EP1017933A1 - Method and device for entropy transfer with a thermodynamic cyclic process - Google Patents

Method and device for entropy transfer with a thermodynamic cyclic process

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EP1017933A1
EP1017933A1 EP98955343A EP98955343A EP1017933A1 EP 1017933 A1 EP1017933 A1 EP 1017933A1 EP 98955343 A EP98955343 A EP 98955343A EP 98955343 A EP98955343 A EP 98955343A EP 1017933 A1 EP1017933 A1 EP 1017933A1
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EP
European Patent Office
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entropy according
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working
entropy
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EP98955343A
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German (de)
French (fr)
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EP1017933B1 (en
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Thomas Ertle
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SoliSolar Energy GmbH
Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/02—Hot gas positive-displacement engine plants of open-cycle type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2270/00—Constructional features
    • F02G2270/70—Liquid pistons

Definitions

  • thermodynamical energy such as when using solar energy or heat sources, e.g. the combustion of biomass, waste heat or geothermal energy, for a needs-based local supply for pump power, mechanical drive, electrical energy, heat supply, refrigeration, cleaning or separation, chemical or physical change of at least one substance through the coupling with a periodic thermodynamic
  • An integrable energy storage can be as low as possible.
  • thermodynamic cycle processes (Stirling engine, steam turbine) are each coupled to two heating baths with a constant temperature.
  • energy can only be transported optically (with parabolic mirrors or light guides) or via a material flow with a phase transition (heat pipe).
  • thermal energy can only be stored in chemical stores or in
  • the invention is based on the central object in a method and / or in a device for transferring entropy such as the use of solar energy or heat sources, such as the combustion of biomass, waste heat or geothermal energy, for the needs-based local supply for pump power, mechanical Drive, electrical energy, heat supply, kite generation, cleaning or separation, chemical or physical change of at least one substance by coupling with a periodically running thermodynamic cycle, the efficiency of which is as high as possible, to achieve that the necessary expenditure of energy carriers or mechanical energy as well as constructive, technological, economic or ecological effort for • the construction of the entire device or the operational sequence of the entire process,
  • regenerator such as a (foldable) membrane, folded, telescopic or resilient sheets, a shape-changeable regenerator structure or one
  • ERSATZBLA ⁇ (RULE 26 delimit at least one partial volume with a minimal size largely without overlap with the comparable and in some cases induce movements by elements of the control system that act on it, by means of which the ratio of this partial volume to this working volume is either increased or decreased in the time periods of the periodically running thermodynamic cycle, during which this working volume is only changed in size to a smaller extent and depending on the pressure of the working fluid in this working volume at least one specific valve whose opening and closing time decisively influences the thermodynamic cycle and which can delimit this working volume against at least one external space which fills up is un fluctuating with at least one working medium with partially different fluctuations in this working volume relative to the periodic pressure change during these time periods pressure, the control system or the flow pressure is predominantly kept open (in the time periods characterized above) and flows through, which (valves) is kept closed during other time periods running between these time periods, in which the pressure of the working fluid in this working volume by the shift of the above or other components or components by the control system and the resulting change in the average temperature of the working fluid in
  • Working volume through the mechanical compression device either increases or decreases and the ratio of each sub-volume as defined above to this working volume is changed only to a significantly lesser extent, whereby during a time interval that is much longer in relation to the period, either a thermal energy intake or release of at least one substance of a continuous or periodic swelling and declining mass flow takes place at a sliding temperature or at several temperature levels and in this working volume at least one working medium acts at least partially as a working fluid which goes through the periodic thermodynamic cycle.
  • the method according to the invention runs in a device according to the invention for
  • Compression device e.g. one or more pistons, liquid pistons or membranes, and optionally at least one liquid interface or no at least one working volume filled with working fluid is largely limited, in which • in each case at least two separable from the working fluid in one
  • Working volume through the mechanical compression device either increases or decreases and the ratio of each sub-volume as defined above to this working volume is changed only to a significantly lesser extent, whereby during a time interval that is much longer in relation to the period, either a thermal energy intake or release of at least one substance of a continuous or periodic swelling and declining mass flow takes place at a sliding temperature or at several temperature levels and in this working volume at least one working medium acts at least partially as a working fluid which goes through the periodic thermodynamic cycle.
  • the entire cyclic process in a working volume can be assigned several circular processes running in parallel between two heat reservoirs with constant temperatures, viewed with reasonable idealization.
  • Each heat reservoir of these cyclic processes can be assigned to a partial volume of the working volume which is filled with working fluid and as defined above.
  • At least one substance of a continuous or periodically increasing and decreasing mass flow is heated or cooled either by the absorption or release of thermal energy at a lower temperature difference relative to the overall temperature change when it comes into contact with the hotter or colder heat reservoirs of these cycle processes, the phase or can transform chemical composition.
  • At least one substance of a continuous or periodically swelling and declining mass flow is supplied with thermal energy at a sliding temperature or at several temperature levels.
  • the principles can change due to the temperature change over a large temperature interval
  • the thermal energy can be very effective and inexpensive with a sensitive memory that has a large surface such as a gravel fill, can be exchanged when working fluid flows through.
  • the heat energy transport can be achieved by moving a capacitive working medium, e.g. Air.
  • thermal energy when a gas mixture is vaporized, thermal energy must be supplied over a temperature interval or at several temperatures.
  • the preamble and the main claim of the patent cited in sections include a restriction to regenerative work or heating machines, in which the work volume available to the working fluid is increased by a flowing through, rigidly connected structure of regenerator, cooler and heater as in the known Stirling engines is divided into only two periodically changeable partial volumes.
  • the working gas runs through a cycle between two heat reservoirs, from which thermal energy is taken or supplied at constant temperatures.
  • thermal energy that is taken from the machine above Tk can only have been transported through irreversibility and must come from the heater, since there is no relevant cycle in the machine, the thermal energy from the temperature level of the coldest part volume of the gas-filled working volume to the higher temperature level pumps.
  • the mechanical work supplied (used) or given (won) during a period of the entire cycle to balance the energy balance is largely directly transferred from a storage space when at least a certain amount of at least one fluid substance is transferred moved to another storage space with different pressure.
  • the cited patent is compared to the more abstract formulation of the task chosen above. limited to cooling or heating a heating or cooling medium through thermal contact with heat exchangers of a regenerative work or heat engine.
  • Fresh air can flow into the working volume through one of the valves at atmospheric pressure, which can result in decisive synergy effects in some applications.
  • hot air is taken up in a working volume and blown out as cooler air into a room with higher pressure, some of the heat energy released when the air is cooled being taken up by the cooler.
  • hot fresh air at atmospheric pressure from exhaust gases
  • Temperature interval (eg 200 ° C to 500 ° C) can be used to achieve a higher final temperature of the working fluid when heated in the collector's absorber with relatively little effort.
  • the device shown in FIG. 1 can work, inter alia, as a thermal gas compressor (with the integrated effect as an engine) and, owing to the simple structure and the relatively simple theoretical description of the cycle, forms a good starting point for understanding the more complex machines which are also based on the principle of the invention, Devices or procedures construction
  • a working volume filled with gas as working fluid is largely enclosed by a working cylinder as pressure housing 1, a slidingly sealed piston 2.
  • a frame 6 is slidably sealed against the cylinder wall 5, on which a heat exchanger 7 and a regenerator 8 which is unchangeable in structure or size are mounted so that the gas must flow through them
  • a pressure tank 20 is connected to the pipe system at 13 in front of the fan (turbine) 14.
  • the piston 2 and the frame 6 are moved periodically by hydraulic pistons 21, 22, 23 as is characterized in FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6 or the subsequent description of the cycle.
  • the drive tube 24 of the frame 6 is guided by the piston 2 in the stroke direction through seals from the working volume.
  • this drive pipe two pipes for the cooling water run and are sealed against the inner wall of the drive pipe in such a way that no gas exchange which interferes with the cycle can take place between the working volume and the environment.
  • Movable hoses 25, 26 connect these pipes to fixed connections 27, 28 of a cooled water reservoir. so that the cooling water can circulate in a closed circuit.
  • the liquid in the heat exchanger 7 should always have a lower pressure than the working volume, so that no liquid is pressed into the working volume, which could lead to dangerous sudden steam development, but the liquid in the heat exchanger is displaced by the inflowing working fluid.
  • the hot gas to be cooled is introduced directly into the piping system of the entropy transfer device (see FIG. 1) and removed again at 15, then the losses and the design outlay of the heat exchanger 18 can be eliminated.
  • the hydraulic pistons 21, 22 and 23 exchange mechanical power via a controlled valve system 29 of the control system via a hydraulic pump 30 with a flywheel 31 and a component 32 acting as an electric motor and / or generator.
  • Working fluid can be exchanged from the part of the pipeline system 19 to the flow channel 12 by a valve 33, optionally driven by a fan 34 or not by a further valve 35
  • the valve 33 remains closed for the time being
  • the sequence of movements is determined by the control system and is rough and sufficient for the following analysis in Fig.4, Fig.5, Fig.6 I.
  • the regenerator system 11 has a temperature profile in the equilibrium operating state, the mean temperature T of which is significantly above the cooler temperature T k , results from this directly the time course of the mean temperature in the working volume T m (t) and is shown qualitatively in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 II.
  • the pressure P 0 in the part of the piping system 19 before the inlet valves corresponds to atmospheric pressure.
  • the fan 14 is intended to work in such a way that the pressure Pi in the space 13 of the pipeline system adjacent to the outlet valve 4 is only slight relative to the pressure difference
  • valves 3 and 4 are opened or closed by the (flow) pressure of the gas. With the corresponding reduction in the work volume from V a to V b by the
  • This work W from _ corresponds to a hatched area in FIG.
  • the coolest partial volume becomes smaller with a constant working volume due to a displacement of the frame 6 with cooler 7 and regenerator 8, which leads to an increase in the average temperature of the gas in the working volume.
  • this valve is opened and the expansion of the gas associated with the rise in the mean temperature causes a gas quantity of the mass m A flows out of the working volume through the outlet valve, is expanded adiabatically in the fan 14 and thereby does the work W nu tz, which corresponds to an area in FIG.
  • V ⁇ V t by a corresponding, possibly very small division, such that for V; without an effective
  • I h B i ⁇ ⁇ B Boltzmann constant; T; : Temperature in V; ; ⁇ ; Number of gas molecules in
  • N - * i [-m ⁇ - d 3 r
  • the gas should not flow relative to the heat transfer surfaces which are necessary for the thermodynamic cycle. Since the gas in the entire working volume is in direct contact with heat transfer surfaces in this period of time to large heat capacities, which are necessary for the thermodynamic cycle and due to their special movement, the gas is not moved relative to it, this period of the cycle can be described by an isothermal expansion the same formulas apply to the exchanged thermal energy or work as for the time period abc
  • the largely homogeneous regenerator structure 1 1 fills the entire working volume with a very large heat capacity that is assumed to be infinite in the following, and this as infinite
  • the working volume is divided by E - 1 planes arranged perpendicular to the stroke into E partial volumes of equal size. Due to the symmetry, the temperature is ideally constant on these planes.
  • the heat energy Q, 1 / E * Q e f g is withdrawn from the regenerator structure 11 in each of these partial volumes by the isothermal expansion of the gas, ie [l; E].
  • the regenerator structure 11 is removed by the Cooling of the hot gas quantity of the mass m A flowing in through the inlet valves 3 effectively supplies energy at each period, since as a result a larger amount of gas flows from the hot part into the colder part of the regenerator structure 11 than in the reverse flow direction.
  • the jth of these partial volumes is (see above) through the isothermal levels of the
  • Flow channel 12 flows from the part of the piping system 15.
  • the fan 34 can stop.
  • Mass m A of the gas which is sucked in hot and pressed at a lower temperature and pressure to umIH.
  • T l5 PP 0 remains unchanged, the same amount of thermal energy is supplied to the regenerator system 11 only during a period when the exchanged gas quantity is cooled more intensely. In this way, a larger temperature difference T] - T 2 can be achieved with the same pressure ratio Pi / Po.
  • the temperature T 2 can be stabilized relatively easily by a simple thermostat control for the inlet valve 35.
  • the inlet valve 35 is only opened when the gas (15) exceeds the specified temperature (even).
  • This greater thermal energy is partially withdrawn from the regenerator system 1 1 in the time period efg during the effectively isothermal expansion of the gas from Pi to P 0 , a larger pressure ratio Pi / Pn being able to be achieved and thus a total of D ⁇ O period more energy being implemented, the on the regenerator 8 or on the regenerator system 1 1, the total heat energy exchanged and the associated thermal losses can be increased in a much lower ratio.
  • the mass flow through the adjustable fan can be set in 3 stages (off, medium, large) and the large stage is always switched on when a temperature falls below a certain temperature, then the temperature T can be sufficient with a value with relatively little effort be stabilized.
  • the device shown in FIG. 1 can also be operated as a refrigerator, which cools a quantity of gas over a large temperature interval,
  • the then driven fan (turbine) 14 must press the gas from the part of the piping system 19 with the pressure P 0 into the part 13 with Pi.
  • the direction of flow of the gas is reversed (everywhere in the working volume), the structure of the device and the movement sequence remain as shown in Fig.l or Fig.4, Fig.5, Fig.6.
  • the exhaust valve 4 becomes an intake valve in that, with the stop direction unchanged in the time period c-d-e, e.g. is held open against the flow pressure by an attacking spring connected to the control system.
  • the gas then flowing in with the pressure Pi releases thermal energy to the regenerator system 11 during cooling.
  • Thermal energy is withdrawn from the regenerator system during the time period efg during the effectively isothermal expansion of the gas (as at the front in the gas compressor; engines) from Pi to P 0 .
  • the front shown in the description of the engine is cde even when the refrigeration machine through the interaction of the partial processes in the time periods and efg a linear in the stroke direction temperature field T (r) formed in the regenerator 1 1, the mean temperature T m in the Refrigeration machine is below the cooler temperature T k (development over time of T m (t) in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6: replace max. T m (t) by min. T (t).
  • the intake valves of the engine 3 can act as exhaust valves in the refrigeration machine if, with the stop direction unchanged, g-h-a e.g. by an attacking spring connected to the control system against the
  • Heat exchanger 18 that comes from the cooling of the other gas stream
  • the mean temperature of the gas in the working volume is reduced by the expansion of the regenerator system 11 at a constant working volume, which is due to the valve 4 being kept open at a constant pressure P ! for an inflow of warmer gas, an additional supply of thermal energy to the
  • the device shown in FIG. 1 and already described as a motor machine can, as already largely shown at the front, also be operated as a refrigeration machine.
  • a greater temperature difference in the amount of gas of the mass m A taken up and given off by the working volume can be achieved if, in the period gha, a gas amount of the mass mH by in this case with the same stop as an exhaust valve acting valve 35 flows into the space 15, which is kept open gha by the control system against the flow pressure in this time period.
  • air is also pushed into the working volume by the turbine 14 and the valve 4.
  • T 1; Pi Po is supplied to the regenerator system 11 during a period of equal heat energy only when the gas is cooled more.
  • a larger temperature difference Ti - T can be achieved with the same pressure ratio P ⁇ / P O.
  • the temperature T 2 can be stabilized relatively easily by a simple thermostat control for the outlet valve 35.
  • the outlet valve 35 is only opened when the gas at 19 exceeds the specified temperature (even). Reaching a smaller temperature difference T t - T 2 when using the device characterized in Fig.l as a refrigerator
  • the engine shown in FIG. 1 can, as already shown above, also be operated as a refrigerator. If, as in the case of the engine, a larger pressure difference P - Po is also to be used for the cooling machine for a certain cooling, then this can be achieved if, in the time period gha, the gas quantity of the mass m B is passed through a further (controlled) inlet valve 35 into the Flow channel 12 is blown from the room 15 with a fan 34. As a result, the regenerator system 11 is supplied with a correspondingly greater thermal energy in comparison to operation without the valve 35 and, in the case of isothermal expansion in the time period efg, an appropriately greater thermal energy is extracted again by expansion with a larger pressure ratio Pi Po.
  • the advantages of these measures or the regulation of the temperature T 2 are largely analogous to those of the correspondingly operated engine in FIG. 1
  • Valves of the gas from P 0 to Pi of the regenerator system 11 are supplied with thermal energy.
  • the open valve 4 from the turbine causes gas temperature T H from
  • the gas is expanded to the pressure Po when the valves are closed, and thermal energy at the temperature T is thus removed from the heat exchanger.
  • the average temperature in the working volume is increased with the expansion of the regenerator system 1 1 and at Po is by the
  • regenerators in the working volume act as filters.
  • the heat energy supplied to the fresh air partly comes from a colder heat reservoir such as the ambient air or the groundwater.
  • the sketched heat pump can be constructed in such a way that the air practically does not come into contact with lubricants and the filters can be easily replaced if they are dirty.
  • Valves must be used to regulate the amount of gas flowing into the working volume.
  • valves 4 and 35 or corresponding valves adjoin each of these flow channels, through which the temperature intervals for the exchanged
  • Gas quantities can be varied over wide ranges (see Fig. 1b, 1 c).
  • this entropy transformer may be easier to set up, since no heat exchanger (e.g. car cooler) is necessary.
  • this construction can also be operated in such a way that lukewarm gas with higher pressure is pressed into the working volume by a turbine and thereby the flow direction but not the periodic sequence of movements (see Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6) is changed and hot and cold gas flow out of the working volume at a lower pressure.
  • the gas may by a Entropietransformator 2 working volumes under the cooling water temperature T k are cooled.
  • the driven fan 14 is replaced by one of the devices described above with the effect of a gas compressor, the hot gas being absorbed by the working volume which can be assigned to the gas compressor and, at higher pressure, by the outlet valve 4 this working volume is delivered into a room of the piping system, to which a buffering pressure vessel can be connected and from where the gas, after a previous cooling to approx. T k, flows through the valve 4 acting as an inlet valve into the working volume, which the refrigerating machine can be assigned.
  • the gas cooled under T flows out of this working volume through the valves 3 and possibly 35.
  • the periodic flow through the valves 35 of the two working volumes can be set accordingly.
  • the buffering pressure vessel can be dimensioned smaller or can be omitted.
  • a hot and cold gas quantity is absorbed by a first working volume as described above and released again as a cool gas quantity at higher pressure and absorbed by a second working volume, which it releases again as a warm gas quantity at the outlet pressure.
  • the liquid from a heat exchanger or an additional amount of gas was cooled in the second working volume.
  • regenerators 36, 37, 38, 39 act on the working volume of FIG. 8, FIG. 9 or FIG other regenerators 40 and 41 each have four tubes attached, each part of one of the four concentric arrangements of tubes 42 of the control system.
  • These components 36 - 41 as well as the frame with the heat exchanger 43 acting as a cooler are sealed with V2A sealing brushes on bronze cylinder wall plates 44 as well as the pipes for the heat exchanger liquid 45, 46 so that they are at minimal (less than 10%) ) Leakage flow between the seal and the cylinder wall can be flowed through.
  • regenerators are made of a lower V2A perforated plate with as little metal surface as possible, with U-profiles made of V2A welded on for reinforcement and open parallel to the perforated plate, in which metal fibers are sheathed with V2A fabric (wire diameter approx. 0.1 mm) (center of gravity of the diameter at 40 micrometers ) are inserted, which are clamped and enclosed by another perforated plate.
  • the two perforated sheets are held together by a wire winding where the perforated sheets have been deformed in such a way that the outer surfaces of these regenerators have no local elevation despite the wire winding.
  • the perforated plate merges into a plate without holes, whereby the seals are held and sealed to the metal fibers so that they flow through.
  • FIG. 6 a working volume filled with gas as the working fluid is largely enclosed by a pressure housing 47, inlet 48 and outlet valves 49.
  • the gas can flow through the inlet valves from a space of the piping system corresponding to FIG. 1 in FIG. 1 into the partial volume between the cylinder cover and the regenerator 36 and from a space between the regenerators 39 and 40 through
  • Flowing out pipe 50 in which a pipe 45 with the line 46 for the heat exchanger liquid runs concentrically and in a fixed connection and which periodically enters sealed into one of the pipes 51 with brushes 52, which does not periodically move and which limits the working volume.
  • the gas can pass through the outlet valves 49 into a space of the gas piping system which corresponds to 13 in FIG.
  • these elements are guided in the stroke direction in the middle of the working cylinder on a fixed tube.
  • Each two adjacent tubes of the tube arrangements 42 have a greater difference in length than stroke (see FIG. 9 T), the tube having a smaller diameter being longer.
  • the tubes movably connected at one end to the regenerators 36 - 40 by the carriage 53 are connected at the other end to two levers 56, each of which is opposite the other relative to the tube axis, for bearings 55, which are movably connected at the other end, each with two Pipe arrangement 42 with respect to lever 57 opposite the pipe axis, on which the point of engagement 58 for the movable connection is at a uniform distance from the pipe axis, the larger the pipe diameter is.
  • the tube connected at one end to the regenerator 41, which is inside the tube arrangement 42, is connected at the other end to a short piece of tube 60 via two rods 59 guided past the levers of the other tubes, which is on the tube attached to the regenerator 36 can slide and are also movably connected to the lever 56 described above, which are connected to the lever 57 at the other end with the greatest distance from the pipe axis.
  • the entire moving structure of 55-60 is enclosed so tightly in the operating state by a housing 61 that as little dead space as possible remains, since within this housing, which is connected to the working volume, the pressure is changed periodically, i.e. this housing is part of the pressure vessel. Since the flow area of the heat exchanger when using car coolers and the space required for the frame supporting it is significantly smaller than the area in the working volume perpendicular to the stroke, the movement sequence shown in Fig. 9 T was chosen, with no regenerator at the time period abc Heat exchanger structure 43 is present and, above all, the gas flows through the car cooler.
  • the regenerators 40 and 41 lie close to the heat exchanger structure, the large-volume interstices of which are filled with wood (or GRP) so that the flow through the regenerators is as uniform as possible.
  • the gas flowing past the car cooler has to overcome a significantly greater flow resistance than that flowing through an car cooler, so that gas flows through the car cooler in the time period a-b-c with only a small bypass gas flow.
  • the displaceable carriage 53 is connected to the frame of the heat exchanger structure 43 at fixed intervals with screws and spacer tubes (118) which are guided through the carriage of the regenerator 40.
  • the pipes 45 within which the lines 46 for the heat exchanger liquid are arranged, are also connected to this frame. These tubes are guided through tubes 62, which also form part of the pressure housing, and seals 63 out of the working volume and connected to a frame 64. Two rigidly attached to this frame in the stroke direction, with respect to the
  • the center axis of the working volume, in the stroke direction, arranged opposite pipes 65 are guided in the stroke direction by two slide bushes 66, which are fastened to a parallel pipe 67, which is firmly connected to the pressure housing.
  • Tension springs 68 which are stretched between the upper ends of the fixed tube 67 and the lower end of the tube 65 attached to the moving frame 64, partially compensate for the weight of the moving structure.
  • two connecting rods 69 are fastened so that the bearings are arranged opposite one another in the stroke direction with respect to the central axis of the working volume.
  • the other ends of these connecting rods 69 are each fastened to chains 70 with a bearing axis parallel to the chain bolts.
  • the bearing attached to the chain 70 is formed by two identical disks 71 with two bores 72 each, the disks 71 engaging in the bore 73 of the connecting rod 69 from both sides, enclosing the connecting rod 69 by their collar 74 and with the bolts of the chain lock 75 of a triple chain attached to the double chain 70 and incorporated into it.
  • One of the chains 70 runs over two sprockets 76 supported on one side so that the parallel bearing axes are arranged perpendicular to and with a symmetry of displacement in the stroke direction and the connecting rod does not abut when the chain rotates.
  • a further sprocket 77 with an adjustable relative angle is fastened on the same axis, which is coupled via a further chain 78 to a sprocket 79, which is connected to one of two uniaxially mounted double sprockets 80 on an axis with an adjustable relative phase, over which a triple roller chain 81 runs so that it protrudes over the sprocket in the direction of the chain pin on the side on which no axis leads to the sprocket.
  • the pitch radii of the sprockets 77 and 79, and 80 and 76 are each the same size, the chains 81 and 70 are of the same length.
  • a chain link with rollers is removed from the roller chain and a lever 82 is inserted between two sheets 83 from the chain, each with two holes, together with a simply drilled disc 84 through two chain locks (plug-in links with spring locks) 85 and further chain links 86 where due to the protrusion of the chain, there is no contact with the sprockets.
  • another lever 87 is rotatably attached at one end in the same way and cranked so that the other end is supported on a bearing 88 between the ends of the other lever 82 and the connecting rod, which ends on the same axis 89 rotatably fastened
  • the distance between the bearing axes of the levers 87, 82 corresponds to the pitch circle radius of the double sprockets (79 sprockets) or 76.
  • the connecting rod 89 is rotatably mounted on another frame 90 at the other end.
  • Four tubes 91 extending in the stroke direction are fastened to the frame 90, and these are inserted through seals 92 into tubes which belong to the pressure housing and are connected at the other ends to the carriages 53 of the uppermost regenerator 36.
  • the axes of the lower sprockets 76 with respect to the central axis of the working volume in the stroke direction are so long that there is sufficient space to attach a further sprocket 94 to the other end, which is connected to a sprocket 97 by a chain 95, 96 guided above it which is attached to an axis that forms part of the electric geared motor (which is equipped with an additional flywheel on the motor axis.
  • a chain is guided by 2 deflection chain rollers 98 so that the chain wheels 97 and 94 engage in the links of the chain 95 from different sides.
  • the distances between the bearings of the levers 82,87 can be selected appropriately, and the chains stretched accordingly and adjusted by adjusting the phase of the sprockets 77 and 76 or 79 and 80, which are attached to an axle
  • the entire chain bearing also largely has a mirror symmetry with respect to the direction of rotation with respect to the plane in which the central axis lies in the stroke direction of the working volume and is parallel to the bearing axes of the chain wheels.
  • This movement is characterized in that in a time period abc of the cycle the regenerators 36 - 40 largely lie against each other and are flowed through by part of the gas in the working volume from the cooler
  • the conduit 46 penetrates the attachment of the tube 45 to the lower lifting frame 90, is sealed there against the tube 45 and fastened by a screw running in a spacer tube there so that it can be inserted into the tube 45 by about 10 cm the short connecting hose can be installed from the pipe to the Auto-Kuhler socket.
  • a pipe sleeve 99 is pushed over the end of the working volume, on which the seals 100 of the regenerator 40 slide and on the small metal parts 101 are welded with holes in the stroke direction, through which it is screwed to the air guide tube 50 with welded nuts (120)
  • the pipe piece 45 and the tubular sleeve 99 are screwed in the radial direction with a metal piece (11), to which the frame which carries the heat exchanger is screwed.
  • the pipe pieces 45, 46 can be fitted with seals from the outside into the pressure vessel 63 can be inserted
  • the periodically moving rigid piping system for the heat exchanger liquid of a heat exchanger has two pipes 102, 103 running in the direction of flow before and after the heat exchanger, each of which extends into the stroke of a separate standing vessel 104, 105 with heat exchanger liquid from above, a pump 106 being used for the heat exchanger liquid pumps from the heat exchanger in the working volume into the vessel 105, from where they flow into another vessel 104 after the heat has been given off in another stationary heat exchanger (e.g. cooled by groundwater).
  • the liquid level of these vessels with an opening should, unlike in FIG.
  • a thin hose (garden hose) is inserted into the tube 102 from the vessel 104 to the lowest point of the heat exchanger in the working volume.
  • the thermal expansion of the material becomes a problem with the desired size (100 liters working volume) of the machine This is countered by the fact that the pressure vessel 47 itself largely remains at ambient temperature and is insulated from the hot interior (for example with glass foam 107) to fill the space
  • the cylinder wall 44 in the stroke direction is then formed from two layers of staggered sheet metal strips with a width of 20-30 cm, the approx. 3-5 mm wide joints running in the stroke direction.
  • the surfaces of the pressure housing arranged largely perpendicular to the stroke direction are also e.g. largely insulated with glass foam 107 to fill the interior, which is held by a reinforced flat sheet.
  • this sheet must be generously cut out in the direction of its center of area and have a corresponding distance from the border at the edge.
  • Valves 48 and / or 49 are opened or kept open via a Bowden cable or linkage by a lever which is pressed with a roller onto control plates which are attached to the chain links of chains 70 or 81.
  • a parallel valve with a significantly smaller cross-sectional area is opened beforehand by the same control to reduce the pressure difference.
  • grating planes 108 to be flowed through by the gas and arranged perpendicular to the stroke direction are characterized by the control system as in FIG. 91 so that they move to this regenerator 41 or the neighboring one , already moving the grating level either maintain a certain distance (e.g. 20% of the total stroke) or remain as close as possible to the boundary surface of the pressure vessel, for driving the grating levels 109 in the partial volume of the working volume, which is only delimited by the regenerator 36, the same largely applies .
  • the work volume shown in Fig.8 becomes like the work volume in Fig.1 on
  • Spacer tubes 118 which are guided through the carriage of the regenerator 40 are connected to the frame of the heat exchanger structure 43 at fixed intervals.
  • the pipe section 45 and the pipe sleeve 99 are screwed in the radial direction with a metal piece 119, to which the frame is screwed, which carries the heat exchanger.
  • regenerators 36 - 40 have a temperature profile in the equilibrium operating state, the middle one
  • Temperature T mg is significantly above the temperature T of the cooler.
  • the inlet and outlet valves should be connected to the surrounding systems, ie, due to the reserve space 17, the pressure P 0 corresponds to that
  • the turbine 14 in FIG. 1 is intended to work in such a way that the pressure Pi is changed only slightly relative to the pressure difference Pi-Po by the interaction with an upstream compensating pressure vessel in the space of the pipeline system adjacent to the outlet valve 13.
  • the valves 49 and 48 are opened and / or closed by the (flow) pressure of the gas.
  • the gas In the equilibrium operating state, the gas has its lowest mean temperature T m (t) in the working volume cf. Fig.9 I reached at time a. Immediately afterwards, the inlet valve is closed by the flow pressure from the working volume due to the increase in the average gas temperature T m im
  • the compressed gas emits thermal energy to the cooler.
  • the gas in the working volume has reached the highest average temperature T m (t).
  • the outlet valve is closed again by the pressure in the working volume which is lower than that of Pi.
  • the pressure in the working volume is still too great for the inlet valves to open, so that the reduction in T m (t) leads to a reduction in the pressure P (t) in the working volume.
  • the regenerators 37-40 absorb heat energy (see Q e f g ) since the gas flowing through is expanded again between two regenerators.
  • the outlet valve is opened by the somewhat higher pressure in the working volume and a gas quantity of mass m A flows out. At time e, the maximum average temperature of the gas in the working volume has been reached.
  • Time j a the smallest value for T m (t) is reached again.
  • the amount of gas flowing in is given off by the transfer of thermal energy to the
  • Regenerators 36 - 40 and cooled when mixed with cooler gas.
  • a partial volume divided from the working volume by the components characterized in claim 1 is deprived of thermal energy during a full period if, on average, it is (significantly) smaller during the time period of the pressure increase than during that of the pressure decrease
  • This partial cycle process drives a second partial cycle process, which pumps from the partial volume of the working volume, which is only delimited by regenerator 41, into the partial volume, which is only delimited from the working volume by regenerator 36
  • a valve that is controlled by the temperature of the endangered partial volume can prevent this process from being started unintentionally by a sticking valve and can lead to destruction due to overheating, which valve causes a constant pressure in the working volume in an emergency. If the outlet valve is opened by a correspondingly lower selection of the pressure Pi already a small fraction of the time period abc after the point in time a at which the lowest average gas temperature prevails in the working volume, the pressure in the working volume is increased in this cycle process, if the partial volume delimited only by regenerator 41 and the part volume adjacent to the cooler largely the maximum and that delimited only by regenerator 36
  • Partial volume and the partial volumes between two regenerators largely have their minimum size.
  • the pressure Pi can be chosen such that no heat energy is removed or supplied on average per period to the partial volume of the working volume which is only delimited by the regenerator 36.
  • the movement sequence characterized in FIG. 10 has the advantage that the
  • Regenerators are covered or better trained. In contrast to the representations in FIG. 8, the lower lifting frame 90 must be connected to the lowest regenerator 41.
  • the pressure PI can be set so that an analog one for the corresponding partial volumes
  • the partial volumes of the working volume between two of the regenerators 36-40 are reduced by the fact that the gas flowing through is further expanded in the time period efg between two regenerators. These partial volumes are supplied with thermal energy during a period by virtue of the fact that due to the gas quantity of the mass m A which is hotly taken up into the working volume by the inlet valve 48 and which is released cooler through the outlet valves 49, the regenerators 36-39 flow through the hottest side with one around them Gas quantity of mass m A larger gas volume is flowed through than from the cooler side.
  • Regenerators a temperature profile with a larger gradient in the flow direction.
  • one of the partial volumes defined above is supplied with more thermal energy than is extracted by the periodic flow.
  • One of the valves 49 in FIG. 8 can be used like the valve 35 in FIG. 1 in order to achieve the described changes in the temperature differences when cooling or heating a portion of the exchanged gas at the same ratio of the pressures Pi / Po.
  • a fan for drawing in hot air is not absolutely necessary, since hot air is sucked into the working volume as soon as the regenerator is in motion.
  • regenerator 40 moves away from the inlet valve 48, hot air is drawn in, cold air is blown out and the regenerators 36-39 are heated.
  • the flow resistance of the regenerator acts.
  • P x can be selected so that the total amount of gas drawn in remains constant, ie this measure reduces the
  • T l5 P 1; P 0 is the same amount of heat energy supplied to the regenerators 36 to 39 only during a period when the exchanged amount of gas is cooled more.
  • a larger temperature difference Ti - T 2 can be achieved with the same pressure ratio Pi / Po.
  • the temperature T 2 can be stabilized relatively easily by a simple thermostat control for the valve 49 corresponding to the inlet valve 35 in FIG.
  • the inlet valve 35 is only opened when the gas (15) exceeds the specified temperature (even).
  • the mass flow through the adjustable fan can be set in 3 steps (off, medium, large (and the step large is always switched on by a thermostat when the temperature falls below a certain temperature, the temperature T 2 can thus be sufficient with a relatively low effort Value should be stabilized.
  • a fan for drawing in hot air is not absolutely necessary in order to make the arrangement described work as a gas compressor, since in the
  • the system described above which acts as a motor machine and has the working volume shown in FIG. 8, can, after a few changes, also be operated as a refrigeration machine which cools a gas quantity over a large temperature interval.
  • the then driven fan (turbine) 14 must remove the gas from the part of the
  • Control system against the flow pressure is kept open.
  • the gas then flowing in with the pressure Pi releases thermal energy to the regenerators 36 to 39 during cooling.
  • Thermal energy is extracted from these regenerators during the subsequent time period g-f-e by the expansion of the gas between two regenerators (cf. front: engines).
  • a linearly stepped temperature field T (r) is formed in the regenerators 36 to 39, whose average temperature T m at the Chiller is below the cooler temperature T k .
  • T m (t) corresponds to reversing the chronological sequence and replacing max. T m (t) by min. T m (t) of the qualitative representation in FIG. 9 II.
  • the average temperature of the gas in the working volume is increased when the regenerators 36 to 39 are pushed together in the subsequent time period edc.
  • the inlet valve 48 of the engine in FIG. 8 acts as an outlet valve in the refrigerator if it is kept open against the flow pressure by the control system during this period of time edc with the stop direction unchanged and Gas, among other things, due to the increase in the mean temperature in constant
  • Refrigeration machine (see. Figl) is introduced and removed again at 15, the losses and the design effort of the heat exchanger 18 can be omitted.
  • the average temperature of the gas in the subsequent time period c-b-a the average temperature of the gas in
  • the partial volume of the working volume which is divided only by the regenerator 36, is (additionally) removed from thermal energy by opening the valve 48 or a valve with a smaller cross-sectional area acting in parallel to it before the pressure difference is completely equalized.
  • the partial volume of the working volume which is only delimited by regenerator 41, is supplied with thermal energy by opening a valve acting in parallel with one of the valves 49 before the pressure difference is completely equalized.
  • a greater temperature difference in the amount of gas of the mass m A taken up and given off by the working volume can be achieved if, in the time period edc, a gas amount of the mass m H is in this case relative to Fig.8 modified stop as an outlet valve as valve 35 in Fig.1 acting valve 49 flows into space 15, which is kept open edc by the control system against the flow pressure in this time period.
  • regenerators 36 to 39 are only supplied with the same amount of thermal energy during a period if the gas is cooled to a greater extent.
  • a larger temperature difference Ti - T 2 can be achieved with the same pressure ratio Pi / Po.
  • the temperature T can be stabilized by a simple thermostat control.
  • the outlet valve 49 corresponding to FIG. 1 valve 35 is only opened when the gas at 15 exceeds (just) the specified temperature.
  • the system described in FIG. 1 with the effect of a gas compressor can, as already shown above with reference to FIG. 1, also be operated as a refrigeration machine if the working volume and parts of the control system are exchanged for the arrangement shown in FIG. As with the engine, it should also be used with the chiller for less cooling with a certain one Pressure difference Pi - P 0 are worked, this can be achieved if, in the time period edc, the gas quantity of the mass m B through a further (controlled) valve 49 corresponding to the inlet valve 35 between the regenerators 39 and 40 with a fan from the room 15 is blown.
  • Fig.8 working volume is integrated, act as a heat pump when the control system, the regenerators 36 to 41 with unchanged periodic
  • Movement sequence drives and the direction of work
  • Turbine 14 maintains the pressure increase due to an opening of a valve through which gas flows in, with the pressure drop due to an opening of a valve through which gas flows out, is interchanged.
  • Partial volume of the working volume is cooled. Compared to the refrigeration machine described above, the time course of the mean temperature T m (t) and the pressure P (t) against the stroke H (t) is half
  • the pressure of the gas in the working volume is increased to the maximum value due to the rise in the average temperature of the gas when the valves are closed by the displacement of the regenerators 36-41. Due to the adiabatic compression of the gas flowing through the partial volumes between two of the regenerators 36 to 39, thermal energy is supplied to these regenerators.
  • the gas in the partial volume adjacent to the cooler is expanded adiabatically and thereby cooled Tn of the time period cba, the average temperature in Working volume increased with the displacement at a constant distance between the regenerators 36 to 39, the cooled gas flows through the heat exchanger and takes thermal energy at the temperature T k and at Po 48 gas of the temperature Ti is given off in the time period ahg since the mean temperature T mg (t) of the gas in the working volume is increased.
  • regenerators in the working volume act as filters and can be easily replaced if they are dirty.
  • the heat energy supplied to the fresh air partly comes from a colder heat reservoir such as the ambient air or the groundwater.
  • the sketched heat pump can be constructed in such a way that the air practically does not come into contact with lubricants and the filters can be easily replaced if they are dirty.
  • the gas is removed from the partial volume of the working volume between regenerators 36 and 37.
  • the construction required for this is comparable with that for the gas exchange into or out of the partial volume between the regenerators 39 and 40. 50 used, which is attached to the regenerator 36 and slidably sealed against the pressure housing in a connected tube 206 (see FIG. 51), from which the air is exchanged by valves. Water in the pressure vessel
  • Heat exchanger structure of the cooler 43 is limited.
  • These tubes are movably connected to one another by a lever construction such as 57, 58.
  • the regenerator 41 is omitted, the valve 48 remains unchanged.
  • the air guide pipe 50 also points in the other direction and slidably plunges into a pipe corresponding to 51, which is connected to the pressure vessel in a sealed manner, the 49 corresponding outlet valve being able to be attached to the pressure vessel.
  • Regenerators are attached (ideally: at times as far apart as possible), two tensioned belts are attached, one of which is wound up while rotating a shaft that is sealed out of the pressure vessel while the other is being unwound.
  • each regenerator is driven by two shafts and the
  • the pressure housing is filled with water to such an extent that the cooler structure 43 is largely completely immersed in its lowest position
  • the pipe 50 also serves as an overflow for the water level in the pressure housing.
  • Overflowing W ater r is from the gas in a in the piping system downstream of the valve
  • the water from this pressure tank is fed through a pipe through a, with a
  • actuated valve Float through the water level in this pressure tank, actuated valve is closable, returned to the pressure vessel around the working volume.
  • the water level in the pressure vessel can be changed periodically (by actuating a compression device) and an (additional) pressure change can be achieved in this way.
  • regenerators 36 to 40 For the flow through the regenerators 36 to 40 can also be achieved in that a sheet metal is sealingly attached to the edge of each of these regenerators, which is always immersed in the water even in the periodic operating state. In order to minimize the losses due to the heat transfer surface, this sheet must be provided with a water-repellent surface with a low thermal conductivity.
  • regenerator 41 is omitted and the heat exchanger 43 is replaced by the regenerator 207.
  • the regenerators 39 and 207 are accordingly connected to each other at a fixed distance and the regenerator 40 is temporarily applied.
  • regenerator 208 which is temporarily present at the regenerator 207 with the regenerator 38 which is temporarily present at the regenerator 39, the regenerator 209 temporarily at the regenerator 208 with the regenerator 37 temporarily at the regenerator 38 and the temporarily at the regenerator 209 becomes analogous
  • Regenerator 210 is fixedly connected to the regenerator 36, which is temporarily applied to the regenerator 37.
  • the air exchange through the air guide tubes 205 and 211 takes place predominantly simultaneously, as does the air exchange through the air guide tubes 50 and 212.
  • One of the valves 49 or one of the valves 213 through which the air flows out of or into the air guide tube 212 becomes like this when the stop direction changes Valve 35 used in Fig.l.
  • Valves must be used to regulate the amount of gas flowing into the working volume in order to maintain a certain temperature difference during cooling or heating of the periodically exchanged amounts of gas. If the cooler gas is to experience only a minor change in temperature, gas is sucked out of the working volume as described above during its inflow process through a valve 49 acting like valve 35 with a fan. Since the gas from two different partial volumes, which are separated from one another by a regenerator 40, can flow out of the working volume through different valves 49 and 213 into different spaces of the piping system, (together with a valve which acts like valve 35), the two
  • Temperature changes occurring temperature differences can be varied over a wide range.
  • Heat exchanger e.g. car cooler
  • a system that acts as a gas compressor can also act as a heat pump or refrigerator with minor changes.
  • This construction can also be operated in such a way that lukewarm gas with a higher pressure is periodically pressed into the working volume by a turbine and hot and cold gas periodically flow out of the working volume at a lower pressure.
  • both the cycle shown at the front of the heat pump and the one at the chiller can be used.
  • the respective temperature differences can additionally with a valve that like that
  • Valve 35 acts to be adjusted
  • gas can be cooled below the cooling water temperature T by an entropy transformer with 2 working volumes
  • the driven fan 14 is replaced by an engine described above, the hot gas being absorbed by the working volume that can be assigned to the engine and at higher pressure through the outlet valve 49 or 4 into a space of the piping system is delivered, to which a buffering pressure vessel can be connected and from where the gas, after a previous cooling to approx. T, flows through the valve 49 acting as an inlet valve into the working volume, which can be assigned to the refrigerator.
  • This working volume flows under Tt cooled gas through the valves 48 and possibly the valve 49 acting like valve 35
  • the periodic flow through these valves of the two working volumes can be set accordingly, if the movements shown in FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6T occur simultaneously in a working volume, the buffering pressure vessel can be smaller be dimensioned, or omitted
  • This combination can also be used as a heat pump to heat a liquid
  • a hot and cold gas volume is taken up from a first working volume as described above and then released again as a cool gas amount at higher pressure and taken up by a second working volume that it releases again as a warm gas amount at the outlet pressure.
  • the liquid of a heat exchanger was used in the second working volume or cooled an additional amount of gas
  • Pressure housing 110, the valves 111, 112 and the slidingly sealed piston 113 largely enclosed working volume by cylindrical displacers 114 in
  • the working fluid can flow around these displacers 114, the gap between the displacer and the cylinder wall acting as a regenerator pointing in the direction of the
  • a single displacer 114 acts like one of the corresponding regenerators 36
  • valves 1 1 1 and 1 12 correspond to the valves 49 and 48, respectively.
  • the displacers 114 are driven, as with the regenerators in FIG. 8, by a bundle of concentric tubes 109, the tube with the largest diameter against the piston 113 and each another tube is slidably sealed to the two tubes with the next smaller or next larger diameter.
  • the drive can then take place with only a relatively small change in the working volume (up to 10%) by means of the piston 113 by means of a lever construction 117 as in FIG.
  • the corresponding connecting rods of the chain drive described in FIG. 8 can act directly on the corresponding tubes of the tube bundle 109.
  • regenerator to be flown through must be arranged inside the displacer and the flow resistance in the gap between the cylinder wall and displacer must be of the same order of magnitude as for the regenerator at a comparable flow rate. This may require an additional seal.
  • the heat transfer surface for cooling through the cylinder wall 1 15 is increased by slots in the stroke direction, the working fluid flows around the displacer in this area and must also flow through a regenerator in this displacer.
  • This machine can also be designed for operation with a liquid as working fluid in the working volume.
  • the technological problems that occurred were solved by Malone in 1931 for water as the working fluid in machines that are similar in construction to a Stirling engine.
  • Sources Malone: A new prime mover- J. of the Royal Society of Arts, Vol 97 1931, No. 4099, p.680-708 or: The development of the hot air engine by Tvo Kolin Professor of Thermodynamics translated into German by Dr. C. Forster page 54, 55 c E.
  • FIG. 22 looks very different.
  • the working volume is largely delimited by a pressure housing 128, inlet and outlet valves 130 and 129a, b.Tn this working volume is caused by the regenerators 131-136 which are stationary relative to the pressure housing and which are connected to the regenerators 131 -135 connected partition walls 137-141, walls of the pressure housing and displacer sealed on these walls, displacer 142-146 partial volumes delimited
  • the periodic size change of these partial volumes corresponds to the periodically changed stroke difference of the corresponding regenerators in FIG. 9T.
  • the Displacers 142-145 are moved periodically simultaneously
  • the racks 146-149 attached to these displacers are driven by gearwheels on a shaft 150a
  • This shaft is sealed out of the working volume by the pressure housing and on it the ends of a chain 150 are wound up or unwound, which is stretched over two chain wheels 151 and on which the connecting rod 152 of such a chain transmission construction acts, which in FIG. 8 attacks the regenerator 36 Drives
  • this chain transmission through the shaft 154 driven by an electric motor, another similar chain transmission 155, which moves the displacer 146 in the same way, is connected in such a way that there is a phase shift of approximately a quarter period with the movement of the other displacers
  • each of the displacers 142-145 in FIG. 22 adjoin one of the partial volumes between two of the regenerators 131-135 and the partial volume adjacent to the cooler 156
  • the displacer 142-145 can practically no longer be flowed around, otherwise the desired balance will not be formed
  • valve 129a can be used like valve 35 in FIG. 1
  • FIG. 22 the construction of FIG. 22 can also be designed or used as an engine, chiller, heat pump Liquid displacement piston
  • the displacement pistons are designed as a vibrating liquid column with a float in a U-shaped container
  • the movement of the liquid displacer piston is controlled and driven by a belt 159 which is tensioned on a shaft 158 and which is attached to the float 157
  • liquid displacer pistons perform largely the same deriodic movements as explained for FIG. 22 with FIG. 9, several of the liquid displacer pistons corresponding to the displacer pistons 142-145 can also be driven from a shaft 158 corresponding to 150a with this construction in the operating state
  • This shaft 158 can be controlled and / or driven as described for FIG. 22
  • valve 160 Before liquid can get past a float 157 into a hot room, which could lead to a dangerous explosion of steam, the valve 160 should be closed by the extreme position of the float 157 and the flow rate
  • this valve 160 remains closed during the time periods abc with the extreme position of the corresponding float by means of a temporary locking.
  • the displacer 157 is also temporarily locked when it hits the seal which is firmly connected to the pressure housing 161 is printed
  • the surfaces of the heat exchanger 162 are heated or cooled by immersion in the oscillating liquid.
  • valve 166 acts as a nozzle. This drives the pendulum movement of the liquid column
  • the working volume for the working fluid which goes through the cyclic process is reduced to increase the compression together with that the total volume of the working volume and the volume of the oscillating liquid by displacing the slidingly sealed piston 167 and increased again in the time period efg
  • the mechanical energy exchanged can at least partially be temporarily stored in the oscillating liquid column, which connects to the piston 167 min two heat exchangers in a pressure housing according to the invention:
  • each of the regenerators 131-134 in FIG. 22 must be provided with a heat exchanger on the same side with regard to the flow as in regenerator 135.
