DE10310247A1

DE10310247A1 - Flüssigkeits-Dampf-Strahlantrieb zur Verwendung als Wärmepumpe und als Antrieb einer Kraftmaschine

Info

Publication number: DE10310247A1
Application number: DE2003110247
Authority: DE
Inventors: Friedrich Becker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-03-08
Filing date: 2003-03-08
Publication date: 2004-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschleunigen einer Flüssigkeit ohne mechanisch bewegte Teile, wobei ein Flüssigkeits-Dampf-Gemisch erzeugt wird, das in zwei Teilströme zerlegt wird. Einer der Teilströme behält seinen Strömungsimpuls bei, während in dem anderen durch Kondensation ein Unterdruck erzeugt wird, der weiteres Gemisch ansaugt und beschleunigt. Das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch wird dadurch erzeugt, dass einer hoch siedenden Flüssigkeit Stoffe beigemengt sind, die einen niederen Siedepunkt haben. Es resultiert ein Flüssigkeitsstrahl im kalten Temperaturbereich, der zu mechnischer Arbeit genutzt werden kann oder zum Antrieb einer Wärmepumpe, die aus ähnlichen Bauelementen besteht und die Wirkungsweise umkehrt. Die Anlage kann in mehreren Stufen betrieben werden, wobei eine Stufe die Abwärme der vorhergehenden nutzt. Die zugeführte Wärme kann bis nahe an die Umgebungstemperatur genutzt werden.

Description

In der vorliegenden Erfindung wird ein Flüssigkeits-Dampf-Gemisch in zwei Teilströme aufgespaltet, wobei der eine Teilstrom seine Strömungsenergie beibehält, während der andere entspannt wird. In dem Teilstrom, der entspannt wird, kondensieren die Dampf-Anteile und saugen weiteres Flüssigkeits-Dampf-Gemisch an. Der mit nahezu unvermindertem Impuls weiterströmende andere Teilstrom saugt das kondensierte Flüssigkeitsgemisch aus dem abgezweigten Teilstrom in einer Strahldüse wieder auf.
Das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch wird dadurch erzeugt, dass eine Flüssigkeit erhitzt wird, der kleine Mengen fein verteilter niedriger siedender Flüssigkeiten beigemischt sind. Der Dampf kann in der Flüssigkeit erzeugt werden und durch entsprechende Rippen im Verdampfergefäß in Blasenform mit der Flüssigkeit gemischt sein oder die Verdampfung kann bei entsprechendem Druck im Verdampfer- bzw. Erhitzergefäß erst in der Düse stattfinden oder das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch entsteht durch Zusammenführung von Flüssigkeit und Dampf in der Düse.
Die nach der Zusammenführung der Teilströme verbleibende Strömungsenergie kann in einer angeschlossenen Wärmepumpe genutzt werden, die den beschriebenen Effekt der Abkühlung eines Teilstromes und der Kondensation seiner Dampf-Anteile umkehrt. Dem abgezweigten Teilstrom wird nun nicht Wärme entzogen sondern zugeführt. Das geschieht dadurch, dass der abgezweigte Teilstrom entspannt wird, indem der mit nahezu unvermindertem Impuls weiterströmende andere Teilstrom in einer Strahldüse einen Unterdruck erzeugt, der in dem abgezweigten Teilstrom Flüssigkeits-Anteile verdampfen lässt. Es entsteht ein Flüssigkeits-Dampf-Gemisch, das durch die Strahldüse abgesaugt wird.
Die Strömungsenergie kann außer in einer Wärmepumpe auch in einer Kraftmaschine genutzt werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Kraftmaschine im kühlen Temperaturbereich arbeiten kann.
Das Flüssigkeitsgemisch bzw. Das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch zirkuliert einem geschlossenen Kreislauf.
