DE2149868A1 - HEATING SYSTEM FOR HOT GAS ENGINES - Google Patents

HEATING SYSTEM FOR HOT GAS ENGINES

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DE2149868A1
DE2149868A1 DE19712149868 DE2149868A DE2149868A1 DE 2149868 A1 DE2149868 A1 DE 2149868A1 DE 19712149868 DE19712149868 DE 19712149868 DE 2149868 A DE2149868 A DE 2149868A DE 2149868 A1 DE2149868 A1 DE 2149868A1
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heat
hot gas
gas engine
heating system
thermal
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DE19712149868
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Dr-Ing Friedemann An Zacharias
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Caterpillar Energy Solutions GmbH
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Motoren Werke Mannheim AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/053Component parts or details
    • F02G1/055Heaters or coolers

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Description

Erhit zungssystem fü Heißgasmotoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Erhitzungssystem, das Wärme zu dem Erhitzer eines Heißgasmotors über Wärmerohre transportiert. Heating system for hot gas engines The invention relates to a heating system that transfers heat to the heater of a hot gas engine via heat pipes transported.

Unter Wärinerohren werden im vorliegenden Zusammenhang beiderseits verschlossene evakuierte Rohre verstanden, die mit einer kleinen Menge eines geeigneten Ubertragermediums gefüllt sind, das an dem wärmeaufnehmenden Rohrbereich verdampft und in dem wärmeabgebenden Rohrbereich kondensiert, wobei das Kondensat durch eine innere Aus= kleidung von kapillarer Struktur zu der Verdampfungszone zurückge führt wird. Diese Wärmerohre sind in der Lage, sehr große Wärme mengen bei relativ kleinem Demperaturgefalle zu transportieren.In the present context, heat pipes refer to both sides sealed evacuated pipes understood that with a small amount of a suitable Transfer medium are filled, which evaporates on the heat-absorbing tube area and condensed in the heat-emitting tube area, the condensate through a inner lining of capillary structure leads back to the evaporation zone will. These heat pipes are able to generate very large amounts of heat at a relatively small amount To transport temperature gradient.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Regelfähigkeit eines Erhitzungssystems der eingangs genannten Art zu verbessern und zu erweitern. Es soll die Möglichkeit geschaffen werden, die von ei= ner äußeren Wärmequelle gelieferte Wärme auf solche Weise deni Heißgasmotor und einem Wärmespeicher zuzuführen, daß der Heißgas= motor schnell angefahren, mit wechselnder, auch stoßartiger Be= lastung und schließlich auch ohne äußere Wärmezufuhr betrieben werden kann. Weiter soll hierbei erreicht werden, daß die Wärmeab gabe der äußeren Wärmequelle nicht mehr, wie bisher, feinfühlig genau in Abhängigkeit von der Belastung des Heißgasmotors geregelt werden muß. hierzu soll die Wärmepufferwirkung des Warmespefohers und der Wärmetransportwege ausgenutzt werden.The object of the invention is to improve the controllability of a To improve heating system of the type mentioned and expand. It is to create the possibility of being supplied by an external heat source To supply heat to the hot gas engine and a heat accumulator in such a way that the hot gas engine started up quickly, with alternating, even sudden loads and, finally, can also be operated without external heat input. Next should this ensures that the heat output from the external heat source is no longer as before, precisely depending on the load on the hot gas engine must be regulated. for this purpose, the heat buffer effect of the Warmespefohers and the Heat transport routes are used.

Die vorstehenden Aufgaben werden erfindungsgemäß an einem Er= hitzungssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens folgende .Särmetransportwege vorgesehen sind: a) Von einer äußeren Wärmequelle über eine oder mehrere thermi= sche Dioden in ein Wärmerohr.According to the invention, the above objects are performed on a heating system of the type mentioned in that at least the following .Särmetransportwege are provided: a) From an external heat source via an or several thermal diodes in a heat pipe.

b) Von dem Wärmerohr über eine oder mehrere erste thermische Trioden in den Erhitzer des Heißgasmotors.b) From the heat pipe via one or more first thermal triodes into the heater of the hot gas engine.

c) Von dem Wärmerohr über eine oder mehrere zweite thermische Trioden in einen Wärmespeicher.c) From the heat pipe via one or more second thermal triodes in a heat accumulator.

d) Von dem Wärmespeicher über die zweiten oder über dritte thermi= sche Trioden in das Wärmerohr, wobei die Wege c) und a) wechsel weise wirksam sind.d) From the heat accumulator via the second or third thermi = cal triodes in the heat pipe, the ways c) and a) are alternately effective.

