DE4124729A1 - Durch aeussere waermezufuhr betriebene thermohydraulische arbeits- oder waermemaschine - Google Patents

Description

Während der letzten 30 Jahre ist eine Renaissance des klassischen Stir­ ling-Motors zu beobachten, die zu einfacheren und effektiven Konstruktio­ nen geführt hat und einigen Anwendungsfällen den üblichen Verbrennungsmo­ tor mit Vorteil ersetzen können. Die Gründe hierfür sind die folgenden:

• - mäßig hohe Arbeitstemperaturen, daher sehr geringe Emissionen, speziell an NDx;
• - hoher thermodynamischer Wirkungsgrad von 30 bis 38%;
• - wegen der stetig verlaufenden Änderungen des Arbeitsdruckes ge­ ringe Geräuschentwicklung; hohe Lebensdauer;
• - wahlweise Beheizung durch flüssige, gasförmige und sogar feste Brennstoffe.

Die Wirkungsweise des Stirling-Motors läßt sich anhand der schematischen Darstellung in Bild 1 erläutern:

Der Motor besteht aus dem Druckzylinder (1), in dem sich der Verdränger­ kolben (2) befindet, der das Hubvolumen in den oberen (3) und unteren Ar­ beitsraum (4) unterteilt, die über den Heizwärmetauscher (5), den thermi­ schen Regenerator (6) und den Kühler (7) kommunizieren. Zylinder und Wär­ metauscher bzw. -speicher sind mit Helium- oder Wasserstoffgas von 2 bis 10 MPa (20 bis 100 bar) als Arbeitsmedium gefüllt. Wird der Verdrängerkol­ kolben (2) zwischen unterem (UT) und oberem Totpunkt (OT) bewegt und das Arbeitsgas vom oberen zum unteren Arbeitsraum gepumpt, so ändert sich bei dieser Zustandsänderung das Gesamtvolumen nicht: im OT befindet sich der Hauptteil der Gasmasse im kalten unteren Arbeitsraum (4) auf der Kühler­ temperatur T₀ und im UT des Verdrängers im oberen Arbeitsraum (3) bei der hohen Temperatur T₂ des Wärmetauschers (5), der durch den Brenner (15) be­ heizt wird. Da bei diesem Vorgang das vom Gas eingenommene Volumen kon­ konstant bleibt, wird sich der Gasdruck bei vernachlässigtem Eigenvolumen der Wärmetauscher und des Regenerators etwa im Verhältnis T₂/T₀, in praxi maximal wie 2 : 1 ändern.

Wird der Verdrängerkolben (2) z. B. durch eine von einem Hilfsmotor ange­ triebene Kurbelwelle über ein Pleuel harmonisch bewegt, ändert sich der Gasdruck im gesamten System periodisch zwischen Maximal- und Minimalwert. Beim Stirling-Motor wird diesem Kreisprozeß mechanische Arbeit dadurch entnommen, daß der untere Arbeitsraum (4) mit einem zweiten Arbeitszylin­ der verbunden ist, dessen Kolben über ein Pleuel ebenfalls an dieselbe Kurbelwelle jedoch mit 90° Phasennacheilung gekoppelt ist und während ei­ ner vollen Kurbelumdrehung ein positives Drehmoment erzeugt.

Dieser klassische Stirling-Motor weist einige grundsätzliche Nachteile auf, die besonders bei größeren Leistungen ins Gewicht fallen:

• - Die Anlenkung und zentrische Führung der beiden Kolben erfordern Kreuzkopfführung, Kreuzkopf sowie Pleuel, welche die an diesen an­ greifenden Gaskräfte auf die Kurbelwelle (19) übertragen; es ent­ stehen besonders für den Arbeitskolben hohe Querkräfte an der Kreuzkopfführung und an den Lagern der Kurbelwelle große Belastun­ gen, die dem Gasmitteldruck proportional sind;
• - durch Pleuel und die Kurbelwelle werden Massenkräfte in Längs- und Querrichtung induziert, die besonders bei den Einzylindermaschinen schwer zu kompensieren sind; ihre technische Beherrschung führt zu relativ hohen Herstellungskosten und größerer Schadenserwartung;
• - da bei der harmonischen Kolbenbewegung die Gasgeschwindigkeit in den Wärmetauschern und -speichern zwischen Null und dem Höchstwert pro Umlauf schwankt, resultieren daraus ungünstig hohe Druckverlu­ ste und Temperaturdifferenzen, die den thermodynamischen Wirkungs­ grad verringern.

