DE102022112836A1 - Energy converter device - Google Patents

Energy converter device Download PDF

Info

Publication number
DE102022112836A1
DE102022112836A1 DE102022112836.9A DE102022112836A DE102022112836A1 DE 102022112836 A1 DE102022112836 A1 DE 102022112836A1 DE 102022112836 A DE102022112836 A DE 102022112836A DE 102022112836 A1 DE102022112836 A1 DE 102022112836A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
energy
container
along
volume
transducer element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022112836.9A
Other languages
German (de)
Inventor
gleich Anmelder Erfinder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102022112836.9A priority Critical patent/DE102022112836A1/en
Publication of DE102022112836A1 publication Critical patent/DE102022112836A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
    • F03G7/06112—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element using the thermal expansion or contraction of enclosed fluids

Abstract

Energiewandlereinrichtung, umfassend:- einen ersten Energie- oder Kraftspeicher,- einen zweiten Energie- oder Kraftspeicher,- ein mit dem ersten und/oder dem zweiten Energie- oder Kraftspeicher gekoppelte Wandlereinrichtung, welches wenigstens ein entlang einer Bewegungsbahn bewegbar gelagertes Wandlerelement (K1, K2) umfasst, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) eine mit dem ersten Energie- oder Kraftspeicher in Verbindung stehende Wirkfläche aufweist, sodass das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) durch Energie-, Druck- oder Volumenänderungen des ersten Energie-, Druck- oder Kraftspeichers in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist; und/oder dass wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) eine mit dem zweiten Energie- oder Kraftspeicher in Verbindung stehende zweite Wirkfläche aufweist, sodass das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) durch Energie- oder Volumenänderungen des zweiten Energie- oder Kraftspeichers in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist.Energy converter device, comprising: - a first energy or force store, - a second energy or force store, - a converter device coupled to the first and / or the second energy or force store, which has at least one converter element (K1, K2.) mounted movably along a movement path ), wherein the at least one converter element (K1, K2) has an effective surface connected to the first energy or force storage, so that the at least one converter element (K1, K2) is affected by changes in energy, pressure or volume of the first energy, Pressure or force storage can be set in motion along the trajectory; and/or that at least one converter element (K1, K2) has a second active surface that is connected to the second energy or force storage device, so that the at least one converter element (K1, K2) is converted into one by changes in energy or volume of the second energy or energy storage device Movement can be displaced along the movement path.

Description

Die Erfindung betrifft eine Energiewandlereinrichtung, welche im Allgemeinen zur Wandlung von einer ersten Energieform, z. B. thermische Energie, in eine andere Energieform, d. h. z. B. in mechanische oder elektrische Energie, eingerichtet ist.The invention relates to an energy converter device, which is generally used to convert a first form of energy, e.g. B. thermal energy, into another form of energy, i.e. H. e.g. B. in mechanical or electrical energy.

Entsprechende Energiewandlereinrichtungen, welche gegebenenfalls auch als Motoren bezeichnet werden können, sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. Für den Betrieb dieser Energiewandlereinrichtungen werden typischerweise externe Energieträger, wie z. B. Beispiel Gas, Kohle, Öl, verwendet, welche bisweilen in aufwändiger Weise gewonnen, transportiert, raffiniert und gelagert werden müssen, was regelmäßig zu zusätzlichen Energiekosten, Ressourcenverbrauch, Umweltverschmutzung, etc., führt.Corresponding energy converter devices, which can also be referred to as motors, are fundamentally known from the prior art. External energy sources, such as e.g., are typically used to operate these energy conversion devices. B. Example gas, coal, oil, which sometimes have to be extracted, transported, refined and stored in a complex manner, which regularly leads to additional energy costs, resource consumption, environmental pollution, etc.

Darüber hinaus arbeiten viele bekannte Energiewandlereinrichtungen mit vergleichsweise hohen Energieverlusten, welche sich meistens auf hohe Energieaufwendungen, wie z. B. hohe Temperaturen, für deren Betrieb zurückführen lassen.In addition, many known energy conversion devices work with comparatively high energy losses, which usually result from high energy expenditure, such as. B. high temperatures can be recycled for their operation.

Insgesamt besteht sonach ein Bedarf nach einer gegenüber dem Stand der Technik, insbesondere im Hinblick auf die Effizienz der Energiewandlung, verbesserten Energiewandlereinrichtung.Overall, there is therefore a need for an energy converter device that is improved compared to the prior art, particularly with regard to the efficiency of energy conversion.

Der Erfindung liegt sonach die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik, insbesondere im Hinblick auf die Effizienz der Energiewandlung, verbesserte Energiewandlereinrichtung anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying an energy converter device that is improved compared to the prior art, particularly with regard to the efficiency of energy conversion.

Die Aufgabe wird durch eine Energiewandlereinrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen der Energiewandlereinrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.The task is solved by an energy converter device according to independent claim 1. The dependent claims relate to possible embodiments of the energy converter device according to independent claim 1.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Energiewandlereinrichtung. Hierbei handelt es sich im Allgemeinen um eine Einrichtung, welche zur Wandlung von Energie einer ersten Energieform, z. B. thermischer Energie, in Energie wenigstens einer anderen Energieform, d. h. z. B. in mechanische oder elektrische Energie, eingerichtet ist.A first aspect of the invention relates to an energy converter device. This is generally a device which is used to convert energy into a first form of energy, e.g. B. thermal energy, in energy at least one other form of energy, i.e. H. e.g. B. in mechanical or electrical energy.

Die Energiewandlereinrichtung umfasst in ihrer Grundkonfiguration einen ersten Energie- oder Kraftspeicher und einen zweiten Energie- oder Kraftspeicher sowie eine mit dem ersten und/oder dem zweiten Energie- oder Kraftspeicher gekoppelte Wandlereinrichtung, welche wenigstens ein entlang einer Bewegungsbahn bewegbar gelagertes Wandlerelement umfasst, wobei das wenigstens eine Wandlerelement eine mit dem ersten Energie- oder Kraftspeicher in Verbindung stehende Wirkfläche aufweist, sodass das wenigstens eine Wandlerelement durch Energie-, Druck- oder Volumenänderungen des ersten Energie- oder Kraftspeichers in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist; und/oder das wenigstens eine Wandlerelement eine mit dem zweiten Energie- oder Kraftspeicher in Verbindung stehende zweite Wirkfläche aufweist, sodass das wenigstens eine Wandlerelement durch Energie-, Druck- oder Volumenänderungen des zweiten Energie- oder Kraftspeichers in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist. Allgemein gilt, insbesondere für Ausführungsformen mit mehreren Wandlerelementen, dass jede Wirkfläche eines Wandlerelements im Betrieb der Energiewandlereinrichtung eine Gegenwirkfläche eines anderen Wandlerelements bilden kann.In its basic configuration, the energy converter device comprises a first energy or force storage and a second energy or force storage as well as a converter device coupled to the first and / or the second energy or force storage, which comprises at least one converter element movably mounted along a movement path, wherein the at least a converter element has an active surface connected to the first energy or force storage device, so that the at least one converter element can be set in motion along the movement path by changes in energy, pressure or volume of the first energy or force storage device; and/or the at least one transducer element has a second active surface connected to the second energy or force storage, so that the at least one transducer element can be set into a movement along the movement path by changes in energy, pressure or volume of the second energy or force storage. In general, particularly for embodiments with multiple converter elements, each active surface of a converter element can form a counteracting surface of another converter element during operation of the energy converter device.

Wenigstens ein entsprechender Energie- oder Kraftspeicher kann durch einen Behälter gebildet sein oder einen solchen umfassen, welcher einen mit einem in Abhängigkeit seiner Temperatur volumenveränderlichen Arbeitsmedium, insbesondere einem ersten Arbeitsgas, gefülltes erstes Behältervolumen umfasst.At least one corresponding energy or force storage device can be formed by or include a container which comprises a first container volume filled with a working medium whose volume varies depending on its temperature, in particular a first working gas.

Die nachfolgenden Erläuterungen zu der Energiewandlereinrichtung werden im Zusammenhang mit der Ausführungsform eines entsprechenden Energie- oder Kraftspeichers durch einen entsprechenden Behälter gemacht, sind hierauf jedoch nicht beschränkt und gelten analog für andere Ausführungsformen.The following explanations of the energy converter device are made in connection with the embodiment of a corresponding energy or power storage device using a corresponding container, but are not limited to this and apply analogously to other embodiments.

Die Energiewandlereinrichtung kann sonach einen ersten Behälter und einen zweiten Behälter aufweisen. Die Behälter begrenzen jeweils ein typischerweise geschlossenes Behältervolumen für ein Arbeitsmedium, bei welchem es sich um eine Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitsgemisch und/oder um ein Gas bzw. Gasgemisch handeln kann. Die Behälter können z. B. als mit einem entsprechenden Arbeitsmedium befüllbare bzw. befüllte Tanks ausgebildet sein bzw. solche umfassen. Konkret umfasst der erste Behälter einen mit einem in Abhängigkeit seiner Temperatur volumenveränderlichen ersten Arbeitsmedium, insbesondere einem ersten Arbeitsgas, wie z. B. Butan, Propan, Pentan oder entsprechenden Gasgemischen, gefülltes erstes Behältervolumen und der zweite Behälter einen mit einem in Abhängigkeit seiner Temperatur volumenveränderlichen zweiten Arbeitsmedium, insbesondere einem zweiten Arbeitsgas, wie z. B. Butan, Propan, Pentan oder entsprechenden Gasgemischen, gefülltes zweites Behältervolumen. Die Abmessungen der Behälter können gleich, ähnlich oder verschieden sein. Entsprechend kann das erste Behältervolumen gleich, ähnlich oder verschieden von dem zweiten Behältervolumen sein. Analoges gilt für das erste und das zweite Arbeitsmedium; mithin kann das erste Arbeitsmedium im Hinblick auf seine chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften gleich, ähnlich oder verschieden von dem zweiten Arbeitsmedium sein. Die Drücke und die Temperaturen des ersten und des zweiten Arbeitsmediums sind jedoch zumindest beim erstmaligen Befüllen der Behälter und somit bei der Herstellung der Energiewandlereinrichtung gleich bzw. im Wesentlichen gleich.The energy converter device can therefore have a first container and a second container. The containers each delimit a typically closed container volume for a working medium, which can be a liquid or liquid mixture and/or a gas or gas mixture. The containers can e.g. B. be designed as or include tanks that can be filled or filled with a corresponding working medium. Specifically, the first container comprises a first working medium whose volume varies depending on its temperature, in particular a first working gas, such as. B. butane, propane, pentane or corresponding gas mixtures, filled first container volume and the second container with a volume-changing second working medium depending on its temperature, in particular a second working gas, such as. B. butane, propane, pentane or corresponding gas mixtures, filled second container volume. The dimensions of the containers can be the same, similar or different. Accordingly, the first container volume can be the same, similar or different from the second container volume. The same applies to the first and second working medium; therefore it can The first working medium may be the same, similar or different from the second working medium in terms of its chemical and/or physical properties. However, the pressures and temperatures of the first and second working medium are the same or essentially the same, at least when the containers are filled for the first time and thus during the production of the energy converter device.

