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Wärmekraftmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftmaschine mit mindestens einem
zur Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Arbeit dienenden, temperaturabhängig
arbeitenden Ausdehnungskörper aus und/oder mit einem Medium, das sich innerhalb
eines Arbeitstemperaturbereiches bei einer unteren Temperatur unter Kraftentwicklung
zusammenzieht und bei einer oberen Temperatur unter Kraftentwicklung ausdehnt, mit
einer Heiz- und Kühleinrichtung zur zyklischen Aufheizung bzw. Abkühlung des Ausdehnungskörpers
und mit mindestens einer, über die Translationsbewegung des Ausdehnungskörpers rotatorisch
antreibbaren Antriebswelle.
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Derartige Wärmekraftmaschinen haben den Zweck unter einer vom Endverbraucher
festgelegten aber konstanten Leistungsabgabe und bei hohem Wirkungsgrad in Ausführungen
mit kleinen, mittleren und großen Leistungen Arbeit zu verrichten, wobei die Belastung
der Umwelt durch Lärm, Schmutz und Giftstoffe äußerst gering sein soll.
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Dabei sollen diese Wärmekraftmaschinen vor allem mit Wärmeenergie
betrieben werden, die überall und nahezu unerschöpflich in der Natur vorhanden ist.
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Es ist bekannt zur Erzeugung von mechanischer Energie und elektrischer
Energie Verbrennungsmotoren und Dampfturbinen zu verwenden. Da beide mit einer vom
Endverbraucher festlegbaren und konstanten Leistungsabgabe betrieben werden können
und in Ausführungen mit den verschiedensten Leistungsbereichen machbar sind, ist
ihr Anwendungsbereich nahezu unbegrenzt.
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Obwohl Verbrennungsmotoren und Dampfturbinen einen schlechten Wirkungsgrad
besitzen und eine hohe Belastung der Umwelt durch Abwärme, Giftstoffe und Lärm verursachen
und zudem die Volkswirtschaft in starker Abhängigkeit vom Auslande und von ständig
sinkenden Vorräten an Primärenergie halten, konnten sich andere Wärmekraftmaschinen
nicht durchsetzen.
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Dies liegt vor allem daran, daß die Leistungsabgabe von Wärmekraftmaschinen,
welche auf der Basis temperaturabhängiger Ausdehnungskörper arbeiten, nicht konstant
ist, die möglichen Leistungen sehr klein und der Wirkungsgrad vielfach gering ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmekraftmaschine
auf der Basis temperaturabhängiger Ausdehnungskörper zu schaffen, welche unter einer
vom Endverbraucher festlegbaren und konstanten Leistungsabgabe in Ausführungen mit
kleinen, mittleren und großen Leistungen betrieben werden kann, einen hohen Wirkungsgrad
besitzt, eine sehr geringe Belastung der Umwelt durch Lärm, Schmutz und Giftstoffe
verursacht und vor allem mit der in der Natur nahezu überall und unerschöpflich
vorhandenen Wärmeenergie betrieben werden kann.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen darin, daß zum Betreiben
derartiger Wärmekraftmaschinen die in großem Umfang vorhandene industrielle Abwärme
verwendet werden kann, daß durch Abkühlen von Luft, Wasser und Erdreich gewonnene
Wärmeenergie verwendet werden kann und daß die durch Abkühlen von warmem Wasser,
welches in Sonnenkollektoranlagen erwärmt wurde, gewonnene Wärmeenergie verwendet
werden kann.
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Diese Wärmemengen stehen kostenlos zur Verfügung. Soweit sie aus Medien
gepumpt werden, welche direkt durch Sonneneinstrahlung erwärmt werden, sind sie
unerschöpflich dem Einfluß von Dritten nicht zugänglich und überall vorhanden.
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Die Belastung der Umwelt durch Lärm und die Verunreinigung durch Schmutz
und Giftstoffe ist nicht vorhanden, da keine Verbrennungsvorgänge notwendig sind.
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Damit sinkt die Belastung der Volkswirtschaft durch steigende Energiekosten,
die Erpreßbarkeit durch Dritte wird aufgehoben und es wird gleichzeitig ein wichtiger
Beitrag im Kampf gegen die Umweltverschmutzung geleistet.
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Der Wirkungsgrad derartiger Kraftmaschinen ist sehr hoch, da jeglicher
Wärmeverlust, der während des Betriebes am System auftritt, mit Hilfe einer Wärmepumpe
dem System wieder zugeführt werden kann.
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Der Wirkungsgrad ist somit: Einhundert Prozent abzüglich Pumpleistung
für Heiz- und Kühlmedium-Pumpen sowie abzüglich der Leistung derjenigen Wärmepumpe,
welche die Verlustwärme dem System wieder zuführt.
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Da diese Wärmekraftmaschinen in Ausführungen mit kleiner, mittlerer
und großer Leistung bei konstanter Leistungsabgabe gebaut werden können, unterliegt
ihre Anwendung keinerlei Beschränkungen.
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Sie können somit als Kraftmaschinen für Kraftwerke, für Autos und
Schiffe oder als Kraftmaschinen am Bau oder in Fabriken zur Anwendung kommen.
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Cabei kann als Energieträger Abwärme, mit Hilfe einer Wärmepumpe bereitgestellte
Wärmeenergie oder mit Hilfe von Sonnenkollektoren oder ähnlichen Einrichtungen gesammelte
Wärmeenergie verwendet werden.
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Es ist von Vorteil, daß der Ausdehnungskörper mechanisch mit mindestens
einem vorzugsweise l,eidseitig beaufschlagbaren Kolben eines Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates
zur gleichsinnigen Verschiebung des Kolbens gekoppelt ist, daß mindestens ein über
vorzugsweise Schubstange und Pleuel auf die Antriebswelle arbeitender, beidseitig
und wechselweise mit der Druckflüssigkeit des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates
beaufschlagter Arbeitskolben vorgesehen ist und daß zwischen dem Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregat
einerseits und dem Arbeitskolben andererseits ein Druckenergiespeicher vorgesehen
ist, der in einem mittels ei: es lageveränderlichen Abschlußgliedes abgeschlossenen
Druckraum ein gasförmiges Druckmedium enthält und der mit seinem jenseits des Druckraumes
und auf der anderen Seite des Abschlußgliedes gelegenen Raum an die vom Kolben zum
Arbeitskolben führende Druckflüssigkeitsleitung angeschlossen ist und derart wechselweise
mit dem Flüssigkeits-Kolben-ylinder-Aggregat bzw. dem Arbeitskolben verbindbar ist,
daß die Druckflüssigkeit bei einer Verschiebung des Kolbens in einer Translationsrichtung
unter Kraftentwicklung de Druckenergiespeicher zur Einspeicherung zuführbar und
bei einer gegensinnigen Verschiebung des Kolbens dem Druckenergiespeicher als Speicherenergie
ent;ehmbar und dem Arbeitskolben zu dessen Verschiebebetätigung zuführbar ist.
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Der Ausdehnungskörper verrichtet sowohl beim Ausdehnen als auch beim
Zusammenziehen Arbeit. Ist er deshalb mit einem vorzugsweise beidseitig beaufschlagbaren
Kolben eines Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates gekoppelt, so wird die vom
Ausdehnungskörper beim Ausdehnen und damit Vorwärtsbewegen des Kolbens und beim
Zusammenziehen und damit Rückwärtsbewegen des Kolbens verrichtete Arbeit über das
Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregat an den Arbeitskolben weitergegeben. Damit
wird die gesamte vom Ausdehnungskörper verrichtete Arbeit weitergegeben. Dadurch,
daß der Arbeitskolben beidseitig beaufschlagbar ist, kann ihm bei seiner Vorvärts-
und bei seiner Rückwärtsbewegung Energie zugeführt werden. Damit entfällt die Notwendigkeit
zusätzlich eine Vorrichtung anzubringen, die z. B. bei der Vorwärtsbewegung des
Arbeitskolbens Energie speichert, nm somit den Kolben wieder riickwärts bewegen
zu können. Die Längenänderung des Ausdehnungskörpers
beim Ausdehnen
und beim Zusammenziehen vollzieht sich nicht geradlinig. Sie ist bei großen Temperaturdifferenzen
zwischen Heizmedium bzw. Kühlmedium und Ausdehnungskörper pro Zeiteinheit sehr groß,
bei kleinen Temperaturdifferenzen zwischen Heizmedium bzw. Kühlmedium und Ausdehnungskörper
pro Zeiteinheit sehr gering. Den gleichen Intensitätsverlauf hat die von ihm pro
Zeiteinheit verrichtete Arbeit und damit die von der Wärmekraftmaschine pro Zeiteinheit
nach außen z. B. an Maschinen abgegebene Leistung. Zum Betreiben von Maschinen muß
jedoch die Leistungsabgabe an diese Maschinen konstant sein. Aus diesem Grunde muß
die nichtlineare Leistungsabgabe der Wärmekraftmaschine nach außen in eine lineare
Leistungsabgabe umgewandelt werden.
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Dabei ist notwendig zwischen die Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregate
einerseits und dem Arbeitskolben andererseits einen Druckenergiespeicher anzubringen.
Dieser Druckenergiespeicher hat ein bestimmtes Volumen V und im Speicher selber
herrscht ein bestimmter Gasdruck p. Die Energiespeicherung erfolgt dadurch, daß
das Volumen des Druckenergiespeichers unter Arbeitsaufwand verringert wird und die
Energieabgabe erfolgt dadurch, daß das Volumen des Druckenergiespeichers unter Energieabgabe
seine ursprüngliche Größe wieder annimmt. Dabei ist es wichtig, daß die Volumenänderung
des Energiespeichervolumens bei Energiespeicherung relativ zum Gesamtvolumen sehr
klein ist. Dadurch nämlich ist gewährleistet, daß der Druck im Energiespeicher sich
bei Energieabgabe nur in sehr kleinem Maße verändert. Denn nur dann, wenn der Druck
im Energiespeicher sich bei Energieabgabe kaum merklich verändert, ist die vom Energiespeicher
auf den Arbeitskolben ausgeübte Kraft während des gesamten Zeitraumes der Energieabgabe
nahezu konstant und folglich die vom Arbeitskolben abgegebene Leistung auch. Um
aber eine bestimmte Menge an Energie im Druckenergiespeicher bei möglichst kleiner
Volumenveränderung desselben zu speichern, muß der Druck im Energiespeicher möglichst
groß sein. Zweckmäßigerweise wird man. am Druckenergiespeicher zwei frei verschiebliche
Abschlußglieder anbringen, die zum Beispiel
in einem als Energiespeicherröhre
bezeichneten Zylinder frei verschieblich gehalten werden. Auf diese Art und Weise
ist es möglich, gleichzeitig aus einer Energiespeicherröhre Energie zu entnehmen
und in der anderen Energiespeicherröhre Energie zu speichern. Damit ist eine gleichmäßige,
nicht unterbrochene Energieabgabe an den Arbeitskolben möglich.
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Es ist von Vorteil einen Obertragungshebel zwischen dem Ausdehnungskörper
und dem Kolben des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates, der am einen Ende des
Ausdehnungskörpers und am Kolben beweglich angreift und dazwischen in geringem Abstand
und mit kleinem Hebelarm von der Angriffsstelle des Ausdehnungskörpers und in großem
Abstand und mit großem Hebelarm von der Angriffsstelle des Kolbens schwenkbar gehalten
ist.
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Die Ausdehnungsvorrichtung soll mit Ausdehnungskörpern von wenigen
Metern Länge und vor allem bei kleinen Temperaturdifferenzen zwischen Heizmedium
und Ausdehnungskörper einerseits und Kühlmedium und Ausdehnungskörper andererseits
arbeiten können.
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Das bedeutet, daß die jeweiligen Längenänderungen des Ausdehnungskörpers
äußerst klein sind. Damit wird aber die von einem Kolben verdrängte Menge an Druckmittelflüssigkeit,
wenn der Kolben, direkt und ohne Zwischenglied mit dem Ausdehnungskörper verbunden
ist, sehr gering. Denn dieser Kolben verdrängt dann nur ein Volumen, das gleich
dem Produkt aus der Kolbenfläche und der äußerst geringen Längenänderung des Ausdehnungskörpers
ist. Diese verdrängte Menge an Druckmittelflüssigkeit wird zuerst dem Energiespeicher
und danach dem Druckraum des Arbeitskolbens zugeführt.
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Um den Arbeitskolben eine entsprechende Strecke zu verschieben, müßte
die Dimensionierung des Druckraumes so klein gewählt werden, daß die Ausbildung
der zugehörigen Teile nicht mehr herstellungsgerecht und sehr teuer wäre. Eine Vervielfachung
der Kolbenfläche am Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregat ist zwar möglich aber
nicht sinnvoll, da Kosten und zusätzlicher Raumbedarf beträchtlich wären.
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Deshalb wird mit Hilfe eines Ubertragungshebels der Weg des Kolbens
vom Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregat, bei gleichbleibender Fläche desselben,
vergrößert.
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Der Ubertragungshebel ist so mit dem Ubertragungsstab des Ausdehnungskörpers
und dem Kolben des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates verbunden, daß auch beim
Schwenken des obertragungshebels um seine Schwenkachse und der damit verbundenen
Auf- bzw.
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Abbewegung der jeweiligen Enden des Obertragungshebels, eine Kraftübertragung
des Ausdehnungskörpers auf den Ubertragungshebel und vom Ubertragungshebel auf den
Kolben des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates vorhanden ist.
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Es ist von Vorteil, daß die Flächen des Kolbens des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates,
mittels denen die Druckflüssigkeit bei Kolbenverschiebung beaufschlagbar ist, um
ein Vielfaches größer sind als die mit der Druckflüssigkeit aus dem Druckenergiespeicher
beaufschlagbaren Arbeitsflächen des Arbeitskolbens.
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Die vom Kolben des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates über den
Energiespeicher in den Druckraum des Arbeitskolbens gedrückte Druckmittelflüssigkeitsmenge
ist gleich dem Produkt aus Kolbenfläche mal dem vom Kolben zurückgelegten Weg. Da
der Arbeitskolben mit genau der Menge an Druckmittelflüssigkeit beaufschlagt wird,
welche vom Kolben des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregats verdrängt wurde, der
Weg des Arbeitskolbens aber ein Vielfaches größer als der Weg des Kolbens vom Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregat
ist, muß die Arbeitsfläche des Kolbens vom Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregat
ein Vielfaches größer als die Arbeitsfläche des Arbeitskolbens sein.
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Es ist von Vorteil, daß die jeweilige Druckflüssigkeitsleitung, die
einen Druckraum des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates mit einem zugeordneten
Druckraum des Arbeitskolben verbindet, im Strömungsweg sowohl vor der Einmündung
in den Druckenergiespeicher als auch hinter letzterer mittels jeweils eines Absperrorganes
verschließbar ist, das vorzugsweise in Abhängigkeit von der Translationsbewegung
des Ausdehnungskörpers oder
Kolbens oder Arbeitskolbens steuerbar
ist und von denen bei Einspeicherung in den Druckenergiespeicher das vor der Einmündung
in den Druckenergiespeicher angeordnete Absperrorgan geöffnet und das hinter der
Einmündung angeordnete Absperrorgan geschlossen ist, während bei Beaufschlagung
des Arbeitskolbens aus dem Druckenergiespeicher das erstgenannte Absperrorgan geschlossen
und das zweitgenannte geöffnet ist.
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Ein Teil des im Druckraum des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregats
befindlichen Druckmittels soll zuerst in den Energiespeicher gepreßt werden, um
von diesem weiter in den Druckraum des Arbeitskolbens gepreßt zu werden.
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Aus diesem Grund müssen die Druckräume der Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregate
über eine Druckmittelleitung mit der zugeordneten Energiespeicherröhre verbunden
werden und diese ist dann über eine Druckmittelleitung mit dem jeweiligen Druckraum
des Arbeitskolbens zu verbinden. Will man Druckmittel zum Zweck der Energiespeicherung
aus dem Druckraum des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregats in die Energiespeicherröhre
pressen, muß die vom Energiespeicher zum Druckraum des Arbeitskolbens führende Druckmittelleitung
mit Hilfe eines Absperrorganes gesperrt sein, damit nicht einmal die kleinste Druckmittelmenge
direkt vom Druckraum des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates in den Druckraum
des Arbeitskolbens gelangt.
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Soll nun die im Energiespeicher gespeicherte Druckmittelmenge an den
Druckraum des Arbeitskolbens abgegeben werden, muß das sich zwischen Energiespeicher
und Arbeitskolben in der Druckmittelleitung befindliche und bis jetzt geschlossen
gehaltene Absperrorgan geöffnet werden. Zugleich muß aber die vom Druckraum des
Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates zum Energiespeicher führende Druckmittelleitung
mit Hilfe eines Absperrelements verschlossen werden, damit die gesamte im Energiespeicher
gespeicherte Druckmittelflüssigkeitsmenge in den Druckraum des Arbeitskolben gepreßt
wird. Der Zeitraum einer Bewegungsphase des Ausdehnungskörpers, des Kolbens und
des Arbeitskolbens von einem Extremwert in einer Richtung zum anderen
Extremwert
ist gleich dem Zeitraum, während dem sämtliche Absperrorgane entweder in geschlossener
oder geöffneter Stellung zu halten sind.
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Aufgrund dieser exakten zeitlichen Übereinstimmung von Bewegungsänderung
des Ausdehnungskörpers, des Kolbens und des Arbeitskolbens und Stellungsveränderung
der Absperrorgane ist es sinnvoll, diese über die Translationsbewegung des Ausdehnungskörpers,
des Kolbens oder des Arbeitskolbens zu steuern.
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Es ist von Vorteil, daß die Translationsverschiebung des Arbeitskolbens
jeweils gleichsinnig mit derjenigen des vom Ausdehnungskörper beaufschlagten Kolbens
erfolgt.
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Da die vom Kolben des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates aus
dem zugeordneten Druckraum gedrückte Druckmittelflüssigkeit zuerst in die Energiespeicherröhre
gedrückt wird und erst in der nächsten Arbeitsphase dem zugeordneten Druckraum des
Arbeitskolbens zugeführt wird, bewegt sich der Kolben des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates
gleichsinnig mit dem Arbeitskolben.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Kolbenkammern des
Arbeitskolbens mit denjenigen des Kolbens des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates
verbindende, vorzugsweise mittels Absperrelementen steuerbare Ausgleichsleitungen
auf.
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Soll der Arbeitskolben im Arbeitszylinder bewegt werden, muß einem
seiner beiden Druckräume Druckmittelflüssigkeit zugeführt und aus dem anderen Druckmittelflüssigkeit
abgeführt werden.
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Aus diesem Grunde muß an jedem Ende des Arbeitszylinders eine Ausgleichsleitung
in diesen münden, durch welche die aus dem Arbeitszylinder gedrückte Druckmittelflüssigkeit
abtransportiert werden kann. Zweckmäßigerweise ist je eine Ausgleichsleitung mit
je einem Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregat verbunden.
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Auf diese Art und Weise kann die aus dem Druckraum eines Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates
in den zugeordneten jenseitigen Raum einer Energiespeicherröhre und von dort in
den zugeordneten Druckraum des Arbeitskolbens beförderte Druckmittelmenge
bei
der sich anschließenden gegensinnigen Bewegung des Arbeitskolbens aus dem betreffenden
Druckraum des Arbeitskolbens über die Ausgleichsleitung in den Druckraum des jeweils
anderen Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates gepreßt, und durch die gleichzeitige
Vergrößerung dieses Druckraumes, in diesen Druckraum hineingesogen werden. Um den
direkten Transport von Druckmittelflüssigkeit von den Druckräumen der Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregate
in die Druckräume des arbeitszylinders zu verhindern, ist der Durchfluß von Druckmittelflüssigkeit
durch die Ausgleichsleitungen mittels Absperrelementen steuerbar.