Die aufgeführten Nachteile und ihre Folgen lassen sich durch die hier be­ schriebene Erfindung eliminieren, die auf bereits erteilte Patenten sowie beantragten Schutzrechten des Anmelders F.X.EDER (P 33 14 705, 01 78 348, GB 21 83 300 A, US Patent 47 51 819) basiert, das Grundprinzip der thermo­ hydraulischen regenerativen Arbeitsmaschine jedoch beibehält.

In Bild 1 ist sie zum Verständnis ihrer Wirkungsweise vereinfacht darge­ stellt; sie besteht aus den bereits beschriebenen Komponenten: dem Ar­ beitszylinder (1) mit seinem Verdrängerkolben (2), der den Hubraum von (1) in das obere (heiße) Teilvolumen (3) und in das untere (kalte) Teilvolu­ men (4) aufteilt, aus dem Hochtemperatur-Wärmetauscher (5), dem z. B. durch den Gebläsebrenner (15) die erforderliche Heizleistung Q₂ zugeführt wird, aus dem thermischen Regenerator (6), in dem im Temperaturbereich zwischen zwischen Heiz- und Kühlertemperatur (T₂-T₀) der mit dem Arbeitsgas trans­ portierte Wärmeinhalt abgespeichert, bzw. aufgenommen wird, und schließlich aus dem Kühler (7), in welchem dem Arbeitsmedium etwa zwei Drittel der zu­ geführten Heizleistung als Kühlleistung Q₀ entzogen wird. Die harmonische Bewegung des Verdrängerkolbens (2) zwischen oberen (OT) und unterem Tot­ punkt (UT) wird durch die Kurbelwelle (19) erzeugt, an der über ein Pleuel die im Kreuzkopf (17) axial geführte Kolbenstange (16) angelenkt ist. Der Antrieb der Kurbelwelle erfolgt durch den Hilfsmotor (20), dessen Lei­ stung die Strömungsverluste des Arbeitsgases sowie die mechanischen Rei­ bungsverluste der Kolbendichtung u. a. decken muß; sie beträgt zwischen 15 und 25% der indizierten Maschinenleistung.

Beim konventionellen Stirling-Motor ist der untere Arbeitsraum (4) mit ei­ nem zweiten Arbeitszylinder verbunden, dessen Kolben ebenfalls über Kreuz­ kopfführung und Pleuel an die Kurbelwelle (19) jedoch mit 90° Phasennach­ eilung angelenkt ist; da dieser Kolben während eines Kurbelumlaufs Wellen­ arbeit leistet, entfällt der Hilfsantrieb.

Im Gegensatz hierzu werden bei der thermohydraulischen Maschine die tech­ nischen Schwierigkeiten des Kurbelwellenabtriebs dadurch überwunden, daß dieser durch eine Gas-Hydrokolben-Kombination ersetzt wird, welche die pe­ riodischen Druckschwankungen des Arbeitsgases benutzt, um hydraulischen Hochdruck zu erzeugen. Dies geschieht im hydraulischen Konverter, der aus dem Druckzylinder (8) besteht, in dem sich der Gaskolben (9) zusammen mit dem Pumpkolben (10) unter der veränderlichen Druckdifferenz zwischen Kol­ benvorder- und rückseite anharmonisch als Freikolben mit der Frequenz des Verdrängerkolbens bewegt. Da die Rückseite von (9) über die Leitung (22) mit dem Kurbelgehäuse (24) und dieses über das Rückschlagventil (23) mit dem unteren Arbeitsvolumen (4) verbunden ist, herrscht dort der minimale Systemdruck p₀, während auf der Vorderseite von (9) der variable vom Kur­ belwinkel x abhängige Systemdruck p(x) wirkt.