Die Energiewandlereinrichtung umfasst ferner eine mit dem ersten und/oder dem zweiten Behälter gekoppelte Wandlereinrichtung. Die Wandlereinrichtung umfasst wenigstens ein entlang einer Bewegungsbahn, insbesondere einer linearen Bewegungsbahn, bewegbar gelagertes Wandlerelement. Das wenigstens eine Wandlerelement kann insbesondere zwischen einer ersten Stellung, in welcher es mit einer Wirkfläche, d. h. insbesondere einer ersten Wirkfläche, an oder in dem ersten Behältervolumen angeordnet ist, und einer zweiten Stellung, in welcher es mit einer Wirkfläche, d. h. insbesondere einer der ersten Wirkfläche gegenüberliegend angeordneten oder ausgebildeten zweiten Wirkfläche, an oder in dem zweiten Behältervolumen angeordnet, bewegbar gelagert sein. Wie sich im Weiteren ergibt, kann das wenigstens eine Wandlerelement kolbenartig bzw. - förmig ausgebildet sein. Insbesondere können jeweilige Wirkflächen des wenigstens einen Wandlerelements als Kolbenflächen ausgebildet sein. Entsprechende Kolbenflächen können innerhalb eines Zylinders geführt aufgenommen sein. Das wenigstens eine Wandlerelement kann sonach als Kolben mit wenigstens einer Kolbenfläche ausgebildet sein. Analoges gilt für Ausführungsformen mit mehreren Wandlerelementen, wobei jedes Wandlerelement wenigstens eine entsprechende Wirkfläche aufweist.The energy converter device further comprises a converter device coupled to the first and/or the second container. The transducer device comprises at least one transducer element that is movably mounted along a movement path, in particular a linear movement path. The at least one transducer element can in particular choose between a first position in which it has an active surface, i.e. H. in particular a first active surface, which is arranged on or in the first container volume, and a second position in which it is connected to an active surface, i.e. H. In particular, a second active surface arranged or formed opposite the first active surface, arranged on or in the second container volume, can be movably mounted. As can be seen below, the at least one transducer element can be designed like a piston or in the shape of a piston. In particular, respective active surfaces of the at least one converter element can be designed as piston surfaces. Corresponding piston surfaces can be accommodated within a cylinder. The at least one converter element can therefore be designed as a piston with at least one piston surface. The same applies to embodiments with several transducer elements, with each transducer element having at least one corresponding effective surface.

Das wenigstens eine Wandlerelement kann sonach im Allgemeinen eine mit dem ersten Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das erste Behältervolumen mitbegrenzende, erste Wirkfläche aufweisen, sodass das wenigstens eine Wandlerelement durch Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des ersten Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang der Bewegungsachse versetzbar ist. Entsprechend können, z. B. auf Änderungen der Temperatur des in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmediums zurückgehende, Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmediums in Bewegungen des wenigstens einen Wandlerelements umgesetzt werden. Da Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmediums typischerweise mit veränderlichen thermischen Energieinhalten des ersten Arbeitsmediums einhergehen, ist sonach eine Möglichkeit der Umwandlung von thermischer Energie des ersten Arbeitsmediums in kinetische Energie des wenigstens einen Wandlerelements gegeben.The at least one transducer element can therefore generally have a first effective surface which is connected to the first container volume and in particular also delimits the first container volume, so that the at least one transducer element can be set into a movement along the movement axis by volume changes or pressure changes of the first working medium. Accordingly, e.g. B. volume changes or pressure changes of the first working medium located in the first container volume, which are due to changes in the temperature of the first working medium located in the first container volume, can be converted into movements of the at least one transducer element. Since volume changes or pressure changes of the first working medium located in the first container volume are typically accompanied by variable thermal energy contents of the first working medium, there is therefore a possibility of converting thermal energy of the first working medium into kinetic energy of the at least one converter element.

Alternativ oder ergänzend kann das wenigstens eine Wandlerelement eine mit dem zweiten Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das zweite Behältervolumen mitbegrenzende, zweite Wirkfläche aufweisen, sodass das wenigstens eine Wandlerelement durch Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des zweiten Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang der Bewegungsachse versetzbar ist. Entsprechend können, z. B. auf Änderungen der Temperatur des in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmediums zurückgehende, Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmediums in Bewegungen des wenigstens einen Wandlerelements umgesetzt werden. Als Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmediums typischerweise mit veränderlichen thermischen Energieinhalten des zweiten Arbeitsmediums einhergehen, ist sonach eine Möglichkeit der Umwandlung von thermischer Energie des zweiten Arbeitsmediums in kinetische Energie des wenigstens einen Wandlerelements gegeben.Alternatively or additionally, the at least one transducer element can have a second active surface which is connected to the second container volume, in particular also delimits the second container volume, so that the at least one transducer element can be set into a movement along the movement axis by volume changes or pressure changes of the second working medium. Accordingly, e.g. B. volume changes or pressure changes of the second working medium located in the second container volume, which are due to changes in the temperature of the second working medium located in the second container volume, can be converted into movements of the at least one transducer element. Since volume changes or pressure changes of the second working medium located in the second container volume are typically accompanied by variable thermal energy contents of the second working medium, there is therefore a possibility of converting thermal energy of the second working medium into kinetic energy of the at least one converter element.

Im Betrieb der Energiewandlereinrichtung kann durch aktives oder passives Einbringen von thermischer Energie in das in dem ersten Behältervolumen befindliche erste Arbeitsmedium, d. h. durch aktives oder passives Aufheizen des Arbeitsmediums, eine Druck- bzw. Volumenänderung bzw. -zunahme des ersten Arbeitsmediums herbeigeführt werden, welche eine Bewegung des wenigstens einen Wandlerelements entlang der Bewegungsbahn bedingt. In analoger Weise ist es denkbar, dass durch Abführen von thermischer aus dem in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmedium, d. h. durch aktives oder passives Abkühlen des Arbeitsmediums, eine Druck- bzw. Volumenänderung bzw. -abnahme des ersten Arbeitsmediums herbeigeführt werden, welche ebenso eine Bewegung des wenigstens einen Wandlerelements entlang der Bewegungsbahn bedingen kann. Die sonach entstehende kinetische Energie des wenigstens einen Wandlerelements kann, wie im Weiteren erläutert wird, verschiedenartig genutzt werden.During operation of the energy converter device, thermal energy can be actively or passively introduced into the first working medium located in the first container volume, i.e. H. By actively or passively heating the working medium, a change or increase in pressure or volume of the first working medium is brought about, which causes a movement of the at least one transducer element along the movement path. In an analogous manner, it is conceivable that by dissipating thermal from the first working medium located in the first container volume, i.e. H. through active or passive cooling of the working medium, a pressure or volume change or decrease in the first working medium can be brought about, which can also cause a movement of the at least one transducer element along the movement path. The resulting kinetic energy of the at least one converter element can be used in various ways, as will be explained below.

In entsprechender Weise kann im Betrieb der Energiewandlereinrichtung durch aktives oder passives Einbringen von thermischer Energie in das in dem zweiten Behältervolumen befindliche zweite Arbeitsmedium eine Druck- bzw. Volumenänderung bzw. -zunahme des zweiten Arbeitsmediums herbeigeführt werden, welche eine Bewegung des wenigstens einen Wandlerelements entlang der Bewegungsbahn bedingt. In analoger Weise ist es denkbar, dass durch Abführen von thermischer aus dem in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmedium eine Druck- bzw. Volumenänderung bzw. -abnahme des zweiten Arbeitsmediums herbeigeführt werden, welche ebenso eine Bewegung des wenigstens einen Wandlerelements entlang der Bewegungsbahn bedingen kann. Die sonach entstehende kinetische Energie des wenigstens einen Wandlerelements kann, wie im Weiteren erläutert wird, verschiedenartig genutzt werden.In a corresponding manner, during operation of the energy converter device, a change in pressure or volume of the second working medium can be brought about by actively or passively introducing thermal energy into the second working medium located in the second container volume, which causes a movement of the at least one converter element along the Movement path conditional. In an analogous way it is It is conceivable that by dissipating thermal fluid from the second working medium located in the second container volume, a change or decrease in pressure or volume of the second working medium can be brought about, which can also cause a movement of the at least one transducer element along the movement path. The resulting kinetic energy of the at least one converter element can be used in various ways, as will be explained below.

Im Allgemeinen können im Betrieb der Energiewandlereinrichtung sonach durch gezieltes, insbesondere wechselweises, Einbringen und/oder Abführen von thermischer Energie in die in jeweiligen Behältervolumina befindlichen Arbeitsmediume Bewegungen des wenigstens einen Wandlerelements erzeugt werden, wobei die dadurch erhaltene kinetische Energie des wenigstens einen Wandlerelements verschiedenartig genutzt werden.In general, during operation of the energy converter device, movements of the at least one converter element can be generated by targeted, in particular alternate, introduction and/or removal of thermal energy into the working media located in the respective container volumes, with the resulting kinetic energy of the at least one converter element being used in various ways .

Die besondere funktionelle wie auch konstruktive Konfiguration der Energiewandlereinrichtung ermöglicht es sonach grundsätzlich, Druck- bzw. Temperaturdifferenzen und damit einhergehende Volumenänderungen bzw. Druckänderungen entsprechender Arbeitsmediume sehr effizient nutzen, was insgesamt in einer verbesserten Energiewandlereinrichtung resultiert.The special functional as well as constructive configuration of the energy converter device basically makes it possible to use pressure or temperature differences and the associated volume changes or pressure changes of corresponding working media very efficiently, which results overall in an improved energy converter device.