In einer abgewandelten Konstruktion wird das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch in einem kreisrunden Gefäß durch Zentrifugalkräfte in Flüssigkeit und Dampf getrennt und auf diese Weise in zwei Teilströme getrennt. Die Flüssigkeit strömt mit ihrem Bewegungsimpuls weiter, während der Dampf in einem eigenen Gefäß kondensiert und als kondensierte Flüssigkeit in einer Strahlpumpe von der abgetrennten Flüssigkeit wieder angesaugt wird.
In einer weiteren Abwandlung der Konstruktion wird der Flüssigkeits-Dampfstrahl, der durch die Düse tritt durch einen abgekühlten Teilstrom der kondensierten Flüssigkeit kondensiert. Dieses Verfahren hat eine gewisse Ähnlichkeit mit den bekannten Injektionspumpen.
Beide Abwandlungen der Konstruktion können auch als Wärmepumpe betrieben werden.
Durch die Verwendung von Gegenstrom-Wärmetauschern bleiben die Wärmeverluste gering.
Eine bedeutende Verbesserung der Energieausbeute kann durch eine Anlage mit mehreren Stufen erreicht werden, wobei jede Stufe durch die Restwärme der folgenden beheizt und durch das Kühlmittel der vorangegangenen Stufe gekühlt wird. In jeder Stufe erhöht sich der Druck, so dass immer höhere Temperaturen zur Verdampfung genutzt werden können. Wegen der Einfachheit der Konstruktion können viele Stufen hintereinander betrieben werden. Durch eine Mehrzahl von Stufen verringert sich die Geschwindigkeit, mit der das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch in den einzelnen Stufen beschleunigt wird. Damit vermindert sich auch die Reibung des Gemischs an den Wänden der Gefäße.
Der Flüssigkeits-Dampf-Antrieb kann zum Betrieb einer Wärmepumpe genutzt werden, wobei sowohl Wärme von niedrigerem Temperaturniveau als die Heizwärme als auch Wärme von höherer Temperatur gepumpt werden kann. Im ersten Fall kann z.B. Heizenergie aus Sonnenergie oder fossiler Energie und Umweltwärme gewonnen werden und die Effektivität von Solarkollektoren verbessert werden.
Im zweiten Fall können in einer etwas abgeänderten Konstruktion z.B. Anlagen zur Meerwasserentsalzung betrieben werden.
Je nach Temperatur der Wärmequelle, die genutzt werden soll, können als Flüssigkeiten Wasser, Öle, Thermoöle und niedrig schmelzende Metall- oder Salzschmelzen verwendet werden.
Im Einzelnen
Vorrichtung und Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Dampf-Antriebs werden nun im Einzelnen beschrieben.
1.,3.–5. zeigen eine schematische Darstellung der Wirkungsweise.
2 zeigt eine mögliche äußere Form der Verdampfer- und Kondensationsgefäße.
In der schematischen Darstellung von 1 ist ein Verdampfergefäß (1) zu sehen. Es soll eine Flüssigkeit enthalten, deren Siedepunkt hoch genug ist, dass sie bei den im Betrieb genutzten Temperaturen nicht siedet. Dieser Arbeitsflüssigkeit ist eine bestimmte Menge einer niedriger siedenden Flüssigkeit oder eines Gemischs von niedriger siedenden Flüssigkeiten beigemischt.
Als Arbeitsflüssigkeit können Wasser, Öle, Thermoöle und niedrig schmelzende Salz- und Metallschmelzen verwendet werden.
Das Verdampfergefäß ist, wie 2 zeigt, zweckmäßig flach gestaltet, damit die Heizwärme leicht übertragen werden kann. Der Innenraum ist durch längsgerichtete Rippen (2) unterteilt, die eng genug sind, damit die entstehenden Dampfblasen zwischen den Flüssigkeitstropfen eingeschlossen bleiben. Bei entsprechendem Druck kann die Verdampfung auch unterbleiben. Das Verdampfergefäß wird dann zu einem Erhitzergefäß und die beigemischte niedriger siedende Flüssigkeit verdampft erst in der Austrittsdüse zu dem folgenden Kondensationsgefäß.