Befindet sich der Verdrängerkolben (2) im OT, so herrscht im Arbeitszylin­ der (1) und auch auf der Vorderseite des Gaskolbens (9) der Minimumsdruck des Arbeitsgases, wodurch dieser durch den auf seiner Rückseite wirkenden etwas höheren Gehäusedruck in seine linke Endlage geschoben wird. Dabei saugt der an (9) befestigte Pumpkolben (10) über das Saugventil (11) Öl aus dem Ölbehälter (14) an. Der Pumpzylinder des Konverters (8) ist über das Druckventil (12) mit dem hydraulischen Druckspeicher (13) verbunden, in dem der Speicherdruck p_h herrscht. Bewegt sich der Verdrängerkolben (2) nach unten, steigt der Systemdruck p(x), bis im Pumpzylinder der Speicher­ druck p_n erreicht ist, und bleibt bis zum UT konstant. Dabei bewegt sich der Konverterkolben nach rechts und drückt über das Ventil (12) Öl in den Speicher. Hydraulischer Pumpdruck und Arbeitsdruck im Zylinder verhalten sich wie der Flächen von Gaskolben (9) und Pumpkolben (10). Im Konverter wird der periodische Systemdruck während eines Teils des Arbeitszyklus zur Druckförderung von Öl oder eines anderen Fluids genutzt; die dabei gelei­ stete Arbeit errechnet sich aus Fördermenge (m³/s) und Druck (Pa).

Vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Merkmale charakterisiert:

• 1. Mitnutzung des im Hydrospeicher (13) vorhandenen Energievorrats zum periodischen Antrieb des Verdrängerkolbens (2);
• 2. die durch den Kreuzkopf (17) geführte und über das Pleuel (18) an die Kurbelwelle (19) angelenkte Kolbenstange (16) des Verdränger­ kolbens (2) wird aus dem Hydrospeicher (13) durch das Ventil (21) regelbar von einem Hydromotor (20) angetrieben;
• 3. Antrieb und zentrische Führung des Verdrängerkolbens (2) werden ge­ meinsam vom hydraulischen Zylinder (25) wahrgenommen, der über ein hydraulisches Wegeventil (27) aus dem Hydrospeicher betrieben und und durch einen regelbaren Zeitgeber gesteuert wird;
• 4. das zylindrische Kurbelgehäuse (30) dient zugleich als Gaszylinder des Konverters und verringert die Gesamtbauhöhe der Maschine zu­ sätzlich, da auch der hydraulische Verdrängerantrieb (25) im Innern des Verdrängerkolbens (2) untergebracht ist;
• 5. bei regenerativen Wärmemaschinen mit zwei Arbeitszylindern mit ih­ ren um 90° in der Phase verschobenen Verdrängerkolben werden ana­ log die Verdrängerkolben durch Hydrozylinder im Zylinder zentrisch geführt und hydraulisch angetrieben; der in diesem Aggregat eben­ falls periodisch veränderliche Systemdruck wird in einem hydrauli­ schen Konverter zum Aufladen des Hydrospeichers genutzt.

In Bild 1 wird die einfachste Variante des Konzepts eines hydraulisch an­ getriebenen Verdrängerkolbens dargestellt: die durch den Dichtring im Zy­ linderboden und Kreuzkopf (17) zentrisch geführte Kolbenstange (16) des Verdrängerkolbens (2) wird über das Pleuel (18) von der Kurbelwelle (19) angetrieben. Als Hilfsmotor (20) dient erfindungsgemäß ein Hydromotor von kleiner Leistung, d. h. geringen Schluckvolumens (cm³/U), z. B. in der Aus­ führung als Zahnrad- oder Verdränger-Motor. Der Motor (20) wird aus dem Druckspeicher (13) über das Ventil (21) zur Drehzahlregelung angetrieben, wobei der Betriebsdruck durch ein Überströmventil konstant gehalten wird.