In einer Ausführungsform können die beiden Behältervolumina über das wenigstens eine Wandlerelement, welches einen Bestandteil, nämlich einen Kolben, einer zwischen die beiden Behältervolumina geschaltet angeordneten oder ausgebildeten Kolben-Zylinder-Einrichtung bilden kann, direkt oder indirekt miteinander gekoppelt sein, sodass Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmediums reversibel in entgegengesetzten Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmediums resultieren können und umgekehrt. Mithin kann z. B. eine thermisch bedingte Volumenzunahme (Expansion) des in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmediums eine Volumenabnahme (Kompression) des in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmediums bedingen oder umgekehrt.In one embodiment, the two container volumes can be coupled to one another directly or indirectly via the at least one transducer element, which can form a component, namely a piston, of a piston-cylinder device arranged or designed between the two container volumes, so that volume changes or pressure changes of the first working medium located in the first container volume can reversibly result in opposite volume changes or pressure changes of the second working medium located in the second container volume and vice versa. Therefore, e.g. B. a thermally induced increase in volume (expansion) of the first working medium located in the first container volume causes a decrease in volume (compression) of the second working medium located in the second container volume or vice versa.

In einer weiteren Ausführungsform kann jedem Behälter ein (eigenes bzw. separates) Wandlerelement zugeordnet sein. Mithin kann der erste Behälter ein erstes Wandlerelement und der zweite Behälter ein zweites Wandlerelement umfassen. Das dem ersten Behälter zugeordnete erste Wandlerelement kann eine mit dem ersten Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das erste Behältervolumen mitbegrenzende, erste Wirkfläche aufweisen, sodass das erste Wandlerelement durch Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des ersten Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist. Das dem zweiten Behälter zugeordnete zweite Wandlerelement kann eine mit dem zweiten Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das zweite Behältervolumen mitbegrenzende, zweite Wirkfläche aufweisen, sodass das zweite Wandlerelement durch Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des zweiten Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist.In a further embodiment, each container can be assigned a (own or separate) transducer element. The first container can therefore comprise a first transducer element and the second container can comprise a second transducer element. The first transducer element assigned to the first container can have a first effective surface which is connected to the first container volume and in particular also delimits the first container volume, so that the first transducer element can be set in motion along the movement path by volume changes or pressure changes of the first working medium. The second transducer element assigned to the second container can have a second active surface which is connected to the second container volume and in particular also delimits the second container volume, so that the second transducer element can be set in motion along the movement path by volume changes or pressure changes of the second working medium.

In einer weiteren Ausführungsform kann das erste Wandlerelement mit dem zweiten Wandlerelement über eine ein oder mehrere Kopplungselemente umfassende Kopplungseinrichtung bewegungsgekoppelt sein, wobei Bewegungen des ersten Wandlerelements entlang seiner Bewegungsbahn in Bewegungen des zweiten Wandlerelements entlang seiner Bewegungsbahn überführbar sind. Eine entsprechende Kopplungseinrichtung kann, wie erwähnt, ein oder mehrere Kopplungselemente umfassen, welche z. B. über ein oder mehrere Gelenke, miteinander verbunden sind. Derart lässt sich z. B. eine kompakte und stabile Konfiguration der Energiewandlereinrichtung mit nebeneinander angeordneten Behältern realisieren.In a further embodiment, the first transducer element can be motion-coupled to the second transducer element via a coupling device comprising one or more coupling elements, wherein movements of the first transducer element along its path of movement can be converted into movements of the second transducer element along its path of movement. A corresponding coupling device can, as mentioned, comprise one or more coupling elements, which e.g. B. are connected to one another via one or more joints. In this way, for example, B. realize a compact and stable configuration of the energy converter device with containers arranged next to one another.

In einer weiteren Ausführungsform können Bewegungen des ersten Wandlerelements entlang seiner Bewegungsbahn, bedingt durch die Kopplung vermittels der Kopplungseinrichtung, in unterschiedlich gerichtete, insbesondere entgegengesetzt gerichtete, Bewegungen des zweiten Wandlerelements entlang seiner Bewegungsbahn überführbar sein. Konkret können z. B. Bewegungen des ersten Wandlerelements nach oben, d. h. im Allgemeinen Bewegungen des ersten Wandlerelements, welche eine Expansion des in dem ersten Behälter befindlichen Arbeitsmediums ermöglichen bzw. unterstützen, in Bewegungen des zweiten Wandlerelements nach unten, d. h. im Allgemeinen Bewegungen des zweiten Wandlerelements, welche eine Kompression des in dem zweiten Behälter befindlichen Arbeitsmediums ermöglichen bzw. unterstützen, resultieren oder umgekehrt. Durch entsprechend entgegengesetzt gerichtete Bewegungen der, wie erwähnt, kolbenartigen bzw. -förmigen, Wandlerelemente können gegebenenfalls Gegenkräfte erzeugt werden; mithin kann einer Bewegung eines ersten Wandlerelements in einer ersten Bewegungsrichtung z. B. eine aus einer Bewegung eines zweiten Wandlerelements in einer zu der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzten zweiten Bewegungsrichtung resultierende Gegenkraft entgegengesetzt werden. Die Gegenkraft ist typischerweise nicht so hoch, dass die Bewegungen des ersten Wandlerelements in der ersten Bewegungsrichtung verhindert wird.In a further embodiment, movements of the first transducer element along its movement path, due to the coupling by means of the coupling device, can be converted into differently directed, in particular oppositely directed, movements of the second transducer element along its movement path. Specifically, e.g. B. movements of the first transducer element upwards, d. H. In general, movements of the first transducer element, which enable or support an expansion of the working medium located in the first container, in movements of the second transducer element downwards, i.e. H. In general, movements of the second transducer element, which enable or support compression of the working medium located in the second container, result, or vice versa. Counterforces can, if necessary, be generated by correspondingly oppositely directed movements of the, as mentioned, piston-like or -shaped transducer elements; Therefore, a movement of a first transducer element in a first direction of movement, for. B. a counterforce resulting from a movement of a second transducer element in a second direction of movement that is opposite to the first direction of movement can be counteracted. The counterforce is typically not so high that the movements of the first transducer element in the first direction of movement are prevented.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Kopplungseinrichtung eine ein oder mehrere Lagerungselemente umfassende Lagerungseinrichtung zugeordnet sein. Mithin kann die Kopplungseinrichtung über einen oder mehrere durch die Lagerungseinrichtung definierte Lagerungspunkte stabil gelagert sein. Ein entsprechender Lagerungspunkt kann z. B. eine Drehlagerung der Kopplungseinrichtung, d. h. insbesondere eines Kopplungselements, realisieren.In a further embodiment, the coupling device can be assigned a storage device comprising one or more storage elements. The coupling device can therefore be stably mounted via one or more storage points defined by the storage device. A corresponding storage point can e.g. B. realize a rotary bearing of the coupling device, ie in particular a coupling element.

In einer weiteren Ausführungsform ist es auch denkbar, dass einer Bewegung des wenigstens einen Wandlerelements in seiner Bewegungsbahn bzw. -achse eine durch einen Kraftspeicher, d. h. z. B. einen (elektro)mechanischen oder hydraulischen Kraft- oder Volumenspeicher, erzeugte bzw. bereitgestellte Gegenkraft entgegengesetzt wird. Durch einen entsprechenden Kraft- oder Volumenspeicher kann gegebenenfalls ein zweiter Behälter ersetzt werden, als der Kraft- oder Volumenspeicher dafür Sorge tragen kann, dass das wenigstens eine Wandlerelement in die jeweilige erste oder zweite Stellung zurücküberführt werden kann. Ein entsprechender Kraft- oder Volumenspeicher kann in einer einfachen Ausführungsform z. B. durch ein oder mehrere Federelemente gebildet sein bzw. solche umfassen.In a further embodiment, it is also conceivable that a movement of the at least one transducer element in its movement path or axis is caused by a force storage, i.e. H. e.g. B. an (electro)mechanical or hydraulic force or volume storage, generated or provided counterforce is opposed. If necessary, a second container can be replaced by a corresponding force or volume storage, as the force or volume storage can ensure that the at least one converter element can be returned to the respective first or second position. A corresponding force or volume storage can, in a simple embodiment, e.g. B. be formed by or include one or more spring elements.

In allen Ausführungsformen kann das wenigstens eine Wandlerelement mit einer mechanischen Einrichtung gekoppelt sein, welche ein entlang einer zweiten Bewegungsachse oder -bahn bewegbar gelagertes Antriebselement aufweist. Die mechanische Einrichtung kann eingerichtet sein, Bewegungen des Wandlerelements entlang der Bewegungsachse in Bewegungen des Antriebselements entlang der zweiten Bewegungsachse- oder bahn umzusetzen. Derart ist eine Möglichkeit geschaffen, die, wie beschrieben, durch entsprechende Volumenänderungen bzw. Druckänderungen eines Arbeitsmediums erzeugte kinetische Energie des wenigstens einen Wandlerelements zu nutzen. Das Antriebselement kann einen Bestandteil einer Maschine bilden, welche kinetische Energie nutzt.In all embodiments, the at least one transducer element can be coupled to a mechanical device which has a drive element that is movably mounted along a second movement axis or path. The mechanical device can be set up to convert movements of the converter element along the movement axis into movements of the drive element along the second movement axis or path. This creates a possibility of using the kinetic energy of the at least one converter element generated by corresponding volume changes or pressure changes of a working medium, as described. The drive element can form part of a machine that uses kinetic energy.

Alternativ oder ergänzend kann das wenigstens eine Wandlerelement in allen Ausführungsformen mit einer elektrischen Einrichtung gekoppelt sein, welche ein entlang der Bewegungsachse oder -bahn des wenigstens einen Wandlerelements oder entlang einer zweiten Bewegungsachse oder -bahn bewegbar gelagertes Läuferelement bzw. einen Läufer aufweist. Die elektrische Einrichtung - hierbei kann es sich um einen Generator handeln - kann eingerichtet sein, Bewegungen des Wandlerelements entlang der Bewegungsachse in Bewegungen des Antriebselements entlang der oder einer zweiten Bewegungsachse- oder bahn umzusetzen. Derart ist eine Möglichkeit geschaffen, die, wie beschrieben, durch entsprechende Volumenänderungen bzw. Druckänderungen eines Arbeitsmediums erzeugte kinetische Energie des wenigstens einen Wandlerelements zu nutzen.Alternatively or additionally, the at least one transducer element can be coupled in all embodiments to an electrical device which has a rotor element or a rotor movably mounted along the movement axis or path of the at least one transducer element or along a second movement axis or path. The electrical device - this can be a generator - can be set up to convert movements of the converter element along the movement axis into movements of the drive element along the or a second movement axis or path. This creates a possibility of using the kinetic energy of the at least one converter element generated by corresponding volume changes or pressure changes of a working medium, as described.