Das Verdampfergefäß (1), ebenso wie das Kondensationsgefäß (9) sind von Wärmetauschern (3 und 7) umgeben, die wegen der besseren Übersicht in der schematischen Darstellung in der Gestalt von Rohrschlangen zu sehen sind. Die Wärmetauscher haben aber ebenso wie das Verdampfer- und das Kondensationsgefäß zweckmäßig die Gestalt von flachen Gefäßen und sind mit dem Verdampfer- bzw. Kondensationsgefäß direkt verbunden.
Das Verdampfergefäß (1) und das Kondensationsgefäß (9) werden von einem Wärmeträger im Gegenstrom zu der in diesen Gefäßen bewegten Arbeitsflüssigkeit durchströmt. Der Wärmeträger wird durch eine Pumpe (6) im Kreislauf bewegt und nimmt durch externe Wärmetauscher (4 und 10) Wärme auf bzw. gibt sie ab.
Zusätzlich zu dem Wärmetauscher, der von dem umgepumpten Wärmeträger durchflossen wird, kann das Verdampfergefäß mit einem weiteren Wärmetauscher verbunden sein, der von einem anderen Wärmeträger, z.B. in Gestalt eines Heizgases, durchströmt wird.
Das Kondensationsgefäß (9) ist von einem Rohr (8) durchzogen. Die Eintrittsöffnung des Rohres ist dabei größer als die Austrittsöffnung. Ebenso ist die Öffnung der Düse zwischen dem Verdampfer- und dem Kondensationsgefäß größer als die Öffnung am anderen Ende des Kondensationsgefäßes.
Durch die Wärmezufuhr in dem Wärmetauschern (3) verdampft die der Arbeitsflüssigkeit zugefügte Flüssigkeit. Wenn die zugefügte Flüssigkeit aus einer Mischung von Flüssigkeiten mit etwas unterschiedlich hohem Siedepunkt besteht, kann die Verdampfung etwas gleichmäßiger über eine gewisse Temperaturzone erfolgen.
Die zugefügten Flüssigkeiten können in der Arbeitsflüssigkeit löslich sein oder, wenn nicht lösliche Flüssigkeiten verwendet werden, in Emulsion in der Arbeitsflüssigkeit fein verteilt sein.
Der Druck des erzeugten Dampfes treibt die Arbeitsflüssigkeit durch eine Düse (5) in das Kondensationsgefäß (9), während in der anderen Richtung ein Rückschlagventil (23) nahe der Eintrittsöffnung zu Beginn des Arbeitsprozesses ein Ausströmen der Arbeitsflüssigkeit verhindert. Über ein Ausgleichsgefäß (22) kann die Menge der umfließenden Flüssigkeit reguliert werden.
Flüssigkeit und Dampf können in der Düse (5) durch geeignete Ablenkungen noch mehr miteinander vermischt werden, so dass eine turbulente und recht gleichmäßige Strömung entsteht.
Nahe der Austrittsöffnung der Düse (5) befindet sich die Eintrittsöffnung des Rohres (8), das das Kondensationsgefäß (9) durchzieht.
Das aus der Düse (5) austretende Flüssigkeits-Dampf-Gemisch strömt durch den der Flüssigkeit innewohnenden Impuls zu einem Teil in die Öffnung des Rohres (8) und zum anderen Teil in das Kondensationsgefäß (9).
Infolge der Massenträgheit strömt ein größerer Teil von Flüssigkeit aus dem austretenden Flüssigkeits-Dampf-Gemisch in das Rohr in der Mitte des Kondensationsgefäßes während überwiegend die Dampf-Anteile aus dem Gemisch in das Kondensationsgefäß gelangen.
In dem mittleren Rohr (8) können die Dampf-Anteile kondensieren. In diesem Fall sollte das Rohr sich verengen bzw. an seinem Ende in eine Düse ausmünden. Die Dampf-Anteile können aber auch bei einer entsprechenden Wärmeisolierung des Rohres erhalten bleiben.