  • the liquid can then flow through these heat exchangers one after the other and thereby exchange thermal energy at several temperature levels (see FIG. 3).
  • the amount of working fluid in the non-overlapping partial volumes of the working volume divided by the regenerators with heat exchangers then largely have the temperature of the heat exchanger . If the working fluid flows into a working volume of an engine according to FIG. 8 in the operating state, it mixes with cooler working fluid. The heat energy given off compensates for the irreversibility through heat conduction, shuttle losses or limited quality of the regenerators.
  • a design based on FIG. 23 or FIG. 21 is also associated with less design effort. since here too the heat exchangers do not have to be moved and the connections for the liquid exchange of the heat exchanger are not a problem.
  • the inlet and outlet valves are arranged as shown in FIG. 22.
  • the gas escapes from the partial volume of the working volume at the highest temperature and the partial volume adjoins the heat exchanger at the corresponding temperature. If the temperature change of the gas during the adiabatic expansion in the external turbine is significantly smaller than the temperature change of the liquid, the gas is released into and out of a (the hottest) partial volume of the working volume by valves.
  • the thermal energy given off by the exhaust gas of a gasoline or diesel engine during cooling can be used to generate additional mechanical or electrical energy or to charge the engine with filtered fresh air at higher pressure and therefore not have to use any mechanical energy for a turbocharger or compressor. whereby, compared to an engine without this supercharging, a better output volume and in any case a better efficiency can be achieved.
  • the thermal energy emitted by the exhaust gas of a gas turbine during cooling can be used to supply the cool gas with filtered, cool fresh air at higher pressure.
  • the compressor of the gas turbine used here can be designed so that it with unchanged pressure in the combustion chamber and with unchanged
  • Gas flow rate requires less drive energy, which leads directly to a greater useful output with the same fuel consumption and better efficiency.
  • the efficiency in this case is greater due to a synergy effect than the sum of the efficiency of the original gas turbine and the efficiency of the thermal compressor (gas compressor), since the power applied by the thermal compressor for gas partial compression from the original compressor of the gas turbine only with less favorable Efficiency can be achieved, driven by the branching of mechanical shaft power. Possibly. it is also possible to use a conventional gas turbine. A relative pressure increase in the gas turbine can then be expected, which decreases continuously from the fresh air inlet to the exhaust gas outlet, as a result of which the power density and efficiency are increased.
  • Glass rods 251 are arranged largely parallel to a plane, which divides the reflected solar radiation from a parabolic trough mirror into two equally strong beams, and almost abutting a plane perpendicular to it through the focal line 250 of the parabolic trough mirror, so that. only a small proportion of the radiation power reflected in the direction of the focal line arrives at the focal line of these elements when the parabolic trough mirror is ideally aligned in the region of the end face
  • the incident sunlight is ultimately reflected in a directed manner and the heat radiation of a black body with a temperature of 700 ° K is absorbed as far as possible.
  • These glass rods are arranged in several rows with only small slits and, together with mirror-pure sheet metal, which has surfaces parallel to them, enclose a flow channel 252 parallel to the focal line 250, which flows from a flow channel 253 parallel to the focal line 250 with a larger cross section through at least one connecting channel 254 Air is supplied and from which the air flows through the slots between the glass rods 251.
  • this air is directed away from the focal line onto an absorber structure 255, where the air is heated by the solar energy as it flows through. Adjacent to the absorber structure is the hottest flow channel 256, which leads the hot air to a collecting channel.
  • the absorption of the solar radiation takes place on surfaces that also reflect directionally, absorb the radiation of a black body at a temperature of 700 ° K and are arranged so that the absorbed energy per surface is as constant as possible, so that the heat transfer from this surface to the Work equipment (despite its low thermal conductivity or heat capacity) with minimal exergy losses.
  • a black body at a temperature of 700 ° K
  • the area of the absorber can be increased by increasing the number of areas which are always aligned in parallel with an increasing number, the air having to flow through only one area from the focal line in order to reach the hottest flow channel 253.
  • At least one glazed flat slotted plate 257 is attached in front of the focal line in the direction of irradiation, in the plane of which the focal line also lies.
  • Beam direction which ensures that a certain amount of air arrives hotter at the absorber structure than without this temperature profile through the formation of a non-linear temperature profile.
  • an entropy transformer is necessary, in which the collector described with Parabolic trough mirror air is heated, which heats a likewise described heat storage and is coupled to this circuit parallel to the heat storage, at least two working volumes connected in parallel, each of which supplies a turbine that drives a generator with compressed air
  • the cooling by water takes place via a large water tank, which serves as an intermediate store, in order to be able to cool the water to lower temperatures at night
  • the secondary claim 155 and the following claims protect a solar collector that heats a gas over a larger temperature interval
  • FIG. 26 An exemplary embodiment characterized in FIG. 26 has two layers of translucent insulation 265, 266 between a transparent cover 260 and an insulated rear wall 261 arranged in parallel between three spaces running parallel thereto with flow channels 262, 263, 264 for the gas.
  • the flow channels run at an angle of 45 ° to the parallel collecting channels 267,268,269
  • Gas is blown from each corresponding flow channel 263 by a fan 272 from the corresponding collecting channel 268
  • These fans 272 are all arranged on a shaft 273 and are dimensioned such that a gas flow flows into each flow channel 263, each of which is largely proportional to the radiation power radiated onto the surface of the corresponding flow channel
  • the translucent insulations 265, 266 consist of either uncoated or coated, the infrared radiation of a black body with a temperature of 700 ° K as much as possible absorbing and the sunlight as possible reflecting reflective metal foil or thin sheet with a corresponding surface and slots 274 parallel to the transparent cover
  • a structure can be achieved by an alternating arrangement of flat and corrugated layers (see corrugated cardboard), whereby a line can be laid through every point of the metal, which runs as far as possible anywhere in the material or at least is not far away from it and is parallel to a main direction which, at least with a suitable orientation, allows direct solar radiation to pass through without significant losses due to absorption or scattering
  • the smallest surface largely surrounded by metal perpendicular to the main direction in the translucent insulation has a size in the range from 0.25 cm 2 to 2 cm 2 T area of the insulated rear wall adjacent to the translucent insulation is optionally an optically selectively coated or blackened metal fabric 275, whereby an increase in flow resistance is achieved.
  • the aim of this flow regulation is to achieve as constant a current flow as possible by means of a maximum area in the translucent insulation the transparency of the gas is used when the translucent insulation is flowed through.Through the interaction of flow, heat conduction and absorption of the radiation energy, a non-linear temperature profile forms, which is flatter on the side of the flowed through insulation in the area of a plane from which the flow in isolation occurs
  • Irradiation direction corresponds to the main direction of the collector. especially when several are connected in series, a very high end temperature can be reached for flat plate collectors
  • a cylinder for example, can be used to immerse a liquid in a container with a vertical axis and a downward opening
  • the valve control is regulated like a historical steam engine.
  • the difference in hydrostatic pressure corresponds approximately to the change in pressure of the
  • a subsystem works like a historic waterwheel without valves
  • Liquid surface of a total container moves
  • the container Due to the rotation, the container is moved in such a way that it predominates
  • the liquid surface of the entire container accelerates.
  • the cover is attached from the side through the side cover, which is attached to the side perpendicular to the shaft axis and is sealed with a sliding seal, as far up as possible
  • Containers supplied or removed in the lowest possible position The other periodic exchange of gas takes place when the container is flooded over the surface of the liquid when it emerges or when it runs empty.
  • This arrangement can also be used for gas compression if the axis is driven in the opposite direction to when it is used as a drive
  • the area of the regenerators 274 - 277 through which flow is required must be increased accordingly.
  • the stationary regenerators 274 - 277 are folded several times along parallel lines 278 at a largely constant distance and enclose at least one disk-shaped displacer element 279, which is periodically moved parallel to it, up to the region of the central axis of the displacement element parallel to the folding edges on both sides. The other half of the displacement element is surrounded by the adjacent regenerator.
  • At least one of the regenerators is optionally connected to a hydraulic or pneumatic piston or diaphragm bellows which can be moved in the direction of movement and which is moved by liquid or gas from the space around the liquid surface of the coupled vibrating surface, which is distant from the corresponding work space Liquid column is filled or filled via control valves.
  • the movement is either by a rod or a tensioned tension element (such as rope or chain) via a movable connection from an endless tension element, like a closed chain or toothed belt, tapped, which is tensioned over several wheels rotating at a uniform angular speed.
  • a tensioned tension element such as rope or chain
  • an endless tension element like a closed chain or toothed belt, tapped, which is tensioned over several wheels rotating at a uniform angular speed.
  • a pipeline system with negative pressure such as the boiler via a heater, is coupled to the inlet valve of a heat engine according to the invention.
  • This system is used as a vacuum cleaner.
  • the effort for the housing 280 around the work space can be significantly reduced if curved shapes are used.
  • the moving regenerators 281 - 284, constructed in the form of a cone shell, have good dimensional stability, can be produced with reasonable effort and can only be driven in the area of the cone tips.
  • each regenerator is connected to a sheet metal cylinder jacket 285 or a comparable jacket of a pointed truncated cone, which is continuously immersed in a liquid 286 at the lower end and thus a flow around the Regenerator prevented during lifting movements parallel to the cylinder axis of the sheet metal jacket
  • Truncated cones which become narrower at the top, are inexpensive and unproblematic as a shape for the sealing element 285 immersed in the liquid and the side housing 280, since the upper region is expanded due to the temperature increase.
  • Concentric tubes 286 are used to drive and guide the regenerators and sealing cylinders, which are guided on an unmoved tube 287 on the common axis of the cylinders and are connected to the regenerators 281-285 in the region of the cone tips ⁇ . In this area, the tubes 286 are provided with at least one slot in the axial direction, through which the internal tubes are connected to the corresponding regenerators 281-284
  • the tubes 287 protrude decisively upwards over the uppermost regenerator 281 into a special bulge 288 of the work space enclosed by the housing and are slidably guided there on an unmoved tube 287.
  • the cylinders 285 are also each connected to one of the tubes 286, which are also slidably guided in this area.
  • the space between the liquid surface 288 and the lowermost regenerator 284 at its lowermost position in the operating state is largely filled by an at least two-part displacer structure 289, which is moved apart during an upward movement and opens flow channels for the working gas on the separating surfaces which run obliquely to be protected.
  • This displacer structure 289 is also guided in the region of the cylinder axis and is either moved via a separate drive or by springs between the regenerator 284 and individual displacer elements and a spring-loaded stop for the stop at the liquid boundary surface 288.
  • this thickener 289 is permanently connected in one piece to the lowermost regenerator 284. so two parts have to be moved less.
  • the dead space becomes larger because of the necessary permanent air channels through the displacer 289 or on its surface.
  • the heat exchanger 290 is either attached directly below the lowest regenerator 284 and flows through a heat exchange medium, or it is attached to the cylinder 285 and / or the corresponding pipe 286 with the lowest regenerator 284 and immersed in the lowest position in the liquid 286.
  • the heat energy is exchanged, which is compensated in continuous operation by a stationary heat exchanger, e.g. is connected to the hot water supply of the building «i
  • Working gas is periodically exchanged through at least one valve 291 in the housing above the uppermost regenerator 281. This exchange is offset by the exchange of working gas. which takes place from the partial space above the lowermost regenerator 284 through at least one piercing pipe attached directly to one end, which is always immersed in the liquid 286.
  • At least one further pipe is then arranged, the upper edge of which extends even further beyond the liquid level.
  • the space is connected by a separate valve, which is controlled together with the gas valve, to a space which is also connected to the space with which the working space exchanges gas through the adjacent pipe.
  • a separate valve which is controlled together with the gas valve, to a space which is also connected to the space with which the working space exchanges gas through the adjacent pipe.
  • it may alternatively be simpler to compare the water level via an additional corresponding pipe arrangement. 295 to check, in which the pipe for the gas exchange is omitted.
  • This pipe cf. 295 is also supplied with water via a further pipe cf. 296, which is used as an overflow and which is arranged in the stroke largely within the liquid with an opening at the level of the largely immobile liquid level without penetrating a regenerator.
  • regenerators 281-284 or elements rigidly connected thereto are rigidly connected thereto
  • the top regenerator 281 directly or indirectly movably engages the main lever at a location that is closest to the location where the direct or indirect mobile connection to the housing is made.
  • One of the lowest regenerators is movably connected via connecting rods 298 to two driven crankshafts 299, which are arranged and moved mirror-symmetrically to a plane in which the unmoving guide element 287 lies in the direction of stroke.
  • regenerators are connected at least to one of the connecting rods, which are supported with the other ends on axles of at least one crankshaft, which can all be cut by a line through the parallel axis of rotation of the crankshaft, whereby the bearing for a connecting rod of the lowest regenerator is furthest from the axis of rotation of the crankshaft and the bearing of the highest regenerator is closest
  • at least one regenerator with a phase shift of a quarter (25 ° o) of a period is given relative to the volume change.
  • the penodic recording takes place when operating as a power machine, and when operating as a heat pump or refrigeration machine, the penodic delivery of working fluid takes place through a valve 291 in the work area adjoins a subspace 301 with a constant volume, which is completely enclosed by two regenerators 302-303. one of these regenerators 302 being relatively directly adjacent to the housing.
  • At least one guide element in stroke 287 is at least partially designed as a threaded rod or ball screw, and an engaging element then moves at least one regenerator connected to it by rotating the threaded rod or Kubelumlspmdel in stroke direction.
  • the threaded rod or ball screw has areas with different pitch heights into which the ⁇ earth elements of the regenerators, which rate differently, intervene so that they are moved at different speeds in rotation when the screw thread or cooling screw rotates, so the number of moving parts can be significantly reduced
  • a heat engine according to the invention can thus be constructed with only five moving parts and the necessary valves.
  • the regenerators are moved up and down penodically when the ball screw rotates at a constant speed in the stroke direction, or at least one threaded rod or ball screw becomes pe ⁇ odically in different directions by using a cube screw and connecting elements with a closed, intersecting thread rotated either by a mechanical control system or directly by a correspondingly controlled motor.
  • the bottom regenerator engages in a ball screw with a closed path and at least some of the other regenerators in rather ordinary thread paths, the paths of which are not closed.
  • the guide tube is flowed through in the middle of working gas from the coolest part of the room either penodically or continuously.
  • a radial ventilator is connected to the pipe with thread or coolant circulation shaft and the pipe in this area is also opened laterally in the coolest part on the other side of the pipe center.
  • a separate pipeline for working gas leads from the space adjacent to one opening of the guide tube to the space adjacent to the other opening in the area of the liquid surface.
  • a valve 312 is attached to the connection from the working space to the tube with the vibrating liquid column, which has a stop in the direction of flow towards the working space, against which the ⁇ valve plate 313 is pressed in a sealed manner as soon as the liquid column has moved too far in the direction of the working space.
  • Another ⁇ L bertikvent ⁇ l 315 coupled to the same space 308 leads instead to the pressure vessel 309 to an external container 316.
  • the Flusstechnikehtand in this container is held constant at the highest possible level.
  • the lowest penodically moving regenerator is a lifting one
  • Pipe 295a fastened, into which gas can flow in and out unhindered from the sub-area adjoining it and whose lower end is always immersed in the liquid.
  • a tube is concentric in this tube 295a, sealingly connected to the housing
  • Liquid of the oscillating liquid column 305 arrives.
  • a pipe 299, the upper edge of which ends in the lowermost subspace at the height of the desired liquid surface 288 in the working space, is connected as far down as possible to the previously described pipe 295, which leads to the oscillating liquid column 305.
  • a valve supplies the working area with a certain amount (e.g. 31) of liquid each time the machine is started.
  • a certain amount e.g. 31
  • the rest of the management of the different amounts of liquid in the machine is done automatically with the construction described above and the functional relationships.
  • the pressure vessel can optionally be replaced by a further working space, in which the thermodynamic cycle takes place with an identical pentode duration offset by half a pentode duration
  • the profile 319 of the channel e.g. worked out with a cursive legend.
  • At least two of these plates are connected substantially in parallel so that both profile edges in the ideal case of j Eder any point be touched by a plate 318 on the perpendicular line.
  • a flexible flat material 320 such as sheet metal or thin (5 mm) plywood is optionally attached to the profile edges 319.
  • the sheet itself can have a reflective surface.
  • Mirrored film or a thin glass mirror must be applied to plywood.
  • mirror trough elements 317 are arranged so that especially in
  • Elements 317 reflected solar radiation can be absorbed on the smallest possible area 321.
  • This structure of the concentrating mirror can be easily integrated on a house roof in terms of construction and architecture:
  • optical concentration factor is also good enough, if only the absorber
  • the edges of the mirror segments 323 emphasize the vertical so that the mirror is more emotionally accepted as a roof.
  • a channel 324 is arranged between two mirror elements, in which water can run off.
  • the mirror system thus forms the top roof skin.
  • the snow-covered structure also has an advantageous effect here, since no horizontally running channels are formed in which water or wet snow can accumulate, causing water to penetrate. Frost damage and leakage can result in the mirror structure being moved around an axis as an alternative. ww yy i m PCT / DE98 / 02827
  • the absorber 322 is sensed and rotated so that its main or symmetry axis 325 corresponds to the main radiation 326 of the absorbed radiation.
  • the absorber 322 is always located in the plane of symmetry of the parabolic nominal mirror 317, as a result of which a good concentration ratio is achieved.
  • the absorber is arranged at a greater distance in the order of the extent of the TWD from the TWD, with the side walls being mirrored, so that a more uniform radiation density occurs at the absorber.
  • the insulated container 328 with a reflecting inner wall forms the rear wall of an upstream solar collector 331. It supplies the heat transfer medium with energy before it can flow through the TWD 327.
  • This collector 331 is supplied with solar radiation energy by a further mirror 332 connected to the absorber 322, which the TWD 327 just missed. Also in this collector 331, the absorber 333 is flowed through by the warm medium ⁇ e__ ⁇ er medium, which the ⁇ g— ' entire absorber structure from
  • Piping system 334 is supplied via at least one movable connection.
  • the absorber structures 322 of a plurality of mirrors aligned in parallel with identical focal lengths are connected relatively directly to a pipeline system 334 which is also moved.
  • a ⁇ bsorber is movably connected via three racks with three fixed points and the distance can be changed with motor power controlled by a shift in the rod direction.
  • At least one absorber 322 is slidably connected to a toothed rack in a controlled manner with motor force, which is movably connected via two further toothed racks with two fixed points each and the distance can be changed in controlled manner with motor force.
  • At least one absorber is movably connected to another absorber and is only moved with two racks.
  • the connecting pipe 334 of the heat transfer medium also fixes the absorber 322 attached to it with respect to the pipe axis.
  • the rotation of an absorber about an axis of rotation perpendicular to the horizontal east-west axis and to the axis of symmetry of the absorber in the main beam direction takes place through the parallel coupling by ropes with a rack, which at 12 noon as close as possible to a vertical plane in the north-south direction
  • the pivot points 336 of the ropes are arranged on one plane through the axis of rotation 337 of the absorber 322 or the axis of rotation of the attachment of the toothed rack to the absorber structure and lie on both sides of these axes of rotation 337, ...
  • an absorber 322 is rotated about an axis of rotation perpendicular to the horizontal east-west axis and to the axis of symmetry of the absorber in the main beam direction by the parallel coupling by rods with a rack, which at 12 noon as close as possible to one vertical plane runs in the north-south direction, the fulcrums of the rods being arranged on a plane through the axis of rotation of the absorber or the axis of rotation of the attachment of the rack to the absorber structure and, when projected into a plane perpendicular to the axis of rotation of the absorber, at least approximately form a parallelogram with a line through the axes of rotation, the ideal angle of which is 90 °
  • the rack is formed by a carrier on which a chain is fastened, in which a sprocket engages, which is driven by a motor via a self-locking gear.
  • the sprocket is guided on the chain by at least one roller that is pressed against the carrier from the other side.
  • a rack can be placed vertically and extended to near the ground so that the A. absorber structure along this rack can be lowered to near the ground by moving the engaging drive.
  • the fulcrum for the absorber structure with gas guide channels 322 is further away from the large main mirror 319 in the beam direction than the fulcrum for the smaller mirror 332 additionally arranged around it
  • the translucent thermal insulation 327 consists of a flat support structure arranged in the radiation direction, e.g. from several slotted sheets with slots arranged perpendicular to the radiation direction, which is surrounded by a transparent and / or especially reflecting structure made of glass fibers in radiation direction, optionally in addition or as a replacement for the glass fibers, glass tubes or rods are arranged in the beam direction.
  • the collector 16 is completely covered by glass 23
  • the TWD 327 is only covered by glass 337 as far as is necessary to guide the heat transport medium air in a flow that is sufficiently parallel to the TWD 327.
  • the currents in the air are controlled in particular when the solar radiation is weakened so that more air is blown out of the collector 331 in front of the TWD 327 than through the TWD 327 is suctioned off.
  • the pollution of the TWD by unfiltered outside air is reduced.
  • the solar radiation energy is concentrated by the mirror structure primarily on the translucent thermal insulation TWD 327 of the absorber.
  • the solar radiation will penetrate at least the front part of the TWD 327 predominantly without absorption and will then be absorbed in the absorber structure.
  • the heat energy can only escape from the absorption area after the decisive obstacles have been overcome by the TWD 327, since the thermal radiation from the absorber or each emitting surface is only largely absorbed by surfaces which have a relatively small temperature difference and which also suppresses convection due to the large areas of the TWD 327 that subdivide the relevant convection space.
  • the flow of the heat transfer medium (eg air flow) is absorbed there in jet direction.
  • the absorber is divided into areas, the flow of which is controlled in a temperature-dependent manner in order to avoid mixing of the heat transfer medium with large temperature differences in the outlet manifold 330.
  • the flowable cross section should remain constant in this area. This is achieved by bimetals 339 regulating the flow, two of which are each connected to a bar 340 like a scale, the suspension of two corresponding bars being movably connected to a centrally suspended bar
  • the pipeline 330 through which the hot gas is removed from the absorber 322 is encased with an insulation 341 with an outer surface 342 with good heat conduction and optionally good or selective absorption, which in turn is largely completely encased by translucent thermal insulation 343 and in one Room 344 ⁇ runs through, which is flowed through by the warm gas of the heat energy cycle on the way to at least one absorber 322 and which for the fall autumn 12:00 noon on the directly illuminated side by an impermeable translucent insulation 345 and on the other side by one
  • Weather protection adjoins and which reflects the incident light, in particular, onto the side of the inner tube 342 which is not directly illuminated, is surrounded and is thus completely encased.
  • a bulk material storage works thermodynamically well and is constructed with a tolerable effort by dividing the bulk material 348 through which the heat transfer medium (e.g. air) flows through at least one insulating, non-flowable intermediate layer 349 into concentric shells with a zvlinderformie jacket with a vertical axis and outwardly curved floor and top surfaces the flowable transitions 350 from an inner shell filled with debris to the adjacent outer shell occur through openings in the insulating cylinder jacket 349, which are arranged on both sides in the area of a plane through the cylinder axis and thus guide the flow through non-flowable connections running in the area of this plane is that the shells can only be flowed through in one direction of rotation about the vertical cylinder axis.
  • the heat transfer medium e.g. air
  • a transition between two half-shells filled with debris is only possible if there is flow through a vertical shaft 351, via which the warrant carrier can also be exchanged.
  • the flow can be controlled in places by reducing the size of the inflow channel in such a way that only heat transfer medium flows in a narrow temperature range in the shaft.
  • One of the outermost insulation layers 352 is flowed through from one fill layer to the other. This results in a decisive curvature of the temperature professional, which means that due to the smaller slope on the cooler side, there is only a lower loss of heat energy flow than without the flow against the temperature gradient.
  • the flow paths are extended by additional, smaller, non-flowable barriers 355.
  • the flow through these bulk material layers 353 is relatively even, the flow paths are approximately the same length as in the cylinder jacket 356 and there is no unfavorable mixing of heat transfer medium at different temperatures.
  • the bulk material storage is heated to well over 100 ° C when the hot and cold air flows in and the bulk material storage is removed a few weeks later by air that flows into the outer storage area at approx. 50 ° C and through one of the Air ducts are removed at 120 ° C - 150 ° C and then cooled by a heat exchanger that heats water from approx. 40 ° C to 100 ° C, which is taken from an insulated water tank in the lower area and fed into the upper area.
  • the waste heat from the ⁇ X arm power engine operated as a hot gas engine is used at Novam to supply energy for heating and hot water.
  • a hot gas engine operated as a hot gas engine
  • a high synergy effect is achieved if the storage tank is not filled with pure water, but with biomull and fakahen.

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Abstract

The invention relates to a method and device for entropy transfer, whereby a periodic cyclic process is created inside a pressurized container by periodically exchanging working substance(s) using valves at different pressures and by periodically modifying partial volumes defined by regenerators with or without the use of a compression device. The transformation of mechanical energy by exchanging a working substance at different pressures makes it easier to integrate other partial systems and to substantially modify the temperature of at least one working substance flow by coupling a thermodynamic cyclic process to heat energy transport, heat energy storage or the construction of a simple effective solar collector system wherein optical concentration, translucent insulation and translucent insulation cross-flow are combined in an effective manner. The invention can be used for solar energy or heat sources or to supply local pumping capacity requirements and provide mechanical actuation, electrical energy, heat, cold, cleaning or separation and chemical or physical modification of at least one substance.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Transfer von Entropie mit thermodynamischemDevice and method for the transfer of entropy with thermodynamic
KreisprozeßCyclic process
Beschreibungdescription
Problem:Problem:
Beim Transfer von Entropie wie z.B. bei der Nutzung von Sonnenenergie oder Wärmequellen, wie z.B. die Verbrennung von Biomasse, Abwärme oder Geothermie, für eine bedarfsgerechte lokale Versorgung für Pumpleistung, mechanischen Antrieb, elektrische Energie, Wärmebereitstellung, Kälteerzeugung, Reinigung oder Trennung, chemische oder physikalische Veränderung zumindest einer Substanz durch die Kopplung mit einem periodisch ablaufenden thermodynamischenWhen transferring entropy such as when using solar energy or heat sources, e.g. the combustion of biomass, waste heat or geothermal energy, for a needs-based local supply for pump power, mechanical drive, electrical energy, heat supply, refrigeration, cleaning or separation, chemical or physical change of at least one substance through the coupling with a periodic thermodynamic
Kreisprozeß zu erreichen, daß der notwendige Aufwand an Energieträgern oder mechanischerCycle to achieve that the necessary effort in terms of energy or mechanical
Energie sowie der konstruktive, technologische, ökonomische oder ökologische Aufwand fürEnergy as well as the constructive, technological, economic or ecological effort for
• den Aufbau der gesamten Vorrichtung oder den Betriebsablauf des gesamten Verfahrens,The structure of the entire device or the operating sequence of the entire method,
• den dabei notwendigen thermischen oder mechanischen Energietransport(en),The necessary thermal or mechanical energy transport (s),
• die dabei verwendbare(n) Verfahren oder Vorrichtungen zur mechanischen Energieumwandlung oder• the methods or devices for mechanical energy conversion that can be used or
• eine integrierbare Energiespeicherung möglichst gering werden kann.• An integrable energy storage can be as low as possible.
Die bisher verwendeten thermodynamischen Kreisprozesse (Stirlingmotor, Dampfturbine) sind jeweils an zwei Wärmebäder mit konstanter Temperatur angekoppelt.The previously used thermodynamic cycle processes (Stirling engine, steam turbine) are each coupled to two heating baths with a constant temperature.
Dadurch kann ein Energietransport nur optisch (bei Parabolspiegel oder Lichtleiter) oder über einen Materiefluß mit einem Phasenübergang (Heatpipe) erfolgen.As a result, energy can only be transported optically (with parabolic mirrors or light guides) or via a material flow with a phase transition (heat pipe).
Gespeichert werden kann die thermischen Energie aufgrund des angestrebten isothermen Austausches von Wärmeenergie nur in chemischen Speichern oder inDue to the desired isothermal exchange of thermal energy, the thermal energy can only be stored in chemical stores or in
Latentwärmespeichern.Storage of latent heat.
Dadurch wird der Aufwand für die Konzentration der Energie durch den Kollektor, den Transport und eine für viele Anwendungen wünschenswerte Speicherung zu oft zu groß. Wenn mit möglichst geringem apparativem Aufwand z.B. eine direkte Versorgung mitAs a result, the effort for concentrating the energy by the collector, transport and storage that is desirable for many applications is too often too great. If, for example, a direct supply with
Kälte oder Druckluft angestrebt wird, so muß bei vielen bekannten Systemen der Weg über die Schnittstelle elektrischer Strom gewählt werden. AufgabeIf cold or compressed air is desired, the path via the interface of electrical current must be selected in many known systems. task
Der Erfindung liegt die zentrale Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und/oder bei einer Vorrichtung zum Transfer von Entropie wie bei der Nutzung von Sonnenenergie oder Wärmequellen, wie z B die Verbrennung von Biomasse, Abwarme oder Geothermie, zur bedarfsgerechten lokalen Versorgung für Pumpleistung, mechanischen Antrieb, elektrische Energie, Warmebereitstellung, Kaiteerzeugung, Reinigung oder Trennung, chemische oder physikalische Veränderung zumindest einer Substanz durch die Kopplung mit einem periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozeß, dessen Wirkungsgrad möglichst hoch ist, zu erreichen, daß der notwendige Aufwand an Energieträgern oder mechanischer Energie sowie der konstruktive, technologische, ökonomische oder ökologische Aufwand für • den Aufbau der gesamten Vorrichtung oder den Betriebsablauf des gesamten Verfahrens,The invention is based on the central object in a method and / or in a device for transferring entropy such as the use of solar energy or heat sources, such as the combustion of biomass, waste heat or geothermal energy, for the needs-based local supply for pump power, mechanical Drive, electrical energy, heat supply, kite generation, cleaning or separation, chemical or physical change of at least one substance by coupling with a periodically running thermodynamic cycle, the efficiency of which is as high as possible, to achieve that the necessary expenditure of energy carriers or mechanical energy as well as constructive, technological, economic or ecological effort for • the construction of the entire device or the operational sequence of the entire process,
• den dabei notwendigen thermischen oder mechanischen Energietransport(en),The necessary thermal or mechanical energy transport (s),
• die dabei verwendbaren Verfahren oder Vorrichtungen zur mechanischen Energieumwandlung oder • eine integrierbare Energiespeicherung möglichst gering werden kann• The methods or devices for mechanical energy conversion that can be used here or • An integrable energy storage can be as low as possible
Wesen der Erfindung Erfindungsgemaß gelost wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transfer von Entropie bei dem gegen andere Räume oder die Umgebung durch zumindest ein Ventil und zumindest ein Druckgehause wahlweise ohne oder mit mechanischer Kompressionseinrichtung, wie z B einen oder mehrere Kolben, Flussigkeitskolben oder Membrane, und wahlweise zumindest eine Flussigkeitsgrenzflache oder keine zumindest ein mit Arbeitsfluid gefülltes Arbeitsvolumen weitgehend eingegrenzt wird, in demEssence of the invention This object is achieved by a device and a method for transfer of entropy in which against other rooms or the environment by at least one valve and at least one pressure housing either without or with a mechanical compression device, such as one or more pistons, liquid pistons or membrane, and optionally at least one liquid boundary surface or no at least one working volume filled with working fluid is largely limited, in which
• jeweils zumindest zwei gegeneinander abgrenzbare, vom Arbeitsfluid in einer Periode mit maximaler Menge zu durchströmende Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen, in welchen im Betriebszustand jeweils vom Arbeitsfluid zu durchströmende isotherme• In each case at least two structures or components which can be delimited from one another and flow through by the working fluid in a period with a maximum amount and have effective heat transfer surfaces which are necessary for the thermodynamic process and in which the working fluid isothermal to be flowed through in the operating state
Flachen unterschiedlicher Temperatur ausgebildet werden,Surfaces of different temperatures are formed,
• wahlweise zumindest ein oder kein dazwischen verbindend angeordnetes und weitgehend abdichtendes oder mit der Wirkung eines Regenerators ausgestattetes Element oder Bauteil wie z B eine (faltbare) Membrane, gefaltete, teleskopartige oder federnde Bleche, eine formveranderbare Regeneratorstruktur oder eine• Optionally at least one or no element or component that is arranged between them and is largely sealing or equipped with the effect of a regenerator, such as a (foldable) membrane, folded, telescopic or resilient sheets, a shape-changeable regenerator structure or one
FlussigkeitsgrenzflacheLiquid interface area
• oder wenigstens ein oder kein in diesem Arbeitsvolumen bewegbarer Verdrangerkolben• or at least one or no displacer piston movable in this working volume
• und die Begrenzung des Arbeitsfluids• and the limitation of the working fluid
ERSATZBLAπ (REGEL 26 zumindest ein Teilvoiumen mit minimaler Größe weitgehend überschneidungsfrei zu Vergleichbarem abgrenzen und zum Teil durch daran angreifende Elemente des Steuersystems zu Bewegungen veranlaßt werden, durch die das Verhältnis von diesem Teilvolumen zu diesem Arbeitsvolumen überwiegend in den Zeitperioden des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses entweder vergrößert oder verkleinert wird, während denen dieses Arbeitsvolumen nur geringer in der Größe verändert wird und je nach Druck des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen jeweils zumindest ein bestimmtes Ventil- dessen Öfϊhungs- und Schließzeitpunkt den thermodynamischen Kreisprozeß entscheidend beeinflußt und welches dieses Arbeitsvolumen gegen zumindest einen äußeren Raum abgrenzen kann, welcher angefüllt ist mit zumindest einem Arbeitsmittel bei teilweise unterschiedlichen, relativ zur periodischen Druckänderung in diesem Arbeitsvolumen während diesen Zeitperioden nur geringen Schwankungen unterworfenen Drücken, vom Steuersystem oder dem Strömungsdruck überwiegend (in den oben charakterisierten Zeitperioden) offen gehalten und durchströmt wird, welches (Ventile) während zwischen diesen Zeitperioden ablaufenden anderen Zeitperioden geschlossen gehalten wird, in denen der Druck des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen durch die Verschiebung der oben genannten oder weiteren Komponenten oder Bauteile durch das Steuersystem und der dadurch verursachten Veränderung der mittleren Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen und/oder durch eine Veränderung der Größe diesesERSATZBLAπ (RULE 26 delimit at least one partial volume with a minimal size largely without overlap with the comparable and in some cases induce movements by elements of the control system that act on it, by means of which the ratio of this partial volume to this working volume is either increased or decreased in the time periods of the periodically running thermodynamic cycle, during which this working volume is only changed in size to a smaller extent and depending on the pressure of the working fluid in this working volume at least one specific valve whose opening and closing time decisively influences the thermodynamic cycle and which can delimit this working volume against at least one external space which fills up is un fluctuating with at least one working medium with partially different fluctuations in this working volume relative to the periodic pressure change during these time periods pressure, the control system or the flow pressure is predominantly kept open (in the time periods characterized above) and flows through, which (valves) is kept closed during other time periods running between these time periods, in which the pressure of the working fluid in this working volume by the shift of the above or other components or components by the control system and the resulting change in the average temperature of the working fluid in this working volume and / or by changing the size of this
Arbeitsvolumens durch die mechanische Kompressionseinrichtung entweder steigt oder fällt und das Verhältnis jedes wie oben definierten Teilvolumens zu diesem Arbeitsvolumen nur in entscheidend geringerem Umfang verändert wird, wobei während einem relativ zur Periodendauer viel längeren Zeitintervall entweder eine Wärmeenergieaufhahme oder -abgäbe zumindest einer Substanz eines kontinuierlichen oder periodisch an- und abschwellenden Massenstroms bei gleitender Temperatur oder bei mehreren Temperaturniveaus erfolgt und in diesem Arbeitsvolumen zumindest ein Arbeitsmittel zumindest teilweise als Arbeitsfluid wirkt, das den periodischen thermodynamischen Kreisprozeß durchläuft.Working volume through the mechanical compression device either increases or decreases and the ratio of each sub-volume as defined above to this working volume is changed only to a significantly lesser extent, whereby during a time interval that is much longer in relation to the period, either a thermal energy intake or release of at least one substance of a continuous or periodic swelling and declining mass flow takes place at a sliding temperature or at several temperature levels and in this working volume at least one working medium acts at least partially as a working fluid which goes through the periodic thermodynamic cycle.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zumThe method according to the invention runs in a device according to the invention for
Transfer von Entropie ab, bei der gegen andere Räume oder die Umgebung durch zumindest ein Ventil und zumindest ein Druckgehäuse wahlweise ohne oder mit mechanischerTransfer of entropy, in which against other rooms or the environment through at least one valve and at least one pressure housing either without or with mechanical
Kompressionseinrichtung, wie z.B. einen oder mehrere Kolben, Flüssigkeitskolben oder Membrane, und wahlweise zumindest eine Flüssigkeitsgrenzfläche oder keine zumindest ein mit Arbeitsfluid gefülltes Arbeitsvolumen weitgehend eingegrenzt wird, in dem • jeweils zumindest zwei gegeneinander abgrenzbare, vom Arbeitsfluid in einerCompression device, e.g. one or more pistons, liquid pistons or membranes, and optionally at least one liquid interface or no at least one working volume filled with working fluid is largely limited, in which • in each case at least two separable from the working fluid in one
Periode mit maximaler Menge zu durchströmende Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen, in welchen im Betriebszustand jeweils vom Arbeitsfluid zu durchströmende isotherme Flächen unterschiedlicher Temperatur ausgebildet werden, • wahlweise zumindest ein oder kein dazwischen verbindend angeordnetes und weitgehend abdichtendes oder mit der Wirkung eines Regenerators ausgestattetes Element oder Bauteil wie z.B. eine (faltbare) Membrane, gefaltete, teleskopartige oder federnde Bleche, eine formveränderbare Regeneratorstruktur oder eine Flüssigkeitsgrenzfläche • oder wenigstens ein oder kein in diesem Arbeitsvolumen bewegbarer Verdrängerkolben • und die Begrenzung des Arbeitsfluids zumindest ein Teilvolumen mit minimaler Größe weitgehend überschneidungsfrei zu Vergleichbarem abgrenzen und zum Teil durch daran angreifende Elemente des Steuersystems zu Bewegungen veranlaßt werden, durch die das Verhältnis von diesem Teilvolumen zu diesem Arbeitsvolumen überwiegend in den Zeitperioden des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses entweder vergrößert oder verkleinert wird, während denen dieses Arbeitsvolumen nur geringer in der Größe verändert wird und je nach Druck des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen jeweils zumindest ein bestimmtes Ventil, dessen Öfthungs- und Schließzeitpunkt den thermodynamischen Kreisprozeß entscheidend beeinflußt und welches dieses Arbeitsvolumen gegen zumindest einen äußeren Raum abgrenzen kann, welcher angefüllt ist mit zumindest einem Arbeitsmittel bei teilweise unterschiedlichen, relativ zur periodischen Druckänderung in diesem Arbeitsvolumen während diesen Zeitperioden nur geringen Schwankungen unterworfenen Drücken, vom Steuersystem oder dem Strömungsdruck überwiegend (in den oben charakterisierten Zeitperioden) offen gehalten und durchströmt wird, welches (Ventile) während zwischen diesen Zeitperioden ablaufenden anderen Zeitperioden geschlossen gehalten wird, in denen der Druck des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen durch die Verschiebung der oben genannten oder weiteren Komponenten oder Bauteile durch das Steuersystem und der dadurch verursachten Veränderung der mittleren Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen und/oder durch eine Veränderung der Größe diesesPeriod with a maximum amount of structures or components to be flowed through with heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process, in which, in the operating state, isothermal surfaces of different temperatures to be flowed through by the working fluid are formed, • optionally at least one or no connecting and largely sealing or with the effect Element or component of a regenerator, such as a (foldable) membrane, folded, telescopic or resilient sheet metal, a shape-changeable regenerator structure or a liquid interface • or at least one or no displacer piston that can be moved in this working volume • and the limitation of the working fluid delimit at least a partial volume with a minimal size largely without overlap with the comparable and partly to cause movements by elements of the control system acting on it through which the ratio of this partial volume to this working volume is either increased or decreased mainly in the time periods of the periodically running thermodynamic cycle, during which this working volume is only changed in size less and depending on the pressure of the working fluid in this working volume at least one specific valve, the opening and closing time of which decisively influences the thermodynamic cycle and which this work volume against at least one external space can delimit which is filled with at least one working medium with partially different pressures, which are subject to only slight fluctuations relative to the periodic pressure change in this working volume during these time periods, is kept open and flowed through by the control system or the flow pressure (in the time periods characterized above), which (Valves) is kept closed during other periods running between these periods, in which the pressure of the working fluid in this working volume due to the shifting of the above-mentioned or further components or components by the control system and the resulting change in the mean temperature of the working fluid in this working volume and / or by resizing it
Arbeitsvolumens durch die mechanische Kompressionseinrichtung entweder steigt oder fällt und das Verhältnis jedes wie oben definierten Teilvolumens zu diesem Arbeitsvolumen nur in entscheidend geringerem Umfang verändert wird, wobei während einem relativ zur Periodendauer viel längeren Zeitintervall entweder eine Wärmeenergieaufhahme oder -abgäbe zumindest einer Substanz eines kontinuierlichen oder periodisch an- und abschwellenden Massenstroms bei gleitender Temperatur oder bei mehreren Temperaturniveaus erfolgt und in diesem Arbeitsvolumen zumindest ein Arbeitsmittel zumindest teilweise als Arbeitsfluid wirkt, das den periodischen thermodynamischen Kreisprozeß durchläuft.Working volume through the mechanical compression device either increases or decreases and the ratio of each sub-volume as defined above to this working volume is changed only to a significantly lesser extent, whereby during a time interval that is much longer in relation to the period, either a thermal energy intake or release of at least one substance of a continuous or periodic swelling and declining mass flow takes place at a sliding temperature or at several temperature levels and in this working volume at least one working medium acts at least partially as a working fluid which goes through the periodic thermodynamic cycle.
Dem gesamten Kreisprozeß in einem Arbeitsvolumen können mehrere parallel ablaufende Kreisprozesse zwischen je zwei Wärmereservoirs mit, bei vertretbarer Idealisierung betrachtet, konstanten Temperaturen zugeordnet werden. Jedes Wärmereservoir dieser Kreisprozesse kann einem mit Arbeitsfluid gefüllten, wie oben definierten Teilvolumen des Arbeitsvolumens zugeordnet werden. Zumindest eine Substanz eines kontinuierlichen oder periodisch an- und abschwellenden Massenstroms wird so entweder durch die Aufnahme oder die Abgabe von Wärmeenergie bei einer relativ zur gesamten Temperaturänderung geringeren Temperaturdifferenz beim Kontakt mit den heißeren oder kälteren Wärmereservoirs dieser Kreisprozesse erwärmt oder abgekühlt, wobei sich die Phase oder chemische Zusammensetzung umformen können. Zur Nutzung der Sonnenenergie wird zumindest einer Substanz eines kontinuierlichen oder periodisch an- und abschwellenden Massenstroms Wärmeenergie bei gleitender Temperatur oder mehreren Temperaturniveaus zugeführt.The entire cyclic process in a working volume can be assigned several circular processes running in parallel between two heat reservoirs with constant temperatures, viewed with reasonable idealization. Each heat reservoir of these cyclic processes can be assigned to a partial volume of the working volume which is filled with working fluid and as defined above. At least one substance of a continuous or periodically increasing and decreasing mass flow is heated or cooled either by the absorption or release of thermal energy at a lower temperature difference relative to the overall temperature change when it comes into contact with the hotter or colder heat reservoirs of these cycle processes, the phase or can transform chemical composition. To use solar energy, at least one substance of a continuous or periodically swelling and declining mass flow is supplied with thermal energy at a sliding temperature or at several temperature levels.
Beim Aufbau des integrierbaren Kollektors können aufgrund der Temperaturänderung über ein großes Temperaturintervall die PrinzipienWhen building the integrable collector, the principles can change due to the temperature change over a large temperature interval
• optische Konzentration• optical concentration
• transluzente Isolation und • Durchströmung der transluzenten Isolation sehr effektiv kombiniert werden.• translucent insulation and • flow through the translucent insulation can be combined very effectively.
Die Wärmeenergie kann sehr effektiv und kostengünstig mit einem sensitivem Speicher, der eine große Oberfläche aufweist wie z.B. eine Kiesschüttung, bei einer Durchströmung mit Arbeitsmittel ausgetauscht werden. Der Wärmeenergietransport kann durch eine Bewegung eines kapazitiven Arbeitsmittels, wie z.B. Luft, erfolgen.The thermal energy can be very effective and inexpensive with a sensitive memory that has a large surface such as a gravel fill, can be exchanged when working fluid flows through. The heat energy transport can be achieved by moving a capacitive working medium, e.g. Air.
Durch die Druckänderung zumindest eines Arbeitsmittels steht auch die Möglichkeit offen, eine sehr unproblematische Infrastruktur zum Transport der mechanischen Energie oder als Schnittstelle zum einfachen weiteren Transfer bzw. Transformation für konkretere Problemlösungen zu nützen.By changing the pressure of at least one work equipment, there is also the possibility of using a very unproblematic infrastructure for transporting the mechanical energy or as an interface for simple further transfer or transformation for more specific problem solutions.
Zum Teil werden diese Probleme bereits in dem Patent DE 3607432 AI aufgegriffen. In diesem Patent befindet sich eine Darstellung über die theoretischen Grundlagen eines Kreisprozesses. Zitat: Spalte 3, Zeile 45: „Vorliegende Erfindung liefert die Erkenntnisse und praktischen Verfahren, um auch mit einer Wärmezufuhr bei gleitender Temperatur den Carnot- Wirkungsgrad erreichen zu können." Das Konzept für eine entsprechende Wärmekraftmaschine wurde vom Anmelder des zitierten Patents im Tagungsband der 6th International Stirling Engine Conference 1993 26 - 27 - 28. May in Eindhoven (Netherlands) vorgestellt.Some of these problems are already addressed in the patent DE 3607432 AI. This patent contains a representation of the theoretical basis of a cycle. Quote: Column 3, line 45: "The present invention provides the knowledge and practical methods to achieve Carnot efficiency even with a supply of heat at a sliding temperature." The concept for a corresponding heat engine was developed by the applicant of the cited patent in the conference proceedings of 6 th International Stirling Engine Conference 1993 26-27-28 May presented in Eindhoven (Netherlands).
Beim zitierten Patent ist eine physikalische (Phasen-) und/oder chemische Veränderung durch Wärmeenergietransformation über ein breites Temperaturintervall nicht aufgeführt, obwohl diese Probleme auf das selbe Kernproblem zurückgeführt werden können: Zur Verflüssigung eines Teils eines Gasgemisches muß aufgrund des veränderbaren Verhältnisses der Partialdrücke meistens über ein Temperaturintervall hinweg Wärmeenergie entnommen werden.In the cited patent, a physical (phase) and / or chemical change due to thermal energy transformation over a wide temperature interval is not listed, although these problems can be attributed to the same core problem: due to the variable ratio of the partial pressures, the liquefaction of part of a gas mixture usually requires over thermal energy is taken over a temperature interval.
Bei der Verdampfung eines Gasgemisches muß dementsprechend über ein Temperaturintervall hinweg bzw. bei mehreren Temperaturen Wärmeenergie zugeführt werden.Accordingly, when a gas mixture is vaporized, thermal energy must be supplied over a temperature interval or at several temperatures.
Ähnliches gilt auch f r einen chemischen Prozeß, bei dem Wärmeenergie bei mehreren Temperaturen oder in einem Temperaturintervall aufgenommen oder abgegeben wird.The same applies to a chemical process in which thermal energy is absorbed or released at several temperatures or in one temperature interval.
Der Oberbegriff und der Hauptanspruch des in Ausschnitten zitierten Patents beinhalten eine Einschränkung auf regenerative Arbeits- oder Wärmemaschinen, bei welchen das dem Arbeitsfluid zur Verfügung stehende Arbeitsvolumen durch eine zu durchströmende, starr verbundene Struktur von Regenerator, Kühler und Erhitzer wie bei den bekannten Stirlingmotoren in nur zwei periodisch veränderbare Teilvolumina aufgeteilt wird.The preamble and the main claim of the patent cited in sections include a restriction to regenerative work or heating machines, in which the work volume available to the working fluid is increased by a flowing through, rigidly connected structure of regenerator, cooler and heater as in the known Stirling engines is divided into only two periodically changeable partial volumes.