Unter einer thermischen Diode wird in diesem Zusammenhang ein Wärmerohr verstanden, das Wärme im wesentlichen nur in einer Rich-tung transportiert. Eine derartige Einrichtung ist z.B. in der OS 2 028 651 beschrieben.In this context, a thermal diode is a heat pipe understood that heat essentially only transports in one direction. One Such a device is described, for example, in OS 2 028 651.

Unter einer thermischen Triode wird in diesem Zusammenhang ein schaltbares Wärmerohr verstanden, dessen Wärmeleitfähigkeit von einem Höchstbetrag bis praktisch auf Null geregelt werden kann.In this context, a thermal triode is a switchable one Heat pipe understood, its thermal conductivity from a maximum to practical can be regulated to zero.

Verschiedene Ausführungen solcher schaltbaren Wärmerohre sind in der OS 2 059 055, sowie in der Zeitschrift "Wärme und Stoffüber= tragung" Jhg. 2(1969) auf Seite 144-146 beschrieben.Various designs of such switchable heat pipes are in the OS 2 059 055, as well as in the magazine "Wärme und Stoffüber = tragung" Jhg. 2 (1969) described on pages 144-146.

Zuin Unterschied von der bekannten Regelung sind beim Erfindungs= gegenstand statt eines zwischen zwei Wärmerohren liegenden Schalt gliedes zwei an den Enden der Wärmetransportwege Z1S Erhitzer und Speicher liegende Schaltglieder vorhanden, was erst die angestrebte Verbesserung und Erweiterung der Regelfähigkeit ergibt.In contrast to the known regulation, the invention = object instead of a switching element lying between two heat pipes to two Switching elements located at the ends of the heat transfer paths Z1S heater and storage present, which is only the desired improvement and expansion of the controllability results.

Es ist schon ein Erhitzungssystem der eingangs genannten hrt mit einem Speicher durch die OS 2 050 198 bekannt, doch läßt sich bei diesem bekannten System die zur Verbesserung und Erweiterung der Regelfähigkeit erforderliche Aufteilung von Wärme strömen bestimm= barer Größe auf Speicher und Erhitzer nicht erreichen.It is a heating system of the type mentioned at the beginning with one Memory known from OS 2 050 198, but this known system the division required to improve and expand the ability to regulate of heat flows of a definable size to the storage tank and heater cannot be achieved.

Bei den wichtigsten Betriebszuständen des lIeißgasmotors werden vorteilhaft die folgenden Wärmetransportwege benutzt: Bei ungeladenem Speicher, insbesondere beim Anfahren und beim Vollastbetrieb des Heißgasmotors sind die Wärmetransportwege a) und t) wirksam und die Wärmetransportwege c) und d) gesperrt. Da= durch wird eine schnelle Inbetriebnahme des Heißgasmotors möglich.In the most important operating states of the white gas engine, these are advantageous uses the following heat transfer routes: If the memory is uncharged, The heat transport paths are particularly important when starting up and operating the hot gas engine at full load a) and t) effective and the heat transport routes c) and d) blocked. Da = through quick commissioning of the hot gas engine is possible.

Insbesondere beim Betrieb des Heißgasmotors mit Teillast sind die Wärmetransportwege a), b) und c) wirksam, während der Wärmetrans portweg d) gesperrt ist, wobei die Aufteilung des über den Weg a) zugeführten Wärmestromes auf die Wege b) und c) durch die entlang diesen Wegen auftretenden Temperaturgefälle und/oder durch die auf diesen Wegen eingestellten Wärmeleitfähigkeiten in den thermischen Trioden bestimmt wird. Dadurch wird der Speicher beim Betrieb des Motors aufgeladen.In particular when operating the hot gas engine with partial load, the Heat transport routes a), b) and c) effective, while the heat transport route d) blocked is, the distribution of the heat flow supplied via path a) to the paths b) and c) by the temperature gradients occurring along these paths and / or through the thermal conductivities set in these ways in the thermal Triodes is determined. This means that the memory is charged when the engine is running.