Die im Kondensationsgefäß (9) kondensierten bzw. mitgerissenen Flüssigkeits-Anteile werden am anderen Ende des Gefäßes in einer Strahlpumpe (10) angesaugt. Die Strahlpumpe wird durch den Impuls der durch das mittlere Rohr strömenden Flüssigkeit bzw. Flüssigkeits-Dampf-Gemisches angetrieben. Durch die kontinuierliche Kondensation des Dampfes im Kondensationsgefäß entsteht ein Saugdruck, der weiteres Flüssigkeits-Dampf-Gemisch aus dem Verdampfergefäß ansaugt
Die Arbeitsflüssigkeit tritt schließlich mit erhöhtem Impuls aus der Austrittsöffnung des Kondensationsgefäßes aus. Der Impuls kann zum Betrieb einer eigens für diese Vorrichtung geeigneten Wärmepumpe genutzt werden (wie weiter unten gezeigt wird) oder in einer Kraftmaschine (17) Arbeit leisten. Danach strömt die Arbeitsflüssigkeit zum Verdampfergefäß zurück. Damit ist der Kreislauf geschlossen.
Da eine Strahlpumpe nur mit einem Wirkungsgrad von etwa 30 % arbeiten kann, empfiehlt sich eine mehrstufige Anlage nach 3. Der Wirkungsgrad kann dabei bedeutend gesteigert werden, indem jeweils in einer Stufe die Abwärme der folgenden Stufe genutzt wird und die Abwärme der folgenden Stufe von dem Kühlmedium der vorangehenden Stufe aufgenommen wird. Die zum Betrieb nötige Wärme wird dem im Kreislauf umgepumpten Wärmeträger nach dem Durchströmen der letzten Heiz- und Kühlstufe zugeführt. Sie kann aber auch durch einen Wärmetauscher übertragen werden, der von Stufe zu Stufe seine Wärme an die Verdampfer- bzw. Erhitzergefäße abgibt. Die Abwärme wird nach dem Durchströmen der ersten Heizstufe durch einen externen Wärmetauscher abgeführt. Die Arbeitsflüssigkeit gibt nach dem Durchströmen der letzten Heiz- und Kühlstufe ebenfalls ihre Wärme an die vorangegangenen Stufen der Verdampfergefäße (bzw. Erhitzergefäße) ab. Die unter Druck austretende abgekühlte Arbeitsflüssigkeit kann dann in einer Wärmepumpe oder in einer Kraftmaschine Arbeit leisten.
Die im folgenden beschriebene Wärmepumpe kehrt den Prozess der beschriebenen Beschleunigung eines Flüssigkeits-Dampf-Gemisches durch Kondensation von Dampf-Anteilen um. Nun verdampfen Anteile der Flüssigkeit und werden als Flüssigkeits-Dampf-Gemisch in einer Strahlpumpe abgesaugt.
Der Flüssigkeitsstrahl, der in dem zuvor beschriebenen Flüssigkeits-Dampf-Antrieb erzeugt wird, wird durch ein mittleres Rohr (16) in der Wärmepumpe in zwei Teilströme geteilt, wobei ein Teilstrom etwas seitlich abgezweigt wird und mit geringerer Strömungsenergie weiterströmt. Dieser Teilstrom wird durch das Verdampfergefäß hindurchgeleitet und wird am Ende von dem durch das mittlere Rohr strömenden Teilstrom in der Strahlpumpe (19) angesaugt. Durch die Wirkung der Strahlpumpe entsteht ein Unterdruck im Verdampfergefäß (15), durch den Anteile der beigemengten Flüssigkeiten verdampfen und Wärme aus dem Wärmetauscher (14) aufnehmen, der von einem Wärmeträger und mit Hilfe einer Pumpe (13) umgepumpt wird. Der in dem mit dem Verdampfergefäß (15) verbundene Wärmetauscher (14) abgekühlte Wärmeträger kann in einem externen Wärmetauscher (18) Wärme z.B. aus der Umgebung aufnehmen.
