gemeinsamen Drehachse nacheinander angeordnet und vorzugsweise in fester gegenseitiger Position gegenüber einer gemeinsamen Welle auf dieser befestigt sein. Die Ventileinrichtungen zwischen den einzelnen Fluidbehältern können dabei in erster vorteilhafter Ausführung in einer gemeinsamen Hohlwelle angeordnet sein. In anderer vorteilhafter Ausführung können die Ventileinrichtungen am äußeren Umfang der drehbaren Körper angeordnet sein. In wieder anderer Ausführung können die Ventileinrichtungen axial gegen die Gruppe der drehbaren Körper und gegen Wärmequelle und/oder Wärmesenke versetzt angeordnet sein.In a first advantageous embodiment, a plurality of rotatable, in particular cylindrical bodies can be arranged successively coaxially with each other in the direction of their common axis of rotation and preferably fixed in a fixed mutual position relative to a common shaft on this. The valve means between the individual fluid containers can be arranged in a first advantageous embodiment in a common hollow shaft. In another advantageous embodiment, the valve means may be arranged on the outer circumference of the rotatable bodies. In yet another embodiment, the valve means axially ge conditions the group of rotatable bodies and offset against heat source and / or heat sink to be arranged.

In anderer vorteilhafter Ausführung können mehrere drehbare, insbesondere walzenförmige Körper mit jeweils mehreren Behältern quer zu ihren jeweiligen Drehachsen, insbesondere mit parallel ausgerichteten Drehachsen, relativ zueinander versetzt angeordnet sein und insbesondere eine ebene oder eine ringförmige Gruppe bilden. Fluidleitungen mit Ventileinrichtungen, welche die mehreren drehbaren Körper bzw. die in diesen enthaltenen Fluidbehälter verbinden, sind dabei vorteilhafterweise axial gegen die Fluidbehälter und die Wärmequelle und Wärmesenke versetzt.In another advantageous embodiment may have several rotatable, in particular cylindrical body with a plurality of containers transversely to their respective axes of rotation, in particular with parallel aligned axes of rotation, relative to each other be arranged offset and in particular a flat or an annular Form a group. Fluid lines with valve devices which the several rotatable body or contained therein Connect fluid container, are doing advantageously axially against the fluid container and the heat source and heat sink offset.

Bei einer Vorrichtung mit einer Mehrzahl von Behältern können diese sowohl in serieller Anordnung einen einzigen durchgehenden Pfad, in anderer Ausführung aber auch mehrere parallele Pfade oder eine verzweigte Pfadstruktur bilden. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, Fluidleitungen und Ventilanordnungen an Eingängen und Ausgängen der mehreren Behälter veränderlich zu gestalten, so dass zwischen einem einzigen Strömungspfad oder mehreren parallelen Strömungspfaden oder einer verzweigten Pfadstruktur flexibel umgeschaltet werden kann. Insbesondere ist dadurch mit einer Vorrichtung die Erzeugung unterschiedlicher Ausgangsdrücke und/oder eine Anpassung an die Entnahmerate vorteilhaft möglich.at a device with a plurality of containers can this in a serial arrangement a single continuous Path, in other execution but also several parallel ones Form paths or a branched path structure. In particular, can also be provided, fluid lines and valve assemblies at inputs and outputs of the plurality of containers shape so that between a single flow path or multiple parallel flow paths or a branched one Path structure can be switched flexibly. In particular thereby with a device generating different output pressures and / or an adaptation to the withdrawal rate advantageously possible.

Zwischen in einem Strömungspfad aufeinander folgenden Behältern können Zwischenspeicherbehälter für das Arbeitsfluid eingefügt sein.Between in a flow path of successive containers Can cache for the Be inserted working fluid.

Die Wärmequelle ist vorteilhafterweise durch eine Kammer, welche die Fluidbehälter bzw. die diese enthaltenden drehbaren, insbesondere walzenförmigen Körper umgibt und vorzugsweise der Form der Fluidbehälter angepasst ist, mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium als Wärmeträger gebildet. In besonderer Ausführung, insbesondere zur Ausnutzung von Sonnenstrahlung, kann die Wärmequelle auch einen Strahlungsabsorber enthalten.The Heat source is advantageously through a chamber, which the fluid containers or the rotatable, containing them especially cylindrical body surrounds and is preferably adapted to the shape of the fluid container, with a liquid or gaseous medium as Formed heat transfer medium. In special execution, especially for the utilization of solar radiation, the heat source can also contain a radiation absorber.

Die Wärmesenke kann vorteilhafterweise ein gasförmiges oder flüssiges Medium als Wärmeträger enthalten, welches analog zu der Wärmequelle in einer die Fluidbehälter umgebenden Kammer enthalten sein kann.The Heat sink can advantageously be a gaseous or contain liquid medium as heat carrier, which analogous to the heat source in a fluid container surrounding chamber may be included.

Flüssige und/oder gasförmige Medien als Wärmeträger von Wärmequelle und/oder Wärmesenke können relativ zu dem Fluidbehälter gefördert, z. B. durch eine die Fluidbehälter umgebende Kammer hindurchgepumpt werden, so dass abgekühltes Medium der Wärmequelle abgeführt und durch wärmeres ersetzt bzw. erwärmtes Medium der Wärmesenke abgeführt und durch kälteres ersetzt werden. Der Strom des oder der Wärmeträger kann vorteilhafterweise als Antriebsleistung für die Antriebseinrichtungen oder als Teil einer solchen Antriebsleistung genutzt werden.liquid and / or gaseous media as a heat transfer medium from heat source and / or heat sink can promoted relative to the fluid container, for. B. pumped through a chamber surrounding the fluid container so that cooled medium is the heat source dissipated and replaced by warmer or heated Medium of the heat sink dissipated and by colder be replaced. The flow of the or the heat transfer medium can advantageously as a drive power for the drive means or used as part of such drive power.

In besonders vorteilhafter Ausführung ist von den beiden Wärmeträgern von Wärmequelle bzw. Wärmesenke einer flüssig und einer gasförmig, wobei vorzugsweise der flüssige Wärmeträger durch Wasser und der gasförmige Wärmeträger durch Luft und/oder Wasserdampf gebildet ist.In Particularly advantageous embodiment is of the two heat carriers from heat source or heat sink of a liquid and a gaseous, preferably the liquid Heat carrier through water and gaseous Heat carrier formed by air and / or water vapor is.

In besonders vorteilhafter Ausführung können im wesentlichen ohne Beeinträchtigung des in aufeinander folgenden Zyklen erfolgenden Transports des Arbeitsgases Druckdifferenzen, welche beim Wechsel zwischen aufeinander folgenden Teilzyklen bestehen, ausgenutzt werden, um die Antriebsenergie oder einen Teil derselben beim Wechsel zwischen den Teilzyklen zu gewinnen. Dabei kann auch eine mechanische Zwischenspeicherung von Antriebsenergie, insbesondere in einem oder mehreren gesonderten Fluidbehältern vorgesehen sein.In particularly advantageous embodiment can substantially without affecting the successive cycles subsequent transport of the working gas pressure differences, which in Change between successive sub-cycles exist, exploited be to drive energy or part of it when switching between to win the subcycles. This can also be a mechanical buffering of drive energy, in particular in one or more separate Be provided fluid containers.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:The The invention is based on preferred embodiments illustrated in detail with reference to the figures. there shows:

1 eine erste vorteilhafte Ausführung in Schrägansicht, 1 a first advantageous embodiment in an oblique view,

2 eine Variante zu 1 in geschnittener Ansicht, 2 a variant too 1 in a cutaway view,

3 die Anordnung nach 2 in einem zweiten Teilzyklus, 3 the arrangement after 2 in a second subcycle,

4 ein Schnittbild zu 2 mit Blick in Achsrichtung, 4 a sectional view too 2 with view in the axial direction,

5 eine Ausführung mit Behältermembranen in Schrägansicht, 5 an embodiment with container membranes in an oblique view,

6 eine Ausführung mit drei Behältern je Walzenkörper, 6 a version with three containers per roller body,

7 eine Anordnung mit mehreren Strömungspfaden und außen liegenden Ventilen, 7 an arrangement with several flow paths and external valves,

8 Details eines Koppelrings aus 7, 8th Details of a coupling ring 7 .

9 eine Anordnung mit von den Wärmeträgern axial getrennter Ventileinrichtung, 9 an arrangement with axially separate from the heat transfer valve device,

10 ein Beispiel für einen Bi-Metallantrieb, 10 an example of a bi-metal drive,

11 eine Ausführung mit ringförmiger Anordnung von Behältern, 11 a version with an annular An order of containers,

12 eine Ausführung für die Ausnutzung von Strahlungswärme, 12 an embodiment for the utilization of radiant heat,

13 ein Beispiel für eine Ventilanordnung zu 12, 13 an example of a valve assembly to 12 .

14 eine Form der Gewinnung von Antriebsenergie für die Vorrichtung. 14 a form of recovery of drive energy for the device.

1 zeigt in Schrägdarstellung eine Vorrichtung zur Gewinnung von mechanischer Energie in Form eines verdichteten Arbeitsfluids AF, welches aus einer Fluidquelle FQ einem Strömungspfad über ein Eingangsventil VE zugeführt und über ein Ausgangsventil VA an eine Fluidsenke FS abgeführt wird. Bei Verwendung von Luft als Arbeitsfluid AF kann die Fluidquelle FQ insbesondere die Umgebungsluft sein, welche dem Strömungspfad gegebenenfalls nach Filterung und/oder Reinigung zugeführt wird. Die Fluidsenke kann eine irgendwie geartete Arbeitseinrichtung sein, welche durch das Fluid betreibbar ist. Im Falle der Verwendung eines Gases oder insbesondere Luft als Fluid kann die Fluidsenke FS insbesondere einen Druckgasspeicher enthalten, welcher durch die Vorrichtung mit Arbeitsfluid und erhöhtem Druck aufgeladen wird und aus welchem das unter erhöhtem Druck stehende Arbeitsfluid für mechanische Arbeitsleistung entnehmbar ist. 1 shows an oblique view of a device for obtaining mechanical energy in the form of a compressed working fluid AF, which is supplied from a fluid source FQ a flow path via an input valve VE and discharged via an output valve VA to a fluid sink FS. When using air as working fluid AF, the fluid source FQ can be, in particular, the ambient air which is supplied to the flow path, optionally after filtering and / or cleaning. The fluid sink may be any type of working device that is operable by the fluid. In the case of using a gas or in particular air as fluid, the fluid sink FS may in particular contain a compressed gas storage, which is charged by the device with working fluid and increased pressure and from which the working fluid under elevated pressure for mechanical work can be removed.

Die Vorrichtung nach 1 enthält zwei walzenförmige Körper WA1 und WA2, welche auf einer gemeinsamen Welle WE angeordnet und mit dieser synchron um eine Drehachse DA drehbar sind. Die Drehung kann entweder alternierend in entgegen gesetzte Richtungen oder fortgesetzt in gleicher Drehrichtung erfolgen. Ein Doppelpfeil auf der linken Seite der Abbildung symbolisiert die alternierende Drehung der beiden Walzenkörper WA1, WA2. Die Richtung der Drehachse DA sei als Axialrichtung AR bezeichnet.The device after 1 contains two cylindrical bodies WA1 and WA2, which are arranged on a common shaft WE and are rotatable with this synchronously about a rotation axis DA. The rotation can either be done alternately in opposite directions or continued in the same direction of rotation. A double arrow on the left side of the figure symbolizes the alternating rotation of the two roller bodies WA1, WA2. The direction of the axis of rotation DA should be referred to as the axial direction AR.

Jeder der beiden Walzenkörper WA1, WA2 ist durch eine wärmeisolierende interne Trennwand BI in zwei Behälter unterteilt, wobei die Trennwände BI, welche die Behälter eines Walzenkörpers voneinander trennen, für beide Walzenkörper in gleicher Drehstellung bezüglich der Drehachse DA bzw. der Welle WE ausgerichtet sind.Everyone the two roller body WA1, WA2 is characterized by a heat insulating internal partition BI divided into two containers, wherein the partitions BI, which are the container of a roll body separate from each other, for both roll body in the same rotational position with respect to the axis of rotation DA or the shaft WE are aligned.

Der erste Walzenkörper WA1 enthält einen ersten Behälter B1 und einen zweiten Behälter B2, welche über eine Fluidleitung FL mit einem Ventil V12 untereinander verbunden sind. Der zweite Walzenkörper WA2 enthält einen dritten Behälter B3 und einen vierten Behälter B4, welche über eine Fluidleitung FL mit einem Ventil V34 verbunden sind. Der zweite Behälter B2 im ersten Walzenkörper WA1 und der dritte Behälter B3 im zweiten Walzenkörper WA2 sind über eine Fluidleitung mit einem Ventil V23 miteinander verbunden. Der erste Behälter B1 ist weiters über eine Fluidleitung FL und ein Eingangsventil VE mit einer Eingangsleitung EL verbunden, über welche dem Strömungspfad Arbeitsfluid AF zuführbar ist. Der vierte Behälter B4, welcher in dem skizzierten Beispiel der letzte Behälter im Verlauf des Strömungspfads sei, ist über eine Fluidleitung mit einem Ausgangsventil VA mit einer zu der Fluidsenke FS führenden Ausgangsleitung AL verbunden. Der Strömungspfad für das Arbeitsfluid ist damit gegeben durch die Eingangsleitung EL, das Eingangsventil VE, den ersten Behälter B1, das Ventil V12, den zweiten Behälter B2, das Ventil V23, den dritten Behälter B3, das Ventil V34, den vierten Behälter B4, das Ausgangsventil VA und die Ausgangsleitung AL sowie mehrere nicht im einzelnen bezeichnete Fluidleitungen FL. Die Anordnung der Fluidleitungen FL und der Ventile VE ist schematisch zu verstehen und soll lediglich den prinzipiellen Aufbau veranschaulichen. Im Realfall sind die Ventile und die Fluidleitungen vorzugsweise an anderer Stelle angeordnet, was an verschiedenen Beispielen noch veranschaulicht wird. Die Walzenkörper sind in einer in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht mit eingezeichneten Einrichtung angeordnet, welche ein kaltes Umgebungsvolumen mit einem auf einer niedrigeren Temperatur TL befindlichen Wärmeträgermedium WL und ein zweites Teilvolumen mit einem auf einer höheren Temperatur TH befindlichen Wärmeträgermedium WH enthält. Die Wärmeträgermedien sind nachfolgend auch einfach als Wärmeträger bezeichnet. Insbesondere für den auf der höheren Temperatur TH befindlichen Wärmeträger ist vorteilhafterweise das Volumen um die Walzenkörper deren Form mit geringer Volumendifferenz angepaßt. Das Umgebungsvolumen mit dem kälteren Wärmeträger WL kann gleichfalls an die Walzenform angepasst oder auch größer oder auch ganz offen sein. Vorzugsweise ist einer der Wärmeträger flüssig und der andere gasförmig. Beispielsweise kann der auf höherer Temperatur TH befindliche warme Wärmeträger WH durch Wasserdampf oder Heißluft und der kältere Wärmeträger WL auf der Temperatur TL durch Kühlwasser gebildet sein. Bei der Verwendung eines gasförmigen und eines flüssigen Wärmeträgers ist eine besonders einfache Trennung der beiden Umgebungsvolumina durch die Oberfläche des flüssigen Wärmeträgers gegeben und eine vorteilhafte thermische Abdichtung der beiden Umgebungsvolumina kann auf einfache Weise durch eine Abdichtung an der Oberfläche des flüssigen Wärmeträgers erfolgen, welche auch schwimmend auf dem flüssigen Wärmeträger aufliegen kann.The first roller body WA1 contains a first container B1 and a second container B2, which are connected to one another via a fluid line FL with a valve V12. The second roller body WA2 contains a third container B3 and a fourth container B4, which are connected via a fluid line FL to a valve V34. The second container B2 in the first roll body WA1 and the third container B3 in the second roll body WA2 are connected to each other via a fluid line with a valve V23. The first container B1 is further connected via a fluid line FL and an input valve VE with an input line EL, via which the working fluid AF can be supplied to the flow path. The fourth container B4, which in the sketched example is the last container in the course of the flow path, is connected via a fluid line to an outlet valve VA with an outlet line AL leading to the fluid sink FS. The flow path for the working fluid is given by the input line EL, the input valve VE, the first container B1, the valve V12, the second container B2, the valve V23, the third container B3, the valve V34, the fourth container B4, the Output valve VA and the output line AL and a plurality of not individually designated fluid lines FL. The arrangement of the fluid lines FL and the valves VE is to be understood schematically and is intended to illustrate only the basic structure. In the real case, the valves and the fluid lines are preferably arranged elsewhere, which is illustrated by different examples. The roller bodies are in an in 1 arranged for the sake of clarity not with marked means containing a cold ambient volume with a located at a lower temperature TL heat transfer medium WL and a second partial volume with a located at a higher temperature TH heat transfer medium WH. The heat transfer media are hereinafter also referred to simply as heat transfer. In particular, for the heat carrier located at the higher temperature TH, the volume around the roller bodies is advantageously adapted to their shape with a small volume difference. The ambient volume with the colder heat carrier WL can also be adapted to the roll shape or be larger or even completely open. Preferably, one of the heat transfer medium is liquid and the other is gaseous. For example, the heat carrier WH at a higher temperature TH may be formed by water vapor or hot air and the colder heat carrier WL may be formed at the temperature TL by cooling water. When using a gaseous and a liquid heat carrier, a particularly simple separation of the two ambient volumes through the surface of the liquid heat carrier is given and an advantageous thermal sealing of the two ambient volumes can be done in a simple manner by a seal on the surface of the liquid heat carrier, which also floating can rest on the liquid heat carrier.