Stirlingmotoren mit entsprechenden Volumina, Temperaturdifferenzen und Drehzahlen wie die im zitierten Patent beschriebene Maschine, werden erfolgreich durch ein isothermes Modell beschrieben. vgl.: "Studie über den Stand der Stirling-Maschinen Technik"; 1995 im Auftrag des BMBF; Förderkennzeichen: 0326974; Seite 55 ff, Kapitel 3.2 ff. Der Kontakt des Arbeitsgases mit den Zylinderwänden oder den an die Teilvolumina angrenzenden Wärmetauschern weist keinen Unterschied auf, der die Anwendung dieses Modells betrifft.Stirling engines with corresponding volumes, temperature differences and speeds, such as the machine described in the cited patent, are successfully described by an isothermal model. see: "Study on the state of Stirling machine technology"; 1995 on behalf of the BMBF; Project number: 0326974; Page 55 ff, Chapter 3.2 ff. The contact of the working gas with the cylinder walls or the heat exchangers adjacent to the partial volumes has no difference regarding the application of this model.
Wird dieses Modell auf die im zitierten Patent beschriebene Maschine angewendet, so muß festgestellt werden, daß das Arbeitsgas im erhitzten Teilvolumen des Arbeitsvolumens bei der Temperatur Ti überwiegend dann isotherm expandiert wird, wenn das bei der Temperatur Tk gekühlte Teilvolumen kleiner ist und es überwiegend dann isotherm komprimiert wird, wenn das Größenverhältnis der Teilvolumina umgekehrt ist.If this model is applied to the machine described in the cited patent, it must be established that the working gas in the heated partial volume of the working volume at the temperature Ti is predominantly expanded isothermally when the partial volume cooled at the temperature Tk is smaller and it is predominantly then isothermal is compressed when the size ratio of the partial volumes is reversed.
Das Arbeitsgas durchläuft dabei einen Kreisprozeß zwischen zwei Wärmereservoirs, denen Wärmeenergie bei jeweils konstanten Temperaturen entnommen bzw. zugeführt wird.The working gas runs through a cycle between two heat reservoirs, from which thermal energy is taken or supplied at constant temperatures.
Außer dem Kreisprozeß des Arbeitsgases gibt es bei dieser Maschine keinen Kreisprozeß, dem eine relevante Fläche im Temperatur - Entropiediagramm oder im Druck- Volumendiagramm zugeordnet werden kann. Ohne eine Verletzung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik kann Wärmeenergie, welche der Maschine bei einer Temperatur unterhalb von Ti zugeführt wird, nur durch Irreversibilitäten zum Kühler transportiert werden.Apart from the cycle of the working gas, there is no cycle in this machine to which a relevant area can be assigned in the temperature - entropy diagram or in the pressure-volume diagram. Without violating the second law of thermodynamics, thermal energy that is supplied to the machine at a temperature below Ti can only be transported to the cooler by irreversibility.
Analog kann Wärmeenergie, welche der Maschine oberhalb von Tk entnommen wird, nur durch Irreversibilitäten transportiert worden sein und muß vom Erhitzer stammen, da in der Maschine kein relevanter Kreisprozeß abläuft, der Wärmeenergie vom Temperaturniveau des kältesten Teilvolumens des mit Gas gefüllten Arbeitsvolumens auf das höhere Temperaturniveau pumpt.Similarly, thermal energy that is taken from the machine above Tk can only have been transported through irreversibility and must come from the heater, since there is no relevant cycle in the machine, the thermal energy from the temperature level of the coldest part volume of the gas-filled working volume to the higher temperature level pumps.
Aufgrund dieses Modells ist es kaum vorstellbar, daß die im zitierten Patent beschriebene Maschine der gestellten Aufgabe gerecht wird.Because of this model, it is hard to imagine that the machine described in the cited patent will do the job.
Vorteilebenefits
Bei den nicht zitierten Vorrichtungen und/oder Verfahren wird die während einer Periode des gesamten Kreisprozesses zum Ausgleich der Energiebilanz zugefuhrte (verbrauchte) oder abgegebene (gewonnene) mechanische Arbeit zum größten Teil direkt bei der Überführung zumindest einer bestimmten Menge wenigstens einer strömungsfähigen Substanz von einem Speicherraum in einen anderen Speicherraum mit anderem Druck umgesetzt.In the devices and / or methods not cited, the mechanical work supplied (used) or given (won) during a period of the entire cycle to balance the energy balance is largely directly transferred from a storage space when at least a certain amount of at least one fluid substance is transferred moved to another storage space with different pressure.
Dadurch können andere Systeme oder Verfahren einfach integriert werden: Direkte Nutzung der Druckänderung z.B. durch Ersetzung eines mechanisch angetriebenen Kompressors oder Entkopplung der Bewegungen im Arbeitsvolumen von der antreibenden Welle einer Turbine oder eines Kompressors o.a. , die/der durch den Druckunterschied der (im geschlossenen Kreislauf) strömenden Substanz angetrieben wird oder diesen erzeugt. Dadurch kann z.B. ein Generator mit der üblichen Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden und eine Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsfluids in der Größenordnung 1 m/s gegen die Wärmeübergangsflächen und eine entsprechend kleine Temperaturdifferenz bei der Wärmeübertragung erreicht werden, was sich positiv auf den Wirkungsgrad auswirkt und die am Steuersystem auftretenden Beschleunigungen sowie die Strömungsverluste reduziert. Dies ermöglicht einen großvolumigen Aufbau bei dem der Druck im Arbeitsvolumen im Bereich des atmosphärischen Drucks liegt und als Arbeitsfluid Luft verwendet wird, wodurch viele Probleme bzgl. Dichtheit entschärft werden und interessante Anwendungen möglich werden, (vgl. Anwendungsbeispiele)As a result, other systems or processes can be easily integrated: Direct use of the pressure change, for example by replacing a mechanically driven compressor or Decoupling of the movements in the working volume from the driving shaft of a turbine or a compressor or the like, which is driven by or generates the pressure difference of the substance (in a closed circuit) flowing. This means, for example, that a generator can be driven at the usual angular velocity and a flow rate of the working fluid in the order of 1 m / s against the heat transfer surfaces and a correspondingly small temperature difference during heat transfer can be achieved, which has a positive effect on the efficiency and the accelerations occurring on the control system as well as the flow losses are reduced. This enables a large-volume structure in which the pressure in the working volume is in the range of atmospheric pressure and air is used as the working fluid, which alleviates many problems with regard to tightness and makes interesting applications possible (see application examples).
Das zitierte Patent ist, verglichen mit der vorne gewählten abstrakteren Formulierung der Aufsabe. begrenzt auf eine Abkühlune oder Erwärmung eines Heiz- oder Kühlmediums durch den thermischen Kontakt mit Wärmetauschern einer regenerativen Arbeits- oder Wärmekraftmaschine. Dadurch ist eine Reduktion des konstruktiven oder technologischen Aufwandes für Wärmetauscher oder Regenerator ausgeschlossen, die erfindungsgemäß erreicht wird, wenn die Wärmezufuhr in das Arbeitsvolumen dadurch erfolgt, daß das Heizmedium z.B. als heißes Gas in das Arbeitsvolumen durch Ventile aufgenommen und bei tieferer Temperatur wieder durch Ventil(e) abgegeben wird, wodurch darüberhinaus das tote Volumen des Arbeitsvolumens reduziert werden kann, was erfahrungsgemäß ebenso günstig für das Erreichen eines guten Wirkungsgrades ist, wie eine funktionelleThe cited patent is compared to the more abstract formulation of the task chosen above. limited to cooling or heating a heating or cooling medium through thermal contact with heat exchangers of a regenerative work or heat engine. This eliminates a reduction in the constructional or technological outlay for heat exchangers or regenerators, which is achieved according to the invention if the heat is added to the working volume in that the heating medium e.g. is taken up as hot gas in the working volume by valves and is released again at a lower temperature through valve (s), as a result of which the dead volume of the working volume can also be reduced, which experience has shown that it is just as favorable to achieve good efficiency as a functional one
Ersetzung der relativ kleinen Wärmeübergangsfläche des Wärmetauschers durch die sehr viel größere des Regenerators.Replacement of the relatively small heat transfer area of the heat exchanger by the much larger one of the regenerator.
Frischluft kann bei atmosphärischem Druck durch eines der Ventile in das Arbeitsvolumen einströmen, wodurch bei einigen Anwendungen entscheidende Synergieeffekte erzielt werden können.Fresh air can flow into the working volume through one of the valves at atmospheric pressure, which can result in decisive synergy effects in some applications.
So kann z.B. in ein Arbeitsvolumen heiße Luft aufgenommen und als kühlere Luft in einen Raum mit höherem Druck ausgeblasen werden wobei ein Teil der bei der Abkühlung der Luft freigewordenen Wärmeenergie durch den Kühler aufgenommen wurde. Wenn die heiße Frischluft bei atmosphärischem Druck durch Abgase einerFor example, hot air is taken up in a working volume and blown out as cooler air into a room with higher pressure, some of the heat energy released when the air is cooled being taken up by the cooler. When the hot fresh air at atmospheric pressure from exhaust gases
Verbrennungskraftmaschine erwärmt wurde und die kühlere Luft mit höherem Druck dazu verwendet wird, um die Verbrennungskraftmaschine aufzuladen, so sind dabei große Synergieeffekte genutzt, (vgl. Anwendungsbeispiele) Bei Nutzung der Sonnenenergie können kostengünstige Parabolrinnenspiegel verwendet werden, da durch die solare Einstrahlung das Arbeitsmittel Luft erhitzt werden kann und so keine Umwelt- und Entsorgungsprobeme durch austretendes Thermoöl auftreten und auch kein weit verzweigtes Absorber- Rohrleitungssystem zur Hochdruck - Dampferzeugung aufgebaut werden muß, wodurch der thermische Energietransport wesentlich unproblematischer wird. Darüber hinaus können die Erwärmung des Arbeitsmittels über ein großesInternal combustion engine has been heated and the cooler air with higher pressure is used to charge the internal combustion engine, so great synergy effects are used (see application examples). When using solar energy, inexpensive parabolic trough mirrors can be used, since the solar radiation heats the working medium air can and so there are no environmental and disposal problems caused by escaping thermal oil and also no widely branched absorber piping system for high pressure steam generation has to be set up, which makes thermal energy transport much less problematic. In addition, the heating of the work equipment over a large
Temperaturintervall (z.B. 200°C bis 500°C) dazu genützt werden, mit relativ geringem Aufwand eine höhere Endtemperatur des Arbeitsmittels beim Erhitzen im Absorber des Kollektors zu erreichen. Dazu können die Prinzipien optische Konzentration, transluzente Isolation undTemperature interval (eg 200 ° C to 500 ° C) can be used to achieve a higher final temperature of the working fluid when heated in the collector's absorber with relatively little effort. The principles of optical concentration, translucent isolation and
Durchstromung der transluzenten Isolation sehr effektiv kombiniert werdenFlow through the translucent insulation can be combined very effectively
Die Einbindung eines unproblematischen Speichers aus kostengünstigen Materialien ermöglicht bei entsprechender Dimensionierung sogar die saisonale Speicherung derThe integration of an unproblematic storage made of inexpensive materials even allows seasonal storage of the, if dimensioned accordingly
Sonnenstrahlung über mehrere MonateSun radiation over several months
Dadurch wird eine kostengünstige Insellosung möglich wie z B die Versorgung eines abgelegenen Dorfes oder einer KrankenstationThis enables cost-effective isolation, such as the care of a remote village or an infirmary
Prinzip des verwendeten KreisprozessesPrinciple of the cycle used
Die Ausbildung des Temperaturfeldes im Arbeitsvolumen z B bei der Verwendung nur eines Wärmetauschers und der Ablauf eines gesamten Kreisprozesses kann zusammen mit der Aufgabe zugrundeliegenden Problematik durch die folgenden, spezielle Anwendungen betreffenden Ausführungen leichter verstanden werdenThe formation of the temperature field in the working volume, for example when using only one heat exchanger, and the course of an entire cycle can be understood more easily together with the problem underlying the task by the following explanations relating to specific applications
Anwendung des ErfindungsprinzipsApplication of the principle of the invention
Die in Fig 1 dargestellte Vorrichtung kann unter anderem als thermischer Gasverdichter (mit der integrierten Wirkung als Kraftmaschine) arbeiten und bildet aufgrund des einfachen Aufbaus und der relativ einfach möglichen theoretischen Beschreibung des Kreisprozesses eine gute Ausgangsbasis zum Verständnis der komplexeren ebenfalls auf dem Erfindungsprinzip basierenden Maschinen, Vorrichtungen oder Verfahren AufbauThe device shown in FIG. 1 can work, inter alia, as a thermal gas compressor (with the integrated effect as an engine) and, owing to the simple structure and the relatively simple theoretical description of the cycle, forms a good starting point for understanding the more complex machines which are also based on the principle of the invention, Devices or procedures construction
Durch einen Arbeitszylinder als Druckgehause 1, einen gleitend gedichteten Kolben 2. Einlaß- und Auslaßventile 3 bzw 4, wird ein mit Gas als Arbeitsfluid gefülltes Arbeitsvolumen weitgehend eingeschlossenA working volume filled with gas as working fluid is largely enclosed by a working cylinder as pressure housing 1, a slidingly sealed piston 2. Inlet and outlet valves 3 and 4, respectively
In diesem Arbeitsvolumen wird gegen die Zylinderwand 5 gleitend gedichtet ein Rahmen 6 bewegt, auf dem ein Wärmetauscher 7 und ein in der Struktur oder Große unveränderbarer Regenerator 8 so angebracht sind daß sie vom Gas durchströmt werden müssenIn this working volume, a frame 6 is slidably sealed against the cylinder wall 5, on which a heat exchanger 7 and a regenerator 8 which is unchangeable in structure or size are mounted so that the gas must flow through them
Durch federnde Abstandshalter 9 wird zwischen diesem Regenerator 8 und einer von einem Faltenbalg 10 mit umschlossenen, als Regenerator wirkenden reversibel zusammen- und auseinandergehenden Struktur 11, welche aus einem feinen ( 40 - 80 ppi) Schaumstoff besteht oder diesem bzgl Homogenitat oder Zwischenräume nahe kommt, (z B mehrere nebeneinander senkrecht zur Stromungsrichtung angeordnete Lagen aus geprägtem oder gebogenem Metallgewebe) über die gesamte Zylinderflache ein Stromuneskanal 12 sebildet, durch den das Gas vorbei an der Struktur 11 durch das geöffnete Ausgangsventil 4 des Arbeitsvolumens und ein Teil 13 des Rohrleitungssystems zum Ventilator 14 gelangen kann Vom Ventilator kann dieses Gas durch einen Teil 15 des Rohrleitungssystems und einen zu durchströmenden Regenerator 16 in einen Reserveraum 17 einströmen, der von einem Faltenbalg umschlossen wirdBy means of resilient spacers 9, between this regenerator 8 and a structure 11, which is enclosed by a bellows 10 with a reversible, separating structure that acts as a regenerator, and which consists of a fine (40-80 ppi) foam or comes close to it in terms of homogeneity or spaces, (e.g. several layers of embossed or bent metal fabric arranged next to one another perpendicular to the direction of flow) form a flow channel 12 over the entire cylinder surface, through which the gas passes the structure 11 through the opened outlet valve 4 of the working volume and part 13 of the piping system to the fan 14 This gas can flow from the fan through part 15 of the piping system and a regenerator 16 to be flowed through into a reserve space 17 which is enclosed by a bellows
Vom Ventilator 14 oder aus diesem Reserveraum 17 kann das Gas nach der Erhitzung in einem (Gegenstrom-) Wärmetauscher 18 durch ein Teil des Rohrleitungssystems 19 durch die Einlaßventile 3 in das Arbeitsvolumen gelangen Zur Pufferung der Druckschwankungen wird, vor den Ventilator (Turbine) 14 ein Drucktank 20 an das Rohrleitungssystem bei 13 angeschlossen. Der Kolben 2 und der Rahmen 6 werden durch Hydraulikkolben 21 , 22, 23 so periodisch bewegt, wie es in Fig.4, Fig.5, Fig.6 oder der anschließenden Beschreibung des Kreisprozesses charakterisiert ist.After being heated in a (countercurrent) heat exchanger 18 through part of the piping system 19 through the inlet valves 3, the gas can get into the working volume from the fan 14 or from this reserve space 17 To buffer the pressure fluctuations, a pressure tank 20 is connected to the pipe system at 13 in front of the fan (turbine) 14. The piston 2 and the frame 6 are moved periodically by hydraulic pistons 21, 22, 23 as is characterized in FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6 or the subsequent description of the cycle.
Durch die Hydraulikzylinder 21 und 22 wird der Kolben 2 bzgl. der Hubrichtung in der Orientierung stabilisiert.By means of the hydraulic cylinders 21 and 22, the piston 2 is stabilized in the orientation with respect to the stroke direction.
Das Antriebsrohr 24 des Rahmens 6 wird durch den Kolben 2 in Hubrichtung durch Dichtungen aus dem Arbeitsvolumen geführt. Tn diesem Antriebsrohr verlaufen zwei Rohre für das Kühlwasser und sind so gegen die Innenwand des Antriebsrohres abgedichtet, daß zwischen Arbeitsvolumen und Umgebung kein den Kreisprozeß störend beeinflussender Gasaustausch stattfinden kann.The drive tube 24 of the frame 6 is guided by the piston 2 in the stroke direction through seals from the working volume. In this drive pipe, two pipes for the cooling water run and are sealed against the inner wall of the drive pipe in such a way that no gas exchange which interferes with the cycle can take place between the working volume and the environment.
Bewegliche Schläuche 25, 26 verbinden diese Rohre mit festen Anschlüssen 27, 28 eines gekühlten Wasserreservoires. so daß das Kühlwasser in geschlossenem Kreislauf zirkulieren kann.Movable hoses 25, 26 connect these pipes to fixed connections 27, 28 of a cooled water reservoir. so that the cooling water can circulate in a closed circuit.
Die Flüssigkeit im Wärmetauscher 7 sollte gegenüber dem Arbeitsvolumen immer einen niedrigeren Druck aufweisen, so daß keine Flüssigkeit in das Arbeitsvolumen gedrückt wird, was zu gefährlichen plötzlichen Dampfentwicklungen führen könnte, sondern die Flüssigkeit im Wärmetauscher durch einströmendes Arbeitsfluid verdrängt wird.The liquid in the heat exchanger 7 should always have a lower pressure than the working volume, so that no liquid is pressed into the working volume, which could lead to dangerous sudden steam development, but the liquid in the heat exchanger is displaced by the inflowing working fluid.
Wenn das heiße abzukühlende Gas direkt bei 1 in das Rohrleitungssystem der Vorrichtung zum Transfer von Entropie (vgl. Figl) eingebracht und bei 15 wieder entnommen wird, so können die Verluste und der konstruktive Aufwand des Wärmetauscher 18 entfallen. Die Hydraulikkolben 21 , 22 und 23 tauschen über ein gesteuertes Ventilsystem 29 des Steuersystems über eine Hydraulikpumpe 30 mit einem Schwungrad 31 und einer als Elektromotor und/oder Generator wirkenden Komponente 32 mechanische Leistung aus. Vom Teil des Rohrleitungssystem 19 zum Strömungskanal 12 kann durch ein Ventil 33 wahlweise angetrieben durch einen Ventilator 34 oder nicht durch ein weiteres Ventil 35 Arbeitsfluid ausgetauscht werdenIf the hot gas to be cooled is introduced directly into the piping system of the entropy transfer device (see FIG. 1) and removed again at 15, then the losses and the design outlay of the heat exchanger 18 can be eliminated. The hydraulic pistons 21, 22 and 23 exchange mechanical power via a controlled valve system 29 of the control system via a hydraulic pump 30 with a flywheel 31 and a component 32 acting as an electric motor and / or generator. Working fluid can be exchanged from the part of the pipeline system 19 to the flow channel 12 by a valve 33, optionally driven by a fan 34 or not by a further valve 35
Das Ventil 33 bleibt vorerst geschlossenThe valve 33 remains closed for the time being
Im Folgenden wird von der vertretbaren, vereinfachenden Annahme ausgegangen, daß das Arbeitsfluid als ideales Gas im kühlsten Teilvolumen immer die Temperatur Tk hat, d.h. es laufen dort nur isotherme Prozesse ab.The following is based on the justifiable, simplifying assumption that the working fluid as the ideal gas in the coolest partial volume always has the temperature T k , that is, only isothermal processes take place there.
Ermittlung der maximal möglichen Abgabe von Arbeit durch ein erfindungsgemäßes Verfahren und eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei der durch Kopplung mit einem Kreisprozeß eine Gasmenge der Masse mA über einDetermination of the maximum possible delivery of work by a method and a device according to the invention in which, by coupling with a cyclic process, a gas quantity of mass m A over a
Temperaturintervall von T. nach T2 abgekühlt wird.Temperature interval from T. to T 2 is cooled.
Bei der Abkühlung des Gases von T + dT auf T wird die Wärmeenergie dQ = mA * Cp * dT [al] abgegeben. Wird von einem bei Tk gekühlten Kreisprozeß diese Wärmeenergie isotherm bei der Temperatur T aufgenommen, so kann damit maximal die Arbeit dW = η * dQ [a2] ; η = 1 - Tk/T : Carnot - Wirkungsgrad [a3] verrichtet werden.When the gas cools from T + dT to T, the thermal energy dQ = mA * C p * dT [al] is released. If this thermal energy is isothermally absorbed at a temperature T by a circular process cooled at Tk, the work dW = η * dQ [a2]; η = 1 - T k / T: Carnot - efficiency [a3] be performed.
Bei einer Abkühlung des Gases von Ti auf T2 kann dementsprechend die ArbeitWhen the gas cools from Ti to T 2 , the work can be done accordingly
W = *»Α *Cf dT =W = * »Α * C f dT =
verrichtet werden. be performed.
W kann [nach Stephan, Karl: Thermodynamik : Grundlagen und technische Anwendungen; Band 1 Einstoffsysteme; 14. Aufl.; 1992 Springer- Verlag S. 177 ff] als die Exergie der Wärmeenergie bezeichnet werden, welche dem Gas beim Abkühlen von T] auf T entnommen wurde, wenn die Kühlertemperatur Tk gleichgesetzt wird mit der Umgebungstemperatur Tu. f 7A S. 185: Exergie: - Lex = \ \ \ — ) dQW kann [according to Stephan, Karl: Thermodynamics: basics and technical applications; Volume 1 single-substance systems; 14th ed .; 1992 Springer-Verlag p. 177 ff] are referred to as the exergy of the thermal energy which was taken from the gas when cooling from T] to T, if the cooler temperature T k is equated with the ambient temperature T u . f 7A p. 185: Exergy: - L ex = \ \ \ -) dQ
, . TJ Die schraffierte Fläche unter der Kurve von ηC[τk] (T) in Fig.2 ist proportional zu dieser Arbeit W. Dabei wird dem Kreisprozeß die Wärmeenergie Q = mA * cp * (Tι-T2) zugeführt,. TJ The hatched area under the curve of η C [ τ k] (T) in Fig. 2 is proportional to this work W. Thereby the thermal energy Q = m A * c p * (Tι-T 2 ) is added to the cycle
Für den Gesamtwirkungsgrad dieses Kreisprozesses ergibt sich daraus:For the overall efficiency of this cycle, this results in:
r ltges = — w Q = l - T _ k, * r lt g es = - w Q = l - T _ k, *
Wird dem Gas die Wärmeenergie durch den thermischen Kontakt mit vier idealen Wärmetauschern bei den Temperaturen Ti « , Tι,5, TI>75, T2 (vgl. Fig.3) isotherm entnommen, so wird die oben aufgezeigte Exergie um W_ auf die maximal nutzbare Energie W reduziert. Dies ist in Fig.3 dargestellt. Die formale Beschreibung und die Interpretation ergibt sich aus dem Vergleich mit denen zu Fig.2If the thermal energy is taken isothermally from the gas through the thermal contact with four ideal heat exchangers at the temperatures T 1 , T 5 , T I> 75 , T 2 (cf. FIG. 3), the exergy shown above is reduced by W_ to maximum usable energy W reduced. This is shown in Fig.3. The formal description and interpretation result from the comparison with those of Fig. 2
Kreisprozeß, den das Gas in der Vorrichtung zu Fig.l durchläuftCyclic process, which the gas in the device to Fig.l passes
Der Bewegungsablauf ist bestimmt durch das Steuersystem und grob und für die folgende Analyse ausreichend in Fig.4, Fig.5, Fig.6 I dargestellt.The sequence of movements is determined by the control system and is rough and sufficient for the following analysis in Fig.4, Fig.5, Fig.6 I.
Mit der später detaillierter bestätigten Annahme, daß das Regeneratorsystem 11 im Gleichgewichts- Betriebszustand ein Temperaturprofil aufweist, dessen mittlere Temperatur T bedeutend über der Kühlertemperatur Tk liegt, ergibt sich daraus direkt der zeitliche Verlauf der mittleren Temperatur im Arbeitsvolumen Tm(t) und ist in Fig.4, Fig.5, Fig.6 II qualitativ dargestellt. Aufgrund des Reserveraums 17 entspricht der Druck P0 in dem Teil des Rohrleitungssystems 19 vor den Einlaßventilen atmosphärischem Druck. Der Ventilator 14 soll so arbeiten, daß im Raum 13 des Rohrleitungssystems angrenzend an das Auslaßventil 4 der Druck Pi nur gering relativ zur DruckdifferenzWith the assumption confirmed later in more detail that the regenerator system 11 has a temperature profile in the equilibrium operating state, the mean temperature T of which is significantly above the cooler temperature T k , results from this directly the time course of the mean temperature in the working volume T m (t) and is shown qualitatively in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 II. Due to the reserve space 17, the pressure P 0 in the part of the piping system 19 before the inlet valves corresponds to atmospheric pressure. The fan 14 is intended to work in such a way that the pressure Pi in the space 13 of the pipeline system adjacent to the outlet valve 4 is only slight relative to the pressure difference
Pi - P2 verändert wird.Pi - P 2 is changed.
Die Ventile 3 und 4 werden durch den (Strömungs-) Druck des Gases geöffnet oder geschlossen. Bei der entsprechenden Verringerung des Arbeitsvolumens von Va zu Vb durch dieThe valves 3 and 4 are opened or closed by the (flow) pressure of the gas. With the corresponding reduction in the work volume from V a to V b by the
Bewegung des Kolbens 2 in der Zeitperiode a-b-c wird der Druck erhöht, da die Ein-3 und Auslaßventile 4 aufgrund des relativ zu P0 größeren aber relativ zu Pi geringerenMovement of the piston 2 in the time period abc increases the pressure since the inlet 3 and outlet valves 4 are smaller due to the larger relative to P 0 but smaller relative to Pi
Drucks P(t) im Arbeitsvolumen geschlossen sind.Pressure P (t) in the working volume are closed.
Bei der angenommenen isothermen Kompression in der Zeitperiode a-b-c wird vom kühlen Gas im Arbeitsvolumen bei der Temperatur Tk die Wärmeenergie Oahc - J Pn (V)dlr an den Kühler abgegeben.With the assumed isothermal compression in the time period abc, the thermal energy O ahc - JP n (V) dl r is released from the cool gas in the working volume at the temperature T k to the cooler.
An dem Kolben muß durch das Steuersystem in dieser Zeitperiode die Arbeit Wab. = -The work W must be carried out on the piston by the control system during this period . = -
Qabc geleistet werden.Q a bc.
Dieser Arbeit Wab_ entspricht eine in Fig.7 schraffiert eingezeichnete Fläche.This work W from _ corresponds to a hatched area in FIG.
Tn der Zeitperiode c-d-e wird bei konstantem Arbeitsvolumen durch eine Verschiebung des Rahmens 6 mit Kühler 7 und Regenerator 8 das kühlste Teilvolumen kleiner, was zu einem Anstieg der mittleren Temperatur des Gases im Arbeitsvolumen führt. Sobald der Druck P(t) im Arbeitsvolumen am Anfang dieser Zeitperiode etwas über den Druck P auf der anderen Seite des Auslaßventils 4 steigt, wird dieses Ventil geöffnet und die mit dem Anstieg der mittleren Temperatur verbundene Ausdehnung des Gases bewirkt, daß eine Gasmenge der Masse mA aus dem Arbeitsvolumen durch das Auslaßventil ausströmt, im Ventilator 14 adiabatisch expandiert wird und dabei die Arbeit Wnutz verrichtet, welche in Fig.7 einer Fläche entspricht.In the time period cde, the coolest partial volume becomes smaller with a constant working volume due to a displacement of the frame 6 with cooler 7 and regenerator 8, which leads to an increase in the average temperature of the gas in the working volume. As soon as the pressure P (t) in the working volume rises slightly above the pressure P on the other side of the outlet valve 4 at the beginning of this period of time, this valve is opened and the expansion of the gas associated with the rise in the mean temperature causes a gas quantity of the mass m A flows out of the working volume through the outlet valve, is expanded adiabatically in the fan 14 and thereby does the work W nu tz, which corresponds to an area in FIG.
Es gilt:The following applies:
» _, =(^ - ^)*^ + J(^)- ^K; Pad{v)^y *Po *v-κ- κ = cP icv »_, = (^ - ^) * ^ + J (^) - ^ K; P ad { v ) ^ y * Po * v- κ - κ = c P ic v
''_'' _
= /> *v2 - p0 *v2 -v * P0 = / > * v 2 - p 0 * v 2 -v * P 0
= Pi * Vi - Vi * P0 + cr * mA * (TB - T2 )= P i * V i - V i * P 0 + c r * m A * (T B - T 2 )
Bemerkung: Bei gegebenem Druckverhältnis Pj/Po ergibt sich T2 unabhängig von mA mitNote: For a given pressure ratio Pj / Po, T 2 is independent of m A
Wnutz = Cp * mA * ( Ti - T2) * ηges Jedes Volumen V kann durch eine entsprechende evtl. sehr kleine Aufteilung so in Teilvolumina V mit V = ^ Vt aufgeteilt werden, daß für V; ohne eine effektiveW util = C p * m A * (Ti - T 2 ) * η tot Each volume V can be divided into partial volumes V with V = ^ V t by a corresponding, possibly very small division, such that for V; without an effective
Verfälschung der thermodynamischen Beschreibung angesetzt werden kann:Falsification of the thermodynamic description can be applied:
P *V = N * k * T ; N = * — * — * V T,P * V = N * k * T; N = * - * - * V T,
I h B i λι kB: Boltzmannkonstante; T; : Temperatur in V; ; Ν; Anzahl von Gas-Molekülen inI h B i λ ι B : Boltzmann constant; T; : Temperature in V; ; Ν; Number of gas molecules in
V,V,
Mathematische Begründung:Mathematical reasoning:
Aufgrund der Wärmeleitung kann von einem stetig differenzierbaren Temperaturfeld ausgegangen werden, vgl. Riemann - Integrale Es gilt dann allgemein:Due to the heat conduction, a continuously differentiable temperature field can be assumed, cf. Riemann - Integrale The following then applies in general:
N = — * i[-m^- d3rN = - * i [-m ^ - d 3 r
Anzahl der pro Periode mit dem Arbeitsvolumen ausgetauschten Gas-Moleküle:Number of gas molecules exchanged with the working volume per period:
Bemerkung: die Buchstaben im Index z.B. c in Νc kennzeichnen einen in Fig.4, Fig.5, Fig.6 definierten Zeitpunkt des Kreisprozesses Bestimmung der Masse der ausgetauschten GasmengeNote: the letters in the index, eg c in Ν c, indicate a point in time of the cycle defined in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6, determining the mass of the gas quantity exchanged
mc : Masse des Gases im Arbeitsvolumen zum Zeitpunkt cm c : mass of the gas in the working volume at time c
für die Zeitperiode c-d-e gilt:for the time period c-d-e:
Tn der Zeitperiode e-f-g wird das Arbeitsvolumen durch die Kolbenbewegung vergrößert In the time period efg, the working volume is increased by the piston movement
Dabei soll das Gas relativ zu den Wärmeübergangsflächen, welche f r den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksam sind, nicht strömen. Da in dieser Zeitperiode das Gas im gesamten Arbeitsvolumen in direktem Kontakt mit Wärmeübergangsflächen zu großen Wärmekapazitäten steht, welche für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksam sind und aufgrund deren speziellen Bewegung das Gas relativ dazu nicht bewegt wird, kann diese Zeitperiode des Kreisprozesses durch eine isotherme Expansion beschrieben werden, wobei für die ausgetauschte Wärmeenergie oder Arbeit die selben Formeln gelten, wie für die Zeitperiode a-b-cThe gas should not flow relative to the heat transfer surfaces which are necessary for the thermodynamic cycle. Since the gas in the entire working volume is in direct contact with heat transfer surfaces in this period of time to large heat capacities, which are necessary for the thermodynamic cycle and due to their special movement, the gas is not moved relative to it, this period of the cycle can be described by an isothermal expansion the same formulas apply to the exchanged thermal energy or work as for the time period abc
So ist es möglich, diese Energie in einem schwingenden System zu speichern und zur Kompression wieder abzugeben (z.B. durch eine schwingende Wassersäule in einem U-förmigen Rohr evtl. mit einem als Luftfeder wirkenden Hohlraum als Begrenzung. Für die in der Zeitperiode g-h-a aufgenommene Gasmenge gilt: (vgl. c-d-e)This makes it possible to store this energy in a vibrating system and to release it again for compression (e.g. by a vibrating water column in a U-shaped tube, possibly with a cavity acting as an air spring as a limitation. For the amount of gas absorbed in the period gha applies : (cf. cde)
ffl ha — ttlAcde ma : Masse des Gases im Arbeitsvolumen zum Zeitpunkt affl ha - ttlLcde m a : mass of the gas in the working volume at time a
Der Temperaturverlauf, das Temperaturfeld T(r) in der Vorrichtung zu Fig.1 In der Zeitperiode e-f-g füllt die weitgehend homogene Regeneratorstruktur 1 1 mit relativ zum Gas im Arbeitsvolumen sehr großer, im Folgenden als unendlich angenommener Wärmekapazität weitgehend das ganze Arbeitsvolumen aus und dasThe temperature profile, the temperature field T (r) in the device in FIG. 1. In the time period e-f-g, the largely homogeneous regenerator structure 1 1 fills the entire working volume with a very large heat capacity that is assumed to be infinite in the following, and this as infinite
Arbeitsvolumen wird durch die Verschiebung des Kolbens expandiert.Working volume is expanded by the displacement of the piston.
Aufgrund der speziellen Bewegung finden im Arbeitsvolumen nur isotherme Prozesse statt.Due to the special movement, only isothermal processes take place in the work volume.
Ansatz:Approach:
Das Arbeitsvolumen sei durch E - 1 senkrecht zum Hub angeordnete Ebenen in E gleich große Teilvolumina aufgeteilt Aufgrund der Symmetrie ist auf diesen Ebenen die Temperatur im Idealfall konstant. Der Regenerator- truktur 1 1 in jedem dieser Teilvolumina wird durch die isotherme Expansion des Gases die Wärmeenergie Q, = 1/E * Qefg entnommen, i e[l;E] Während der Zeitperiode g-h-a wird der Regenerator- Struktur 11 durch die Abkühlung der durch die Einlaßventile 3 einströmenden heißen Gasmenge der Masse mA bei jeder Periode effektiv Energie zugeführt, da dadurch insgesamt eine größere Gasmenge vom heißen in den kälteren Teil der Regeneratorstruktur 11 strömt, als bei der umgekehrten Strömungsrichtung. Das j-te dieser Teilvolumina werde (vgl. oben ) durch die isothermen Ebenen derThe working volume is divided by E - 1 planes arranged perpendicular to the stroke into E partial volumes of equal size. Due to the symmetry, the temperature is ideally constant on these planes. The heat energy Q, = 1 / E * Q e f g is withdrawn from the regenerator structure 11 in each of these partial volumes by the isothermal expansion of the gas, ie [l; E]. During the time period gha, the regenerator structure 11 is removed by the Cooling of the hot gas quantity of the mass m A flowing in through the inlet valves 3 effectively supplies energy at each period, since as a result a larger amount of gas flows from the hot part into the colder part of the regenerator structure 11 than in the reverse flow direction. The jth of these partial volumes is (see above) through the isothermal levels of the
Temperatur Tj und Tj+ι begrenzt. Die Gasströmung während einer Periode führt diesem Teilvolumen die Wärmeenergie Qj = mA * Cp * (Tj - Tj-. i) zu.Temperature T j and T j + ι limited. The gas flow during a period leading this part of the heat energy Q Volume * j = m A * C p (T j -. Tj i).
Für die Ausbildung eines Betriebszustandes im Gleichgewicht muß gelten:The following must apply to the formation of an operating state in equilibrium:
Qj = mA * Cp * ( Tj - Tj+ 1) = Q; = 1/E * Qefg Qj = m A * C p * (T j - T j + 1 ) = Q ; = 1 / E * Q efg
Aus (Tj - Tj+i) = (mA * Cp *E V1 * Qefg folgt für T(r) ein linearer Temperaturverlauf inFrom (Tj - Tj + i) = (m A * C p * EV 1 * Q e f g , a linear temperature curve in for T (r) follows
Hubrichtung.Stroke direction.
Erreichen einer größeren Temperaturdifferenz T, - T2 beim Einsatz der in Fig.l charakterisierten Vorrichtung als thermischer GasverdichterReaching a larger temperature difference T, - T 2 when using the device characterized in Fig.l as a thermal gas compressor
Sollen in einer Anlage größere Temperaturunterschiede des vom Arbeitsvolumen aufgenommenen und abgegebenen Gases erreicht werden, so muß in der Zeitperiode g-h-a eine Gasmenge der Masse mH durch ein weiteres Einlaßventil 35 in denIf larger temperature differences of the gas absorbed and released by the working volume are to be achieved in a system, a gas quantity of mass m H must be passed through a further inlet valve 35 in the time period gha
Strömungskanal 12 aus dem Teil des Rohrleitungssystems 15 einströmen.Flow channel 12 flows from the part of the piping system 15.
D.h. das Ventil 33 ist offen, der Ventilator 34 kann stehenbleiben.That the valve 33 is open, the fan 34 can stop.
Bei unverändertem Ti, T2, Po kann Pi so gewählt werden, daß die insgesamt eingesaugte Gasmenge konstant bleibt, d.h. durch diese Maßnahme verringert sich dieWith unchanged Ti, T 2 , Po, Pi can be selected so that the total amount of gas sucked in remains constant, ie this measure reduces the
Masse mA des Gases, das heiß eingesaugt und bei niedrigerer Temperatur und höherem Druck ausgepreßt wird, um ΠIH.Mass m A of the gas, which is sucked in hot and pressed at a lower temperature and pressure to umIH.
Dadurch wird mit dem Regeneratorsystem 11 während einer Periode wenigerAs a result, the regenerator system 11 becomes less during a period
Wärmeenergie ausgetauscht. Dabei muß das Druckverhältnis Pi/ P0 kleiner sein.Exchanged thermal energy. The pressure ratio Pi / P 0 must be smaller.
Bei unverändertem Tl5 P P0 wird dem Regeneratorsystem 1 1 nur dann während einer Periode dieselbe Wärmeenergiemenge zugeführt, wenn die ausgetauschte Gasmenge stärker abgekühlt wird. So kann bei gleichem Druckverhältnis Pi/Po eine größere Temperaturdifferenz T] - T2 erreicht werden.If T l5 PP 0 remains unchanged, the same amount of thermal energy is supplied to the regenerator system 11 only during a period when the exchanged gas quantity is cooled more intensely. In this way, a larger temperature difference T] - T 2 can be achieved with the same pressure ratio Pi / Po.
Bei konstantem Druckverhältnis Pi/Po kann die Temperatur T2 durch eine einfache Thermostat - Steuerung für das Einlaßventil 35 relativ einfach stabilisiert werden. Das Einlaßventil 35 wird dabei nur dann geöffnet, wenn das Gas bei 15 die festgelegte Temperatur (gerade) überschreitet.At a constant pressure ratio Pi / Po, the temperature T 2 can be stabilized relatively easily by a simple thermostat control for the inlet valve 35. The inlet valve 35 is only opened when the gas (15) exceeds the specified temperature (even).
Evtl. genügt es auch, den Strömungswiderstand im Bereich des Einlaßventils 35 bei zunehmender Temperatur des Gases bei 15 kleiner werden zu lassen, z. B. durch eine durch ein Bi-Metall gesteuerte Klappe welche den Querschnitt für die Strömung ändert.Possibly. it is also sufficient to let the flow resistance in the area of the inlet valve 35 become smaller at 15 with increasing temperature of the gas, e.g. B. by a flap controlled by a bi-metal which changes the cross section for the flow.
Erreichen einer größeren Temperaturdifferenz T, - T2 beim Einsatz der in Fig.l charakterisierten Vorrichtung als thermischer Gasverdichter Sollen in der Anlage bei der Abkühlung des ausgetauschten Gases um eine bestimmte Temperaturdifferenz ein größeres Druckverhältnis Pi/Po erreicht werden, so muß in der Zeitperiode g-h-a die Gasmenge der Masse mB durch ein weiteres (angesteuertes) Auslaßventil 35 aus dem Strömungskanal 12 mit einem Ventilator 34 gesaugt werden, der im Idealfall durch verstellbare Elemente nur in dieser Zeitperiode die dazu notwendige relativ zu Pi - P0 kleine Druckdifferenz aufbringt. Diese Gasmenge wird dem Raum 15 des Rohrleitungssystems zugeführt.Reaching a larger temperature difference T, - T 2 when using the device characterized in Fig.l as a thermal gas compressor If a larger pressure ratio Pi / Po is to be achieved in the system when the exchanged gas is cooled by a certain temperature difference, then the gas quantity of mass m B must be passed through a further (controlled) outlet valve 35 from the flow channel 12 with a fan in the time period gha 34 are sucked, which in the ideal case only produces the necessary pressure difference relative to Pi - P 0 due to adjustable elements in this time period. This amount of gas is supplied to the space 15 of the piping system.
D.h. offenes Ventil 33.That open valve 33.
Wenn vier solche Arbeitsvolumina um 90° phasenverschoben arbeiten, so kann ein handelsüblicher Ventilator gleichmäßig durchlaufen, d.h. nur die Auslaßventile 35 müssen mit etwas Kraft- und Energieaufwand gesteuert werden. Bei unverändertem Ti, T2,P0 wird dadurch die ausgetauschte und abgekühlte Gasmenge mA um mB vergrößert und dem Regeneratorsystem 11 wird während einer Periode eine größere Menge an Wärmeenergie zugeführt. Diese größere Wärmeenergie wird dem Regeneratorsystem 1 1 in der Zeitperiode e-f-g während der effektiv isothermen Expansion des Gases von Pi auf P0 wieder teilweise entzogen, wobei ein größeres Druckverhältnis Pi/Pn erreicht werden kann und so insgesamt DΓO Periode mehr Energie umgesetzt wird, wobei die am Regenerator 8 oder am Regeneratorsystem 1 1 insgesamt ausgetauschte Wärmeenergie wie auch die damit zusammenhängenden thermischen Verluste in einem weit geringerem Verhältnis erhöht werden.If four such working volumes are phase-shifted by 90 °, a commercially available fan can run evenly, ie only the outlet valves 35 have to be controlled with a little effort and energy. With unchanged Ti, T 2 , P 0 , the exchanged and cooled gas quantity m A is thereby increased by m B and the regenerator system 11 is supplied with a larger quantity of thermal energy during a period. This greater thermal energy is partially withdrawn from the regenerator system 1 1 in the time period efg during the effectively isothermal expansion of the gas from Pi to P 0 , a larger pressure ratio Pi / Pn being able to be achieved and thus a total of DΓO period more energy being implemented, the on the regenerator 8 or on the regenerator system 1 1, the total heat energy exchanged and the associated thermal losses can be increased in a much lower ratio.
Insgesamt wird dadurch ein besserer Wirkungsgrad erreicht. Wenn der Massenstrom durch den verstellbaren Ventilator in 3 Stufen (aus, mittel, groß) eingestellt werden kann und die Stufe groß immer beim Unterschreiten einer bestimmten Temperatur durch einen Thermostaten eingeschaltet wird, so kann die Temperatur T dadurch mit relativ geringem Aufwand ausreichend bei einem Wert stabilisiert werden.Overall, this results in better efficiency. If the mass flow through the adjustable fan can be set in 3 stages (off, medium, large) and the large stage is always switched on when a temperature falls below a certain temperature, then the temperature T can be sufficient with a value with relatively little effort be stabilized.
Einsatz der in Fig.l charakterisierten Vorrichtung als KältemaschineUse of the device characterized in Fig.l as a refrigerator
Die in Fig.1 dargestellte Vorrichtung kann auch als Kältemaschine betrieben werden, welche eine Gasmenge über ein großes Temperaturintervall abkühlt,The device shown in FIG. 1 can also be operated as a refrigerator, which cools a quantity of gas over a large temperature interval,
Dazu muß der dann angetriebene Ventilator ( Turbine) 14 das Gas aus dem Teil des Rohrleitungssystems 19 mit dem Druck P0 in den Teil 13 mit Pi drücken. Die Strömungsrichtung des Gases wird (im Arbeitsvolumen überall) umgekehrt, der Aufbau der Vorrichtung und der Bewegungsablauf bleiben wie in Fig.l bzw. Fig.4, Fig.5, Fig.6 dargestellt erhalten.For this purpose, the then driven fan (turbine) 14 must press the gas from the part of the piping system 19 with the pressure P 0 into the part 13 with Pi. The direction of flow of the gas is reversed (everywhere in the working volume), the structure of the device and the movement sequence remain as shown in Fig.l or Fig.4, Fig.5, Fig.6.
Das Auslaßventil 4 wird zu einem Einlaßventil indem es bei unveränderter Anschlagsrichtung in der Zeitperiode c-d-e z.B. durch eine angreifende mit dem Steuersystem verbundene Feder gegen den Strömungsdruck offengehalten wird. Das dann mit dem Druck Pi einströmende Gas gibt bei der Abkühlung Wärmeenergie an das Regeneratorsystem 1 1 ab.The exhaust valve 4 becomes an intake valve in that, with the stop direction unchanged in the time period c-d-e, e.g. is held open against the flow pressure by an attacking spring connected to the control system. The gas then flowing in with the pressure Pi releases thermal energy to the regenerator system 11 during cooling.
Dem Regeneratorsystem wird während der Zeitperiode e-f-g bei der effektiv isothermen Expansion des Gases (wie vorne beim Gasverdichter; Kraftmaschinen) von Pi auf P0 Wärmeenergie entzogen. Wie vorne bei der Beschreibung der Kraftmaschine gezeigt, wird auch bei der Kältemaschine durch das Zusammenwirken der Teilprozesse in den Zeitperioden c-d-e und e-f-g ein in Hubrichtung lineares Temperaturfeld T ( r) in der Regeneratorstruktur 1 1 ausgebildet, dessen mittlere Temperatur Tm bei der Kältemaschine unter der Kühlertemperatur Tk liegt, (zeitliche Entwicklung von Tm(t) in Fig.4, Fig.5, Fig.6: Ersetze max. Tm(t) durch min. T(t).Thermal energy is withdrawn from the regenerator system during the time period efg during the effectively isothermal expansion of the gas (as at the front in the gas compressor; engines) from Pi to P 0 . As the front shown in the description of the engine is cde even when the refrigeration machine through the interaction of the partial processes in the time periods and efg a linear in the stroke direction temperature field T (r) formed in the regenerator 1 1, the mean temperature T m in the Refrigeration machine is below the cooler temperature T k (development over time of T m (t) in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6: replace max. T m (t) by min. T (t).
Dadurch wird die mittlere Temperatur im Arbeitsvolumen beim Zusammenschieben des Regeneratorsystems 11 in der Zeitperiode g-h-a vergrößert. Die Einlaßventile der Kraftmaschine 3 können bei der Kältemaschine als Auslaßventile wirken, wenn sie bei unveränderter Anschlagsrichtung in dieser Zeitperiode g-h-a z.B. durch eine angreifende, mit dem Steuersystem verbundene Feder gegen denAs a result, the average temperature in the working volume when the regenerator system 11 is pushed together is increased in the time period g-h-a. The intake valves of the engine 3 can act as exhaust valves in the refrigeration machine if, with the stop direction unchanged, g-h-a e.g. by an attacking spring connected to the control system against the
Strömungsdruck offengehalten werden und Gas aufgrund der Erhöhung der mittlerenFlow pressures are kept open and gas due to the increase in the mean
Temperatur im konstanten Arbeitsvolumen bei konstantem Druck P0 in den Teil des Rohrleitungssystem 19 ausströmt.Temperature in the constant working volume at constant pressure P 0 flows into the part of the piping system 19.