Das entstandene Flüssigkeits-Dampf-Gemisch strömt anschließend in ein Kondensationsgefäß (21), in dem der Druck durch Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit ansteigt, so dass der in der Arbeitsflüssigkeit mitgeführte Dampf kondensiert und seine Wärme an den Wärmetauscher (20) abgibt, der wiederum die aufgenommene Wärme über den umgepumpten Wärmeträger und einen externen Wärmetauscher (12) nach außen abgibt. Üblicherweise wird Wärme von niedriger Temperatur auf ein mittleres Temperaturniveau gehoben, indem das Temperaturniveau von Wärme mit hoher Temperatur gesenkt wird.
In einer etwas abgewandelten Konstruktion eines Wärmetransformators kann auch Wärme von vergleichsweise hoher Temperatur auf ein noch höheres Temperaturniveau gehoben werden.
Dazu wird die beschriebene Wärmepumpvorrichtung am Punkt der höchsten Temperatur in den Kreislauf eingefügt. Das Verdampfergefäß der Wärmepumpe nimmt Wärme von hohem Temperaturniveau auf und gibt sie durch Stauung in dem folgenden Gefäß auf noch höherem Temperaturniveau ab. Eventuell können der Arbeitsflüssigkeit bestimmte höher siedende Flüssigkeiten zugefügt sein, die erst in dieser Stufe verdampfen.
Für manche Anwendungen wie z.B. der Destillation von Meerwasser kann das von Vorteil sein.
Nach 4 wird der aus dem Verdampfergefäß austretende Flüssigkeits-Dampf-Strahl in einer zentrifugenähnlichen Vorrichtung (24) in seine Bestandteile Flüssigkeit und Dampf getrennt. Während das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch an der Zylinderwand umströmt, entweicht der Dampf durch die Zentrifugalkraft nach innen und wird von dort aus in ein Kondensationsgefäß (25) geleitet. Die umströmende Flüssigkeit wird an anderer Stelle, die gegenüber der Eintrittsöffnung etwas versetzt sein kann, aus dem zylindrischen Gefäß herausgeführt und der folgenden Stufe eines Verdampfers oder der Nutzung der mechanischen Energie zugeführt. Die bei der Kondensation des Dampfes entstandene Flüssigkeit wird der folgenden Verdampferstufe durch eine Strahlpumpe (26) zugeführt. Die Strahlpumpe wird von dem abzentrifugierten Flüssigkeitsstrahl angetrieben. Nach dem Durchströmen der letzten Stufe durchströmt die unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit nacheinander die Reihe der Wärmetauscher, die mit den Verdampfer- bzw. Erhitzergefäßen der vorangegangenen Stufen verbunden sind und gibt ihre Wärme ab. Die unter Druck austretende abgekühlte Arbeitsflüssigkeit kann dann, wie oben beschrieben, in einer Wärmepumpe oder in einer Kraftmaschine Arbeit leisten.
S zeigt eine weitere Abwandlung der Konstruktion. Der Flüssigkeits-Dampfstrahl, der durch die Düse (27) am Ende des Verdampfer- bzw. Erhitzergefäßes tritt, wird durch einen abgekühlten Teilstrom von Flüssigkeit in der Treibdüse (28) kondensiert. Dadurch entsteht in der Treibdüse ein Unterdruck, der neues Flüssigkeits-Dampf-Gemisch aus der Düse ansaugt. Durch den Impuls des angesaugten Flüssigkeits-Dampf-Gemischs wird die Flüssigkeit in der Treibdüse beschleunigt. Der Teilstrom für die Kühlung wird am Ende der Treibdüse der vorangegangenen Stufe abgezweigt bzw. vor dem Eintritt in den Verdampfer (Erhitzer). Die aus der Treibdüse ausströmende Flüssigkeit strömt, soweit sie nicht abgezweigt wird, in die nächste Stufe der Verdampfer (Erhitzer) oder wird einer mechanischen Nutzung ihrer Energie zugeführt.