Bei aufgeladenem Wärmespeicher, insbesondere beim Betrieb des Heiß= gasmotors unter stoßartiger Belastung oder Überlast sind die Wär= metransportwege a), b) und d) wirksam, wobei sich die auf diesen Wegen fließenden Wärme ströme, entsprechend dem Wärmebedarf des Motorsdurch die an diesen Wegen auftretenden Temperaturgefälle selbsttätig einstellen.When the heat storage tank is charged, especially when operating the hot = gas engine under sudden load or overload are the heat transfer routes a), b) and d) effective, whereby the heat flowing on these paths flows, according to the heat demand of the engine due to the temperature gradients occurring on these paths set automatically.

Bei eingeschalteter äußerer Wärmequelle und stillstehendem Heiß= gasmotor sind die Wärmetransportwege a) und c) wirksam, während der Wärmetransportweg b) durch die auf diesem Weg eingestellte Wärmeleitfähigkeit gesperrt ist. Der Speider wird geladen und die Wärmeverluste werden klein gehalten. Der Heißgasmotor wird vor der Zufuhr zu großer Wärmeströme bewahrt.With the external heat source switched on and the hot gas engine at a standstill the heat transport routes a) and c) are effective, while the heat transport route b) is blocked by the thermal conductivity set in this way. The Speider is charged and the heat losses are kept small. The hot gas engine will protected from the supply of excessive heat flows.

Beim Betrieb des Heißgasmotors mit ausgeschalteter äußerer Wärme= quelle sind die Wärmetransportwege b) und d) wirksam, während der Wärmetransportweg a) durch die Diodenwirkung gesperrt ist. Der Motor wird nur aus dem Speicher betrieben.When operating the hot gas engine with external heat switched off = source, the heat transport routes b) and d) are effective, while the heat transport route a) is blocked by the diode effect. The engine is only operated from the memory.

Bei stillstehendem Heißgasmotor und ausgeschalteter äußerer Wärme quelle ist der Wärmetransportweg d) gesperrt. Es treten dadurch die geringsten Wärmeverluste im Speicher auf. Der Speicher bleibt längere Zeit geladen^^ Die Betriebsweise der äußeren Wärmequelle wird vorteilhaft derart in Abhängigkeit von einer in dem Wärmerohr auftretenden Temperatur geregelt, daß die Wärmelieferung lediglich ein- und ausgeschaltet wird. Dadurch ist es möglich, den Verbrennungsvorgang ohne beson= deren Aufwand im Hinblick auf geringen Schadstoffgehalt der Abgase und/oder niedrigen Brennstoffverbrauch zu optimieren, weil im wesentlichen nur ein Auslegungspunkt beachtet werden muß.With the hot gas engine at a standstill and external heat switched off source, the heat transport path d) is blocked. This results in the lowest heat losses in memory. The memory remains charged for a long time ^^ the Operating mode of the external heat source is advantageous in such a way as a function of a temperature occurring in the heat pipe regulated that the heat supply is only switched on and off. This makes it possible to stop the combustion process without special = their effort in terms of low pollutant content of the exhaust gases and / or to optimize low fuel consumption, because essentially only one design point must be observed.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.The drawing shows an embodiment of the invention.