Bevor dieses Gas erneut durch den Ventilator (Turbine) verdichtet wird, nimmt es imBefore this gas is compressed again by the fan (turbine), it takes in
Wärmetauscher 18 die von der Abkühlung des anderen Gasstromes stammendeHeat exchanger 18 that comes from the cooling of the other gas stream
Wärmeenergie auf.Thermal energy.
Wenn das abzukühlende Gas direkt bei 15 in das Rohrleitungssystem der Kältemaschine (vgl. Figl ) eingebracht und bei 19 wieder entnommen wird, so können die Verluste und der konstruktive Aufwand des Wärmetauscher 18 entfallen.If the gas to be cooled is introduced directly into the piping system of the refrigerator (see FIG. 1) at 15 and removed again at 19, the losses and the structural outlay of the heat exchanger 18 can be eliminated.
Tn der Zeitperiode c-d-e wird bei konstantem Arbeitsvolumen die mittlere Temperatur des Gases im Arbeitsvolumen durch die Ausdehnung des Regeneratorsystems 11 erniedrigt, was aufgrund des offengehaltenen Ventils 4 bei konstantem Druck P! zu einem Einströmen von wärmerem Gas, einer zusätzlichen Wärmeenergiezuführ an dieIn the time period cde, the mean temperature of the gas in the working volume is reduced by the expansion of the regenerator system 11 at a constant working volume, which is due to the valve 4 being kept open at a constant pressure P ! for an inflow of warmer gas, an additional supply of thermal energy to the
Regeneratorstruktur 1 1 und der Schließung des Kreisprozesses führt.Regenerator structure 1 1 and the closure of the cycle leads.
Erreichen einer größeren Temperaturdifferenz Tj - T2 beim Einsatz der in Fig.l charakterisierten Vorrichtung als Kältemaschine Die in Fig.1 dargestellte und bereits als Kraftmaschine beschriebene Vorrichtung kann, wie bereits weitgehend vorne dargestellt, auch als Kältemaschine betrieben werden. Wie bei der Kraftmaschine kann bei offenem Ventil 33 und stehendem Ventilator 34 ein größerer Temperaturunterschied der vom Arbeitsvolumen aufgenommenen und abgegebenen Gasmenge der Masse mA erreicht werden, wenn in der Zeitperiode g-h-a eine Gasmenge der Masse mH durch das in diesem Fall bei gleichem Anschlag als Auslaßventil wirkende Ventil 35 in den Raum 15 ausströmt, welches in dieser Zeitperiode g-h-a durch das Steuersystem gegen den Strömungsdruck offengehalten wird. Tn der selben Zeitperiode g-h-a wird auch Luft durch die Turbine 14 und das Ventil 4 in das Arbeitsvolumen gedrückt. Bei unveränderten T1; Pi, Po wird dem Regeneratorsystem 11 während einer Periode nur dann eine gleich große Wärmeenergie zugeführt, wenn das Gas stärker abgekühlt wird.Reaching a larger temperature difference Tj - T 2 when using the device characterized in FIG. 1 as a refrigeration machine The device shown in FIG. 1 and already described as a motor machine can, as already largely shown at the front, also be operated as a refrigeration machine. As with the engine, with the valve 33 open and the fan 34 stopped, a greater temperature difference in the amount of gas of the mass m A taken up and given off by the working volume can be achieved if, in the period gha, a gas amount of the mass mH by in this case with the same stop as an exhaust valve acting valve 35 flows into the space 15, which is kept open gha by the control system against the flow pressure in this time period. In the same time period gha, air is also pushed into the working volume by the turbine 14 and the valve 4. With unchanged T 1; Pi, Po is supplied to the regenerator system 11 during a period of equal heat energy only when the gas is cooled more.
So kann bei gleichem Druckverhältnis PΪ/PO eine größere Temperaturdifferenz Ti - T erreicht werden. Bei konstantem Druckverhältnis Pi Po kann die Temperatur T2 durch eine einfache Thermostat- Steuerung für das Auslaßventil 35 relativ einfach stabilisiert werden. Das Auslaßventil 35 wird dabei nur dann geöffnet, wenn das Gas bei 19 die festgelegte Temperatur (gerade) überschreitet. Erreichen einer kleineren Temperaturdifferenz Tt - T2 beim Einsatz der in Fig.l charakterisierten Vorrichtung als KältemaschineA larger temperature difference Ti - T can be achieved with the same pressure ratio P Ϊ / P O. At a constant pressure ratio Pi Po, the temperature T 2 can be stabilized relatively easily by a simple thermostat control for the outlet valve 35. The outlet valve 35 is only opened when the gas at 19 exceeds the specified temperature (even). Reaching a smaller temperature difference T t - T 2 when using the device characterized in Fig.l as a refrigerator
Die in Figur 1 dargestellte Kraftmaschine kann, wie bereits vorne dargestellt auch als Kältemaschine betrieben werden. Soll wie bei der Kraftmaschine auch bei der Kältemaschine für eine bestimmte Abkühlung mit einer größeren Druckdifferenz P - Po gearbeitet werden, so kann dies erreicht werden, wenn in der Zeitperiode g-h-a die Gasmenge der Masse mB durch ein weiteres (angesteuertes) Einlaßventil 35 in den Strömungskanal 12 mit einem Ventilator 34 aus dem Raum 15 eingeblasen wird. Dem Regeneratorsystem 1 1 wird dadurch im Betriebszustand eine im Vergleich zum Betrieb ohne das Ventil 35 entsprechend größere Wärmeenergie zugeführt und bei der isothermen Expansion in der Zeitperiode e-f-g durch eine Expansion mit größerem Druckverhältnis Pi Po entsprechend mehr Wärmeenergie wieder entzogen. Die Vorteile dieser Maßnahmen oder die Regelung der Temperatur T2 sind weitgehend analog wie bei der entsprechend betriebenen Kraftmaschine zu Fig.1The engine shown in FIG. 1 can, as already shown above, also be operated as a refrigerator. If, as in the case of the engine, a larger pressure difference P - Po is also to be used for the cooling machine for a certain cooling, then this can be achieved if, in the time period gha, the gas quantity of the mass m B is passed through a further (controlled) inlet valve 35 into the Flow channel 12 is blown from the room 15 with a fan 34. As a result, the regenerator system 11 is supplied with a correspondingly greater thermal energy in comparison to operation without the valve 35 and, in the case of isothermal expansion in the time period efg, an appropriately greater thermal energy is extracted again by expansion with a larger pressure ratio Pi Po. The advantages of these measures or the regulation of the temperature T 2 are largely analogous to those of the correspondingly operated engine in FIG. 1
Wirkung als WärmepumpeEffect as a heat pump
Wenn bei den vorne beschriebenen Kältemaschinen das Steuersystem durch Umkehr aller Bewegungsrichtungen so läuft, daß die bewegten Teile ihre Position gemäß Fig.4, Fig.5, Fig.6 in der umgekehrten Reihenfolge h-g-f-e-d-c-b-a h ändern und Ventilator- Arbeitsrichtungen relativ zu Fig.1 unverändert bleiben, so wirken diese Vorrichtungen als Wärmepumpen, welche das eingeblasene Gas über vergleichbare Temperaturintervalle bei vergleichbaren Druckverhältnissen erwärmen, anstatt abzukühlen.If the control system in the chillers described above runs by reversing all directions of movement so that the moving parts change their position according to Fig.4, Fig.5, Fig.6 in the reverse order hgfedcba h and fan working directions relative to Fig.1 unchanged remain, these devices act as heat pumps, which heat the blown gas over comparable temperature intervals under comparable pressure conditions instead of cooling it.
Der Kreisprozeß beim Einsatz einer Vorrichtung nach Fig.l als WärmepumpeThe cycle when using a device according to Fig.l as a heat pump
In der Zeitperiode g-f-e wird bei der isothermen Kompression (bei geschlossenenIn the period g-f-e the isothermal compression (with closed
Ventilen) des Gases von P0 auf Pi dem Regeneratorsystem 11 Wärmeenergie zugeführt Beim Zusammenschieben des Regeneratorsystems 11 in der Zeitperiode e-d-c wird durch das offengehaltene Ventil 4 von der Turbine Gas der Temperatur TH vomValves) of the gas from P 0 to Pi of the regenerator system 11 are supplied with thermal energy. When the regenerator system 11 is pushed together in the time period edc, the open valve 4 from the turbine causes gas temperature T H from
Arbeitsvolumen bei dem Druck Pi aufgenommen, da die mittlere Temperatur abgesenkt wird.Working volume recorded at the pressure Pi, since the mean temperature is lowered.
In der Zeitperiode c-b-a wird das Gas bei geschlossenen Ventilen auf den Druck Po expandiert, und so dem Wärmetauscher Wärmeenergie bei der Temperatur T entnommen. In der Zeitperiode a-h-g wird die mittlere Temperatur im Arbeitsvolumen mit der Ausdehnung des Regeneratorsystems 1 1 erhöht und bei Po wird durch dieIn the time period c-b-a, the gas is expanded to the pressure Po when the valves are closed, and thermal energy at the temperature T is thus removed from the heat exchanger. In the time period a-h-g, the average temperature in the working volume is increased with the expansion of the regenerator system 1 1 and at Po is by the
Ventile 3 Gas der Temperatur Ti abgegeben.Valves 3 gas of temperature Ti released.
Wenn dazu simultan durch das Ventil 35 Gas mit ca. der Temperatur TH von Ventilator 34 aus dem Raum 15 in den Strömungskanal 12 geschoben wird, so wird die Differenz der Temperaturen TH - Ti bei gleichem Druckverhältnis Pi / Po verkleinert.If for this purpose gas 35 with the temperature T H of fan 34 is simultaneously pushed out of space 15 into flow channel 12 by valve 35, the difference in temperatures T H - Ti is reduced at the same pressure ratio Pi / Po.
Diese Änderungsmaßnahme führt wie bei der Kraftmaschine bei thermischen Verlusten in etwa der selben Größe zu einer größeren Umsetzung von mechanischer Energie. Wenn in der Zeitperiode a-h-g durch das über die Gastemperatur bei 15 gesteuerteAs with the engine, this change measure leads to a greater conversion of mechanical energy in the case of thermal losses of approximately the same size. If in the period a-h-g controlled by the gas temperature at 15
Ventil 35 Gas aus dem Arbeitsvolumen in den Raum 15 des Rohrleitungssystem gelangt, so kann dadurch eine größere Temperaturdifferenz erreicht werden (vgl. Fig.l entsprechende Kälte oder Kraftmaschine)Valve 35 gas from the working volume in room 15 of the piping system arrives, a larger temperature difference can be achieved (see Fig. 1 corresponding refrigeration or power machine)
Mit dieser Wärmepumpe kann Frischluft gefiltert und erwärmt werden. Die Regeneratoren im Arbeitsvolumen wirken als Filter.With this heat pump, fresh air can be filtered and heated. The regenerators in the working volume act as filters.
Die der Frischluft zugeführten Wärmeenergie stammt zum Teil aus einem kälteren Wärmereservoir wie der Umgebungsluft oder dem Grundwasser. Die skizzierte Wärmepumpe kann so konstruiert sein, daß die Luft praktisch nicht in den Kontakt mit Schmierstoffen kommt und die Filter bei Verschmutzung einfach gewechselt werden können.The heat energy supplied to the fresh air partly comes from a colder heat reservoir such as the ambient air or the groundwater. The sketched heat pump can be constructed in such a way that the air practically does not come into contact with lubricants and the filters can be easily replaced if they are dirty.
heißes Gas + kühles Gas ergibt warmes Gas mit höherem Druckhot gas + cool gas gives warm gas with higher pressure
Um in ein Arbeitsvolumen zwei Gasmengen der Massen mi, m2 mit den TemperaturenIn order to work two volumes of gas with the masses mi, m 2 with the temperatures
Ti, bzw. T2 aufzunehmen und bei einer zwischen T! und T2 liegenden Temperatur T3 bei höherem Druck wieder abgeben zu können, muß im Vergleich zu den in Fig.1 dargestellten Entropietransformatoren folgendes abgeändert werden: a.) am Kolben 2 sind Ventile der Art 3 angebracht, durch welche das kalte Gas aus einem relativ zur Änderung des Arbeitsvolumen großen mit dem Zylinder 1 gebildeten Pufferraum in das Arbeitsvolumen einströmen kann. Zwischen diesen Ventilen und dem angetriebenen flachen Rahmen 6 des Regenerators 8 ist ein zu 11 analoges Regeneratorsystem angeordnet. Der Wärmetauscher 7 kann entfallen. Der Bewegungsablauf, sowie die Änderung der mittleren Temperatur Tm(t) oder der Druck im Arbeitsvolumen P(t) entsprechen dennoch weitgehend den qualitativenTi, or T 2 record and at a between T ! and T 2 lying temperature T 3 at higher pressure, the following must be changed in comparison to the entropy transformers shown in Fig.1: a.) on the piston 2 valves 3 of type 3 are attached, through which the cold gas from a large buffer space formed with the cylinder 1 can flow into the working volume relative to the change in the working volume. A regenerator system analogous to 11 is arranged between these valves and the driven flat frame 6 of the regenerator 8. The heat exchanger 7 can be omitted. The movement sequence, as well as the change in the average temperature T m (t) or the pressure in the working volume P (t), however, largely correspond to the qualitative ones
Darstellungen in Fig.4, Fig.5, Fig.6. In der Zeitperiode g-h-a wird durch die jeweiligen Ventile Gas mit der Temperatur Tx, bzw. T2 eingesaugt. Bei einer entsprechendenRepresentations in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6. In the period gha, gas with the temperature T x or T 2 is sucked in through the respective valves. With a corresponding
Einstellung des Verhältnisses der Massen der eingesaugten Gasmengen rti] (Tt) und m2, ergibt sich in Hubrichtung ein linearer Temperaturverlauf. Dies müßte sich für denSetting the ratio of the masses of the sucked-in gas quantities rti] (T t ) and m 2 results in a linear temperature curve in the stroke direction. This should be for the
Wirkungsgrad als ideal erweisen.Efficiency prove to be ideal.
Durch Ventile müssen die in das Arbeitsvolumen einströmenden Gasmengen entsprechend reguliert werden.Valves must be used to regulate the amount of gas flowing into the working volume.
Soll das kühlere Gas nur eine geringere Temperaturänderung erfahren, so wird wie vorne beschrieben während dessen Einströmvorgang durch ein weiteres Ventil (vgl.If the cooler gas is only to experience a smaller change in temperature, then another valve (cf.
35) mit einem Ventilator Gas aus dem Arbeitsvolumen gesaugt.35) sucked gas from the working volume with a fan.
Zum Strömungskanl 12 kommt ein weiterer spiegelbildlich zum Regenertor 8 angeordneter Strömungskanal für das aus dem Arbeitsvolumen strömende Gas.In addition to the flow channel 12 there is a further flow channel arranged in mirror image to the rain gate 8 for the gas flowing out of the working volume.
An jeden dieser Strömungskanäle grenzen jeweils die Ventile 4 und 35 bzw. entsprechende Venile an, durch die die Temperaturintervalle für die ausgetauschtenThe valves 4 and 35 or corresponding valves adjoin each of these flow channels, through which the temperature intervals for the exchanged
Gasmengen über weite Bereiche (vgl. zu Fig.1b, 1 c) variiert werden können.Gas quantities can be varied over wide ranges (see Fig. 1b, 1 c).
Insgesamt ist dieser Entropietransformator evtl. einfacher aufzubauen, da kein Wärmetauscher (z.B. Autokühler) notwendig ist.Overall, this entropy transformer may be easier to set up, since no heat exchanger (e.g. car cooler) is necessary.
Außerdem kann keine plötzliche Dampfentwicklung durch entwichenes Kühlwasser auftreten.In addition, there can be no sudden steam generation from escaped cooling water.
Wie vorne bereits beim Gasverdichter gezeigt, kann auch diese Konstruktion so betrieben werden, daß lauwarmes Gas mit höherem Druck durch eine Turbine in das Arbeitsvolumen gepreßt und dadurch die Strömungsrichtung aber nicht der periodische Bewegungsablauf (vgl. Fig.4, Fig.5, Fig.6) geändert wird und aus dem Arbeitsvolumen heißes und kaltes Gas bei niedrigerem Druck ausströmen.As already shown at the front of the gas compressor, this construction can also be operated in such a way that lukewarm gas with higher pressure is pressed into the working volume by a turbine and thereby the flow direction but not the periodic sequence of movements (see Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6) is changed and hot and cold gas flow out of the working volume at a lower pressure.
Kombination von Kältemaschine und KraftmaschineCombination of chiller and engine
Steht heißes Gas und kühles Gas oder Kühlwasser der Temperatur Tk zur Verfügung, so kann Gas durch einen Entropietransformator mit 2 Arbeitsvolumina unter die Kühl wassertemperatur Tk abgekühlt werden.If hot gas and cool gas or cooling water temperature T k is available, the gas may by a Entropietransformator 2 working volumes under the cooling water temperature T k are cooled.
Im Prinzip wird dazu bei einer der vorne beschriebenen Kältemaschinen der angetriebene Ventilator 14 durch eine der vorne beschriebenen Vorrichtungen mit der Wirkung eines Gasverdichters ersetzt, wobei das heiße Gas vom Arbeitsvolumen, welches dem Gasverdichter zugeordnet werden kann, aufgenommen und bei höherem Druck durch das Auslaßventil 4 dieses Arbeitsvolumens in einen Raum des Rohrleitungssystems abgegeben wird, an den ein pufferndes Druckgefäß angeschlossen sein kann und von wo aus das Gas evtl. nach einer vorherigen Abkühlung auf ca. Tk durch das als Einlaßventil wirkende Ventil 4 in das Arbeitsvolumen einströmt, welches der Kältemaschine zugeordnet werden kann.In principle, in one of the refrigeration machines described above, the driven fan 14 is replaced by one of the devices described above with the effect of a gas compressor, the hot gas being absorbed by the working volume which can be assigned to the gas compressor and, at higher pressure, by the outlet valve 4 this working volume is delivered into a room of the piping system, to which a buffering pressure vessel can be connected and from where the gas, after a previous cooling to approx. T k, flows through the valve 4 acting as an inlet valve into the working volume, which the refrigerating machine can be assigned.
Aus diesem Arbeitsvolumen strömt das unter T abgekühlte Gas durch die Ventile 3 und evtl. 35 aus.The gas cooled under T flows out of this working volume through the valves 3 and possibly 35.
Für die Abstimmung von Druck- und Temperaturdifferenzen können (wie vorne dargestellt), die periodische Durchströmung der Ventile 35 der beiden Arbeitsvolumina entsprechend eingestellt werden.For the coordination of pressure and temperature differences (as shown above), the periodic flow through the valves 35 of the two working volumes can be set accordingly.
Laufen in einem Arbeitsvolumen die in Fig.4, Fig.5, Fig.6 I dargestellten Bewegungen simultan ab, so kann das puffernde Druckgefäß kleiner dimensioniert werden, oder entfallen.If the movements shown in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 run simultaneously in a working volume, the buffering pressure vessel can be dimensioned smaller or can be omitted.
Es ist auch interessant, diese Kombination als Wärmepumpe für Flüssigkeit zu verwenden.It is also interesting to use this combination as a heat pump for liquids.
Weitere interessante Kombinationen dienen der Erhöhung der Heizzahl auf einen Wert über 1.Other interesting combinations serve to increase the heating number to a value above 1.
So wird von einem ersten Arbeitsvolumen wie vorne beschrieben je eine heiße und kalte Gasmenge aufgenommen und als kühle Gasmenge bei höherem Druck wieder abgegeben und aufgenommen von einem zweiten Arbeitsvolumen, das es als warme Gasmenge beim Ausgangsdruck wieder abgibt. Dabei wurde im zweiten Arbeitsvolumen die Flüssigkeit eines Wärmetauschers oder eine zusätzliche Gasmenge abgekühlt.Thus, a hot and cold gas quantity is absorbed by a first working volume as described above and released again as a cool gas quantity at higher pressure and absorbed by a second working volume, which it releases again as a warm gas quantity at the outlet pressure. The liquid from a heat exchanger or an additional amount of gas was cooled in the second working volume.
Konstantes ArbeitsvolumenConstant work volume
Beschriebene Funktion: Teil eines Gasverdichters (Kraftmaschine) Das in Fig,8, Fig.9 oder Fig.10 dargestellte Arbeitsvolumen eines Entropietransformators, weist z.B. als Teil einer Kraftmaschine im Vergleich zu dem in Fig.l oder Fig.4, Fig.5, Fig.6 gezeigten zwei für die Thermodynamik entscheidende Unterschiede auf:Function described: Part of a gas compressor (engine) The working volume of an entropy transformer shown in Fig. 8, Fig. 9 or Fig. 10 has e.g. as part of an engine compared to the two differences that are decisive for thermodynamics in Fig. 1 or Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6:
Erstens wird das Arbeitsvolumen in der Größe nicht verändert. Zweitens wirken anstatt des in Fig.1 dargestellten relativ homogenen Regeneratorsystems 1 1 in dem Arbeitsvolumen zu Fig.8, Fig.9 oder Fig.10 vier diskrete, starr aufgebaute Regeneratoren 36, 37, 38, 39, an welchen wie an den zwei weiteren Regeneratoren 40 und 41 je vier Rohre befestigt sind die jeweils Teil einer der vier konzentrischen Anordnungen von Rohren 42 des Steuersystems sind. Diese Komponenten 36 - 41 sowie der Rahmen mit dem als Kühler wirkenden Wärmetauscher 43 sind mit V2A- Abdichtbürsten auf Bronze-Zylinderwandbleche 44 wie auch die Rohre für die Wärmetauscherflüssigkeit 45, 46 so abgedichtet, daß sie im Betriebszustand vom Arbeitsmittel bei minimaler (unter 10%) Verlustströmung zwischen Dichtung und Zylinderwand durchströmt werden.First, the work volume is not changed in size. Second, instead of the relatively homogeneous regenerator system 11 shown in FIG. 1, four discrete, rigidly constructed regenerators 36, 37, 38, 39 act on the working volume of FIG. 8, FIG. 9 or FIG other regenerators 40 and 41 each have four tubes attached, each part of one of the four concentric arrangements of tubes 42 of the control system. These components 36 - 41 as well as the frame with the heat exchanger 43 acting as a cooler are sealed with V2A sealing brushes on bronze cylinder wall plates 44 as well as the pipes for the heat exchanger liquid 45, 46 so that they are at minimal (less than 10%) ) Leakage flow between the seal and the cylinder wall can be flowed through.
Der periodische Bewegungsablauf dieser Komponenten ist qualitativ in Fig.9 I oder Fig.10 T dargestellt mit den Bezeichnungen H: für Hub und t: für Zeit. Die Regeneratoren sind aus einem unteren V2A-Lochblech mit möglichst geringen Metallflächenanteil mit zur Verstärkung aufgeschweißten, parallel zum Lochblech offenen U-Profilen aus V2A in welche mit V2A-Gewebe (Drahtdurchmeser ca 0,1 mm) umhüllte Metallfasern (Schwerpunkt des Durchmessers bei 40 Mykrometern) eingeschoben sind, die durch ein weiteres Lochblech eingespannt und eingeschlossen sind.The periodic movement of these components is shown qualitatively in Fig. 9 I or Fig. 10 T with the designations H: for stroke and t: for time. The regenerators are made of a lower V2A perforated plate with as little metal surface as possible, with U-profiles made of V2A welded on for reinforcement and open parallel to the perforated plate, in which metal fibers are sheathed with V2A fabric (wire diameter approx. 0.1 mm) (center of gravity of the diameter at 40 micrometers ) are inserted, which are clamped and enclosed by another perforated plate.
Die beiden Lochbleche sind durch eine Drahtwicklung dort zusammengehalten, wo die Lochbleche so verförmt worden sind, daß die äußeren Flächen dieser Regenerators trotz der Drahtwicklung keine lokale Erhebung aufwiesen. Am Rand geht das Lochblech in ein Blech ohne Löcher über, wodurch die Dichtungen gehalten und zu den Metallfasern so abgedichtet werden, daß diese durchströmt werden.The two perforated sheets are held together by a wire winding where the perforated sheets have been deformed in such a way that the outer surfaces of these regenerators have no local elevation despite the wire winding. At the edge, the perforated plate merges into a plate without holes, whereby the seals are held and sealed to the metal fibers so that they flow through.
Ansonsten wird ähnlich wie bei der Kraftmaschine wie zu Fig.1, Fig.4, Fig.5, Fig.6 durch ein Druckgehäuse 47, Einlaß- 48 und Auslaßventile 49 ein mit Gas als Arbeitsfluid gefülltes Arbeitsvolumen weitgehend eingeschlossen. Das Gas kann durch die Einlaßventile aus einem Raum des Rohrleitungssystem der 15 in Fig.1 entspricht in das Teilvolumen zwischen Zylinderdeckel und dem Regenerator 36 einströmen und aus einem Raum zwischen den Regeneratoren 39 und 40 durch einOtherwise, similar to the engine as in FIG. 1, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, a working volume filled with gas as the working fluid is largely enclosed by a pressure housing 47, inlet 48 and outlet valves 49. The gas can flow through the inlet valves from a space of the piping system corresponding to FIG. 1 in FIG. 1 into the partial volume between the cylinder cover and the regenerator 36 and from a space between the regenerators 39 and 40 through
Rohr 50 ausströmen, in dem konzentrisch und in fester Verbindung ein Rohr 45 mit der Leitung 46 für die Wärmetauscherflüssigkeit verläuft und das periodisch in eines der das Arbeitsvolumen begrenzenden, nicht periodisch bewegten Rohre 51 mit Bürsten 52 gedichtet einfährt. Aus diesem Rohr 51 kann das Gas durch die Auslaßventile 49 in einen Raum des Gas-Rohrleitungssystems gelangen, der in Fig.1 13 entspricht. Bei der in Fig.9 I dargestellten periodischen Bewegung der Elemente 36-41 , 43 werden diese Elemente in der Mitte des Arbeitszylinders auf einem feststehenden Rohr in Hubrichtung geführt. An jedem der 6 Regeneratoren 36- 40, 41 sind vier an einem nur in Richtung des Flächenschwerpunktes des Regenerators bewegbare Schlitten 53 angebracht an denen von jedem der vier konzentrischen Rohranordnungen 42 ein Rohr mit Bajonettverschluß 54 so befestigt ist, daß die Schlitten 53 auch als Führung für das innenliegende Rohr dienen.Flowing out pipe 50, in which a pipe 45 with the line 46 for the heat exchanger liquid runs concentrically and in a fixed connection and which periodically enters sealed into one of the pipes 51 with brushes 52, which does not periodically move and which limits the working volume. From this pipe 51, the gas can pass through the outlet valves 49 into a space of the gas piping system which corresponds to 13 in FIG. In the periodic movement of the elements 36-41, 43 shown in FIG. 9I, these elements are guided in the stroke direction in the middle of the working cylinder on a fixed tube. On each of the 6 regenerators 36-40, 41, four carriages 53 are attached, which can only be moved in the direction of the center of gravity of the regenerator serve for the inner tube.
Je zwei aneinander anliegende Rohre der Rohranordnungen 42 weisen eine größere Längen- als Hubdifferenz auf (vgl. Fig.9 T) wobei das Rohr mit kleinerem Durchmesser länger ist. Die an einem Ende mit den Regeneratoren 36 - 40 durch den Schlitten 53 beweglich verbundenen Rohre sind am anderen Ende über je zwei einander relativ zur Rohrachse gegenüberliegende Halterungen für Lager 55 mit zwei Hebeln 56 verbunden, welche am anderen Ende beweglich verbunden sind mit je zwei pro Rohranordnung 42 bzgl. der Rohrachse gegenüberliegenden Hebel 57 auf denen der Angriffspunkt 58 für die bewegliche Verbindung in mehreren gleichmäßigen Abständen um so weiter von der Rohrachse entfernt ist, je größer der Rohrdurchmesser ist.Each two adjacent tubes of the tube arrangements 42 have a greater difference in length than stroke (see FIG. 9 T), the tube having a smaller diameter being longer. The tubes movably connected at one end to the regenerators 36 - 40 by the carriage 53 are connected at the other end to two levers 56, each of which is opposite the other relative to the tube axis, for bearings 55, which are movably connected at the other end, each with two Pipe arrangement 42 with respect to lever 57 opposite the pipe axis, on which the point of engagement 58 for the movable connection is at a uniform distance from the pipe axis, the larger the pipe diameter is.
Das an einem Ende mit dem Regenerator 41 verbundene, in der Rohranordnung 42 ganz innen liegende Rohr ist am anderen Ende über zwei an den Hebeln der anderen Rohre seitlich vorbeigeführten Stangen 59 mit einem kurzen Stück Rohr 60 verbunden, welches auf dem an Regenerator 36 befestigten Rohr gleiten kann und an dem wie oben beschriebenen ebenfalls zwei Hebel der Art 56 beweglich verbunden sind, die am anderen Ende mit der größten Entfernung von der Rohrachse mit den Hebeln 57 verbunden sind.The tube connected at one end to the regenerator 41, which is inside the tube arrangement 42, is connected at the other end to a short piece of tube 60 via two rods 59 guided past the levers of the other tubes, which is on the tube attached to the regenerator 36 can slide and are also movably connected to the lever 56 described above, which are connected to the lever 57 at the other end with the greatest distance from the pipe axis.
Die gesamte bewegte Struktur von 55 - 60 wird auch im Betriebszustand von einem Gehäuse 61 so dicht umschlossen, daß möglichst wenig toter Raum bleibt, da innerhalb dieses Gehäuses, das mit dem Arbeitsvolumen verbunden ist, der Druck periodisch geändert wird, d.h. dieses Gehäuse ist Teil des Druckbehälters. Da die durchströmte Fläche der Wärmetauscher bei Verwendung von Autokühlern und dem Platzbedarf für den diese tragenden Rahmen entscheidend kleiner als die Fläche im Arbeitsvolumen senkrecht zum Hub ist, wurde der in Fig.9 T dargestellte Bewegungsablauf gewählt, wobei in der Zeitperiode a-b-c kein Regenerator an der Wärmetauscherstruktur 43 anliegt und vor allem die Autokühler vom Gas durchströmt werden.The entire moving structure of 55-60 is enclosed so tightly in the operating state by a housing 61 that as little dead space as possible remains, since within this housing, which is connected to the working volume, the pressure is changed periodically, i.e. this housing is part of the pressure vessel. Since the flow area of the heat exchanger when using car coolers and the space required for the frame supporting it is significantly smaller than the area in the working volume perpendicular to the stroke, the movement sequence shown in Fig. 9 T was chosen, with no regenerator at the time period abc Heat exchanger structure 43 is present and, above all, the gas flows through the car cooler.
Tn der Zeitperiode e-f-g liegen die Regeneratoren 40 und 41 dicht an der Wärmetauscherstruktur an, deren großvolumige Zwischenräume so mit Holz(oder GfK) durchströmbar ausgefüllt sind, daß die Regeneratoren möglichst gleichmäßig durchströmt werden. Dabei muß in der Wärmetauscherstruktur 43 das am Autokühler vorbei strömende Gas einen entscheidend größeren Strömungswiderstand überwinden, als das durch einen Autokühler strömende, damit die Durchströmung des Autokühlers mit Gas in der Zeitperiode a-b-c bei einem nur geringen Umgehungs-Gas- Strom erfolgt. Beim Regenerator 39 ist der verschiebbare Schlitten 53 mit Schrauben und Distanzrohre (1 18) welche durch den Schlitten des Regenerators 40 geführt sind, mit dem Rahmen der Wärmetauscher- Struktur 43 in festen Abständen verbunden. Mit diesem Rahmen verbunden sind auch die Rohre 45, innerhalb derer die Leitungen 46 für die Wärmetauscherflüssigkeit angeordnet sind. Diese Rohre werden durch Rohre 62, die auch Teil des Druckgehäuses bilden, und Dichtungen 63 aus dem Arbeitsvolumen geführt und mit einem Rahmen 64 verbunden. Zwei an diesem Rahmen biegesteif befestigte in Hubrichtung verlaufende, bzgl. derIn the time period e-f-g, the regenerators 40 and 41 lie close to the heat exchanger structure, the large-volume interstices of which are filled with wood (or GRP) so that the flow through the regenerators is as uniform as possible. In this case, in the heat exchanger structure 43, the gas flowing past the car cooler has to overcome a significantly greater flow resistance than that flowing through an car cooler, so that gas flows through the car cooler in the time period a-b-c with only a small bypass gas flow. In the case of the regenerator 39, the displaceable carriage 53 is connected to the frame of the heat exchanger structure 43 at fixed intervals with screws and spacer tubes (118) which are guided through the carriage of the regenerator 40. The pipes 45, within which the lines 46 for the heat exchanger liquid are arranged, are also connected to this frame. These tubes are guided through tubes 62, which also form part of the pressure housing, and seals 63 out of the working volume and connected to a frame 64. Two rigidly attached to this frame in the stroke direction, with respect to the
Mittelachse des Arbeitsvolumens in Hubrichtung gegenüberliegend angeordnete Rohre 65 werden durch je zwei Gleitbuchsen 66 welche an einem Parallel verlaufenden, mit dem Druckgehäuse fest verbundenen Rohr 67 befestigt sind in der Hubrichtung parallel geführt. Zugfedern 68, die zwischen den oberen Enden des fest stehenden Rohres 67 und dem unteren Ende des am bewegten Rahmen 64 befestigten Rohre 65 gespannt sind, kompensieren zum Teil die Gewichtskraft der bewegten Struktur. Am Rahmen 64 sind zwei Pleuel 69 so beweglich befestigt, daß die Lager bzgl. der Mittelachse des Arbeitsvolumens in Hubrichtung gegenüberliegend angeordnet sind. Die anderen Enden dieser Pleuel 69 sind jeweils an Ketten 70 mit einer zu den Kettenbolzen parallelen Lagerachse befestigt. Das an der Kette 70 befestigte Lager wird durch zwei identische Scheiben 71 mit je zwei Bohrungen 72 gebildet, wobei die Scheiben 71 in die Bohrung 73 des Pleuels 69 von beiden Seiten eingreifen, das Pleuel 69 durch ihren Bund 74 umschließen und mit den Bolzen des Kettenschlosses 75 einer dreifach Kette an der zweifach Kette 70 befestigt und in ihr eingegliedert werden.The center axis of the working volume, in the stroke direction, arranged opposite pipes 65 are guided in the stroke direction by two slide bushes 66, which are fastened to a parallel pipe 67, which is firmly connected to the pressure housing. Tension springs 68, which are stretched between the upper ends of the fixed tube 67 and the lower end of the tube 65 attached to the moving frame 64, partially compensate for the weight of the moving structure. On the frame 64, two connecting rods 69 are fastened so that the bearings are arranged opposite one another in the stroke direction with respect to the central axis of the working volume. The other ends of these connecting rods 69 are each fastened to chains 70 with a bearing axis parallel to the chain bolts. The bearing attached to the chain 70 is formed by two identical disks 71 with two bores 72 each, the disks 71 engaging in the bore 73 of the connecting rod 69 from both sides, enclosing the connecting rod 69 by their collar 74 and with the bolts of the chain lock 75 of a triple chain attached to the double chain 70 and incorporated into it.
Je eine der Ketten 70 verläuft über zwei einseitig so gelagerte Kettenräder 76, daß die parallelen Lagerachsen, senkrecht zur und mit einer Verschiebungssymmetrie in Hubrichtung angeordnet sind und das Pleuel beim Kettenumlauf nicht anstößt. Am unteren dieser Kettenräder ist auf derselben Achse ein weiteres Kettenrad 77 mit verstellbarem Relativwinkel befestigt, welcher über eine weitere Kette 78 mit einem Kettenrad 79 gekoppelt ist, welches mit einem von zwei einachsig gelagerten zweifach Kettenrädern 80 auf einer Achse mit verstellbarer relativer Phase verbunden ist, über welche eine dreifach Rollenkette 81 so verläuft, daß sie über das Kettenrad in Richtung der Kettenbolzen auf der Seite übersteht, an der keine Achse zum Kettenrad führt.One of the chains 70 runs over two sprockets 76 supported on one side so that the parallel bearing axes are arranged perpendicular to and with a symmetry of displacement in the stroke direction and the connecting rod does not abut when the chain rotates. On the lower of these sprockets, a further sprocket 77 with an adjustable relative angle is fastened on the same axis, which is coupled via a further chain 78 to a sprocket 79, which is connected to one of two uniaxially mounted double sprockets 80 on an axis with an adjustable relative phase, over which a triple roller chain 81 runs so that it protrudes over the sprocket in the direction of the chain pin on the side on which no axis leads to the sprocket.
Die Teilkreisradien der Kettenräder 77 und 79, sowie 80 und 76 sind jeweils gleich groß, die Ketten 81 und 70 sind gleich lang.The pitch radii of the sprockets 77 and 79, and 80 and 76 are each the same size, the chains 81 and 70 are of the same length.
Aus der Rollenkette wird ein Kettenglied mit Rollen entfernt und dafür ein Hebel 82 zwischen zwei aus der Kette stammenden Bleche 83 mit je zwei Löchern zusammen mit einer einfach gebohrten Scheibe 84 durch zwei Kettenschlösser (Steckglieder mit Federverschlüssen) 85 und weiteren Kettengliedern 86 dort eingesetzt, wo aufgrund des Überstandes der Kette kein Kontakt zu den Kettenrädern stattfindet.A chain link with rollers is removed from the roller chain and a lever 82 is inserted between two sheets 83 from the chain, each with two holes, together with a simply drilled disc 84 through two chain locks (plug-in links with spring locks) 85 and further chain links 86 where due to the protrusion of the chain, there is no contact with the sprockets.
An einer anderen Stelle der Kette in der selben Spur ist ein weiterer Hebel 87 in derselben Weise an einem Ende drehbar befestigt und so gekröpft, daß das andere Ende auf einem Lager 88 zwischen den auf der selben Achse gelagerten Enden des anderen Hebels 82 und des Pleuels 89 drehbar befestigt ist Der Abstand der Lager- Achsen der Hebel 87,82 entspricht dem Teilkreisradius der zweifach Kettenräder 79 Kettenräder) oder 76.At another point in the chain in the same track, another lever 87 is rotatably attached at one end in the same way and cranked so that the other end is supported on a bearing 88 between the ends of the other lever 82 and the connecting rod, which ends on the same axis 89 rotatably fastened The distance between the bearing axes of the levers 87, 82 corresponds to the pitch circle radius of the double sprockets (79 sprockets) or 76.
Das Pleuel 89 ist am anderen Ende an einem weiteren Rahmen 90 drehbar gelagert befestigt. An dem Rahmen 90 sind vier in Hubrichtung verlaufende Rohre 91 befestigt, welche durch Dichtungen 92 in Rohre eintauchen, die zum Druckgehäuse gehören und an den anderen Enden mit den Schlitten 53 des obersten Regenerators 36 verbunden sind. Die Achsen der bzgl. der Mittelachse des Arbeitsvolumens in Hubrichtung äußeren unteren Kettenrädern 76 sind so lange, daß genügend Raum bleibt, um am anderen gelagerten Ende ein weiteres Kettenrad 94 zu befestigen, das mit einer darüber geführten Kette 95, 96 mit einem Kettenrad 97 verbunden ist, welches auf einer Achse befestigt ist, die Teil des elektrischen Getriebemotors bildet (der mit zusätzlichem Schwungrad auf der Motorachse ausgestattet ist.The connecting rod 89 is rotatably mounted on another frame 90 at the other end. Four tubes 91 extending in the stroke direction are fastened to the frame 90, and these are inserted through seals 92 into tubes which belong to the pressure housing and are connected at the other ends to the carriages 53 of the uppermost regenerator 36. The axes of the lower sprockets 76 with respect to the central axis of the working volume in the stroke direction are so long that there is sufficient space to attach a further sprocket 94 to the other end, which is connected to a sprocket 97 by a chain 95, 96 guided above it which is attached to an axis that forms part of the electric geared motor (which is equipped with an additional flywheel on the motor axis.
Damit die oben bemerkte weitgehende Spiegelsymmetrie des Kettenantriebes auch für die Umdrehungsrichtung der Kettenräder gilt, wird eine Kette durch 2 Umlenk- Kettenrollen 98 so geführt, daß die Kettenräder 97 und 94 in die Glieder der Kette 95 von verschiedenen Seiten eingreifen.So that the above-mentioned extensive mirror symmetry of the chain drive also applies to the direction of rotation of the chain wheels, a chain is guided by 2 deflection chain rollers 98 so that the chain wheels 97 and 94 engage in the links of the chain 95 from different sides.
Um die in Fig.9 T qualitativ dargestellten Bewegungen bei akzeptablen Beschleunigungen erreichen zu können, müssen die Abstände der Lager der Hebel 82,87 geeignet gewählt werden, sowie die Ketten entsprechend aufgespannt und durch Einstellen der Phase der Kettenrader 77 und 76 oder 79 und 80, welche auf einer Achse befestigt sind, passend justiert werdenIn order to be able to achieve the movements shown qualitatively in Fig. 9 T with acceptable accelerations, the distances between the bearings of the levers 82,87 can be selected appropriately, and the chains stretched accordingly and adjusted by adjusting the phase of the sprockets 77 and 76 or 79 and 80, which are attached to an axle
Die gesamte Kettenlagerung weist weitgehend auch bzgl der Umlaufrichtung eine Spiegelsymmetrie bzgl der Ebene auf, in der die Mittelachse in Hubrichtung des Arbeitsvolumens und eine parallele zu den Lagerachsen der Kettenrader liegen Diese Bewegung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer Zeitperiode a-b-c des Kreisprozesses die Regeneratoren 36 - 40 weitgehend aneinander anliegen und bei der Bewegung von einem Teil des Gases im Arbeitsvolumen vom Kuhler her durchströmt werdenThe entire chain bearing also largely has a mirror symmetry with respect to the direction of rotation with respect to the plane in which the central axis lies in the stroke direction of the working volume and is parallel to the bearing axes of the chain wheels. This movement is characterized in that in a time period abc of the cycle the regenerators 36 - 40 largely lie against each other and are flowed through by part of the gas in the working volume from the cooler
Das Leitungsrohr 46 durchstoßt die Befestigung des Rohres 45 am unteren Hubrahmen 90, ist dort gegen das Rohr 45 gedichtet und durch eine Schraube verlaufend in einem dort anstehenden Distanzrohr so befestigt, daß es zur Montage in das Rohr 45 um ca 10 cm eingeschoben werden kann So kann der kurze Verbindungsschlauch vom Leitungsrohr zum Auto-Kuhler- Stutzen montiert werden Über jedes der Rohrstucke 45, in denen die Leitungsrohrstucke 46 für die Warmetauscherflussigkeit (Wasser mit Frostschutzmittel ) verlaufen, ist am Ende im Arbeitsvolumen eine Rohrhulse 99 anliegend darubergeschoben, auf der die Dichtungen 100 des Regenerators 40 gleiten und an der kleine Metallteile 101 mit Lochern in Hubrichtung festgeschweißt sind, durch die es mit dem Luft-Fuhrungsrohr 50 mit festgeschweißten Muttern (120) verschraubt istThe conduit 46 penetrates the attachment of the tube 45 to the lower lifting frame 90, is sealed there against the tube 45 and fastened by a screw running in a spacer tube there so that it can be inserted into the tube 45 by about 10 cm the short connecting hose can be installed from the pipe to the Auto-Kuhler socket. Over each of the pipe pieces 45, in which the pipe pieces 46 for the heat exchanger liquid (water with antifreeze) run, a pipe sleeve 99 is pushed over the end of the working volume, on which the seals 100 of the regenerator 40 slide and on the small metal parts 101 are welded with holes in the stroke direction, through which it is screwed to the air guide tube 50 with welded nuts (120)
Am gemeinsamen Ende sind das Rohrstuck 45 und die Rohrhulse 99 in radialer Richtung mit einem Metallstuck (11 ) verschraubt, an welchem der Rahmen angeschraubt wird, der den Wärmetauscher tragt Dadurch können die Rohrstucke 45, 46 bei der Montage von außen in das Druckgefaß durch Dichtungen 63 eingeschoben werdenAt the common end, the pipe piece 45 and the tubular sleeve 99 are screwed in the radial direction with a metal piece (11), to which the frame which carries the heat exchanger is screwed. As a result, the pipe pieces 45, 46 can be fitted with seals from the outside into the pressure vessel 63 can be inserted
Das periodisch bewegte starre Rohrleitungssystem für die Warmetauscherflussigkeit eines Wärmetauschers weist in Durchflußrichtung vor und nach dem Wärmetauscher zwei in Hubrichtung verlaufende Rohre 102, 103 auf, welche jeweils in ein separates stehendes Gefäß 104, 105 mit Warmetauscherflussigkeit von oben eintauchen, wobei eine Pumpe 106 die Warmetauscherflussigkeit vom Wärmetauscher im Arbeitsvolumen in das Gefäß 105 pumpt, von wo aus sie nach Wärmeabgabe in einem weiteren ruhenden (z B durch Grundwasser) gekühlten Wärmetauscher in das andere Gefäß 104 fließen Der Flussigkeitsspiegel dieser Gefäße mit Öffnung sollte, anders als in Fig 8 dargestellt, unterhalb des Arbeitsvolumens liegen, so daß bei einem Leck oder Loch im Flussigkeitskreislauf keine größere Ansammlung von Flüssigkeit im Arbeitsvolumen stattfindet, was zu einer gefahrlichen plötzlichen Dampfentwicklung führen konnte, sondern durch den Unterdruck Gas in das Warmetauscherflussigkeitsleitungssystem eingesaugt und so das Rohrleitungssystem entleert wirdThe periodically moving rigid piping system for the heat exchanger liquid of a heat exchanger has two pipes 102, 103 running in the direction of flow before and after the heat exchanger, each of which extends into the stroke of a separate standing vessel 104, 105 with heat exchanger liquid from above, a pump 106 being used for the heat exchanger liquid pumps from the heat exchanger in the working volume into the vessel 105, from where they flow into another vessel 104 after the heat has been given off in another stationary heat exchanger (e.g. cooled by groundwater). The liquid level of these vessels with an opening should, unlike in FIG. 8, be shown below of the working volume, so that in the event of a leak or hole in the liquid circuit, there is no greater accumulation of liquid in the working volume, which could lead to a dangerous sudden steam development, but instead gas due to the negative pressure in the heat exchanger liquid line system sucked in and thus the piping system is emptied
Um diese Entleerung vollständig erreichen zu können, ist in das Rohr 102 vom Gefäß 104 aus ein dunner Schlauch (Gartenschlauch) bis zur tiefsten Stelle des Wärmetauschers im Arbeitsvolumen eingeschoben Die Warmeausdehnung des Materials wird bei der angestrebten Größenordnung (100 Liter Arbeitsvolumen) der Maschine zum Problem Dem wird dadurch begegnet, daß das Druckgefaß 47 selbst weitgehend auf Umgebungstemperatur bleibt und gegen den heißen Tnnenraum (z B mit Glasschaum 107 ) raumfüllend isoliert ist Die Zylinderwand 44 in Hubrichtung wird dann aus zwei Schichten von versetzt angeordneten Blechstreifen der Breite 20 - 30 cm gebildet, wobei die ca 3 - 5 mm breiten Fugen in Hubrichtung verlaufen.In order to be able to achieve this emptying completely, a thin hose (garden hose) is inserted into the tube 102 from the vessel 104 to the lowest point of the heat exchanger in the working volume. The thermal expansion of the material becomes a problem with the desired size (100 liters working volume) of the machine This is countered by the fact that the pressure vessel 47 itself largely remains at ambient temperature and is insulated from the hot interior (for example with glass foam 107) to fill the space The cylinder wall 44 in the stroke direction is then formed from two layers of staggered sheet metal strips with a width of 20-30 cm, the approx. 3-5 mm wide joints running in the stroke direction.