In einer weiteren Ausführungsform kann die elektrische Einrichtung zudem ein Statorelement bzw. einen Stator aufweisen, wobei Bewegungen des wenigstens einen Wandlerelements entlang der Bewegungsachse in Bewegungen des Läuferelements bzw. des Läufers entlang des Statorelements bzw. Stators erfolgen. Sowohl das Läuferelement bzw. der Läufer als auch das Statorelement bzw. der Stator können mit geeigneten magnetisierbaren oder magnetisierten Elementen, wie z. B. Permanentmagneten, Spulen, etc., versehen sein, sodass durch Relativbewegungen des Läuferelements bzw. des Läufers relativ zu dem Statorelement bzw. dem Stator, z. B. durch induktive Effekte, elektrische Energie erzeugt wird.In a further embodiment, the electrical device can also have a stator element or a stator, with movements of the at least one converter element along the movement axis resulting in movements of the rotor element or the rotor along the stator element or stator. Both the rotor element or the rotor and the stator element or the stator can be equipped with suitable magnetizable or magnetized elements, such as. B. permanent magnets, coils, etc., so that relative movements of the rotor element or the rotor relative to the stator element or the stator, e.g. B. electrical energy is generated by inductive effects.

Um entsprechende Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmediums herbeiführen zu können, kann die Energiewandlereinrichtung in einer weiteren Ausführungsform z. B. eine dem ersten Behälter zugeordnete erste Temperiereinrichtung zur Temperierung des ersten Arbeitsmediums in dem ersten Behälter umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Energiewandlereinrichtung, um entsprechende Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmediums herbeiführen zu können, z. B. eine dem zweiten Behälter zugeordnete zweite Temperiereinrichtung zur Temperierung des zweiten Arbeitsmediums in dem zweiten Behälter umfassen.In order to be able to bring about corresponding changes in volume or pressure changes in the first working medium located in the first container volume, the energy converter device can, in a further embodiment, e.g. B. include a first temperature control device assigned to the first container for temperature control of the first working medium in the first container. Alternatively or additionally, the energy converter device can bring about corresponding volume changes or pressure changes in the second working medium located in the second container volume, e.g. B. include a second temperature control device assigned to the second container for temperature control of the second working medium in the second container.

Eine jeweilige erste und/oder eine jeweilige zweite Temperiereinrichtung kann in einer weiteren Ausführungsform z. B. als Wärmetauschereinrichtung ausgebildet sein oder eine solche umfassen. Gleichwohl sind anders konfigurierte Temperiereinrichtungen, wie z. B. Abwärmeeinrichtungen oder sonstige natürliche, d. h. z. B. geothermische, oder technische Wärmequellen bzw. - reservoirs, denkbar.A respective first and/or a respective second temperature control device can, in a further embodiment, e.g. B. be designed as a heat exchanger device or include one. Nevertheless, differently configured temperature control devices, such as. B. waste heat devices or other natural, i.e. H. e.g. B. geothermal or technical heat sources or reservoirs, conceivable.

Eine entsprechende Wärmetauschereinrichtung kann in einer weiteren Ausführungsform z. B. durch eine von einem temperierbaren bzw. temperierten Temperierfluid durchströmbaren Strömungskanalstruktur ausgebildet sein bzw. eine solche umfassen, welche außerhalb oder innerhalb des ersten oder zweiten Behältervolumens angeordnet oder ausgebildet ist.A corresponding heat exchanger device can, in a further embodiment, e.g. B. be formed by a flow channel structure through which a temperature-controlled or tempered temperature control fluid can flow or comprise such a structure, which is arranged or formed outside or within the first or second container volume.

In einer weiteren Ausführungsform kann eine jeweilige Strömungskanalstruktur wenigstens einen mit einem Zulauf versehenen Zulaufabschnitt und wenigstens einen mit einem Ablauf versehenen Ablaufabschnitt aufweisen, wobei dem wenigstens einen Zulaufabschnitt wenigstens eine ein zwischen wenigstens einer Offen- und wenigstens einer Schließstellung bewegbares Ventilelement umfassende Ventileinrichtung zugeordnet ist, und dem wenigstens einen Ablaufabschnitt wenigstens eine ein zwischen wenigstens einer Offen- und wenigstens einer Schließstellung bewegbares Ventilelement umfassende Ventileinrichtung zugeordnet ist. Typischerweise sind wie in den Fig. angedeutet, sowohl dem Zulauf als auch dem Ablauf jeweils wenigstens zwei Ventileinrichtungen bzw. Ventilelemente zugeordnet, welche periodisch bzw. wechselweise betrieben werden können, d. h. insbesondere periodisch bzw. wechselweise in jeweilige Offen- und Schließstellungen bewegt werden können.In a further embodiment, a respective flow channel structure can have at least one inlet section provided with an inlet and at least one outlet section provided with an outlet, the at least an inlet section is assigned at least one valve device comprising a valve element movable between at least one open and at least one closed position, and the at least one outlet section is assigned at least one valve device comprising a valve element movable between at least one open and at least one closed position. Typically, as indicated in the figures, at least two valve devices or valve elements are assigned to both the inlet and the outlet, which can be operated periodically or alternately, that is, in particular can be moved periodically or alternately into respective open and closed positions.

Unabhängig der konkreten Konfiguration einer jeweiligen Temperiereinrichtung kann die Energiewandlereinrichtung in einer weiteren Ausführungsform eine der ersten Temperiereinrichtung und/oder der zweiten Temperiereinrichtung zugeordnete Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der ersten und/oder zweiten Temperiereinrichtung umfassen. Der Betrieb jeweiliger Temperiereinrichtungen lässt sich über eine entsprechende Steuereinrichtung sonach exakt(er) steuern. Selbstverständlich kann die Steuereinrichtung auf Signale von den jeweiligen Behältervolumina zugeordneten Sensoreinrichtungen, d. h. z. B. Druck-, Temperatur- oder Volumensensoren, zurückgreifen, und diese der Steuerung des Betriebs der jeweiligen Temperiereinrichtungen zugrunde legen.Regardless of the specific configuration of a respective temperature control device, in a further embodiment, the energy converter device can comprise a control device assigned to the first temperature control device and/or the second temperature control device for controlling the operation of the first and/or second temperature control device. The operation of the respective temperature control devices can therefore be controlled more precisely via a corresponding control device. Of course, the control device can respond to signals from sensor devices assigned to the respective container volumes, i.e. H. e.g. B. pressure, temperature or volume sensors, and use these as the basis for controlling the operation of the respective temperature control devices.

Im Betrieb der Energiewandlereinrichtung werden, insbesondere über die periodische bzw. wechselweise Steuerung des Betriebs entsprechender Ventilelemente, d. h. deren periodisches bzw. wechselweises Öffnen und Schließen, periodisch gesteuerte Temperaturwechsel des Arbeitsmediums in wenigstens einem Behälter durchgeführt. Der hierdurch erzeugte Druckwechsel des Arbeitsmediums in dem wenigstens einen Behälter stellt die Triebkraft für die Bewegung des wenigstens einen kolbenartigen bzw. -förmigen Wandlerelements entlang der Bewegungsachse dar, wodurch, wie beschrieben, kinetische Energie erzeugt und für verschiedene Anwendungen nutzbar gemacht wird.During operation of the energy converter device, in particular via the periodic or alternating control of the operation of corresponding valve elements, i.e. H. their periodic or alternating opening and closing, periodically controlled temperature changes of the working medium are carried out in at least one container. The resulting pressure change of the working medium in the at least one container represents the driving force for the movement of the at least one piston-like or -shaped transducer element along the movement axis, whereby, as described, kinetic energy is generated and made usable for various applications.

Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele nochmals erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 - 3 jeweils eine Prinzipdarstellung einer Energiewandlereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
The invention is explained again below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures. This shows:
  • 1 - 3 each a schematic representation of an energy converter device according to an exemplary embodiment.

In den 1 - 3 ist je eine Prinzipdarstellung einer Energiewandlereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei den Energiewandlereinrichtungen handelt es sich im Allgemeinen um Einrichtungen, welche zur Wandlung von Energie einer ersten Energieform, z. B. thermischer Energie, in Energie wenigstens einer anderen Energieform, d. h. z. B. in mechanische oder elektrische Energie, eingerichtet sind.In the 1 - 3 A schematic representation of an energy converter device according to an exemplary embodiment is shown. The energy converter devices are generally devices which are used to convert energy of a first form of energy, e.g. B. thermal energy, in energy at least one other form of energy, ie B. in mechanical or electrical energy, are set up.

Anhand der 1 - 3 ist ersichtlich, dass eine Energiewandlereinrichtung in ihrer Grundkonfiguration einen ersten Behälter 3, vgl. z. B. den linken Behälter, und einen zweiten Behälter 3, vgl. z. B. den rechten Behälter, umfassen kann. Die Behälter 3 begrenzen jeweils ein typischerweise geschlossenes Behältervolumen für ein Arbeitsmedium, bei welchem es sich um eine Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitsgemisch und/oder um ein Gas bzw. Gasgemisch handeln kann. Die Behälter 3 können z. B. als mit einem entsprechenden Arbeitsmedium befüllbare bzw. befüllte Tanks ausgebildet sein bzw. solche umfassen. Konkret umfasst der erste Behälter 3 einen mit einem in Abhängigkeit seiner Temperatur volumenveränderlichen ersten Arbeitsmedium, insbesondere einem ersten Arbeitsgas, wie z. B. Butan, Propan, Pentan oder entsprechenden Gasgemischen, gefülltes erstes Behältervolumen und der zweite Behälter 3 einen mit einem in Abhängigkeit seiner Temperatur volumenveränderlichen zweiten Arbeitsmedium, insbesondere einem zweiten Arbeitsgas, wie z. B. Butan, Propan, Pentan oder entsprechenden Gasgemischen, gefülltes zweites Behältervolumen.Based on 1 - 3 It can be seen that an energy converter device in its basic configuration has a first container 3, see e.g. B. the left container, and a second container 3, see e.g. B. the right container. The containers 3 each delimit a typically closed container volume for a working medium, which can be a liquid or liquid mixture and/or a gas or gas mixture. The containers 3 can z. B. be designed as or include tanks that can be filled or filled with a corresponding working medium. Specifically, the first container 3 comprises a first working medium whose volume varies depending on its temperature, in particular a first working gas, such as. B. butane, propane, pentane or corresponding gas mixtures, filled first container volume and the second container 3 with a volume-changing second working medium depending on its temperature, in particular a second working gas, such as. B. butane, propane, pentane or corresponding gas mixtures, filled second container volume.