Das Hauptgewicht der vorliegenden Erfindung wird auf die technische Kombi­ nation von mechanischer Führung und linearem Hydroantrieb des Verdränger­ kolbens (2) über seine Kolbenstange (16) gelegt. Wie in Bild 2 vereinfacht dargestellt ist, geschieht dies durch den Hydrozylinder (25), dessen Kol­ benstange (16) identisch mit der von (25) ist und die vom Hydrokolben (26) geführt und hydraulisch betätigt wird. Gegenüber dem unteren Arbeitraum (4) des Arbeitszylinders (1) ist die Kolbenstange (16) durch einen Lippen­ ring im Zylinderboden abgedichtet. Die oszillierende Kolbenbewegung wird durch periodische Druckölzufuhr mit Hilfe des Wegeventils (27) eingelei­ tet, das mechanisch oder durch den Hubmagneten (28) betätigt wird. Dabei wird das aus dem Hydrospeicher (13) über das Regelventil (29) entnommene Drucköl abwechselnd zur oberen (siehe Bild 2) oder unteren Kammer von (25) geleitet, während die inaktive Kammer druckentlastet und in den Ölbehälter (14) entleert wird. Durch periodisches Umschalten von (27) fahren Ölkolben und Verdränger zwischen ihren Endlagen UT und DT auf und ab, wobei der Zu­ strom und damit die Kolbengeschwindigkeit über das Ventil (29) verändert werden kann.

Bei vorgegebenem Kolbenhub hängen Hubfrequenz, Amplitudenform und ausgeüb­ te Axialkraft von Speicherdruck p_h, Hubvolumen des Hubzylinders (25) und dem Strömungswiderstand der Zuleitungen ab. Durch einstellbare Drosselwi­ derstände kann der ideale Amplitudenverlauf - symmetrische Dreiecksform - erreicht werden. Diese bewirkt wegen der konstanten Strömungsgeschwindig­ keit in den Wärmetauschern und -speichern optimalen Wärmeübergang und ver­ ringerte Druckverluste sowie eine höhere auf den Hubraum bezogene Nutzlei­ stung der Maschine. Außer einer vergrößerten Literleistung bewirken die erfinderischen Merkmale vor allem eine Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrads der damit ausgestatteten regenerativen Arbeits- und Wärmema­ schinen als Folge verringerte Druck- und Temperaturdifferenzen sowie des kleineren Leistungsaufwands für den Verdrängerkolben. Durch die einfache Konstruktion und den problemlosen Verdrängerantrieb werden - wie beim Kon­ verter - hohe Betriebssicherheit und Lebensdauer erreicht; die Verwendung kommerzieller hydraulischer Komponenten wie Hydrospeicher, Wege- und Dros­ selventile, Hydrozylindern wirken sich vorteilhaft auf die Herstellungs­ kosten aus.

Da aus technisch-wirtschaftlichen Gründen der hydraulische Druck oberhalb von 10 MPa (100 bar) gewählt wird, sind für den Verdrängerantrieb Kolben­ flächen von 1 cm² ausreichend, was zu einem relativ kleinen Gesamtdurch­ messer des Hydrozylinders führt. Solche Zylinder lassen sich unmittelbar im hohlen Unterteil des Verdrängerkolbens unterbringen und führen zu einer relativ geringen Bauhöhe der Maschine.

Die oben aufgeführten erfinderischen Merkmale - hydraulischer Linearan­ trieb des Verdrängerkolbens und seine kleinen Abmessungen - werden zusam­ men mit dem raumsparenden und betriebsicheren Konzept des thermohydrauli­ schen Konverters konsequent in der Konstruktion einer kompakten thermohy­ draulischen Arbeitsmaschine nach Bild 3 umgesetzt. Der zentrisch in einer Bohrung des Zylinderbodens befestigte Hydrozylinder (25) führt durch seine Kolbenstange (16) den Verdrängerkolben (2), dessen Unterteil entsprechend ausgespart ist, damit dieser im UT den Zylinderboden erreichen kann. Der hydraulische Kolben (26) wird durch das Wegeventil (27) mit Drucköl aus dem Hydrospeicher (13) versorgt und bewegt in der Stellung a den Verdrän­ gerkolben (2) bei geöffnetem Ventil (29) zum OT, wobei die Kolbengeschwin­ digkeit durch den Öldurchsatz pro Hub bestimmt ist. Nach Erreichen des OT wird das Wegeventil vom Hubmagneten (28) durch den Folgeimpuls in die Stellung b umgeschaltet und die Ölmenge im Hubzylinder (25) drucklos durch die auf die Kolbenstange (16) wirkende Gaskraft in den Ölbehälter (14) entleert. Der mit variabler Impulsfrequenz über den Hubmagneten angesteu­ erte Hubzylinder bewegt den Verdrängerkolben (2) periodisch mit konstruk­ tiv festgelegter Amplitude zwischen UT und OT, die trapezförmig oder im Grenzfall dreieckig ist.

Auf die vorteilhafte Auswirkung des linear angetriebenen Verdrängerkolbens und der daraus resultierenden konstanten Gasgeschwindigkeit in den Wärme­ tauschern und im Regenerator ist bereits bei der Anordnung von Bild 2 hin­ gewiesen worden: Verringerung der Temperatur- und Druckdifferenzen und da­ mit Zunahme des gesamten thermodynamischen Wirkungsgrades. Außerdem wird die damit ausgerüstete Arbeits- oder Wärmemaschine durch Anwendung vorlie­ gender Erfindung zum "Selbstläufer", d. h. von zusätzlichen Energiequellen unabhängig. Bereits für den Startvorgang reicht der im Hydrospeicher vor­ handene Druckvorrat bei eingeschalteter Heizung zur Aktivierung des Ver­ drängerkolbens und damit zum Arbeitsbetrieb aus.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Beitrag zur Verwirklichung einer kompakten Gesamtanordnung geht aus Bild 3 hervor: anstelle des separaten Konverter­ zylinders (8) in Bild 1 wird der Konverter als konstruktive Fortsetzung des Arbeitszylinders (1) ausgebildet und das Kurbelgehäuse (24) in Bild 2 als Laufbuchse für den Gaskolben (31) umfunktioniert. Am Zylinderboden von (24) ist der Pumpzylinder (30) befestigt, dessen Kolben (33) durch die Zugstange (32) mit dem Gaskolben (31) verbunden ist und den Freikolben des Konverters bildet.

Der Gasraum zwischen Zylinderböden und Oberseite des Gaskolbens (31) wird - wie bei der Anordnung in Bild 2 - durch das Überströmventil (23) mit dem kalten Arbeitsraum (4) des Arbeitszylinders verbunden und mit dem Minimal- Druck p₀ des Gesamtsystems versorgt. Analog wird dem Arbeitsraum zwischen Unterseite des Gaskolbens (31) und Konverterboden über die Leitung (22) der Systemdruck p(x) zugeführt. Im OT des Verdrängerkolbens stellt sich auf beiden Flächen des Gaskolbens (31) der Minimaldruck p₀ ein und wird dieser wegen der um den Zugstangenquerschnitt verringerten unteren Kolben­ fläche in die Anschlagstellung gedrückt. Dabei wird vom Kolben (33) über das Ventil (34) aus dem Ölbehälter (14) die gleiche Ölmenge angesaugt, die beim vorhergehenden Arbeitshub über das Druckventil (35) in den hydrauli­ schen Speicher (13) gepumpt wurde. Der Vorteil der in Bild 3 dargestellten Pumpenkonstruktion besteht darin, daß die Kolbenstange (32), die gegen den Gasraum von (24) für hohen Öl- und Gasdruck abgedichtet ist, nur auf axia­ len Zug beansprucht wird und daher einen relativ geringen Durchmesser er­ fordert.

In Bild 3 ist als Anwendungsbeispiel der Betrieb eines leistungsstarken Hydromotors (37) dargestellt, der die geförderte und in (13) beim hydrau­ lischen Druck p_n gespeicherte Ölmenge in Wellenleistung umwandelt. Zur An­ wendung kommen für kleinere Leistungen neben Zahnrad- und Verdrängermoto­ ren vor allen Radial- und Axialkolben-Motoren, von denen die letzteren in­ nerhalb eines größeren Drehzahl-Druck-Bereichs einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. Zur Regelung seiner Leistung dienen die Regelventile (36) und (29), mit denen der Öldurchsatz, d. h. die Drehzahl des Hydromotors, bzw. die für den Verdrängerantrieb erforderliche hydraulische Leistung geregelt werden. Als weitere Regelgröße wird die Umschaltfrequenz des Wegeventils (27) genutzt, die bei sonst gleichen Betriebsparametern die erzeugte Lei­ stung proportional erhöht.