Die Verdampfung der der Arbeitsflüssigkeit beigemengten Flüssigkeiten im Verdampfergefäß kann auch auf etwas andere Weise erfolgen. Die der Arbeitsflüssigkeit beigemischten Flüssigkeiten verdampfen in den darüber befindlichen Raum. Am Ende des Verdampfergefäßes strömt der Dampf durch einen Strahlapparat, der Arbeitsflüssigkeit vom Boden des Verdampfergefäßes ansaugt.
Eine Möglichkeit der praktischen Anwendung besteht z.B. auch in der Verbindung mit einem Solarkollektor, der Wärme im Gegenstrom aufnimmt. Die im Gegenstrom aufgenommene Wärme kann in dem beschriebenen Flüssigkeits-Dampf-Antrieb im Gegenstrom in mechanische Energie umgewandelt werden. In Kombination mit der beschriebenen Wärmepumpe kann die Restwärme, die zum Kollektor strömt, gepumpt werden oder, wenn die Wärmepumpe als Wärmetransformator arbeitet, die Arbeitstemperatur des Kollektors erhöht werden.

Claims

Vorrichtung und Verfahren zur Beschleunigung einer Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf ohne mechanisch bewegte Teile, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arbeitsflüssigkeit verwendet wird, deren Siedepunkt hoch genug ist, dass sie bei der Betriebstemperatur nicht siedet, dass dieser Arbeitsflüssigkeit eine niedriger siedende Flüssigkeit beigemischt ist (oder mehrere Flüssigkeiten mit unterschiedlich hoher Verdampfungstemperatur), dass die beigemengten Flüssigkeiten in einem Verdampfergefäß oder beim Ausströmen aus einem Erhitzergefäß verdampfen, dass aus dem Verdampfer- bzw. Erhitzergefäß ein Flüssigkeits-Dampf-Gemisch ausströmt, dass das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch in zwei Teilströme getrennt wird, wobei der eine Teilstrom mit nahezu unvermindertem Impuls weiterströmt und der andere Teilstrom durch Kondensation entspannt wird, dass der kondensierte Teilstrom durch den mit nahezu unvermindertem Impuls weiterströmenden Teilstrom in einem Strahlapparat angesaugt wird, dass das Verdampfergefäß bzw. Erhitzergefäß und auch das Kondensationsgefäß für den abgezweigten Teilstrom im Gegenstrom beheizt und gekühlt werden kann, dass die Strömungsenergie in einer angeschlossenen Kraftmaschine oder einer Wärmepumpe genutzt werden kann.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Verdampfergefäß bzw. Erhitzergefäß ausströmende Flüssigkeits-Dampf-Gemisch durch eine geeignete Ablenkung, z.B. in einem zylindrischen Gefäß und mit Hilfe der Zentrifugalkraft in seine Bestandteile Flüssigkeit und Dampf getrennt wird, dass die Flüssigkeit mit nahezu unvermindertem Impuls weiterströmt und der Dampf in einem Wärmetauscher kondensiert, dass der kondensierte Dampf durch die mit nahezu unvermindertem Impuls weiterströmende Flüssigkeit in einer Strahlpumpe angesaugt wird, dass diese Flüssigkeiten zur erneuten Verdampfung bzw. zu einer Kraftmaschine oder Wärmepumpe geleitet werden, dass die Verdampfergefäße (bzw. Erhitzergefäße) sowie die Wärmetauscher zur Kondensation des Dampfes von einem Wärmeträger im Gegenstrom beheizt bzw. gekühlt werden.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Verdampfergefäß (bzw. Erhitzergefäß) austretende Flüssigkeits-Dampf Strahl von einem gekühlten Flüssigkeits-Teilstrom in einer Treibdüse gekühlt wird und die Dampf-Anteile dabei kondensieren, dass die entstandenen Flüssigkeiten in der Treibdüse beschleunigt werden, dass die Entnahme des Teilstroms zur Kühlung am Ende der Treibdüse erfolgen kann oder am Ende der vorangegangenen Treibdüse bzw. vor dem Eintritt der Flüssigkeiten in das Verdampfergefäß (bzw. Erhitzergefäß).