Die Energiewandlereinrichtung umfasst ferner eine in den Ausführungsbeispielen beispielhaft mit dem ersten und dem zweiten Behälter gekoppelte Wandlereinrichtung. Die Wandlereinrichtung umfasst in dem Ausführungsbeispiel ein dem ersten Behälter 3 zugeordnetes, entlang einer linearen Bewegungsbahn bewegbar gelagertes erstes Wandlerelement K1 und ein dem zweiten Behälter 3 zugeordnetes, entlang einer linearen Bewegungsbahn bewegbar gelagertes zweites Wandlerelement K2. Die Wandlerelemente K1, K2 sind insbesondere zwischen einer ersten Stellung, in welcher diese mit einer jeweiligen Wirkfläche, d. h. insbesondere einer ersten Wirkfläche, an oder in dem jeweiligen Behältervolumen angeordnet sind, und einer zweiten Stellung, in welcher diese mit einer jeweiligen Wirkfläche an oder in dem zweiten Behältervolumen angeordnet, bewegbar gelagert. Wie anhand der 1 - 3 ersichtlich ist, können die Wandlerelemente K1, K2 kolbenartig bzw. -förmig ausgebildet sein. Insbesondere können jeweilige Wirkflächen der Wandlerelemente K1, K2 als Kolbenflächen ausgebildet sein. Entsprechende Kolbenflächen können innerhalb eines Zylinders geführt aufgenommen sein. Die Wandlerelemente K1, K2 können sonach jeweils als Kolben mit wenigstens einer Kolbenfläche ausgebildet sein. Jede Wirkfläche eines Wandlerelements K1, K2 kann im Betrieb der Energiewandlereinrichtung eine Gegenwirkfläche eines anderen Wandlerelements K1, K2 bilden.The energy converter device further comprises a converter device which, in the exemplary embodiments, is coupled to the first and second containers, for example. In the exemplary embodiment, the converter device comprises a first converter element K1 assigned to the first container 3 and mounted movably along a linear movement path and a second converter element K2 assigned to the second container 3 and mounted movably along a linear movement path. The transducer elements K1, K2 are in particular between a first position in which they are arranged with a respective active surface, ie in particular a first active surface, on or in the respective container volume, and a second position in which they are arranged with a respective active surface on or in arranged in the second container volume, movably mounted. As per the 1 - 3 As can be seen, the converter elements K1, K2 can be piston-like or shaped. In particular, respective active surfaces of the converter elements K1, K2 can be designed as piston surfaces. Corresponding piston surfaces can be accommodated within a cylinder. The converter elements K1, K2 can therefore each be designed as pistons with at least one piston surface. Each active surface of a converter element K1, K2 can form a counteractive surface of another converter element K1, K2 during operation of the energy converter device.

Dadurch, dass die Wandlerelemente K1, K2 sonach im Allgemeinen eine mit dem jeweiligen Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das erste Behältervolumen mitbegrenzende, Wirkfläche aufweisen, sind diese durch Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des jeweiligen Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang ihrer jeweiligen Bewegungsachse versetzbar. Entsprechend können, z. B. auf Änderungen der Temperatur des in dem jeweiligen Behältervolumen befindlichen Arbeitsmediums zurückgehende, Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des in dem jeweiligen Behältervolumen befindlichen Arbeitsmediums in Bewegungen des jeweiligen Wandlerelements K1, K2 umgesetzt werden. Da Volumenänderungen bzw. Druckänderungen des in dem jeweiligen Behältervolumen befindlichen Arbeitsmediums typischerweise mit veränderlichen thermischen Energieinhalten des jeweiligen Arbeitsmediums einhergehen, ist sonach eine Möglichkeit der Umwandlung von thermischer Energie des jeweiligen Arbeitsmediums in kinetische Energie des jeweiligen Wandlerelements K1, K2 gegeben.Because the transducer elements K1, K2 generally have an effective surface that is connected to the respective container volume, in particular also delimiting the first container volume, they can be set in motion along their respective movement axis by volume changes or pressure changes of the respective working medium. Accordingly, e.g. B. volume changes or pressure changes of the working medium located in the respective container volume, which are due to changes in the temperature of the working medium located in the respective container volume, are converted into movements of the respective transducer element K1, K2. Since volume changes or pressure changes of the working medium located in the respective container volume are typically accompanied by variable thermal energy contents of the respective working medium, there is therefore a possibility of converting thermal energy of the respective working medium into kinetic energy of the respective converter element K1, K2.

Im Betrieb der Energiewandlereinrichtung kann durch aktives oder passives Einbringen von thermischer Energie z. B. in das in dem ersten Behältervolumen befindliche erste Arbeitsmedium, d. h. durch aktives oder passives Aufheizen des Arbeitsmediums, eine Druck- bzw. Volumenänderung bzw. -zunahme des ersten Arbeitsmediums herbeigeführt werden, welche eine Bewegung des ersten Wandlerelements K1 entlang seiner Bewegungsbahn bedingt. In analoger Weise ist es denkbar, dass durch Abführen von thermischer aus dem in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmedium, d. h. durch aktives oder passives Abkühlen des Arbeitsmediums, eine Druck- bzw. Volumenänderung bzw. -abnahme des ersten Arbeitsmediums herbeigeführt werden, welche ebenso eine Bewegung des ersten Wandlerelements K1 entlang seiner Bewegungsbahn bedingen kann. Die sonach entstehende kinetische Energie des ersten Wandlerelements K1 kann, wie im Weiteren erläutert wird, verschiedenartig genutzt werden.During operation of the energy converter device, thermal energy can be actively or passively introduced, e.g. B. in the first working medium located in the first container volume, i.e. H. By actively or passively heating the working medium, a change or increase in pressure or volume of the first working medium is brought about, which causes a movement of the first transducer element K1 along its path of movement. In an analogous manner, it is conceivable that by dissipating thermal from the first working medium located in the first container volume, i.e. H. through active or passive cooling of the working medium, a change in pressure or volume or decrease in the first working medium can be brought about, which can also cause a movement of the first transducer element K1 along its path of movement. The resulting kinetic energy of the first converter element K1 can be used in various ways, as will be explained below.

In entsprechender Weise kann im Betrieb der Energiewandlereinrichtung durch aktives oder passives Einbringen von thermischer Energie in das in dem zweiten Behältervolumen befindliche zweite Arbeitsmedium eine Druck- bzw. Volumenänderung bzw. -zunahme des zweiten Arbeitsmediums herbeigeführt werden, welche eine Bewegung des zweiten Wandlerelements K2 entlang seiner Bewegungsbahn bedingt. In analoger Weise ist es denkbar, dass durch Abführen von thermischer aus dem in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmedium eine Druck- bzw. Volumenänderung bzw. -abnahme des zweiten Arbeitsmediums herbeigeführt werden, welche ebenso eine Bewegung des zweiten Wandlerelements K2 entlang seiner Bewegungsbahn bedingen kann. Die sonach entstehende kinetische Energie des wenigstens einen Wandlerelements kann, wie im Weiteren erläutert wird, verschiedenartig genutzt werden.In a corresponding manner, during operation of the energy converter device, a change or increase in pressure or volume of the second working medium can be brought about by actively or passively introducing thermal energy into the second working medium located in the second container volume, which causes a movement of the second converter element K2 along it Movement path conditional. In an analogous manner, it is conceivable that by dissipating thermal fluid from the second working medium located in the second container volume, a change or decrease in pressure or volume of the second working medium can be brought about, which can also cause a movement of the second transducer element K2 along its path of movement . The resulting kinetic energy of the at least one converter element can be used in various ways, as will be explained below.

Im Allgemeinen können im Betrieb der Energiewandlereinrichtung sonach durch gezieltes, insbesondere wechselweises, Einbringen und/oder Abführen von thermischer Energie in die in jeweiligen Behältervolumina befindlichen Arbeitsmediume Bewegungen der Wandlerelemente K1, K2 erzeugt werden, wobei die dadurch erhaltene kinetische Energie der Wandlerelemente K1, K2 verschiedenartig genutzt werden.In general, during operation of the energy converter device, movements of the converter elements K1, K2 can be generated by targeted, in particular alternate, introduction and/or removal of thermal energy into the working media located in the respective container volumes, the resulting kinetic energy of the converter elements K1, K2 being varied be used.

Anhand der Ausführungsbeispiele ist ersichtlich, dass die beiden Behältervolumina über die Wandlerelemente K1, K2, welche jeweils einen Bestandteil, nämlich einen Kolben, einer zwischen die beiden Behältervolumina geschaltet angeordneten oder ausgebildeten Kolben-Zylinder-Einrichtung bilden können, direkt oder indirekt miteinander gekoppelt sein können, sodass Druck- bzw. Volumenänderungen des in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmediums reversibel in entgegengesetzten Druck- bzw. Volumenänderungen des in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmediums resultieren können und umgekehrt. Mithin kann z. B. eine thermisch bedingte Volumenzunahme (Expansion) des in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmediums eine Volumenabnahme (Kompression) des in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmediums bedingen oder umgekehrt.Based on the exemplary embodiments, it can be seen that the two container volumes can be directly or indirectly coupled to one another via the converter elements K1, K2, which can each form a component, namely a piston, of a piston-cylinder device arranged or designed between the two container volumes , so that pressure or volume changes of the first working medium located in the first container volume can reversibly result in opposite pressure or volume changes of the second working medium located in the second container volume and vice versa. Therefore, e.g. B. a thermally induced increase in volume (expansion) of the first working medium located in the first container volume causes a decrease in volume (compression) of the second working medium located in the second container volume or vice versa.

In den Ausführungsbeispielen ist jedem Behälter 3 ein (eigenes bzw. separates) Wandlerelement K1, K2 zugeordnet. Mithin umfasst der erste Behälter 3 ein erstes Wandlerelement K1 und der zweite Behälter 3 ein zweites Wandlerelement K2. Das dem ersten Behälter 3 zugeordnete erste Wandlerelement K1 weist eine mit dem ersten Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das erste Behältervolumen mitbegrenzende, erste Wirkfläche auf, sodass das erste Wandlerelement K1 durch Druck- bzw. Volumenänderungen des ersten Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang seiner Bewegungsbahn versetzbar ist. Das dem zweiten Behälter 3 zugeordnete zweite Wandlerelement K2 weist eine mit dem zweiten Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das zweite Behältervolumen mitbegrenzende, zweite Wirkfläche auf, sodass das zweite Wandlerelement K2 durch Druck- bzw. Volumenänderungen des zweiten Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang seiner Bewegungsbahn versetzbar ist.In the exemplary embodiments, each container 3 is assigned a (own or separate) converter element K1, K2. The first container 3 therefore comprises a first converter element K1 and the second container 3 includes a second converter element K2. The first transducer element K1 assigned to the first container 3 has a first effective surface which is connected to the first container volume and in particular also delimits the first container volume, so that the first transducer element K1 can be set in motion along its path of movement by changes in pressure or volume of the first working medium is. The second converter element K2 assigned to the second container 3 has a second active surface which is connected to the second container volume and in particular also delimits the second container volume, so that the second converter element K2 can be set in motion along its path of movement by changes in pressure or volume of the second working medium is.