Die Trennwände BI innerhalb der walzenförmigen Körper gehen vorteilhafterweise durch die Drehachse DA und unterteilen die walzenförmigen Körper in gleiche Teilvolumina als Behälter B1 bis B4. Die in axialer Richtung AR aufeinander folgenden walzenförmigen Körper können auch unterschiedliche Abmessungen in axialer Richtung oder in bezüglich der Drehachse radialer Richtung aufweisen. Vorzugsweise sind aber alle Behältervolumina gleich groß. Die den Umgebungsvolumina zuweisenden Behälterwände der walzenförmigen Körper sind vorteilhafterweise gut wärmeleitend, um einen guten Wärmetransport zwischen den Wärmeträgermedien und dem in den Behältern B1 bis B4 befindli chen Arbeitsfluid AF zu gewährleisten. Die walzenförmigen Körper können in Axialrichtung AR, wie dargestellt getrennt oder auch unmittelbar aneinander anschließend sein. Eine Wärmeisolierung in axialer Richtung ist nicht erforderlich, da die in axialer Richtung jeweils zueinander fluchtend angeordneten Behälter immer von dem jeweils gleichen Wärmeträgermedium umgeben sind, d. h. in der skizzierten Stellung sind die Behälter B1 und B3 in Wärmekontakt mit dem kalten Wärmeträger WL und die Behälter B2 und B4 sind in Wärmekontakt mit dem warmen Wärmeträgermedium WH.The dividing walls BI within the cylindrical bodies advantageously pass through the axis of rotation DA and subdivide the cylindrical bodies into equal partial volumes as containers B1 to B4. The successive in the axial direction AR cylindrical bodies may also have different dimensions in the axial direction or in the radial direction with respect to the axis of rotation. Preferably, however, all container volumes are the same size. The container volumes of the cylindrical bodies which are assigned to the environmental volumes are advantageously highly thermally conductive in order to ensure good heat transfer between the heat transfer media and the working fluid AF contained in the containers B1 to B4. The roller-shaped bodies can be separated in the axial direction AR, as shown, or also directly adjoining one another. A thermal insulation in the axial direction is not required because the arranged in the axial direction in each case aligned to one another containers are always surrounded by the same heat transfer medium, ie in the outlined position, the container B1 and B3 in thermal contact with the cold heat carrier WL and the container B2 and B4 are in thermal contact with the warm heat transfer medium WH.

Im Betrieb der Vorrichtung sind die walzenförmigen Körper der Vorrichtung nach 1 vorteilhafterweise während kurzer Bewegungsphasen zwischen zwei um 180° gegeneinander versetzten Dreh-Endstellungen gedreht und verweilen über einen gegenüber der Drehbewegung längeren Zeitabschnitt in jeweils einer der beiden Endstellungen.In operation of the device, the cylindrical bodies of the device are after 1 advantageously rotated during short movement phases between two mutually offset by 180 ° rotational end positions and linger over a longer relative to the rotational movement period in each one of the two end positions.

Die Ventile VE, V12, V23, V34 und VA haben jeweils eine vorgegebene Durchlaßrichtung und sperren in der anderen Richtung. Dies kann zum einen dadurch gegeben sein, dass die Ventile als Rückschlagventile ausgeführt sind und Druckgefälle nur in der für den Strömungspfad vorgesehenen Strömungsrichtung von der Eingangsleitung EL zu der Ausgangsleitung AL durch Öffnen der Ventile ausgleichen, hingegen Druckgefälle entgegen dieser Strömungsrichtung durch Sperren der Ventile aufrecht erhalten. Die Ventile können einzeln oder alle auch als steuerbare Ventile ausgeführt sein, wobei die Steuerung durch nicht gezeigte Steuermittel, beispielsweise mechanisch, elektrisch oder magnetisch erfolgen kann und das Öffnen der Ventile dabei zeitlich in Abhängigkeit von Drehbewegung und Drehstellung so erfolgt, dass Druckgefälle in Strömungsrichtung des Strömungspfads ausgeglichen und Druckgefälle entgegen der Strömungsrichtung des Strömungspfads aufrecht erhalten werden.The Valves VE, V12, V23, V34 and VA each have a preset value Forward direction and lock in the other direction. This can be given by the fact that the valves as check valves are executed and pressure gradient only in the for the flow path provided flow direction from the input line EL to the output line AL by opening Balancing the valves, on the other hand pressure gradient opposite this flow direction by locking the valves upright receive. The valves can be individually or all as well be executed controllable valves, the controller by control means not shown, for example mechanically, electrically or magnetically and opening the valves in time depending on rotational movement and rotational position This is done so that pressure gradient in the flow direction of the flow path balanced and pressure gradient against the flow direction of the flow path be maintained.

Bei der Erfindung wird ausgenutzt, dass sich ein Fluid bei Erwärmung ausdehnt und bei Abkühlung zusammen zieht bzw. bei konstantem Volumen sich der Druck des Fluids bei Erwärmung erhöht und bei Abkühlung verringert. Eine Erwärmung des Fluids erfolgt durch Einwirkung einer Wärmequelle, welche durch den auf der höheren Temperatur TH befindlichen Wärmeträger WH gegeben ist, eine Abkühlung des Fluids erfolgt durch Einwirkung einer Wärmesenke, welche durch den auf der niedrigeren Temperatur TL befindlichen Wärmeträger WL gegeben ist. Bei der in 1 skizzierten Anordnung ist das Arbeitsfluid AF zugleich das eine Veränderung von Temperatur, Druck und Volumen erfahrende Verdrängerfluid, auf welches die Wärmeträger von Wärmequelle bzw. Wärmesenke über die gut wärmeleitenden Behälterwände einwirken. In anderer Ausführung kann auch ein separates Verdrängerfluid vorgesehen sein, auf welches Wärmesenke und Wärmequelle einwirken und welches bei Temperaturänderung eine entsprechende Volumenänderung und/oder Druckänderung erfährt und diese auf das im Strömungspfad befindliche Arbeitsfluid überträgt.The invention makes use of the fact that a fluid expands when heated and contracts on cooling or, at a constant volume, the pressure of the fluid increases when heated and decreases on cooling. A heating of the fluid is effected by the action of a heat source, which is given by the heat carrier located at the higher temperature TH WH, a cooling of the fluid is effected by the action of a heat sink, which is given by the located at the lower temperature TL heat transfer medium WL. At the in 1 sketched arrangement, the working fluid AF is at the same time a change of temperature, pressure and volume experienced positive displacement fluid, which act on the heat transfer of heat source or heat sink on the well-heat-conducting container walls. In another embodiment, a separate displacement fluid may be provided, which act on the heat sink and heat source and which undergoes a corresponding change in volume and / or pressure change in temperature change and this transfers to the working fluid located in the flow path.

In der in 1 skizzierten Stellung der Vorrichtung mit den Behältern B1 und B3 unter Einwirkung der Wärmesenke, welche durch den auf der niedrigeren Temperatur befindlichen kalten Wärmeträger WL gebildet ist, und den Behältern B2 und B4 unter Einwirkung der Wärmequelle, welche durch den auf höherer Temperatur TH befindlichen warmen Wärmeträger WH gebildet ist, nimmt das Arbeitsfluid AF in den Behältern B1 und B3 während der Verweilzeit in dieser Stellung eine niedrigere Temperatur, insbesondere im wesentlichen die Temperatur TL der Wärmesenke in den Behältern B2 und B4 eine höhere Temperatur, insbesondere im wesentlichen die Temperatur TH der Wärmequelle ein. Die Temperatur des Arbeitsfluids kann grundsätzlich auch zwischen oberen und unteren Temperaturwerten liegen, welche von den Temperaturen von Wärmequelle und Wärmesenke stärker abweichen, wodurch die Zykluszeit verkürzt werden kann. Die Verdichtung des Arbeitsfluids je Arbeitszyklus ist aber effektiver bei größerer Temperaturvariation des Arbeitsfluids. Vorteilhafterweise sind die höchste TAmax und die tiefste TAmin Temperatur des Arbeitsfluids (bzw. eines Verdrängerfuids) um maximal 20%, insbesondere höchstens 10% der Temperaturdifferenz von Wärmequelle und Wärmesenke von diesen verschieden, (TAmin-TL) ≤ (TH-TL) 0,2 (bzw. 0,1), (TH-TAmax) ≤ (TH-TL) 0,2 (bzw. 0,1).In the in 1 outlined position of the device with the containers B1 and B3 under the action of the heat sink, which is formed by the lower temperature located cold heat carrier WL, and the containers B2 and B4 under the action of the heat source, which is located at the higher temperature TH warm heat carrier WH is formed, takes the working fluid AF in the containers B1 and B3 during the residence time in this position, a lower temperature, in particular substantially the temperature TL of the heat sink in the containers B2 and B4 a higher temperature, in particular substantially the temperature TH of the heat source one. In principle, the temperature of the working fluid may also be between upper and lower temperature values, which deviate more strongly from the temperatures of the heat source and the heat sink, as a result of which the cycle time can be shortened. However, the compression of the working fluid per duty cycle is more effective with greater temperature variation of the working fluid. Advantageously, the highest TAmax and the lowest TAmin temperature of the working fluid (or a Verdrängerfuids) by a maximum of 20%, in particular at most 10% of the temperature difference of heat source and heat sink of these different, (TAmin-TL) ≤ (TH-TL) 0, 2 (or 0.1), (TH-TAmax) ≤ (TH-TL) 0.2 (or 0.1).

Eine äquivalente Anordnung, anhand derer die Abfolge von Arbeitszyklen in zwei Teilzyklen noch näher veranschaulicht ist, ist in 2 und 3 als Schnittdarstellung mit einer durch die Drehachse DA verlaufenden vertikalen Schnittebene dargestellt. Angedeutet sind dabei auch eine Volumenbegrenzung durch eine Kammer KL des Umgebungsvolumens mit dem kälteren Wärmeträger WL und eine Volumenbegrenzung durch eine Kammer KH für das wärmere Umgebungsvolumen mit dem wärmeren Wärmeträger WH.An equivalent arrangement illustrating the sequence of duty cycles in two subcycles is shown in FIG 2 and 3 shown as a sectional view with a running through the axis of rotation DA vertical cutting plane. Also indicated here are a volume limitation by a chamber KL of the surrounding volume with the colder heat carrier WL and a volume limitation by a chamber KH for the warmer ambient volume with the warmer heat carrier WH.

Die Behälter seien bei der in 2 und 3 skizzierten Vorrichtung auf einer Hohlwelle WV angeordnet, innerhalb welcher die Ventile untergebracht sind. Die im Strömungspfad aufeinander folgenden Behälter und die Ventile sind in 2 und 3 mit denselben Bezeichnungen versehen wie die Behälter und Ventile in 1. 2. zeigt die Drehstellung der Vorrichtung in der zu 1 äquivalenten Stellung. 3 zeigt eine um 180° gegen die Drehachse DA gedrehte Stellung der Behälter samt Ventilen in der Hohlwelle WV. Soweit es sich bei den Ventilen um steuerbare Ventile handelt, können diese innerhalb der Hohlwelle bequem mechanisch mit in Richtung der Drehachse verlaufenden Schiebern oder Zugmitteln oder elektrisch, jeweils vorteilhafterweise durch seitlich gegen die walzenförmigen Körper und die Umgebungsvolumina versetzten Steuereinrichtungen betätigt werden.The containers are at the in 2 and 3 sketched device arranged on a hollow shaft WV, within which the valves are housed. The folks in the flow path container and the valves are in 2 and 3 provided with the same names as the tanks and valves in 1 , 2 , shows the rotational position of the device in the 1 equivalent position. 3 shows a rotated by 180 ° against the axis of rotation DA position of the container, including valves in the hollow shaft WV. Insofar as the valves are controllable valves, they may conveniently be actuated mechanically within the hollow shaft with slides or traction means running in the direction of the axis of rotation or electrically, in each case advantageously by control devices offset laterally against the cylindrical bodies and the environmental volumes.

Als Arbeitsfluid und, soweit getrennt vorhanden, Verdrängerfluid sei im folgenden ein Gas, insbesondere Luft verstanden. Synonym zu Arbeitsfluid ist daher im folgenden auch der Begriff Arbeitsgas gebraucht. Es sei angenommen, dass die maximale Temperatur des Arbeitsfluids TAmax ungefähr gleich TH, die minimale Temperatur TAmin ungefähr gleich TL ist. Die Erläuterungen gelten in analoger Weise für TAmax, TAmin anstelle von TH, TL, wenn erstere stärker verschieden sind von letzteren.When Working fluid and, if present separately, positive displacement fluid in the following a gas, in particular air understood. synonym to working fluid is therefore also the term working gas in the following second hand. It is assumed that the maximum temperature of the working fluid TAmax approximately equal to TH, the minimum temperature TAmin is about equal to TL. The explanations apply analogously for TAmax, TAmin instead of TH, TL, if the former are more different from the latter.

In der in 1 und 2 dargestellten Drehposition der Vorrichtung, welche in einem ersten von zwei Teilzyklen eines Arbeitszyklus der Vorrichtung eingenommen und für eine Verweilzeit beibehalten wird, befindet sich das gasförmige Arbeitsfluid AF in den Behältern B1 und B3 gegen Ende der Verweilzeit im wesentlichen auf der niedrigeren Temperatur TL und das Arbeitsgas in den Behältern B2 und B4 im wesentlichen auf der höheren Temperatur TH entsprechend den Temperaturen der die Behälter jeweils umgebenden unterschiedlichen Wärmeträger WL bzw. WH. Bei der Abkühlung des Arbeitsgases im Behälter B1 und der damit verbundenen Verringerung von Druck und/oder Volumen des Arbeitsgases strömt über das Eingangsventil VE Arbeitsgas aus der Fluidquelle FQ nach, so dass sich in dem Behälter B1 das Fluid auf der Temperatur TL und einem Druck P1L befindet. Der Druck P1L im wesentlichen ist gleich dem Druck PQ des Arbeitsgases in der Fluidquelle FQ, welches bei der durch Abkühlung im Behälter B1 eintretenden Druckverringerung über das Eingangsventil VE nachströmt. Sofern das Eingangsventil VE ein gesteuertes Ventil ist, wird dieses vorzugsweise erst gegen Ende des Teilzyklus, bei welchem sich der Behälter B1 im kalten Wärmeträger WL befindet, geöffnet, um ein Rückströmen von Arbeitsgas aus dem Behälter B1 zur Fluidquelle zuverlässig zu vermeiden. Die Gasmenge des Arbeitsgases im Behälter B1 beim Druck P1L (=PQ) und der Temperatur TL sei mit M1L bezeichnet.In the in 1 and 2 shown rotational position of the device, which is taken in a first of two part cycles of a working cycle of the device and maintained for a residence time, the gaseous working fluid AF is in the containers B1 and B3 towards the end of the residence time substantially at the lower temperature TL and the working gas in the containers B2 and B4 substantially at the higher temperature TH corresponding to the temperatures of the containers respectively surrounding different heat carrier WL and WH. During the cooling of the working gas in the container B1 and the associated reduction of pressure and / or volume of the working gas flows via the input valve VE working gas from the fluid source FQ, so that in the container B1, the fluid at the temperature TL and a pressure P1L located. The pressure P1L is substantially equal to the pressure PQ of the working gas in the fluid source FQ, which flows on the inlet valve VE at the pressure reduction occurring in the container B1 by cooling. If the input valve VE is a controlled valve, this is preferably only at the end of the subcycle, in which the container B1 is in the cold heat carrier WL, opened to reliably prevent backflow of working gas from the container B1 to the fluid source. The gas amount of the working gas in the container B1 at the pressure P1L (= PQ) and the temperature TL is denoted by M1L.

Im Behälter B3 stellt sich bei der Abkühlung des Arbeitsgases ein Druck P3L ein, wobei beim Absinken des Drucks P31 in dem Behälter B3 unter den Druck P2H im Behälter B2 Arbeitsfluid aus dem Behälter B2 über das Ventil V23 in den Behälter B3 überströmt, bis die Gasdrucke in den Behältern wieder im wesentlichen angeglichen sind. Ein Strom von Arbeitsfluid in Gegenrichtung von dem Behälter B3 zum Behälter B2 ist durch das Ventil V23 verhindert. Die Gasmenge im Behälter B3 am Ende der Verweilzeit des ersten Teilzyklus sei mit M3L bezeichnet.in the Container B3 rises during the cooling of the Working gas a pressure P3L, wherein when the pressure drops P31 in the container B3 under the pressure P2H in the container B2 working fluid from the container B2 via the valve V23 is poured into tank B3 until the gas pressures in the containers are again substantially equalized are. A stream of working fluid in the opposite direction from the container B3 to the tank B2 is prevented by the valve V23. The Gas volume in tank B3 at the end of the dwell time of the first Subcycle is called M3L.

In dem Behälter B2, welcher unter der Einwirkung der Wärmequelle mit der Temperatur TH steht, nimmt das Arbeitsgas gegen Ende der Verweilzeit in dieser Position im wesentlichen die Temperatur TH des Wärmeträgers WH an. Der Behälter B2 war im zweiten Teilzyklus des vorangegangenen Arbeitszyklus an der Position des Behälters B1 und enthielt beim Einnehmen der in 2 skizzierten Position anfänglich damit eine Gasmenge gleich M1L mit der Temperatur TL und dem Druck P1L.In the container B2, which is under the action of the heat source with the temperature TH, the working gas at the end of the residence time in this position substantially assumes the temperature TH of the heat carrier WH. The container B2 was in the second part cycle of the previous cycle at the position of the container B1 and contained when ingested in 2 initially sketched a gas quantity equal to M1L with the temperature TL and the pressure P1L.

Durch Erwärmen des Arbeitsgases im Behälter B2 während des Verweilzeit in der in 2 skizzierten Position unter Einwirkung der Wärmequelle auf den Behälter B2 bzw. das in diesem befindliche Arbeitsgas nimmt das Arbeitsgas im wesentlichen die höhere Temperatur TH an, wobei bei Erwärmung und Abkühlung jeweils das Behältervolumen als konstant angenommen sei. Durch die Erwärmung des Arbeitsgases im Behälter B2 erhöht sich der Druck des Arbeitsgases im Behälter B2. Ein dabei entstehendes Druckgefälle entgegen der Strömungsrichtung vom Behälter B2 zum Behälter B1 wird durch das in dieser Richtung sperrende Ventil V12 aufrecht erhalten. Ein Druckgefälle in Strömungsrichtung zwischen dem Behälter B2 und dem stromabwärts angeordneten Behälter B3 wird durch das Ventil V23 ausgeglichen, wobei Arbeitsfluid von dem Behälter B2 über das Ventil V23 in den Behälter B3 überströmt, bis das Druckgefälle von B2 nach B3 im wesentlichen ausgeglichen ist. Das aus dem Behälter B2 in den Behälter B3 überströmende Arbeitsfluid wird in dem Behälter B3 zugleich wieder auf die niedrigere Temperatur abgekühlt. Das Ventil V23 kann gegen Ende der Verweilzeit der skizzierten Position geöffnet werden, ist aber vorzugsweise über den überwiegenden oder insbesondere weitgehend vollständigen Zeitabschnitt der Verweildauer der Vorrichtung in der skizzierten Position geöffnet. Gegen Ende der Verweilzeit der Vorrichtung in der in 2 skizzierten Position stellt sich damit in dem Behälter B2 eine Fluidmenge M2H auf der Temperatur TH und im Behälter B3 eine Fluidmenge M3L auf der Temperatur TL ein, wobei die Drücke P2H im Behälter B2 und P31 im Behälter B3 durch das Ventil V23 ausgeglichen sind. Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen TH und TL ist die Gasmenge M2H im Behälter B2 geringer als im Behälter B3. Der Fluiddruck P2H=P3L in den Behältern B2 und B3 ist höher als in dem Behälter B1.By heating the working gas in the container B2 during the residence in the in 2 sketched position under the action of the heat source on the container B2 and the working gas located in this working gas takes substantially the higher temperature TH, wherein upon heating and cooling, respectively, the container volume was assumed to be constant. By heating the working gas in the container B2, the pressure of the working gas in the container B2 increases. A resulting pressure gradient opposite to the flow direction from the container B2 to the container B1 is maintained by the valve V12 blocking in this direction. A pressure gradient in the flow direction between the container B2 and the downstream container B3 is compensated by the valve V23, wherein working fluid flows from the container B2 via the valve V23 into the container B3 until the pressure gradient from B2 to B3 is substantially balanced. The working fluid flowing from the container B2 into the container B3 is simultaneously cooled again in the container B3 to the lower temperature. The valve V23 can be opened toward the end of the residence time of the position outlined, but is preferably opened over the predominant or, in particular, substantially complete period of the residence time of the device in the position outlined. Towards the end of the residence time of the device in the in 2 sketched position thus sets in the container B2 a fluid quantity M2H at the temperature TH and in the container B3 a fluid quantity M3L at the temperature TL, the pressures P2H in the container B2 and P31 in the container B3 being compensated by the valve V23. Due to the different temperatures TH and TL, the amount of gas M2H in the container B2 is lower than in the container B3. The fluid pressure P2H = P3L in the tanks B2 and B3 is higher than in the tank B1.

Die Erwärmung des Arbeitsfluids AF im Behälter B4 in der 2 skizzierten Position bewirkt für die Gasmenge in diesem Behälter, der im zweiten Teilzyklus des vorangegangenen Arbeitszyklus unter der Einwirkung der Wärmesenke mit dem kälteren Wärmeträger WL stand und deshalb zu Beginn des Teilzyklus mit der in 2 skizzierten Position die Fluidmenge M3L enthält eine Erhöhung von Druck und Temperatur des Arbeitsgases, wobei der sich dabei einstellende höhere Druck P4H im Behälter B4 über das Ausgangsventil VA an den Enddruck PS in einem als Fluidsenke FS angenommenen Gasdruckbehälter DB angleicht und auf diesen begrenzt ist. Beim Ansteigen des Fluiddrucks P4H im Behälter B4 über den Ausgangsdruck PS in der Fluidsenke FS strömt daher Fluid aus dem Behälter B4 in Richtung des stromabwärts gerichteten Druckgefälles über das Ausgangsventil VA in die Fluidsenke. Ein Druckgefälle zwischen dem Druck P4H im Behälter B4 und dem entgegen der Strömungsrichtung, d. h. stromaufwärts des Strömungspfads angeordneten Behäl ter B3 mit dem Fluiddruck P3L bleibt wegen der sperrenden Wirkung des Ventils V34 aufrecht erhalten.The heating of the working fluid AF in Be container B4 in the 2 sketched position causes for the amount of gas in this container, which was in the second part cycle of the previous cycle under the action of the heat sink with the colder heat carrier WL and therefore at the beginning of the subcycle with in 2 sketched position, the amount of fluid M3L contains an increase in pressure and temperature of the working gas, the adjusting thereby adjusting higher pressure P4H in the container B4 via the output valve VA to the final pressure PS in a presumed as a fluid sink FS gas pressure tank DB and is limited to this. As the fluid pressure P4H in the reservoir B4 rises above the outlet pressure PS in the fluid sink FS, fluid therefore flows from the reservoir B4 in the direction of the downstream pressure gradient via the outlet valve VA into the fluid sink. A pressure difference between the pressure P4H in the container B4 and the opposite to the flow direction, ie arranged upstream of the flow path Behäl ter B3 with the fluid pressure P3L remains maintained because of the blocking action of the valve V34.

Am Ende des durch die Position nach 2 repräsentierten ersten Teilzyklus eines Arbeitszyklus der Vorrichtung werden die Behälter B1 bis B4 mit der Hohlwelle WV und den Ventilen um die Drehachse DA in eine in 3 skizzierte Position gedreht, in welcher sich während der Verweildauer eines zweiten Teilzyklus eines Arbeitszyklus der erste Behälter B1 und der dritte Behälter B3 unter Einwirkung der Wärmequelle mit dem Wärmeträger WH und der zweite Behälter B2 und der vierte Behälter B4 unter der Einwirkung der Wärmesenke mit dem kälteren Wärmeträger WL befinden. Durch Erwärmung des Arbeitsfluids im Behälter B1 auf die Temperatur TH steigt im Behälter B1 der Druck des Arbeitsfluids von zuvor P1L auf einen höheren Wert P1H, wobei ein dabei entstehendes Druckgefälle stromaufwärts gegen den Druck PQ der Fluidquelle FQ aufgrund der sperrenden Wirkung des Ventils VE erhalten bleibt. Gleichzeitig steigt im Behälter B3 mit der Erwärmung des Arbeitsfluids auf die Temperatur TH in diesem Behälter der Druck von zuvor P3L auf einen höheren Wert P3H.At the end of the position 2 Represented first part cycle of a working cycle of the device, the container B1 to B4 with the hollow shaft WV and the valves about the axis of rotation DA in a in 3 rotated position in which, during the residence time of a second part cycle of a working cycle of the first container B1 and the third container B3 under the action of the heat source with the heat carrier WH and the second container B2 and the fourth container B4 under the action of the heat sink with the colder Heat carrier WL are located. By heating the working fluid in the container B1 to the temperature TH increases in the container B1, the pressure of the working fluid from P1L previously to a higher value P1H, wherein a resulting pressure gradient is maintained upstream against the pressure PQ of the fluid source FQ due to the blocking effect of the valve VE , At the same time, in the container B3, with the heating of the working fluid to the temperature TH in this container, the pressure of previously P3L rises to a higher value P3H.

Im Behälter B2 sinkt bei Abkühlung des Arbeitsfluids auf die Temperatur TL der Druck in diesem Behälter von zuvor P2H (=P3L) auf einen niedrigeren Wert P2L und im Behälter B4 sinkt bei Abkühlung des Arbeitsfluids der Druck in diesem Behälter von zuvor P4H auf einen niedrigeren Wert P4L. Ein bei der Temperaturveränderung auftretendes Druckgefälle zwischen dem Behälter B3 und dem Behälter B2 stromaufwärts der vorgegebenen Strömungsrichtung des Strömungspfads bleibt durch die sperrende Wirkung des Ventils V23 aufrecht erhalten. Ebenso aufrecht erhalten bleibt ein Druckgefälle zwischen dem Ausgangsdruck PS des Druckbehälters der Fluidsenke und dem stromaufwärts angeordneten Behälter B4 aufgrund der sperrenden Wirkung des Ventils VA.in the Container B2 drops on cooling of the working fluid to the temperature TL the pressure in this tank of previously P2H (= P3L) to a lower value P2L and in the container B4 drops as the working fluid cools, the pressure in this Container from previously P4H to a lower value P4L. A pressure gradient occurring during the temperature change between the container B3 and the container B2 upstream the predetermined flow direction of the flow path is maintained by the blocking effect of valve V23. Also maintains a pressure gradient between the outlet pressure PS of the pressure vessel of the fluid sink and the upstream container B4 due the blocking effect of the valve VA.

Der zwischen dem im Behälter B1 bei der Erwärmung des Arbeitsfluids ansteigenden Druck P1H und dem im Behälter B2 durch Abkühlung des Arbeitsfluids absinkenden Druck P2L findet über das Ventil V12 ein Ausgleich eines Druckgefälles von B1 nach B2 statt, so dass am Ende des zweiten Teilzyklus eines Arbeitszyklus die Drücke P1H und P2L in den Behältern B1 bzw. B2 im wesentlichen gleich sind. In entsprechender Weise findet zwischen dem Behälter B3 und dem Behälter B4 ein Ausgleich des im Behälter B3 ansteigenden Drucks P3H und des im Behälter B4 sinkenden Drucks P4L über das Ventil V34 statt, so dass am Ende des zweiten Teilzyklus P3H=P4L gilt. Es findet somit dem in 3 skizzierten zweiten Teilzyklus eines Arbeitszyklus ein Überströmen von Arbeitsfluid von dem Behälter B1 in den Behälter B2 und von dem Behälter B3 in den Behälter B4, jeweils in vorgegebener Strömungsrichtung des Strömungspfads statt, so dass sich in den Behältern B1 bis B4 die zu diesen jeweils eingezeichneten Fluidmengen M1H, M2L, M3H, M4L einstellen, wobei wegen der ausgeglichenen Drücke zwischen B1 und B2 bzw. zwischen B3 und B4 und der unterschiedlichen Temperaturen der druckausgeglichenen Behälter die Mengenrelationen M1H<M2L und M3H<M4L ergeben.The pressure P1H rising in the container B1 during the heating of the working fluid and the pressure P2L sinking in the container B2 due to cooling of the working fluid is compensated by the valve V12 for a pressure gradient from B1 to B2, so that at the end of the second partial cycle of one working cycle the pressures P1H and P2L in the containers B1 and B2 are substantially equal. Correspondingly, between the container B3 and the container B4, a balance of the pressure P3H rising in the container B3 and the pressure P4L sinking in the container B4 takes place via the valve V34, so that P3H = P4L at the end of the second partial cycle. It thus finds the in 3 sketched second part cycle of a working cycle an overflow of working fluid from the container B1 into the container B2 and from the container B3 into the container B4, respectively in a predetermined flow direction of the flow path instead, so that in the containers B1 to B4 to each of these drawn fluid quantities M1H, M2L, M3H, M4L, and because of the balanced pressures between B1 and B2 or between B3 and B4 and the different temperatures of the pressure-balanced containers, the quantities M1H <M2L and M3H <M4L.

Nach der Verweilzeit der Vorrichtung in der 3 skizzierten Position des zweiten Teilzyklus eines Arbeitszyklus beginnt ein neuer Arbeitszyklus, wobei die Vorrichtung in einem zeitlich kurzen Bewegungsabschnitt des ersten Teilzyklus des neuen Arbeitszyklus in die in 2 skizzierte Position gedreht wird und für eine Verweilzeit über einen gegenüber dem Bewegungsabschnitt zeitlich längeren Zeitabschnitt des ersten Teilzyklus in dieser Position verweilen. Dabei stellen sich gegen Ende der Verweildauer die bereits zu 2 beschriebenen Temperatur-, Druck- und Mengenverhältnisse des Arbeitsfluids in den verschiedenen Behältern ein wobei während des ersten Teilzyklus des neuen Arbeitszyklus Arbeitsfluid aus der Fluidquelle in den Behälter B1, von dem Behälter B2 in den Behälter B3 und vom Behälter B4 in die Fluidsenke überströmt.After the residence time of the device in the 3 sketched position of the second part cycle of a work cycle begins a new work cycle, wherein the device in a time-short movement section of the first part cycle of the new work cycle in the in 2 sketched position is rotated and dwell for a dwell over a longer time relative to the movement portion of the first part cycle in this position. At the end of the stay they are already increasing 2 described during the first part cycle of the new working cycle working fluid flows from the fluid source into the container B1, from the container B2 into the container B3 and from the container B4 in the fluid sink described temperature, pressure and quantitative ratios of the working fluid in the various containers.

Die Zuordnung der 2 zu einem ersten Teilzyklus und der 3 zu einem zweiten Teilzyklus ist wegen der zyklischen Arbeitsweise willkürlich und kann auch umgekehrt sein. Die Dauer eines Arbeitszyklus bzw. der Teilzyklen kann unabhängig von den Temperaturwerten fest oder durch temperaturunabhängige Parameter vorgegeben werden, z. B. als Zeitwert in einer Steuereinrichtung. Ein Wechsel zwischen zwei aufeinander folgenden Teilzyklen kann auch von Temperaturwerten oder Temperaturdifferenzen, Druckwerten oder Druckdifferenzen abhängig sein, wofür z. B. Temperatur und/oder Drucksensoren in der Vorrichtung angeordnet sein können.The assignment of 2 to a first subcycle and the 3 to a second subcycle is arbitrary because of the cyclic operation and may be the other way around. The duration of a working cycle or the sub-cycles can be specified independently of the temperature values fixed or by temperature-independent parameters, eg. B. as a time value in a control device. A change between two successive partial cycles can also be dependent on temperature values or temperature differences, pressure values or pressure differences, for which, for. B. temperature and / or pressure sensors can be arranged in the device.

4 zeigt mit Blickrichtung in axialer Richtung der Drehachse DA einen Schnitt durch eine Anordnung nach 3 mit Behältern B1 und B2 sowie den die Behälter untereinander und mit der Fluidquelle bzw. dem nachfolgenden Behälter verbindenden Ventilen VE bzw. V23 innerhalb der Hohlwelle WV. 4 shows with a view in the axial direction of the axis of rotation DA a section through an arrangement 3 with containers B1 and B2 as well as the valves VE and V23 connecting the containers with each other and with the fluid source or the following container within the hollow shaft WV.

Angedeutet ist zusätzlich eine Begrenzung KH eines den Walzenkörper WA1 umgebende und diesem durch eine Wölbung angepaßte Begrenzung KH eines Umgebungsvolumens für einen warmen Wärmeträger WH und eine weitere Begrenzung KL, welche in analoger Weise den Walzenkörper WA1 unten umgibt und gleichfalls diesem durch halbkreisförmige Wölbung in der Form angepaßt ist und ein Umgebungsvolumen für einen kalten Wärmeträger WL begrenzt. Die Umgebungsvolumina für den warmen Wärmeträger WH und den kalten Wärmeträger WL sind durch Isolierungskörper KI voneinander getrennt, wobei diese Isolierungskörper bei einem flüssigen kalten Wärmeträger WL und einem gasförmigen warmen Wärmeträger WH vorteilhafterweise auch als Schwimmkörper ausgeführt sein könnten. Die Isolierkörper KI zwischen den beiden Umgebungsvolumina bewirken vorteilhafterweise, dass kein direkter Wärmeübergang zwischen den beiden Wärmeträgern WH und WL und insbesondere auch keine Kondensation eines beispielsweise durch Wasserdampf gebildeten warmen Wärmeträgers WH an der Oberfläche eines durch Wasser gebildeten kalten Wärmeträgers WL erfolgen kann.implied In addition, there is a boundary KH of the roll body WA1 surrounding and adapted by a vault Limitation KH of an ambient volume for a warm heat transfer medium WH and a further limitation KL, which in an analogous way the Roller body WA1 surrounds below and also this through Semicircular curvature adapted in the form is and an ambient volume for a cold heat carrier WL limited. The ambient volumes for the warm heat carrier WH and the cold heat carrier WL are through insulation bodies KI separated, these isolation body with a liquid cold heat carrier WL and a gaseous warm heat carrier WH advantageously also designed as a floating body could be. The insulator KI between the two Ambient volumes effect advantageously that no direct Heat transfer between the two heat carriers WH and WL and in particular no condensation of an example steam formed by warm heat carrier WH on the surface of a cold heat carrier formed by water WL can be done.

5 zeigt in zu 1 analoger Ansicht mit gleicher Bezeichnung der Ventile eine Vorrichtung, bei welcher in zwei Walzenkörpern WT1, WT2 wiederum Arbeitsgasvolumina BA1, BA2, BA3 und BA4 in der zu den Behältern B1 bis B4 in 1 geschilderten Art unter Einfügen von Fluidleitungen mit Ventilen zu einem Strömungspfad für ein Arbeitsfluid AF zwischen einer Fluidquelle FQ und einer Fluidsenke FS zusammengefügt sind. Die Arbeitsfluid-Volumina BA1, BA2 bzw. BA3, BA4 der walzenförmigen Körper sind durch Trennwände BI voneinander getrennt. 5 indicates in 1 Analogous view with the same name of the valves, a device in which in two roll bodies WT1, WT2 turn working gas volumes BA1, BA2, BA3 and BA4 in the to the containers B1 to B4 in 1 with the introduction of fluid lines with valves to a flow path for a working fluid AF between a fluid source FQ and a fluid sink FS are joined together. The working fluid volumes BA1, BA2 and BA3, BA4 of the cylindrical bodies are separated by partitions BI.

Im Unterschied zu der Anordnung nach 1 sind bei der Anordnung nach 5 die durch die Trennwände BI gebildeten Halbräume der walzenförmigen Körper WT1, WT2 nicht vollständig von dem Arbeitsgas AF eingenommen, sondern durch flexible Membranen ME1, ME2, ME3 und ME4 unterteilt. Die Volumina der durch die Trennwände BI in den Walzenkörpern gebildeten Halbräume seien als gleich groß und als im wesentlichen temperaturunabhängig angenommen. Die Membran ME1 trennt in einem ersten Halbraum des Walzenkörpers WT1 dessen Halbraum-Volumen in ein Teilvolumen BA1 für das Arbeitsfluid und ein Teilvolumen BV1 für ein Verdrängerfluid, wobei die beiden Teilvolumina BA1 und BV1 variabel, in der Summe aber konstant seien. In entsprechender Weise teilt die Membran ME2 den weiteren Halbraum des ersten Walzenkörpers in ein Teilvolumen BA2 für das Arbeitsfluid und ein Teilvolumen BV2 für ein Verdrängerfluid. Der zweite Walzenkörper WT2 sei als gleich zum Walzenkörper WT1 aufgebaut angenommen, wobei eine Membran ME3 eine Unterteilung eines ersten Halbraumes in ein Teilvolumen BA3 für das Arbeitsfluid und ein Teilvolumen BV3 für ein Verdrängerfluid und eine Membran ME4 eine Unterteilung des zweiten Halbraums in ein Teilvolumen BA4 für das Arbeitsfluid und ein Teilvolumen BV4 für ein Verdrängerfluid unterteilt, wobei Arbeitsfluid und Verdrängerfluid in den aneinander grenzenden Teilvolumina jeweils durch die Membranen voneinander getrennt sind.Unlike the arrangement after 1 are in the arrangement after 5 the half-spaces of the cylindrical bodies WT1, WT2 formed by the dividing walls BI are not completely occupied by the working gas AF but divided by flexible membranes ME1, ME2, ME3 and ME4. The volumes of the half-spaces formed by the dividing walls BI in the roll bodies are assumed to be the same size and substantially independent of temperature. The membrane ME1 separates in a first half-space of the roll body WT1 whose half-space volume into a partial volume BA1 for the working fluid and a partial volume BV1 for a displacement fluid, wherein the two sub-volumes BA1 and BV1 are variable, but in the sum constant. In a corresponding manner, the membrane ME2 divides the further half space of the first roll body into a partial volume BA2 for the working fluid and a partial volume BV2 for a positive displacement fluid. The second roll body WT2 is assumed to be constructed as equal to the roll body WT1, wherein a membrane ME3 divides a first half-space into a partial volume BA3 for the working fluid and a partial volume BV3 for a displacement fluid and a membrane ME4 divides the second half-space into a partial volume BA4 subdivides the working fluid and a partial volume BV4 for a positive displacement fluid, wherein working fluid and positive displacement fluid in the adjacent partial volumes are separated from each other by the membranes.

Die Wärmequelle mit der Temperatur TH und die Wärmesenke mit der Temperatur TL wirken auf das Verdrängerfluid in den jeweiligen Teilvolumina BV1, BV2, BV3, BV4 ein und bewirken bei Erwärmung des Verdrängerfluids einen Anstieg von Druck und Volumen, bei Abkühlen des Verdrängerfluids eine Verringerung von Druck und Volumen des Verdrängerfluids. Durch die Flexibilität der Membranen ME1 bis ME4 übertragen sich die Fluiddrücke des Verdrängerfluids in den von dem Verdrängerfluid eingenommenen Teilvolumina jeweils auf das Arbeitsfluid in den über die Membranen jeweils angrenzenden Teilvolumina BA1 bis BA4 des Arbeitsfluids.The Heat source with the temperature TH and the heat sink with the temperature TL act on the displacer in the respective sub-volumes BV1, BV2, BV3, BV4 and cause upon heating of the displacement fluid an increase of pressure and volume, upon cooling of the displacement one Reduction of pressure and volume of the displacement fluid. Transmitted by the flexibility of the membranes ME1 to ME4 the fluid pressures of the displacement fluid in the partial volumes occupied by the displacer fluid, respectively on the working fluid in the over the membranes respectively adjacent sub-volumes BA1 to BA4 of the working fluid.

In dem Beispiel nach 5 haben sowohl die Teilvolumina BV1 bis BV4 des Verdrängerfluids als auch die Teilvolumina BA1 bis BA4 des Arbeitsfluids Kontakt zu den Wärmeträgern WH bzw. WL von Wärmequelle bzw. Wärmesenke. Wesentlich ist insbesondere der Wärmekontakt zwischen Teilvolumina BV1 bis BV4 des Verdrängerfluids zu Wärmequelle bzw. Wärmesenke. Der Wärmekontakt von Wärmequelle bzw. Wärmesenke mit den Teilvolumina des Arbeitsfluids sei demgegenüber nachrangig.In the example below 5 Both the partial volumes BV1 to BV4 of the displacement fluid and the partial volumes BA1 to BA4 of the working fluid are in contact with the heat carriers WH and WL of the heat source and the heat sink, respectively. In particular, the thermal contact between partial volumes BV1 to BV4 of the displacement fluid to heat source or heat sink is essential. The thermal contact of the heat source or heat sink with the partial volumes of the working fluid is, on the other hand, subordinate.

Eine Vorrichtung mit Unterteilung von Räumen konstanten Volumens in Teilvolumina für Arbeitsfluid und Verdrängerfluid mittels verschiebbarer Trennflächen, insbesondere flexibler Membranen ist insbesondere von Vorteil, wenn das Verdrängerfluid zwischen dem Zustand bei der Temperatur TL und dem Zustand bei der Temperatur TH eine wesentlich größere Änderung von Volumen und/oder Druck zeigt als das Arbeitsfluid. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn das Verdrängerfluid so gewählt ist, dass zwischen den Temperaturen TL und TH nicht nur eine Ausdehnung des Fluids in einem Aggregatzustand erfolgt, sondern wenn das Verdrängerfluid zugleich zwischen den beiden Zuständen bei Erwärmung verdampft bzw. bei Abkühlung in die flüssige Phase kondensiert. Da die Druckverhältnisse in den einzelnen Teilvolumina unterschiedlich sind, insbesondere der Druck entlang des Strömungspfads zunimmt, können in den einzelnen Teilvolumina BV1 bis BV4 für das Verdrängerfluid unterschiedliche Mengen von Verdrängerfluid und/oder unterschiedliche Verdrängerfluide oder Mischungen vorgesehen sein.A device with subdivision of spaces of constant volume into partial volumes for working fluid and displacing fluid by means of displaceable parting surfaces, in particular flexible membranes is particularly advantageous if the displacing fluid between the state at the temperature TL and the state at the temperature TH a much larger change of volume and / or pressure indicates as the working fluid. This may in particular be the case if the displacement fluid is selected so that between the temperatures TL and TH not only an expansion of the fluid takes place in an aggregate state, but if the displacement fluid simultaneously evaporates between the two states when heated or when cooled in the liquid phase condenses. Since the pressure conditions in the individual sub-volumes are different, in particular the pressure along the flow path increases, different amounts can be present in the individual sub-volumes BV1 to BV4 for the displacing fluid Be provided amounts of displacement fluid and / or different displacement fluids or mixtures.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach 5 ist äquivalent zu der Wirkungsweise der 1 mit dem wesentlichen Unterschied, dass das Verdrängerfluid nicht weiter transportiert wird und in den einzelnen Teilvolumina bleibt.The operation of the device after 5 is equivalent to the mode of action of 1 with the essential difference that the displacement fluid is not transported further and remains in the individual sub-volumes.

In 6 ist in zu 4 analoger Ansicht eine Ausführungsform skizziert, bei welcher ein rotationssymmetrischer Walzenkörper WKD um die Drehachse DA in drei Segmente unterteilt ist, deren Volumina konstant und vorzugsweise untereinander gleich seien. Die Segmente sind in zu 5 entsprechender Weise mittels flexibler Membranen ME61, ME62 und ME63 in Teilvolumina A61, A62, A63 für ein Arbeitsfluid und G61, G62, G63 für ein Verdrängerfluid unterteilt. Das Arbeitsfluid-Teilvolumen A61 eines ersten Segments K61 sei über ein Ventil V612 mit dem Arbeitsfluid-Teilvolumen A62 des Segments K62 verbunden, wobei die Verbindung unidirektional von dem Arbeitsfluid-Teilvolumen A61 zum Arbeitsfluid-Teilvolumen A62 gerichtet ist und das Ventil in Gegenrichtung sperrt. Das Arbeitsfluid-Teilvolumen A62 sei über ein Ventil V623 mit dem Arbeitsfluid-Teilvolumen A63 des Segments K63 verbunden, wobei wiederum das Ventil V623 eine Strömung von Arbeitsfluid nur aus dem Teilvolumen A62 in das Teilvolumen A63 zuläßt. Arbeitsfluid kann aus einer Fluidquelle oder aus einem im Verlauf eines Strömungspfads vor dem Teilvolumen A61 liegenden Arbeitsfluid-Teilvolumen in das Teilvolumen A61 über ein Ventil VDE einströmen. Ein Fluidstrom in entgegen gesetzter Richtung ist durch das Ventil VDE blockiert. Aus dem Arbeitsfluid-Teilvolumen A63 kann Arbeitsfluid über ein Ventil VDA zu einer Ausgangsleitung oder einem im Strömungspfad nachfolgenden Arbeitsfluid-Teilvolumen strömen. Das Ventil VDE blockiert einen Strom von Arbeitsfluid in entgegen gesetzter Richtung in das Teilvolumen A63 hinein.In 6 is in too 4 an analogous view sketched an embodiment in which a rotationally symmetrical roll body WKD is divided about the axis of rotation DA into three segments whose volumes are constant and preferably equal to each other. The segments are in too 5 corresponding manner divided by means of flexible membranes ME61, ME62 and ME63 in partial volumes A61, A62, A63 for a working fluid and G61, G62, G63 for a Verdrängerfluid. The working fluid partial volume A61 of a first segment K61 is connected via a valve V612 to the working fluid partial volume A62 of the segment K62, wherein the connection is unidirectionally directed from the working fluid partial volume A61 to the working fluid partial volume A62 and blocks the valve in the opposite direction. The working fluid partial volume A62 is connected via a valve V623 to the working fluid partial volume A63 of the segment K63, wherein again the valve V623 permits a flow of working fluid only from the partial volume A62 into the partial volume A63. Working fluid can flow from a fluid source or from a working fluid partial volume lying in the course of a flow path in front of the partial volume A61 into the partial volume A61 via a valve VDE. A fluid flow in the opposite direction is blocked by the valve VDE. From the working fluid partial volume A63, working fluid can flow via a valve VDA to an outlet line or a working fluid partial volume following in the flow path. The valve VDE blocks a flow of working fluid in the opposite direction into the sub-volume A63.

In der in 6 skizzierten Vorrichtung sei als Wärmesenke mit der Temperatur TH eine Flüssigkeit, beispielsweise warmes oder heißes Wasser angenommen. Als Wärmesenke sei ein gasförmiges Medium, insbesondere Umgebungsluft mit der niedrigeren Temperatur TL angenommen. Das Verdrängerfluid-Teilvolumen G62 steht über die Wand des Segments K62 in gutem Wärmekontakt mit dem flüssigen warmen Wärmeträger der Wärmequelle, so dass sich das Verdrängerfluid in dem Teilvolumen G62 ausdehnt und entsprechend das Teilvolumen A62 für das Arbeitsfluid einschränkt. Dabei wird Arbeitsfluid aus dem Teilvolumen A62 über das Ventil V623 in das Arbeitsfluid-Teilvolumen A63 verdrängt. Ein Verdrängen von Arbeitsfluid aus dem Teilvolumen A62 in das, bezogen auf die vorgegebene Strömungsrichtung eines Strömungspfads durch alle Arbeitsfluid-Teilvolumina, stromaufwärts gelegene Teilvolumen A61 ist durch das Ventil V612 verhindert.In the in 6 sketched device is assumed as a heat sink with the temperature TH a liquid, such as warm or hot water. As a heat sink, a gaseous medium, in particular ambient air with the lower temperature TL is assumed. The displacement fluid partial volume G62 is in good thermal contact with the liquid warm heat carrier of the heat source via the wall of the segment K62, so that the displacement fluid in the partial volume G62 expands and correspondingly restricts the partial volume A62 for the working fluid. In this case, working fluid from the partial volume A62 is displaced via the valve V623 into the working fluid partial volume A63. A displacement of working fluid from the sub-volume A62 in the, relative to the predetermined flow direction of a flow path through all working fluid sub-volumes, upstream partial volume A61 is prevented by the valve V612.

Der walzenförmige Körper WKD werde schrittweise in 120°-Schritten im Uhrzeigersinn entsprechend drei Teilzyklen eines Arbeitszyklus in einer Drehrichtung fortschreitend bewegt. Das Segment K61, welche im vorangegangenen Teilzyklus unter der Einwirkung der Wärmequelle stand, steht nunmehr in der in 6 skizzierten Position in Wärmekontakt mit der Wärmesenke, wobei sich Druck und Volumen des Verdrängerfluids in dem Teilvolumen G61 gegenüber dem Zustand des Verdrängerfluids in dem Teilvolumen G62 verringern. Hierbei strömt Arbeitsfluid über das Ventil VDE in das sich vergrößernde Teilvolumen A61 nach.The cylindrical body WKD is progressively moved incrementally in 120 ° steps in a clockwise direction corresponding to three subcycles of a working cycle in one direction of rotation. The segment K61, which was under the action of the heat source in the previous subcycle, is now in the 6 sketched position in thermal contact with the heat sink, wherein the pressure and volume of the displacement fluid in the partial volume G61 decrease relative to the state of the displacement fluid in the partial volume G62. In this case, working fluid flows via the valve VDE into the increasing partial volume A61.

Die Vorrichtung mit mehr als zwei Segmenten in gegenseitigem Winkelversatz um die Drehachse ist insbesondere von Vorteil, wenn der Wärmeausgleich zwischen dem Verdrängerfluid und der Wärmequelle wesentlich intensiver ist als der Wärmeaustausch zwischen dem Verdrängerfluid und der Wärmesenke, so dass sich wie durch den Verlauf der Membranen angedeutet, das Verdrängerfluid unter der Einwirkung der Wärmequelle sich zwar schnell auf annähernd die Temperatur TH der Wärmequelle erwärmt, für die Abkühlung auf die Temperatur TL unter Einwirkung der Wärmesenke aber längere Zeit benötigt. In der skizzierten Anordnung steht das Verdrängerfluid für einen Teilzyklus innerhalb eines dreiteiligen Arbeitszyklus unter der Einwirkung der Wärmequelle, aber über zwei Teilzyklen eines Arbeitszyklus unter der Einwirkung der Wärmesenke.The Device with more than two segments in mutual angular offset around the axis of rotation is particularly advantageous if the heat balance between the displacer fluid and the heat source is much more intense than the heat exchange between the displacer fluid and the heat sink, so that as indicated by the course of the membranes, the displacement fluid while under the action of the heat source, although quickly on approximately heats the temperature TH of the heat source, for cooling to the temperature TL below However, the heat sink requires a longer period of time. In the sketched arrangement is the positive displacement fluid for a subcycle within a three-part work cycle under the action of the heat source, but over two sub-cycles of a work cycle under the action of the heat sink.

Durch den unterschiedlichen Verlauf der Membranen ME61 und ME63 sei angedeutet, dass sich das Verdrängerfluid während eines Teilzyklus in der Position des Segments K61 lediglich auf eine Zwischentemperatur abkühlt und dabei auch lediglich einen mittleren Druck erreicht und erst in einem weiteren Teilzyklus entsprechend der Position des Segments K63 sich weiter abkühlt und ein nochmals nennenswert verringertes Teilvolumen G63 mit entsprechend niedrigerem Druck einnimmt und ein besonders großes Teilvolumen A63 für das Arbeitsfluid ermöglicht.By the different course of membranes ME61 and ME63 is indicated, that the displacer fluid during a subcycle in the position of the segment K61 only to an intermediate temperature cools and thereby only a medium pressure achieved and only in a further subcycle according to the Position of segment K63 continues to cool and one more time significantly reduced partial volume G63 with correspondingly lower Pressure takes and a particularly large partial volume A63 for the working fluid.

Bei Weiterdrehen des Walzenkörpers WKD im Uhrzeigersinn um 120° entsprechend dem Übergang in einen nächsten Teilzyklus erfolgt durch Erhöhen von Temperatur, Druck und Volumen des Verdrängerfluids aus dem kleinen Teil volumen G63 in ein großes Teilvolumen entsprechend G63 nach 6 eine starke Reduzierung des zuvor großen Teilvolumens A63 des Arbeitsfluids in ein kleines Teilvolumen entsprechend A62 nach 6 und damit verbunden ein effektives Verdrängen von Arbeitsfluid in die Strömungsrichtung des Strömungspfads.Upon further rotation of the roller body WKD clockwise by 120 ° corresponding to the transition to a next part cycle is done by increasing the temperature, pressure and volume of the displacement of the small part volume G63 in a large part volume according to G63 6 a strong reduction of the previously large partial volume A63 of the working fluid into a small partial volume according to A62 6 and associated therewith effective displacement of working fluid in the flow direction of the flow path.

Anstelle der Verbindung von Segmenten, Behältern oder Teilvolumina des Arbeitsfluids innerhalb eines walzenförmigen Körpers untereinander kann auch vorgesehen sein, dass mehrere parallele Strömungspfade gebildet sind und Behälter überwiegend oder ausschließlich in axialer Richtung verbunden sind. Beispielsweise könnte bei der Anordnung nach 1 oder 2, 3 vorgesehen sein, dass ein erster Strömungspfad über ein erstes Einlaßventil zum ersten Behälter B1 und über ein unidirektionales Ventil zum Behälter B4 und von dort zu einem ersten Ausgangsventil und ein zweiter Strömungspfad von einem zweiten Einlaßventil zum Behälter B2 und über ein weiteres undirektionales Ventil zum Behälter B3 und von dort zu einem weiteren Ausgangsventil führt. In entsprechender Weise könnte bei einer Anordnung nach 6 vorgesehen sein, dass mehrere Walzenkörper hintereinander angeordnet sind und dass Arbeitsfluid-Teilvolumina in um 120° um die Drehachse gegeneinander versetzten Segmenten von in axialer Richtung aufeinander folgenden Walzenkörpern über unidirektionale Ventile untereinander verbunden sind.Instead of the connection of segments, containers or partial volumes of the working fluid within a cylindrical body with each other can also be provided that a plurality of parallel flow paths are formed and containers are mainly or exclusively connected in the axial direction. For example, in the arrangement according to 1 or 2 . 3 be provided that a first flow path via a first inlet valve to the first container B1 and via a unidirectional valve to the container B4 and from there to a first output valve and a second flow path from a second inlet valve to the container B2 and via another unidirectional valve to the container B3 and from there to another output valve leads. In a similar manner, in an arrangement according to 6 be provided that a plurality of roller bodies are arranged one behind the other and that working fluid sub-volumes in 120 ° about the axis of rotation offset from each other segments of axially successive roller bodies via unidirectional valves are interconnected.