Das erfindungsgemäße Erhitzungssystem besteht im wesentlichen aus der äußeren Wärmequelle 1, der thermischen Diode 2, dem Wärmerohr 3, der ersten thermischen Triode 4, der zweiten ther= mischen Triode 5, dem Erhitzer 6 und dem Wärmespeicher 7. Die äußere Wärmequelle ist bei dem dargestellten Beispiel ein Bren= ner 1, dem über den Anschluß 8 Brennstoff, sowie über das Gebläse 9 und den Luftvorwärmer 10 Verbrennungsluft zugeführt wird. Der Betrieb des Brenners 1 wird in üblicher Weise durch einen Thermo= staten 11 geregelt, der die Brennstoff- und Luftzufuhr einschal= tet, wenn die Temperatur in dem Wärmerohr 3 unter einen bestimm= ten Wert sinkt. Die Brennstoff- und Luftzufuhr wird ausgeschaltet wenn die Temperatur in dem Wärmerohr 3 über einen bestimmten Wert steigt. Die thermische Diode 2 ist ein Wärmerohr, das die von dem Brenner 1 erzeugte Wärme in das Wärmerohr 3 transportiert, den Wärmefluß in der Gegenrichtung aber sperrt. Aus Gründen der Ubersichtlichkeit ist nur eine Diode 2 dargestellt, im allgemein nen wird aber ein Bündel von mehreren Diodenverwendet, um die Wärme der Verbrennungsgase vollständig aufzunehmen. Die erste thermische Triode 4 transportiert Wärme aus dem Wärmerohr 3 in den Erhitzer 6, wobei das unter der Wärmezufuhr verdampfte Ueber tragermedium, z.B. Natrium, an dem Erhitzer 6 kondensiert und dadurch seine Wärme abgibt. Das Kondensat; wird durch eine nicht dargestellte Kapillarstruktur im Inneren der Triode 4 zu der wärmeaufnehmenden Stelle zurückgeführt, die durch das in das Wärmerohr 3 eintauchende Ende der Triode 4 gebildet wird. Dort verdampft das Kondensat wieder, solange ein Temperaturgefälle vorhanden ist. An die thermische Triode 4 ist ein Nebenbehälter 12 angeschlossen, der durch eine Kühlvorrichtung 13 gekühlt, oder durch eine Heizvorrichtung 14 erwärmt werden kann. Ist der Nebenraum 12 gekühlt, so ist der Wärmetransport durch die Triode 4 unterbrochen. Wenn der Nebenraum 12 erwärmt ist, kann die Tri= ode 4 Wärme transportieren. Nähere Angaben über diese sogenannte "Kühlfallenregelung" von Wärmerohren finden sich in der ei= schrift "Wärme und Stoffübertragung Jhg. 2 (1969) auf Seite 144 bis 146. Die zweite Triode 5 ist ebenso wie die erste Triode 4 mit einem Nebenraum 15 versehen, der durch eine Kühlvorrichtung 16 gekühlt und durch eine Heizvorrichtung 17 erwärmt werden kann.The heating system according to the invention consists essentially of the external heat source 1, the thermal diode 2, the heat pipe 3, the first thermal triode 4, the second thermal triode 5, the heater 6 and the Heat storage 7. The external heat source is a Bren = in the example shown ner 1, the fuel via the connection 8, as well as via the fan 9 and the air preheater 10 combustion air is supplied. The operation of the burner 1 is more usual Way by a thermo = staten 11, which controls the fuel and air supply switched on when the temperature in the heat pipe 3 falls below a certain value sinks. The fuel and air supply are switched off when the temperature in the heat pipe 3 rises above a certain value. The thermal diode 2 is a Heat pipe that transports the heat generated by the burner 1 into the heat pipe 3, but blocks the flow of heat in the opposite direction. For the sake of clarity only one diode 2 is shown, but in general NEN is a bundle of several Diodes are used to fully absorb the heat of the combustion gases. the The first thermal triode 4 transports heat from the heat pipe 3 into the heater 6, whereby the transfer medium evaporated under the supply of heat, e.g. sodium, condenses on the heater 6 and thereby gives off its heat. The condensate; will by a capillary structure, not shown, inside the triode 4 to the heat-absorbing Point fed back through the end of the triode that is immersed in the heat pipe 3 4 is formed. There the condensate evaporates again as long as there is a temperature gradient is available. A secondary container is attached to the thermal triode 4 12th connected, which is cooled by a cooling device 13, or by a heating device 14 can be heated. If the adjoining room 12 is cooled, the heat is transported interrupted by the triode 4. When the adjoining room 12 is heated, the Tri = or 4 transport heat. More information about this so-called "cold trap control" of heat pipes can be found in the ei = script "Heat and mass transfer Jhg. 2 (1969) on pages 144 to 146. The second triode 5 is just like the first triode 4 is provided with an adjoining room 15 which is cooled by a cooling device 16 and can be heated by a heater 17.

Die Triode 5 transportiert Wärme aus dem Wärmerohr 3 in den Spei= cher 7, der aus einem oder mehreren Behältern besteht, die mit einem geeigneten Wärmespeichermedium, z.B. Litiumfluorid, gefüllt sind. Funktion und Regelung der Triode 5 entsprechen den beschrier.The triode 5 transports heat from the heat pipe 3 into the Spei = cher 7, which consists of one or more containers with a suitable Heat storage medium, e.g. lithium fluoride, are filled. Function and regulation of the Triode 5 correspond to the Beschrier.

benen Verhältnissen bei der Triode 4. Die Trioden 4 und 5 können ebenso wie die Dioden 2 in Mehrfachanordnung verwendet werden.benen conditions in the triode 4. The triodes 4 and 5 can also how the diodes 2 are used in a multiple arrangement.