In den Ausführungsbeispielen ist das erste Wandlerelement K1 mit dem zweiten Wandlerelement K2 über eine ein oder mehrere Kopplungselemente 11, 13 umfassende Kopplungseinrichtung bewegungsgekoppelt. Derart sind Bewegungen des ersten Wandlerelements K1 entlang seiner Bewegungsbahn in Bewegungen des zweiten Wandlerelements K2 entlang seiner Bewegungsbahn überführbar. Die Kopplungseinrichtung umfasst, wie erwähnt, ein oder mehrere Kopplungselemente 11, 13, welche z. B. über Gelenke 12, miteinander verbunden sind. Derart lässt sich z. B. eine kompakte und stabile Konfiguration der Energiewandlereinrichtung mit nebeneinander angeordneten Behältern 3 realisieren.In the exemplary embodiments, the first converter element K1 is connected to the second converter element ment K2 is motion-coupled via a coupling device comprising one or more coupling elements 11, 13. In this way, movements of the first transducer element K1 along its path of movement can be converted into movements of the second transducer element K2 along its path of movement. The coupling device comprises, as mentioned, one or more coupling elements 11, 13, which z. B. are connected to one another via joints 12. In this way, for example, B. realize a compact and stable configuration of the energy converter device with containers 3 arranged next to one another.

In den Ausführungsbeispielen sind Bewegungen des ersten Wandlerelements K1 entlang seiner Bewegungsbahn, bedingt durch die Kopplung vermittels der Kopplungseinrichtung, in unterschiedlich gerichtete, insbesondere entgegengesetzt gerichtete, Bewegungen des zweiten Wandlerelements K2 entlang seiner Bewegungsbahn überführbar. Konkret können z. B. Bewegungen des ersten Wandlerelements K1 nach oben, d. h. im Allgemeinen Bewegungen des ersten Wandlerelements K1, welche eine Expansion des in dem ersten Behälter 3 befindlichen Arbeitsmediums ermöglichen bzw. unterstützen, in Bewegungen des zweiten Wandlerelements K2 nach unten, d. h. im Allgemeinen Bewegungen des zweiten Wandlerelements K2, welche eine Kompression des in dem zweiten Behälter 3 befindlichen Arbeitsmediums ermöglichen bzw. unterstützen, resultieren oder umgekehrt. Durch entsprechend entgegengesetzt gerichtete Bewegungen der, wie erwähnt, kolbenartigen bzw. -förmigen, Wandlerelemente K1, K2 können gegebenenfalls Gegenkräfte erzeugt werden; mithin kann einer Bewegung eines ersten Wandlerelements K1 in einer ersten Bewegungsrichtung eine aus einer Bewegung eines zweiten Wandlerelements K2 in einer zu der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzten zweiten Bewegungsrichtung resultierende Gegenkraft entgegengesetzt werden. Die Gegenkraft ist typischerweise nicht so hoch, dass die Bewegungen des ersten Wandlerelements K1 in der ersten Bewegungsrichtung verhindert wird.In the exemplary embodiments, movements of the first transducer element K1 along its movement path, due to the coupling by means of the coupling device, can be converted into differently directed, in particular oppositely directed, movements of the second transducer element K2 along its movement path. Specifically, e.g. B. Movements of the first transducer element K1 upwards, i.e. H. In general, movements of the first transducer element K1, which enable or support an expansion of the working medium located in the first container 3, in movements of the second transducer element K2 downwards, i.e. H. In general, movements of the second transducer element K2, which enable or support compression of the working medium located in the second container 3, result, or vice versa. Counterforces can, if necessary, be generated by correspondingly oppositely directed movements of the, as mentioned, piston-like or -shaped transducer elements K1, K2; Therefore, a movement of a first transducer element K1 in a first direction of movement can be counteracted by a counterforce resulting from a movement of a second transducer element K2 in a second direction of movement that is opposite to the first direction of movement. The counterforce is typically not so high that the movements of the first transducer element K1 in the first direction of movement are prevented.

In den Ausführungsbeispielen ist der Kopplungseinrichtung zudem eine ein oder mehrere Lagerungselemente umfassende Lagerungseinrichtung (optional) zugeordnet. Mithin kann die Kopplungseinrichtung über einen oder mehrere durch die Lagerungseinrichtung definierte Lagerungspunkte stabil gelagert sein. Ein entsprechender Lagerungspunkt 14 kann z. B. eine Drehlagerung der Kopplungseinrichtung, d. h. insbesondere eines Kopplungselements, realisieren.In the exemplary embodiments, the coupling device is also assigned a storage device (optional) comprising one or more storage elements. The coupling device can therefore be stably mounted via one or more storage points defined by the storage device. A corresponding storage point 14 can z. B. a rotary bearing of the coupling device, d. H. in particular a coupling element.

In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel können die Wandlerelemente K1, K2 mit einer mechanischen Einrichtung gekoppelt sein, welche ein entlang einer zweiten Bewegungsachse oder -bahn bewegbar gelagertes Antriebselement (nicht gezeigt) aufweist. Die mechanische Einrichtung kann eingerichtet sein, Bewegungen der jeweiligen Wandlerelemente K1, K2 entlang deren jeweiliger Bewegungsachsen in Bewegungen des Antriebselements entlang der zweiten Bewegungsachse- oder bahn umzusetzen. Derart ist eine Möglichkeit geschaffen, die, wie beschrieben, durch entsprechende Druck- bzw. Volumenänderungen eines Arbeitsmediums erzeugte kinetische Energie der Wandlerelemente K1, K2 zu nutzen, um mechanische Energie zu erzeugen. Ein entsprechendes Antriebselement kann einen Bestandteil einer Maschine (nicht gezeigt) bilden, welche kinetische Energie nutzt.In the in 1 In the exemplary embodiment shown, the converter elements K1, K2 can be coupled to a mechanical device which has a drive element (not shown) which is movably mounted along a second movement axis or path. The mechanical device can be set up to convert movements of the respective converter elements K1, K2 along their respective movement axes into movements of the drive element along the second movement axis or path. This creates a possibility of using the kinetic energy of the converter elements K1, K2 generated by corresponding pressure or volume changes in a working medium, as described, in order to generate mechanical energy. A corresponding drive element can form part of a machine (not shown) which uses kinetic energy.

In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Wandlerelemente K1, K2 mit einer elektrischen Einrichtung gekoppelt, welche ein entlang oder parallel zu der Bewegungsachse oder -bahn bewegbar gelagertes Läuferelement 9 bzw. einen Läufer und ein Statorelement 8 bzw. einen Stator aufweist. Die elektrische Einrichtung - hierbei kann es sich um einen Generator handeln - kann eingerichtet sein, Bewegungen der Wandlerelemente K1, K2 entlang der Bewegungsachse in Bewegungen des Antriebselements umzusetzen. Derart ist eine Möglichkeit geschaffen, die, wie beschrieben, durch entsprechende Druck- bzw. Volumenänderungen eines Arbeitsmediums erzeugte kinetische Energie des wenigstens einen Wandlerelements zu nutzen, um elektrische Energie zu erzeugen.In the in 2 In the exemplary embodiment shown, the converter elements K1, K2 are coupled to an electrical device which has a rotor element 9 or a rotor and a stator element 8 or a stator which is movably mounted along or parallel to the movement axis or path. The electrical device - this can be a generator - can be set up to convert movements of the converter elements K1, K2 along the movement axis into movements of the drive element. This creates a possibility of using the kinetic energy of the at least one converter element generated by corresponding pressure or volume changes in a working medium, as described, in order to generate electrical energy.

Wie erwähnt, weist die elektrische Einrichtung ein Statorelement bzw. einen Stator auf, wobei Bewegungen des jeweiligen Wandlerelements K1, K2 entlang der Bewegungsachse in Bewegungen des Läuferelements 9 bzw. des Läufers entlang des Statorelements 8 bzw. Stators erfolgen. Sowohl das Läuferelement 9 bzw. der Läufer als auch das Statorelement 8 bzw. der Stator können mit geeigneten magnetisierbaren oder magnetisierten Elementen, wie z. B. Permanentmagneten, Spulen, etc., versehen sein, sodass durch Relativbewegungen des Läuferelements 9 bzw. des Läufers relativ zu dem Statorelement 8 bzw. dem Stator, z. B. durch induktive Effekte, elektrische Energie erzeugt wird.As mentioned, the electrical device has a stator element or a stator, with movements of the respective converter element K1, K2 along the movement axis resulting in movements of the rotor element 9 or the rotor along the stator element 8 or stator. Both the rotor element 9 or the rotor and the stator element 8 or the stator can be equipped with suitable magnetizable or magnetized elements, such as. B. permanent magnets, coils, etc., so that relative movements of the rotor element 9 or the rotor relative to the stator element 8 or the stator, e.g. B. electrical energy is generated by inductive effects.

Um entsprechende Druck- bzw. Volumenänderungen des in dem ersten Behältervolumen befindlichen ersten Arbeitsmediums herbeiführen zu können, umfasst die Energiewandlereinrichtung in allen Ausführungsbeispielen eine dem ersten Behälter 3 zugeordnete erste Temperiereinrichtung zur Temperierung des ersten Arbeitsmediums in dem ersten Behälter 3 und, um entsprechende Druck- bzw. Volumenänderungen des in dem zweiten Behältervolumen befindlichen zweiten Arbeitsmediums herbeiführen zu können, eine dem zweiten Behälter 3 zugeordnete zweite Temperiereinrichtung zur Temperierung des zweiten Arbeitsmediums in dem zweiten Behälter 3 umfassen.In order to be able to bring about corresponding pressure or volume changes in the first working medium located in the first container volume, the energy converter device in all exemplary embodiments comprises a first temperature control device assigned to the first container 3 for temperature control of the first working medium in the first container 3 and in order to achieve corresponding pressure or To be able to bring about volume changes in the second working medium located in the second container volume, a second temperature control device assigned to the second container 3 for temperature peration of the second working medium in the second container 3 include.