Die in Bild 4 gezeigte Variante des Erfindungsgedankens verfolgt das Ziel, die nur einseitige hydraulische Krafterzeugung im Hydrozylinder (25), der die zentrische Führung und die Linearbewegung des Verdrängerkolbens (2) übernimmt, durch eine doppelwirkende nach Anspruch 6 zu verbessern. Zu diesem Zweck wird der untere Teil (40) der Kolbenstange (16) abgedichtet aus dem Hydrozylinder geführt, so daß der Gasdruck p₀ im Gehäuse (24) auf seine Querschnittsfläche wirkt und die von der Kolbenstange ausgeübte Axi­ alkraft je nach dem Durchmesserverhältnis von (16) und (40) kompensieren kann.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist die magnetische Betätigung des Wegeventils (27) durch die Nockenscheibe (38) ersetzt, die das Ventil mechanisch betätigt und durch den elektrischen oder hydraulischen Klein­ motor (39) veränderlicher Drehzahl angetrieben wird. Die reversierende Linear­ bewegung von Hydrokolben (26) und Verdränger (2) erfolgt wieder über das Wegeventil (27) aus dem angeschlossenen Versorgungsspeicher (13). Besonde­ re Bedeutung erhält dieser Erfindungsgedanke für Mehrzylindermaschinen, bei denen die Verdrängerkolben mit konstanter gegenseitiger Phasendifferenz umgeschaltet werden müssen. Mit großem Vorteil läßt sich diese Technik bei Maschinen anwenden, die den Vuilleumier-Kreisprozeß für regenerative Wär­ mepumpen und Kälteanlagen nutzen. Diese bestehen aus zwei Arbeitszylindern mit Verdrängerkolben, die mit 90° Phasendifferenz das Arbeitsgas in den angeschlossenen Wärmetauschern und Regeneratoren zirkulieren lassen. An­ stelle des bei solchen Aggregaten bisher ausschließlich angewandten An­ triebs der beiden Kolben über Pleuel, Kreuzkopf und Kurbelwelle wird nach der vorliegenden Erfindung dieses technisch und räumlich aufwendige Kon­ zept durch zwei hydraulische Linearantriebe ersetzt. Da der Systemdruck dieser Maschinen periodisch mit einer Druckamplitude von 20 bis 30% des Mitteldrucks schwankt, kann dieser durch einen Druckkonverter in hydrau­ lischen Hochdruck umgewandelt und zum Antrieb der beiden Verdrängerkolben genutzt werden.

Faßt man die Erfindungsidee und ihr breites Anwendungsspektrum zusammen, so treten der dadurch bewirkte konstruktive Fortschritt und die Vereinfa­ chung des Gesamtkonzepts bei den regenerativen Arbeitsmaschinen besonders in Erscheinung. Der hydraulische Antrieb von Verdränger- und Arbeitskolben macht eine zusätzliche Kolbenführung überflüssig, hat keine störenden La­ teralkräfte aufzufangen und läßt sich mit den selben mechanischen Kompo­ nenten durch einen hydraulischen Energiespeicher regelbar und in einem zeitlichen Amplitudenverlauf durchführen, der zusätzliche thermodynamische Vorteile, wie verbesserten Wirkungsgrad erbringt. Die Kombination mit dem Konzept von Auskopplung und Speicherung hydraulischer Energie bei hohem Druck macht den Betrieb solcher Anlagen ohne Zusatzenergie, d. h. als Selbstläufer möglich.

Der Anwendungsbereich dieser Erfindung ist daher wegen der universellen Verwendung der hydraulischen Energie außerordentlich vielseitig und umfaßt als Kraftquelle den Antrieb von Land- und Wasserfahrzeugen, Gabelstaplern und Baumaschinen, d. h. Maschinen, die mit Vorteil die Fortleitung, Spei­ cherung und Umwandlung von hydraulischer Energie in Wellen- oder Hubarbeit bei hohem Wirkungsgrad nutzen, sowie als Wärmequelle bzw. -senke, wenn sie zur Realisierung des Vuilleumier-Prozesses angewandt wird.