Der Erhitzer 6 besteht aus einer Rolirschlange, in deren Innerem sich das Arbeitsmedium des Heißgasmotors, im allgemeinen He)ium, befindet. Das Erhitzerrohr 6 ist mit seinem einen Ende an den heißen Raum 18 angeschlossen und mit seinem anderen Ende über den Regenerator 19 und den Kühler 20 xit dem kalten Raum 21 des Heiß= gasmotors verbunden. Der Verdrängerkolben 22 trennt die Raume 18 und 21 voneinander und steuert den Arbeitsprozeß des Heißgasmotors dadurch, daß er eine Hin- und Herbewegung ausführt und dabei das Arbeitsmedium jeweils von dem einen in den anderen Raum verdrängt Der Arbeitskolben 23 führt ebenfalls eine hin- und hergehende Bewegung aus, die phasenverschoben zu der Bewegung des Verdrängerkolbens 22abläuft. Die Bewegungen der beiden Kolben werden durch einen nicht dargestellten besonderen Kurbeltrieb bewirkt und auf die ebenfalls nicht sichtbare Motorwelle arbeitsleistend übertra= gen. Das in den Räumen 18 und 21, sowie im Erhitzer 6, Regenera= to 19 und Kühler 20 befindliche Arbeitsmedium wird bei niedriger mamperatur verdichtet und expandiert bei hoher Temperatur, wobei ein Überschuß an mechanischer Arbeit verbleibt, der als Nutzarbeit an der Motorwelle abgegeben wird. Der Regenerator 19 verhindert dabei jeglichen unnötigen Wärmeverbrauch. Eine anschauliche Dar stellung dieses Arbeitsprozesses findet sich in MTZ Jhg. 29 (1968) auf der Seite 284 in Bild 2. Die Leistung des HeiBgasmo= tors kann entweder durch Veränderung des Druckes des Arbeits= mediums oder durch Änderung der Phasenlage von Verdränger- und Arbeitskolben geregelt werden. Diese bekannte Regelung des'inner ren Kreislaufes bleibt im vorliegenden Fall unverändert wirksam.The heater 6 consists of a Rolirschlange, in the interior of which the working medium of the hot gas engine, generally He) ium, is located. The heater pipe 6 is connected at one end to the hot space 18 and at its other end End over the regenerator 19 and the cooler 20 xit the cold room 21 of the hot = gas engine connected. The displacement piston 22 separates the spaces 18 and 21 from one another and controls the working process of the hot gas engine by giving it a reciprocating motion executes and thereby displaces the working medium from one room to the other The working piston 23 also performs a reciprocating movement that out of phase with the movement of the displacer 22. The movements the two pistons are driven by a special crank drive, not shown causes and transmits work to the motor shaft, which is also not visible gen. That in rooms 18 and 21, as well as in the heater 6, Regenera = to 19 and cooler The working medium present is compressed and expanded at a low temperature at high temperature, with an excess of mechanical work remaining, the is released as useful work on the motor shaft. The regenerator 19 prevents this any unnecessary heat consumption. A vivid dar position this work process can be found in MTZ Jhg. 29 (1968) on page 284 in Fig 2. The performance of the hot gas engine can either be changed by changing the pressure of the working medium or by changing the phase position of the displacer and working piston be managed. This known regulation of the inner cycle remains in the present case Case unchanged effective.

Die Wärmezufuhr zum Erhitzer 6 des Heißgasmotors muß dem durch die Regelung des inneren Kreislaufes bestimmten Wärmebedarf ge= nau angepaßt sein. Dies geschieht in dem dargestellten Beispiel durch eine Steuerungseinheit 24, welche die Betriebszustände Anfahren, Vollast, Teillast, Stoß- oder Uberlast, Aufladen des Wärmespeichers 7 bei stillstehendem Heißgasmotor, Betrieb des iieißgasmotors bei ausgeschalteter äußerer Wärmequelle 1, Abschir= mung des Wärmespeichers 7 gegen Wärmeverluste, sowie die Tempert= tur und damit den Ladungszustand des Wärmespeichers 7 erfaßt.The heat supply to the heater 6 of the hot gas engine must be through the Regulation of the internal circuit must be precisely adapted to specific heat requirements. this happens in the example shown by a control unit 24, which the operating states start-up, full load, part load, shock or overload, charging of the heat accumulator 7 with the hot gas engine at a standstill, operation of the hot gas engine when the external heat source 1 is switched off, shielding of the heat accumulator 7 against Heat losses, as well as the temperature and thus the state of charge of the heat accumulator 7 detected.