Die Temperiereinrichtungen sind in den Ausführungsbeispielen jeweils als Wärmetauschereinrichtung ausgebildet. Gleichwohl sind anders konfigurierte Temperiereinrichtungen, wie z. B. Abwärmeeinrichtungen oder sonstige natürliche, d. h. z. B. geothermische, oder technische Wärmequellen bzw. - reservoirs, denkbar.In the exemplary embodiments, the temperature control devices are each designed as a heat exchanger device. Nevertheless, differently configured temperature control devices, such as. B. waste heat devices or other natural, i.e. H. e.g. B. geothermal or technical heat sources or reservoirs, conceivable.

Konkret können die in den Fig. schematisch als mäanderartige Strukturen angedeuteten Wärmetauschereinrichtungen, wie in den Fig. angedeutet, z. B. durch eine von einem temperierbaren bzw. temperierten Temperierfluid durchströmbaren Strömungskanalstruktur ausgebildet sein, welche außerhalb oder innerhalb des ersten oder zweiten Behältervolumens angeordnet oder ausgebildet sein kann.Specifically, the heat exchanger devices indicated schematically as meander-like structures in the figures can, as indicated in the figures, e.g. B. be formed by a flow channel structure through which a temperature-controlled or tempered temperature control fluid can flow, which can be arranged or formed outside or within the first or second container volume.

Anhand der Ausführungsbeispiele ist ferner ersichtlich, dass eine jeweilige Strömungskanalstruktur wenigstens einen mit einem Zulauf E1, E2 versehenen Zulaufabschnitt und wenigstens einen mit einem Ablauf A1, A2 versehenen Ablaufabschnitt aufweist, wobei dem wenigstens einen Zulaufabschnitt wenigstens eine ein zwischen wenigstens einer Offen- und wenigstens einer Schließstellung bewegbares Ventilelement umfassende Ventileinrichtung 6, 7 zugeordnet ist, und dem wenigstens einen Ablaufabschnitt wenigstens eine ein zwischen wenigstens einer Offen- und wenigstens einer Schließstellung bewegbares Ventilelement umfassende Ventileinrichtung 6, 7 zugeordnet ist. Typischerweise sind wie in den Fig. angedeutet, sowohl dem Zulauf E1, E2 als auch dem Ablauf A1, A2 jeweils wenigstens zwei Ventileinrichtungen bzw. Ventilelemente zugeordnet, welche, z. B. gesteuert durch die oder eine Steuereinrichtung, periodisch bzw. wechselweise betrieben werden können, d. h. insbesondere periodisch bzw. wechselweise in jeweilige Offen- und Schließstellungen bewegt werden können.Based on the exemplary embodiments, it can also be seen that a respective flow channel structure has at least one inlet section provided with an inlet E1, E2 and at least one outlet section provided with an outlet A1, A2, the at least one inlet section having at least one between at least one open and at least one Valve device 6, 7 comprising a movable valve element in the closed position is assigned, and at least one valve device 6, 7 comprising a valve element which can be moved between at least one open position and at least one closed position is assigned to the at least one drain section. Typically, as indicated in the figures, at least two valve devices or valve elements are assigned to both the inlet E1, E2 and the outlet A1, A2, which, for. B. controlled by the or a control device, can be operated periodically or alternately, d. H. in particular can be moved periodically or alternately into respective open and closed positions.

Unabhängig der konkreten Konfiguration einer jeweiligen Temperiereinrichtung kann die Energiewandlereinrichtung eine der ersten Temperiereinrichtung und/oder der zweiten Temperiereinrichtung zugeordnete, z. B. hardware- und/oder softwaremäßig implementierte, Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der ersten und/oder zweiten Temperiereinrichtung umfassen. Der Betrieb jeweiliger Temperiereinrichtungen lässt sich über eine entsprechende Steuereinrichtung sonach exakt(er) steuern. Selbstverständlich kann die Steuereinrichtung auf Signale von den jeweiligen Behältervolumina zugeordneten Sensoreinrichtungen, d. h. z. B. Druck-, Temperatur- oder Volumensensoren, zurückgreifen, und diese der Steuerung des Betriebs der jeweiligen Temperiereinrichtungen zugrunde legen.Regardless of the specific configuration of a respective temperature control device, the energy converter device can be one of the first temperature control device and/or the second temperature control device, e.g. B. include hardware and/or software implemented control device for controlling the operation of the first and/or second temperature control device. The operation of the respective temperature control devices can therefore be controlled more precisely via a corresponding control device. Of course, the control device can respond to signals from sensor devices assigned to the respective container volumes, i.e. H. e.g. B. pressure, temperature or volume sensors, and use these as the basis for controlling the operation of the respective temperature control devices.

In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist anstelle eines zweiten Behälters 3 ein durch das Federsymbol dargestellter Kraft- oder Volumenspeicher vorgesehen, sodass eine Bewegung des wenigstens einen dem Behälter 2 zugeordneten Wandlerelements K1 in seiner Bewegungsbahn bzw. -achse eine durch einen Kraftspeicher, d. h. z. B. einen (elektro)mechanischen oder hydraulischen Kraftspeicher, erzeugte bzw. bereitgestellte Gegenkraft entgegengesetzt wird. Der der Kraftspeicher dafür Sorge tragen kann, dass das wenigstens eine Wandlerelemente K1, K2 in die jeweilige erste oder zweite Stellung zurücküberführt werden kann. Ein entsprechender Kraftspeicher kann in einer einfachen Ausführungsform z. B. durch ein oder mehrere Federelemente gebildet sein bzw. solche umfassen.In the in 3 In the exemplary embodiment shown, instead of a second container 3, a force or volume storage device represented by the spring symbol is provided, so that a movement of the at least one converter element K1 assigned to the container 2 in its movement path or axis is caused by a force storage device, ie, for example, an (electric) mechanical or hydraulic energy storage, generated or provided counterforce is opposed. The energy storage can ensure that the at least one converter element K1, K2 can be returned to the respective first or second position. A corresponding energy storage device can be used in a simple embodiment, e.g. B. be formed by or include one or more spring elements.

Claims (14)