Claims (7)

1. Durch äußere Wärmezufuhr betriebene thermohydaulische Arbeits- oder Wärmemaschine, die mit Druckgas als Arbeitsmedium arbeitet und aus dem Ar­ beitszylinder (1) mit verschiebbarem Verdrängerkolben (2), dessen auf ho­ her, bzw. tiefer Temperatur gehaltenen Arbeitsvolumina (3) bzw. (4) über den Heizwärmetauscher (5), den thermischen Regenerator (6) sowie den Küh­ ler (7) miteinander verbunden sind, und dem Konverterzylinder (8) mit Gas­ kolben (9), direkt gekoppeltem Hydrokolben (10), sowie Saug- und Druckven­ til (11) bzw. (12) mit angeschlossenem Druckspeicher (13) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben (2) über seine im Kreuzkopf (17) geführte Kolbenstange (16), das Pleuel (18) und die Kurbelwelle (19) durch den Hydromotor (20) harmonisch bewegt und aus dem Druckspeicher (13) re­ gelbar über das Ventil (21) angetrieben wird.

2. Durch äußere Wärmezufuhr betriebene thermohydraulische Arbeits- oder Wärmemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstan­ ge (16) des Verdrängerkolbens (2) ein Teil des Hydrozylinders (25) mit dem Hydrokolben (26) darstellt, dessen wechselseitiger Ölzu- und -abfluß über das durch den Hubmagneten (28) betätigte Wegeventil (27) zeitabhängig ge­ steuert und über das Regelventil (29) aus dem Hydrospeicher (13) betrieben wird.

3. Durch äußere Wärmezufuhr betriebene thermohydraulische Arbeits- oder Wärmemaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (1) sich in das Druckgehäuse (24) fortsetzt, in dem durch das Überdruckventil (23) der Minimumsdruck des Systems aufrechterhalten wird, und das identisch mit dem Gaszylinder des Konverters ist, in dem der Gaskolben (31) über die abgedichtete Zugstange (32) den Hydraulikkolben (33) auf- und abbewegt und über Saugventil (34) und Druckventil (35) im Hydrospeicher (13) hohen Öldruck erzeugt.

4. Durch äußere Wärmezufuhr betriebene thermohydraulische Arbeits- oder Wärmemaschine nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Verlauf der Kolbenbewegung von (2) durch eine Nockenscheibe (38) bestimmt wird, die elektromotorisch oder hydraulisch angetrieben wird und das Wegeventil (27) mechanisch betätigt.

5. Durch äußere Wärmezufuhr betriebene thermohydraulische Arbeits- oder Wärmemaschine nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Maschinen mit mehreren gemeinsam beheizten Arbeitszylindern nach Bild 3 die hydraulischen Druckausgänge der einzelnen Konverter nach den Ventilen (35) parallel geschaltet werden und einen gemeinsamen Hydrospeicher (13) mit Drucköl versorgen, jedoch die Hydrokolben (25) für die Verdrängerkol­ ben (2) nach Anspruch 4 über eine gemeinsame Nockenwelle gesteuert werden, die elektromotorisch oder über einen Hydromotor angetrieben wird.

6. Durch äußere Wärmezufuhr betriebene thermohydraulische Arbeits- oder Wärmemaschine nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (16) des Verdrängerkolbens einen Teil eines doppelwirkenden Hydrozylinders (25) darstellt und ihr unterer Abschnitt (40) in den Druck­ raum (24) hineinragt, in dem sich durch das Überstromventil (23) der Mini­ mumsdruck der Maschine einstellt und die Steuerung der hydraulischen Druckzufuhr durch das Wegeventil (27) erfolgt, dessen Steuerkolben mecha­ nisch über die Nockenscheibe (38) durch den hydraulischen oder elektri­ schen Motor (39) betätigt wird.

7. Durch äußere Wärmezufuhr betriebene thermohydraulische Arbeits- oder Wärmemaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im im Falle einer regenerativen Wärmepumpe oder Kältemaschine, welche mit zwei Arbeitszylindern arbeitet, die mit je einem Verdrängerkolben und Wär­ metauschern sowie Regeneratoren ausgerüstet, jedoch gasseitig verbunden sind, ein hydraulischer Konverter für die Druckölerzeugung vorgesehen ist und beide Verdrängerkolben durch Hydrozylinder geführt und mit einstellba­ rer Phasendifferenz jedoch bei gleicher Arbeitsfrequenz hydraulisch bewegt werden.