Eine Unterteilung in z. B. drei Segmente um die Drehachse DA innerhalb eines Walzenkörpers kann in gleicher Weise sinnvoll sein, wenn der Wärmeübergang zwischen dem Verdrängerfluid und einem wärmeren Wärmeträger langsamer vonstatten geht als zwischen dem Verdrängerfluid und einem kälteren Wärmeträger, wobei dann der wärmere Wärmeträger als Wärmequelle über einen längeren Zeitraum, insbesondere mehr Teilzyklen auf das Verdrängerfluid einwirkt als die Wärmesenke mit dem kälteren Wärmeträger. Die Wirkungsweise der Anordnung nach 6 ist selbstverständlich, mit Ausnahme des Übergangs flüssig-gasförmig völlig äquivalent in dem Fall, dass die einzelnen Segmente nicht in Teilvolumina für Arbeitsfluid und Verdrängerfluid unterteilt sind, sondern die Kammern jeweils vollständig mit dem Arbeitsfluid gefüllt sind.A subdivision into z. B. three segments about the axis of rotation DA within a roller body may be useful in the same way, if the heat transfer between the displacement fluid and a warmer heat transfer is slower than between the positive displacement fluid and a colder heat transfer medium, in which case the warmer heat transfer medium as a heat source over a longer Period, in particular more sub-cycles acts on the displacement fluid than the heat sink with the colder heat transfer medium. The operation of the arrangement according to 6 is of course, with the exception of the transition liquid-gaseous completely equivalent in the case that the individual segments are not divided into partial volumes for working fluid and positive displacement fluid, but the chambers are each completely filled with the working fluid.

7 zeigt eine weitere Anordnung mit mehreren walzenförmigen Körpern KQ1, KQ2 und angedeutet KQ3, welche gemeinsam um eine Drehachse DA in einer Drehrichtung DR drehbar sind und wiederum Umgebungsvolumina mit einem warmen Wärmeträger WH bzw. einem kalten Wärmeträger WL durchlaufen. Die walzenförmigen Körper sind in diesem Fall in sich in vier um jeweils 90° gegeneinander versetzt ausgerichtete Kammern unterteilt, welche durch wärmeisolierende Trennwände BI voneinander abgeteilt sind. Die Kammern des ersten walzenförmigen Körpers KQ1 sind als Behälter B11, B21, B31 und B41, die des zweiten walzenförmigen Körpers KQ2 als Behälter B12, B22, B32 und B42 bezeichnet. Die Behälter dieser und gegebenenfalls in axialer Richtung weiterer folgender Walzenkörper seien in vier parallelen Strömungspfaden angeordnet, wobei ein erster Strömungspfad die Behälter B11, B12,... und ein zweiter Strömungspfad die Behälter B21, B22,... und ein dritter Strömungspfad die Behälter B31, B32,... und ein vierter Strömungspfad die Behälter B41, B42, ... enthalte. Jedem Strömungspfad ist ein dem zugehörigen Behälter des ersten walzenförmigen Körpers zugeordnetes Eingangsventil VE11 bzw. VE21 bzw. VE31 bzw. VE41 zugeordnet, über welche Arbeitsfluid von einer Fluidquelle in die Behälter des ersten Walzenkörpers eingeleitet werden kann. Eine Weiterleitung von Arbeitsfluid zwischen in Achsrichtung aufeinander folgenden Walzenkörpern bzw. den jeweils den einzelnen Strömungspfaden zugeordneten Behältern erfolgt über weitere Ventile. Eine Verschiebung von Arbeitsfluid zwischen zwei Behältern ein und desselben Walzenkörpers erfolgt dabei nicht. 7 shows a further arrangement with a plurality of cylindrical bodies KQ1, KQ2 and KQ3 indicated, which are rotatable together about a rotational axis DA in a rotational direction DR and turn through environmental volumes with a warm heat carrier WH and a cold heat carrier WL. The cylindrical bodies are in this case divided into four mutually offset by 90 ° to each other aligned chambers, which are partitioned from each other by heat-insulating partitions BI. The chambers of the first cylindrical body KQ1 are referred to as containers B11, B21, B31 and B41, and those of the second cylindrical body KQ2 as containers B12, B22, B32 and B42. The containers of these and possibly further in the axial direction following roll body are arranged in four parallel flow paths, wherein a first flow path, the container B11, B12, ... and a second flow path, the container B21, B22, ... and a third flow path, the container B31, B32, ... and a fourth flow path containing the containers B41, B42, .... Associated with each flow path is an inlet valve VE11 or VE21 or VE31 or VE41 associated with the associated container of the first cylindrical body, via which working fluid can be introduced from a fluid source into the container of the first roller body. A forwarding of working fluid between successive roll bodies in the axial direction and the respective individual flow paths associated containers via other valves. A shift of working fluid between two containers one and the same roller body does not take place.

Für die Weiterleitung von Arbeitsfluid zwischen aufeinander folgenden Behältern ein und desselben Strömungspfads können in einfachster Ausführung Rückschlagventile eingesetzt sein. 7 zeigt in Verbindung mit 8 eine besonders vorteilhafte Anordnung unter Verwendung von schaltbaren Ventilen und von Koppelringen zwischen in axialer Richtung AR aufeinander folgenden Walzenkörpern. Eingezeichnet sind ein erster Zwischenring KR12 zwischen erstem Walzenkörper KQ1 und zweitem Walzenkörper KQ2 sowie ein zweiter Zwischenring KR2 zwischen zweitem Walzenkörper KQ2 und angedeutetem dritten Walzenkörper KQ3. Die Ventile zwischen den in axialer Richtung aufeinander folgenden Walzenkörpern können insbesondere mit diesen Zwischenringen verbunden und/oder in diese integriert sein.For the forwarding of working fluid between successive containers one and the same flow path can be used in the simplest design check valves. 7 shows in conjunction with 8th a particularly advantageous arrangement using switchable valves and coupling rings between in the axial direction AR successive roll bodies. Shown are a first intermediate ring KR12 between the first roller body KQ1 and the second roller body KQ2 and a second intermediate ring KR2 between the second roller body KQ2 and the indicated third roller body KQ3. The valves between the rolling bodies following one another in the axial direction can in particular be connected to and / or integrated into these intermediate rings.

Die zu einem Strömungspfad gehörigen Behälter sind in aufeinander folgenden Walzenkörpern vorteilhafterweise um 180° gegeneinander versetzt angeordnet, wie in 7 eingetragen.The belonging to a flow path container are advantageously arranged in successive roll bodies offset by 180 ° from each other, as in 7 entered.

In 8 ist am Beispiel des Zwischenrings KR12 zwischen dem walzenförmigen Körper KQ1 und dem in axialer Richtung folgenden Walzenkörper KQ2 ein vorteilhafter Aufbau einer Ventilanordnung mit einem solchen Zwischenring skizziert.In 8th is sketched an example of the intermediate ring KR12 between the cylindrical body KQ1 and the following in the axial direction roll body KQ2 an advantageous construction of a valve assembly with such an intermediate ring.

Der Zwischenring enthält einen Ringkanal RK, an welchen eine Mehrzahl von Ventilen mit einem einseitigen Ventilanschluss angeschlossen ist. Die jeweils anderen Anschlüsse der einzelnen Ventile sind mit einzelnen Behältern des ersten walzenförmigen Körpers KQ1 oder des zweiten walzenförmigen Körpers KQ2 verbunden. Die Ventile sind als schaltbare Ventile ausgeführt, welche in einem Ruhezustand geschlossen sind und durch eine gezielte Betätigung geöffnet werden. Gemäß der Skizze nach 8 ist eine solche Betätigung in Form einer mechanischen Betätigung mittels Anschlagkörpern AE bzw. AA vor gesehen. Es seien jeweils schaltbare Ventile als Ventile zwischen den einzelnen Behältern des walzenförmigen Körpers KQ1 zu dem Ringkanal RK des Zwischenrings KR12 und weitere schaltbare Ventile als Ventilverbindungen zwischen dem Ringkanal RK und einzelnen Behältern des walzenförmigen Körpers KQ2 vorgesehen.The intermediate ring contains an annular channel RK, to which a plurality of valves with a one-sided valve connection is connected. The respective other connections of the individual valves are connected to individual containers of the first cylindrical body KQ1 or of the second cylindrical body KQ2. The valves are designed as switchable valves, which are closed in an idle state and are opened by a targeted operation. According to the sketch after 8th is such an operation in the form of a mechanical actuation by means of stop members AE and AA seen before. There are each switchable valves as valves between the individual containers the roller-shaped body KQ1 to the annular channel RK of the intermediate ring KR12 and further switchable valves are provided as valve connections between the annular channel RK and individual containers of the cylindrical body KQ2.

Der erste Strömungspfad verlaufe über ein erstes Einlaßventil VE11, den Behälter B11, ein Ventil VA11, den Ringkanal RK, ein Ventil VE12, den Behälter B12, ein Schaltventil VA12 usw. in axialer Richtung fortschreitend. Entsprechend verlaufe der zweite Strömungspfad über ein Einlaßventil VE21, den Behälter B21, ein Ventil VA21, den Ringkanal RK, ein Ventil VE22, den Behälter B22, ein Schaltventil VA22 usw., der dritte Strömungspfad über ein Einlaßventil VE31, den Behälter B31, ein Ventil VA31, den Ringkanal RK, ein Ventil VE32, den Behälter B32, ein Ventil VA32 usw. und der vierte Strömungspfad über ein Einlaßventil VE41, den Behälter B41, ein Ventil VA41, den Ringkanal RK, ein Ventil VE42, den Behälter B42, ein Ventil VA42 usw.Of the first flow path passes through a first inlet valve VE11, the container B11, a valve VA11, the annular channel RK, a valve VE12, the container B12, a switching valve VA12 etc. progressing in the axial direction. Run accordingly the second flow path via an inlet valve VE21, the container B21, a valve VA21, the annular channel RK, a valve VE22, the container B22, a switching valve VA22 etc., the third flow path via an inlet valve VE31, the container B31, a valve VA31, the annular channel RK, a Valve VE32, the tank B32, a valve VA32 etc. and the fourth flow path via an inlet valve VE41, the container B41, a valve VA41, the annular channel RK, a valve VE42, the container B42, a valve VA42 etc.

Die Drehung der drehfest miteinander und mit den Zwischenringen verbundenen Walzenkörper kann in aufeinander folgenden Teilzyklen schrittweise um jeweils 90° oder auch kontinuierlich erfolgen. Durch die 90°-Unterteilung der Walzenkörper in vier Behälter ergibt sich auch bei kontinuierlicher Weiterdrehung ein in der Regel hinreichender Zeitabschnitt zum Wärmeaustausch des Arbeitsfluids in den einzelnen Behältern mit der Wärmequelle bzw. der Wärmesenke. Die Betätigung der Ventile kann bei kontinuierlicher Drehung der Walzenkörpergruppe um die Drehachse auf kurze Abschnitte beim Durchschreiten von Schaltpositionen, wie beispielsweise in 8 dargestellt, begrenzt sein. Insbesondere bei schrittweiser Weiterdrehung der Walzenkörperanordnung um die Drehachse um jeweils 90° können die jeweils betroffenen Ventile auch über die Verweilzeit in einer Position hinweg geöffnet bleiben, wofür die 8 in gleicher Weise erläuternd dient. Schließlich können die Ventile bei anderer Ausführung der mechanischen Betätigung, bei magnetischer und/oder elektrischer Betätigung der Ventile, eventuell unter Verwendung einer elektrischen Steuereinrichtung und/oder elektromagnetischer Betätigungsmittel auch unabhängig von der kontinuierlichen oder schrittweisen Drehung länger oder kürzer geöffnet werden.The rotation of the rotatably connected to each other and with the intermediate rings roller body can be carried out in successive sub-cycles stepwise by 90 ° or continuously. Due to the 90 ° division of the roll body into four containers, a generally sufficient period of time for the heat exchange of the working fluid in the individual containers with the heat source or the heat sink results even with continuous further rotation. The actuation of the valves can with continuous rotation of the roll body group about the axis of rotation to short sections when passing through switching positions, such as in 8th shown to be limited. In particular, with gradual further rotation of the roller body assembly about the axis of rotation by 90 ° each affected valves remain open over the residence time in a position away, for which the 8th in the same way explanatory serves. Finally, in other embodiments of the mechanical actuation, in the case of magnetic and / or electrical actuation of the valves, possibly using an electric control device and / or electromagnetic actuation means, the valves may also be opened longer or shorter independently of the continuous or incremental rotation.

Die Positionen der einzelnen Ventile in 7 und 8 ist primär zur Veranschaulichung der vorgeschlagenen Funktionsweise einer solchen Anordnung gewählt, ohne dass hierin eine Bindung an eine solche Anordnung verstanden werden soll. Insbesondere können die Ventile analog zu 2 auch innerhalb einer Hohlwelle angeordnet sein.The positions of each valve in 7 and 8th is primarily chosen to illustrate the proposed operation of such an arrangement, without it being understood that a binding to such an arrangement. In particular, the valves can be analogous to 2 also be arranged within a hollow shaft.

Die von den einzelnen Behältern B11, B21, B31, B41 des Walzenkörpers KQ1 in der vorgegebenen Strömungsrichtung der Strömungspfade zu dem Ringkanal führenden Ventile VA11, VA21, VA31 und VA41 sind gegenüber den vom Ringkanal RK des Zwischenkörpers KR12 zu den einzelnen Behältern B12, B22, B32, B42 des in axialer Richtung folgenden Walzenkörpers KQ2 führenden Ventilen VE12, VE22, VE32, VE42 sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung um ein geringes Maß versetzt eingezeichnet, was aber primär der Veranschaulichung der Funktionsweise dient. Die in 8 eingetragenen mechanischen, fest angeordneten Schaltanschläge AE und AA sind dementsprechend senkrecht zur Zeichenebene der 8 gegeneinander versetzt angeordnet. Der Schaltanschlag AA betätigt ausschließlich die Ventile VA11, VA21, VA31 und VA41, wogegen der Schaltanschlag AE ausschließlich die Ventile VE12, VE22, VE32 und VE42 betätigt.The valves VA11, VA21, VA31 and VA41 leading from the individual containers B11, B21, B31, B41 of the roller body KQ1 in the predetermined flow direction of the flow paths to the annular channel are opposite to those from the annular channel RK of the intermediate body KR12 to the individual containers B12, B22, B32, B42 of the following in the axial direction roller body KQ2 leading valves VE12, VE22, VE32, VE42 offset both axially and circumferentially offset by a small amount, but this serves primarily to illustrate the operation. In the 8th Registered mechanical, fixed switching stops AE and AA are accordingly perpendicular to the plane of the 8th arranged offset from one another. The switching stop AA actuates exclusively the valves VA11, VA21, VA31 and VA41, whereas the switching stop AE actuates exclusively the valves VE12, VE22, VE32 and VE42.

In 8 sind in der von dem Ringkanal umgebenen Fläche noch die Bezeichnungen der senkrecht zur Zeichenebene vor bzw. hinter dem Zwischenring KR12 liegenden Behälter eingetragen. An den nicht mit dem Ringkanal verbundenen Anschlussleitungen der einzelnen Ventile sind gleichfalls die diesen Leitungsabschnitten zugeordneten Behälterbezeichnungen angebracht.In 8th are in the area surrounded by the annular channel still registered the names of the perpendicular to the drawing plane before or behind the intermediate ring KR12 container. At the not connected to the annular channel connection lines of the individual valves also associated with this line sections container designations are attached.

In der in 8 skizzierten Drehposition des Zwischenrings KR12, dessen Drehrichtung gemeinsam mit den Walzenkörpern im Uhrzeigersinn erfolge, ist das Arbeitsfluid in den Behältern B11 und B32 durch Einwirkung des warmen Wärmeträgers WH der Wärmequelle erwärmt, insbesondere annähernd auf die Temperatur TH des Wärmeträgers WH. Das Arbeitsgas in den Behältern B31 und B12 ist durch Einwirkung des kalten Wärmeträgers WL der Wärmesenke abgekühlt, insbesondere im wesentlichen auf die niedrigere Temperatur TL des kalten Wärmeträgers WL. Durch gleichzeitiges Öffnen der Ventile VA11 am Anschlag AA und VE12 am Anschlag AE kann erwärmtes Arbeitsfluid aus dem Behälter B11 über den Ringkanal in den Behälter B12 überströmen. Alle übrigen Behälter sind von dem Ringkanal getrennt und daher gegenüber einem solchen Fluidstrom abgetrennt.In the in 8th sketched rotational position of the intermediate ring KR12, the direction of rotation is carried out together with the roller bodies in the clockwise direction, the working fluid in the containers B11 and B32 is heated by the action of the warm heat transfer WH of the heat source, in particular approximately to the temperature TH of the heat carrier WH. The working gas in the containers B31 and B12 is cooled by the action of the cold heat carrier WL of the heat sink, in particular substantially to the lower temperature TL of the cold heat carrier WL. By simultaneously opening the valves VA11 at the stop AA and VE12 at the stop AE heated working fluid from the container B11 via the annular channel in the container B12 overflow. All other containers are separated from the annular channel and therefore separated from such fluid flow.

Beim Weiterdrehen der Anordnung werden die Ventile VE12 und VA11 wieder geschlossen. Während der Weiterdrehung der Anordnung um 90° passiert das Ventil VA31 den Anschlag AE und das Ventil VE22 den Anschlag AA, ohne dass diese Ventile dabei betätigt werden. Bei Erreichen um einer gegenüber der 8 um 90° versetzten Drehstellung des Zwischenrings KR12 mit den Walzenkörpern sind dann die Ventile VA41 am Anschlag AA und VE42 am Anschlag AE betätigt und geöffnet und Arbeitsfluid strömt aus dem erwärmten Behälter B41 über das Ventil VA41, den Ringkanal und das Ventil VE42 zu dem abgekühlten Behälter B42. In jedem der den um 90° versetzten Drehstellungen entsprechenden Teilzyklus wird so Fluid in jeweils einem der vier parallelen Strömungspfade stromabwärts transportiert.Upon further rotation of the arrangement, the valves VE12 and VA11 are closed again. During the further rotation of the arrangement by 90 °, the valve VA31 passes the stop AE and the valve VE22 the stop AA, without these valves being actuated. When reaching one opposite the 8th 90 ° offset rotational position of the intermediate ring KR12 with the roller bodies are then the valves VA41 at stop AA and VE42 on the stop AE operated and opened and working fluid flows from the heated container B41 via the valve VA41, the annular channel and the valve VE42 to the cooled container B42. In each of the 90 ° offset rotational positions correspond Thus, fluid is transported downstream in each of the four parallel flow paths.

Anstelle des Ringkanals, welcher ein im Verhältnis zu den Behältervolumina kleines Volumen haben sollte, kann auch vorgesehen sein, dass unter Verzicht auf den Ringkanal die im jeweiligen Strömungspfad stromabwärts gelegenen Ausgänge der Behälter des ersten walzenförmigen Körpers in dem Zwischenring über lediglich ein Ventil mit dem stromaufwärts gelegenen Eingang des demselben Strömungspfad zugehörigen Behälters im zweiten walzenförmigen Körper KQ2 verbunden ist.Instead of the annular channel, which in relation to the container volumes should have small volume, can also be provided that under waiver on the annular channel downstream in the respective flow path located outputs of the container of the first cylindrical Body in the intermediate ring about only one Valve with the upstream entrance of the same Flow path associated container in second cylindrical body KQ2 is connected.

In 9 ist eine Vorrichtung skizziert, bei welcher mehrere walzenförmige Körper auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Die walzenförmigen Körper seien beispielsweise aufgebaut wie in der Vorrichtung nach 1 mit jeweils zwei Behältern B1 und B2, B3 und B4, B5 und B6 usw. je walzenförmigem Körper und jeweils einer wärmeisolierenden Trennwand BI zwischen den beiden Behältern eines walzenförmigen Körpers. Eine Trennschicht, Trennfläche oder dergleichen zwischen einem kalten Wärmeträger WL in einem unteren Bereich der walzenförmigen Körper und einem warmen Wärmeträger WH in einem oberen Bereich der walzenförmigen Körper ist mit KI bezeichnet. Der obere Bereich der walzenförmigen Körper ist jeweils durch eine Hülle KH1 bzw. KH2 bzw. KH3 überdeckt, welche die Außenwände der walzenförmigen Körper im Bereich des warmen Wärmeträgers WH mit geringem Abstand umgeben. Der warme Wärmeträger WH wird beispielsweise als heißer Dampf vorgegeben und über Zuleitungen DL in den Raum MR um die einzelnen Hüllen KH1, KH2, KH3 eingeführt. Die Wärmeübertragung von dem heißen Wärmeträger WH zu den Behältern der walzenförmigen Körper erfolgt über den Volumenspalt zwischen den Hüllen und den walzenförmigen Körpern, wofür dieser Spalt mit einem Gas oder einer Flüssigkeit, vorteilhafterweise mit guter Wärmeleitfähigkeit gefüllt sein kann. Bei Dampf als heißem Wärmeträger WH kann vorteilhafterweise eine Kondensatablaufleitung KO für aus der Dampfphase kondensierte Flüssigkeit an einer tiefen Stelle des Raums MR vorgesehen sein. Die Hüllen KH1, KH2, KH3 schirmen die walzenförmigen Körper gegen den heißen Wärmeträger WH ab. Insbesondere kann der Raum MR dadurch hermetisch dicht gegen die Umgebung und/oder den kalten Wärmeträger abgedichtet ausgeführt sein, was insbesondere von Vorteil ist, wenn der heiße Wärmeträger, z. B. wegen Kontamination mit problematischen, z. B. radioaktiven Bestandteilen in einem geschlossenen System geführt werden muss. Die walzenförmigen Körper sind in einer Zwischenstellung zwischen zwei Endstellungen oder Verweilstellungen je Teilzyklus eines zweiteiligen Arbeitszyklus gezeichnet.In 9 a device is sketched in which a plurality of cylindrical bodies are arranged on a common shaft. The cylindrical bodies are for example constructed as in the device according to 1 each with two containers B1 and B2, B3 and B4, B5 and B6, etc. per cylindrical body and in each case a heat-insulating partition BI between the two containers of a cylindrical body. A separating layer, separating surface or the like between a cold heat carrier WL in a lower portion of the cylindrical bodies and a warm heat carrier WH in an upper portion of the cylindrical bodies is denoted by KI. The upper region of the cylindrical bodies is covered in each case by a shell KH1 or KH2 or KH3, which surround the outer walls of the cylindrical bodies in the region of the warm heat carrier WH at a small distance. The warm heat transfer medium WH is predetermined, for example, as hot steam and introduced via supply lines DL into the space MR around the individual casings KH1, KH2, KH3. The heat transfer from the hot heat carrier WH to the containers of the cylindrical bodies takes place via the volume gap between the casings and the cylindrical bodies, for which purpose this gap can be filled with a gas or a liquid, advantageously with good thermal conductivity. In the case of steam as a hot heat carrier WH, it is advantageously possible to provide a condensate drain line KO for vapor condensed liquid at a low point in the space MR. The sheaths KH1, KH2, KH3 shield the cylindrical bodies against the hot heat carrier WH. In particular, the space MR can thereby be hermetically sealed against the environment and / or the cold heat carrier executed, which is particularly advantageous if the hot heat carrier, for. B. because of contamination with problematic, z. B. radioactive ingredients in a closed system must be performed. The cylindrical bodies are drawn in an intermediate position between two end positions or dwell positions per subcycle of a two-part work cycle.

Bei der in 9 skizzierten Anordnung sind im Bereich der walzenförmigen Körper bzw. der Wärmeträger WL und WH keine Ventile angeordnet. Die Ventile zur Steuerung des Stroms von Arbeitsfluid in einem oder mehreren Strömungspfaden sind in axialer Richtung von den walzenförmigen Körpern und den Wärmeträgern beabstandet angeordnet, was durch ein Ventilgruppengehäuse VG repräsentiert sei. Die Welle LW enthält Fluidleitungen von bzw. zu den einzelnen Behältern der walzenförmigen Körper und der Strömungspfad des Arbeitsfluids führt zwischen entlang des Strömungspfads aufeinander folgenden Behältern von einem Behälter durch eine Leitung der Welle LW zum Ventilgehäuse und über dort befindliche Ventile zurück zum im Strömungspfad stromabwärts nächsten Behälter. Die Ventilanordnung in dem Ventilgehäuse VG ist dadurch keinerlei Beschränkungen durch Art und Temperatur der Wärmeträger oder durch den Aufbau der walzenförmigen Körper bzw. der Behälter unterworfen. Beispielsweise ist Arbeitsfluid von dem Ventilanordnungsgehäuse VG über die in die Welle LW integrierte Leitung L1E dem ersten Behälter B1 zugeführt und von diesem über die Leitung L1A in der Welle zum Gehäuse VG zurück geleitet. Nach Durchlaufen der entsprechenden Ventile in der Ventilanordnung im Gehäuse VG fließt das Arbeitsfluid über die Leitung L2E zum Behälter B2 und von diesem über die Leitung L2A zurück zur Ventilanordnung im Gehäuse VG, von dort über die Leitung L3E zum Behälter B3 und über die Leitung L3A von diesem zurück zur Ventilanordnung im Gehäuse VG usw. Von der Ventilanordnung im Gehäuse VG führt eine Ausgangsleitung AL zu einem Fluid-Druckspeicher DBI. Der für die Aufnahme der mehreren Leitungen erforderliche Durchmesser der Welle LW ist wenig kritisch, da das Gesamtvolumen der Behälter B1, B2,... wegen der quadratischen Relation primär vom Außendurchmesser der walzenförmigen Körper bestimmt ist und der Durchmesser der Welle LW demgegenüber nachrangig ist. Die Welle LW kann innerhalb eines die walzenförmigen Körper enthaltenden Raumes MR noch eine gesonderte Ummantelung BW aufweisen.At the in 9 sketched arrangement no valves are arranged in the area of the cylindrical body or the heat carrier WL and WH. The valves for controlling the flow of working fluid in one or more flow paths are arranged in the axial direction spaced from the cylindrical bodies and the heat carriers, which is represented by a valve group housing VG. The shaft LW contains fluid conduits to and from the individual containers of the cylindrical bodies, and the working fluid passageway passes between containers along a flow path from a reservoir through a conduit of the shaft LW to the valve housing and via valves thereafter back to downstream in the flow path Container. The valve arrangement in the valve housing VG is thereby not subject to any restrictions by the type and temperature of the heat transfer medium or by the structure of the cylindrical bodies or the containers. For example, working fluid is supplied from the valve assembly housing VG via the line L1E integrated into the shaft LW to the first reservoir B1, and from there back to the housing VG via the line L1A in the shaft. After passing through the corresponding valves in the valve assembly in the housing VG, the working fluid flows via the line L2E to the container B2 and from there via the line L2A back to the valve assembly in the housing VG, from there via the line L3E to the container B3 and via the line L3A of this back to the valve assembly in the housing VG, etc. From the valve assembly in the housing VG performs an output line AL to a fluid pressure accumulator DBI. The required for receiving the multiple lines diameter of the shaft LW is not very critical, since the total volume of the container B1, B2, ... is primarily determined by the outer diameter of the cylindrical body because of the quadratic relation and the diameter of the shaft LW contrast is subordinate. The shaft LW may still have a separate sheath BW within a space MR containing the cylindrical body.

Der Antrieb für die Drehung der walzenförmigen Körper kann auf verschiedene Weise bereit gestellt werden. Es kann hierfür beispielsweise ein eigener elektromechanischer und als solcher leicht steuerbarer Antrieb vorgesehen sein. In anderer Ausführung kann ein Antrieb der Gruppe der walzenförmigen Körper aus dem unter höherem Druck stehenden Fluid im Fluid-Druckspeicher über einen Pressluftantrieb oder einen ähnlichen Antrieb abgezweigt werden.Of the Drive for the rotation of the cylindrical bodies can be provided in different ways. It can do this for example, a separate electromechanical and as such easily be provided controllable drive. In another version can be a propulsion of the group of cylindrical bodies from the under higher pressure fluid in the fluid pressure accumulator over a compressed air drive or a similar drive branched off become.

In anderer bevorzugter Ausführung kann die Antriebsenergie oder ein Teil derselben unter Verwendung von einem oder vorzugsweise zwei mit dem ersten Behälter in Verbindung stehenden Antriebs-Speicherbehältern und zusätzlichen Ventilen erfolgen, wie anhand von 14 beispielhaft erläutert.In another preferred embodiment, the drive power or a portion thereof may be using one or, preferably, two drive storage tanks and additional valves associated with the first tank be done as based on 14 exemplified.

14 zeigt in zu 2 und 3 analoger Darstellung eine erste Stufe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Behältern B1 und B2, wobei in der zu 2 und 3 beschriebenen Weise der erste Behälter B1 über ein Eingangsventil VE mit einer Fluidquelle FQ und über eine Ventilanordnung V12 mit dem zweiten Behälter B2 verbunden ist, welcher wiederum über eine Ventilanordnung V23 mit einem in 14 nicht dargestellten dritten Behälter verbunden ist usw. 14 indicates in 2 and 3 analogous representation of a first stage of a device according to the invention with two containers B1 and B2, wherein in the 2 and 3 described manner, the first container B1 via an input valve VE with a fluid source FQ and a valve assembly V12 is connected to the second container B2, which in turn via a valve assembly V23 with a in 14 not shown third container is connected, etc.

Bei der in 14 in vier Schritten A, B, C, D eines Zyklus dargestellten Vorrichtung steht der erste Behälter B1 zusätzlich über eine Ventilanordnung VSH mit einem nachfolgend als Antriebs-Überdruck-Fluidspeicher SAH und über eine weitere Ventilanordnung VSL mit einem Antriebs-Unterdruck-Fluidspeicher SAL in Verbindung. Die Druckdifferenz des Fluids zwischen SAH und SAL kann ausgenutzt werden, um einen pneumatischen Antrieb M anzutreiben, welcher eine Drehung der walzenförmigen Körper um die Drehachse DA zu bewirken oder zumindest in Verbindung mit einem anderen Antrieb zu unterstützen. Im Unterschied zu der Kennzeichnung in 2. und 3 sind Pfeile nur an solchen Ventilen eingezeichnet, welche in dem betreffenden Schritt geöffnet sind. Die anderen, nicht mit Pfeilen gekennzeichneten Ventile sind vollständig oder zumindest in Richtung eines Druckgefälles als Rückschlagventile geschlossen.At the in 14 in four steps A, B, C, D of a device shown cycle, the first container B1 in addition via a valve assembly VSH with a subsequently as a drive overpressure fluid reservoir SAH and a further valve assembly VSL with a drive-negative pressure fluid reservoir SAL in combination , The pressure difference of the fluid between SAH and SAL can be exploited to drive a pneumatic drive M which causes rotation of the cylindrical bodies around the axis of rotation DA or at least in conjunction with another drive. Unlike the mark in 2 , and 3 arrows are drawn only on those valves which are open in the step in question. The other, not marked with arrows valves are closed completely or at least in the direction of a pressure gradient as check valves.

Schritt A nach 14 entspricht der Situation nach 3. Der Behälter B1 befindet sich unter Einwirkung der Wärmequelle, d. h. auf der warmen Seite, der Behälter B2 befindet sich unter der Einwirkung der Wärmesenke, d. h. auf der kalten Seite. Das Ventil V12 ist geöffnet, um Arbeitsfluid vom Behälter B1 in den Behälter B2 überströmen zu lassen. Das Eingangsventil VE sperrt. Die Ventilanordnungen VSL und VSH sind geschlossen, so dass die Fluidspeicher SAH und SAL von dem Behältervolumen des ersten Behälters B1 abgetrennt sind. Am Ende des der Situation nach Schritt A entsprechenden Teilzyklus wird in die Situation nach Schritt B von 14 gewechselt, wobei das Ventil VSH zwischen erstem Behälter B1 und Antriebs-Überdruck-Fluidspeicher SAH geöffnet wird. Aufgrund des in Schritt A im Behälter B1 bestehenden Drucks P1H fließt Arbeitsfluid über das Ventil VSH in den Fluidspeicher SAH, wodurch sich der Fluiddruck im Behälter B1 auf P1LB und die Fluidmenge im Behälter B1 von M1H im Schritt A auf M1LB verringern. Das Ventil V12 ist durch eine entsprechende Ansteuerung oder bei Ausführung als Rückschlagventil aufgrund des Druckgefälles vom Behälter B2 zum Behälter B1 geschlossen, so dass Fluiddruck P2L und Fluidmenge M2L im Behälter B2 im Schritt B nach 14 unverändert bleiben. Das Eingangsventil VE ist unverändert geschlossen, ebenso das Ventil VSL. Da beim Schritt B kein Temperaturausgleich stattfinden muss, kann dieser Schritt zeitlich kurz sein.Step A after 14 corresponds to the situation 3 , The container B1 is under the action of the heat source, ie on the warm side, the container B2 is under the action of the heat sink, ie on the cold side. The valve V12 is opened to allow working fluid to flow from the container B1 into the container B2. The inlet valve VE locks. The valve assemblies VSL and VSH are closed, so that the fluid reservoirs SAH and SAL are separated from the reservoir volume of the first reservoir B1. At the end of the partial cycle corresponding to the situation after step A, the situation after step B of FIG 14 changed, the valve VSH between the first container B1 and drive overpressure fluid reservoir SAH is opened. Due to the pressure P1H existing in the tank B1 in step A, working fluid flows into the fluid reservoir SAH via the valve VSH, whereby the fluid pressure in the tank B1 decreases to P1LB and the fluid amount in the tank B1 decreases from M1H in step A to M1LB. The valve V12 is closed by a corresponding control or when executed as a check valve due to the pressure gradient from the container B2 to the container B1, so that fluid pressure P2L and fluid amount M2L in the container B2 in step B after 14 remain unchanged. The input valve VE is closed unchanged, as well as the valve VSL. Since no temperature compensation must take place in step B, this step can be short in time.

Beim Übergang von Schritt B zu Schritt C nach 14 wird das Ventil VSH geschlossen und die Anordnung um die Drehachse um 180° gedreht, so dass der Behälter B1 nunmehr unter der Einwirkung der kälteren Wärmesenke und der Behälter B2 unter der Einwirkung der wärmeren Wärmequelle steht. Im Behälter B2 wird durch Einwirkung der Wärmequelle der Fluiddruck auf P2H erhöht und Arbeitsfluid strömt über das Ventil V23 in den nicht mit eingezeichneten dritten Behälter, wobei sich die Fluidmenge im Behälter B2 auf M2H verringert.In the transition from step B to step C after 14 the valve VSH is closed and the assembly rotated by 180 ° about the axis of rotation, so that the container B1 is now under the action of the colder heat sink and the container B2 under the action of the warmer heat source. In the tank B2, the fluid pressure is increased to P2H by the action of the heat source, and working fluid flows through the valve V23 into the third tank not drawn with the amount of fluid in the tank B2 decreasing to M2H.

Im Behälter B1 kühlt das Arbeitsfluid unter der Einwirkung der kälteren Wärmesenke ab, so dass sich der Druck verringert. Das Ventil VSL zwischen erstem Behälter B1 und dem Antriebs-Unterdruck-Fluidspeicher SAL wird geöffnet und aus dem Fluidspeicher SAL strömt Arbeitsfluid in den ersten Behälter B1, wodurch sich dort der Druck P1LC und die Fluidmenge M1LC einstellt. Durch Überströmen von Arbeitsfluid aus dem Fluidspeicher SAL in den Behälter B1 verringert sich der Druck in dem Fluidspeicher SAL.in the Container B1 cools the working fluid under the action the colder heat sink, so that the pressure reduced. The valve VSL between the first container B1 and the drive negative pressure fluid storage SAL is opened and from the fluid reservoir SAL working fluid flows into the first container B1, whereby there the pressure P1LC and the Fluid quantity M1LC sets. By overflow of Working fluid from the fluid reservoir SAL in the container B1, the pressure in the fluid reservoir SAL decreases.

Vorteilhafterweise kann in einem nicht dargestellten Zwischenschritt zwischen Schritt B und Schritt C, nämlich nach Schließen des Ventils VSH und vor Öffnen des Ventils VSL, der Behälter B1 durch kurzzeitiges Öffnen des Ventils VE entlüftet, d. h. auf Druck der Fluidquelle FQ, im Regelfall Umgebungsdruck gebracht werden, wodurch die Fluidmenge im Behälter B1 weiter verringert und im Schritt C, in welchem das Ventil VE wieder geschlossen ist, ein stärkerer Unterdruck erzeugt wird.advantageously, can in an intermediate step, not shown, between step B and step C, namely after closing the valve VSH and before opening the valve VSL, the container B1 deflated by briefly opening the valve VE, d. H. on pressure of the fluid source FQ, usually ambient pressure be brought, whereby the amount of fluid in the container B1 further reduced and in step C, in which the valve VE again is closed, a stronger negative pressure is generated.

Schließlich wird beim Übergang vom Schritt C nach Schritt D das Ventil VSL geschlossen, wodurch der verringerte Druck im Fluidspeicher SAL erhalten bleibt und das Eingangsventil VE wird geöffnet, so dass Arbeitsfluid aus der Fluidquelle FQ nachfließt und sich im ersten Behälter B1 ein Druck P1L und eine Fluidmenge M1L einstellt, was der Situation nach 2 entspricht. Die zyklische Arbeitsweise der Vorrichtung setzt sich danach mit einem neuen Schritt A zyklisch fort.Finally, in the transition from step C to step D, the valve VSL is closed, whereby the reduced pressure in the fluid reservoir SAL is maintained and the input valve VE is opened, so that working fluid flows from the fluid source FQ and in the first container B1 a pressure P1L and a Fluid quantity M1L sets what the situation 2 equivalent. The cyclic operation of the device then continues cyclically with a new step A.

Eine Antriebsleistung oder ein Teil derselben kann auch dadurch gewonnen werden, dass unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ein beim Wechsel von einem Teilzyklus in den nächsten Teilzyklus vorübergehend entstehendes Druckgefälle entgegen der Strömungsrichtung zwischen zwei Behältern, welche während der Verweilzeit in Strömungsrichtung druckausgeglichen werden, als Antriebsleistung ausgenutzt wird. Beispielsweise kann beim Wechsel von der Behälterposition nach 3 in die Behälterposition nach 2 ein anfänglich eventuell noch gegebenes Druckgefälle von dem noch warmen Behälter B3 zu dem noch kalten Behälter B2 über eine zusätzliche Leitung mit einem schaltbaren Ventil ausgenutzt werden, um beim Überströmen vom Behälter B3 zum Behälter B2 in einem Fluidantrieb eine Antriebsleistung zu erbringen, welche auch, beispielsweise in Form einer Feder, als mechanische Energie gespeichert werden kann. Durch die nachfolgende Temperaturangleichung des Behälters B2 an den warmen Wärmeträger WH und des Behälters B3 an den kalten Wärmeträger WL ergibt sich unabhängig von dem beschriebenen Rückstrom wieder derselbe Zustand am Ende der Verweilzeit wie ohne einen solchen Rückstrom.A drive power or a part thereof can also be obtained by referring to the 2 and 3 a pressure gradient which temporarily develops during the change from one partial cycle to the next partial cycle counter to the direction of flow between two containers, which are pressure compensated during the residence time in the flow direction, is utilized as drive power. For example, at Change from the container position to 3 in the container position 2 an initially possibly still given pressure gradient from the still warm container B3 are exploited to the still cold container B2 via an additional line with a switchable valve to provide a drive power when overflow from the container B3 to B2 container in a fluid drive, which also, for example in the form of a spring, can be stored as mechanical energy. Due to the subsequent temperature equalization of the container B2 to the warm heat carrier WH and the container B3 to the cold heat carrier WL arises regardless of the described back flow again the same state at the end of the residence time as without such a return flow.

In wieder anderer Ausführung kann die Antriebsleistung zur Drehung der walzenförmigen Körper mittels einer Bimetallanordnung erfolgen, wofür in 10 ein Beispiel skizziert ist. Ein mit der gemeinsamen Welle WE der walzenförmigen Körper drehfest verbundenes Zahnrad ZA befindet sich in Eingriff mit einem Zahnbogen eines zumindest über einen Teil seines Umfangs mit einer Zahnstruktur versehenen Zahnrads ZB. Mit diesem drehfest verbunden ist eine Steuerscheibe ST, welche zwei Anschläge A1 und A2 für einen Steuerbolzen SB besitzt. Ein Arbeits-Bimetallstreifen AB steht mit einem Behälter BM oder einem den Behälter umgebenden Wärmemedium oder einem innerhalb des Behälters befindlichen Arbeitsfluid oder Verdrängerfluid in Wärmekontakt. Der Bimetallstreifen ist in einer von zwei Endlagen der Steuerscheibe ST bzw. des mit dieser drehfest verbundenen Zahnrads ZB dargestellt. Ein freies Ende des Bimetallstreifens AB ist mit einer Zahnstange ZS gekoppelt, welche ihrerseits in Eingriff steht mit einem Zahnrad ZR, welches relativ zu dem Zahnrad ZB mit der Steuerscheibe ST um die Drehachse AZ verdrehbar ist und mit der Steuerscheibe über eine Spiralfeder SF gekoppelt ist. Bei einer Änderung der auf den Bi-Metallstreifen AB einwirkenden Temperatur streckt sich dieser aus der gezeichneten gekrümmten Form in eine weniger gekrümmte Form und verschiebt hierbei die Zahnstange nach rechts und verdreht unter Spannen der Spiralfeder SF das Zahnrad ZR relativ zu der Steuerscheibe und dem Zahnrad ZB. Steuerscheibe ST und Zahnrad ZB werden mittels eines Steuerbolzens fest gehalten, solange das von der Feder auf die Steuerscheibe ausgeübte Moment kleiner ist als das Losreißmoment des unter einer Anpresskraft in eine Aussparung der Steuerscheibe eingreifenden Steuerbolzens SB. Wird das Losreißmoment des federgehaltenen Steuerbolzens SB überschritten, rückt der Steuerbolzen aus der Einsparung aus und unter Entspannen der zuvor gespannten Spiralfeder wird das Zahnrad ZB gedreht und dreht seinerseits das Zahnrad ZA auf der Welle WE.In yet another embodiment, the drive power for rotating the cylindrical body by means of a bimetallic arrangement, for which in 10 an example is sketched. A gear ZA rotationally fixedly connected to the common shaft WE of the cylindrical body is engaged with a dental arch of a gear ZB provided with a tooth structure over at least part of its circumference. Connected to this non-rotatably is a control disk ST, which has two stops A1 and A2 for a control pin SB. A working bimetallic strip AB is in thermal contact with a container BM or a heat medium surrounding the container or a working fluid or displacing fluid within the container. The bimetallic strip is shown in one of two end positions of the control disk ST and the gear rotatably connected thereto ZB. A free end of the bimetal strip AB is coupled to a rack ZS, which in turn is in engagement with a gear ZR, which is rotatable relative to the gear ZB with the control disc ST about the axis of rotation AZ and is coupled to the control disc via a coil spring SF. When a change in the temperature acting on the bi-metal strip AB temperature extends from the drawn curved shape in a less curved shape and this shifts the rack to the right and rotated under tensioning the coil spring SF the gear ZR relative to the control disc and the gear ZB , Control disk ST and gear ZB are held firmly by means of a control pin as long as the moment exerted by the spring on the control disk torque is smaller than the Losreißmoment of engaging under a contact force in a recess of the control disk control pin SB. If the Losreißmoment the spring-held control pin SB exceeded, the control pin moves out of the savings and relaxing the previously biased coil spring, the gear ZB is rotated and in turn rotates the gear ZA on the shaft WE.

Der Steuerbolzen kann über eine Doppelhebelanordnung mit Hebeln SH1 und SH2 über ein weiteres Bi-Metallelement SB angetrieben sein. Über eine Ein stellschraube SS kann der Anpressdruck einer den Bolzen in einer verriegelten Stellung haltenden Feder FE verändert werden, um das Losreißmoment des Steuerbolzens präzise einstellen zu können.Of the Control bolt can via a double lever assembly with levers SH1 and SH2 are driven via another bi-metal element SB be. About a set screw SS, the contact pressure a spring holding the bolt in a locked position FE be changed to the breakaway torque of the Precise adjustment of the control pin.

11 zeigt eine Anordnung, bei welcher mehrere walzenförmige Körper mit jeweils zwei Behältern BA, BB mit parallelen Walzenachsen seitlich gegeneinander versetzt um einen Innenraum HR gruppiert sind und relativ zu diesem zwei unterschiedliche Drehstellungen einnehmen können. Die mehreren walzenförmigen Körper WP sind synchron um ihre jeweiligen Drehachsen drehbar und in Öffnungen einer Wand WW eingepaßt. Die Oberflächen der Walzenkörper WP können in den Öffnungen der Wand WW gegen diese abgedichtet sein und so einen Innenraum HR gegen einen Außenraum KR abdichten. Beispielsweise kann der Innenraum HR durch Zuführen eines heißen Mediums auf höherer Temperatur liegen als der die Anordnung umgebende Außenraum KR auf einer niedrigeren Temperatur. Die in 11 dem Betrachter zuweisende Seite des Raums HR kann gleichfalls abgeschlossen oder vorzugsweise aus der Zeichenebene der 11 heraus fortgeführt sein. Öffnungen der in den walzenförmigen Körper WP gebildeten Behälter BA, BB sind vorteilhafterweise auf der dem Betrachter in 11 abgewandten Seite in einen Steuerraum SR fortgeführt und dort über geeignete Ventilanordnungen zum Zwecke einer Kaskadierung der einzelnen Behälter in einem oder mehreren Strömungspfaden in einer der beschriebenen oder anhand der 13 noch erläuterten Weise verbunden. Die Behälter sind vorteilhafterweise synchron um ihre jeweilige Mittellängsachsen drehbar und aus der skizzierten Stellung in um 180° gedrehte Lagen verlagerbar, wonach dann die Behälter BB dem Innenraum HR zugewandt und die Behälter BA dem Außenraum KR zugewandt sind und durch die jeweiligen Wärmeträger Temperaturveränderungen des Arbeitsfluids in den Behältern bewirkt werden. 11 shows an arrangement in which a plurality of cylindrical bodies, each with two containers BA, BB with parallel roll axes laterally offset from each other around an interior HR are grouped and can occupy relative to this two different rotational positions. The plurality of cylindrical bodies WP are rotatable in synchronism about their respective axes of rotation and fitted in openings of a wall WW. The surfaces of the roll body WP can be sealed in the openings of the wall WW against this and thus seal an inner space HR against an outer space KR. By way of example, the interior HR may be at a higher temperature than the outside space KR surrounding the arrangement at a lower temperature by supplying a hot medium. In the 11 The viewer assigning side of the room HR can also be completed or preferably from the plane of the 11 be continued out. Openings of the containers BA, BB formed in the cylindrical body WP are advantageously on the viewer in 11 side away in a control chamber SR continued and there via suitable valve arrangements for the purpose of cascading the individual containers in one or more flow paths in one of the described or based on the 13 still explained way connected. The containers are advantageously synchronously rotatable about their respective central longitudinal axes and displaced from the outlined position in 180 ° rotated layers, after which the container BB facing the interior HR and the container BA are the outer space KR and through the respective heat transfer temperature changes of the working fluid in the containers are effected.

12 zeigt eine Vorrichtung zur Ausnutzung von Strahlungsenergie, insbesondere Sonnenstrahlung zur Gewinnung von mechanischer Leistung nach dem beschriebenen Prinzip. Die Anordnung enthält innerhalb eines zumindest der Strahlung SO zugewandten Seite durchsichtiges Gehäuse, innerhalb dessen mehrere walzenförmige Körper WS mit parallelen, seitlich beabstandeten Walzenachsen angeordnet sind. Die der Strahlung SU zugewandte Seite der walzenförmigen Körper erwärmt sich durch die einfallende Strahlung SO. Die Strahlung SO bildet in diesem Fall die Wärmequelle. Die Wärmesenke ist gebildet durch ein Fluid, welches auf der der Seite der Strahlung SO abgewandten Seite der walzenförmigen Körper diese umströmt und welches beispielsweise über einen Eingangsanschluss KE zugeführt und über einen Ausgangsanschluss KA abgeführt ist. Das als Wärmesenke dienende Fluid kann beispielsweise Wasser sein. In einem Gehäuse VK an einem axialen Ende der walzenförmigen Körper WS kann vorteilhafterweise eine Ventilanordnung untergebracht sein. Eine Antriebseinrichtung kann vorteilhafterweise in einem weiteren Gehäuse GG am axial entgegen gesetzten Ende der Walzenkörper WS angeordnet sein. Mittels der Antriebseinrichtung im Gehäuse GG werden die walzenförmigen Körper zwischen zwei um 180° versetzten Lagen um ihre jeweiligen Walzenachsen synchron gedreht, wobei die Drehung vorteilhafterweise diskontinuierlich in Schritten zu jeweils 180° entsprechend zwei Teilzyklen eines Arbeitszyklus erfolgt. Die Drehung kann wiederum alternierend in entgegen gesetzte Richtungen oder gleichsinnig in einer Richtung fortgesetzt erfolgen. 12 shows a device for the utilization of radiant energy, in particular solar radiation for obtaining mechanical power according to the described principle. The arrangement contains, within a side facing at least the radiation SO, a transparent housing within which a plurality of roller-shaped bodies WS with parallel, laterally spaced roller axes are arranged. The side of the cylindrical body facing the radiation SU is heated by the incident radiation SO. The radiation SO forms the heat source in this case. The heat sink is formed by a fluid which on the side facing away from the radiation SO side of the roll Migen body flows around them and which is supplied for example via an input terminal KE and discharged through an output terminal KA. The serving as a heat sink fluid may for example be water. In a housing VK at one axial end of the cylindrical body WS can advantageously be housed a valve assembly. A drive device can advantageously be arranged in a further housing GG at the axially opposite end of the roller body WS. By means of the drive means in the housing GG, the cylindrical bodies are synchronously rotated about their respective roll axes between two staggered positions of 180 °, the rotation advantageously being discontinuous in steps of 180 ° corresponding to two partial cycles of one cycle. The rotation can in turn be carried out alternately in opposite directions or in the same direction in one direction.

13 zeigt eine vorteilhafte Ankopplung der walzenförmigen Körper bzw. der in diesen in der bereits mehrfach beschriebenen Weise ausgebildeten Behältern BSA, BSB. In der in 13 skizzierten Position sind die Behälter BSA der Strahlung SO zugewandt. Die Behälter BSB der walzenförmigen Körper WS sind der Strahlung SO abgewandt in Kontakt mit einem kalten Wärmeträger WL einer Wärmesenke. Die walzenförmigen Körper können über Zwischendichtungen ZD gegeneinander und über Randdichtungen RD gegen eine Gehäuserandfläche abgedichtet sein, um den oberen Halbraum, über welchen die Strahlung SO einfällt, von dem unteren Halbraum mit dem kalten Wärmeträger WL zuverlässig zu trennen. Zur Verbesserung der Abdichtung kann über eine Öffnung DE an den Randdichtungen zusätzlich ein Überdruck bzw. Unterdruck bei Erzeugen eines Unterdrucks im ersten Behälter erzeugt werden. 13 shows an advantageous coupling of the cylindrical body or formed in these in the already multiply described manner containers BSA, BSB. In the in 13 sketched position, the container BSA facing the radiation SO. The containers BSB of the cylindrical bodies WS are facing away from the radiation SO in contact with a cold heat carrier WL of a heat sink. The roller-shaped bodies can be sealed against one another via intermediate seals ZD and against a housing edge surface via edge seals RD in order to reliably separate the upper half space, via which the radiation SO is incident, from the lower half space with the cold heat carrier WL. To improve the seal, an overpressure or underpressure can be additionally generated in the first container via an opening DE at the edge seals.