Energiewandlereinrichtung, umfassend einen ersten Energie- oder Kraftspeicher, einen zweiten Energie- oder Kraftspeicher, eine mit dem ersten und/oder dem zweiten Energie- oder Kraftspeicher gekoppelte Wandlereinrichtung, welche wenigstens ein entlang einer Bewegungsbahn bewegbar gelagertes Wandlerelement (K1, K2) umfasst, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) eine mit dem ersten Energie- oder Kraftspeicher in Verbindung stehende Wirkfläche aufweist, sodass das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) durch Energie-, Druck. oder Volumenänderungen des ersten Energie- oder Kraftspeichers in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist; und/oder das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) eine mit dem zweiten Energie- oder Kraftspeicher in Verbindung stehende zweite Wirkfläche aufweist, sodass das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) durch Energie-, Druck- oder Volumenänderungen des zweiten Energie- oder Kraftspeichers in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist.Energy converter device, comprising a first energy or force storage, a second energy or force storage, a converter device coupled to the first and / or the second energy or force storage, which comprises at least one converter element (K1, K2) mounted movably along a movement path, wherein the at least one converter element (K1, K2) has an active surface connected to the first energy or force storage, so that the at least one converter element (K1, K2) is affected by energy and pressure. or volume changes of the first energy or force storage device can be set in motion along the movement path; and/or the at least one transducer element (K1, K2) has a second active surface connected to the second energy or force storage, so that the at least one transducer element (K1, K2) is affected by changes in energy, pressure or volume of the second energy or Energy storage can be set in a movement along the trajectory. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Energie- oder Kraftspeicher durch einen ersten Behälter (3) gebildet ist oder einen solchen umfasst, welcher einen mit einem in Abhängigkeit seiner Temperatur volumenveränderlichen ersten Arbeitsmedium, insbesondere einem ersten Arbeitsgas, gefülltes erstes Behältervolumen umfasst; und der zweite Energie- oder Kraftspeicher durch einen zweiten Behälter (3) gebildet ist oder einen solchen umfasst, welcher einen mit einem in Abhängigkeit seiner Temperatur volumenveränderlichen zweiten Arbeitsmedium, insbesondere einem zweiten Arbeitsgas, gefülltes zweites Behältervolumen umfasst; ferner umfassend: - eine mit dem ersten und/oder dem zweiten Behälter gekoppelte Wandlereinrichtung, welche wenigstens ein entlang einer Bewegungsbahn bewegbar gelagertes Wandlerelement (K1, K2) umfasst, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) eine mit dem ersten Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das erste Behältervolumen mitbegrenzende, erste Wirkfläche aufweist, sodass das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) durch Druck- bzw. Volumenänderungen des ersten Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist; und/oder das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) eine mit dem zweiten Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das zweite Behältervolumen mitbegrenzende, zweite Wirkfläche aufweist, sodass das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) durch Druck- bzw. Volumenänderungen des zweiten Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist.Energy converter device Claim 1 , wherein the first energy or power storage is formed by or comprises a first container (3) which comprises a first container volume filled with a first working medium whose volume varies depending on its temperature, in particular a first working gas; and the second energy or power storage is formed by or comprises a second container (3) which comprises a second container volume filled with a second working medium whose volume varies depending on its temperature, in particular a second working gas; further comprising: - a converter device coupled to the first and/or the second container, which at least one can be moved along a movement path mounted transducer element (K1, K2), wherein the at least one transducer element (K1, K2) has a first effective surface which is connected to the first container volume, in particular also delimits the first container volume, so that the at least one transducer element (K1, K2) is activated by pressure - or volume changes of the first working medium can be set in motion along the movement path; and/or the at least one transducer element (K1, K2) has a second active surface which is connected to the second container volume and in particular also delimits the second container volume, so that the at least one transducer element (K1, K2) is influenced by changes in pressure or volume of the second working medium can be set in motion along the trajectory. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) mit einer ein entlang der oder entlang einer zweiten Bewegungsbahn oder -bahn bewegbar gelagertes Antriebselement aufweisenden mechanischen Einrichtung gekoppelt ist, welche eingerichtet ist, Bewegungen des wenigstens einen Wandlerelements (K1, K2) entlang der Bewegungsbahn in Bewegungen des Antriebselements entlang der oder entlang der zweiten Bewegungsbahn- oder bahn umzusetzen.Energy converter device Claim 1 or 2 , wherein the at least one transducer element (K1, K2) is coupled to a mechanical device having a drive element movably mounted along or along a second movement path or path, which is set up to move the at least one transducer element (K1, K2) along the movement path in movements of the drive element along or along the second movement path or path. Energiewandlereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das wenigstens eine Wandlerelement (K1, K2) mit einer ein entlang der oder entlang einer zweiten Bewegungsbahn oder-bahn bewegbar gelagertes Läuferelement (9) aufweisenden elektrischen Einrichtung gekoppelt ist, welche eingerichtet ist, Bewegungen des wenigstens einen Wandlerelements (K1, K2) entlang der Bewegungsbahn in Bewegungen des Antriebselements entlang der oder entlang der zweiten Bewegungsbahn- oder bahn umzusetzen.Energy converter device according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the at least one transducer element (K1, K2) is coupled to an electrical device which has an electrical device (9) which is movably mounted along the or along a second movement path or path and which is set up to detect movements of the at least one transducer element (K1, K2). along the movement path into movements of the drive element along or along the second movement path or path. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 4, wobei die elektrische Einrichtung zudem wenigstens ein Statorelement (8) aufweist, wobei Bewegungen des wenigstens einen Wandlerelements (K1, K2) entlang der Bewegungsbahn in Bewegungen des Antriebselements entlang des wenigstens einen Statorelements (8) erfolgen.Energy converter device Claim 4 , wherein the electrical device also has at least one stator element (8), wherein movements of the at least one converter element (K1, K2) along the movement path result in movements of the drive element along the at least one stator element (8). Energiewandlereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedem Behälter (3) ein Wandlerelement (K1, K2) zugeordnet ist, wobei ein dem ersten Behälter (3) zugeordnetes erstes Wandlerelement (K1) eine mit dem ersten Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das erste Behältervolumen mitbegrenzende, erste Wirkfläche aufweist, sodass das erste Wandlerelement (K1) durch Druck- bzw. Volumenänderungen des ersten Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist, und ein dem zweiten Behälter (3) zugeordnetes zweites Wandlerelement (K2) eine mit dem zweiten Behältervolumen in Verbindung stehende, insbesondere das zweite Behältervolumen mitbegrenzende, zweite Wirkfläche aufweist, sodass das zweite Wandlerelement (K2) durch Druck- bzw. Volumenänderungen des zweiten Arbeitsmediums in eine Bewegung entlang der Bewegungsbahn versetzbar ist.Energy converter device according to one of the preceding claims, wherein each container (3) is assigned a converter element (K1, K2), wherein a first converter element (K1) assigned to the first container (3) is connected to the first container volume, in particular the first container volume co-limiting, first effective surface, so that the first transducer element (K1) can be set into a movement along the movement path by pressure or volume changes of the first working medium, and a second transducer element (K2) assigned to the second container (3) has a second container volume connected, in particular the second container volume, has a second active surface, so that the second transducer element (K2) can be set into a movement along the movement path by changes in pressure or volume of the second working medium. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 6, wobei das erste Wandlerelement (K1) mit dem zweiten Wandlerelement (K2) über eine ein oder mehrere Kopplungselemente (11, 13) umfassende Kopplungseinrichtung bewegungsgekoppelt sind, wobei Bewegungen des ersten Wandlerelements (K1) entlang seiner Bewegungsbahn in Bewegungen des zweiten Wandlerelements (K2) entlang seiner Bewegungsbahn überführbar sind.Energy converter device Claim 6 , wherein the first transducer element (K1) is motion-coupled to the second transducer element (K2) via a coupling device comprising one or more coupling elements (11, 13), wherein movements of the first transducer element (K1) along its path of movement result in movements of the second transducer element (K2). can be transferred along its trajectory. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 7, wobei Bewegungen des ersten Wandlerelements (K1) entlang seiner Bewegungsbahn in unterschiedlich gerichtete, insbesondere entgegengesetzt gerichtete, Bewegungen des zweiten Wandlerelements (K2) entlang seiner Bewegungsbahn überführbar sind.Energy converter device Claim 7 , wherein movements of the first transducer element (K1) along its path of movement can be converted into differently directed, in particular oppositely directed, movements of the second transducer element (K2) along its path of movement. Energiewandlereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine dem ersten Behälter (3) zugeordnete erste Temperiereinrichtung zur Temperierung des ersten Arbeitsmediums in dem ersten Behälter (3), und/oder eine dem zweiten Behälter (3) zugeordnete zweite Temperiereinrichtung zur Temperierung des zweiten Arbeitsmediums in dem zweiten Behälter (3).Energy converter device according to one of the preceding claims, comprising a first temperature control device assigned to the first container (3) for temperature control of the first working medium in the first container (3), and / or a second temperature control device assigned to the second container (3) for temperature control of the second working medium in the second container (3). Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 9, umfassend eine der ersten und/oder zweiten Temperiereinrichtung zugeordnete Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der ersten und/oder zweiten Temperiereinrichtung.Energy converter device Claim 9 , comprising a control device assigned to the first and / or second temperature control device for controlling the operation of the first and / or second temperature control device. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die erste und/oder zweite Temperiereinrichtung als Wärmetauschereinrichtung ausgebildet ist oder eine solche umfasst.Energy converter device Claim 9 or 10 , wherein the first and / or second temperature control device is designed as a heat exchanger device or includes one. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 11, wobei die Wärmetauschereinrichtung mit einer von einem Temperierfluid durchströmbaren Strömungskanalstruktur ausgebildet ist, welche außerhalb oder innerhalb des ersten oder zweiten Behältervolumens angeordnet oder ausgebildet ist.Energy converter device Claim 11 , wherein the heat exchanger device is designed with a flow channel structure through which a temperature control fluid can flow, which is arranged or formed outside or within the first or second container volume. Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 12, wobei die Strömungskanalstruktur wenigstens einen mit einem Zulauf versehenen Zulaufabschnitt und wenigstens einen mit einem Ablauf versehenen Ablaufabschnitt aufweist, wobei dem wenigstens einen Zulaufabschnitt wenigstens eine ein zwischen wenigstens einer Offen- und wenigstens einer Schließstellung bewegbares Ventilelement umfassende Ventileinrichtung zugeordnet ist, und dem wenigstens einen Ablaufabschnitt wenigstens eine ein zwischen wenigstens einer Offen- und wenigstens einer Schließstellung bewegbares Ventilelement umfassende Ventileinrichtung zugeordnet ist.Energy converter device Claim 12 , wherein the flow channel structure has at least one inlet section provided with an inlet and at least one provided with an outlet Has drain section, wherein the at least one inlet section is assigned at least one valve device comprising a valve element movable between at least one open and at least one closed position, and the at least one drain section is assigned at least one valve device comprising a valve element movable between at least one open and at least one closed position . Energiewandlereinrichtung nach Anspruch 13, wobei sowohl dem Zulauf als auch dem Ablauf jeweils wenigstens zwei Ventileinrichtungen bzw. Ventilelemente zugeordnet sind, welche wechselweise betrieben werden können, d. h. insbesondere wechselweise in jeweilige Offen- und Schließstellungen bewegt werden können.Energy converter device Claim 13 , wherein at least two valve devices or valve elements are assigned to both the inlet and the outlet, which can be operated alternately, that is, in particular, can be moved alternately into respective open and closed positions.
DE102022112836.9A 2022-05-20 2022-05-20 Energy converter device Pending DE102022112836A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022112836.9A DE102022112836A1 (en) 2022-05-20 2022-05-20 Energy converter device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022112836.9A DE102022112836A1 (en) 2022-05-20 2022-05-20 Energy converter device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022112836A1 true DE102022112836A1 (en) 2023-11-23

Family

ID=88599852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022112836.9A Pending DE102022112836A1 (en) 2022-05-20 2022-05-20 Energy converter device

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022112836A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2508782A1 (en) 1974-02-28 1975-09-04 Toyoda Chuo Kenkyusho Kk COMBUSTION ENGINE WITH AUXILIARY COMBUSTION CHAMBER

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2508782A1 (en) 1974-02-28 1975-09-04 Toyoda Chuo Kenkyusho Kk COMBUSTION ENGINE WITH AUXILIARY COMBUSTION CHAMBER

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Nina Gröncke: Konzeptionierung und Konstruktion des Aufbaus zur experimentellen Untersuchung eines Stirlingmotors. Bachelorarbeit, Abgabedatum: 06.03.2017, 107. Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg [online]. In: https://reposit.haw-hamburg.de/bitstream/20.500.12738/8151/1/Bachelorarbeit_Nina_Groencke.pdf
VW Passat Reparaturanleitung / 4-Zyl. Einspritzmotor (1,4 l-Motor Direkteinspritzer, Turbolader) / Motor-Kühlung / Kühlsystem/Kühlmittel--> Anschlussplan Kühlmittelschläuchehttps://www.passatde.com/560/k_ihlsystem_k_ihlmittel.html

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0893635B1 (en) Solenoid valve device
DE102014106582A1 (en) Filling needle for filling a container with a fluid
EP0655108B1 (en) Steam turbine
EP2857174B1 (en) Valve device for the controlled introduction of a blowing medium and process
EP3207436B1 (en) Self-controlling servo valve
EP2259896B1 (en) Linear drive for a machine tool and method for moving a tool carriage
WO2019219276A1 (en) Heat exchanger apparatus having electrocaloric element in vacuum
DE102022112836A1 (en) Energy converter device
DE102014211954A1 (en) Hydro bearing and motor vehicle with such a hydraulic bearing
DE202022103156U1 (en) energy conversion device
DE2945973A1 (en) DEVICE FOR HEATING CONVERSION
DE102016213654A1 (en) Actuator device and method for operating an actuator device
EP2616692B1 (en) Linear actuator
DE102010019670B4 (en) Actuator with an actuator
DE102005059418A1 (en) Heat flow controlling device e.g. electromechanical thermoswitch, for controlling heat flow between two mediums e.g. fuel, has adjusting unit that changes its form based on temperature and consists of shape memory alloy
EP2828537B1 (en) Bistable actuator, actuator assembly, method of actuation and use
DE102011055093B4 (en) Reduction of oil exchange in a solenoid valve
EP2549123A2 (en) Système d'entraînement hydropneumatique avec un ou plusieurs cylindres de travail à double milieu
DE3016701A1 (en) DEVICE FOR OVEN FLAP CONTROL
DE102011006071A1 (en) Drive device for a valve, valve for controlling a gas and / or liquid flow
EP1537337A1 (en) Highly dynamic valve servocontrol device
DE102008061666A1 (en) Positioning device for e.g. material sample, has drive element for producing negative or positive translational output movement aligned parallel to longitudinal axis of supporting element, and object holder arranged at supporting element
DE10148879A1 (en) Actuator structure for a hydraulic system
DE102011088207A1 (en) Thermal device for generating mechanical and/or electrical energy, has piston that is arranged within working cylinder of working element, and buffer storage unit which is arranged between working element and generator unit
DE19730052C1 (en) Piezohydraulic drive for switching apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
R138 Derivation of utility model

Ref document number: 202022103157

Country of ref document: DE

Ref document number: 202022103156

Country of ref document: DE

R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed