DE3026864A1 - Engine utilising natural energy - has flexible containers with material which expands on absorption of water and contracts on drying - Google Patents

Engine utilising natural energy - has flexible containers with material which expands on absorption of water and contracts on drying

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DE3026864A1 DE19803026864 DE3026864A DE3026864A1 DE 3026864 A1 DE3026864 A1 DE 3026864A1 DE 19803026864 DE19803026864 DE 19803026864 DE 3026864 A DE3026864 A DE 3026864A DE 3026864 A1 DE3026864 A1 DE 3026864A1
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Abstract

A cylindrical pressure vessel (1) contains a working fluid (5). Elastic containers (2) are immersed in the fluid and filled with a material which expands on absorption of water and contracts when dried. The containers have connections (3) at each end to valves (4) by which water and air can be alternately passed through the containers and made to flow through the material in them. When water flows through the material it expands and forces the working fluid (5) out through a valve (6) to do useful work. When air flows through it the material contracts again and the working fluid returns into the cylinder.

Description

"Verdunstungsmotoren zur Erzeugung mechanischer Energie aus"Evaporative engines to generate mechanical energy

Umweltluft- bzw. Abwärme" Die Erfindung betrifft Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verdunstungsmotoren, die die Expansionskraft von mit Flüssikeit (z.B. Wasser) getränktem Expansionsmaterial als mechanische Energie nutzen, während die die Kontraktion - die mit der Expansion abwechselt - bewirkende Verdunstung einen Teil der in dem den Verdunstungsmotoren zugeführten heißen Gas (z.B. Luft) enthaltenen Wärmeenergie als Energiequelle nutzt, wobei in Abhängigkeit von Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt der Umweltluft ein Teil der eingesetzten Wärme energie - unter günstigen Umständen die gesamte Wärmeenergie - direkt der Umweltluft bzw. durch einen Wärmetauscher der Umweltluft zum Aufheizen des Gases entnommen wird, bzw. ein Teil der durch jegliches Wirtschaften, insbesondere in der Energiewirtschaft erzeugten Abwärme als heißes Gas verwendet wird.Environmental air or waste heat "The invention relates to working methods and design for evaporative motors that use the expansion force of liquid (e.g. water) soaked expansion material as mechanical energy, while the contraction - which alternates with expansion - causing evaporation part of the hot gas (e.g. air) supplied to the evaporative engines uses contained thermal energy as an energy source, depending on the temperature and moisture content of the ambient air a part of the heat energy used - under favorable circumstances, the entire thermal energy - directly from the ambient air or is taken from the ambient air by a heat exchanger to heat the gas, or a part of the economy, especially in the energy industry generated waste heat is used as hot gas.

Die weltweit zu beobachtende Mangelsituation auf dem Energiesektor führt in zunehmendem Maß u.a. zur Verwertung von Abwärme, was zur Einsparung von Primärenergie für die Erzeugung von Heizwärme führt.The global shortage in the energy sector Increasingly leads, among other things, to the recovery of waste heat, which saves Primary energy for the generation of heating leads.

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Verdunstungsmotors stellt eine andere Kategorie der Nutzung von Abwärme, aber auch von Umweltluftwärme, dar: aus minderwertiger Wärme energie wird direkt hochwertige mechanische Energie gewonnen.The operation of the evaporative motor according to the invention is different Category of the use of waste heat, but also of environmental air heat, is: from inferior Thermal energy is obtained directly from high quality mechanical energy.

Der erfindungsgemäße Verdunstungsmotor ist prinzipiell geeignet, jede Art von Abwärme zu nutzen: in klimatisch günstigen (trockenen und heißen) Klimazonen ist der Betrieb ganz oder teilweise auf Umweltluftwärme ausgerichtet, so daß die Standortfrage inner halb einer derartigen Region eine untergeordnete Rolle spielt; neben der Nutzung jeder Art von künstlich erzeugter Abwärme, deren Quellen großtechnische industrielle Prozesse einschließlich der zentralen Kraftwerke, aber auch kleine, fossil befeuerte Einheiten sein können, kommt auch die Nutzung der Biowärme sowie der Erdwärme in Betracht.The evaporative motor according to the invention is in principle suitable, any Type of waste heat to be used: in climatically favorable (dry and hot) climates is the operation wholly or partially based on ambient air heat, so that the The question of location plays a subordinate role within such a region; Next the use of any kind of artificially generated waste heat, the sources of which are large-scale industrial processes including the central power plants, but also small, Can be fossil-fueled units, there is also the use of bio-heat as well geothermal energy into consideration.

Je nach der Höhe des Anteils der aus der Umweltluft entnommenen Wärmeenergie ergibt sich eine entsprechende Steigerung der Leistung des erfindungsgemäßen Verdunstungsmotors über den Wirkungsgrad hinaus, der bei reinem Abwärmebetrieb erzielt wird.Depending on the amount of heat energy taken from the ambient air there is a corresponding increase in the performance of the evaporative motor according to the invention beyond the level of efficiency that is achieved with pure waste heat operation.

Bei Verwendung künstlich erzeugter Abwärme arbeitet der Verdunstungsmotor auch mit Niedrigtemperaturwärme (um 1000C), was aufgrund der Umwandlung in mechanische Energie eine hochwertige Nutzung darstellt, oder anders ausgedrückt: - die preisgünstigste Lösung des Kühlproblems von Kraftwerken darstellt.When using artificially generated waste heat, the evaporative motor works also with low temperature heat (around 1000C), which is due to the conversion into mechanical Energy is a high-quality use, or in other words: - the cheapest Represents a solution to the cooling problem of power plants.

Die heute eingesetzten Aggregate zur Energieumwandlung sind technisch ausgereift und erlauben nur noch relativ geringe Verbesserungen ihres Wirkungsgrades unter wachsendem finanziellen Einsatz, da sie nahe an ihrem theoretisch möglichen Wirkungsgrad arbeiten.The units used today for energy conversion are technical mature and allow only relatively small improvements in their efficiency under increasing financial commitment, since they are close to their theoretically possible Working efficiency.

So kostet z.B. Strom, der aus der Verheizung fossiler Brennstoffe gewonnen wird, sehr viel Primärenergie, weil bei der Verbrennung ein hoher Anteil der eingesetzten Energie unvermeidlich in Wärme verwandelt wird und großenteils nicht rückholbar ist.For example, electricity costs from burning fossil fuels A lot of primary energy is obtained because a large proportion of it is generated during combustion the energy used is inevitably converted into heat and largely is not retrievable.

Ein auf den Nutzenergiebedarf bezogener gesenkter Primärenergiebedarf erfordert das Koordinieren und Nutzen vorhandener Erkenntnisse und Techniken in einer modifizierten und unkonventionellen Weise.A reduced primary energy requirement related to the useful energy requirement requires the coordination and use of existing knowledge and techniques in a modified and unconventional way.

Energiewirtschaftliche Maßnahmen einer besseren Energienutzung zielen deshalb auf die Verwertung des hohen Anteils der Abwärme bei der Energieumwandlung sowie auf die Substitution teurer Energiearten durch solche, die von Natur aus billiger sind, wobei Investitionen, mit denen Energie besser genutzt wird, rentabler werden; und zwar werden sie um so rentabler, je höher der erreichte Nutzeffekt über dem Wirkungsgrad o.g. Aggregate liegt Heute ist man noch fast ausschließlich auf die Verwendung fossiler und atomarer Primärenergie angewiesen; die Ausbaufahigkeit beider Energieträgergruppen ist in den hochindustrialisierten Staaten begrenzt.Energy management measures aim to improve energy use therefore on the utilization of the high proportion of waste heat in the energy conversion as well as the substitution of expensive types of energy by ones that are inherently cheaper are, making investments that make better use of energy more profitable; and indeed they become more profitable, the higher the efficiency achieved over the Efficiency of the above-mentioned units is Today you are almost exclusively dependent on the use of fossil and nuclear primary energy; the expandability both energy carrier groups is limited in the highly industrialized countries.

In vielen Ländern der 3. Welt fehlen häufig die Grundlagen für eine Energieversorgung nach dem Huster der Industrieländer.In many third world countries, the basics for one are often missing Energy supply after the cough of the industrialized countries.

Die Versorgung mit Energie leidet zur Zeit weltweit an: - einer Entspannung der Energieversorgungssituation durch die Schaffung einer größeren Vielfalt der Energieträger - einer Abkopplung von den kartellartig festgelegten Preisen - Strategien zur Vermeidung von Energiekrisen z.B. durch verbesserte Speicher - an ausgebauten Fernwärmenetzen, so daß die in Kraftwerken zur Umwandlung von Primärenergie in Sekundärenergie anfallende Abwärme nicht genutzt werden kann, wogegen die Voraussetzungen zum Absatz von elektrischer Energie häufig gegeben sind - einer den Gegebenheiten der "armen" Länder der 3. Welt angepaßten Energieversorgung, die sich aus sich regenerierenden Energiequellen speist.The supply of energy is currently suffering worldwide from: - Relaxation the energy supply situation by creating a greater variety of Energy carriers - a decoupling from the cartel-like fixed prices - strategies to avoid energy crises, e.g. through improved storage - on expanded ones District heating networks, so that in power plants to convert primary energy into secondary energy accumulating waste heat cannot be used, whereas the requirements for sales of electrical energy are often given - one of the conditions of the "poor" Countries of the 3rd world adapted energy supply, which regenerate from themselves Feeds energy sources.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus Abwärme bzw. Umweltluftwärme mechanische Energie zu erzeugen und unter weitgehender Vermeidung von Umweltbelastungen die bestmögliche Ausnutzung der Primärenergieträger zu gewährleisten, d.h. durch ein gut angepaßtes und verlustarmes System den Nutzungsgrad bestehender Kraftwerke im weitesten-Sinn - zu verbessern.The invention is based on the object from waste heat or ambient air heat to generate mechanical energy and while largely avoiding environmental pollution to ensure the best possible utilization of the primary energy sources, i.e. through a well-adapted and low-loss system the efficiency of existing power plants in the broadest sense - to improve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Expansionselementen Expansionsmaterial gemäß Anspruch 5 angeordnet ist, das unter Feuchtigkeitszunahme (z.B. Wasser) bzw. -abnahme expansions- bzw. kontraktionsfähig ist, das als Festkörper mit untereinander verbundenen Hohlräumen versehen ist, die der vollständigen Befeuchtung bzw. Begasung (z,B. mit Luft) des Expansionsmaterials dienen, oder das als Ansammlung von Festkörpern Hohlräume gleicher Bestimmung enthält, so daß das Expansionsmaterial im Arbeitstakt Feuchtigkeit aufnehmen kann, wobei sich die Expansionselemente mit erheblichem Druck ausdehnen, was in einem umgebenden, neben den Expansionselementen ein Arbeitsmedium enthaltenden druckfesten Kessel einen Druckanstieg bewirkt, der während des Expansionsvorganges ein Arbeitsmedium (z.B. Öl) unter hohem Druck austreten läßt oder mittels einer geeigneten Vorrichtung in oder an dem druckfesten Kessel mechanische Arbeit verrichtet, wobei der Druck in Verbindung mit der Menge des austretenden Arbeitsmediums sowie der Zeit die mechanische Leistung darstellt,und daß ein - ggf.According to the invention, this object is achieved in that in expansion elements Expansion material according to claim 5 is arranged, which with an increase in moisture (e.g. water) or decrease is expandable or contractible, which as a solid is provided with interconnected cavities that allow complete humidification or gassing (e.g. with air) of the expansion material, or as an accumulation of solids contains cavities of the same purpose, so that Expansion material can absorb moisture in the work cycle, whereby the expansion elements expand with considerable pressure, what in a surrounding, next to the expansion elements a pressure-tight tank containing a working medium causes a pressure increase that A working medium (e.g. oil) escapes under high pressure during the expansion process leaves or by means of a suitable device in or on the pressure-tight boiler mechanical work is done, the pressure being related to the amount of escaping Working medium as well as the time represents the mechanical power, and that a - possibly

künstlich erhitztes - ungesättigtes Gas (z.B. Luft) dem Expansionsmaterial (z.B. Holz) ohne weitere Vorrichtung im Bereitstellungstakt durch Verdunstung Feuchtigkeit entzieht, so daß die Verdunstung die Vorleistung für die mechanische Expansionsleistung ist, indem ein Teil der in dem - ggf. künstlich erhitzten - Gas (z.B. Luft) enthaltenen Wärmeenergie in latente Wärmeenergie übergeht, mit der Folge, daß sich das Volumen der Expansionselemente nach erfolgter Expansion auf das vor Beginn der Expansion vorhandene Maß reduziert, so daß sie zur erneuten Expansion, d. h. Leistungsabgabe bereitstehen.artificially heated - unsaturated gas (e.g. air) the expansion material (e.g. wood) without further equipment in the provision cycle through evaporation of moisture withdrawn, so that the evaporation the preliminary work for the mechanical expansion performance by part of the gas (e.g. air) contained in the - possibly artificially heated - gas Thermal energy converts into latent thermal energy, with the result that the volume the expansion elements after expansion to that before the start of expansion existing dimension is reduced so that it can be used for re-expansion, d. H. Power output stand by.

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Verdunstungsmotors führt durch seine direkte Erzeugung hochwertiger mechanischer Energie aus Umwelt- bzw. Abwärme zur Einsparung von Primärenergie.The operation of the evaporative motor according to the invention leads through its direct generation of high-quality mechanical energy from environmental or waste heat for Saving of primary energy.

Seine Energiebilanz sieht folgendermaßen aus: Die durch die Verdunstung bewirkte teilweise Umwandlung der im Gas enthaltenen Wärme in latente Wärme bedeutet die Erhaltung der nicht verbrauchten Wärmeenergie, da diese wieder frei wird, sobald das Gas durch seine weitere Verwendung mindestens bis auf das Temperaturniveau heruntergekühlt wird, bei dem sein Kondensationspunkt vor Durchlaufen des Verdunstungsmotors lag.Its energy balance looks like this: The one through evaporation means that the heat contained in the gas is partially converted into latent heat the preservation of the unused thermal energy, as this is released again as soon as the gas is cooled down to at least the temperature level through its further use at which its condensation point was before passing through the evaporative motor.

Je trockener und heißer das Klima ist, in dem der Verdunstungsmotor eingesetzt wird, desto unabhängiger von nicht-solarer Energie arbeitet er, da um so mehr Umweltwärme verwendet wird.The drier and hotter the climate is in which the evaporative engine is is used, the more independent it is from non-solar energy so more environmental heat is used.

In ganzjährig derart begünstigten Klimazonen kann detVerdunstungsmotor mechanische Energie ohne bzw. mit einem Minimum an nicht-solarer Energie liefern. Dabei fungiert die Erdoberfläche als natürlicher Reflektor der Sonnenstrahlung zum Aufheizen der Luft, die entwerde direkt benutzt wird oder ihre Energie an ein geeignetes Gas abgibt. Mit relativ geringem Aufwand läßt sich der Aufheizungseffekt erheblich steigern.The evaporation engine can be used in climate zones that are so favored all year round deliver mechanical energy with no or a minimum of non-solar energy. The earth's surface acts as a natural reflector for solar radiation Heating up the Air that is used directly or yours Releases energy to a suitable gas. With relatively little effort, the Significantly increase the heating effect.

Die Kopplung des erfindungsgemäßen Verdunstungsmotors mit einem Kraftwerk löst das Problem der Reduzierung der Wärmeabgabe an die Umwelt mit einer entsprechenden Steigerung des Gesamtwirkungsgrades. Besonders interessant ist, daß die dabei entstehende zusätzliche mechanische Energie auf der jeweils bestehenden "Schiene" zum Verbraucher geleitet werden kann oder, was auf dasselbe hinausläuft, den Eigenverbrauch des kraftwerk deckt.The coupling of the evaporative motor according to the invention with a power plant solves the problem of reducing the heat output to the environment with a corresponding Increase in overall efficiency. It is particularly interesting that the resulting additional mechanical energy on the respective existing "rail" to the consumer or, which amounts to the same thing, the self-consumption of the power plant covers.

D.h. die Kosten für die zusätzlich bereitgestellte Energie aus einer derartigen Kopplung erwachsen kaum aus ihrer Vermarktung.That means the costs for the additionally provided energy from a such coupling hardly emerges from their marketing.

Der erfindungsgemäße Verdunstungsmotor ist eine äußerst umweltfreundliche Anlage zur Erzeugung von mechanischer Energie, da er keine Nebenprodukte abgibt.The evaporative motor according to the invention is an extremely environmentally friendly one Plant for generating mechanical energy, as it does not give off any by-products.

Daher hat er als Quelle mechanischer Energie offensichtliche wirtschaftliche Vorteile gegenüber üblichen Verfahren zur Erzeugung mechanischer Energie.Hence, as a source of mechanical energy, it has an obvious economic one Advantages over conventional methods of generating mechanical energy.

Je höher der Einsatz geeigneter Umweltluft ist, desto deutlicher liegt der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verdunstungsmotors über dem anderer Expansionsmaschinen zur Umwandlung von Abwärme in mechanische Energie.The higher the use of suitable ambient air, the clearer it is the efficiency of the evaporative motor according to the invention over that of other expansion machines for converting waste heat into mechanical energy.

Die Verwendung einer den Flüssigkeitsdampf (z.B. Wasserdampf) abscheidenden Vorrichtung bzw. ab- oder adsorbierenden Mediums (z.B. Li2003) im erfindungsgemäßen Verdunstungsmotor in seiner geschlossenen Ausführung - wie in Anspruch 3 beschrieben -bedeutet im Falle der zweitgenannten chemischen Bindung des Flüssigkeitsdampfes die Erschließung einer neuen Energiequelle.The use of a device that separates the liquid vapor (e.g. water vapor) Device or absorbing or adsorbing medium (e.g. Li2003) in the invention Evaporative engine in its closed design - as described in claim 3 - means in the case of the second-mentioned chemical bond of liquid vapor the development of a new energy source.

Daher beruht ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Verdunstungsmotors gegenüber üblichen Solaranlagen zur Nutzung der Sonnenenergie auf der Kombinationsmöglichkeit zwischen der offenen Ausführung - d.i. die Ausführung, die das den Flüssigkeitsdampf führende Gas nicht in einem geschlossenen Kreislauf führt - und der geschlossenen - wie in Anspruch 3 beschrieben.This is why there is a decisive advantage of the evaporative motor according to the invention compared to conventional solar systems for the use of solar energy on the combination option between the open version - i.e. the execution that the liquid vapor leading gas does not lead in a closed circuit - and the closed one - As described in claim 3.

Dabei wird - je nach dem augenblicklichen Energiebedarf - ein mehr oder weniger groBer Teil des abgases in der in Anspruch 3 beschriebenen Atisfülirung wieder aufbereitet, d.h. in der o.g.There is one more - depending on the current energy requirement or less large part of the exhaust gas in the Atisfülirung described in claim 3 reprocessed, i.e. in the above

Kombination wirkt diese Ausführung aufgrund ihrer Unempfindlichkeit gegenüber den witterungsbedingten, ti,Lic-len und jahreszeitlichen Schwankungen die Sonnenenergie als Stabilisator.This combination works because of its insensitivity compared to the weather-related, ti, l-len and seasonal fluctuations solar energy as a stabilizer.

In Zeiten der erhöhten Sonnenenergieausbeute bewirkt die stufenlose egulierung zwischen offener wid gesctllossener Gaszirkulation die erhöhte Bereistellung des ab- oder adsorbierenden Mediums, ans bei entsprechenden Vorausset3ungen die Speicherung dieses Mediums bedeuten kann.In times of increased solar energy yield, the stepless Regulation between open and closed gas circulation means increased availability of the absorbing or adsorbing medium Storage of this medium can mean.

Genauso kann mit überschüssiger Energie als Wärmeenergie aus den verschiedensten wirtschaftlichen Bereichen verfahren werden.Exactly the same can be done with excess energy as thermal energy from the most diverse economic areas are proceeded.

Durch Verwendung eines ab- oder adsorbierenden Mediums werden zeitliche Energieüberschüsse, wie sie auch durch Verbrauchsschwankungen laufend auftreten, speicherbar, so daß sie in Verbrauchsspitzen mit Hilfe des Verdunstungsmotors abgerufen werden können, d.h. der erfindungsgemäße Verdunstungsmotor ist in der Lage, die energiewirtschaftliche Lücke der En-ergiespeicherung zu schließen.By using an absorbing or adsorbing medium, temporal Energy surpluses, as they also occur continuously due to fluctuations in consumption, storable so that they can be called up in consumption peaks with the help of the evaporation motor can be, i.e. the evaporative motor according to the invention is capable of the to close the energy storage gap in the energy sector.

Die Arbeitsweise des Verdunstungsmotors gliedert sich in die Takte Arbeitstakt und Bereitstellungstakt11.The mode of operation of the evaporative motor is divided into the cycles Working cycle and provision cycle 11.

Als Flüssigkeit wird Wasser, als Gas Luft angenommen: Im Arbeitstakt strömt Wasser in die Expansionselemente 2 durch die Leitungsanschlüsse 3 und durch das Ventil 4. Die Expansionselemente expandieren und übertragen Druck und Volumenzuwachs auf das Arbeitsmedium 5, das durch den Leitungsanschluß und durch das Ventil 6 zur Arbeitsverrichtung geleitet wird. Ende der Expansion.Water is accepted as liquid and air as gas: in the work cycle water flows into the expansion elements 2 through the line connections 3 and through the valve 4. The expansion elements expand and transfer pressure and increase in volume on the working medium 5, which through the line connection and through the valve 6 to Performing work is directed. End of expansion.

Zu Beginn des Bereitstellungstaktes we-rden die Ventile 4 und 6 umgestellt, so daß jetzt Luft die Expansionselemente durchströmt, durch die Verdunstung des Wassers kontrahieren sich die Expansionselemente; dabei wird das Arbeitsmedium um die im Arbeitstakt abgegebene Menge durch das Ventil 6 ergänzt. Bevor erneut der Arbeitstakt einsetzt, werden die Ventile 4 und 6 umgestellt Weitere Einzelheiten der Erfindung weiden nachfolgend anhand der Beschreibung eines in den Zeichnungen auf Blatt 1 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert: Fig. 1 stellt einen Längsscnnitt durch den druckfesten Kessel 1 dar, der die Expansionselemente 2, deren Leitungsanschlüsse 3 sowie das Arbeitsmedium 5 enthalt. Die Ventile für abwechselnde Wasser- bzw. iiuftbeschiokung 4 liegen vor den Expansionselementen. Außerdem hat der Kessel einen Leitungsanschluß mit Ventil 6, durch die beim Arbeitsvorgang Arbeitsmediue 5 austritt und danach wieder zugeführt wird.At the beginning of the supply cycle, valves 4 and 6 are switched over, so that now air flows through the expansion elements, due to the evaporation of the Water contract the expansion elements; thereby the working medium is around the amount delivered in the work cycle is supplemented by valve 6. Before the When the work cycle begins, valves 4 and 6 are switched Further Details of the invention are given below with reference to the description of a in the Drawings on sheet 1 illustrated embodiment illustrated: Fig. 1 represents a longitudinal section through the pressure-tight boiler 1, the expansion elements 2, whose line connections 3 and the working medium 5 contain. The valves for alternating water or iiuftbeschiokung 4 are in front of the expansion elements. In addition, the boiler has a line connection with valve 6 through which the work process Working medium 5 emerges and is then supplied again.

In Fig. 2 ist ein auerschni-Ct durch den druckfesten Kessel dargestellt: Kesselwand 1, Expansionselemente 2, Arbeitsmedium 5.In Fig. 2 an outside section through the pressure-resistant boiler is shown: Boiler wall 1, expansion elements 2, working medium 5.

Bei voller Expansion berühren sich die Expansionselemente untereinander bzw. den Kessel beinahe; während der Kontraktion in der Verdunstungsphase (BereitstellungstaXt) nehmen sie an Umfang ab.At full expansion, the expansion elements touch one another or almost the boiler; during the contraction in the evaporation phase (provision date) they decrease in size.

Der entstehende Raum füllt sich durch 6 (Fig. 1) mit Arbeitsmedium.The resulting space is filled with working medium through 6 (Fig. 1).

Fig. 3 zeigt im wesentlichen einen Längsschnitt durch ein Expansionselement. Es ist von einer elastischen, die Expansion und Kontraktion des Expansionsmaterials 7 zulassenden Schicht 8 umgeben. An den Enden schlieRen das Expatisionselement im gleichen Sinn elastische, zusätzlich aber auch druckfeste Kappen 9 ab.Fig. 3 shows essentially a longitudinal section through an expansion element. It is of an elastic nature, the expansion and contraction of the expansion material 7 permitting layer 8 surround. At the ends, the expatation element closes in the same sense elastic, but also pressure-resistant caps 9 from.

Das Expansionsmaterial enthält Röhren, von denen eine 10 (etwa konzentrische) oder mehrere an die Zuleitung 3 angeschlossen sind. Weitere, zur konzentrischen im wesentlichen parallele Röhren oder andere luftdurchlässige Vorrichtungen 11 am äußeren Rand des Expansionselements sind an die andere Leitung 3 angeschlossen.The expansion material contains tubes, one of which is 10 (roughly concentric) or several are connected to the supply line 3. Further, to the concentric substantially parallel tubes or other air-permeable devices 11 am outer edge of the expansion element are connected to the other line 3.

Je nach der Wasser- bzw. Luftdurchlässigkeit des Expansionsma- teriale 7 kommen Verbindungen~n~29Söhre(en) 10 und ihren im wesentlichen parallelen Vorrichtungen 11 in Frage, so daß auf jeden Fall Wasser bzw. 'I;uft das Expansionsmaterial von 3 nach 3 in beliebiger Richtung durchströmen können.Depending on the water or air permeability of the expansion Substantial 7, connections 10 and their essentially parallel devices 11 come into question, so that in any case water or air can flow through the expansion material from 3 to 3 in any direction.

Die parallelen Röhren bzw. anderen Vorrichtungen 11 sowie die evtl. nötigen Verbindungen 12 liegen z.T. vor dem Längsschnitt und nicht unbedingt dichter an der konzentrischen Röhre 10.The parallel tubes or other devices 11 as well as the possibly. The necessary connections 12 are partly in front of the longitudinal section and not necessarily closer together on the concentric tube 10.

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Claims (9)