Die Wärmeleistung des eingeschalteten Brenners 1 kann dem Wärme= bedarf des Heißgasmotors bei Vollast entsprechen. Beim Anfahren und bei Vollastbetrieb des Heißgasmotors bei ungeladenem Wärme speicher 7 schaltet die Steuerungseinheit 24 die Heizeinrichtung 14 und die Kühleinrichtung 16 ein, so daß Wärme nur über die Teile 2,3 und 4 zu dem Erhitzer 6 fließen kann. Sinkt die Be= lastung des Heißgasmo-tors unter den Vollastwert, so können die Kühleinrichtungen 13, 16 und die Heizeinrichtungen 14 17 von der Steuerungseinheit 24 derart beeinflußt werden, daß eine dem jeweiligen Belastungszustand des Heißgasmotors entsprechende Wärmemenge über die Triode 4 zum Erhitzer 6 fließt, während der Rest über die Triode 5 in den Wärmespeicher 7 gelangt. Ist der Wärmespeicher 7 aufgeheizt, so kann die Aufteilung der über die Diode 2 zugeführten gesamten Wärme auf Erhitzer 6 und Speicher 7 den an den Trioden 4 und 5 sich einstellenden Temperaturgefällen überlassen bleiben. Bei Stoß- oder Überlast und bei aufgeheiztem Wärmespeicher 7 sind die Kühleinrichtungen 13, 16 ausgeschaltet und die Heizeinrichtungen 14, 1? eingeschaltet. Außer der über die Diode 2 zugeführten Wärme kann jetzt noch zusätzlich Wärme aus dem Speicher 7 entnommen und dem Efeißgasmotor zugeführt werden. 90ll der Wärmespeicher 7 im Stillstand de3 Heißgasmotors aufgeladen werden, so wird der Brenner 1 weiterhin von dem Thermostaten 11 geregelt und von der Steuereinheit 24 bei auge= ladenem Speicher 7 abgeschaltet. Hierbei sind Brenner 1, Heizen= richtung 17 und Kühleinrichtung 13 eingeschaltet, während Heizen= richtung 14 und Kühleinrichtung 16 ausgeschaltet sind. Der Brenner 1 wird durch die Steuereinheit 24 ausgeschaltet, wenn der Wärme= speicher 7 seine Solltemperatur erreicht hat. Soll der Heißgasmo= tor ohne äußere Wärmezufuhr arbeiten, so sind die Heizeinrichtun= gen 14 und 17 eingeschaltet und die Kühleinrichtungen 17 und 16 ausgeschaltet. Die Diode 2 sperrt den Wärmeabfluß nach außen. Der Wärmeabfluß aus dem Speicher 7 zum Erhitzer 6 paßt sich durch das auftretende Temperaturgefälle automatisch dem Wärmebedarf des Heiß gasmotors an. Der Wärmetransport kommt von selbst zum Stillstand, wenn das Wärmespeichermaterial seine Schmelzwärme abgegeben hat, oder wenn die Verdampfungstemperatur des Ubertragermediums des Wärmerohres 3 oder der thermischen Dioden 4 und 5 unterschritten wird. Soll der Abfluß der im Wärmespeicher 7 vorhandenen Wärme nach außen verhindert werden, so muß die Kütleinrichtung 16 einge= schaltet sein. Das Wärmerohr 3, die thermischen Dioden 2 und die thermischen Trioden 4 und 5 sind an ihren Verbindungsstellen zur besseren Demontierbarkeit und zum Ausgleich der auftretenden Wärme dehnungen mit Spiel zusammengefügt. Die entstehenden Zwischenräume sind zur guten Wärmeleitung mit einem geeigneten Lot, z.B. Zinn oder Blei ausgefüllt. Abweichend von dem dargestellten Ausführungs3 beispiel können mehrere Wärmespeicher 7 vorgesehen werden, die wahlweise geladen und entleert werden können. In diesem Fall stel= len mehrere Trioden 5 die Verbindung zwischen dem Wärmerohr 3 und den verschiedenen Speichern 7 her. Sowohl bei Vorhandensein von mehreren Speichern 7 als auch bei einem Speicher kann der Wärme= transportweg d) auch durch dritte thermische Trioden gebildet werden, die parallel zu den zweiten thermischen Trioden 5 angeord= net sind und speziell