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1.–3., dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der dargestellten Vorrichtungen hintereinander geschaltet werden, dass die jeweils vorangehende Vorrichtung von der Abwärme der folgenden Vorrichtung beheizt wird und dass die nächst folgende Vorrichtung von dem Kühlmedium der vorangegangenen Vorrichtung gekühlt wird, dass die Wärmezufuhr entweder am heißen Ende oder vom heißen Ende aus von Stufe zu Stufe an die Verdampfer bzw. Erhitzergefäße erfolgt.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1.–4., dadurch gekennzeichnet, dass in den Kreislauf eine Wärmepumpe eingefügt wird, die aus ähnlichen Elementen wie der dargestellte Antrieb besteht und die das Prinzip der Kraftmaschine zu einer Antriebsmaschine umkehrt, dass hierbei ein Teilstrom der aus dem Flüssigkeits-Dampf-Antrieb ausströmenden Flüssigkeit in ein Verdampfergefäß geleitet wird, dass dieser Teilstrom dann durch einen anderen Teilstrom, der aus dem Flüssigkeits-Dampf-Antrieb kommt, nach Art einer Strahlpumpe wieder angesaugt wird, so dass in dem entspannten Teilstrom ein Teil der beigemischten Stoffe verdampfen und somit Wärme aus der Umgebung bzw. aus einem Wärmetauschergefäß aufnehmen, dass die mit Dampf vermischte Flüssigkeit anschließend in einem sich erweiternden Gefäß gestaut wird und durch den erhöhten Druck der Dampf unter Wärmeabgabe kondensiert.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, dass eine solche Wärmepumpvorrichtung auch zwischen dem Verdampfer(bzw. Erhitzer-) und dem Kondensationsgefäß eingeschaltet sein kann oder am heißen Ende einer Reihe von Antriebselementen nach Anspruch 1.–5., so dass ein Teilstrom des Flüssigkeits-Dampf-Gemischs abgezweigt wird und unter Entspannung und Verdampfen von Anteilen der Arbeitsflüssigkeit und der beigemischten Flüssigkeit Wärme aufgenommen wird, dass zu diesem Zweck auch höher siedende Flüssigkeiten beigemengt sein können, oder dass die Arbeitsflüssigkeit selbst teilweise verdampft, dass anschließend durch Druckerhöhung in einem Staugefäß und Kondensation Wärme abgegeben wird.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1.–6., dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsflüssigkeit Wasser, Öle, Thermoöle, Salzschmelzen oder flüssige bzw. leichtschmelzende Metalle oder Metalllegierungen verwendet werden, dass die zugefügten Stoffe, die im Betrieb verdampfen und kondensieren, aus einer Mischung von verschieden hoch siedenden Stoffen bestehen können und dass die zugefügten Stoffe mit der Arbeitsflüssigkeit sowohl mischbar als auch nicht vermischbar sein können.
Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1.–7., dadurch gekennzeichnet, dass die beschriebene Vorrichtung in Verbindung mit einem thermischen Solarkollektor genutzt wird, dass ein im Gegenstrom Wärme aufnehmender Solarkollektor seine Wärme an den Flüssigkeits-Dampf-Antrieb abgibt, dass die dadurch erzeugte mechanische Energie in einer Wärmepumpe der oben beschriebenen Art zum Pumpen von Wärme mit niedriger Temperatur, z.B. der Restwärme des Kollektors oder der Umwelt genutzt wird oder dass Wärme auf eine höheres Temperaturniveau als das des Kollektors gepumpt wird, um dem Kollektor eine höhere Arbeitstemperatur zu geben.