Die walzenförmigen Körper WS sind im skizzierten Beispiel in axialer Richtung mit Flanschen BF in das Gehäuse VK fortgesetzt. Zwischen den Flanschen h und den walzenförmigen Behältern kann eine die Wellen SW der walzenförmigen Körper umgebenden Fluiddichtung und/oder eine thermische Isolation gegeben sein. Die walzenförmigen Körper weisen diametral gegenüber liegende Öffnungen OS in jeweils beiden Behältern BSA, BSB auf und sind in dem axial in dem Gehäuse VK liegenden Bereich durch Führungsrohre RF oder kreiszylindrische Aussparungen in einem Führungskörper umgeben. In diesen Führungsrohren sind an diametral gegenüber liegenden Positionen Verbindungsleitungen VL angeschlossen, welche Teile des Strömungspfads für das Arbeitsfluid in den Behältern BSA, BSB bilden. Die Öffnungen OS kommen in der skizzierten Position und in einer gegenüber dieser um 180° gedrehten Position jeweils mit den Verbindungsleitungen zur Deckung, so dass je nach Druckgefälle Arbeitsfluid in einen Behälter einströmen oder ausströmen kann. Wird am Ende eines Teilzyklus die Gruppe der Walzenkörper WS synchron über die in dem Gehäuse GG untergebrachte Antriebseinrichtung um die jeweiligen Walzenachsen der Walzenkörper gedreht, so werden die Öffnungen OS gegen die als feststehend anzusehenden Verbindungsleitungen verdreht und über Gleitdichtungen GD gegen die Innenwände der Führungsrohre abgedichtet. In solchen Zwischenpositionen während der Drehung der Walzenkörper WS sind die Behälter BSA, BSB verschlossen und erst bei Erreichen der nächsten, gegen über der Position in 13 um 180° gedrehten Endstellung sind die Strömungswege zwischen Behältern von seitlich unmittelbar benachbarten Walzenkörpern WS wieder offen. Die Verbindungsleitungen sind so angeordnet, dass jeweils die Öffnung eines der einfallenden Strahlung SO zugewandten Behälters über eine Verbindungsleitung mit der Öffnung eines der Strahlung SO abgewandten Behälters des benachbarten Walzenkörpers verbunden ist. In die Verbindungsleitungen können Kondensatabscheider KA eingefügt sein. Bei der bevorzugten Verwendung von Luft als Arbeitsfluid kann Umgebungsluft über ein Filter FI und einen Kondensatabscheider KA über eine Verbindungsleitung VL dem ersten walzenförmigen Körper zugeführt sein und verdichtete Luft am Ausgang des letzten walzenförmigen Körpers einem Druckluftbehälter DB zugeleitet sein.The cylindrical bodies WS are continued in the example shown in the axial direction with flanges BF in the housing VK. Between the flanges h and the cylindrical containers, a fluid seal surrounding the shafts SW of the cylindrical bodies and / or a thermal insulation may be provided. The roller-shaped bodies have diametrically opposite openings OS in each of the two containers BSA, BSB and are surrounded in the region lying axially in the housing VK by guide tubes RF or circular-cylindrical recesses in a guide body. In these guide tubes connecting lines VL are connected at diametrically opposite positions, which form parts of the flow path for the working fluid in the containers BSA, BSB. The openings OS come in the sketched position and in a relation to this rotated by 180 ° position respectively with the connecting lines to cover so that depending on the pressure gradient working fluid can flow into a container or can flow out. If, at the end of a subcycle, the group of roller bodies WS is rotated synchronously about the respective roller axes of the roller bodies via the drive means housed in the housing GG, the openings OS are rotated against the connecting lines to be considered fixed and sealed against the inner walls of the guide tubes via sliding seals GD. In such intermediate positions during the rotation of the roll body WS, the containers BSA, BSB are closed and only when they reach the next, opposite to the position in 13 rotated by 180 ° end position, the flow paths between containers of laterally immediately adjacent roller bodies WS are open again. The connecting lines are arranged so that in each case the opening of one of the incident radiation SO facing container is connected via a connecting line with the opening of the radiation SO remote from the container of the adjacent roll body. Condensate separators KA can be inserted in the connecting lines. In the preferred use of air as the working fluid ambient air via a filter FI and a condensate KA via a connecting line VL can be supplied to the first cylindrical body and compressed air at the output of the last cylindrical body to be fed to a compressed air tank DB.

In anderer Ausführung kann bei der Anordnung nach 12 und 13 auch vorgesehen sein, Wärmequelle und Wärmesenke zu vertauschen und über die Anschlüsse KE, KA der 12 ein warmes Fluid strömen zu lassen und Wärmestrahlung in die Umgebung abzugeben, insbesondere bei Nacht. Vorteilhafterweise kann ein und dieselbe Anordnung tagsüber bei Sonnenstrahlung nach der zu 12 und 13 beschriebenen Art betrieben und die Funktionsweise nachts umgekehrt ein.In another embodiment, the arrangement according to 12 and 13 Also be provided to exchange the heat source and heat sink and the connections KE, KA the 12 to flow a warm fluid and to give heat radiation into the environment, especially at night. Advantageously, one and the same arrangement during the day under solar radiation after 12 and 13 operated type described and the operation at night reversed.

Die in 13 skizzierte Anordnung und Ankopplung von Verbindungsleitungen und Öffnungen in Wandungen der Behälter oder mit diesen gedrehter Auskopplungsstutzen ist auch auf andere Anordnungen, insbesondere auch Anordnungen der in anderen Beispielen skizzierten Art, übertragbar. Dabei bilden die in einer Position mit den Verbindungsleitungen sich überdeckenden Öffnungen OS in den Anschlussbereichen der Behälter, welche in anderen Drehstellungen gegen die Wand der Führungsrohre abgedichtet sind, die Ventileinrichtungen im Sinne der erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Gesonderte Maß nahmen zur unidirektionalen Steuerungen erübrigen sich, da allein durch die Temperatur- und Druckverhältnisse immer ein Strom von Arbeitsfluid in eine Strömungsrichtung festgelegt ist.In the 13 sketched arrangement and coupling of connecting lines and openings in walls of the container or with this twisted Auskopplungsstutzen is also applicable to other arrangements, in particular arrangements of the kind outlined in other examples, transferable. In this case, the openings OS which overlap in a position with the connecting lines form in the connection areas of the containers, which are sealed in other rotational positions against the wall of the guide tubes, the valve devices in the sense of the devices according to the invention. Separate measure taken to unidirectional controls unnecessary, since only by the temperature and pressure conditions, a stream of working fluid is always set in a flow direction.

Die als Druckdifferenz in den Fluidspeichern SAH, SAL gespeicherte Energie kann einem pneumatischen Antrieb zugeführt werden, welcher die Drehung der Anordnung um die Drehachse DA bewirkt oder unterstützt. Es kann auch der Antrieb 11 nur zwischen jeweils einen der Fluidspeicher SAH, SAL und Umgebungsdruck geschaltet sein, wobei dann vorteilhafterweise jeder der Fluidspeicher für je eine von zwei Drehungen innerhalb eines vollständigen Zyklus genutzt ist. Es kann auch nur einer der beiden Fluidspeicher, SAH oder SAL vorgesehen sein. Entsprechende Anordnungen können auch zu nachfolgenden Stufen des Strömungspfads vorgesehen sei.The as pressure difference in the fluid reservoirs SAH, SAL stored energy can be supplied to a pneumatic drive, which causes or supports the rotation of the assembly about the axis of rotation DA. It can also be the drive 11 be connected only between each one of the fluid reservoir SAH, SAL and ambient pressure, in which case advantageously each of the fluid reservoir is used for each one of two rotations within a complete cycle. It can also be provided only one of the two fluid storage, SAH or SAL. Corresponding arrangements can also be provided for subsequent stages of the flow path.

Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.The above and those specified in the claims and the features that can be seen in the illustrations are both individual and also advantageously feasible in various combinations. The invention is not limited to the described embodiments, but in the context of expert knowledge in many ways Way changeable.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 6240729 B1 [0003] - US 6240729 B1 [0003]

Claims (36)

Vorrichtung zur Gewinnung mechanischer Energie aus der Temperaturdifferenz zwischen einer Wärmesenke und einer dieser gegenüber wärmeren Wärmequelle unter Einsatz eines Arbeitsfluids, welches wenigstens einen Strömungspfad mit vorgegebener Strömungsrichtung durchläuft, in welchem wenigstens ein erster Fluidbehälter und wenigstens ein diesem stromabwärts folgender zweiter Fluidbehälter sowie Ventileinrichtungen angeordnet sind, welche die Arbeitsfluidvolumina entgegen der Strömungsrichtung abschließen und in Strömungsrichtung öffenbar sind, und mit Mitteln, welche zyklisch alternierend in einem ersten Teilzyklus die Erhöhung des Drucks des Arbeitsfluids im ersten Fluidkörper durch Einwirkung der Wärmequelle und eine Verringerung des Drucks des Arbeitsfluids im zweiten Fluidbehälter durch Einwirkung der Wärmesenke und in einem anderen Teilzyklus desselben Zyklus eine umgekehrte Veränderung der Drücke bewirken, wobei ein stromabwärts des Strömungspfads auftretendes Druckgefälle durch Öffnen der Ventileinrichtungen in Strömungsrichtung verminderbar ist und einen Transport von Arbeitsfluid in der vorgegebenen Strömungsrichtung bewirkt.Device for obtaining mechanical energy from the temperature difference between a heat sink and one of these compared to warmer heat source using a working fluid having at least one flow path goes through with predetermined flow direction, in which at least one first fluid container and at least a downstream of this second fluid container and Valve means are arranged, which the working fluid volumes complete against the direction of flow and are openable in the flow direction, and by means Which cyclically alternating in a first subcycle the increase the pressure of the working fluid in the first fluid body by action the heat source and a reduction in the pressure of the working fluid in the second fluid container by the action of the heat sink and in another subcycle of the same cycle a reverse one Change the pressures cause, with a downstream the flow path occurring pressure gradient by opening the valve devices in the flow direction verminderbar is and a transport of working fluid in the specified flow direction causes. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckerhöhung des Arbeitsfluids durch eine Erwärmung eines Verdrängerfluids in den Behältern und eine Druckverringerung des Arbeitsfluids durch eine Abkühlung des Verdrängerfluids erfolgt und Wärmeleiteinrichtungen zwischen dem Verdrängerfluid und der Wärmequelle bzw. der Wärmesenke vorhanden sind.Device according to claim 1, characterized in that that an increase in pressure of the working fluid by heating a positive displacement fluid in the containers and a Pressure reduction of the working fluid by cooling the Verdrängerfluids takes place and Wärmeleiteinrichtungen between the displacer fluid and the heat source or the heat sink are present. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Fluidbehälter Arbeitsfluid und Verdrängerfluid identisch sind.Device according to claim 2, characterized in that that in at least one fluid container working fluid and Displacement fluid are identical. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Fluidbehälter das Verdrängerfluid ein veränderliches Teilvolumen des Behältervolumens einnimmt und durch eine verschiebbare, insbesondere flexible Trennwand von dem Arbeitsfluid getrennt ist.Device according to claim 2, characterized in that in at least one fluid container, the displacement fluid a variable partial volume of the container volume occupies and by a movable, especially flexible partition is separated from the working fluid. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleiteinrichtung zumindest teilweise durch eine Behälterwand gebildet sind.Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the heat conducting device at least partially formed by a container wall. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Antriebseinrichtungen die Fluidbehälter relativ zu Wärmequelle und Wärmesenke bewegbar sind.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that by means of drive means the Fluid container relative to heat source and heat sink are movable. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidbehälter um eine Drehachse drehbar angeordnet sind.Device according to claim 6, characterized in that in that the fluid containers are arranged to be rotatable about an axis of rotation are. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidbehälter zwischen zwei Drehendstellungen in entgegen gesetzte Richtungen drehbar sind.Device according to claim 7, characterized in that that the fluid container between two rotational end positions are rotatable in opposite directions. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehendstellungen um wenigstens 120°, vorzugsweise wenigstens 150° um die Drehachse gegeneinander versetzt angeordnet sind.Device according to claim 8, characterized in that that the Drehendstellungen by at least 120 °, preferably at least 150 ° offset from each other about the axis of rotation are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidbehälter zyklisch fortlaufend in eine Drehrichtung um die Drehachse drehbar sind.Device according to claim 8, characterized in that that the fluid container cyclically continuously in one direction of rotation are rotatable about the rotation axis. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Fluidbehälter in ihrer Bewegung miteinander gekoppelt sind.Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the plurality of fluid containers are coupled together in their movement. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil einer Antriebsleistung für die Antriebseinrichtung aus der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmesenke abgeleitet ist.Device according to one of claims 6 to 11, characterized in that at least part of a drive power for the drive device from the temperature difference derived between heat source and heat sink is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen ein Bimetall-Element enthalten.Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that the drive means a Bimetallic element included. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilzyklen jeweils einen zeitlich kürzeren Bewegungsabschnitt und einen zeitlich längeren Verweilabschnitt enthalten.Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sub-cycles each one temporally shorter movement section and one temporally longer dwell section included. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtungen wenigstens ein Rückschlagventil enthalten.Device according to one of claims 6 to 14, characterized in that the valve means at least a check valve included. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtungen wenigstens ein steuerbares Ventil enthalten.Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the valve means at least contain a controllable valve. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtungen zumindest am Ende eines Teilzyklus für Druckgefälle in Strömungsrichtung des Strömungspfads geöffnet sind.Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the valve means at least at the end of a partial cycle for pressure gradient in the direction of flow of the flow path are open. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtungen während der überwiegenden Zeitdauer eines Teilzyklus für Druckgefälle in Strömungsrichtung geöffnet sind.Device according to claim 17, characterized in that that the valve means during the vast majority Duration of a partial cycle for pressure gradient in Flow direction are open. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem in Strömungsrichtung ersten Fluidbehälter und einem in letztem Fluidbehälter wenigstens ein Zwischen-Fluidbehälter im Strömungspfad angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that arranged between a first fluid container in the flow direction and in a last fluid container, at least one intermediate fluid container in the flow path is. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende eines Teilzyklus nach einem Abbau eines Druckgefälles zwischen einem Zwischen-Fluidbehälter und einem unmittelbar in Strömungsrichtung stromabwärts benachbarten Fluidbehälter die den Abbau des Druckgefälles in Strömungsrichtung bewirkende Ventileinrichtung geschlossen wird und eine weitere Ventileinrichtung zu dem jeweils anderen, stromaufwärts benachbarten Fluidbehälter geöffnet wird.Device according to claim 19, characterized in that that at the end of a subcycle after a degradation of a pressure gradient between an intermediate fluid container and an immediate downstream in the flow direction Fluid container the degradation of the pressure gradient closed in the direction of flow valve device and another valve device to the other, open upstream fluid container becomes. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidstrom durch die weitere Ventileinrichtung zur Gewinnung von Antriebsleistung für die Antriebseinrichtung genutzt wird.Device according to claim 20, characterized in that that a fluid flow through the further valve means for recovery used by drive power for the drive device becomes. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter Teile wenigstens eines Walzenkörpers um die Drehachse sind.Device according to one of claims 1 to 21, characterized in that the container parts at least a roller body about the axis of rotation. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Behälter in einen Walzenkörper integriert sind und getrennte Winkelbereiche um die Drehachse einnehmen.Device according to claim 22, characterized in that that at least two containers in a roll body are integrated and occupy separate angular ranges around the axis of rotation. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Walzenkörper in Richtung der Drehachse hintereinander angeordnet sind.Device according to claim 22 or 23, characterized that a plurality of roller bodies in the direction of the axis of rotation behind one another are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Behälter der mehreren Walzenkörper über Fluidleitungen und Ventileinrichtungen fluidleitend verbunden sind.Device according to claim 24, characterized in that that container of the plurality of roll body over Fluid lines and valve means are fluidly connected. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass auf Seiten der Wärmesenke und/oder der Wärmequelle eine um die Drehachse gewölbte, von dem wenigstens einen Walzenkörper beabstandete Wand einen umgebenden Raum begrenzt.Device according to one of claims 23 to 25, characterized in that on the side of the heat sink and / or the heat source a curved around the axis of rotation, from the at least one roller body spaced wall limited to a surrounding space. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Ventileinrichtungen mit Fluidleitungen in den wenigstens einen Walzenkörper integriert ist.Device according to one of claims 23 to 26, characterized in that at least a part of the valve means with fluid lines in the at least one roller body is integrated. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Ventileinrichtungen mit Fluidleitungen in eine Hohlwelle integriert ist.Device according to one of claims 23 to 27, characterized in that at least a part of the valve means is integrated with fluid lines in a hollow shaft. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Ventileinrichtungen axial gegen den wenigstens einen Walzenkörper versetzt angeordnet ist.Device according to one of claims 23 to 28, characterized in that at least a part of the valve means offset axially against the at least one roller body is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Ventileinrichtungen gegen die Wärmequelle wärmeisoliert angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 29, characterized in that at least a part of the valve means arranged heat insulated against the heat source is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass Wärmequelle und/oder Wärmesenke ein gasförmiges oder flüssiges Medium als Wärmeträger enthalten.Device according to one of claims 1 to 30, characterized in that the heat source and / or Heat sink a gaseous or liquid Medium contained as a heat transfer medium. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle ein gasförmiges Medium und die Wärmesenke ein flüssiges Medium als Wärmeträger enthalten.Device according to claim 31, characterized in that that the heat source is a gaseous medium and the heat sink a liquid medium as a heat transfer medium contain. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle einen Strahlungsabsorber enthält.Device according to one of claims 1 to 32, characterized in that the heat source a Radiation absorber contains. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsfluid ein Gas, insbesondere Luft ist.Device according to one of claims 1 to 33, characterized in that the working fluid is a gas, in particular Air is. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas stromabwärts des letzten Fluidbehälters des Strömungspfads einem Druckgas-Speicherbehälter zugeleitet ist.Device according to claim 34, characterized in that that the gas is downstream of the last fluid container the flow path a compressed gas storage tank is forwarded. Verfahren zur Gewinnung mechanischer Energie aus der Temperaturdifferenz zwischen einer Wärmesenke und einer dieser gegenüber wärmeren Wärmequelle unter Einsatz eines Arbeitsfluids, welches wenigstens einen Strömungspfad mit vorgegebener Strömungsrichtung durchläuft, in welchem wenigstens ein erster Fluidbehälter und wenigstens ein diesem stromabwärts folgender zweiter Fluidbehälter sowie Ventileinrichtungen angeordnet sind, welche die Arbeitsfluidvolumina entgegen der Strömungsrichtung abschließen und in Strömungsrichtung öffenbar sind, wobei zyklisch alternierend in einem ersten Teilzyklus der Druck des Arbeitsfluids im ersten Fluidkörper durch Einwirkung der Wärmesenke erhöht und dem Druck des Arbeitsfluids im zweiten Fluidbehälter verringert und die Drücke in einem weiteren Teilzyklus desselben Zyklus umgekehrt verändert werden, wobei ein stromabwärts des Strömungspfads auftretendes Druckgefälle durch Öffnen der Ventileinrichtungen in Strömungsrichtung vermindert wird und dabei Arbeitsfluid in der Strömungsrichtung transportiert wird.Process for obtaining mechanical energy the temperature difference between a heat sink and a this opposite warmer heat source using a working fluid having at least one flow path goes through with predetermined flow direction, in which at least one first fluid container and at least a downstream of this second fluid container and Valve means are arranged, which the working fluid volumes complete against the direction of flow and can be opened in the flow direction, where cyclic alternately in a first subcycle, the pressure of the working fluid in the first fluid body by the action of the heat sink increased and the pressure of the working fluid in the second fluid container decreases and the pressures in another subcycle the same cycle are reversed, with a occurring downstream of the flow path pressure gradient by opening the valve devices in the flow direction is reduced while transporting working fluid in the flow direction becomes.
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