für die Wärmefließrichtung des Weges d) aus= gelegt sind.The heat output of the switched-on burner 1 can correspond to the heat requirement of the hot gas engine at full load. When starting up and at full load of the hot gas engine when the heat accumulator 7 is uncharged, the control unit switches 24 the heating device 14 and the cooling device 16, so that heat is only about the parts 2, 3 and 4 can flow to the heater 6. The load on the hot gas engine decreases below full load, the cooling devices 13, 16 and the heating devices 14 17 are influenced by the control unit 24 in such a way that one of the respective Load condition of the hot gas engine corresponding amount of heat via the triode 4 to The heater 6 flows, while the rest of the triode 5 enters the heat accumulator 7. If the heat accumulator 7 is heated up, the distribution of the over the diode 2 total heat supplied to the heater 6 and memory 7 to the triodes 4 and 5 are left to the temperature gradients that arise. In the event of shock or overload and when the heat accumulator 7 is heated, the cooling devices 13, 16 are switched off and the heating devices 14, 1? switched on. Except that supplied via diode 2 Heat can now also be taken from the storage tank 7 and the Efeißgasmotor are fed. 90ll of the heat accumulator 7 is charged while the hot gas engine is at a standstill are, the burner 1 will continue to be Thermostats 11 regulated and switched off by the control unit 24 when auge = loaded memory 7. Here burner 1, heating = direction 17 and cooling device 13 are switched on, while heating = direction 14 and cooling device 16 are switched off. The burner 1 is switched off by the control unit 24 when the heat = accumulator 7 its Has reached the target temperature. If the hot gas engine is to work without external heat supply, so the heating devices 14 and 17 are switched on and the cooling devices 17 and 16 switched off. The diode 2 blocks the flow of heat to the outside. The heat flow from the memory 7 to the heater 6 fits through the temperature gradient that occurs automatically to the heat demand of the hot gas engine. The heat transport comes from even to a standstill when the heat storage material has given off its heat of fusion has, or if the evaporation temperature of the transfer medium of the heat pipe 3 or the thermal diodes 4 and 5 is not reached. Should the outflow of the im Heat accumulator 7 existing heat to the outside are prevented, so the cooling device must 16 must be switched on. The heat pipe 3, the thermal diodes 2 and the thermal Triodes 4 and 5 are at their connection points for better dismantling and to compensate for the occurring thermal expansions joined together with play. The emerging Gaps should be made with a suitable solder, e.g. tin or, for good heat conduction Lead filled. Notwithstanding the illustrated Ausführungs3 example, several Heat accumulator 7 are provided, which can be optionally loaded and emptied. In this case, several triodes 5 establish the connection between the heat pipe 3 and the various memories 7. Both in the presence of several memories 7 and in the case of a storage tank, the heat = transport path d) can also be passed through third parties thermal triodes are formed parallel to the second thermal triodes 5 are arranged and specially designed for the heat flow direction of path d) are.