Die weitgehend senkrecht zur Hubrichtung angeordneten Flächen des Druckgehäuses sind ebenfalls z.B. mit Glasschaum 107 weitgehend gegen den Innenraum raumfüllend isoliert, welcher durch ein verstärktes ebenes Blech gehalten wird. An den Durchstößen z.B. der Elemente des Steuersystems muß dieses Blech in Richtung seines Flächenschwerpunktes großzügig ausgespart werden und am Rand einen entsprechenden Abstand zu Angrenzendem aufweisen. Die Ventile 48 und/oder 49 werden über einen Bowdenzug oder ein Gestänge durch einen Hebel geöffnet oder offengehalten, der mit einer Rolle auf Steuerplättchen gedrückt wird, die an den Kettenglieder der Ketten 70 oder 81 befestigt sind. Um diese Ventile auch bei größerer Druckdifferenz und Unterdruck im Arbeitsvolumen öffnen zu können, wird ein dazu paralleles Ventil mit deutlich kleinerer Querschnittsfläche zur Druckdifferenzabsenkung vorher durch dieselbe Ansteuerung geöffnet.The surfaces of the pressure housing arranged largely perpendicular to the stroke direction are also e.g. largely insulated with glass foam 107 to fill the interior, which is held by a reinforced flat sheet. At the punctures e.g. of the elements of the control system, this sheet must be generously cut out in the direction of its center of area and have a corresponding distance from the border at the edge. Valves 48 and / or 49 are opened or kept open via a Bowden cable or linkage by a lever which is pressed with a roller onto control plates which are attached to the chain links of chains 70 or 81. In order to be able to open these valves even with a larger pressure difference and underpressure in the working volume, a parallel valve with a significantly smaller cross-sectional area is opened beforehand by the same control to reduce the pressure difference.
In dem Teilvolumen, welches vom Arbeitsvolumen nur durch den Regenerator 41 abgegrenzt wird, werden vom Gas zu durchströmende, senkrecht zur Hubrichtung angeordnete Gitterebenen 108 durch das Steuersystem wie in Fig.9 1 charakterisiert, so bewegt, daß sie zu diesem Regenerator 41 oder der benachbarten, bereits bewegten Gitterebene entweder einen bestimmten Abstand (z.B. 20 % des Gesamthubs) einhalten oder möglichst nah an der Begrenzungsfläche des Druckgefäßes verbleiben, Für den Antrieb der Gitterebenen 109 in dem Teilvolumen des Arbeitsvolumens, welches nur durch den Regenerator 36 abgegrenzt wird gilt weitgehend das selbe. Bei diesem periodischem Bewegungsablauf werden diese Gitterebenen im Betriebszustand weitgehend nur von Gas mit konstanter Temperatur durchströmt und es wird die Ausbildung von Wirbelströmungen stark behindert, durch welche es zu einer Vermischung von Gasmengen mit den maximalen Temperaturunterschieden in diesen Teilvolumen kommen kann.In the partial volume, which is only delimited from the working volume by the regenerator 41, grating planes 108 to be flowed through by the gas and arranged perpendicular to the stroke direction are characterized by the control system as in FIG. 91 so that they move to this regenerator 41 or the neighboring one , already moving the grating level either maintain a certain distance (e.g. 20% of the total stroke) or remain as close as possible to the boundary surface of the pressure vessel, for driving the grating levels 109 in the partial volume of the working volume, which is only delimited by the regenerator 36, the same largely applies . During this periodic sequence of movements, only a constant temperature of gas flows through these lattice planes in the operating state, and the formation of eddy currents is severely hampered, as a result of which gas quantities can mix with the maximum temperature differences in these partial volumes.
Antrieb: Vgl. Patentanspruch 99, 100.Drive: See claim 99, 100.
Das in Fig.8 dargestellte Arbeitsvolumen wird wie das Arbeitsvolumen in Fig.1 an einThe work volume shown in Fig.8 becomes like the work volume in Fig.1 on
Rohrleitungssystem angeschlossen und in das umgebende System integriertPiping system connected and integrated into the surrounding system
Beim Regenerator 39 ist der verschiebbare Schlitten 53 mit Schrauben undIn the regenerator 39, the slidable carriage 53 with screws and
Distanzrohre 118 welche durch den Schlitten des Regenerators 40 geführt sind, mit dem Rahmen der Wärmetauscher-Struktur 43 in festen Abständen verbunden.Spacer tubes 118 which are guided through the carriage of the regenerator 40 are connected to the frame of the heat exchanger structure 43 at fixed intervals.
Am gemeinsamen Ende sind das Rohrstück 45 und die Rohrhülse 99 in radialer Richtung mit einem Metallstück 119 verschraubt, an welchem der Rahmen angeschraubt wird, der den Wärmetauscher trägt.At the common end, the pipe section 45 and the pipe sleeve 99 are screwed in the radial direction with a metal piece 119, to which the frame is screwed, which carries the heat exchanger.
Über jedes der Rohrstücke 45, in denen die Leitungsrohrstücke 46 für die Wärmetauscherflüssigkeit (Wasser mit Frostschutzmittel ) verlaufen, ist am Ende im Arbeitsvolumen eine Rohrhulse 99 anliegend darübergeschoben, auf der dieOver each of the pipe sections 45, in which the line pipe sections 46 for the heat exchanger liquid (water with antifreeze) run, a pipe sleeve 99 is pushed over the end in the working volume, on which the
Dichtungen 100 des Regenerators 40 gleiten und an der kleine Metallteile 101 mit Löchern in Hubrichtung festgeschweißt sind, durch die es mit dem Luft-Führungsrohr 50 mit festgeschweißten Muttern 120 verschraubt ist. Kreisprozeß des Gases im in Fig.8 dargestellten konstanten ArbeitsvolumenSeals 100 of the regenerator 40 slide and on which small metal parts 101 are welded with holes in the stroke direction, through which it is screwed to the air guide tube 50 with welded nuts 120. Cyclic process of the gas in the constant working volume shown in Fig.8
Die grundsätzlichen Überlegungen, welche zur in Fig.1 oder 3 charakterisierten u.a. alsThe basic considerations, which, among other things, characterize in Fig. 1 or 3. as
Gasverdichter eingesetzte Anlage angestellt wurden, gelten auch für diese in Fig.8 oder Fig.9 charakterisierte mit der Wirkung als Gasverdichter eingesetzte Anlage.Gas compressor system used were also valid for this system characterized in Fig. 8 or Fig. 9 with the effect of being used as a gas compressor.
So kann auch hierzu davon ausgegangen werden, daß die Regeneratoren 36 - 40 im Gleichgewichts-Betriebszustand ein Temperaturprofil aufweisen, dessen mittlereIt can also be assumed that the regenerators 36 - 40 have a temperature profile in the equilibrium operating state, the middle one
Temperatur Tmg bedeutend über der Temperatur T des Kühlers liegt.Temperature T mg is significantly above the temperature T of the cooler.
Der qualitative zeitliche Verlauf der mittleren Temperatur im Arbeitsvolumen Tm(t) ergibt sich daraus direkt und ist in Fig.9 TT qualitativ dargestellt.The qualitative temporal course of the mean temperature in the working volume T m (t) results directly from this and is shown qualitatively in Fig. 9 TT.
Die Ein- und Auslaßventile sollen wie in Fig.1 gezeigt mit den umgebenden Systemen verbunden sein, d.h. aufgrund des Reserveraums 17 entspricht der Druck P0 in demAs shown in FIG. 1, the inlet and outlet valves should be connected to the surrounding systems, ie, due to the reserve space 17, the pressure P 0 corresponds to that
Teil des Rohrleitungssystems vor den Einlaßventilen 48 atmosphärischem Druck.Part of the piping system upstream of the inlet valves 48 atmospheric pressure.
Die Turbine 14 in Fig 1 soll so arbeiten, daß durch das Zusammenwirken mit einem vorgeschalteten Ausgleichsdruckgefäß im Raum des Rohrleitungssystems angrenzend an das Auslaßventil 13 der Druck Pi nur gering relativ zur Druckdifferenz Pi - Po verändert w rd.The turbine 14 in FIG. 1 is intended to work in such a way that the pressure Pi is changed only slightly relative to the pressure difference Pi-Po by the interaction with an upstream compensating pressure vessel in the space of the pipeline system adjacent to the outlet valve 13.
Die Ventile 49 und 48 werden durch den (Strömungs-) Druck des Gases geöffnet und/oder geschlossen.The valves 49 and 48 are opened and / or closed by the (flow) pressure of the gas.
Im Gleichgewichts- Betriebszustand hat das Gas im Arbeitsvolumen seine niedrigste mittlere Temperatur Tm(t) vgl. Fig.9 I zum Zeitpunkt a erreicht. Direkt danach wird das Einlaßventil geschlossen durch den Strömungsdruck von aus dem Arbeitsvolumen infolge der Anhebung der mittleren Gastemperatur Tm imIn the equilibrium operating state, the gas has its lowest mean temperature T m (t) in the working volume cf. Fig.9 I reached at time a. Immediately afterwards, the inlet valve is closed by the flow pressure from the working volume due to the increase in the average gas temperature T m im
Arbeitsvolumen strömendem Gas.Working volume of flowing gas.
Solange der Druck im Arbeitsvolumen kleiner als der Druck Pi auf der anderen Seite der (des) Auslaßventils 49 bleibt, ist auch dieses geschlossen. Mit der Erhöhung der mittleren Gastemperatur Tm(t) im Arbeitsvolumen steigt infolge dessen der Druck in der Zeitperiode a-b-c von P auf Pi :As long as the pressure in the working volume remains lower than the pressure Pi on the other side of the exhaust valve 49, this is also closed. As the mean gas temperature T m (t) increases in the working volume, the pressure in the time period abc increases from P to Pi:
Dabei wird vom verdichteten Gas Wärmeenergie an den Kühler abgegeben. Zum Zeitpunkt e hat das Gas im Arbeitsvolumen die höchste mittlere Temperatur Tm(t) erreicht.The compressed gas emits thermal energy to the cooler. At time e, the gas in the working volume has reached the highest average temperature T m (t).
Bei der anschließenden Absenkung von Tm(t) in der Zeitperiode e-f-g wird das Auslaßventil durch den gegenüber Pi abgesenkten Druck im Arbeitsvolumen wieder geschlossen. Der Druck im Arbeitsvolumen ist für eine Öffnung der Einlaßventile noch zu groß, so daß die Absenkung von Tm(t) zu einer Verringerung des Drucks P(t) im Arbeitsvolumen führt. Dabei wird von den Regeneratoren 37 - 40 Wärmeenergie abgenommen, (vgl. Qefg) da das durchströmende Gas zwischen zwei Regeneratoren wieder expandiert wird. Bei einer weiteren Erhöhung von Tm(t) in der Zeitperiode c-d-e wird das Auslaßventil durch den etwas höheren Druck im Arbeitsvolumen geöffnet und es strömt eine Gasmenge der Masse mA aus. Zum Zeitpunkt e ist die maximale mittlere Temperatur des Gases im Arbeitsvolumen erreicht.During the subsequent lowering of T m (t) in the time period efg, the outlet valve is closed again by the pressure in the working volume which is lower than that of Pi. The pressure in the working volume is still too great for the inlet valves to open, so that the reduction in T m (t) leads to a reduction in the pressure P (t) in the working volume. In this case, the regenerators 37-40 absorb heat energy (see Q e f g ) since the gas flowing through is expanded again between two regenerators. With a further increase in T m (t) in the time period cde, the outlet valve is opened by the somewhat higher pressure in the working volume and a gas quantity of mass m A flows out. At time e, the maximum average temperature of the gas in the working volume has been reached.
In der anschließenden Zeitperiode e-f-g ist die Masse des Gases im Arbeitsvolumen kleiner als in der Zeitperiode a-b-c. Die Druckdifferenz von Px - P0 wird bereits nach einer geringeren Absenkung von Tm(t) erreicht.In the subsequent time period efg, the mass of the gas in the working volume is smaller than in the time period abc. The pressure difference of P x - P 0 is already reached after a smaller decrease in T m (t).
Bei der weiteren Absenkung von Tm(t) wird bei konstantem Druck Pn die Gasmenge der Masse mA vom Arbeitsvolumen durch das Einlaßventil aufgenommen, bis zumWhen T m (t) is further reduced, the gas quantity of mass m A is absorbed by the working volume through the inlet valve at a constant pressure Pn until
Zeitpunkt j = a wieder der kleinste Wert für Tm(t) erreicht ist. Die eingeströmte Gasmenge wird durch die Abgabe von Wärmeenergie an dieTime j = a the smallest value for T m (t) is reached again. The amount of gas flowing in is given off by the transfer of thermal energy to the
Regeneratoren 36 - 40, sowie bei der Durchmischung mit kühlerem Gas abgekühlt. Allgemein gilt: Einem durch die in Anspruch 1 charakterisierten Komponenten vom Arbeitsvolumen abgeteilten Teilvolumen wird bei einer vollen Periode Wärmeenergie entzogen, wenn es während der Zeitperiode des Druckanstiegs im Schnitt (deutlich) kleiner ist, als während dem der DruckabsenkungRegenerators 36 - 40, and cooled when mixed with cooler gas. In general, a partial volume divided from the working volume by the components characterized in claim 1 is deprived of thermal energy during a full period if, on average, it is (significantly) smaller during the time period of the pressure increase than during that of the pressure decrease
Werden bei dieser Maschine im Betriebszustand des Gleichgewichts plötzlich alle Ventile geschlossen, so läuft ein Prozeß ab, der dem einer Vuilleumier - Wärmepumpe sehr nahekommt. In diesem Fall wird Wärmeenergie aus den Teilvolumina des Arbeitsvolumens zwischen den Regeneratoren 36-40 entnommen und teilweise an den Kühler abgegebenIf all valves on this machine are suddenly closed while the equilibrium is in operation, a process takes place that comes very close to that of a Vuilleumier heat pump. In this case, thermal energy is taken from the partial volumes of the working volume between the regenerators 36-40 and partially released to the cooler
Durch diesen Teil-Kreisprozeß wird ein zweiter Teil-Kreisprozeß angetrieben, der aus dem Teilvolumen des Arbeitsvolumens, das nur durch Regenerator 41 abgegrenzt wird in das Teilvolumen gepumpt, welches nur durch den Regenerator 36 vom Arbeitsvolumen abgegrenzt wirdThis partial cycle process drives a second partial cycle process, which pumps from the partial volume of the working volume, which is only delimited by regenerator 41, into the partial volume, which is only delimited from the working volume by regenerator 36
Daß dieser Prozeß nicht ungewollt durch ein klemmendes Ventil in Gang gebracht wird und es zu Zerstörungen durch Überhitzung kommt, kann durch ein von der Temperatur des gefährdeten Teilvolumens gesteuertes Ventil verhindert werden, welches im Notfall einen konstanten Druck im Arbeitsvolumen bewirkt. Wenn das Auslaßventil durch eine entsprechend niedere Wahl des Druckes Pi bereits einen kleinen Bruchteil der Zeitperiode a-b-c nach dem Zeitpunkt a, an dem im Arbeitsvolumen die niedrigste mittlere Gastemperatur herrscht, geöffnet wird, so wird bei diesem Kreisorozeß vor allem dann der Druck im Arbeitsvolumen erhöht, wenn das nur durch Regenerator 41 abgegrenzte und das an den Kühler angrenzende Teilvolumen weitgehend die maximale und das nur durch Regenerator 36 abgegrenzteA valve that is controlled by the temperature of the endangered partial volume can prevent this process from being started unintentionally by a sticking valve and can lead to destruction due to overheating, which valve causes a constant pressure in the working volume in an emergency. If the outlet valve is opened by a correspondingly lower selection of the pressure Pi already a small fraction of the time period abc after the point in time a at which the lowest average gas temperature prevails in the working volume, the pressure in the working volume is increased in this cycle process, if the partial volume delimited only by regenerator 41 and the part volume adjacent to the cooler largely the maximum and that delimited only by regenerator 36
Teilvolumen und die Teilvolumina zwischen zwei Regeneratoren weitgehend ihre minimale Größe aufweisen.Partial volume and the partial volumes between two regenerators largely have their minimum size.
Während der Absenkung des Druckes im Arbeitsvolumen herrscht das andere extremeThe other extreme prevails when the pressure in the working volume is reduced
Größenverhältnis Dadurch wird die Wärmeenergie bzgl. dieser Teilvolumina durch diesen gesamtenSize ratio As a result, the thermal energy with respect to these partial volumes through this total
Kreisprozeß in der anderen Richtung umgesetzt, als bei geschlossenen Ventilen (vgl oben) Zwischen diesen beiden Extremen kann der Druck Pi so gewählt werden, daß dem nur durch den Regenerator 36 abgegrenzten Teilvolumen des Arbeitsvolumens durch den Kreisprozeß im Schnitt pro Periode keine Wärmeenergie entnommen oder zugeführt wird.Circular process implemented in the other direction than with closed valves (see above) Between these two extremes, the pressure Pi can be chosen such that no heat energy is removed or supplied on average per period to the partial volume of the working volume which is only delimited by the regenerator 36.
Die Wärmeenergie, welche dem Teilvolumen des Arbeitsvolumens, das nur durch den Regenerator 41 abgegrenzt wird, durch Irreversibilitäten wie Shuttle - Effekt, Wärmeleitung und den ungünstigen Wirkungsgrad des Regenerators zugeführt wird, wird bei diesem Druck P! durch den in Fig.9 T dargestellten speziellen Bewegungsablauf des Regenerators 41 wieder entzogen und dem Kühler zugeführt.The thermal energy, which is supplied to the partial volume of the working volume, which is only delimited by the regenerator 41, due to irreversibilities such as the shuttle effect, heat conduction and the unfavorable efficiency of the regenerator, is at this pressure P ! withdrawn by the special movement sequence of the regenerator 41 shown in FIG. 9T and fed to the cooler.
Der in Fig.10 charakterisierte Bewegungsablauf hat den Vorteil, daß dieThe movement sequence characterized in FIG. 10 has the advantage that the
Strömungskanäle für den Gasaustausch nur in geringerem Maße durch die bewegtenFlow channels for gas exchange only to a lesser extent through the moving
Regeneratoren abgedeckt oder besser ausgebildet sind. Im Gegensatz zu den Darstellungen in Fig.8 muß dazu der untere Hubrahmen 90 mit dem untersten Regenerator 41 verbunden sein.Regenerators are covered or better trained. In contrast to the representations in FIG. 8, the lower lifting frame 90 must be connected to the lowest regenerator 41.
Auch für diesen Bewegungsablauf im Arbeitsvolumen kann der Druck PI so eingestellt werden, daß für die entsprechenden Teilvolumen eine analogeFor this movement sequence in the working volume, too, the pressure PI can be set so that an analog one for the corresponding partial volumes
Wärmeenergiebilanz ergibt.Thermal energy balance results.
Den Teilvolumina des Arbeitsvolumens zwischen je zwei der Regeneratoren 36-40 wird dadurch Wärmeenergie abgenommen, daß das durchströmende Gas in der Zeitperiode e-f-g zwischen zwei Regeneratoren weiter expandiert wird. Diesen Teilvolumina wird während einer Periode dadurch Wärmeenergie zugeführt, daß aufgrund der heiß durch das Einlaßventil 48 in das Arbeitsvolumen aufgenommene und kühler durch die Auslaßventile 49 abgegebene Gasmenge der Masse mA die Regeneratoren 36-39 bei einer Durchströmung von der heißesten Seite mit einer um diese Gasmenge der Masse mA größeren Gasmenge durchströmt werden, als von der kühleren Seite.The partial volumes of the working volume between two of the regenerators 36-40 are reduced by the fact that the gas flowing through is further expanded in the time period efg between two regenerators. These partial volumes are supplied with thermal energy during a period by virtue of the fact that due to the gas quantity of the mass m A which is hotly taken up into the working volume by the inlet valve 48 and which is released cooler through the outlet valves 49, the regenerators 36-39 flow through the hottest side with one around them Gas quantity of mass m A larger gas volume is flowed through than from the cooler side.
Dabei bildet sich auf der kühleren Seite eines dieser homogen angenommenenOne of these homogeneously assumed forms on the cooler side
Regeneratoren ein Temperaturprofil mit größerem Gradienten in Durchflußrichtung aus.Regenerators a temperature profile with a larger gradient in the flow direction.
Bei der angenommenen gleichmäßigen Güte der Regeneratoren wird einem der oben definierten Teilvolumina durch die periodische Durchströmung mehr Wärmeenergie zugeführt als entnommen.Given the assumed uniform quality of the regenerators, one of the partial volumes defined above is supplied with more thermal energy than is extracted by the periodic flow.
Die bei der Abkühlung der in das Arbeitsvolumen periodisch heiß einströmenden und kühler wieder ausströmenden Gasmenge der Masse m_. abgegebene Wärmeenergie wird teilweise aufgenommen durch die zwischen den Teilvolumina parallel ablaufenden Kreisprozesse mit weitgehend isothermer Wärmeenergieaufhahme und Abgabe. Dadurch bildet sich im Arbeitsvolumen wie vorne zu Fig.4, Fig.5, Fig.6 allgemein dargestellt, ein linearer Temperaturverlauf aus.The quantity of gas m_, which flows periodically hot into the working volume and cooler flows out again during cooling. The heat energy given off is partly absorbed by the circular processes running parallel between the partial volumes with largely isothermal heat energy absorption and release. As a result, a linear temperature profile is formed in the working volume, as generally shown in the front of Fig.4, Fig.5, Fig.6.
Dadurch weisen die Durchschnittstemperaturen von angrenzenden Teilvolumina des Arbeitsvolumens zwischen je zwei ? der Regeneratoren 36-40 bei gleicher Größe und zeitlicher Größenordnung die selbe Differenz auf, wie vorne zu Fig.4, Fig.5, Fig.6 allgemein dargestellt.As a result, the average temperatures of adjacent partial volumes of the working volume range between two? the regenerators 36-40 with the same size and temporal order of magnitude on the same difference, as shown generally in front of Fig.4, Fig.5, Fig.6.
Die Arbeit, die dabei maximal verrichtet werden kann, verringert sich gegenüber der Exergie (Tu = Tk) um W_ wie zur Fig.3 erläutert. Durch W_ werden zum Teil die Verluste an den Regeneratoren 36-39 verringert. Durch die Irreversibilitäten wie Wärmeleitung oder die Verluste der Regeneratoren wird nur ein kleineres Druckverhältnis P1/P2 erreicht und die Gasmenge mA muß vor allem bei einer wie in Fig.8 aufgebauten Vorrichtung mit einer Temperatur in das Arbeitsvolumen eintreten, die größer als Ti ist.The work that can be done to a maximum is reduced by W_ compared to the exergy (T u = T k ) as explained for FIG. 3. The losses at regenerators 36-39 are partially reduced by W_. Due to the irreversibility such as heat conduction or the losses of the regenerators, only a smaller pressure ratio P1 / P2 is achieved and the gas quantity m A must enter the working volume with a temperature that is greater than Ti, especially in a device constructed as in FIG.
Eines der Ventile 49 in Fig.8 kann wie das Ventil 35 in Fig.l eingesetzt werden, um beim selben Verhältnis der Drücke Pi/Po die beschriebenen Veränderungen der Temperaturdifferenzen bei Abkühlung oder Erwärmung eines Anteils des ausgetauschten Gases zu erreichen.One of the valves 49 in FIG. 8 can be used like the valve 35 in FIG. 1 in order to achieve the described changes in the temperature differences when cooling or heating a portion of the exchanged gas at the same ratio of the pressures Pi / Po.
Bemerkung:Comment:
Es ist ein Ventilator zum Ansaugen von Heißluft nicht unbedingt notwendig, da in das Arbeitsvolumen heiße Luft angesaugt wird, sobald der Regenerator in Bewegung ist.A fan for drawing in hot air is not absolutely necessary, since hot air is sucked into the working volume as soon as the regenerator is in motion.
Solange sich der Regenerator 40 vom Einlaßventil 48 entfernt, wird heiße Luft angesaugt, kalte ausgeblasen und die Regeneratoren 36 - 39 erwärmt.As long as the regenerator 40 moves away from the inlet valve 48, hot air is drawn in, cold air is blown out and the regenerators 36-39 are heated.
Dabei wirkt der Strömungswiderstand des Regenerators.The flow resistance of the regenerator acts.
Wenn sich der Regenerator 40 auf die Einlaßventile zubewegt, so bleiben die Ventile geschlossen.When the regenerator 40 moves toward the intake valves, the valves remain closed.
Mit dem Anstieg der mittleren Temperatur im Arbeitsvolumen erfolgt dann derWith the rise in the mean temperature in the working volume, this then takes place
Übergang in den vorne und in Fig.9 dargestellten periodischen Betriebszustand.Transition to the periodic operating state shown at the front and in FIG. 9.
Um die beschriebene Anordnung als Gasverdichter arbeiten zu lassen, genügt es, dieTo make the arrangement described work as a gas compressor, it is sufficient to use the
Regeneratoren mit einem Elektromotor zu den Fig.9 entsprechenden periodischen Bewegungen anzutreiben.To drive regenerators with an electric motor for the periodic movements corresponding to Fig. 9.
Abkühlung des Gases über eine größere Temperaturdifferenz Ti - T2 Cooling of the gas over a larger temperature difference Ti - T 2
Sollen in der in Fig.8 dargestellten Anlage größere Temperaturunterschiede des vom Arbeitsvolumen aufgenommenen und abgegebenen Gases erreicht werden, so wird dies dadurch erreicht, daß in der Zeitperiode g-h-a eine Gasmenge der Masse mH durch eines der Ventile 49, welches wie das Ventil 35 in Fig.1 eingesetzt wird, zwischen die Regeneratoren 39 und 40 aus dem Teil des Rohrleitungssystems 15 einströmt.If larger temperature differences of the gas absorbed and given off by the working volume are to be achieved in the system shown in FIG. 8, this is achieved in that in the period gha a gas quantity of mass m H through one of the valves 49, which like the valve 35 in 1 is used, between the regenerators 39 and 40 flows from the part of the piping system 15.
Bei unverändertem Tι,T2,Po kann Px so gewählt werden, daß die insgesamt eingesaugte Gasmenge konstant bleibt, d.h. durch diese Maßnahme verringert sich dieIf T 1, T 2 , P o remain unchanged, P x can be selected so that the total amount of gas drawn in remains constant, ie this measure reduces the
Masse mA des Gases, das heiß eingesaugt und bei niedrigerer Temperatur und höheremMass m A of the gas that is sucked in hot and at lower temperature and higher
Druck ausgepreßt wird, um mH. Dadurch wird mit den Regeneratoren 36 bis 39 während einer Periode wenigerPressure is squeezed to m H. As a result, the regenerators 36 to 39 become less during a period
Wärmeenergie ausgetauscht.Exchanged thermal energy.
Im Betriebszustand des Gleichgewichts muß das Druckverhältnis Pi/Po kleiner sein.In the operating state of the equilibrium, the pressure ratio Pi / Po must be lower.
Bei unverändertem Tl5 P1; P0 wird den Regeneratoren 36 bis 39 nur dann während einer Periode dieselbe Wärmeenergiemenge zugeführt, wenn die ausgetauschte Gasmenge stärker abgekühlt wird. So kann bei gleichem Druckverhältnis Pi/Po eine größere Temperaturdifferenz Ti - T2 erreicht werden.With unchanged T l5 P 1; P 0 is the same amount of heat energy supplied to the regenerators 36 to 39 only during a period when the exchanged amount of gas is cooled more. A larger temperature difference Ti - T 2 can be achieved with the same pressure ratio Pi / Po.
Bei konstantem Druckverhältnis Pi/Po kann die Temperatur T2 durch eine einfache Thermostat - Steuerung für das dem Einlaßventil 35 in Fig.1 entsprechenden Ventil 49 relativ einfach stabilisiert werden.At a constant pressure ratio Pi / Po, the temperature T 2 can be stabilized relatively easily by a simple thermostat control for the valve 49 corresponding to the inlet valve 35 in FIG.
Das Einlaßventil 35 wird dabei nur dann geöffnet, wenn das Gas bei 15 die festgelegte Temperatur (gerade) überschreitet.The inlet valve 35 is only opened when the gas (15) exceeds the specified temperature (even).
Evtl. genügt es auch, den Strömungswiderstand im Bereich des Einlaßventils bei zunehmender Temperatur des Gases bei 15 kleiner werden zu lassen, z. B. durch eine durch ein Bi-Metall gesteuerte Klappe welche den Querschnitt für die Strömung ändert.Possibly. it is also sufficient to let the flow resistance in the area of the inlet valve become smaller at 15 with increasing temperature of the gas, e.g. B. by a flap controlled by a bi-metal which changes the cross section for the flow.
Abkühlung des Gases über eine kleinere Temperaturdifferenz Ti - T2 Cooling of the gas over a smaller temperature difference Ti - T 2
Sollen in der in Fig.8 dargestellten Anlage bei der Abkühlung des ausgetauschten Gases um eine bestimmte Temperaturdifferenz ein größeres Druckverhältnis Pi/Po erreicht werden, so wird in der Zeitperiode g-h-a die Gasmenge der Masse mB durch das (angesteuerte) Ventil 49, das in Fig. l dem Auslaßventil 35 entspricht, aus dem Teilvolumen zwischen Regenerator 39 und 40 mit einem Ventilator gesaugt, der im Idealfall durch verstellbare Elemente nur in dieser Zeitperiode die dazu notwendige relativ zu Pi - P0 kleine Druckdifferenz zu P0 aufbringt und diese Gasmenge dem Raum 15 des Rohrleitungssystems zugeführt wird. Vier Arbeitsvolumen arbeiten 90° phasenverschoben, d.h. ein spezieller Ventilator kann gleichmäßig durchlaufen, nur die Auslaßventile 35 müssen mit etwas Kraft- und Energieaufwand gesteuert werden.If, in the system shown in FIG. 8, a larger pressure ratio Pi / Po is to be achieved when the exchanged gas is cooled by a certain temperature difference, then in the period gha the gas quantity of mass m B is controlled by the (controlled) valve 49, which in Fig. L corresponds to the exhaust valve 35, sucked from the partial volume between the regenerator 39 and 40 with a fan, which ideally uses adjustable elements only in this time period to apply the necessary relative to Pi - P 0 small pressure difference to P 0 and this amount of gas Room 15 of the piping system is supplied. Four working volumes work 90 ° out of phase, ie a special fan can run through evenly, only the outlet valves 35 have to be controlled with some effort and energy.
Bei unverändertem Tj, T2,P0 wird dadurch die ausgetauschte und abgekühlte Gasmenge mA um mB vergrößert und den Regeneratoren 36 bis 39 wird während dieser Zeitperiode eine größere Menge an Wärmeenergie zugeführt. Diese größere Wärmeenergie wird den Regeneratoren 36 bis 39 in der Zeitperiode e-f- g während der effektiv isothermen Expansion des Gases von Pi auf Po wieder teilweise entzogen, wobei ein größeres Druckverhältnis Pi/Po erreicht werden kann und so insgesamt pro Periode mehr Energie umgesetzt wird, wobei die an den Regeneratoren 36 bis 41 insgesamt ausgetauschte Wärmeenergie wie auch die damit zusammenhängenden thermischen Verluste in einem weit geringerem Verhältnis erhöht werden.With unchanged Tj, T 2 , P 0 , the exchanged and cooled gas quantity m A is thereby increased by m B and the regenerators 36 to 39 are supplied with a larger quantity of thermal energy during this period. This greater thermal energy is partially removed from the regenerators 36 to 39 in the time period efg during the effectively isothermal expansion of the gas from Pi to Po, whereby a larger pressure ratio Pi / Po can be achieved and more energy is thus converted per period, whereby the total heat energy exchanged at the regenerators 36 to 41 and the associated thermal losses are increased in a much lower ratio.
Insgesamt wird dadurch ein besserer Wirkungsgrad erreicht. Wenn der Massenstrom durch den verstellbaren Ventilator in 3 Stufen (aus, mittel, groß( eingestellt werden kann und die Stufe groß immer beim Unterschreiten einer bestimmten Temperatur durch einen Thermostaten eingeschaltet wird, so kann die Temperatur T2 dadurch mit relativ geringem Aufwand ausreichend bei einem Wert stabilisiert werden. Bemerkung:Overall, this results in better efficiency. If the mass flow through the adjustable fan can be set in 3 steps (off, medium, large (and the step large is always switched on by a thermostat when the temperature falls below a certain temperature, the temperature T 2 can thus be sufficient with a relatively low effort Value should be stabilized.
Es ist ein Ventilator zum Ansaugen von Heißluft nicht unbedingt notwendig, um die beschriebene Anordnung als Gasverdichter arbeiten zu lassen, da in dasA fan for drawing in hot air is not absolutely necessary in order to make the arrangement described work as a gas compressor, since in the
Arbeitsvolumen periodisch heiße Luft angesaugt wird, sobald die Regeneratoren in Bewegung sind. Solange sich der Regenerator 39 vom Einlaßventil 48 entfernt, wird heiße Luft angesaugt, kalte ausgeblasen und die Regeneratoren 36 bis 39 erwärmt. Dabei wirkt der Strömungswiderstand des Regenerators.Working volume periodically hot air is sucked in as soon as the regenerators are in motion. As long as the regenerator 39 moves away from the inlet valve 48, hot air is drawn in, cold air is blown out and the regenerators 36 to 39 are heated. The flow resistance of the regenerator acts.
Wenn sich der Regenerator 39 auf die Einlaßventile zubewegt, so bleiben die Ventile geschlossen.When the regenerator 39 moves toward the intake valves, the valves remain closed.
Mit dem Anstieg der mittleren Temperatur im Arbeitsvolumen erfolgt dann der Übergang in den vorne und in Fig.9 dargestellten periodischen Betriebszustand. Um die beschriebene Anordnung als Gasverdichter arbeiten zu lassen, genügt es, die Regeneratoren 36 bis 39 mit einem Elektromotor zu den Fig.4, Fig.5, Fig.6 entsprechenden periodischen Bewegungen anzutreiben.With the increase in the average temperature in the working volume, the transition to the periodic operating state shown in the front and in FIG. 9 then takes place. In order to make the arrangement described work as a gas compressor, it is sufficient to drive the regenerators 36 to 39 with an electric motor for the periodic movements corresponding to FIGS. 4, 5 and 6.
Anwendung als KältemaschineApplication as a chiller
Die vorne beschriebene als Kraftmaschine wirkende Anlage mit dem in Fig.8 dargestellte Arbeitsvolumen kann nach wenigen Änderungen auch als Kältemaschine betrieben werden, welche eine Gasmenge über ein großes Temperaturintervall abkühlt.The system described above, which acts as a motor machine and has the working volume shown in FIG. 8, can, after a few changes, also be operated as a refrigeration machine which cools a gas quantity over a large temperature interval.
Dazu muß der dann angetriebene Ventilator ( Turbine) 14 das Gas aus dem Teil desFor this purpose, the then driven fan (turbine) 14 must remove the gas from the part of the
Rohrleitungssystems 15 mit dem Druck Po in den Teil 13 mit Pi drücken. Der in Fig.9Press the pipe system 15 with the pressure Po into the part 13 with Pi. The one in Fig. 9
I oder Fig.10 I qualitativ dargestellte Bewegungsablauf wird in der umgekehrten zeitlichen Reihenfolge durchlaufen. Das Auslaßventil 49 wird zu einem Einlaßventil indem es bei unveränderter Anschlagsrichtung in der Zeitperiode a-h-g durch dasI or Fig.10 I qualitatively shown movement sequence is carried out in the reverse chronological order. The outlet valve 49 becomes an inlet valve by moving through the. In the time period a-h-g with the stop direction unchanged
Steuersystem gegen den Strömungsdruck offengehalten wird.Control system against the flow pressure is kept open.
In dieser Zeitperiode a-h-g werden die Teilvolumina zwischen diesen Regeneratoren vergrößert und so die mittlere Temperatur des Gases im Arbeitsvolumen ausgehend vom maximalen Wert abgesenkt.In this time period a-h-g, the partial volumes between these regenerators are increased and the average temperature of the gas in the working volume is lowered from the maximum value.
Das dann mit dem Druck Pi einströmende Gas gibt bei der Abkühlung Wärmeenergie an die Regeneratoren 36 bis 39 ab.The gas then flowing in with the pressure Pi releases thermal energy to the regenerators 36 to 39 during cooling.
Diesen Regeneratoren wird während der anschließenden Zeitperiode g-f-e durch die Expansion des Gases zwischen je zwei Regeneratoren (vgl. vorne: Kraftmaschinen) Wärmeenergie entzogen.Thermal energy is extracted from these regenerators during the subsequent time period g-f-e by the expansion of the gas between two regenerators (cf. front: engines).
Die Absenkung des Druckes im Arbeitsvolumen erfolgt bei geschlossenen Ventilen aufgrund der Absenkung der mittleren Temperatur des Gases auf den minimalen Wert durch eine Verschiebung bei konstanten relativen Abständen der Regeneratoren 36 bis 41.With closed valves, the pressure in the working volume is reduced due to the lowering of the average temperature of the gas to the minimum value by a shift at constant relative distances of the regenerators 36 to 41.
Wie vorne bei der Beschreibung der Kraftmaschine gezeigt, wird auch bei der Kältemaschine durch das Zusammenwirken der Teilprozesse in den Zeitperioden a-h-g und g-f-e ein in Hubrichtung lineares gestuftes Temperaturfeld T(r) in den Regeneratoren 36 bis 39 ausgebildet, deren mittlere Temperatur Tm bei der Kältemaschine unter der Kühlertemperatur Tk liegt.As shown above in the description of the engine, also in the refrigeration machine through the interaction of the sub-processes in the time periods ahg and gfe, a linearly stepped temperature field T (r) is formed in the regenerators 36 to 39, whose average temperature T m at the Chiller is below the cooler temperature T k .
Die zeitliche Entwicklung von Tm(t) entspricht bei Umkehr des zeitlichen Ablaufes und der Ersetzung von max. Tm(t) durch min. Tm(t) der qualitativen Darstellung in Fig.9 II. Die mittlere Temperatur des Gases im Arbeitsvolumen wird beim Zusammenschieben der Regeneratoren 36 bis 39 in der darauffolgenden Zeitperiode e-d-c vergrößert. Das Einlaßventil 48 der Kraftmaschine in Fig.8 wirkt bei der Kältemaschine als Auslaßventil, wenn es bei unveränderter Anschlagsrichtung in dieser Zeitperiode e-d-c durch das Steuersystem gegen den Strömungsdruck offengehalten wird und Gas unter anderem aufgrund der Erhöhung der mittleren Temperatur im konstantenThe temporal development of T m (t) corresponds to reversing the chronological sequence and replacing max. T m (t) by min. T m (t) of the qualitative representation in FIG. 9 II. The average temperature of the gas in the working volume is increased when the regenerators 36 to 39 are pushed together in the subsequent time period edc. The inlet valve 48 of the engine in FIG. 8 acts as an outlet valve in the refrigerator if it is kept open against the flow pressure by the control system during this period of time edc with the stop direction unchanged and Gas, among other things, due to the increase in the mean temperature in constant
Arbeitsvolumen bei konstantem Druck P0 in den Teil des Rohrleitungssystem 15 ausströmt.Working volume flows out at a constant pressure P 0 in the part of the piping system 15.
Bevor dieses Gas erneut durch den Ventilator (Turbine) verdichtet wird, nimmt es im Wärmetauscher 18 die von der Abkühlung des anderen Gasstromes stammendeBefore this gas is compressed again by the fan (turbine), it takes the one from the cooling of the other gas stream in the heat exchanger 18
Wärmeenergie auf.Thermal energy.
Wenn das abzukühlende Gas direkt bei 15 in das Rohrleitungssystem derIf the gas to be cooled directly at 15 in the piping system
Kältemaschine (vgl. Figl) eingebracht und bei 15 wieder entnommen wird, so können die Verluste und der konstruktive Aufwand des Wärmetauscher 18 entfallen. In der anschließenden Zeitperiode c-b-a wird die mittlere Temperatur des Gases imRefrigeration machine (see. Figl) is introduced and removed again at 15, the losses and the design effort of the heat exchanger 18 can be omitted. In the subsequent time period c-b-a, the average temperature of the gas in
Arbeitsvolumen durch die Verschiebung der Regeneratoren 36 bis 39 auf den maximalen Wert erhöht, was aufgrund der geschlossenen Ventile zu einerWorking volume increased by moving the regenerators 36 to 39 to the maximum value, resulting in a closed valve
Druckerhöhung und der Schließung des Kreisprozesses führt.Pressure increase and the closure of the cycle leads.
Dem Teilvolumen des Arbeitsvolumen, das nur durch den Regenerator 36 abgeteilt ist, wird dadurch (zusätzlich) Wärmeenergie entnommen, daß das Ventil 48 oder ein dazu parallel wirkendes Ventil mit kleinerer Querschnitt sfläche bereits geöffnet wird, bevor der Druckunterschied völlig ausgeglichen ist.The partial volume of the working volume, which is divided only by the regenerator 36, is (additionally) removed from thermal energy by opening the valve 48 or a valve with a smaller cross-sectional area acting in parallel to it before the pressure difference is completely equalized.
Analog wird dem Teilvolumen des Arbeitsvolumens, das nur durch Regenerator 41 abgegrenzt wird, dadurch Wärmeenergie zugeführt, daß ein zu einem der Ventile 49 parallel wirkendes Ventil bereits geöffnet wird, bevor der Druckunterschied völlig ausgeglichen ist,Analogously, the partial volume of the working volume, which is only delimited by regenerator 41, is supplied with thermal energy by opening a valve acting in parallel with one of the valves 49 before the pressure difference is completely equalized.
Abkühlung des Gases über eine größere Temperaturdifferenz Ti - T2 Cooling of the gas over a larger temperature difference Ti - T 2
Wie beim Einsatz als Kraftmaschine kann bei der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung ein größerer Temperaturunterschied der vom Arbeitsvolumen aufgenommenen und abgegebenen Gasmenge der Masse mA erreicht werden, wenn in der Zeitperiode e-d-c eine Gasmenge der Masse mH durch das in diesem Fall bei relativ zu Fig.8 geändertem Anschlag als Auslaßventil wie Ventil 35 in Fig.1 wirkendes Ventil 49 in den Raum 15 ausströmt, welches in dieser Zeitperiode e-d-c durch das Steuersystem gegen den Strömungsdruck offengehalten wird.As in the case of use as a power machine, in the device shown in FIG. 1, a greater temperature difference in the amount of gas of the mass m A taken up and given off by the working volume can be achieved if, in the time period edc, a gas amount of the mass m H is in this case relative to Fig.8 modified stop as an outlet valve as valve 35 in Fig.1 acting valve 49 flows into space 15, which is kept open edc by the control system against the flow pressure in this time period.
Bei unveränderten Ti, P^ P0 wird den Regeneratoren 36 bis 39 während einer Periode nur dann eine gleich große Wärmeenergie zugeführt, wenn das Gas stärker abgekühlt wird.With unchanged Ti, P ^ P 0 , the regenerators 36 to 39 are only supplied with the same amount of thermal energy during a period if the gas is cooled to a greater extent.
So kann bei gleichem Druckverhältnis Pi/Po eine größere Temperaturdifferenz Ti - T2 erreicht werden.A larger temperature difference Ti - T 2 can be achieved with the same pressure ratio Pi / Po.
Bei konstantem Druckverhältnis Pi Po kann die Temperatur T durch eine einfache Thermostat-Steuerung stabilisiert werden.At a constant pressure ratio Pi Po, the temperature T can be stabilized by a simple thermostat control.
Das dem in Fig.l Ventil 35 entsprechende Auslaßventil 49 wird dabei nur dann geöffnet, wenn das Gas bei 15 die festgelegte Temperatur (gerade) überschreitet.The outlet valve 49 corresponding to FIG. 1 valve 35 is only opened when the gas at 15 exceeds (just) the specified temperature.
Abkühlung des Gases um eine kleinere Temperaturdifferenz Ti - TCooling of the gas by a smaller temperature difference Ti - T
Die in Figur 1 dargestellte mit Wirkung eines Gasverdichters beschriebene Anlage, kann, wie bereits vorne mit Bezug zu Fig.1 dargestellt auch als Kältemaschine betrieben werden, wenn das Arbeitsvolumen und Teile des Steuersystems gegen die in Fig.8 dargestellte Anordnung ausgetauscht wird. Soll wie bei der Kraftmaschine auch bei der Kältemaschine für eine geringere Abkühlung mit einer bestimmten Druckdifferenz Pi - P0 gearbeitet werden, so kann dies erreicht werden, wenn in der Zeitperiode e-d-c die Gasmenge der Masse mB durch ein weiteres (angesteuertes), dem Einlaßventil 35 entsprechendes Ventil 49 zwischen die Regeneratoren 39 und 40 mit einem Ventilator aus dem Raum 15 eingeblasen wird. Den Regeneratoren 36 bis 39 wird dadurch im Betriebszustand im Vergleich zum Betrieb ohne das Ventil 35 entsprechende Ventil 49 eine größere Wärmeenergie zugeführt und bei der isothermen Expansion in der Zeitperiode e-f-g durch eine Expansion mit größerem Druckverhältnis Pi/Po entsprechend mehr Wärmeenergie wieder entzogen Die Vorteile dieser Maßnahmen oder die Regelung der Temoeratur T^ sind weitgehend analog wie bei der Kraftmaschine zu Fig.1.The system described in FIG. 1 with the effect of a gas compressor can, as already shown above with reference to FIG. 1, also be operated as a refrigeration machine if the working volume and parts of the control system are exchanged for the arrangement shown in FIG. As with the engine, it should also be used with the chiller for less cooling with a certain one Pressure difference Pi - P 0 are worked, this can be achieved if, in the time period edc, the gas quantity of the mass m B through a further (controlled) valve 49 corresponding to the inlet valve 35 between the regenerators 39 and 40 with a fan from the room 15 is blown. As a result, greater heat energy is supplied to the regenerators 36 to 39 in the operating state compared to operation without the valve 35 corresponding valve 49, and correspondingly more thermal energy is withdrawn during the isothermal expansion in the time period efg by expansion with a larger pressure ratio Pi / Po. The advantages of this Measures or the regulation of the temperature T ^ are largely analogous to those of the engine in FIG. 1.
Wärmepumpe Die vorne mit der Wirkung von Kältemaschinen beschriebenen Anlagen in denen das inHeat pump The systems described above with the effect of chillers in which the in
Fig.8 dargestellte Arbeitsvolumen integriert ist, wirken als Wärmepumpe, wenn das Steuersystem die Regeneratoren 36 bis 41 mit unverändertem periodischemFig.8 working volume is integrated, act as a heat pump when the control system, the regenerators 36 to 41 with unchanged periodic
Bewegungsablauf antreibt und die Arbeitsrichtung derMovement sequence drives and the direction of work
Turbine 14 erhalten bleibt aber die Druckerhöhung aufgrund einer Öffnung eines Ventils, durch das Gas einströmt, mit der Druckabsenkung aufgrund einer Öffnung eines Ventils, durch das Gas ausströmt, vertauscht wird.Turbine 14, however, maintains the pressure increase due to an opening of a valve through which gas flows in, with the pressure drop due to an opening of a valve through which gas flows out, is interchanged.
Dadurch wird das nur durch den Regenerator 36 abgegrenzte Teilvolumen desAs a result, the partial volume of the only delimited by the regenerator 36
Arbeitsvolumens erwärmt und das nur durch den Regenerator 41 abgegrenzteWorking volume heated and that only delimited by the regenerator 41
Teilvolumen des Arbeitsvolumens wird abgekühlt. Verglichen mit der vorne beschriebenen Kältemaschine wird der zeitliche Ablauf der mittleren Temperatur Tm(t) und des Druckes P(t) gegen den Hub H(t) um eine halbePartial volume of the working volume is cooled. Compared to the refrigeration machine described above, the time course of the mean temperature T m (t) and the pressure P (t) against the stroke H (t) is half
Periode verschoben.Period postponed.
Der Kreisprozeß beim Einsatz als WärmepumpeThe cycle process when used as a heat pump
In der Zeitperiode g-f-e wird der Druck des Gases im Arbeitsvolumen aufgrund des Anstiegs der mittleren Temperatur des Gases bei geschlossenen Ventilen durch die Verschiebung der Regeneratoren 36-41 auf den maximalen Wert erhöht. Aufgrund der adiabatischen Kompression des durch die Teilvolumina zwischen je zwei der Regeneratoren 36 bis 39 strömenden Gases wird diesen Regeneratoren Wärmeenergie zugeführt.In the period g-f-e, the pressure of the gas in the working volume is increased to the maximum value due to the rise in the average temperature of the gas when the valves are closed by the displacement of the regenerators 36-41. Due to the adiabatic compression of the gas flowing through the partial volumes between two of the regenerators 36 to 39, thermal energy is supplied to these regenerators.