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Es ist von Vorteil, die Anordnung innerhalb einer geschlossenen Kammer
unterzubringen, die gegenüber der Umgebung mittels eines Isoliermantels gegen Wärmeverluste
isoliert ist.
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Durch die Umhüllung der gesamten Anordnung mit einem Isoliermantel
wird erreicht, daß jegliche direkte oder indirekte Wärmeabgabe der Wärmekraftmaschine
an die umgebende Luft innerhalb der Kammer nicht als Verlustwärme verlorengeht,
sondern in der umhüllten Kammer verbleibt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Ausdehnungskörper
aus einem vorzugsweise rohrförmigen, einendig ortsfest gehaltenen Metallstab, insbesondere
aus Kupfer, gebildet.
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Der Ausdehnungskörper soll pro Zeiteinheit eine möglichst große Wärmemenge
aufnehmen können, da die von ihm pro Zeiteinheit aufgenommene Wärmemenge die von
ihm pro Zeiteinheit verrichtete Arbeit, also seine Leistung bestimmt.
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Außerdem soll der Ausdehnungskörper pro benötigter Raumeinheit eine
möglichst große Wärmemenge aufnehmen können, damit sein Volumen auch bei-großer
Leistungsfähigkeit gering gehalten werden kann. Man benötigt dann nämlich weniger
Material für den Ausdehnungskörper, für die ihm zugeordneten Speicher und vor allem
weniger Platz für eine wärmekraftmaschine mit bestimmter Leistung.
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Zu diesem Zweck eignen sich insbesondere Pletalle, aber vor allem
Kupfer, da seine Wärmeindringzahl sehr hoch liegt.
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Weil die übertragenen Kräfte sehr groß sind, muß natürlich einer möglichen
Knickung des Ausdehnungskörpers entgegengewirkt werden. Dies geschieht einmal dadurch,
daß man den Ausdehnungskörper rohrförmig ausbildet und zum anderen dadurch, daß
man diese Rohre bündelt. Damit wird eine hohe Knickfestigkeit mit einer möglichst
großen Fläche für den Wärmeaustausch verbunden.
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Der Ausdehnungskörper muß an einem Ende ortsfest gehalten sein, damit
seine Längenänderung beim Ausdehnen und Zusammenziehen nur in eine Richtung wirkt
und damit die gesamte von ihm verrichtete Arbeit mit Hilfe des Ubertragungshebels
an das Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregat weitergegeben wird.
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Es ist von Vorteil, daß der Ausdehnungskörper innerhalb eines Behältnisses
angeordnet ist, das sowohl an die Heizeinrichtung als auch an die Kühleinrichtung
angeschlossen und im Wechsel zyklisch mit Heizmedium bzw. Kühlmedium beaufschlagbar
ist.
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Um Arbeit verrichten zu können, muß dem Ausdehnungskörper wechselweise
einerseits Wärmeenergie zugeführt werden und andererseits Wärmeenergie entzogen
werden. Zu diesem Zwecke muß der Ausdehnungskörper mit Heiz- bzw. Kühlmedium beaufschlagt
werden.
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Deshalb ist es sinnvoll ihn direkt und räumlich eng mit der Heiz-
bzw. Kühleinrichtung zu verbinden. Die im Wechsel und zyklisch erfolgende Zuführung
von Heiz- und Kühlmedium ist notwendig, weil der Ausdehnungskörper nach Aufnahme
von Wärme energie zuerst abgekühlt werden muß, bevor er wieder Wärmeenergie aufnehmen
kann und nach Abgabe von Wärmeenergie zuerst erwärmt werden muß, bevor er wieder
Wärmeenergie abgeben kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Behältnis als Trog
ausgebildet.
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Das Heiz- bzw. Kühlmedium soll vorzugsweise eine Flüssigkeit sein,
denen nur eine Flüssigkeit ermöglicht es, Heiz- bzw.
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Kühlmedium schlagartig zuzuführen bzw. abufiiLren. Somit muß das
Behältnis,
in welchem sich der AusdehnunÖskörper befindet, zur Aufnahme von Flüssigkeiten geschaffen
sein. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, einen Trog zu verwenden.
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Es ist von Vorteil, daß die Heizeinrichtung sowie die Kühleinrichtung
jeweils einen vorzugsweise räumlich oberhalb des den Ausdehnungskörper enthaltenden
Behältnisses angeordneten Speicherbehälter aufweisen, aus dem dem Behältnis etwa
kaskadenartig im Wechsel Heizmedium bzw. Kühlmedium zuführbar ist.
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Das Zu- und Abführen einer bestimmten Wärmemenge bezüglich des Behältnisses
des Ausdehnungskörpers erfolgt mit Hilfe eines Heiz- und Kühlmediums. Da Zu- und
Abführung einer bestimmten Wärmemenge sehr schnell vor sich gehen müssen und die
äeweiligen Temperaturdifferenzen zwischen Heizmedium und wusdehnungskörper einerseits
und Kühlmedium und Ausdehnungskörper andererseits relativ gering sind, muß eine
große Menge Heiz- bzw. Kühlmedium innerhalb eines äußerst kurz bemessenen Zeitraumes
dem Behältnis des Ausdehnungskörpers zugeführt werden, um in kürzester Zeit eie
möglichst große Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe des Ausdehnungskörpers zu bewerkstelligen.
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Diese Aufgabe der Schnellstzuführung von Heiz- bzw. Kühlmedium kann
nur gelöst werden, wenn entsprechend gefüllte Speicher schlagartig ihren Inhalt
in den Trog entleeren, in welchem sich der Ausdehnungskörper befindet. Dabei ist
es von Vorteil die Speicher oberhalb des Troges anzuordnen, in welchem sich der
Ausdehnungskörper befindet, so daß bei Betätigung von z. B.
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einer Verschlußklappe das gespeicherte Heiz- bzw. Kühlmedium durch
seine potentielle Energie in den darunterliegenden Trog des Ausdehnungskörpers befördert
wird.
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Es ist vorteilhaft, daß die Heizeinrichtung sowie die hühleinrichtung
jeweils einen vorzugsweise räumlich unterhalb des den Ausdehnungskörper enthaltenden
Behältnisses angeordneten Sammelbehälter aufweisen, dem nach plötzlicher Erhitzung
bzw. Abkühlung des Ausdehnungskörpers im Behältnis das Heizmedium bzw.
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Kühlmedium vom Behältnis her etwa kaskadenartig zuführbar ist.
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Dadurch ist es möglich, das Entleeren des Behältnisses, in welchem
sich der Ausdehnungskörper befindet, in kürzester Zeit durchzuführen. Somit kann
der Zeitraum klein gehalten werden, in welchem dem Ausdehnungskörper weder Wärme
entzogen noch Wärme zugeführt wird und dieser also keine Arbeit verrichtet und damit
keine Energie an die Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregate abgeben kann.
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Es ist von Vorteil, daß der Sammelbehälter für das Heizmedium eine
Heizvorrichtung und der Sammelbehälter für das Kühlmedium eine Kühlvorrichtung aufweist,
mittels denen das im äeweiligen Sammelbehälter befindliche Medium aufheizbar bzw.
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herunterkühlbar ist.
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Das Heizmedium gelangt direkt aus dem Behältnis, in welchem sich der
Ausdehnungskörper befindet, in den ihm zugeordneten Sammelbehälter. Da es Wärmeenergie
an den Ausdehnungskörper abgegeben hat, ist seine Temperatur gesunken. Es muß also
mit Hilfe einer Heizvorrichtung wieder aufgeheizt werden. Da das Aufheizen sofort
nach Wärmeenergieabgabe erfolgen soll, ist es richtig, die Aufheizvorrichtung in
dem Behälter anzubringen, in welchen das Heizmedium direkt nach Wärmeenergieabgabe
gelangt.
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Das Kühlmedium gelangt ebenfalls direkt aus dem Behältnis, in welchem
sich der Ausdehnungskörper befindet, in den ihm zugeordneten Sammelbehälter. Da
es Wärmeenergie dem Ausdehnungskörper entzogen hat, ist seine Temperatur angestiegen.
Es muß also mit Hilfe einer Kühlvorrichtung wieder abgekühlt werden.
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Da das Abkühlen sofort nach Wärmeenergieaufnahme erfolgen soll, ist
es richtig, die Kühlvorrichtung in dem Behälter anzuordnen, in welchem das Kühlmedium
direkt nach Wärmeenergieabgabe gelangt.
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Es ist vorteilhaft, die Heizvorrichtung und/oder Kühlvorrichtung als
Wärmepumpe auszubilden, mittels der die bei Herunterkühlen des Kühlmediums letzterem
entzogene Wärme dem Heizmedium zum Aufheizen zuführbar ist.
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Da dem Heizmedium ständig Wärmeenergie zugeführt werden muß und dem
Kühlmedium ständig Wärmeenergie entzogen werden muß, ist es sinnvoll, die dem Kühlmedium
entzogene Wärmeenergie dem Heizmedium zuzuführen. Dabei muß eine Wärmepumpe verwendet
werden1 um die vom Kühlmedium an ein Kältemittel abgegebene Wärmeenergie auf ein
Temperaturniveau zu bringen, das eine möglichst schnelle Abführung der Wärmeenergie
des Kältemittels an das Heizmedium ermöglicht.
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Es ist von Vorteil, daß mittels der Wärmepumpe die innerhalb der Kammer
entwickelte Verlustwärme abziehbar und dem Heizmedium im Sammelbehälter zu dessen
Aufheizung zuführbar ist.
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Durch Reibung von sich bewegenden Teilen, durch Wärmestrahlung und
Wärmeleitung wird die in der thermisch isolierten Kammer sich befindliche Luftmenge
erwärmt, kann aber aufgrund der Isolierung der Kammer nur äußerst wenig Wärmeenergie
nach außen abgeben.
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Da die beschriebene Wärmekraftmaschine mit Wärme energie betrieben
werden kann, die man z. B. einer Gasmenge entzieht, ist es sinnvoll, auch die hier
immer zur Verfügung stehende Wärmeer.ergiemenge mit Hilfe einer Wärmepumpe zum Betreiben
der Wärmekraftmaschine zu nutzen.
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Es ist von Vorteil, daß dem Sammelbehälter für das Heizmedium mittels
der Wärmepumpe und/oder einer weiteren Wärmepumpe der Umgebung der Kammer entzogene
Wärme energie zur Aufheizung des Heizmediums im Sammelbehälter zuführbar ist.
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Auf diese Art und Weise kann durch Abkühlung von gasförmigen, flüssigen
oder festen Körpern die für das Aufheizen des Heizmediums notwendige Wärmeenergie
gewonnen werden. Dies bedeutet, daß die mit dieser Wärmeenergie betriebene Wärmekraftmaschine
ihre gesamte Energie der Luft, dem Wasser oder dem Boden entnehmen kann. Damit kann
eine derartige Maschine nahezu überall betrieben werden, weil die dazu notwendige
Wärmeenergie kostenlos, für jeden zugänglich vorhanden ist und von der Sonne in
unvorstellbaren Mengen täglich der Erde zugeführt wird. Außerdem
verursacht
der Betrieb dieser Wärmekraftmaschine nicht die geringste Belastung der Umwelt durch
Lärm, Schmutz und Giftstoffe.
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Sinnvolle Einsatzmöglichkeiten sind nahezu in allen Bereichen für
stationäre und nicht stationäre Motoren gegeben.
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Da die von einer Wärmepumpe aus der Umgebung gepumpte Wärmeenergiemenge
drei- bis viermal so groß ist wie diejenige Menge an Energie, die zum Betreiben
der Wärmepumpe notwendig ist, kann der zum Betreiben der Wärmepumpe notwendige Energiebedarf
selbstverständlich von der Wärmekraftmaschine gedeckt werden.
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Somit ist die Wärmekraftmaschine, betrieben mit Wärmepumpe, von der
Zuführung anderer Energien völlig unabhängig.
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Es ist vorteilhaft, daß die Heizeinrichtung sowie die Kühleinrichtung
jeweils einen vorzugsweise räumlich unterhalb des jeweiligen Sammelbehälters angeordneten
Aufnahmebehälter aufweisen, dem nach Aufheizung bzw. Abkühlung das Heizmedium bzw.
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Kühlmedium aus dem zugeordneten Sammelbehälter etwa kaskadenartig
zuführbar ist.
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Durch die Anordnung eines Sammelbehälters und eines Aufnahmebehälters
innerhalb der Heizeinrichtung und innerhalb der Kühleinrichtung ist es möglich,
gleiche Medien verschiedener Temperaturen auch räumlich getrennt aufzubewahren und
damit einen Wärmeübergang zwischen denselben Medien, die jedoch unterschiedliche
Temperaturen besitzen, auf ein Minimum zu begrenzen.
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Die von Heiz- und Kühlmedium erreichten Temperaturen bleiben also
konstant. Auf diese Art und Weise wird gewährleistet, daß die dem Ausdehnungskörper
zugeführte, exakt festgelegte Menge an Heizmedium und Kühlmedium immer dieselbe
Temperatur hat und damit dem Ausdehnungskörper pro Zeiteinheit immer diesselbe Menge
an Energie zugeführt oder abgeführt wird. Damit ist die vom Ausdehnungskörper pro
Zeiteinheit verrichtete Arbeit und somit seine an die Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregate
weitergegebene Leistung konstant.
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Es ist von Vorteil, da3 der Aufnahmebehälter der Heizeinrichtung mit
deren Speicherbehälter über eine Heizmediumleitung mit Heizmedlumpumpe und der Aufnahmebehälter
der Kühleinrichtung mit deren Speicherbehälter über eine Kühlmediumleitung mit Kühlmediumpumpe
verbunden und darüber zyklisch speisbar ist.
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Die Pumpleistung der Pumpen kann exakt dem Bedarf angepaßt werden.
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Dadurch kann der Inhalt der Aufnahmebehälter so schnell als nötig
in die Speicherbehälter transportiert werden, und damit ist der Kreislauf von Heizmedium
und Kühlmedium gewährleistet.
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Die Pumpen können dabei von Elektromotoren oder anderen Motoren betrieben
werden. Die Heizmediumleitung muß genauso wie die Kühlmediumleitung gegenüber der
Umgebung thermisch isoliert sein, damit beim Transport von Kühlmedium und Heizmedium
durch Wärmeaufnahme bzw. Wärme abgabe möglichst keine Temperaturänderungen der beiden
Medien eintreten.
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Es ist von Vorteil, daß die Speicherbehälter, ferner die Sammelbehält
er und die Aufnahmebehälter der Heizeinrichtung gegenüber denjenigen der Kühleinrichtung
thermisch isoliert sind.
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Als Grund dafür ist die Notwendigkeit anzusehen, die Temperaturdifferenz
zwischen Heizmedium und Kühlmedium möglichst groß zu halten. Damit ist die Temperaturdifferenz
zwischen Heizmedium und relativ kühlem Ausdehnungskörper und Kühlmedium und relativ
warmem Ausdehnungskörper ebenfalls möglichst groß.
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Je größer diese Temperaturdifferenzen sind, je größer ist auch die
vom Ausdehnungskörper pro Zeiteinheit aufgenommene oder abgegebene Wärmeenergiemenge
und damit die von ihm abgegebene Leistung.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen Figur 1: Einen Vertikalschnitt durch die Wärmekraftmaschine Figur 2: Eine
perspektivische Darstellung der Heiz- und Kühleinrichtung mit Leitungssystem In
Figur 1 ist die in der Kammer (66) befindliche Wärmekraftmaschine in einem Vertikalschnitt
dargestellt. Der oberste Behälter der Heizeinrichtung (8) ist der Speicherbehälter
(2).
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Darunter schließt sich das Behältnis (7) des Ausdehnungskörpers (13)
an. Unterhalb des Behältnisses (7) schließt sich der Sammelhe-und hälter (4) darunter
der Aufnahmebehälter (6) an.
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In kleinem Abstand vom Aufnahmebehälter (6) befindet sich die Wärmepumpe
(24) und darunter die Wärmepumpe (25).
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Die Wärmepumpe (25) ist mit der Umgebung (68) der Kammer (66) über
eine Zuleitung (16) und eine Ableitung (17) verbunden.
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Von der Wärmepumpe (25) wird über die Kältemittel-Leitung (20) der
Heizvorrichtung (90) Kältemittel zugeführt und über die Leitung (24) wieder zur
Wärmepumpe (25) zurückgeführt.
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Von der Wärmepumpe (24) führt eine Kältemittel-Leitung (18) zu der
hier nicht gezeigten Kühlvorrichtung (91) und von dieser über die Leitung (19) zurück
zur Wärmepumpe (24). Desgleichen führt von der Wärmepumpe (24) eine Kältemittel-Leitung
(22) zur Heizvorrichtung (90) im Sammelbehälter (4) und von der Heizvorrichtung
(90) führt die Leitung (23) zurück zur Wärmepumpe (24).
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Außerdem ist die Wärmepumpe (24) mit dem Innenraum der Kammer (66)
über eine Zuleitung und eine Ableitung (26) verbunden.
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Vom Aufnahmebehälter (6) der Heizeinrichtung (8) führt eine Heizmediumleitur.g
(14), die an die Heizmediumpumpe (10) angeschlossen ist, in den Speicherbehälter
(2).
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Die Kühlmediumleitung (15) führt von dem hier nicht gezeigten Aufnahmebehälter
(5) der Kühleinrichtung (9) in den ebenfalls nicht gezeigten Speicherbehälter (1)
der Kühleinrichtung (9).
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Dabei ist die Kühlmediumleitung (15) an die Kühlmediumpumpe (11) angeschlossen.
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Der Ausdehnungskörper (13) ist durch den Ubertragungsstab (27) mit
dem Obertragungshebel (30) verbunden. Dabei greift der kürzere Hebelarm (31) des
bbertragungshebels (30) zwischen zwei lose Rollen eines Rollen-Paares (33), das
am Ubertragungsstab (27) fixiert ist. Der längere Hebelarm (32) des Ubertragungshebels
(30) greift ebenfalls zwischen zwei lose Rollen eines Rollen-Paares (34).
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das am Verbindungsstab (35) fixiert ist.
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Der Übertragungshebel (30) ist dabei um die Schwenkachse (28) schwenkbar
gehalten.
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Der Verbindungsstab (35) verbindet die beiden Kolben (42, 43) der
Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregate (40, 41).
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Die Kolben (42, 43) haben je eine Arbeitsfläche (44, 45) und bewegen
sich Druckraum (46 bzw. 47). Vom Druckraum (46) führt eine Druckmittel-Leitung (60)
in die Energiespeicherröhre (54) und vom Druckraum (47) führt eine Druckmittel-Leitung
(61) in die Energiespeicherröhre (55). Beide Energiespeicherröhren (54, 55) haben
je ein Abschlussglied (52 und 53), das ihren jenseitigen Raum (50 und 51) vom Druckraum
(58) des Druckenergiespeichers (59) trennt. Gleichzeitig ist die Druckmittel-Leitung
(60) mit dem Druckraum (84) und die Drucknittel-Leitung (61) mit dem Druckraum (83)
des Arbeitskolbens (80) verbunden, der eine. Arbeitsfläche (81) und eine Arbeitsfläche
(82) besitzt.
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Über die Schubstange (85) ist der Arbeitskolben mit dem Pleuel (86)
verbunden, das an einer Scheibe (882 angreift, die um eine Achse (87) drehbar gehalten
ist.
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Vom Druckraum (84) des Arbeitskolbens (80) führt eine Druckmittel-Leitung
(65) zum Druckraum (47) des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates (41) und vom
Druckraum (85) des Arbeitskolbens (80) führt eine Druckmittel-Leitung (64) zum Druckraum
(46) des Flüssigkeit-s-Kolben-Zylinder-Aggregates (40).
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Die Druckmittel-Leitungen (60, 61 und 64, 65) sind dabei über die
Absperrelemente (70, 71, 72, 73 und 74, 75) steuerbar.
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Figur 2 zeigt in eIner perspektivischen Darstellung den Speicherbehälter
(1) der Kühleinrichtung (9) und den Speicherbehälter (2) der Heizeinrichtung (8).
Direkt darunter anschließend befindet sich das Behältnis (7) und in diesem der Ausdehnungskörper
(13). Unter diesem schließen der Sammelbehälter (3) und der Aufnahmebehälter (5)
der Kühleinrichtung (9) und der Sammelbehälter (4) und der Aufnahmebehälter (6)
der Heizeinrichtung (8) an.
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In geringem Abstand darunter befindet sich die Wärmepumpe (24) und
die Wärmepumpe (25). Mit dieser ist die Zu-Leitung (16) und die Ab-Leitung (17)
verbunden. Außerdem führt die Kältemittel-Leitung (20) von der Wärmepumpe (25) zur
Heizeinrichtung (90) im Sammelbehälter (4). Von der Wärmepumpe (24) führt die Kältemittel-Leitung
(18) zur Kühlvorrichtung (91) im Sammelbehälter (3) und die Kältemittel-Leitung
(22) zur Heizvorrichtung (90) im Sammelbehälter (4).
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Vom Aufnahmebehälter (6) der Heizvorrichtung (8) führt die Heizmediumleitung
(14) zum Speicherbehälter (2), wobei eine Heizmediumpumpe (10) sich an der Heizmediumleitung
(14) befindet.
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Vom Aufnahmebehälter (5) der Kühlvorrichtung (9) fü'nrt die Kühlmediumleitung
(15) zum Speicherbehälter (1), wobei eine Kühlmediumpumpe (11) sich an der Kühlmediumleitung
(15) befindet.
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W I R K U N G S W E I S E Der Wärmepumpe (25) wird über die Zuleitung
(16) Meerwasser zugeführt, dem innerhalb der Wärmepumpe (25) Wärmeenergie entzogen
wird und das darn in abgekühlten Zustande über die Leitung (17) wieder dem Meer
zugeführt wird.
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Die dem Meerwasser entzogene Wärmeenergie wird an ein Kältemittel
weitere.
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geben, welches über die Leitung (20) der Heizvorrichtung (90) zugeführt
wird, die sich in dem z.B. mit Wasser gefiillten Sammelbehälter (4) befindet.
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Das in der Heizvorrichtung (90) befindliche Kältemittel gibt einen
Teil seiner Wärmeenergie an das im Sammelbehälter (4) befindliche wasser ab, welches
dabei erwärmt wird.
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Nun wird das Kältemittel über die Leitung (23) der Wärmepumpe (25)
zugeführt, dort wieder erwärmt und von neuem durch die Leitung (22) in die Heizvorrichtung
(90) transportiert.
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Cleichzeitig wird von der wärmepumpe (24) aus Kältemittel über die
Leitung (18) der Kühlvorrichtung (91) zugeführt. Die Kühlvorrichtung (91) befindet
sich im Sammelbehälter (3), der z.3. mit Wasser gefüllt ist.
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Dieses in Sammelbehälter (3) befindliche Wasser gibt Wärmeenergie
an das in der Kühlvorrichtung (91) sich befindliche Kältemittel ab, wobei sich das
Kältemittel erwärmt und das im Sammelbehälter (3) befindliche Wasser entsprechend
abkühlt.
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Das erwärmte Kältemittel wird nun über die Leitung (19) der Wärmeenergie
(24) zugeführt. In dieser wird das Kältemittel abgekühlt, d.h., es gibt einen Teil
seiner Wärmeenergie ab und wird dann über die Leitung (18) der Kühlvorrichtung (91)
im Sammelbehälter (3) zur weiteren Wärmeenergieaufnahme zugeführt.
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Die vom Kältemittelkreislauf, bestehend aus der Leitung (18), der
Kuhlvorrichtung (91) und der Leitung (19), abgegebene Wärmeenergie, wird an den
Kältemittelkreislauf , best ehend aus der Leitung (22), der Heizvorrichtung.(90)
und der Leitung (23), abgegeben.
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Dabei wird das in Sammelbehälter (4) befindliche Wasser mit Hilfe
des Kältemittelkreislaufes, bestehend aus der Leitung (22), der Heizvorrichtung
(90) un der Leitung (23), auch durch die Märmeenergie aufgeheizt, welche zur Abkühlung
des KWhlmittels im Sammelbehälter (3) diesem Kühlmittel entzogen wurde.
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Ist das Kühlmedium nun über die Kühlvorrichtung (91) entsprechend
abgekühlt und das Heizmedium über die Heizvorrichtung (90) entsprechend aufgeheizt,
wird das Kühlmedium aus dem Sanmelbehälter (3) schlagartig in den Aufnahmebehälter
(5)
befördert und das Heizmedium aus dem Sammelbehälter (4) schlagartig
in den Aufnahmebehälter (6) befördert.
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Vom Aufnahmebehälter (6) wird das Heizmedium nun mit Hilfe der Heizmediumpumpe
(10) über die Heizmediumleitung (14) in den Speicherbehälter (2) der Peizeinrichtung
(8) befördert.
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Desgleichen wird von Aufnahmebehälter (5) das Kühlmedium mit Hilfe
der Kühlmediumpumpe (11) in den Speicherbehälter (1) der Kühleinrichtung (9) befördert.
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Ist der Speicherbehälter (1) nit Heizmedium gefüllt, wird dos Heizmedium
schlagartig den Behältnis (7) zugeführt, in welchem sich der Ausdehnungskörper (13)
befindet.
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Dort gibt du Heizmedium Wärmeenergie an den Ausdehnungskörper (13)
ob, der sich bein Erwärmen ausdehnt und Aroeit verrichtet.