Claims (10)

Patentansprüche Claims o rhitzungssystem, das Wärme zu dem Erhitzer eines Heißgasmotors über Wärmerohre transportiert, gekennzeichnet durch das Vorhanden= sein von mindestens folgenden Wärmetransportwegen: a) Von einer äußeren Wärmequelle (1) über eine oder mehrere thermische Dioden (2) in ein Wärmerohr (3).o heating system that transfers heat to the heater of a hot gas engine Heat pipes transported, characterized by the presence of at least the following heat transport routes: a) From an external heat source (1) via an or several thermal diodes (2) in a heat pipe (3). b) Von dem Wärmerohr (3) über eine oder mehrere erste thermische Trioden (4) in den Erhitzer (6) des Heißgasmotors.b) From the heat pipe (3) via one or more first thermal triodes (4) into the heater (6) of the hot gas engine. c) Von dem Wärmerohr (3) über eine oder mehrere zweite thermischen Trioden (5) in einen Wärmespeicher (7).c) From the heat pipe (3) via one or more second thermal Triodes (5) in a heat accumulator (7). d) Von dem Wärmespeicher (7) über die zweiten (5) oder dritte thermische Trioden in das Wärmerohr (3), wobei die Wege c) und d) wechselweise wirksam sind.d) From the heat accumulator (7) via the second (5) or third thermal Triodes in the heat pipe (3), the paths c) and d) being effective alternately. 2. Erhitzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei ungeladenem Wärmespeicher (7), insbesondere beim Anfahren und beim Vollastbetrieb des Heißgasmotors die Wärmetransportwege a) und b) wirksam und die Wärmetransportwege c) und d) gesperrt sind.2. Heating system according to claim 1, characterized in that at uncharged heat accumulator (7), especially when starting up and during full load operation of the hot gas engine the heat transport routes a) and b) effective and the heat transport routes c) and d) are blocked. 3. Erhitzungesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insbeondere beim Betrieb des Heißgasmotors mit Teillast die Wärme= transportwege a), b) und c) wirksam sind, während der Wärmetrans portweg d) gesperrt ist, wobei die Aufteilung des über den Weg a) zugeführten Wärmestromes auf die Wege b) und c) durch die entlang diesen Wegen auftretenden Temperaturgefälle und/oder durch die auf diesen Wegen eingestellten Wärmeleitfähigkeiten bestimmt wird.3. heating system according to claim 1, characterized in that in particular when operating the hot gas engine with partial load the heat = transport routes a), b) and c) are effective, while the heat transport port route d) is blocked, the division of the heat flow supplied via path a) to paths b) and c) through the along temperature gradient occurring on these paths and / or due to the on these paths set thermal conductivities is determined. 4. Erhitzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei aufgeladenem Wärmespeicher (7), insbesondere beim Betrieb des Heißgasmotors unter stoßartiger Belastung oder Uberlast die Wärme transportwege a), b) und d) wirksam sind, wobei sich die auf diesen Wegen fließenden Wärmeströme entsprechend dem Wärmebedarf des Mo= tors durch die an diesen Wegen auftretenden Temperaturgefälle selbsttätig einstellen.4. Heating system according to claim 1, characterized in that at charged heat accumulator (7), especially when operating the hot gas engine under shock load or overload the heat transport routes a), b) and d) effectively are, with the heat flows flowing on these paths depending on the heat demand of the engine automatically due to the temperature gradient occurring along these paths to adjust. 5. Erhitzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wärmequelle (1) beim Stillstand des Heißgasmotors eingeschaltet ist, und daß die Wärmetransportwege a) und b) wirkt sam sind, während der Wärmetransportweg b) durch die auf diesem Wege eingestellte Wärmeleitfähigkeit gesperrt ist.5. Heating system according to claim 1, characterized in that the external heat source (1) is switched on when the hot gas engine is at a standstill, and that the heat transport paths a) and b) acts sam, while the heat transport path b) is blocked by the thermal conductivity set in this way. 6. Erhitzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wärmequelle (1) während des Betriebes des Heißgasmotors ausgeschaltet ist und daß die Wärmetransportwege b) und d) wirksam sind, während der Wärmetransportweg a) durch die Diodenwirkung gesperrt ist.6. Heating system according to claim 1, characterized in that the external heat source (1) is switched off during operation of the hot gas engine and that the heat transport paths b) and d) are effective, while the heat transport path a) is blocked by the diode effect. 7. Erhitzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Stillstand des Heißgasmotors, geladenem Speicher und bei aus= geschalteter äußerer Wärmequelle (1) der Warmetransportweg d) gesperrt ist.7. Heating system according to claim 1, characterized in that when The hot gas engine is at a standstill, the storage tank is charged and the external one is switched off Heat source (1) the heat transport path d) is blocked. 8. Erliitzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wärmequelle (1) in Abhängigkeit von einer im Wärmerohr (3) auftretenden Temperatur ein- und ausgeschaltet wird.8. Erliitzungssystem according to claim 1, characterized in that the external heat source (1) as a function of one occurring in the heat pipe (3) Temperature is switched on and off. 9. Erhitzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wärmespeicher (7) vorhanden sind, die wahlweise geladen und entleert werden können.9. Heating system according to claim 1, characterized in that several There are heat accumulators (7) that can be loaded and emptied as required. 10. Erhitzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (3) sowie die thermischen Trioden (4,5) und Dioden (2) an ihren Verbindungsstellen mit Spiel zusammengefügt sind und daß die Zwischenräume zur guten Wärmeleitung mit einem geeigneten Lot, z.B. Zinn oder Blei ausgefüllt sind.10. Heating system according to claim 1, characterized in that the heat pipe (3) and the thermal triodes (4,5) and diodes (2) at their connection points are joined together with play and that the gaps for good heat conduction with a suitable solder, e.g. tin or lead. LeerseiteBlank page
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2443369A1 (en) * 1974-09-11 1976-03-25 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Hot gas engine - with heat supplied either from a heat source or a heat store

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2443369A1 (en) * 1974-09-11 1976-03-25 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Hot gas engine - with heat supplied either from a heat source or a heat store

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