Beim Zusammenschieben der Regeneratoren 36 bis 39 in der Zeitperiode e-d-c wird durch das offengehaltene Ventil 49 von der Turbine Gas der Temperatur TH von dem Arbeitsvolumen bei dem Druck Pi aufgenommen, da die mittlere Temperatur abgesenkt wird.When the regenerators 36 to 39 are pushed together in the time period edc, the valve 49 is taken up by the turbine gas at the temperature T H from the working volume at the pressure Pi, since the mean temperature is reduced.
In der Zeitperiode c-b-a wird der Druck des Gases im Arbeitsvolumen bei geschlossenen Ventilen aufgrund der Absenkung der mittleren Temperatur des Gases auf den minimalen Wert durch die Verschiebung der Regeneratoren 36-41 von Pi auf P0 erniedrigt.In the time period cba, the pressure of the gas in the working volume with closed valves is reduced due to the lowering of the average temperature of the gas to the minimum value by the displacement of the regenerators 36-41 from Pi to P 0 .
Das Gas im Teilvolumen das an den Kühler angrenzt wird adiabatiasch expandiert und dabei abgekühlt Tn der Zeitperiode c-b-a wird die mittlere Temperatur im Arbeitsvolumen mit der Verschiebung bei konstantem Abstand zwischen den Regeneratoren 36 bis 39 erhöht, das abgekühlte Gas strömt durch den Wärmetauscher und entnimmt Wärmeenergie bei der Temperatur Tk und bei Po wird durch das Ventil 48 Gas der Temperatur Ti in der Zeitperiode a-h-g abgegeben, da die mittlere Temperatur Tmg(t) des Gases im Arbeitsvolumen erhöht wird.The gas in the partial volume adjacent to the cooler is expanded adiabatically and thereby cooled Tn of the time period cba, the average temperature in Working volume increased with the displacement at a constant distance between the regenerators 36 to 39, the cooled gas flows through the heat exchanger and takes thermal energy at the temperature T k and at Po 48 gas of the temperature Ti is given off in the time period ahg since the mean temperature T mg (t) of the gas in the working volume is increased.
Wenn dazu simultan durch das wie das Ventil 35 in Fig.1 wirkende Ventil 49 Gas mit ca. der Temperatur TH von einem Ventilator aus dem Raum 15 in das Teilvolumen zwischen Regenerator 39 und 40 geschoben wird, so wird die Differenz der Temperaturen TH - Tx bei gleichem Druckverhältnis P\ I P0 verkleinert. Diese Änderungsmaßnahme führt wie bei der Kraftmaschine bei thermischen Verlusten in etwa der selben Größe zu einer größeren Umsetzung von mechanischer Energie, (vgl. Fig.l) Wenn in der Zeitperiode a-h-g durch das über die Gastemperatur bei 15 gesteuerte Ventil 49, welches Ventil 35 entspricht, Gas aus dem Arbeitsvolumen in den Raum 15 des Rohrleitungssystems gelangt, so wird dadurch eine größere Temperaturdifferenz des ausgetauschten Gases erreicht (vgl. Fig. l entsprechende Kälte oder Kraftmaschine)If, simultaneously, gas with approximately the temperature T H is pushed by a fan from the room 15 into the partial volume between the regenerators 39 and 40 through the valve 49 acting as the valve 35 in FIG. 1, the difference in the temperatures T H - T x reduced with the same pressure ratio P \ IP 0 . As with the engine, this change measure leads to a greater conversion of mechanical energy in the case of thermal losses of approximately the same size (see FIG. 1) if, in the time period ahg, the valve 49 controlled by the gas temperature at 15 corresponds to valve 35 If gas from the working volume reaches space 15 of the piping system, a greater temperature difference of the exchanged gas is thereby achieved (see FIG. 1 corresponding refrigeration or engine)
Mit dieser Wärmepumpe kann Frischluft gefiltert und erwärmt werden. Die Regeneratoren im Arbeitsvolumen wirken als Filter und können bei Verschmutzung leicht ausgetauscht werden.With this heat pump, fresh air can be filtered and heated. The regenerators in the working volume act as filters and can be easily replaced if they are dirty.
Die der Frischluft zugeführte Wärmeenergie stammt zum Teil aus einem kälteren Wärmereservoir wie der Umgebungsluft oder dem Grundwasser. Die skizzierte Wärmepumpe kann so konstruiert sein, daß die Luft praktisch nicht in den Kontakt mit Schmierstoffen kommt und die Filter bei Verschmutzung einfach gewechselt werden können.The heat energy supplied to the fresh air partly comes from a colder heat reservoir such as the ambient air or the groundwater. The sketched heat pump can be constructed in such a way that the air practically does not come into contact with lubricants and the filters can be easily replaced if they are dirty.
Um ein größeres Druckverhältnis Pι/P2 erreichen zu können, wird das Gas aus dem Teilvolumen des Arbeitsvolumens zwischen Regenerator 36 und 37 entnommen. Die dazu notwendige Konstruktion ist vergleichbar mit der für den Gasaustausch in das oder aus dem Teilvolumen zwischen den Regeneratoren 39 und 40 Es wird in ähnlicher Weise ein Rohr 205 zur Luftführung vgl. 50 eingesetzt, das am Regenerator 36 befestigt und gegen das Druckgehäuse gleitend gedichtet in ein damit verbundenes Rohr 206 (vgl. 51) eintaucht, aus dem die Luft durch Ventile ausgetauscht wird. Wasser im Druck_?efäßIn order to be able to achieve a larger pressure ratio Pι / P 2 , the gas is removed from the partial volume of the working volume between regenerators 36 and 37. The construction required for this is comparable with that for the gas exchange into or out of the partial volume between the regenerators 39 and 40. 50 used, which is attached to the regenerator 36 and slidably sealed against the pressure housing in a connected tube 206 (see FIG. 51), from which the air is exchanged by valves. Water in the pressure vessel
Der Aufwand für ein Druckgehäuse mit den vielen Dichtungen kann im Vergleich zurThe effort for a pressure housing with the many seals can be compared to
Darstellung in Fig.8 erheblich auf einen Quader oder Zylinder mit wenigen Öffnungen reduziert werden, wenn das Rohrbündel 42 anstatt in einen separaten Raum 61 des Druckgefäßes in die andere Richtung in einen Raum führen, der nur durch die8 can be reduced considerably to a cuboid or cylinder with a few openings if the tube bundle 42 lead instead of into a separate space 61 of the pressure vessel in the other direction into a space which can only be reached through the
Wärmetauscherstruktur des Kühlers 43 begrenzt wird.Heat exchanger structure of the cooler 43 is limited.
Dazu müssen die Durchmesser der Rohre in der umgekehrten Reihenfolge denTo do this, the diameter of the pipes must be in the reverse order
Regeneratoren zugeordnet werden.Regenerators are assigned.
Diese Rohre werden durch eine Hebelkonstruktion wie 57, 58 miteinander beweglich verbunden.These tubes are movably connected to one another by a lever construction such as 57, 58.
Der Regenerator 41 entfällt, das Ventil 48 bleibt unverändert. Das Luftführungsrohr 50 weist ebenfalls in die andere Richtung und taucht gleitend gedichtet in ein zu 51 entsprechendes Rohr ein, das mit dem Druckgefäß gedichtet verbunden ist, wobei das 49 entsprechende Auslaßventil am Druckgefäß angebracht werden kann. An jedem von vier Rohren, die jeweils an einem von zwei verschiedenenThe regenerator 41 is omitted, the valve 48 remains unchanged. The air guide pipe 50 also points in the other direction and slidably plunges into a pipe corresponding to 51, which is connected to the pressure vessel in a sealed manner, the 49 corresponding outlet valve being able to be attached to the pressure vessel. On each of four pipes, each on one of two different
Regeneratoren befestigt sind (ideal: die zeitweise möglichst weit voneinander entfernt sind) sind jeweils zwei gespannte Gurte befestigt, von denen einer beim Drehen einer aus dem Druckgefäß gedichtet hinausgeführten Welle aufgewickelt wird, während der andere abgewickelt wird.Regenerators are attached (ideally: at times as far apart as possible), two tensioned belts are attached, one of which is wound up while rotating a shaft that is sealed out of the pressure vessel while the other is being unwound.
Die Rohre jedes Regenerators werden so durch zwei Wellen angetrieben und dieThe tubes of each regenerator are driven by two shafts and the
Regeneratoren parallel geführt.Regenerators run in parallel.
Je zwei dieser Wellen sind außerhalb des Druckgefäßes mit Kettenräder und einer darübergeführten Kette gekoppelt, an die jeweils das Pleuel 89 bzw. 69 des in Fig.20 gezeigten Kettenantriebes angreift.Two of these shafts are coupled outside the pressure vessel with sprockets and a chain guided over them, to which the connecting rods 89 and 69 of the chain drive shown in FIG. 20 act.
Das Druckgehäuse wird soweit mit Wasser aufgefüllt, daß die Kühlerstruktur 43 in ihrer untersten Stellung weitgehend vollständig eintauchtThe pressure housing is filled with water to such an extent that the cooler structure 43 is largely completely immersed in its lowest position
Dadurch sind die Leitungen 45 und 46 und die Durchstöße 63 und 62 für dieCharacterized the lines 45 and 46 and the punctures 63 and 62 for the
Kühlflüssigkeit überflüssig. Dieses Wasser wird im oberen Bereich abgesaugt und im geschlossenem Kreislauf durch einen Wärmetauscher außerhalb des Druckgefäßes abgekühlt bzw. erwärmt.No need for coolant. This water is sucked off in the upper area and cooled or heated in a closed circuit by a heat exchanger outside the pressure vessel.
Das Rohr 50 dient auch als Überlauf für den Wasserstand im Druckgehäuse.The pipe 50 also serves as an overflow for the water level in the pressure housing.
Überlaufendes Wrasser wird vom Gas in einem im Rohrleitungssystem nach dem VentilOverflowing W ater r is from the gas in a in the piping system downstream of the valve
49 angeordneten Drucktank durch Fliehkräfte abgetrennt, da das Wasser - Gasgemisch in den Drucktank mit vertikaler Zylinderachse in mittlerer Höhe tangential eintritt und oben in der Mitte durch ein Rohr, das ca. 30 cm in den Drucktank hineinragt wieder entnommen ward.49 arranged pressure tank separated by centrifugal forces, since the water - gas mixture enters tangentially into the pressure tank with vertical cylinder axis at medium height and was removed again in the middle through a tube which protrudes approx. 30 cm into the pressure tank.
Das Wasser aus diesem Drucktank wird durch ein Rohr, das durch ein, mit einemThe water from this pressure tank is fed through a pipe through a, with a
Schwimmer durch den Wasserstand in diesem Drucktank, betätigtes Ventil verschließbar ist, in das Druckgefäß um das Arbeitsvolumen zurückgeleitet.Float through the water level in this pressure tank, actuated valve is closable, returned to the pressure vessel around the working volume.
Im Druckgefäß kann(durch Betätigung einer Kompressionseinrichtung) der Wasserspiegel periodisch verändert werden und so eine (zusätzliche) Druckänderung erreicht werden.The water level in the pressure vessel can be changed periodically (by actuating a compression device) and an (additional) pressure change can be achieved in this way.
Für die Durchströmung der Regeneratoren 36 bis 40 kann auch dadurch erreicht werden, daß am Rand eines jeden dieser Regeneratoren ein Blech dichtend befestigt ist, das auch im periodischen Betriebszustand immer in das Wasser eintaucht. Um die Verluste durch die Wärmeübergangsfläche zu minimieren, muß dieses Blech mit einer wasserabweisenden Oberfläche mit einer geringer Wärmeleitfähigkeit versehen sein.For the flow through the regenerators 36 to 40 can also be achieved in that a sheet metal is sealingly attached to the edge of each of these regenerators, which is always immersed in the water even in the periodic operating state. In order to minimize the losses due to the heat transfer surface, this sheet must be provided with a water-repellent surface with a low thermal conductivity.
Funktion eines erfindungsgemäßen Gasverdichter: heißes Gas + kühles Gas ergibt warmes Gas mit höherem DruckFunction of a gas compressor according to the invention: hot gas + cool gas gives warm gas with higher pressure
Um in ein Arbeitsvolumen zwei Gasmengen der Massen n_ι, m mit den Temperaturen Ti, bzw. Tk aufzunehmen und bei zwischen Tj und Tk liegenden Temperaturen T3, T4 bei höherem Druck wieder abgeben zu können, muß im Vergleich zu dem in Fig.8 dargestellten Arbeitsvolumen wie in Fig.24 gezeigt, folgendes abgeändert werden: Der Regenerator 41 entfällt und der Wärmetauscher 43 wird durch den Regenerator 207 ersetzt. Die Regeneratoren 39 und 207 sind demnach miteinander in festem Abstand verbunden und der Regenerator 40 liegt jeweils zeitweise an. Analog wird der zeitweise am Regenerator 207 anliegende Regenerator 208 mit dem zeitweise am Regenerator 39 anliegenden Regenerator 38, der zeitweise am Regenerator 208 anliegende Regenerator 209 mit dem zeitweise am Regenerator 38 anliegenden Regenerator 37 und der zeitweise am Regenerator 209 anliegendeIn order to accommodate two gas quantities of masses n_ι, m with temperatures Ti and T k in a working volume and at temperatures T 3 and T 4 between T j and T k To be able to discharge again at a higher pressure, the following must be changed in comparison to the working volume shown in FIG. 8, as shown in FIG. 24: the regenerator 41 is omitted and the heat exchanger 43 is replaced by the regenerator 207. The regenerators 39 and 207 are accordingly connected to each other at a fixed distance and the regenerator 40 is temporarily applied. The regenerator 208 which is temporarily present at the regenerator 207 with the regenerator 38 which is temporarily present at the regenerator 39, the regenerator 209 temporarily at the regenerator 208 with the regenerator 37 temporarily at the regenerator 38 and the temporarily at the regenerator 209 becomes analogous
Regenerator 210 mit dem zeitweise am Regenerator 37 anliegenden Regenerator 36 fest verbunden.Regenerator 210 is fixedly connected to the regenerator 36, which is temporarily applied to the regenerator 37.
Der Luftaustausch durch die Luftführungsrohre 205 und 211 erfolgt ebenso überwiegend simultan wie der Luftaustausch durch die Luftführungsrohre 50 und 212. Eines der Ventile 49 oder eines der Ventile 213, durch die die Luft aus oder in das Luftführungsrohr 212 strömt, wird bei veränderter Anschlagsrichtung wie das Ventil 35 in Fig.l eingesetzt.The air exchange through the air guide tubes 205 and 211 takes place predominantly simultaneously, as does the air exchange through the air guide tubes 50 and 212. One of the valves 49 or one of the valves 213 through which the air flows out of or into the air guide tube 212 becomes like this when the stop direction changes Valve 35 used in Fig.l.
Der Bewegungsablauf, sowie die Änderung der mittleren Temperatur Tm(t) oder der Druck im Arbeitsvolumen P(t) entsprechen dennoch weitgehend den qualitativen Darstellungen in Fig.9. In der Zeitperiode g-h-a wird durch Ventile Gas mit der Temperatur Tl5 bzw. Tk eingesaugt. Wie vorne gezeigt, ergibt sich in den Regeneratoren zwischen den Ventilen in Hubrichtung ein linearer gestufter Temperaturverlauf.The sequence of movements, as well as the change in the average temperature T m (t) or the pressure in the working volume P (t) nevertheless largely correspond to the qualitative representations in FIG. 9. In the period gha, gas with the temperature T 15 or T k is sucked in through valves. As shown above, there is a linear, stepped temperature curve in the regenerators between the valves in the stroke direction.
Durch Ventile müssen die in das Arbeitsvolumen einströmenden Gasmengen entsprechend reguliert werden, um eine bestimmte Temperaturdifferenz bei der Abkühlung bzw. Erwärmung der periodisch ausgetauschten Gasmengen beizubehalten. Soll das kühlere Gas nur eine geringere Temperaturänderung erfahren, so wird wie vorne beschrieben während dessen Einströmvorgang durch ein wie Ventil 35 wirkendes Ventil 49 mit einem Ventilator Gas aus dem Arbeitsvolumen gesaugt. Da das Gas aus zwei verschiedenen Teilvolumina, die durch einen Regenerator 40 voneinander getrennt sind, aus dem Arbeitsvolumen durch unterschiedliche Ventile 49 und 213 in verschiedene Räume des Rohrleitungssystems ausströmen kann, können (zusammen mit einem Ventil, das wie Ventil 35 wirkt) die bei derValves must be used to regulate the amount of gas flowing into the working volume in order to maintain a certain temperature difference during cooling or heating of the periodically exchanged amounts of gas. If the cooler gas is to experience only a minor change in temperature, gas is sucked out of the working volume as described above during its inflow process through a valve 49 acting like valve 35 with a fan. Since the gas from two different partial volumes, which are separated from one another by a regenerator 40, can flow out of the working volume through different valves 49 and 213 into different spaces of the piping system, (together with a valve which acts like valve 35), the two
Temperaturänderung auftretenden Temperaturdifferenzen in weiten Bereichen variiert werden.Temperature changes occurring temperature differences can be varied over a wide range.
Insgesamt ist diese Art von Entropietransformator einfacher aufzubauen, da keinOverall, this type of entropy transformer is easier to set up, since none
Wärmetauscher (z.B. Autokühler) notwendig ist. Darüber hinaus kann keine plötzliche Dampfentwicklung durch entwichenes Kühlwasser auftreten.Heat exchanger (e.g. car cooler) is necessary. In addition, there can be no sudden steam generation from escaped cooling water.
Wie vorne bereits gezeigt, kann eine als Gasverdichter wirkende Anlage mit geringen Änderungen auch als Wärmepumpe oder Kältemaschine wirken. Auch diese Konstruktion kann so betrieben werden, daß lauwarmes Gas mit höherem Druck durch eine Turbine periodisch in das Arbeitsvolumen gepreßt wird und aus dem Arbeitsvolumen periodisch heißes und kaltes Gas bei niedrigerem Druck ausströmen. Dabei kann im wesentlichen sowohl der vorne zur Wärmepumpe dargestellte Kreisprozeß verwendet werden, als auch der zur Kältemaschine. Die jeweiligen Temperaturdifferenzen können zusatzlich mit einem Ventil, das wie dasAs already shown above, a system that acts as a gas compressor can also act as a heat pump or refrigerator with minor changes. This construction can also be operated in such a way that lukewarm gas with a higher pressure is periodically pressed into the working volume by a turbine and hot and cold gas periodically flow out of the working volume at a lower pressure. Essentially, both the cycle shown at the front of the heat pump and the one at the chiller can be used. The respective temperature differences can additionally with a valve that like that
Ventil 35 wirkt, eingestellt werdenValve 35 acts to be adjusted
Kombination von Kältemaschine und KraftmaschineCombination of chiller and engine
Steht heißes Gas und Kuhlwasser der Temperatur Tk zur Verfügung, so kann Gas durch einen Entropietransformator mit 2 Arbeitsvolumina unter die Kuhlwassertemperatur T abgekühlt werdenIf hot gas and cooling water of temperature T k are available, gas can be cooled below the cooling water temperature T by an entropy transformer with 2 working volumes
Im Prinzip wird dazu bei der vorne beschriebenen Kältemaschine der angetriebene Ventilator 14 durch eine vorne beschriebene Kraftmaschine ersetzt, wobei das heiße Gas vom Arbeitsvolumen, welches der Kraftmaschine zugeordnet werden kann, aufgenommen und bei höherem Druck durch das Auslaßventil 49 oder 4 in einen Raum des Rohrleitungssystems abgegeben wird, an den ein pufferndes Druckgefaß angeschlossen sein kann und von wo aus das Gas evtl nach einer vorherigen Abkühlung auf ca T durch das als Einlaßventil wirkende Ventil 49 in das Arbeitsvolumen einströmt, welches der Kältemaschine zugeordnet werden kann Aus diesem Arbeitsvolumen strömt das unter Tt abgekühlte Gas durch die Ventile 48 und evtl dem wie Ventil 35 wirkenden Ventil 49 ausIn principle, in the refrigeration machine described above, the driven fan 14 is replaced by an engine described above, the hot gas being absorbed by the working volume that can be assigned to the engine and at higher pressure through the outlet valve 49 or 4 into a space of the piping system is delivered, to which a buffering pressure vessel can be connected and from where the gas, after a previous cooling to approx. T, flows through the valve 49 acting as an inlet valve into the working volume, which can be assigned to the refrigerator. This working volume flows under Tt cooled gas through the valves 48 and possibly the valve 49 acting like valve 35
Für die Abstimmung von Druck- und Temperaturdifferenzen können wie vorne dargestellt, die periodische Durchstromung dieser Ventile der beiden Arbeitsvolumina entsprechend eingestellt werden Laufen in einem Arbeitsvolumen die in Fig 4, Fig 5, Fig 6 T dargestellten Bewegungen simultan ab, so kann das puffernde Druckgefaß kleiner dimensioniert werden, oder entfallenFor the coordination of pressure and temperature differences, as shown above, the periodic flow through these valves of the two working volumes can be set accordingly, if the movements shown in FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6T occur simultaneously in a working volume, the buffering pressure vessel can be smaller be dimensioned, or omitted
Diese Kombination kann auch als Wärmepumpe zur Erwärmung einer Flüssigkeit verwendet werdenThis combination can also be used as a heat pump to heat a liquid
Weitere interessante Kombinationen dienen der Erhöhung der Heizzahl auf einenOther interesting combinations serve to increase the heating number to one
Wert über 1Value over 1
So wird von einem ersten Arbeitsvolumen wie vorne beschrieben je eine heiße und kalte Gasmenge aufgenommen und als kühle Gasmenge bei höherem Druck wieder abgegeben und aufgenommen von einem zweiten Arbeitsvolumen, das es als warme Gasmenge beim Ausgangsdruck wieder abgibt Dabei wurde im zweiten Arbeitsvolumen die Flüssigkeit eines Wärmetauschers oder eine zusatzliche Gasmenge abgekühltFor example, a hot and cold gas volume is taken up from a first working volume as described above and then released again as a cool gas amount at higher pressure and taken up by a second working volume that it releases again as a warm gas amount at the outlet pressure. The liquid of a heat exchanger was used in the second working volume or cooled an additional amount of gas
Stehen eine isotherme Wärmequelle und eine isotherme Warmesenke zur Verfügung, so ist es zur Erwärmung oder Abkühlung von Gas interessant, bei den vorne beschriebenen Anlagen (mit der Wirkung als Kältemaschine oder Wärmepumpe) den Kompressor durch einen bekannten thermischen Kompressor mit isothermer Wärmeenergieaufhahme und Warmeenergieabgabe zu ersetzenIf an isothermal heat source and an isothermal heat sink are available, it is interesting for heating or cooling gas to replace the compressor in the systems described above (with the effect as a refrigerator or heat pump) with a known thermal compressor with isothermal heat energy absorption and heat energy output
zusätzliche Änderung des Arbeitsvolumensadditional change in work volume
Aufgrund der Durchstromung der Regeneratoren bei der Druckabsenkung im Arbeitsvolumen wird das Gas fast isotherm expandiert Dabei wird die Gastemperatur nur relativ gering geändert, da das in einer Periode durchströmende Gasvolumen verglichen mit der Große des Teilvolumens des Arbeitsvolumens zwischen zwei Regeneratoren entscheidend großer ist Dadurch sind die Irreversibilitäten beim Kontakt von Gas und Warmeubergangsflachen der Regeneratoren geringerDue to the flow through the regenerators when the pressure in the working volume is reduced, the gas is expanded almost isothermally The gas temperature is changed only relatively slightly, since the gas volume flowing through in one period is significantly larger compared to the size of the partial volume of the working volume between two regenerators.This means that the irreversibility when the gas comes into contact with the heat transfer surfaces of the regenerators is lower
Diese Vorteile können besonders gut genützt werden, wenn bei der Maschine zu Fig 8 in der Zeitperiode, in der der Druck im Arbeitsvolumen auch bei unverändertem Arbeitsvolumen steigen wurde, das Arbeitsvolumen durch einen durch das Steuersystem periodisch bewegten Kolben verringert wird Bei dieser Vorrichtung ist es besonders wichtig, daß, wie vorne gezeigt, oberhalb des Regenerators 36 und unterhalb von 41 Gitterebenen 108 bzw 109 Wirbel behindern und so durch das Steuersystem bewegt werden, daß sie weitgehend nur vom Gas konstanter Temperatur durchströmt werden Durch den vorne beschriebenen Effekt, daß ein Ventil wie das Ventil 35 in Fig 1 wirkt, kann auch bei dieser Konstruktion das Temperaturintervall, in dem das ausgetauschte Gas abgekühlt oder erwärmt wird, eingestellt werdenThese advantages can be used particularly well if, in the machine of FIG. 8, in the time period in which the pressure in the working volume also increased with the working volume unchanged, the working volume is reduced by a piston which is moved periodically by the control system. It is special in this device important that, as shown above, above the regenerator 36 and below 41 grid levels 108 or 109 obstruct vortices and are moved by the control system in such a way that only gas of constant temperature flows through them. The effect described above that a valve like 1, the temperature interval in which the exchanged gas is cooled or heated can also be set in this construction
Wird das Gasvolumen geändert, ohne daß währenddessen die Regeneratoren durchströmt werden, so wird das Gas zwischen zwei Regeneratoren dabei von Pi auf Po adiabatisch expandiert oder komprimiert und dabei abgekühlt bzw erwärmt Der periodische Bewegungsablauf ist dabei ahnlich wie in Fig 4, Fig 5, Fig 6 Die Irreversibilität bei einer anschließenden Durchstromung eines der angrenzenden Regeneratoren wirkt sich in Bezug auf den Wirkungsgrad um so starker aus, je großer die dabei auftretende Temperaturanderung war Da dieser Effekt auch bei den bekannten Stirlingmotoren auftritt, ist auch ein konstruktiv einfacher Aufbau interessant, welcher bis auf das Regeneratorsystem 11 weitgehend Fig 1 entspricht mit der Änderung, daß das Regeneratorsystem 11 durch die Regeneratoren 37-40 und dem dazugehörenden Steuersystem 42- 55 aus Fig 8 ersetzt werden Der periodische Bewegungsablauf kann aus Fig 4. Fig 5. Fig 6 I entnommen werdenIf the gas volume is changed without flowing through the regenerators, the gas between two regenerators is expanded or compressed adiabatically from Pi to Po and is cooled or heated in the process. The periodic sequence of movements is similar to that in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 The irreversibility in the case of a subsequent flow through one of the adjacent regenerators has a greater impact in terms of efficiency, the greater the temperature change that occurred. Since this effect also occurs with the known Stirling engines, a structurally simple structure is also interesting, which, apart from The regenerator system 11 largely corresponds to FIG. 1 with the change that the regenerator system 11 is replaced by the regenerators 37-40 and the associated control system 42-55 from FIG. 8. The periodic movement sequence can be seen from FIG. 4
Verdränger umströmtFlow around the displacer
Bei der in Fig 21 dargestellten Maschine wird das durch einen Zylinder alsIn the machine shown in Fig. 21, this is represented by a cylinder as
Druckgehause 110, die Ventile 111,112 und den gleitend gedichteten Kolben 113 weitgehend eingeschlossene Arbeitsvolumen durch zylinderfbrmige Verdranger 114 inPressure housing 110, the valves 111, 112 and the slidingly sealed piston 113 largely enclosed working volume by cylindrical displacers 114 in
Teilvolumina aufgeteiltPartial volumes divided
Diese Verdranger 114 können vom Arbeitsfluid umströmt werden, wobei der Spalt zwischen Verdranger und Zylinderwand als Regenerator wirkt, weisen in Richtung derThe working fluid can flow around these displacers 114, the gap between the displacer and the cylinder wall acting as a regenerator pointing in the direction of the
Zylinderachse eine 3 - 10 mal so große Ausdehnung auf, wie ihre maximale Bewegungslange gegen das DruckgehauseCylinder axis on a 3 - 10 times larger extent than their maximum movement length against the pressure housing
Beim Einsatz als Kraftmaschine wird durch Kuhlleitungen 115 außerhalb desWhen used as an engine is by cooling lines 115 outside of
Druckgehauses gekühltPressure housing cooled
Ein einzelner Verdranger 114 wirkt wie einer der entsprechenden Regeneratoren 36-A single displacer 114 acts like one of the corresponding regenerators 36
40 in Fig 8 Für ein konstantes Arbeitsvolumen (d h unbewegten Kolben in Fig 21) kann bei übertragbarem Bewegungsablauf direkt die Argumentation zu Fig 9 übernommen werden Die Ventile 1 1 1 und 1 12 entsprechen dabei den Ventilen 49 bzw. 48. Der Antrieb der Verdränger 114 erfolgt wie bei den Regeneratoren in Fig.8 durch ein Bündel konzentrischer Rohre 109, wobei das Rohr mit größtem Durchmesser gegen den Kolben 113 und jedes andere Rohr zu den zwei Rohren mit dem nächst kleineren bzw. nächst größeren Durchmesser gleitend gedichtet wird.40 in FIG. 8 For a constant working volume (ie immobile piston in FIG. 21), the argumentation to FIG. 9 can be adopted directly with a transferable movement sequence The valves 1 1 1 and 1 12 correspond to the valves 49 and 48, respectively. The displacers 114 are driven, as with the regenerators in FIG. 8, by a bundle of concentric tubes 109, the tube with the largest diameter against the piston 113 and each another tube is slidably sealed to the two tubes with the next smaller or next larger diameter.
Außerhalb des Arbeitsvolumens kann dann der Antrieb bei nur relativ geringer Änderung des Arbeitsvolumens (bis 10 %) durch den Kolben 113 durch eine Hebelkonstruktion 117 wie in Fig.8 erfolgen. An den entsprechenden Rohren des Rohrbündels 109 können direkt die entsprechenden Pleuel des zu Fig.8 beschriebenen Kettenantriebs angreifen.Outside of the working volume, the drive can then take place with only a relatively small change in the working volume (up to 10%) by means of the piston 113 by means of a lever construction 117 as in FIG. The corresponding connecting rods of the chain drive described in FIG. 8 can act directly on the corresponding tubes of the tube bundle 109.
Dieser Aufbau ist um so interessanter, je kleiner das Verhältnis Arbeitsvolumen zur Zylinderoberfläche ist, da der Wärmeaustausch mit der Zylinderoberfläche in diesem Fall konstruktiv wie ein Regenerator wirkt. Um diese Wirkung zu verstärken muß bei Arbeitsfluiden mit geringerer Wärmeleitfähigkeit diese aktive Fläche durch feine Schlitze in (Hubrichtung) vergrößert werden.This structure is all the more interesting the smaller the ratio of working volume to the cylinder surface, since in this case the heat exchange with the cylinder surface has a constructive effect like a regenerator. In order to intensify this effect, this active area must be enlarged by fine slits in the (stroke direction) for working fluids with lower thermal conductivity.
Wird eine noch größere Wärmeübergangsfläche zur Erreichung eines guten Wirkungsgrades benötigt, so muß im Inneren der Verdränger ein zu durchströmender Regenerator angeordnet werden und der Strömungswiderstand im Spalt zwischen Zylinderwand und Verdränger muß bei vergleichbarer Strömungsgeschwindigkeit in der gleichen Größenordnung wie beim Regenerator liegen. Dazu kann eine zusätzliche Dichtung notwendig werden.If an even larger heat transfer surface is required to achieve good efficiency, a regenerator to be flown through must be arranged inside the displacer and the flow resistance in the gap between the cylinder wall and displacer must be of the same order of magnitude as for the regenerator at a comparable flow rate. This may require an additional seal.
Die Wärmeübergangsfläche zur Kühlung durch die Zylinderwand 1 15 wird dabei durch Schlitze in Hubrichtung vergrößert, das Arbeitsfluid umströmt in diesem Bereich den Verdränger und muß auch durch einen Regenerator in diesem Verdränger strömen.The heat transfer surface for cooling through the cylinder wall 1 15 is increased by slots in the stroke direction, the working fluid flows around the displacer in this area and must also flow through a regenerator in this displacer.
Diese Maschine kann auch für einen Betrieb mit einer Flüssigkeit als Arbeitsfluid im Arbeitsvolumen ausgelegt werden. Die dabei auftretenden technologischen Probleme (Druckfestigkeit, Temperatur, Stabilität, Dichtungen) wurden von Malone 1931 für Wasser als Arbeitsfluid bei Maschinen gelöst, welche einem Stirlingmotor im Aufbau ähnlich sind. Quellen: Malone: A new prime mover- J. of the Royal Society of Arts, Vol 97 1931 , No. 4099, p.680-708 oder: Die Entwicklung des Heißluftmotor von Tvo Kolin Professor der Thermodynamik ins Deutsche übersetzt von Dr. C. Forster Seite 54, 55 c E. Schmitt, D-6370 Oberursel, Postfach 2006, Tel: (06171) 3364, Fax: (06171) 59518 Dieses Arbeitsvolumen kann wie in Fig.1 gezeigt an umgebende Systeme angekoppelt werden, wenn diese für die entsprechenden Drücke und Druckdifferenzen für Flüssigkeiten ausgelegt sind. z.B.: statt Gasventilator oder - Turbine: HochdruckpumpeThis machine can also be designed for operation with a liquid as working fluid in the working volume. The technological problems that occurred (pressure resistance, temperature, stability, seals) were solved by Malone in 1931 for water as the working fluid in machines that are similar in construction to a Stirling engine. Sources: Malone: A new prime mover- J. of the Royal Society of Arts, Vol 97 1931, No. 4099, p.680-708 or: The development of the hot air engine by Tvo Kolin Professor of Thermodynamics translated into German by Dr. C. Forster page 54, 55 c E. Schmitt, D-6370 Oberursel, P.O.Box 2006, Tel: (06171) 3364, Fax: (06171) 59518 This work volume can be coupled to surrounding systems as shown in Fig. 1, if these are designed for the corresponding pressures and pressure differences for liquids. e.g .: instead of gas fan or - turbine: high pressure pump
Wie bereits von Malone gezeigt, wird durch die Verwendung einer Flüssigkeit als Arbeitsfluid der Bau von kompakten Maschinen mit großer mechanischer Leistung möglich. Verdränger gedichtetAs already shown by Malone, the use of a liquid as the working fluid enables the construction of compact machines with high mechanical performance. Displacer sealed
Thermodynamisch können die Arbeitsvolumina der Entropietransformatoren in Fig 22 durch dieselben Modelle beschrieben werden, die mit Fig 4, Fig 5, Fig 6 oder Fig 9 verbunden werden könnenThe working volumes of the entropy transformers in FIG. 22 can be described thermodynamically by the same models that can be connected to FIG. 4, 5, 6 or 9
Die in Fig 22 dargestellte Konstruktion sieht dagegen sehr unterschiedlich aus Das Arbeitsvolumen ist durch ein Druckgehause 128, Einlaß- und Auslaßventile 130 bzw 129a,b weitgehend abgegrenzt Tn diesem Arbeitsvolumen werden durch die relativ zum Druckgehause unbewegten Regeneratoren 131-136, die mit den Regeneratoren 131-135 verbundenen Zwischenwände 137-141 , Wände des Druckgehauses und auf diesen Wanden gleitend gedichtete Verdranger 142-146 Teilvolumina abgegrenzt Im Betriebszustand entspricht die periodische Größenänderung dieser Teilvolumina der periodisch geänderten Hubdifferenz der entsprechenden Regeneratoren in Fig 9T Um diesen periodischen Bewegungsablauf zu erreichen, können die Verdranger 142- 145 simultan periodisch bewegt werden Die an diesen Verdrangern befestigte Zahnstangen 146-149 werden durch Zahnrader auf einer Welle 150a angetriebenThe construction shown in FIG. 22, on the other hand, looks very different. The working volume is largely delimited by a pressure housing 128, inlet and outlet valves 130 and 129a, b.Tn this working volume is caused by the regenerators 131-136 which are stationary relative to the pressure housing and which are connected to the regenerators 131 -135 connected partition walls 137-141, walls of the pressure housing and displacer sealed on these walls, displacer 142-146 partial volumes delimited In the operating state, the periodic size change of these partial volumes corresponds to the periodically changed stroke difference of the corresponding regenerators in FIG. 9T. In order to achieve this periodic movement sequence, the Displacers 142-145 are moved periodically simultaneously The racks 146-149 attached to these displacers are driven by gearwheels on a shaft 150a
Diese Welle wird durch das Druckgehause gedichtet aus dem Arbeitsvolumen geführt und auf sie werden die Enden einer kette 150 auf- bzw abgewickelt, welche über zwei Kettenrader 151 gespannt ist und an der das Pleuel 152 einer derartigen Kettengetriebekontruktion angreift, welche in Fig 8 den Regenerator 36 antreibt Mit diesem Kettengetriebe durch die mit einem Elektromotor angetriebene Welle 154 ist ein weiteres gleichartiges in gleicher Weise den Verdranger 146 bewegende Kettengetriebe 155 so verbunden, daß zu der Bewegung der anderen Verdranger eine Phasenverschiebung von ca einer viertel Periode bestehtThis shaft is sealed out of the working volume by the pressure housing and on it the ends of a chain 150 are wound up or unwound, which is stretched over two chain wheels 151 and on which the connecting rod 152 of such a chain transmission construction acts, which in FIG. 8 attacks the regenerator 36 Drives With this chain transmission through the shaft 154 driven by an electric motor, another similar chain transmission 155, which moves the displacer 146 in the same way, is connected in such a way that there is a phase shift of approximately a quarter period with the movement of the other displacers
Im Gegensatz zu den Verdrangern in Fig 21 grenzen an jeden der Verdranger 142-145 in Fig 22 eines der Teilvolumina zwischen zwei der Regeneratoren 131 -135 und das an den Kuhler 156 angrenzende Teilvolumen anIn contrast to the displacers in FIG. 21, each of the displacers 142-145 in FIG. 22 adjoin one of the partial volumes between two of the regenerators 131-135 and the partial volume adjacent to the cooler 156
Die Verdranger 142-145 dürfen praktisch nicht mehr umströmt werden, da es sonst nicht zur Ausbildung des angestrebten Gleichgewichtes kommtThe displacer 142-145 can practically no longer be flowed around, otherwise the desired balance will not be formed
Damit die Regeneratoren 131-135 in der Zeitperiode a-b-c, d — e-f, g-h-j (vgl Fig 9) möglichst gleichmaßig durchströmt werden können, weisen die Verdranger imSo that the flow through the regenerators 131-135 in the time period a-b-c, d-e-f, g-h-j (see FIG. 9) is as uniform as possible, the displacers in the
Bereich, der zwischen zwei Regeneratoren eingeschoben wird, von einem Regenerator zum anderen sowie in Hubrichtung verlaufende Schlitze auf Das dabei zusammenkommende tote Volumen kann sich bei einigen Anwendungen sehr ungunstig auswirkenArea that is inserted between two regenerators, from one regenerator to the other, and slots that run in the stroke direction. The dead volume that comes together can have a very unfavorable effect in some applications
Ein weiteres Ventil 129a kann wie das Ventil 35 in Fig 1 eingesetzt werdenAnother valve 129a can be used like valve 35 in FIG. 1
Wie zu Fig 8 dargestellt, kann auch die Konstruktion von Fig 22 als Kraftmaschine, Kältemaschine, Wärmepumpe, ausgebildet oder eingesetzt werden Flüssigkeits-VerdrängerkolbenAs shown in FIG. 8, the construction of FIG. 22 can also be designed or used as an engine, chiller, heat pump Liquid displacement piston
Für eine andere Konstruktion wird die in Fig 22 dargestellte Konstruktion wie in Fig 23 dargestellt, abgeändertFor another construction, the construction shown in Fig. 22 is modified as shown in Fig. 23
Dabei sind die Verdrangerkolben als schwingende Flussigkeitssaule mit Schwimmer in einem U-fbrmigen Behalter ausgebildetThe displacement pistons are designed as a vibrating liquid column with a float in a U-shaped container
Die Bewegung des Flussigkeits-Verdrangerkolbens wird durch einen gespannt auf einer Welle 158 aufgewickelten Riemen 159 kontrolliert und angetrieben, der am Schwimmer 157 befestigt istThe movement of the liquid displacer piston is controlled and driven by a belt 159 which is tensioned on a shaft 158 and which is attached to the float 157
Da die Flussigkeitsverdrangerkolben weitgehend die selben Deriodischen Bewegungen ausführen, wie zu Fig 22 mit Fig 9 erläutert, können auch bei dieser Konstruktion im Betriebszustand mehrere die zu den Verdrangerkolben 142-145 entsprechenden Flussigkeitsverdrangerkolben von einer 150a entsprechenden Welle 158 aus angetrieben werdenSince the liquid displacer pistons perform largely the same deriodic movements as explained for FIG. 22 with FIG. 9, several of the liquid displacer pistons corresponding to the displacer pistons 142-145 can also be driven from a shaft 158 corresponding to 150a with this construction in the operating state
Die periodische Bewegung dieser Welle 158 kann wie zu Fig 22 beschrieben kontrolliert und/oder angetrieben werdenThe periodic movement of this shaft 158 can be controlled and / or driven as described for FIG. 22
Bevor Flüssigkeit an einem Schwimmer 157 vorbei in einen heißen Raum gelangen kann, was zu einer gefahrlichen explosionsartigen Dampfentwicklung führen konnte, soll das Ventil 160 durch die extreme Position des Schwimmers 157 und die Stromungsgeschwindigkeit geschlossen werdenBefore liquid can get past a float 157 into a hot room, which could lead to a dangerous explosion of steam, the valve 160 should be closed by the extreme position of the float 157 and the flow rate
Um eine Fig 9 naherkommende periodische Bewegung zu erreichen, bleibt dieses Ventil 160 wahrend den Zeitperioden a-b-c mit extremaler Stellung des entsprechenden Schwimmers durch eine vorübergehende Verriegelung geschlossen Zum selben Zweck wird auch der Verdranger 157 vorübergehend verriegelt, wenn er gegen die mit dem Druckgehause fest verbundene Dichtung 161 gedruckt wird Die Flachen des Wärmetauschers 162 werden durch das Eintauchen in die pendelnde Flüssigkeit erwärmt bzw abgekühlt Insgesamt erfolgt der Warmeenergieaustausch von Druckgefaß und der Umgebung zum Teil durch den kontinuierlichen Austausch der im Druckgefaß pendelnden FlüssigkeitIn order to achieve a periodic movement approaching FIG. 9, this valve 160 remains closed during the time periods abc with the extreme position of the corresponding float by means of a temporary locking. For the same purpose, the displacer 157 is also temporarily locked when it hits the seal which is firmly connected to the pressure housing 161 is printed The surfaces of the heat exchanger 162 are heated or cooled by immersion in the oscillating liquid. Overall, the thermal energy exchange of the pressure vessel and the environment takes place partly through the continuous exchange of the liquid oscillating in the pressure vessel
Wahrend der Zeitperiode mit überdurchschnittlichem Druck im Arbeitsvolumen wird ein Teil dieser Flüssigkeit durch das Ventil 163 und den Wärmetauscher mit der Umgebung 164 in den Reserveraum 165 strömen, in dem eine Druckanderung aufgrund des eingeschlossenen Gasvolumens nur durch eine Änderung der enthaltenen Flussigkeitsmenge erfolgen kannDuring the time period with above-average pressure in the working volume, part of this liquid will flow through the valve 163 and the heat exchanger with the environment 164 into the reserve space 165, in which a change in pressure due to the enclosed gas volume can only take place through a change in the amount of liquid contained
Diese Menge der Flussigkeitsstromung wahrend der Zeitperiode mit unterdurchschnittlichem Druck durch das Ventil 166 wieder zurück zur periodisch pendelnden Flüssigkeit Das Ventil 166 hat bei einer Nutzung als Kraftmaschine die Wirkung einer Düse Dadurch wird die Pendelbewegung der Flussigkeitssaule angetriebenThis amount of liquid flow during the time period with below-average pressure through the valve 166 back to the periodically oscillating liquid. When used as an engine, the valve 166 acts as a nozzle. This drives the pendulum movement of the liquid column
Im Betriebszustand wird in der Zeitperiode a-b-c das Arbeitsvolumen für das Arbeitsfluid, welches den Kreisprozeß durchlauft, zur Verstärkung der Kompression gemeinsam mit dem das Gesamtvolumen von Arbeitsvolumen und dem Volumen der pendelnden Flüssigkeit durch Verschieben des gleitend gedichteten Kolbens 167 verringert und in der Zeitperiode e-f-g wieder vergrößert Die dabei ausgetauschte mechanische Energie kann zumindest teilweise in der pendelnden Flussigkeitssaule zeitweise gesDeichert werden, welche an den Kolben 167 anschließt min zwei Wärmetauscher in einem erfindungsgemäße Druckgehäuse:In the operating state in the time period abc, the working volume for the working fluid which goes through the cyclic process is reduced to increase the compression together with that the total volume of the working volume and the volume of the oscillating liquid by displacing the slidingly sealed piston 167 and increased again in the time period efg The mechanical energy exchanged can at least partially be temporarily stored in the oscillating liquid column, which connects to the piston 167 min two heat exchangers in a pressure housing according to the invention:
Soll eine Flüssigkeit durch den Kontakt mit einem Kreisprozeß eine Temperaturänderung über ein großes Tntervall erfahren, so muß in Fig.22 jeder der Regeneratoren 131-134 auf der selben Seite bzgl. der Durchströmung wie bei Regenerator 135 mit einem Wärmetauscher versehen werden. Die Flüssigkeit kann dann diese Wärmetauscher der Reihe nach durchströmen und dabei Wärmeenergie bei mehreren Temperaturniveaus austauschen (vgl. Fig.3) Die Menge des Arbeitsfluids in den, von den Regeneratoren mit Wärmetauschern abgeteilten überschneidungsfreien Teilvolumina des Arbeitsvolumens weisen dann jeweils weitgehend die Temperatur des Wärmetauschers auf. Wenn das Arbeitsmittel im Betriebszustand in ein Arbeitsvolumen einer Kraftmaschine gemäß Fig.8 einströmt, so vermischt es sich mit kühlerem Arbeitsfluid. Die dabei abgegebene Wärmeenergie gleicht die Irreversibilitäten durch Wärmeleitung, Shuttle- Verluste oder begrenzte Güte der Regeneratoren aus.If a liquid is to experience a temperature change over a large interval through contact with a cyclic process, each of the regenerators 131-134 in FIG. 22 must be provided with a heat exchanger on the same side with regard to the flow as in regenerator 135. The liquid can then flow through these heat exchangers one after the other and thereby exchange thermal energy at several temperature levels (see FIG. 3). The amount of working fluid in the non-overlapping partial volumes of the working volume divided by the regenerators with heat exchangers then largely have the temperature of the heat exchanger . If the working fluid flows into a working volume of an engine according to FIG. 8 in the operating state, it mixes with cooler working fluid. The heat energy given off compensates for the irreversibility through heat conduction, shuttle losses or limited quality of the regenerators.
Insgesamt ergibt sich daraus eine geringere periodische Änderung der mittleren Temperatur des Arbeitsfluids und so insbesondere bei kleinerer Temperaturdifferenz ab 200 °C eine erhebliche Abnahme der umgesetzten mechanischen Energie. Da die Irreversibilitäten (vgl. oben) in weit geringerem Umfang mit dieser Temperaturabnahme kleiner werden, ergibt sich daraus eine erhebliche Wirkungsgradverminderung.All in all, this results in a smaller periodic change in the mean temperature of the working fluid and thus, in particular in the case of a smaller temperature difference from 200 ° C., a considerable decrease in the mechanical energy converted. Since the irreversibility (see above) decreases to a much lesser extent with this decrease in temperature, this results in a considerable reduction in efficiency.
Ebenfalls mit geringerem konstruktivem Aufwand verbunden ist eine Konstruktion auf Basis von Fig.23 oder Fig.21. da auch hier die Wärmetauscher nicht bewegt werden müssen und die Anschlüsse für den Flüssigkeit saustausch des Wärmetauschers kein Problem darstellen.A design based on FIG. 23 or FIG. 21 is also associated with less design effort. since here too the heat exchangers do not have to be moved and the connections for the liquid exchange of the heat exchanger are not a problem.
Wird bei der adiabatischen Expansion in der externen Turbine eine Temperaturänderung des Gases erreicht, die etwa der Temperaturänderung der Flüssigkeit durch die Wärmetauscher entspricht, so erfolgt die Anordnung der Ein- bzw. Auslaßventile wie in Fig.22.If, during the adiabatic expansion in the external turbine, a change in temperature of the gas is achieved which corresponds approximately to the change in temperature of the liquid through the heat exchangers, the inlet and outlet valves are arranged as shown in FIG. 22.