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Nach Ablauf einer bestimmten Zeit wird das nun abgekühlte Heizmedium
aus den 9ehältnis (7) schlagartig den Sammelbehälter (4) zugefiihrt, um Über die
Heizvorrichtung (90) in diesen wieder aufgeheizt zu werden. Danach wird dos Reizmedium
über den Aufnahmebehälter (6) den Speicherbehälter (2) und von diesen wieder dem
Behältnis (7) mit Ausdehnungskörper (13) zugeführt.
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Ist der Speicherbehälter (1) nit Kühlmedium gefüllt und dos zuvor
nit Heiznediun gefüllte Behältnis (7) des Ausdehnungskörpers (13) entleert, wird
diesen Behältnis (7) des Ausdehnungskörpers (13) schlagartig aus den Speicherbehälter
(1) Kiihlmediu zugeführt.
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Der Ausdehnungskörper (13) gibt nun Wärmeenergie an das Kühlmedium
ab, zieht sich zusammen und verrichtet dabei Arbeit.
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Nach Ablauf einer bestimmten Zeit wird das nun erwärmte Kühlmedium
schlagartig aus den Behältnis (7) den Sammelbehälter (3) zugeführt, ua über die
Kühlvorrichtung (91) in diesen wieder abgekühlt zu werden.
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Danach wird das Kühlmedium über den Aufnahmebehälter (5) dem Speicherbehälter
(1) und von diesen wieder den Behältnis (7) mit den Ausdehnungskörper (.13) zugeführt.
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Dehnt sich der Ausdehnungskörper (13) aus, bewegt sich der Übertragungsstab
(27) nach rechts.
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Der Übertragungshebel (30), welcher um eine Schwenkachse (28) schwenkbar
gehalten ist und mit seinem einen Ende an den Übertragungsstab (27) und nit seinen
anderen Ende an den Verbindungsstab (35) angreift, bewegt sich mit.
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Dadurch wird der obere kürzer Hebelarm (31) nach rechts und der unter
länger Hebelarm (32) nach links bewegt.
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Der untere, längere £{ebelarm (42) drückt den Kolben (42) des Flüssigkeits-Kolben
Zylinder-Aggregates (40) nach links in den Druckraum (46) hinein und zieht den Kolben
(43) des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates (41) nach links aus dem Druckraum
(47) heraus.
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Der nach links in den Druckraum (46) des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates
(40) gedrückte norden (42), drückt das im Druckraum (46) befindliche Druckmittel
bei geöffnetem Absperrelement (70) und geschlossenen Absperrelementen (72 u. 74)
in den jenseitigen Raum (50) der Druckenergiespeicherröhre (54). Dabei wird das
Abschlußglied (52) solange in den Druckraum (58) des Druckenergiespeichers (59)
hinein verschoben, bis der Kolben (42) des Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregates
(40) sich in seiner äußerst linken Stellung befindet und das Volumen des Druckraumes
(46) sein Minimum erreicht hat.
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Im gleichen Zeitraum hat sich das Abschltißglied (53) in der Energiespeicherröhre
(55) nach außen bewegt und hat damit den jenseitigen Raum (51) verkleinert. Somit
wurde die im jenseitigen Raum (51) befindliche Druckmittelflüssigkeit bei geöffnetem
Absperrelement (73) und geschlossenem Absperrelement (71) in den Druckraum (83)
des Aroeitszylinders gepreßt und daoei der ArDei-skolben (80) nach links bewegt.
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Das dabei über die Iruckaittelleitung (65) vom Arbeitskolben (80)
aus dem Druckraum (84) nach außen gedrückte Druckmittel wird gleichzeitig durch
die Bewegung des Kolbens (43) nach links über die Druckmittelleitung (65) in den
Druckraum (47) gesogen, welcher vom Kolben (43) ständig vergrößert wird.
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befinden sich die Kolben (42,43) der Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregate
(40,41) in ihrer äußerst linken, die frei beweglichen Abschlußglieder (51,52) der
Energie speicherröhren (54 u. 55) in ihrer äußerst rechten und der Arbeitskolben
(80) in seiner äußerst linken Stellung , werden die Absperrelemente (71,72 u. 74)
geöffnet, die Absperrelemente (70,73 u. 75) geschlossen und eine neue Arbeitsphase
beginnt.
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Zieht sich der Ausdehnungskörper (13) zusammen, d.h., bewegt sich
der Übertragungsstab (27) nach links, wird das kürzere obere Teil (31) des Übertragungshebels
ebenfalls nach links bewegt und der längere, untere Teil (32) des tibertragungshebels
(30) bewegt sich nach rechts.
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Da der Übertragungshebel (30) am Verbindungsstab (35) der beiden Kolben
der Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregate (40,41) angreift, werden diese beiden
Kolben (42,43) ebenfalls nach rechts bewegt. Der Druckraum (47) des Fliissigkeits-Koloen-Zylinder-Aggregates
(41) wird durch die bewegung des Kolbens (43) nach rechts verkleinert und damit
wird bei geöffneten Absperrelement (71) und geschlossenen Absperrelemen ten (73,75)
Druckmittelflüssigkeit in den jenseitigen raum (51) der Energiespeicherröhre (55)
gedrückt.
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Somit verrichtet das in ler Snergiespeicherröhre (55) frei verschiebliche
Abschlußglied (53) Arbeit ggen den Gasdruck im Energiespeicher (59) und erhält potentielle
Energie.
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Die in der anderen Energiespeicherröhre (54) gespeicherte Energie
wird während dieses Vorganges, bei geschlossenen Absperrelementen (70,75) und geöffneten
Absperrelementen (72,74), durch ein Verschieben des frei beweglichen Abschlußgliedes
(52) in der Energiespeicherröhre (54) nach außen und der damit verbundenen Verkleinerung
des jenseitigen Raunes (50), mit Hilfe des Druckmittels über die Leitung (60) dem
Arbeitskolben (80) zugeführt.
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Hierbei verschiebt sich der Arteitskolben (80) bis in seine äußerst
rechte Stellung.
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Das dabei über die Druckmittelleitung (64) aus dem Druckraum (83)
nach außen gedrückte Druckmittel wird gleichzeitig durch die bewegung des Kolbens
(42) nach rechts in den Druckraum (46) gesogen, welcher vom Kolben (42) ständig.
vergrößert wird.
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9efinden sich die Koloen (42,43) der Flüssigkeits-Kolben-Zylinder-Aggregate
(40,41) in ihrer äußerst rechten, die frei beweglichen Abschlußglieder (52,53) der
Energiespeicherröhren (54,55) in ihrer äußerst linken und der Arbeitskolben (80)
in seiner äußerst rechten Stellung, werden die Absperrelemente (70,73,75) geöffnet,
die Absperrelemente (71,72,74) geschlossen und eine neue Arbeitsphase beginnt.