Verdunstungsmotoren zur Erzeugung mechanischer Energie aus Umweltluft- bzw. Abwärme PatentanspIxtche: S Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verdunstungsmotoren, die die Expansionskraft von mit Flüssigkeit getränntem Expansionsmaterial als mechanische Energie nutzen, während die die Kontraktion - die mit der Expansion abwechselt - bewirkende Verdunstung einen Teil der in dem den Verdunstungsmotoren zugeführten heißen Gas enthaltenen Wärmeenergie als Energiequelle nutzt, wobei in Abhängigkeit von 'Pemperatur und Feuchtigkeitsgehalt der Umweltluft ein Teil der eingesetzten Wärme energie - unter günstigen Umständen die gesamte Wärmeenergie - direkt der Umweltluft bzw. der Umweltluft durch Wärmetauscher zum Aufheizen eines geeigneten Gases entnommen wird, bzw. ein Teil der durch jegliches Wirtschaften, insbesondere in der Energiewirtschaft erzeugten Abwärme als heißes Gas verwendet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in Expansionselementen Expansionsmaterial angeordnet ist, das unter Flüssigkeits- (Feuchtigkeits-) zunahme bzw. -abgabe expansions- bzw. kontraktionsfähig ist, das als Festkörper mit untereinander verbundenen Hohlräumen versehen ist, die der vollständigen Flüssigkeits- (Feuchtigkeits-) aufnahme bzw. Begasung des Expansionsmaterials dienen, oder das als Ansammlung von Festkörpern Hohlräume gleicher Bestimmung enthält, so daß das Expansionsmaterial im Arbeitstakt Flüssigkeit (Feuchtigkeit) aufnehmen kann, wobei sich die Expansionselemente mit erheblichem Druck ausdehnen, was in einem umgebenden, neben den Expansionselementen ein Arbeitsmedium enthaltenden druckfesten Kessel einen Druckanstieg bewirkt, der während des Expansionivorganges ein Arbeitsmedium unter hohem Druck austreten läßt oder mittels einer geeigneten Vorrichtung in oder an dem druckfesten Kessel mechanische Arbeit verrichtet, wobei der Druck in Verbindung mit der Menge des austretenden Arbeitsmediums sowie der Zeit die mechanische Leistung darstellt, und daß ein - ggf. künstlich erhitztes - ungesättigtes Gas dem Expansionsmaterial ohne weitere Vorrichtung im Bereitstellungstakt durch Verdunstung Flüssigkeit (Feuchtigkeit) entzieht, so daß die Verdunstung die Vorleistung für die mechanische Expansionsleistung ist, indem ein Teil der in dem - ggf. künstlich erhitzten - Gas enthaltenen Wärmeenergie in latente Wärmeenergie übergeht, mit der Folge, daß sich das Volumen der Expansionselemente nach erfolgter Expansion auf das vor Beginn der Expansion vorhandene Maß reduziert, so daß sie zur erneuten Expansion, d.h. Leistungsabgabe bereitstehen.Evaporative motors for generating mechanical energy from ambient air or waste heat Patent application: S Working process and type of design for evaporative motors, the expansion force of expansion material soaked with liquid as mechanical Using energy while the contraction - which alternates with expansion - causing evaporation part of that supplied to the evaporation engines uses hot gas contained thermal energy as an energy source, being dependent from the temperature and moisture content of the ambient air a part of the used Thermal energy - under favorable circumstances, the entire thermal energy - directly the Ambient air or the ambient air through heat exchangers for heating a suitable Gas is withdrawn, or part of the economy, in particular waste heat generated in the energy industry is used as hot gas, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that in expansion elements expansion material is arranged, the expansion under liquid (moisture) increase or release or is contractible, which is a solid body with interconnected cavities is provided that the complete liquid (moisture) absorption or Serve gassing the expansion material, or as a collection of solids Contains cavities of the same determination, so that the expansion material in the work cycle Can absorb liquid (moisture), whereby the expansion elements with considerable pressure to expand what is in a surrounding, in addition to the expansion elements a pressure-tight tank containing a working medium causes a pressure increase that allows a working medium to escape under high pressure during the expansion process or mechanical by means of a suitable device in or on the pressure-tight boiler Work done, whereby the pressure associated with the amount of escaping working medium and the time represents the mechanical performance, and that an - possibly artificially heated - unsaturated gas the expansion material without further device in the provision cycle through evaporation of liquid (moisture) withdrawn, so that the evaporation the preliminary work for the mechanical expansion performance is by part of the thermal energy contained in the - possibly artificially heated - gas passes into latent heat energy, with the result that the volume of the expansion elements after expansion, reduced to the level that existed before expansion began, so that they are ready for renewed expansion, i.e. power output. 2. Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verdunstungsmotoren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Expansionsmaterial lose in druckfesten Kesseln angeordnet ist, wobei die Materialteilchen je von einer flüssigkeits- (feuchtigkeits-) durchlässigen Schicht - die außerdem dehnbar ist und unter gleichzeitigem, punktuellem Druck nicht zerstört wird - umgeben sind und die Kessel zur Arbeitsverrichtung vollständig teils mit dem Expansionsmaterial, teils mit Flüssigkeit (Feuchtigkeit) gefüllt sind, so daß der Volumenzuwachs des Expansionsmaterials größer ist als die Volumenabnahme derfsich im Expansionsmaterial bindenden Flüssigkeit (Feuchtigkeit) und dieser Differenzbetrag in Verbindung mit dem Druck sowie der Zeit die mechanische Leistung darstellt.2. Working method and design for evaporative engines according to Claim 1, that the expansion material is loosely arranged in pressure-tight vessels, the material particles each from one liquid (moisture) permeable layer - which is also stretchable and is not destroyed under simultaneous, selective pressure - are surrounded and the boilers for working completely partly with the expansion material, are partly filled with liquid (moisture), so that the increase in volume of the Expansion material is greater than the decrease in volume derfsich in the expansion material binding liquid (moisture) and this difference in connection with the pressure as well as the time represents the mechanical performance. 3. Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verdunstungsmotoren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das zur Verdunstung benutzte Gas in einem Kreislauf geführt wird, in dem ihm nach dem Durchströmen der Expansionselemente der aufgenommene Flüssigkeits- (Beuchtigkeits-) dampf durch eine technische Vorrichtung bzw. durch ein ab- oder adsorbierendes Medium entzogen wird, um erneut zur Verdunstung in den Expansionselementen bereitzustehen, wobei das den Dampf aufnehmende Medium bei Erreichen seiner Sättigung in einem Sekundärkreislauf regeneriert bzw. erneuert wird.3. Working method and design for evaporative engines according to Claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the evaporation used gas is circulated in which it has passed through the Expansion elements of the absorbed liquid (moisture) vapor through a technical device or is removed by an absorbing or adsorbing medium, to be available again for evaporation in the expansion elements, which den Steam-absorbing medium in a secondary circuit when it is saturated is regenerated or renewed. 4. Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verdunstungsmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß als Expansionsmaterial Holz, als auch jeder andere, unter Flüssigkeits- (Feuchtigkeits-) zunahme expandierende, unter Flüssigkeits- (Feuchtigkeits-) abgabe kontrahierende Festkörper verwendet wird.4. Working method and design for evaporative engines according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that as Expansion material wood, as well as any other, under liquid (moisture) increase expanding, contracting with the release of liquid (moisture) Solid is used. 5. Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verdunstungsmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß als Gas Luft, als auch jeder andere ungesättigte Dampf bzw. jedes andere, ungesättigte Dämpfe enthaltende Gasgemisch verwendet wird.5. Working method and design for evaporative engines according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that as Gas air, as well as any other unsaturated vapor or any other unsaturated vapor Gas mixture containing vapors is used. 6. Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verdunstungsmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß als Flüssigkeit Wasser, als auch jede andere, in geeigneten Festkörpern eine Expansion verursachende bzw. bei Verdunstung eine Eontraktion verursachende Flüssigkeit verwendet wird, die die Festkörper bei häufiger Wiederholung der Expansion und Kontraktion weder angreift, noch in ihrer Beweglichkeit beeinträchtigt.6. Working method and design for evaporative engines according to one of claims 1 to 5, d u r c h g e n n n z e i c h n e t that as a liquid Water, as well as any other, causing expansion in suitable solids or a liquid that causes contraction is used in the event of evaporation, which neither the solid body with frequent repetition of the expansion and contraction attacks, still impaired in their mobility. 7. Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verdunstungsmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Expansion des Expansionsmai terials ein übersättigter Dampf zur Feuchtigkeitsabgabe verwendet wird.7. Working method and design for evaporative engines according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e n n n z e i c h n e t that for Expansion of the expansion material a supersaturated vapor to release moisture is used. 8. Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verdunstungsmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Flüssigkeits- (Feuchtigkeits-) dampf ab- bzw. adsorbierendes Medium Li2COD, als auch jeder andere feste oder flüssige Stoff verwendet wird, der auch einem noch nicht gesättigten Dampf die verdampfte Flüssigkeit (Feuchtigkeit) zu entziehen vermag.8. Working method and design for evaporative engines according to one of claims 1 to 7, d u r c h g e n n n z e i c h n e t that as Liquid (moisture) vapor absorbing or absorbing medium Li2COD, as any other solid or liquid substance is also used, which is also one of them Unsaturated vapor is able to remove the evaporated liquid (moisture). 9. Arbeitsverfahren und Ausführungsart für -Verdunstungsmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß zur schnelleren Verdunstung der die Expansion bewirkenden Flüssigkeit während des Bereitstellungstaktes in den Expansionselementen ein Unterdruck erzeugt wird.9. Working method and design for evaporative engines according to one of claims 1 to 8, d u r c h ek e n n z e i c h n e t that for faster Evaporation of the liquid causing the expansion during the preparation cycle a negative pressure is generated in the expansion elements.
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