Bei der Kraftmaschine erfolgt der Gasaustritt aus dem Teilvolumen des Arbeitsvolumens mit höchster Temperatur und der Eintritt in das Teilvolumen angrenzend an den Wärmetauscher mit der entsprechenden Temperatur. Ist die Temperaturänderung des Gases bei der adiabatischen Expansion in der externen Turbine bedeutend kleiner als die Temperaturänderung der Flüssigkeit, so wird das Gas durch Ventile in ein (das heißeste) Teilvolumen des Arbeitsvolumens auf und von dort wieder abgegeben.In the case of the engine, the gas escapes from the partial volume of the working volume at the highest temperature and the partial volume adjoins the heat exchanger at the corresponding temperature. If the temperature change of the gas during the adiabatic expansion in the external turbine is significantly smaller than the temperature change of the liquid, the gas is released into and out of a (the hottest) partial volume of the working volume by valves.
Allgemein kommt es darauf an, daß eine Vermischung von Gasmengen oder der Kontakt mit Wärmeübergangsflächen bei möglichst kleinen Temperaturdifferenzen erfolgt. Integration von Motor + thermischer GasverdichterIn general, it is important that the mixing of gas quantities or the contact with heat transfer surfaces takes place with the smallest possible temperature differences. Integration of motor + thermal gas compressor
Die vom Abgas eines Otto- oder Dieselmotor bei einer Abkühlung abgegebene Wärmeenergie kann genutzt werden, um zusätzliche mechanische oder elektrische Energie zu erzeugen oder um den Motor mit gefilterter Frischluft bei höherem Druck aufzuladen und dadurch für einen Turbolader oder Kompressor keine mechanische Energie aufwenden zu müssen, wodurch relativ zu einem Motor ohne diese Aufladung ein besseres Leistungsvolumen und in jedem Fall ein besserer Wirkungsgrad erreicht werden.The thermal energy given off by the exhaust gas of a gasoline or diesel engine during cooling can be used to generate additional mechanical or electrical energy or to charge the engine with filtered fresh air at higher pressure and therefore not have to use any mechanical energy for a turbocharger or compressor. whereby, compared to an engine without this supercharging, a better output volume and in any case a better efficiency can be achieved.
Im Vergleich zu einem Motor ohne Aufladung wird ein günstigeres Motor- Leistungsvolumen bei einem verbesserten Wirkungsgrad möglich, da bei einer Aufladung des Motors durch einen Kompressor oder Turbolader die Komprimierung der Luft bei einem ungünstigeren Wirkungsgrad erfolgt. Weitere Synergieeffekte werden dadurch erreicht, daß keine Turbine und kein zusätzlicher Generator zur Umwandlung der Energie der Druckluft in elektrische Energie notwendig ist.Compared to an engine without charging, a cheaper engine power volume with an improved efficiency is possible, since when the engine is charged by a compressor or turbocharger, the compression of the air takes place with a less efficient efficiency. Further synergy effects are achieved in that no turbine and no additional generator are required to convert the energy of the compressed air into electrical energy.
Integration von Gasturbine und thermischer Gasverdichter Weitgehend analog wie vorne beim Verbrennungsmotor können durch die Ausnutzung der vom Abgas einer Gasturbine bei einer Abkühlung abgegebenen Wärmeenergie genutzt werden, um der Gasturbine gefilterte, kühle Frischluft bei höherem Druck zuzuführen. Der Verdichter der dabei verwendeten Gasturbine kann so ausgelegt werden, daß er bei unverändertem Druck in der Brennkammer und bei unverändertemIntegration of gas turbine and thermal gas compressor Largely analogous to the front of the internal combustion engine, the thermal energy emitted by the exhaust gas of a gas turbine during cooling can be used to supply the cool gas with filtered, cool fresh air at higher pressure. The compressor of the gas turbine used here can be designed so that it with unchanged pressure in the combustion chamber and with unchanged
Gasmengendurchströmung weniger Antriebsenergie benötigt, was direkt zu einer größeren Nutzleistung bei gleichem Brennstoffverbrauch und besserem Wirkungsgrad führt.Gas flow rate requires less drive energy, which leads directly to a greater useful output with the same fuel consumption and better efficiency.
Der Wirkungsgrad ist in diesem Fall aufgrund eines Synergieeffektes größer als die Summe aus dem Wirkungsgrad der ursprünglichen Gasturbine und dem Wirkungsgrad des thermischen Kompressors (Gasverdichters), da die vom thermischen Kompressor aufgebrachte Leistung zur Gas-Teil- Verdichtung vom ursprünglichen Verdichter der Gasturbine nur mit ungünstigerem Wirkungsgrad erreicht werden kann, angetrieben durch das Abzweigen von mechanischer Wellenleistung. Evtl. ist auch die Verwendung einer konventionellen Gasturbine möglich. Dann kann eine relative Drucksteigerung in der Gasturbine erwartet werden, welche vom Frischlufteinlaß bis zum Abgasauslaß kontinuierlich abnimmt, wodurch Leistungsdichte und Wirkungsgrad vergrößert werden.The efficiency in this case is greater due to a synergy effect than the sum of the efficiency of the original gas turbine and the efficiency of the thermal compressor (gas compressor), since the power applied by the thermal compressor for gas partial compression from the original compressor of the gas turbine only with less favorable Efficiency can be achieved, driven by the branching of mechanical shaft power. Possibly. it is also possible to use a conventional gas turbine. A relative pressure increase in the gas turbine can then be expected, which decreases continuously from the fresh air inlet to the exhaust gas outlet, as a result of which the power density and efficiency are increased.
Spezieller Solarabsorber zur Erwärmung von ArbeitsmittelSpecial solar absorber for heating work equipment
Aufbau Pήrnζip:Structure Pήrnζip:
Kombination von: optischer Konzentration durch Parabolrinnenspiegel, transluzenter Isolation und Durchströmung der transluzenten Isolation So können hohe Temperaturen mit geringem Aufwand erreicht werden und die Vorteile des Erfindungsprinzips für die Nutzung der Sonnenenergie voll genutzt λverden.Combination of: optical concentration through parabolic trough mirror, translucent insulation and flow through the translucent insulation In this way, high temperatures can be reached with little effort and the advantages of the principle of the invention for the use of solar energy can be fully exploited.
Dabei werden weitgehend parallel zu einer Ebene, welche die reflektierte Sonnenstrahlung eines Parabolrinnenspiegels in zwei gleich starke Strahlenbündel teilt, und fast anstoßend an eine dazu senkrechte Ebene durch die Brennlinie 250 des Parabolrinnenspiegels, Glasstäbe 251 so angeordnet, daß. nur ein geringer Anteil der in Richtung auf die Brennlinie reflektierten Strahlungsleistung bei idealer Ausrichtung des Parabolrinnenspiegels im Bereich der Stirnfläche bei der Brennlinie dieser Elemente ankommtGlass rods 251 are arranged largely parallel to a plane, which divides the reflected solar radiation from a parabolic trough mirror into two equally strong beams, and almost abutting a plane perpendicular to it through the focal line 250 of the parabolic trough mirror, so that. only a small proportion of the radiation power reflected in the direction of the focal line arrives at the focal line of these elements when the parabolic trough mirror is ideally aligned in the region of the end face
Durch die parallel zur Senkrechten auf die Brennlinie verlaufenden Oberflächen der Glasstäbe 251 wird das eingestrahlte Sonnenlicht letztlich gerichtet reflektiert und die Wärmestrahlung eines Schwarzkörpers mit einer Temperatur von 700°K möglichst weitgehend absorbiert. Diese Glasstäbe sind in mehreren Reihen mit nur geringen Schlitzen angeordnet und umschließen zusammen mit spiegelblankem Blech, das dazu parallele Oberflächen aufweist, einen Strömungskanal 252 parallel zur Brennlinie 250, der von einem Strömungkanal 253 parallel zur Brennlinie 250 mit größerem Querschnitt durch zumindest einen Verbindungskanal 254 mit Luft versorgt wird und aus dem die Luft durch die Schlitze zwischen den Glasstäben 251 strömt.Due to the surfaces of the glass rods 251 running parallel to the perpendicular to the focal line, the incident sunlight is ultimately reflected in a directed manner and the heat radiation of a black body with a temperature of 700 ° K is absorbed as far as possible. These glass rods are arranged in several rows with only small slits and, together with mirror-pure sheet metal, which has surfaces parallel to them, enclose a flow channel 252 parallel to the focal line 250, which flows from a flow channel 253 parallel to the focal line 250 with a larger cross section through at least one connecting channel 254 Air is supplied and from which the air flows through the slots between the glass rods 251.
Diese Luft wird wie die konzentrierte Sonnenstrahlung von der Brennlinie weg auf eine Absorberstruktur 255 geleitet, an der die Luft durch die Sonnenenergie beim Durchströmen erwärmt wird. Angrenzend an die Absorberstruktur befindet sich der heißeste Strömungskanal 256, der die Heißluft zu einem Sammelkanal führt.Like the concentrated solar radiation, this air is directed away from the focal line onto an absorber structure 255, where the air is heated by the solar energy as it flows through. Adjacent to the absorber structure is the hottest flow channel 256, which leads the hot air to a collecting channel.
Die Absorption der solaren Strahlung erfolgt an Oberflächen, die auch gerichtet reflektieren, die Strahlung eines schwarzen Körpers mit der Temperatur 700°K absorbieren und so angeordnet sind, daß die absorbierte Energie pro Fläche möglichst konstant ist, so daß der Wärmeübergang von dieser Oberfläche an das Arbeitsmittel (trotz dessen geringer Wärmeleitfähigkeit oder Wärmekapazität) bei minimalen Exergieverlusten erfolgt. (z.B. glasiertes Schlitzblech)The absorption of the solar radiation takes place on surfaces that also reflect directionally, absorb the radiation of a black body at a temperature of 700 ° K and are arranged so that the absorbed energy per surface is as constant as possible, so that the heat transfer from this surface to the Work equipment (despite its low thermal conductivity or heat capacity) with minimal exergy losses. (e.g. glazed slotted sheet)
Die Fläche des Absorbers kann durch eine Erhöhung der Anzahl der mit zunehmender Anzahl immer paralleler ausgerichteten Flächen erhöht werden, wobei die Luft von der Brennlinie her nur eine Fläche zu durchströmen hat um in den heißesten Strömungskanal 253 zu gelangen.The area of the absorber can be increased by increasing the number of areas which are always aligned in parallel with an increasing number, the air having to flow through only one area from the focal line in order to reach the hottest flow channel 253.
In Einstrahlrichtung vor der Brennlinie ist zumindest ein glasiertes ebenes Schlitzblech 257 angebracht, in dessen Ebene auch die Brennlinie liegt.At least one glazed flat slotted plate 257 is attached in front of the focal line in the direction of irradiation, in the plane of which the focal line also lies.
Wenn insgesamt pro Zeitintervall in einem bestimmten Abschnitt der Brennlinie eine größere Luftmenge durch die Glasstäbe 251 strömt, als durch die Absorberstruktur 255, so bildet sich im Bereich der Brennlinie eine Luftströmung entgegen derIf a larger amount of air flows through the glass rods 251 than through the absorber structure 255 per time interval in a certain section of the focal line, an air flow against the opposite is formed in the region of the focal line
Strahlrichtung aus, welche durch die Ausbildung eines nichtlinearen Temperaturprofil dafür sorgt, daß ein bestimmte Luftmenge heißer an der Absorberstruktur ankommt, als ohne eine Ausbildung dieses Temperaturprofils. Um eine Tnsellösung der Stromversorgung durch Sonnenenergie z.B. für eine abgelegene Krankenstation in einer Wüstenregion realsieren zu können, ist ein Entropietransformator notwendig, bei dem durch den beschriebenen Kollektor mit Parabolrinnenspiegel Luft erhitzt wird, die einen ebenfalls beschriebenen Warmespeicher erhitzt und an diesen Kreislauf parallel zum Warmespeicher angekoppelt, mindestens zwei parallelgeschaltete Arbeitsvolumina welche je eine Turbine, die einen Generator antreibt mit Druckluft versorgenBeam direction, which ensures that a certain amount of air arrives hotter at the absorber structure than without this temperature profile through the formation of a non-linear temperature profile. In order to be able to implement a tunnel solution for the power supply by solar energy, for example for a remote health center in a desert region, an entropy transformer is necessary, in which the collector described with Parabolic trough mirror air is heated, which heats a likewise described heat storage and is coupled to this circuit parallel to the heat storage, at least two working volumes connected in parallel, each of which supplies a turbine that drives a generator with compressed air
Die Kühlung durch Wasser erfolgt über einen großen Wassertank, der als Zwischenspeicher dient, um in der Nacht das Wasser auf niedrigere Temperaturen abkühlen zu könnenThe cooling by water takes place via a large water tank, which serves as an intermediate store, in order to be able to cool the water to lower temperatures at night
Dort wo bei Temperaturen über 80 °C Wärmeenergie benotigt wird, wie in der Wascherei, der Grroßkuche oder beim Desinfizieren, wird heiße Luft aus dem Speicher direkt abgekühlt Dadurch tritt durch diese Verbraucher eine geringere Lastspitze im Stromnetz aufWherever heat energy is required at temperatures above 80 ° C, such as in laundries, large cakes or when disinfecting, hot air is cooled directly from the store. This means that these consumers have a lower load peak in the power grid
Durch den Nebenanspruch 155 und die folgenden Ansprüche ist ein Sonnenkollektor geschützt, der ein Gas über ein größeres Temperaturintervall erwärmtThe secondary claim 155 and the following claims protect a solar collector that heats a gas over a larger temperature interval
Ein in Fig 26 charakterisiertes Ausführungsbeispiel weist zwischen einer transparenten Abdeckung 260 und einer parallel angeordneten isolierten Ruckwand 261 zwischen drei dazu parallel verlaufenden Räumen mit Stromungskanalen 262, 263, 264 für das Gas zwei Lagen transluzenter Isolation 265, 266 auf Die Stromungskanale verlaufen in einem Winkel von 45° zu den parallel verlaufenden Sammelkanalen 267,268,269An exemplary embodiment characterized in FIG. 26 has two layers of translucent insulation 265, 266 between a transparent cover 260 and an insulated rear wall 261 arranged in parallel between three spaces running parallel thereto with flow channels 262, 263, 264 for the gas. The flow channels run at an angle of 45 ° to the parallel collecting channels 267,268,269
Stromungskanale, die nur durch eine Lage transluzenter Isolation voneinander getrennt sind (262 und 263)(263 und 264), kreuzen sich Jedem Stromungskanal 262,264, der an die transluzente Abdeckung und die isolierte Ruckwand angrenzt, wird von einem Sammelkanal durch ein temperaturabhangig gesteuertes Ventil 270 oder 271 das aus der transluzenten Isolation stromende Gas entnommen, wobei an der transparenten Abdeckung 260 die Differenztemperatur zur Außenluft entscheidend ist und an der isolierten Ruckwand 261 die absolute Temperatur In jeden dazwischen angeordneten Stromungskanal 263 wird durch einen Ventilator 272 aus dem entsprechenden Sammelkanal 268 Gas eingeblasen Diese Ventilatoren 272 sind alle auf einer Welle 273 angeordnet und so dimensioniert, daß in jeden Stromungskanal 263 ein Gasmengenstrom einströmt, der jeweils weitgehend proportional zur auf die Flache des entsprechenden Stromungskanals eingestrahlten Strahlungsleistung istFlow channels that are separated from one another only by a layer of translucent insulation (262 and 263) (263 and 264) cross each flow channel 262, 264, which adjoins the translucent cover and the insulated rear wall, is separated from a collection channel by a temperature-controlled valve 270 or 271 the gas flowing from the translucent insulation is taken, the difference in temperature to the outside air being decisive on the transparent cover 260 and the absolute temperature on the isolated rear wall 261. Gas is blown from each corresponding flow channel 263 by a fan 272 from the corresponding collecting channel 268 These fans 272 are all arranged on a shaft 273 and are dimensioned such that a gas flow flows into each flow channel 263, each of which is largely proportional to the radiation power radiated onto the surface of the corresponding flow channel
Die transluzenten Isolationen 265, 266 bestehen aus wahlweise unbeschichteter oder beschichteter, die Infrarotstrahlung eines Schwarzkorpers mit der Temperatur 700°K möglichst weitgehend absorbierender und das Sonnenlicht möglichst gerichtet reflektierender Metallfolie oder dünnem Blech mit entsprechender Oberflache und Schlitzen 274 parallel zur transparenten AbdeckungThe translucent insulations 265, 266 consist of either uncoated or coated, the infrared radiation of a black body with a temperature of 700 ° K as much as possible absorbing and the sunlight as possible reflecting reflective metal foil or thin sheet with a corresponding surface and slots 274 parallel to the transparent cover
Durch eine abwechselnde Anordnung von ebenen und gewellten Schichten (vgl Wellkarton), wobei durch jeden Punkt des Metalls eine Linie gelegt werden kann, die möglichst überall im Material verlauft oder zumindest davon nicht weit entfernt ist und zu einer Hauptrichtung parallel ist, kann eine Struktur erreicht werden, die zumindest bei geeigneter Ausrichtung die direkte Sonnenstrahlung ohne bedeutende Verluste durch Absorption oder Streuung durchlaßtA structure can be achieved by an alternating arrangement of flat and corrugated layers (see corrugated cardboard), whereby a line can be laid through every point of the metal, which runs as far as possible anywhere in the material or at least is not far away from it and is parallel to a main direction which, at least with a suitable orientation, allows direct solar radiation to pass through without significant losses due to absorption or scattering
Die kleineste von Metall weitgehend umrandete Flache senkrecht zur Hauptrichtung in der transluzenten Isolation weist eine Große im Bereich von 0,25 cm2 bis 2 cm2 auf T Bereich der isolierten Ruckwand ist an die transluzente Tsolation angrenzend wahlweise ein optisch selektiv beschichtetes oder geschwärztes Metallgewebe 275 angeordnet, wodurch eine Vergrößerung des Stromungswiderstandes erreicht wird Ziel dieser Stromungsregulierung ist es, durch eine maximale Flache in den tranluzenten Isolationen einen möglichst konstanten Stromungsfluß zu erreichen Dabei wird die Transparenz des Gases genutzt, wenn die transluzente Isolation durchströmt wird Aufgrund dem Zusammenwirken von Durchstromung, Warmeleitung und Absorption der Strahlungsenergie bildet sich ein nichtlineares Temperaturprofil aus, das auf der Seite der durchströmten Tsolation im Bereich einer Ebene flacher verläuft, von der die Strömung in die Isolation eintrittThe smallest surface largely surrounded by metal perpendicular to the main direction in the translucent insulation has a size in the range from 0.25 cm 2 to 2 cm 2 T area of the insulated rear wall adjacent to the translucent insulation is optionally an optically selectively coated or blackened metal fabric 275, whereby an increase in flow resistance is achieved. The aim of this flow regulation is to achieve as constant a current flow as possible by means of a maximum area in the translucent insulation the transparency of the gas is used when the translucent insulation is flowed through.Through the interaction of flow, heat conduction and absorption of the radiation energy, a non-linear temperature profile forms, which is flatter on the side of the flowed through insulation in the area of a plane from which the flow in isolation occurs
Dadurch wird durch diese Ebene ein geringerer Energiefluß durch Warmeleitung übertragenAs a result, a lower energy flow through heat conduction is transmitted through this level
Die gesamte Anordnung muß dem Sonnenstand so nachgeführt werden, daß dieThe entire arrangement must be adjusted to the position of the sun so that the
Einstrahlungsrichtung der Hauptrichtung des Kollektors entspricht Insgesamt kann durch diesen Kollektortyp. insbesondere wenn mehrere in Reihe geschaltet werden, eine für Flachkollektoren sehr hohe Endtemperatur erreicht werdenIrradiation direction corresponds to the main direction of the collector. especially when several are connected in series, a very high end temperature can be reached for flat plate collectors
Eine Reihenschaltung mit den vorne berschriebenen Kollektoren die auch eine optische Konzentration aufweisen ist sehr effektiv, da jeder Kollektor optimal entsprechend seinen Möglichkeiten eingesetzt wirdA series connection with the collectors described above, which also have an optical concentration, is very effective because each collector is used optimally according to its possibilities
Druckänderung und mechanische EnergiePressure change and mechanical energy
Durch einen Zylinder, der mit vertikaler Achse und nach unten gerichteter Öffnung in einen Behalter mit Flüssigkeit eintaucht, kann z B eine Tiefenpumpe zurA cylinder, for example, can be used to immerse a liquid in a container with a vertical axis and a downward opening
Wasserforderung direkt angetrieben werden, wenn in den periodisch vertikal bewegtenWater demand are driven directly when periodically moved vertically
Zylinder an seiner tiefsten Lage Gas einströmt und in seiner höchsten Lage wieder durch gesteuerte Ventile ausströmtGas flows into the cylinder at its lowest position and flows out again in its highest position through controlled valves
Die Ventilsteuerung wird wie bei einer historischen Dampfmaschine geregelt Der Unterschied des hydrostatischen Druckes entspricht etwa der Druckanderung desThe valve control is regulated like a historical steam engine. The difference in hydrostatic pressure corresponds approximately to the change in pressure of the
Gases bei der Entspannung durch dieses TeilsystemGases when relaxing through this subsystem
Ohne Ventile kommt ein Teilsystem aus, das wie ein historisches Wasserrad beiA subsystem works like a historic waterwheel without valves
Vertauschung von Flüssigkeit und Gas, sowie oben und unten funktioniert und aufgebaut ist Dabei wird eine Vorrichtung wie ein historisches Wasserrad weitgehend unterhalb derExchange of liquid and gas, as well as functioning and being constructed above and below. A device like a historical waterwheel is largely below
Flussigkeitsoberflache eines Gesamtbehalters bewegtLiquid surface of a total container moves
Aufgrund der geringeren Viskosität des Gases gegenüber der Flüssigkeit, muß hier eine verstärkte Aufmerksamkeit auf Abdichtung gelegt werdenDue to the lower viscosity of the gas compared to the liquid, increased attention must be paid to sealing
Dies wird dadurch unproblematisch gelost, daß das Gas in einen Behalter ein und ausströmt, dessen Öffnung und Symmetrieachse in tangentialer Richtung und senkrecht zur W7ellenachse orientiert sindThis is not a problem solved in that the gas in a container and flows out, the opening and symmetry axis in the tangential direction and perpendicular to the axis W 7 elle are oriented
Durch die Rotation wird der Behalter so bewegt, daß es wahrend den überwiegendenDue to the rotation, the container is moved in such a way that it predominates
Zeitperioden nur an die Behalterwand angrenzende Flussigkeitsoberflachen außer derPeriods of time only on the surface of the liquid adjacent to the container wall except the
Flussigkeitsoberflache des Gesamtbehalters gibt Gas wird von der Seite durch die seitliche senkrecht zur Wellenachse um das Rad angebrachte, dagegen gleitend gedichtete Abdeckung möglichst weit oben in einenThe liquid surface of the entire container accelerates. The cover is attached from the side through the side cover, which is attached to the side perpendicular to the shaft axis and is sealed with a sliding seal, as far up as possible
Behalter in möglichst tiefer Lage zugeführt oder entnommen Der andere periodische Austausch von Gas erfolgt, wenn der Behalter beim Auftauchen über die Flussigkeitsoberflache geflutet wird, bzw leerlauft Diese Anordnung kann auch zur Gasverdichtung verwendet werden, wenn die Achse in umgekehrter Richtung wie bei der Verwendung als Antrieb angetrieben istContainers supplied or removed in the lowest possible position The other periodic exchange of gas takes place when the container is flooded over the surface of the liquid when it emerges or when it runs empty. This arrangement can also be used for gas compression if the axis is driven in the opposite direction to when it is used as a drive
Um bei atmosphärischen Druckverhaltnissen großen Leistungen über einige 100kW zu erreichen, muß die Flache der durchströmten Regeneratoren 274 - 277 entsprechend vergrößert werden. Um eine kompakte Gehauseform 278 zu erreichen werden die unbewegten Regeneratoren 274 - 277 entlang von Parallelen 278 mehrfach in weitgehend konstantem Abstand gefaltet und umschließen zumindest ein periodisch parallel dazu bewegtes, scheibenförmiges Verdrangerelement 279 bis in den Bereich der zu den Faltkanten parallelen Mittelachse des Verdrangerelements beidseitig. Die andere Hälfte des Verdrangerelementes wird vom angrenzenden Regenerator entsprechend umschlossen.In order to achieve large outputs of several 100 kW at atmospheric pressure conditions, the area of the regenerators 274 - 277 through which flow is required must be increased accordingly. In order to achieve a compact housing shape 278, the stationary regenerators 274 - 277 are folded several times along parallel lines 278 at a largely constant distance and enclose at least one disk-shaped displacer element 279, which is periodically moved parallel to it, up to the region of the central axis of the displacement element parallel to the folding edges on both sides. The other half of the displacement element is surrounded by the adjacent regenerator.
Bei einem runden Aufbau liegen die Faltkanten des Regenerators entsprechend auf konzentrischen Kreisen Zumindest einer der Regeneratoren ist wahlweise mit einem in Hubπchtung bewegbaren Hydraulik- oder Pneumatikkolben oder Membranbalg verbunden der durch Flüssigkeit bzw. Gas aus dem Raum um die vom entsprechenden Arbeitsraum entfernten Flussigkeitsoberflache der angekoppelten schwingenden Flussigkeitssaule über Steuerventile be bzw. entfullt wird.In the case of a round construction, the folded edges of the regenerator lie accordingly on concentric circles. At least one of the regenerators is optionally connected to a hydraulic or pneumatic piston or diaphragm bellows which can be moved in the direction of movement and which is moved by liquid or gas from the space around the liquid surface of the coupled vibrating surface, which is distant from the corresponding work space Liquid column is filled or filled via control valves.
Um auch speziellere Bewegungen, wie sie z.B. für einen direkten Antrieb der im Folgenden mit Flüssigkeit im Arbeitsraum und bewegten Regeneratoren beschriebenen zweiteiligen Verdrangerstruktur notwendig ist, realisieren zu können, wird die Bewegung wahlweise durch eine Stange oder ein gespanntes Zugelement (wie Seil oder Kette) über eine bewegliche Verbindung von einem endenlosen Zugelement, wie geschlossene Kette oder Zahnriemen, abgegriffen, welches kraftschlussig über mehrere, sich mit relatπ gleichmaßiger Winkelgeschwindigkeit drehende Rader so gespannt ist. daß der Winkel zwischen den beiden Elementen in Zeitperioden des Betriebszustandes, in denen das angetriebene Element im Arbeitsraum (Regenerator, Verdranger) nur geringfügig bewegt werden soll etwa 90° betragt und um so kleiner wird, je schneller die Bewegung des angetriebenen Elements im Arbeitsraum erfolgen soll.To make even more special movements, such as for a direct drive of the two-part displacer structure described below with liquid in the work area and moving regenerators, the movement is either by a rod or a tensioned tension element (such as rope or chain) via a movable connection from an endless tension element, like a closed chain or toothed belt, tapped, which is tensioned over several wheels rotating at a uniform angular speed. that the angle between the two elements in time periods of the operating state in which the driven element in the work space (regenerator, displacer) is to be moved only slightly is approximately 90 ° and becomes smaller the faster the movement of the driven element in the work space is to take place .
Ein Rohrleitungssystem mit Unterdruck wie der Kessel über einen Erhitzer wird an das Einlaßventil einer erfindungsgemaßen Wärmekraftmaschine angekoppelt. Diese Anlage wird als Staubsauger eingesetzt.A pipeline system with negative pressure, such as the boiler via a heater, is coupled to the inlet valve of a heat engine according to the invention. This system is used as a vacuum cleaner.
Der Aufwand für das Geh use 280 um den Arbeitsraum kann entscheidend reduziert werden, wenn gekrümmte Formen angewendet werden.The effort for the housing 280 around the work space can be significantly reduced if curved shapes are used.
Die bewegten Regeneratoren 281 - 284, aufgebaut in Form eines Kegelmantels, besitzen gute Formstabilitat, sind mit vertretbarem Aufwand herzustellen und können ausschließlich im Bereich der Kegelspitzen angetrieben werden.The moving regenerators 281 - 284, constructed in the form of a cone shell, have good dimensional stability, can be produced with reasonable effort and can only be driven in the area of the cone tips.
Zur Abdichtung wird jeder Regenerator mit einem Blechzylinder-Mantel 285 oder einem vergleichbaren Mantel eines spitzen Kegelstumpfes verbunden, welcher am unteren Ende kontinuierlich in eine Flüssigkeit 286 eintauchet und so eine Umstromung des Regenerators bei Hubbewegungen Parallel zur Zylinderachse des Blechmantels verhindertFor sealing purposes, each regenerator is connected to a sheet metal cylinder jacket 285 or a comparable jacket of a pointed truncated cone, which is continuously immersed in a liquid 286 at the lower end and thus a flow around the Regenerator prevented during lifting movements parallel to the cylinder axis of the sheet metal jacket
Kegelstumpfe, welche nach oben enger werden, sind als Form für das in die Flüssigkeit eintauchende Dichtungselement 285 und das seitliche Gehäuse 280 gunstig und unproblematisch, da aufgrund der Temperaturzunahme eine Ausdehnung des oberen Bereiches erfolgt.Truncated cones, which become narrower at the top, are inexpensive and unproblematic as a shape for the sealing element 285 immersed in the liquid and the side housing 280, since the upper region is expanded due to the temperature increase.
Der Kegel-Stumpf-Winkel muß relativ spitz sein, damit sich der Spalt zwischen zwei Dichtelementen 285 nicht zu sehr vergrößert, wenn sie auseinanderbewegt werden, da in diesem Spalt durch den Wärmeübergang irreversible Prozesse ablaufen. Zum Antrieb und zur Fuhrung der Regeneratoren und Dichtungszylinder dienen konzentrische Rohre 286, welche auf einem unbewegten Rohr 287 auf der gemeinsamen Achse der Zylinder gefuhrt werden und mit den Regeneratoren 281 - 285 im Bereich der Kegelspitzen Λ erbunden sind. Die Rohre 286 werden in diesem Bereich in axialer Richtung mindestens mit einem Schlitz versehen, durch den die Verbindung der innenliegenden Rohre mit den entsprechenden Regeneratoren 281 - 284 erfolgtThe cone-obtuse angle must be relatively acute so that the gap between two sealing elements 285 does not enlarge too much when they are moved apart, since irreversible processes take place in this gap due to the heat transfer. Concentric tubes 286 are used to drive and guide the regenerators and sealing cylinders, which are guided on an unmoved tube 287 on the common axis of the cylinders and are connected to the regenerators 281-285 in the region of the cone tips Λ. In this area, the tubes 286 are provided with at least one slot in the axial direction, through which the internal tubes are connected to the corresponding regenerators 281-284
Die Rohre 287 ragen nach oben entscheidend über den obersten Regenerator 281 in eine spezielle Ausbuchtung 288 des vom Gehäuse umschlossenen Arbeitsraum hinein und werden dort auf einem unbewegten Rohr 287 gleitend gefuhrt. Unterhalb der Flussigkeitsoberflache 288 sind die Zylinder 285 ebenfalls jeweils mit einem der auch in diesem Bereich gleitend geführten Rohre 286 verbunden. Der Raum zwischen der Flussigkeitsoberflache 288 und dem untersten Regenerator 284 an seiner untersten Position im Betriebszustand wird weitgehend ausgefüllt durch eine mindestens zweigeteilte Verdrangerstruktur 289 , welche bei einer Autwartsbewegung ausemanderbeweet wird und an den schrae zur Beweeunesπchtune verlaufenden Trennflachen Stromungskanale für das Arbeitsgas freigiebt.The tubes 287 protrude decisively upwards over the uppermost regenerator 281 into a special bulge 288 of the work space enclosed by the housing and are slidably guided there on an unmoved tube 287. Below the liquid surface 288, the cylinders 285 are also each connected to one of the tubes 286, which are also slidably guided in this area. The space between the liquid surface 288 and the lowermost regenerator 284 at its lowermost position in the operating state is largely filled by an at least two-part displacer structure 289, which is moved apart during an upward movement and opens flow channels for the working gas on the separating surfaces which run obliquely to be protected.
Diese Verdrangerstruktur 289 wird ebenfalls im Bereich der Zylinderachse gefuhrt und entweder über einen separaten Antrieb bewegt oder durch Fedem zwischen Regenerator 284 und einzelnen Verdrangerelementen und einem gefederten Anschlag für den Stop an der Flussigkeitsgrenzflache 288.This displacer structure 289 is also guided in the region of the cylinder axis and is either moved via a separate drive or by springs between the regenerator 284 and individual displacer elements and a spring-loaded stop for the stop at the liquid boundary surface 288.
Wenn dieser Verdanger 289 wahlweise als Alternative in einteiliger Form mit dem untersten Regenerator 284 fest verbunden ist. so müssen zwei Teile weniger bewegt werden.If, as an alternative, this thickener 289 is permanently connected in one piece to the lowermost regenerator 284. so two parts have to be moved less.
Dafür wird der Totraum wegen den notwendigen permanent vorhandenen Luftkanalen durch den Verdranger 289 bzw. an dessen Oberflache großer.For this, the dead space becomes larger because of the necessary permanent air channels through the displacer 289 or on its surface.
Der Wärmetauscher 290 wird wahlweise direkt unter dem untersten Regenerator 284 befestigt und mit einem Warmetauschermedium durchströmt, oder er wird mit dem untersten Regenerator 284 am Zylinder 285 und/oder dem entsprechenden Rohr 286 befestigt und taucht in der untersten Stellung in die Flüssigkeit 286 ein. wobei die Wärmeenergie ausgetauscht wird, die bei kontinuierlichem Betrieb ausgeglichen wird durch einen stationären Wärmetauscher, der z.B. mit der Warmwasseraufbereitune des Gebäude« i erbunden istThe heat exchanger 290 is either attached directly below the lowest regenerator 284 and flows through a heat exchange medium, or it is attached to the cylinder 285 and / or the corresponding pipe 286 with the lowest regenerator 284 and immersed in the lowest position in the liquid 286. the heat energy is exchanged, which is compensated in continuous operation by a stationary heat exchanger, e.g. is connected to the hot water supply of the building «i
Durch zumindest ein Ventil 291 im Gehäuse oberhalb dem obersten Regenerator 281 wird periodisch Arbeitsgas ausgetauscht. Dieser Austausch wird ausgeglichen durch den Austausch von Arbeitsgas. der aus dem Teilraum oberhalb dem untersten Regenerator 284 durch zumindest ein daran direkt an einem Ende befestigten durchstoßenden Rohr in Hubπchtung erfolgt, das immer in die Flüssigkeit 286 eintaucht.Working gas is periodically exchanged through at least one valve 291 in the housing above the uppermost regenerator 281. This exchange is offset by the exchange of working gas. which takes place from the partial space above the lowermost regenerator 284 through at least one piercing pipe attached directly to one end, which is always immersed in the liquid 286.
Konzentrisch in dieser Rohre ist mit dem Gehäuse dichtend verbunden eine Rohre 293 angeordnet, welche über den Flussigkeitsspiegel 288 hinaus ragt und aus welcher durch zumindest ein Ventil 294 der Gasaustausch erfolgt Bei einer zu schnellen Bewegung oder einer Verstopfung des unteren Regenerators kann Flüssigkeit in diese Rohre einfließen.A tube 293, which projects beyond the liquid level 288 and from which gas exchange takes place through at least one valve 294, is arranged in a concentric manner in a sealed manner with the housing If the lower regenerator moves too quickly or becomes blocked, liquid can flow into these pipes.
Muß dies aufgrund einer störender oder tauschen Dampfentwicklung vermieden werden, so wird zumindest ein weiteres Rohr dann angeordnet, dessen Oberkante noch weiter über den Flussigkeitsspiegel hinausgeht.If this has to be avoided due to a disturbing or interchangeable development of steam, at least one further pipe is then arranged, the upper edge of which extends even further beyond the liquid level.
Der Zwischenraum wird durch ein separates Ventil, das zusammen mit dem Gasventil gesteuert wird, mit einem Raum verbunden, der auch mit dem Raum verbunden ist, mit dem der Arbeitsraum durch das angrenzende Rohr Gas austauscht. Je nach Ausbildung dieser Ventile kann es wahlweise als Alternative einfacher sein, den Wasserspiegel über eine zusätzliche entsprechende Rohranordnung vgl. 295 zu kontrollieren, bei der das Rohr für den Gasaustausch entfallt.The space is connected by a separate valve, which is controlled together with the gas valve, to a space which is also connected to the space with which the working space exchanges gas through the adjacent pipe. Depending on the design of these valves, it may alternatively be simpler to compare the water level via an additional corresponding pipe arrangement. 295 to check, in which the pipe for the gas exchange is omitted.
Diesem Rohr vgl 295 wird auch Wasser über ein weiteres, als Überlauf eingesetztes Rohr vgl 296 zugeführt, das in Hubπchtung weitgehend innerhalb der Flüssigkeit mit einer Öffnung auf der Hohe des weitgehend unbewegten Flussigkeitsspiegels angeordnet wird, ohne einen Regnerator zu durchstoßen.This pipe cf. 295 is also supplied with water via a further pipe cf. 296, which is used as an overflow and which is arranged in the stroke largely within the liquid with an opening at the level of the largely immobile liquid level without penetrating a regenerator.
Damit der unterste Regenerator durch diese Rohranordnung nicht umströmt werden kann, wird eine poröse Struktur -vgl 297 in den unteren Bereich des Liberlaufes vgl 296 ohne Möglichkeit einer Umstromung integπert. An mehreren Regeneratoren 281 - 284 oder damit starr verbundenen Elementen sindSo that the lowest regenerator cannot be flowed around by this tube arrangement, a porous structure - see 297 is integrated into the lower region of the overflow, see 296, without the possibility of a flow around it. On several regenerators 281-284 or elements rigidly connected thereto
Zwischen-Hebel beweglich befestigt, welche jeweils am anderen Ende beweglich mit verschiedenen Stellen zumindest eines weiteren Haupt-Hebels verbunden sind, der beweglich wahlweise direkt oder über einen Hebel mit dem Gehäuse verbunden ist. Der oberste Regenerator 281 greift direkt oder indirekt am Haupthebel an einer Stelle beweglich an, die am nächsten zu der Stelle angeordnet ist, an der die direkte oder indirekte bewegliche Verbindung mit dem Geh use erfolgt.Intermediate lever movably attached, which are each movably connected at the other end to different locations of at least one further main lever, which is movably connected either directly or via a lever to the housing. The top regenerator 281 directly or indirectly movably engages the main lever at a location that is closest to the location where the direct or indirect mobile connection to the housing is made.
Die Spiegelsymmetπe dieser Hebelandordnung zu einer Ebene, in der auch die Hubπchtung liegt bewirkt, daß auf die Regeneratorstruktur keine Seitenkrafte übertragen werden, insbesondere wenn die Hebelanordnung unter den Flachenschwerpunkten erfolgt.The mirror symmetry of this lifting arrangement to a plane in which the stroke lies also means that no side forces are transmitted to the regenerator structure, in particular if the lever arrangement takes place below the center of gravity of the surface.
Einer der untersten Regeneratoren ist über Pleuel 298 mit zwei angetriebenen Kurbelwellen 299 beweglich \ erbunden, welche spiegel-symmetrisch zu einer Ebene in der das unbewegte Fuhrungselement 287 in Hubπchtung liegt, angeordnet und bewegt werden.One of the lowest regenerators is movably connected via connecting rods 298 to two driven crankshafts 299, which are arranged and moved mirror-symmetrically to a plane in which the unmoving guide element 287 lies in the direction of stroke.
So werden auf die Regeneratoranordnung 281 - 285 geringere Seitenkrafte relativ zur Hubπchtung übertragen, welche durch die Fuhrungen 300 abgefangen werden mußten und zu zus tzlichem Verschleiß fuhren, insbesondere, wenn die Pleuel 298 unter dem Flachenschwerpunkt der Regeneratoren 281 - 284 verlaufen Auf der Kurbelwelle 299 auf gegenüber dem Pleuellager sind Massen angebracht, welche durch ihre Gewichtskraft das Gewicht der Regenerator-Anordnung zumindest teilweise kompensieren.Thus, smaller side forces are transmitted to the regenerator arrangement 281 - 285 relative to the stroke, which had to be intercepted by the guides 300 and lead to additional wear, in particular if the connecting rods 298 run below the center of gravity of the regenerators 281 - 284 on the crankshaft 299 masses are attached opposite the connecting rod bearings, which at least partially compensate for the weight of the regenerator arrangement due to their weight.
Wahlweise als Alternative für das Antπebssystem der Regeneratoren werden mehrere Regeneratoren zumindes mit ιe einem der Pleuel beweelich verbunden, die mit den anderen Enden auf Achsen zumindest einer Kurbelwelle gelagert sind, welche alle von einer Linie durch die dazu parallele Drehachse der Kurbelwelle geschnitten werden können, wobei das Lager für ein Pleuel des untersten Regenerators am weitesten von der Dreh-Achse der Kurbelwelle entfernt ist und das Lager des obersten Regenerator am nächsten Wie bei einem vergleichbar eingesetzten Stirlingmotor wird zumindest ein Regenerator mit einer Phasenverschiebung von einem Viertel (25° o) einer Periodendauer relativ zur Volumenanderung angetπeben.Optionally, as an alternative to the anti-stress system of the regenerators, several regenerators are connected at least to one of the connecting rods, which are supported with the other ends on axles of at least one crankshaft, which can all be cut by a line through the parallel axis of rotation of the crankshaft, whereby the bearing for a connecting rod of the lowest regenerator is furthest from the axis of rotation of the crankshaft and the bearing of the highest regenerator is closest As with a comparable Stirling engine, at least one regenerator with a phase shift of a quarter (25 ° o) of a period is given relative to the volume change.
In der Zeitpenode mit dem niedπgsten Druck im Arbeitsraum (Arbeitsraum = Arbeitsvolumen) mit peπodisch verändertem Volumen erfolgt bei einem Betrieb als Kraftmaschine die penodische Aufnahme und bei einem Betneb als W rmepumpe bzw. Kältemaschine die penodische Abgabe von Arbeitsfluid durch ein Ventil 291. das im Arbeitsraum an einen Teilraum 301 mit konstantem Volumen angrenzt, welcher von zwei Regeneratoren 302 - 303 vollständig umschlossen ist. wobei einer dieser Regeneratoren 302 relativ direkt an das Gehäuse angrenzt.In the time period with the lowest pressure in the work area (work area = work volume) with a peπodically changed volume, the penodic recording takes place when operating as a power machine, and when operating as a heat pump or refrigeration machine, the penodic delivery of working fluid takes place through a valve 291 in the work area adjoins a subspace 301 with a constant volume, which is completely enclosed by two regenerators 302-303. one of these regenerators 302 being relatively directly adjacent to the housing.
Wahlweise als Alternative zum oben beschπebenen Antrieb ist zumindest ein Fuhrungselement in Hubπchtung 287 zumindest teilweise als Gewindestange oder Kugelumlaufspindel ausgebildet und durch ein dann eingreifendes Element wird zumindest ein damit verbundener Regenerator durch Drehen der Gewindestange bzw. Kubelumlspmdel in Hubnchtung bewegt.Optionally, as an alternative to the drive described above, at least one guide element in stroke 287 is at least partially designed as a threaded rod or ball screw, and an engaging element then moves at least one regenerator connected to it by rotating the threaded rod or Kubelumlspmdel in stroke direction.
Wahlweise als speziellere Alternative weist die Gewindestange bzw Kugelumlaufspindel Bereiche mit unterschiedlichen Ganghohen auf in welche die λ erbmdungselemente der unterschiedlich schnell bewerten Regeneratoren eingreifen, so daß sie bei einer Drehung der Gewindestanee bzw. Kueelumlaufspindel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in Hubπchtung bewegt werden, so kann die Anzahl der beweglichen Teile erheblich reduziert werdenOptionally, as a more special alternative, the threaded rod or ball screw has areas with different pitch heights into which the λ earth elements of the regenerators, which rate differently, intervene so that they are moved at different speeds in rotation when the screw thread or cooling screw rotates, so the number of moving parts can be significantly reduced
So kann eine erfindungsgemaße W rmekraftmaschine mit nur fünf bewegten Teilen und den notwendigen Ventilen aufgebaut werden. Bei diesen Alternativen wird wahlweise durch die Verwendung einer Kubelumlaufspindel und dort eingreifende Verbindungselemente mit je einer geschlossene, sich kreuzenden Gewindebahn werden die Regeneratoren bei Drehung der Kugelumlaufspindel mit konstanter Geschwindigkeit m Hubrichtung penodisch auf- und abbewegt oder zumindest eine Gewindestange bzw Kugelumlaufspindel wird peπodisch mit unterschiedlicher Richtung gedreht wahlweise durch ein mechanisches Steuersystem oder direkt durch einen entsprechend gesteuerten Motor Dabei greift für einen mit handelsüblichen Teilen realisierbaren Aufbau der unterste Regenerator in eine Kugelumlaufspindel mit geschlossener Bahn und zumindest ein Teil der anderen Regeneratoren in eher gewöhnliche Gewindebahnen, deren Bahnen nicht geschlossen sind.A heat engine according to the invention can thus be constructed with only five moving parts and the necessary valves. In these alternatives, the regenerators are moved up and down penodically when the ball screw rotates at a constant speed in the stroke direction, or at least one threaded rod or ball screw becomes peπodically in different directions by using a cube screw and connecting elements with a closed, intersecting thread rotated either by a mechanical control system or directly by a correspondingly controlled motor. For a construction that can be realized with commercially available parts, the bottom regenerator engages in a ball screw with a closed path and at least some of the other regenerators in rather ordinary thread paths, the paths of which are not closed.
Dadurch ist ein Aufschlagen des untersten Regenerators auf der Flussigkeitsoberflache ausgeschlossen.This prevents the bottom regenerator from hitting the liquid surface.
Das Fuhrungsrohr wird in der Mitte von Arbeitsgas aus dem kühlsten Teilraum penodisch oder kontinuierlich durchströmt. Mit dem Rohr mit Gewinde bzw. Kueelumlaufsoindel ist ein Radial-Ventilator verbunden und das Rohr in diesem Bereich seitlich ebenso v le im kühlsten Teilraum auf der anderen Seite der Rohrmitte geöffnet.The guide tube is flowed through in the middle of working gas from the coolest part of the room either penodically or continuously. A radial ventilator is connected to the pipe with thread or coolant circulation shaft and the pipe in this area is also opened laterally in the coolest part on the other side of the pipe center.
Eine separate Rohrleitung für Λrbeitsgas fuhrt vom an die eine Öffnung des Fuhrungsrohres angrenzenden Raum zum Raum, der an die andere Öffnung im Bereich der Flussigkeitsoberflache angrenzt.A separate pipeline for working gas leads from the space adjacent to one opening of the guide tube to the space adjacent to the other opening in the area of the liquid surface.
Es wurde bereits aufgezeigt, daß eine penodische Kompression durch periodische Volumenanderung des Arbeitsraumes den Energieumsatz erhöht.It has already been shown that penodic compression increases the energy turnover by periodically changing the volume of the work space.
Dies wird am effektivsten dadurch erreicht, daß an den kaitesten Bereich im Arbeitsraum ein Rohr 304 mit einer im Betπebszustand schwingenden Wassersaule 305 angekoppelt wird. Dazu wird ein Rohr 306 in Hubnchrung mit einer Öffnung über der Flussigkeitsoberflache 288 aus dem Geh use 280 gefuhrt.This is most effectively achieved by coupling a pipe 304 with a water column 305 vibrating in the operating state to the coldest area in the work area. For this purpose, a tube 306 is passed out of the housing 280 with an opening above the liquid surface 288.
Bei einer Anlage mit einem einzekieti Arbeitsraum wird das andere Ende des angekoppelten Rohres 304 der penodisch in Resonanz schwingenden Flussigkeitssaule 305 mit einem Druckgefaß 306 verbunden.In the case of a system with a single work space, the other end of the coupled pipe 304 of the liquid column 305, which vibrates in a resonant manner, is connected to a pressure vessel 306.
Es erfolgt wahlweise eine Verbindung 307 der beiden an die Enden der Flussigkeitssaule 305 anschließenden Räume 308, 309 auf der Hohe der angestrebten mittleren Flussigkeitsoberflache 310 mit einem Reduzierventil 311. so daß für den Druckausgleich nur eine vernachlassigbare Menge Flüssigkeit penodisch durchströmen kann, aber eine erhebliche Gasmenge oder es wird dem Druckgefaß pro Peπode ein geringfügiger Anteil des Arbeitsgases durch ein Rohrsystem mit Ruckschlagventil aus dem Arbeitsraum zugeführt und eine weitere Rohrleitung mit Rückschlagventil am Druckgefaß angeschlossen auf der angestrebten mittleren Hohe der Flussigkeitsoberflache. welche in den Raum fuhrt, der an das andere Ende der Flussigkeitssaule angrenzt, wodurch nur eine vernachlassigbare Menge Flüssigkeit periodisch strömt, aber ein erheblicher Gasstrom. Dadurch wird die Gasmenge im Druckgefaß stabilisiert.There is optionally a connection 307 of the two rooms 308, 309 adjoining the ends of the liquid column 305 at the height of the desired medium liquid surface 310 with a reducing valve 311.This means that only a negligible amount of liquid can flow through penodically for pressure compensation, but a significant amount of gas or a small proportion of the working gas is fed to the pressure vessel per peπode through a pipe system with a non-return valve from the work area and a further pipe with a non-return valve is connected to the pressure vessel at the desired average height of the liquid surface. which leads into the space adjacent to the other end of the liquid column, whereby only a negligible amount of liquid flows periodically, but a significant gas flow. This stabilizes the amount of gas in the pressure vessel.
An der Verbindung vom Arbeitsraum zum Rohr mit der schwingenden Flussigkeitssaule ist ein Ventil 312 angebracht, das einen Anschlag in Stromungsπchtung zum Arbeitsraum aufweist, gegen den die λ entilplatte 313 dichtend gedruckt wird, sobald die Flussigkeitssaule sich zu weit Richtung Arbeitsraum bewegt hat.A valve 312 is attached to the connection from the working space to the tube with the vibrating liquid column, which has a stop in the direction of flow towards the working space, against which the λ valve plate 313 is pressed in a sealed manner as soon as the liquid column has moved too far in the direction of the working space.
Wenn dieses Ventil geschlossen wird, so kann der sich davor aufbauende Überdruck durch ein aus diesem Raum 308 führendes entsprechend am Rohrsystem der schwingenden W ssers ule angeschlossenem Überdruckventil und ein spezielles Rohr (in den Druckbehalter) ans andere Ende 309 der schwingenden Flussigkeitssaule 305 gelangen.When this valve is closed, the excess pressure building up in front of it can reach the other end 309 of the oscillating liquid column 305 through a pressure relief valve leading from this space 308 and connected to the pipe system of the oscillating water column and a special pipe (into the pressure container).
Ein weiteres Lτberdruckventιl 315, angekoppelt an den selben Raum 308, fuhrt anstatt zum Druckgefaß 309 zu einem externen Behalter 316. Der Flussigkeitehtand in diesem Behalter wird auf möglichst hohen Niveau konstant gehalten.Another τ L berdruckventιl 315, coupled to the same space 308 leads instead to the pressure vessel 309 to an external container 316. The Flussigkeitehtand in this container is held constant at the highest possible level.
Er ist mit einem weiteren Rückschlagventil mit einem Ende des Rohrsystems um die schwingende Wassersaule verbunden, durch welches eine geringe Menge der Flüssigkeit in bestimmten Zeitpenoden wieder zurückströmen kann. Am untersten penodisch bewegten Regenerator ist ein in Hubnchtung verlaufendesIt is connected to a further check valve with one end of the pipe system around the vibrating water column, through which a small amount of the liquid can flow back again in certain time periods. The lowest penodically moving regenerator is a lifting one
Rohr 295a befestigt, in das Gas aus dem darüber angrenzenden Teilraum ungehindert ein- und ausströmen kann und dessen unterstes Ende immer in die Flüssigkeit eintaucht.Pipe 295a fastened, into which gas can flow in and out unhindered from the sub-area adjoining it and whose lower end is always immersed in the liquid.
Konzentrisch in diesem Rohr 295a, dichtend verbunden mit dem Geh use ist ein RohrA tube is concentric in this tube 295a, sealingly connected to the housing
295b angeordnet, dessen Oberkante der Hohe der maximalen, am Dichtungszylinder 285 des Regenerators anstehenden Flussigkeitsoberflache 288 entspncht und das in einem Bereich im Arbeitsraum oberhalb des Sicherheitsventils 313 am Zugang zur schwingenden Wassersaule 305 fuhrt, aus dem die evtl. überströmende Flüssigkeit zur295b is arranged, the upper edge of which corresponds to the height of the maximum liquid surface 288 present at the sealing cylinder 285 of the regenerator and which leads in an area in the working space above the safety valve 313 at the access to the vibrating water column 305, from which the possibly overflowing liquid leads to
Flüssigkeit der schwingenden Flussigkeitssaule 305 gelangt.Liquid of the oscillating liquid column 305 arrives.
Ein Rohr 299, dessen Oberkante im untersten Teilraum auf der Hohe der angestrebten Flussigkeitsoberflache 288 im Arbeitsraum endet, wird möglichst weit unten mit dem vorher beschriebenen Rohr 295 verbunden, das zur schwingenden Flussigkeitssaule 305 fuhrt.A pipe 299, the upper edge of which ends in the lowermost subspace at the height of the desired liquid surface 288 in the working space, is connected as far down as possible to the previously described pipe 295, which leads to the oscillating liquid column 305.
Wenn der Flussigkeitsspiegel im Arbeitsraum 288 hoher ist, als der Anschluß des damit verbundenen Rohrendes an der schwindenden Flussigkeitssaule beim Ventil 313, so wird vor der Einmündung in das vorher beschnebene Rohrsystem eine poröse Struktur 297 integnert, die nicht umströmt werden kann.If the liquid level in the working space 288 is higher than the connection of the pipe end connected to the shrinking liquid column at the valve 313, then before the confluence with the previous one snow-covered pipe system incorporates a porous structure 297 that cannot be flowed around.
Durch ein Ventil wird dem Arbeitsraum bei jedem Start der Maschine eine bestimmte Mange (z.B. 31) Flüssigkeit zugeführt. Der Rest des Managements der verschiedenen Flussigketismengen in der Maschine erfolgt mit der oben beschπebenen Konstruktion und den funktionellen Zusammenhangen automatisch.A valve supplies the working area with a certain amount (e.g. 31) of liquid each time the machine is started. The rest of the management of the different amounts of liquid in the machine is done automatically with the construction described above and the functional relationships.
Das Druckgefaß kann wahlweise durch einen weiteren Arbeitsraum ersetzt werden, in dem der thermodynamische Kreisprozeß bei identischer Peπodendauer um eine halbe Penodendauer versetzt ablauftThe pressure vessel can optionally be replaced by a further working space, in which the thermodynamic cycle takes place with an identical pentode duration offset by half a pentode duration
Bei der Konstruktion des Sonnenkollektors werden die Prinzipien optischeWhen designing the solar collector, the principles become optical
Konzentration und transluzente Wärmedämmung kombiniert. Dadurch müssen durch die Spiegel keine hohen Konzentrationsfaktoren (>100) erreicht werden.Concentration and translucent thermal insulation combined. This means that the mirrors do not have to achieve high concentration factors (> 100).
Um einen kostengünstigen Aufbau des Kollektors zu erreichen, ist es aufgrund der nur eindimensionalen Krümmung gunstig Spiegel-Rinnen 317 zu verwenden.In order to achieve an inexpensive construction of the collector, it is advantageous to use mirror channels 317 due to the one-dimensional curvature.
Flandwerklich realisiert wird ein Rinnen-Spiegel 317 mit großer Flexibilität bzgl. Maßen und Gestaltung ohne aufwendige Fertigungsstruktur aus handelsüblichem Matenal wie z.B. aus Holz und BlechA gutter mirror 317 with a great flexibility in terms of dimensions and design without complex manufacturing structure from commercially available material such as e.g. made of wood and tin
Dazu wird aus einem Plattenmatenal 318 wie Speπholz das Profil 319 der Rinne z.B. mit einer Stichsage herausgearbeitet.For this purpose, the profile 319 of the channel, e.g. worked out with a cursive legend.
Zumindest zwei dieser Platten werden weitgehend parallel so verbunden, daß beide Profilkanten im Idealfall an jeder beliebigen Stelle von einer auf den Platten 318 senkrecht stehenden Linie berührt werden.At least two of these plates are connected substantially in parallel so that both profile edges in the ideal case of j Eder any point be touched by a plate 318 on the perpendicular line.
Auf den Profilkanten 319 wird wahlweise ein flexibles flachiges Material 320 wie Blech oder dünnes (5mm) Speπholz befestigt.A flexible flat material 320 such as sheet metal or thin (5 mm) plywood is optionally attached to the profile edges 319.
Das Blech kann selbst eine spiegelnde Oberflache aufweisen. Auf Sperrholz muß verspiegelte Folie oder ein dunner Glasspiegel aufgebracht werden.The sheet itself can have a reflective surface. Mirrored film or a thin glass mirror must be applied to plywood.
Mehrere dieser Spiegel-Rinnen Elemente 317 werden so angeordnet, daß vorallem imSeveral of these mirror trough elements 317 are arranged so that especially in
Frühjahr und Herbst um 12 Uhr Mittags die jeweils von den einzelnen Spiegel-Rinnen -Spring and autumn at 12 noon each of the individual mirror channels -
Elementen 317 reflektierte solare Strahlung auf einer möglichst kleinen Flache 321 absorbiert werden kann. Dieser Aufbau des konzentrierenden Spiegels kann bautechnisch und architektonisch gut auf ein Hausdach integnert werden:Elements 317 reflected solar radiation can be absorbed on the smallest possible area 321. This structure of the concentrating mirror can be easily integrated on a house roof in terms of construction and architecture:
Der optische Konzentrationsfaktor ist auch noch gut genug, wenn nur der AbsorberThe optical concentration factor is also good enough, if only the absorber
322 nachgefiihrt wird und der Spiegel fest mit dem Hausdach verbunden ist.322 is tracked and the mirror is firmly connected to the house roof.
Die Kanten der Spiegelsegmente 323 betonen die Vertikale, so daß der Spiegel als Dach emotional leichter akzeptiert wird.The edges of the mirror segments 323 emphasize the vertical so that the mirror is more emotionally accepted as a roof.
Zwischen zwei Spiegelelemente wird eine Rinne 324 angeordnet, in der Wasser ablaufen kann.A channel 324 is arranged between two mirror elements, in which water can run off.
Das Spiegelsystem bildet so die oberste Dachhaut.The mirror system thus forms the top roof skin.
Wahlweise als Alternative für ein massiv aufgebautes Haus ist die Realisierung dieser Struktur durch eine entsprechend geformte Betonπnne gunstig.Optionally, as an alternative to a solidly constructed house, the realization of this structure by means of an appropriately shaped concrete pannel is inexpensive.
Die beschnebene Struktur wirkt sich auch hier gunstig aus, da keine horizontal verlaufenden Rinnen ausgebildet werden, in denen sich Wasser oder nasser Schnee ansammeln kann, was zum Eindringen Wasser. Frostschaden und Undichtigkeit fuhren kann Wahlweise als Alternative wird die Spiegelstruktur um eine Achse bewegt. ww yy im PCT/DE98/02827The snow-covered structure also has an advantageous effect here, since no horizontally running channels are formed in which water or wet snow can accumulate, causing water to penetrate. Frost damage and leakage can result in the mirror structure being moved around an axis as an alternative. ww yy i m PCT / DE98 / 02827
So ist es vorteilhaft, wenn eine dazu senkrechte Flache den Spiegel in einer weitgehend parabelformigen Linie durchstoßt und der Absorber 322 so nachgefühlt und so gedreht wird, daß seine Haupt- oder Symmetrieachse 325 der Hauptπchtung 326 der absorbierten Strahlung entspncht. Der Absorber 322 befindet sich dabei immer in der Symmetπeebene der Parabolnnnen- Spiegel 317, wodurch ein gutes Konzentrationsverhaltnis erreicht wird. Der Kernbereich des Absorbers 322 besteht aus einer ebenen transluzenten Wärmedämmung (=TWD) 327, welche zusammen mit einem isolierten Behalter 328 einen Innenraum 329 umschließt, aus dem das aufgeladene Warmetragermedium (z.B. die erhitzte Luft) durch ein Rohrleitungssystem 330 entnommen wird.Thus, it is advantageous if a surface perpendicular to it penetrates the mirror in a largely parabolic line and the absorber 322 is sensed and rotated so that its main or symmetry axis 325 corresponds to the main radiation 326 of the absorbed radiation. The absorber 322 is always located in the plane of symmetry of the parabolic nominal mirror 317, as a result of which a good concentration ratio is achieved. The core area of the absorber 322 consists of a flat translucent thermal insulation (= TWD) 327 which, together with an insulated container 328, encloses an interior 329 from which the charged heat transfer medium (e.g. the heated air) is removed through a piping system 330.
Der Absorber wird in einem größeren Abstand in der Größenordnung der Ausdehnung der TWD von der TWD angeordnet, wobei die Seitenwande verspiegelt sind, so daß eine gleichmäßigere Strahlungsddichte am Absorber auftritt. Der isolierte Behalter 328 mit spiegelnder Innenwand bildet die Ruckwand eines vorgeschalteten Sonnenkollektors 331. welcher dem Warmetragermedium Energie zufuhrt, beΛor es die TWD 327 durchströmen kann.The absorber is arranged at a greater distance in the order of the extent of the TWD from the TWD, with the side walls being mirrored, so that a more uniform radiation density occurs at the absorber. The insulated container 328 with a reflecting inner wall forms the rear wall of an upstream solar collector 331. It supplies the heat transfer medium with energy before it can flow through the TWD 327.
Dieser Kollektor 331 wird durch einen weiteren, mit dem Absorber 322 verbundenen Spiegel 332 mit solarer Strahlungsenergie versorgt welche die TWD 327 knapp verfehlt hat Auch bei diesem Kollektor 331 wird der Absorber 333 in Strahlnchtung vom Warmetra <e__^ermedium durchströmt, welches der < g— 'esamten Absorberstruktur vomThis collector 331 is supplied with solar radiation energy by a further mirror 332 connected to the absorber 322, which the TWD 327 just missed. Also in this collector 331, the absorber 333 is flowed through by the warm medium <e__ ^ er medium, which the <g— ' entire absorber structure from
Rohrleitungssystem 334 über zumindest eine bewegliche Verbindung zugeführt wird. Die Absorberstrukturen 322 mehrerer parallel ausgerichteter Spiegel mit identischen Brennweiten werden an ein mitbewegtes Rohrleitungssystem 334 relativ direkt angebunden.Piping system 334 is supplied via at least one movable connection. The absorber structures 322 of a plurality of mirrors aligned in parallel with identical focal lengths are connected relatively directly to a pipeline system 334 which is also moved.
Ein \bsorber ist beweglich über drei Zahnstangen mit drei Fixpunkten verbunden und der Abstand kann jeweils durch eine Verschiebung in Stangenrichtung gesteuert mit Motorkraft geändert werden. Zumindest ein Absorber 322 ist mit einer Zahnstange in Stangenπchtung gesteuert mit Motorkraft verschiebbar verbunden welche beweglich über zwei weitere Zahnstangen mit je zwei Fixpunkten verbunden sind und der Abstand jeweils in Stangenπchtung gesteuert mit Motorkraft ver ndert werden kann.A \ bsorber is movably connected via three racks with three fixed points and the distance can be changed with motor power controlled by a shift in the rod direction. At least one absorber 322 is slidably connected to a toothed rack in a controlled manner with motor force, which is movably connected via two further toothed racks with two fixed points each and the distance can be changed in controlled manner with motor force.
Zumindest ein Absorber ist beweglich mit einem anderen Absorber verbunden und wird nur mit zwei Zahnstangen bewegt. Mit dem Verbindungsrohr 334 des Warmetragermediums wird auch die Onentierung der daran befestigten Absorber 322 bzgl. der Rohrachse festgelegt. Die Drehung eines Absorbers um eine Drehachse senkrecht zur honzontalen Ost- West- Achse und zur Symmetrieachse des Absorbers in Hauptstrahlrichtung erfolgt durch die parallele Kopplung durch Seile mit einer Zahnstange, welche um 12 Uhr Mittags möglichst nahe an einer vertikalen Ebene in Nord-Sud-Richtung verlauft wobei die Drehpunkte 336 der Seile auf einer Ebene durch die Drehachse 337 des Absorbers 322 bzw. die Drehachse der Befestigung der Zahnstange an der Absorberstruktur angeordnet sind und auf beiden Seiten dieser Drehachsen 337,... liegen und bei einer Projektion in eine zur Drehachse 337 des Absorbers 322 senkrechten Ebene auch mit der Verbindungslinie durch die Drehachsen 337.... zumindest annähernd Parallelogramme bilden, deren Winkel im Idealfall um 12:00 Mittags 90° betragen. Wahlweise als Alternative zur eben beschnebenen Seilstruktur erfolgt die Drehung eines Absorbers 322 um eine Drehachse senkrecht zur honzontalen Ost West Achse und zur Symmetrieachse des Absorbers in Hauptstrahlnchtung durch die parallele Kopplung durch Stangen mit einer Zahnstange, welche um 12 Uhr Mittags möglichst nahe an einer vertikalen Ebene in Nord-Sud-Richtung verlauft, wobei die Drehpunkte der Stangen auf einer Ebene durch die Drehachse des Absorbers bzw. die Drehachse der Befestigung der Zahnstange an der Absorberstruktur angeordnet sind und bei einer Projektion in eine zur Drehachse des Absorbers senkrechten Ebene zumindest annähernd mit einer Linie durch die Drehachsen ein Parallelogramm bilden, dessen Winkel im Idealfall um 12:00 Mittags 90° betragen.At least one absorber is movably connected to another absorber and is only moved with two racks. The connecting pipe 334 of the heat transfer medium also fixes the absorber 322 attached to it with respect to the pipe axis. The rotation of an absorber about an axis of rotation perpendicular to the horizontal east-west axis and to the axis of symmetry of the absorber in the main beam direction takes place through the parallel coupling by ropes with a rack, which at 12 noon as close as possible to a vertical plane in the north-south direction The pivot points 336 of the ropes are arranged on one plane through the axis of rotation 337 of the absorber 322 or the axis of rotation of the attachment of the toothed rack to the absorber structure and lie on both sides of these axes of rotation 337, ... and when projected into one of the axis of rotation 337 of the absorber 322 vertical plane with the connecting line through the axes of rotation 337 .... at least approximately form parallelograms, the angles of which ideally amount to 90 ° at 12:00 noon. Optionally, as an alternative to the rope structure just covered with snow, an absorber 322 is rotated about an axis of rotation perpendicular to the horizontal east-west axis and to the axis of symmetry of the absorber in the main beam direction by the parallel coupling by rods with a rack, which at 12 noon as close as possible to one vertical plane runs in the north-south direction, the fulcrums of the rods being arranged on a plane through the axis of rotation of the absorber or the axis of rotation of the attachment of the rack to the absorber structure and, when projected into a plane perpendicular to the axis of rotation of the absorber, at least approximately form a parallelogram with a line through the axes of rotation, the ideal angle of which is 90 ° at 12:00 noon.
Die Zahnstange wird ausgebildet durch einen Tr ger, auf dem eine Kette befestigt ist in die ein Kettenrad eingreift, das über ein selbsthemmendes Getriebe mit einem Motor angetrieben wird. Das Kettenrad wird auf der Kette gefuhrt durch zumindest eine Rolle, die von der anderen Seite gegen den Trager gedruckt wird.The rack is formed by a carrier on which a chain is fastened, in which a sprocket engages, which is driven by a motor via a self-locking gear. The sprocket is guided on the chain by at least one roller that is pressed against the carrier from the other side.
Eine Zahnstange kann soweit senkrecht gestellt und bis in Bodennahe verlängert werden, daß durch Bewegung des eingreifenden Antriebes die A.bsorberstruktur entlang dieser Zahnstange bis in Bodennahe abgesenkt werden kann. Der Drehpunkt für die bsorberstruktur mit Gasfuhrungskanalen 322 ist in Strahlnchtung weiter vom großfl chigen Hauptspiegel 319 entfernt als der Drehpunkt für den kleineren, zusätzlich darum angeordneten Spiegel 332A rack can be placed vertically and extended to near the ground so that the A. absorber structure along this rack can be lowered to near the ground by moving the engaging drive. The fulcrum for the absorber structure with gas guide channels 322 is further away from the large main mirror 319 in the beam direction than the fulcrum for the smaller mirror 332 additionally arranged around it
Dadurch kann bei schrägem Einfall der optische Fehler besser ausgeglichen werden, um einen höheren Kollektorwirkungsgrad zu eπeichen Die transluzente Wärmedämmung 327 besteht aus einer in Strahlungsrichtung angeordneten flächigen Tragerstruktur wie z.B. aus mehreren Schlitzblechen mit senkrecht zur Strahlungsrichtung angeordneten Schlitzen, welche mit einer transparenten und/ oder vorallem in Strahlungsrichtung reflektierenden Struktur aus Glasfasern in Strahlungsπchtung, umgeben ist Wahlweise zusätzlich oder als Ersatz zu den Glasfasern werden Glasrohrchen oder Stabe in Strahlrichtung angeordnet. Der Kollektor 16 wird vollständig von Glas 23 abgedecktIn this way, the optical error can be compensated better in the event of an oblique incidence in order to calibrate a higher collector efficiency. The translucent thermal insulation 327 consists of a flat support structure arranged in the radiation direction, e.g. from several slotted sheets with slots arranged perpendicular to the radiation direction, which is surrounded by a transparent and / or especially reflecting structure made of glass fibers in radiation direction, optionally in addition or as a replacement for the glass fibers, glass tubes or rods are arranged in the beam direction. The collector 16 is completely covered by glass 23
Die TWD 327 wird nur soweit von Glas 337 bedeckt wie es zur Fuhrung des Warmetransportmediums Luft in einer ausreichend zur TWD 327 parallelen Strömung notwendig ist.The TWD 327 is only covered by glass 337 as far as is necessary to guide the heat transport medium air in a flow that is sufficiently parallel to the TWD 327.
Dadurch wird diese TWD 327 unempfindlich gegen Verschmutzung des Rohrleitungssystems und es erfolgt keine Reflexion bei der Transmission der Strahlung Die Strömungen der Luft wird insbesondere bei abgeschwächter solarer Einstrahlung so gesteuert, daß aus dem Kollektor 331 mehr Luft vor die TWD 327 geblasen wird, als durch die TWD 327 abgesaugt wird. Zusätzlich zur so erreichten Abschirmung der TWD durch den Aufbau eines Heißgaspolsters wird dadurch die Verschmutzung der TWD durch ungefilterte Außenluft verringert.This makes this TWD 327 insensitive to contamination of the piping system and there is no reflection during the transmission of the radiation.The currents in the air are controlled in particular when the solar radiation is weakened so that more air is blown out of the collector 331 in front of the TWD 327 than through the TWD 327 is suctioned off. In addition to the shielding of the TWD achieved by the construction of a hot gas cushion, the pollution of the TWD by unfiltered outside air is reduced.
Aufgrund der Nachfuhrung wird die solare Strahlungsenergie durch die Spiegelstruktur vorallem auf die transluzente Wärmedämmung TWD 327 des Absorbers konzentriert. Die solare Strahlung wird zumindest den vorderen Teil der TWD 327 überwiegend ohne Absorption durchdringen und anschließend in der Absorberstruktur absorbiert werden. Die W rmeenergie kann vom Absorptionsbereich nur nach der Überwindung entscheidender Hürden durch die TWD 327 entgegen der Strahlnchtung entweichen, da die Temperaturstrahlung des Absorbers bzw. jeder emittierenden Flache nur von Flachen weitgehend absorbiert wird, welche einen relativ geringen Temperaturunterschied aufweisen und zudem die Konvektion unterdruckt wird durch die großen, den relevanten Konvektionsraum unterteilenden Flachen der TWD 327. Ein erheblicher Teil der Wärmeenergie, welcher durch die angeführten Prozesse in weniger heiße Bereiche der TWD 11 übertragen wurde, wird dort vom Strom des Warmetragermediums (z.B. Luftstrom) in Strahlnchtung aufgenommen. Dadurch ergibt sich ein gekrümmter Temperaturverlauf, dessen Steigung mit zunehmender Temperatur entscheidend zunimmt. Da die Steigung auf der kuhleren Seite der TWD 11 mit zunehmender Stromstarke des Warmetragermediums durch die TWD 327 bei konstantem Temperaturunterschied an den Oberflachen der TWD kleiner wird, verringert sich der Verlustwarmestrom durch die kuhlere Oberflache der TWD. Der Absorber ist in Bereiche unterteilt, deren Durchstromung temperaturabhangig gesteuert wird, um in der Ausgangssammelleitung 330 eine Durchmischung von Warmetragermedium mit großen Temperaturdifferenzen zu vermeiden. Der durchstrombare Querschnitt soll dabei in diesem Bereich konstant bleiben. Dies wird erreicht indem Bimetalle 339 die Durchstromung regeln, von denen jeweils zwei mit einem Balken 340 wie bei einer Waage verbunden sind, wobei die Aufhangung zweier entsprechender Balkens wieder mit einem mittig aufgehängten Balken beweglich verbunden sindDue to the tracking, the solar radiation energy is concentrated by the mirror structure primarily on the translucent thermal insulation TWD 327 of the absorber. The solar radiation will penetrate at least the front part of the TWD 327 predominantly without absorption and will then be absorbed in the absorber structure. The heat energy can only escape from the absorption area after the decisive obstacles have been overcome by the TWD 327, since the thermal radiation from the absorber or each emitting surface is only largely absorbed by surfaces which have a relatively small temperature difference and which also suppresses convection due to the large areas of the TWD 327 that subdivide the relevant convection space. A significant part of the thermal energy, which is reduced by the processes mentioned hot areas of the TWD 11 have been transferred, the flow of the heat transfer medium (eg air flow) is absorbed there in jet direction. This results in a curved temperature profile, the slope of which increases significantly with increasing temperature. Since the slope on the cooler side of the TWD 11 becomes smaller with increasing current of the heat transfer medium through the TWD 327 with a constant temperature difference on the surfaces of the TWD, the heat loss through the cooler surface of the TWD decreases. The absorber is divided into areas, the flow of which is controlled in a temperature-dependent manner in order to avoid mixing of the heat transfer medium with large temperature differences in the outlet manifold 330. The flowable cross section should remain constant in this area. This is achieved by bimetals 339 regulating the flow, two of which are each connected to a bar 340 like a scale, the suspension of two corresponding bars being movably connected to a centrally suspended bar
Die Rohrleitung 330. durch welche das heiße Gas vom Absorber 322 abgeführt wird, ist mit einer Isolation 341 mit einer äußeren Flache 342 mit guter Warmeleitung und wahlweise guter oder selektiver Absorption ummantelt, welche wiederum von einer transluzenten Wärmedämmung 343 weitgehend vollständig ummantelt wird und in einem Raum 344 Λ erlauft, der vom warmen Gas des Warmeenergietragerkreislaufes auf dem Weg zu mindestens einem Absorber 322 durchströmt wird und der für die Ausnchtung Herbst 12:00 Uhr Mittag auf der direkt angestrahlten Seite von einer undurchstrombaren transluzenten Isolation 345 und von der anderen Seite von einemThe pipeline 330 through which the hot gas is removed from the absorber 322 is encased with an insulation 341 with an outer surface 342 with good heat conduction and optionally good or selective absorption, which in turn is largely completely encased by translucent thermal insulation 343 and in one Room 344 Λ runs through, which is flowed through by the warm gas of the heat energy cycle on the way to at least one absorber 322 and which for the fall autumn 12:00 noon on the directly illuminated side by an impermeable translucent insulation 345 and on the other side by one
Spiegel 346 , an dessen nach außen gerichteter Flache eine Isolation 347 und einMirror 346, on the outwardly facing surface an insulation 347 and
Wetterschutz angrenzt und der das auftreffende Licht vorallem auf die nicht direkt angestrahlte Seite des innenlaufenden Rohres 342 reflektiert, umgeben ist und so vollständig ummantelt wird.Weather protection adjoins and which reflects the incident light, in particular, onto the side of the inner tube 342 which is not directly illuminated, is surrounded and is thus completely encased.
Ein Schuttgutspeicher funktioniert thermodynamisch gut und wird mit erträglichem Aufwand aufgebaut, indem das vom Warmetragermedium (z.B. Luft) durchströmte Schuttgut 348 durch zumindest eine isolierende undurchstrombare Zwischenschicht 349 in konzentrische Schalen mit zvlinderformieem Mantel mit vertikaler Achse und nach außen gewölbten Boden- und Deckflachen aufgeteilt ist und die durchstrombaren Übergänge 350 von einer inneren, mit Schuttgut gefüllten Schale zur angrenzenden äußeren Schale durch Offnungen im isolierenden Zylindermantel 349 erfolgen, welche im Bereich einer Ebene durch die Zylinderachse jeweils beidseitig dazu angeordnet sind und die Strömung durch im Bereich dieser Ebene verlaufenden undurchstrombaren Verbindungen so gefuhrt wird, daß die Schalen nur in einer Umdrehungsrichtung um die vertikale Zylinderachse durchströmt werden können.A bulk material storage works thermodynamically well and is constructed with a tolerable effort by dividing the bulk material 348 through which the heat transfer medium (e.g. air) flows through at least one insulating, non-flowable intermediate layer 349 into concentric shells with a zvlinderformie jacket with a vertical axis and outwardly curved floor and top surfaces the flowable transitions 350 from an inner shell filled with debris to the adjacent outer shell occur through openings in the insulating cylinder jacket 349, which are arranged on both sides in the area of a plane through the cylinder axis and thus guide the flow through non-flowable connections running in the area of this plane is that the shells can only be flowed through in one direction of rotation about the vertical cylinder axis.
Ein Übergang zwischen zwei mit Schuttgut ausgefüllten Halbschalen ist nur bei Durchstromung eines vertikalen Schachtes 351 möglich, über den auch Warrnetrageπnediuπi ausgetauscht werden kann.A transition between two half-shells filled with debris is only possible if there is flow through a vertical shaft 351, via which the warrant carrier can also be exchanged.
Dadurch kann durch stellenweise Verkleinerung des Einstromkanals die Strömung so gesteuert werden, daß im Schacht nur Warmetragermedium in einem engen Temperaturbereich strömt. Einer der äußersten Isolationsschichten 352 wird von einer Schuttungsschicht zur anderen durchströmt. Dadurch bildet sich eine entschiedende Krümmung des Temperaturprofiis heraus, wodurch aufgrund der kleineren Steigung auf der kuhleren Seite nur ein geringerer Verlustwarmeenergiefluß als ohne die Durchstromung entgegen dem Temperaturgefalle auftritt.As a result, the flow can be controlled in places by reducing the size of the inflow channel in such a way that only heat transfer medium flows in a narrow temperature range in the shaft. One of the outermost insulation layers 352 is flowed through from one fill layer to the other. This results in a decisive curvature of the temperature professional, which means that due to the smaller slope on the cooler side, there is only a lower loss of heat energy flow than without the flow against the temperature gradient.
In den hoπzontal verlaufenden Schuttgutschichten 353 werden vorallem im Bereich der Zylinderachse 354 die Stromungswege verlängert durch zusatzliche kleinere undurchstrombare Barrieren 355. Dadurch werden diese Schuttgutschichten 353 auch relativ gleichm ßig durchströmt, die Stromungswege etwa gleichlang wie im Zylindermantel 356 und es kommt nicht zu einer ungunstigen Vermischung von Warmetragermedium bei unterschiedlicher Temperatur.In the horizontally extending bulk material layers 353, especially in the area of the cylinder axis 354, the flow paths are extended by additional, smaller, non-flowable barriers 355. As a result, the flow through these bulk material layers 353 is relatively even, the flow paths are approximately the same length as in the cylinder jacket 356 and there is no unfavorable mixing of heat transfer medium at different temperatures.
Zur saisonalen Speicherung wird der Schuttgutspeicher bei der Abkühlung von heiß einströmender und kühl ausströmender Luft auf weit über 100°C erhitzt und dem Schuttgutspeicher wird einige Wochen spater Wärmeenergie entnommen durch Luft, die mit ca 50°C in den ußeren Speicherbereich einströmt und durch einen der Luftkanale bei 120°C - 150°C entnommen wird und anschließend abgekühlt wird durch einen Wärmetauscher, der Wasser von ca 40°C auf 100°C erhitzt, welches einem isolierten W asserspeicher im unteren Bereich entnommen und im oberen Bereich zugeführt wird.For seasonal storage, the bulk material storage is heated to well over 100 ° C when the hot and cold air flows in and the bulk material storage is removed a few weeks later by air that flows into the outer storage area at approx. 50 ° C and through one of the Air ducts are removed at 120 ° C - 150 ° C and then cooled by a heat exchanger that heats water from approx. 40 ° C to 100 ° C, which is taken from an insulated water tank in the lower area and fed into the upper area.
Die Abwarme der als Heißgasmotor betriebenen \X armekraftmaschme wird bei Hausem zur Energieversorgung für Heizung und Warmwasser eingesetzt. Um den Betneb der Maschine zeitlich vom W rmebedarf zu entkoppeln wird einThe waste heat from the \ X arm power engine operated as a hot gas engine is used at Hausem to supply energy for heating and hot water. To decouple the operation of the machine from the heat requirement, a
Speicher zwischengeschaltet.Intermediate memory.
Ein hoher Synergieeffekt wird erreicht, wenn der Speicher nicht mit reinem Wasser gefüllt wird, sondern mit Biomull und Fakahen.A high synergy effect is achieved if the storage tank is not filled with pure water, but with biomull and fakahen.
Insbesondere wenn die saisonale Warme-Speicherung angestrebt wird, so sind die Fakalien im Sommer zu heiß, als daß Zersetzunesreaktionen oder die Bioςraserzeueune in erheblichem Umfang ablaufen konnten.In particular, if the aim is to store heat seasonally, the summer faults are too hot for decomposition reactions or the bio-laser production to take place to any significant extent.
Dieser Effekt wird beim Einmachen von Obst in ähnlicher Weise genutzt. Wenn dieser Speicher im spaten Herbst oder Winter abgekühlt wird, so kann die Biogaserzeugung einsetzten. Es wird dadurch nicht nur Wärmeenergie saisonal gespeichert, sondern es findet auch eine indirekte Speicherung von Biogas statt This effect is used in a similar way when canning fruit. If this storage facility is cooled in late autumn or winter, biogas production can begin. This not only saves heat energy seasonally, it also indirectly stores biogas

Claims

Patentansprücheclaims
1.1.
Verfahren zum Transfer von Entropie bei dem gegen andere Räume oder die Umgebung durch zumindest ein Ventil und zumindest ein Druckgehäuse wahlweise ohne oder mit mechanischer Kompressionseinrichtung, wie z.B. Kolben, Flüssigkeitskolben oder Membran, und wahlweise zumindest eine Flüssigkeitsgrenzfläche oder keine zumindest ein mit Arbeitsfluid gefülltes Arbeitsvolumen weitgehend eingegrenzt wird, in dem • jeweils zumindest zwei gegeneinander abgrenzbare, vom Arbeitsfluid in einerMethod for transfer of entropy in which against other rooms or the environment through at least one valve and at least one pressure housing optionally without or with a mechanical compression device, such as e.g. Piston, liquid piston or membrane, and optionally at least one liquid interface or no at least one working volume filled with working fluid is largely limited, in which • at least two mutually distinguishable working fluid in one
Periode mit maximaler Menge zu durchströmende Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen, in welchen im Betriebszustand jeweils vom Arbeitsfluid zu durchströmende isotherme Flächen unterschiedlicher Temperatur ausgebildet werden, • wahlweise zumindest ein oder kein dazwischen verbindend angeordnetes und weitgehend abdichtendes oder mit der Wirkung eines Regenerators ausgestattetes Element oder Bauteil wie z.B. eine (faltbare) Membrane, gefaltete, teleskopartige oder federnde Bleche, eine formveränderbare Regeneratorstruktur oder eine Flüssigkeitsgrenzfläche • oder wenigstens ein oder kein in diesem Arbeitsvolumen bewegbarer Verdrängerkolben • und die Begrenzung des Arbeitsfluids zumindest ein Teilvolumen mit minimaler Größe weitgehend überschneidungsffei zu Vergleichbarem abgrenzen und zum Teil durch daran angreifende Elemente des Steuersystems zu Bewegungen veranlaßt werden, durch die das Verhältnis von diesem Teilvolumen zu diesem Arbeitsvolumen überwiegend in den Zeitperioden des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses entweder vergrößert oder verkleinert wird, während denen dieses Arbeitsvolumen nur geringer in der Größe verändert wird und je nach Druck des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen jeweils zumindest ein bestimmtes Ventil, dessen Öffhungs- und Schließzeitpunkt den thermodynamischen Kreisprozeß entscheidend beeinflußt und welches dieses Arbeitsvolumen gegen zumindest einen äußeren Raum abgrenzen kann, welcher angefüllt ist mit zumindest einem Arbeitsmittel bei teilweise unterschiedlichen, relativ zur periodischen Druckänderung in diesem Arbeitsvolumen während diesen Zeitperioden nur geringeren Schwankungen unterworfenen Drücken, vomPeriod with a maximum amount of structures or components to be flowed through, with heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process, in which, in the operating state, isothermal surfaces of different temperatures to be flowed through by the working fluid are formed, • optionally at least one or no interposed and largely sealing or with the effect element or component of a regenerator, such as a (foldable) membrane, folded, telescopic or resilient sheets, a shape-changeable regenerator structure or a liquid interface • or at least one or no displacement pistons that can be moved in this working volume • and the limitation of the working fluid at least a partial volume with a minimal size largely free from overlap with comparable items and partially by elements of the control system acting on it are caused to move, by means of which the ratio of this partial volume to this working volume is either increased or decreased predominantly in the time periods of the periodically running thermodynamic cycle, during which this working volume is only changed in size less and depending on Pressure of the working fluid in this working volume in each case at least one specific valve, the opening and closing time of which decisively influences the thermodynamic cycle and which one Can delimit working volume against at least one external space, which is filled with at least one working medium at partially different pressures, which are subject to only minor fluctuations relative to the periodic pressure change in this working volume during these time periods, from
Steuersystem oder dem Strömungsdruck überwiegend (in den oben charakterisierten Zeitperioden) offen gehalten und durchströmt wird, welches (Ventile) während zwischen diesen Zeitperioden ablaufenden anderen Zeitnerioden geschlossen gehalten wird, in denen der Druck des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen durch die Verschiebung der oben genannten oder weiteren Komponenten oder Bauteile durch das Steuersystem und der dadurch verursachten Veränderung der mittleren Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen und/oder durch eine Veränderung der Größe dieses Arbeitsvolumens durch die mechanische Kompressionseinrichtung entweder steigt oder fällt und das Verhältnis jedes wie oben definierten Teilvolumens zu diesem Arbeitsvolumen nur in entscheidend geringerem Umfang verändert wird, wobei während einem relativ zur Periodendauer viel längeren Zeitintervall entweder eine Wärmeenergieaufnahme oder -abgäbe zumindest einer Substanz eines kontinuierlichen oder periodisch an- und abschwellenden Massenstroms bei gleitender Temperatur oder bei mehreren Temperaturniveaus erfolgt und in diesem Arbeitsvolumen zumindest ein Arbeitsmittel zumindest teilweise als Arbeitsfluid wirkt, das den periodischen thermodynamischen Kreisprozeß durchläuft. 2.Control system or the flow pressure predominantly (in the time periods characterized above) is kept open and flowed through, which (valves) is kept closed during other time periods running between these time periods, in which the pressure of the working fluid in this working volume due to the shifting of the above or further Components or components due to the control system and the resulting change in the mean temperature of the working fluid in this working volume and / or by a change in the size of this working volume by the mechanical compression device either increases or decreases and the ratio of each partial volume as defined above to this working volume only increases decisively less extent is changed, with either a thermal energy intake or emission of at least one during a much longer time interval relative to the period Substance of a continuous or periodically increasing and decreasing mass flow takes place at a sliding temperature or at several temperature levels and in this working volume at least one working medium acts at least partially as working fluid which passes through the periodic thermodynamic cycle. Second
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile zumindest eines Arbeitsvolumens, deren Öffhungs- und Schließzeitpunkt den thermodynamischen Kreisprozeß entscheidend beeinflussen, so angeordnet und eingebunden sind, daß ein durch zumindest ein derartiges Einlaßventil einströmender Anteil eines Arbeitsmittels erst nach der Durchströmung zumindest eines in Anspruch 1 ausführlich charakterisierten Teilvolumens zu wenigstens einem derartigen Auslaßventil gelangt und durch dieses bei kontinuierlichem Betrieb während einer anderen Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses bei Drücken und mit Temperaturen, die in einem anderen Bereich liegen, dieses Arbeitsvolumen wieder verläßt. 3.Process for the transfer of entropy according to claim 1, characterized in that the valves of at least one working volume, the opening and closing times of which decisively influence the thermodynamic cycle, are arranged and integrated in such a way that a portion of a working fluid flowing in through at least one such inlet valve only after the Flow through at least one partial volume characterized in detail in claim 1 reaches at least one such outlet valve and leaves this working volume again during continuous operation during another period of the periodically running thermodynamic cycle at pressures and at temperatures that are in a different range. Third
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in diesen Ansprüchen näher charakterisierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens immer weitgehend dasselbe Größenverhältnis zueinander aufweisen. 4.Method for transferring entropy according to one or both of claims 1 or 2, characterized in that the partial volumes of at least one working volume characterized in more detail in these claims always have largely the same size ratio to one another. 4th
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsvolumen durch die Einwirkung des Steuersystems auf die Kompressionseinrichtung, wie z.B. Kolben, Flüssigkeitskolben oder Membran, periodisch überwiegend dann entweder vergrößert oder verkleinert wird, wenn die in den Ansprüchen 1 oder 2 näher bezeichneten, für die Gestaltung des thermodynamischen Kreisprozesses entscheidenden Ventile geschlossen sind. 5. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 4, bei dem das Steuersystem so ausgestaltet ist, daß es in bestimmten Zeitperioden des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses eine oder mehrere der in Anspruch 1 angeführten oder vergleichbare Komponenten zu Bewegungen veranlaßt, durch die überwiegend jene durch diese Bauteile eingegrenzten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens entweder vergrößert oder verkleinert werden, die während den in Anspruch 1 charakterisierten Zeitperioden, in denen das in Anspruch 1 charakterisierte Teilvolumen entscheidend in der Größe verändert wird, nur in geringerem Umfang in der Größe verändert werden. 6. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 5, bei dem die Komponenten, welche zumindest ein in den Ansprüchen 1 oder 2 näher bezeichnetes Teilvolumen begrenzen, so angeordnet oder durch das Steuersystem bewegt werden, daß dieses Teilvolumen während den im ersten Teil von Anspruch 5 charakterisierten Zeitperioden des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses in der Größe nur in geringerem Umfang geändert wird und vollständig von Arbeitsfluid durchströmt werden kann. Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that at least one working volume is periodically predominantly either increased or decreased periodically when the control system acts on the compression device, such as pistons, liquid pistons or membranes valves specified in claims 1 or 2, which are decisive for the design of the thermodynamic cycle, are closed. 5. A method for transferring entropy according to one or more of claims 1-4, in which the control system is designed in such a way that it induces one or more of the components mentioned in claim 1 or comparable components to move in certain time periods of the periodically running thermodynamic cycle, by means of which the partial volumes of at least one working volume delimited by these components are either increased or decreased, which only change to a smaller extent during the time periods characterized in claim 1, in which the partial volume characterized in claim 1 is decisively changed in size become. 6. The method for transferring entropy according to claim 5, in which the components which limit at least one partial volume specified in claims 1 or 2 are arranged or moved by the control system in such a way that this partial volume during the in the first part of claim 5 characterized time periods of the periodically running thermodynamic cycle is only changed to a smaller extent and can be completely flowed through by working fluid.
7.7th
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand durch das Steuersystem die in den Ansprüchen 1-6 aufgeführten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens so in der Größe verändert werden, daß dadurch die Änderung der mittleren Temperatur während einer Periode maximal wird. 8.Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-6, characterized in that in the operating state, the partial volumes listed in claims 1-6 of at least one working volume are changed in size by the control system in such a way that the change in the mean temperature becomes maximum during a period. 8th.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der Bewegung zumindest einiger der in Anspruch 1 aufgeführten Strukturen oder Bauteile durch das Steuersystem die durch Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens während einer bestimmten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses kontinuierlich verkleinert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen sinkt und dadurch in ein Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, das nur an einen von Arbeitsfluid in jeder Periode mit maximaler Menge zu durchströmenden Regenerator direkt angrenzt, durch zumindest ein weit offenes Einlaßventil aus einem Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, heißes .Arbeitsmittel einströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des- Verhältnisses der in Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 1 charakterisierten Ventilen erhöht wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 1 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen, oder vergleichbare durch das Steuersystem, welche das kälteste Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, an das nur der Kühler aber kein Regenerator direkt angrenzt, verkleinert und das heißeste, an zumindest ein Einlaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen vergrößert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erhöht wird und aufgrund der Bewegung einiger der in Anspruch 1 aufgeführten Komponenten durch das Steuersystem die durch Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina dieses Arbeitsvolumens während der darauffolgenden Zeitperiode kontinuierlich vergrößert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen steigt und durch zumindest ein weit offenes Auslaßventil aus jenem Teilvolumen, das in Anspruch 1 näher bezeichnet ist und das durch einen Regenerator eingegrenzt wird, der zumindest zeitweise am Kühler anliegt, in einen Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringerenMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that due to the movement of at least some of the structures or components listed in claim 1 by the control system, the partial volumes characterized by claim 1 of at least one working volume during a certain period of time periodically running thermodynamic cycle are continuously reduced and predominantly thereby the average temperature of the working fluid in this working volume decreases and thereby into a partial volume of this working volume, which is only adjacent to a regenerator to be flowed through by working fluid in each period with a maximum amount, by at least one wide-open inlet valve hot working fluid flows in from a room with only minor pressure fluctuations in relation to the working volume and during the subsequent period, with a smaller change in behavior Elder of the partial volumes characterized in claim 1 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume with closed valves characterized in claim 1 is increased due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components limit characterized partial volume, or comparable by the control system, which reduces the coldest partial volume of this working volume, to which only the cooler but no regenerator directly adjoins, and the hottest partial volume adjacent to at least one inlet valve, characterized in the front part of this claim, thereby increasing the average temperature of the working fluid in this working volume is increased and due to the movement of some of the components listed in claim 1 by the control system, the partial volumes of this working volume characterized by claim 1 during de r subsequent time period are continuously increased and predominantly as a result the average temperature of the working fluid in this working volume rises and by at least one wide-open outlet valve from that partial volume, which is specified in more detail in claim 1 and which is limited by a regenerator which is at least temporarily applied to the cooler , in a room with only a relatively small amount compared to those occurring in this work volume
Druckschwankungen, Arbeitsfluid, mit einer geringeren Temperatur als beim Einströmen, ausströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 1 charakterisierten Ventilen erniedrigt wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 1 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen oder damit vergleichbar sind, durch das Steuersystem, welche das kälteste Teilvolumen, an das nur der Kühler aber kein Regenerator direkt angrenzt, vergrößert und das heißeste an zumindest ein Einlaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen verkleinert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erniedrigt wird und der Kreisprozeß geschlossen wird. 9.Pressure fluctuations, working fluid, with a lower temperature than when flowing in, flows out and during the subsequent time period, with a smaller change in the ratio of the partial volumes characterized in claim 1 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume is reduced with closed valves, characterized in claim 1 due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components, which also has a partial volume characterized in claim 1 limit or are comparable, by the control system, which increases the coldest partial volume, to which only the cooler but no regenerator is directly adjacent, and the hottest partial volume adjacent to at least one inlet valve, characterized in the front part of this claim, thereby reducing the mean temperature of the Working fluids in this work volume is reduced and the cycle is closed. 9th
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Druckdifferenz der von zumindest einem Arbeitsvolumen durch zumindest jeweils ein Ein- bzw. Auslaßventil abgegrenzten Räumen so eingestellt und/oder die in den Ansprüchen 1 bis 8 näher bezeichneten Komponenten so durch das Steuersystem angetrieben werden, daß zumindest ein in Anspruch 5 näher bezeichnetes Teilvolumen, welches während den in Anspruch 1 charakterisierten Zeitperioden des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses, in denen das in Anspruch 1 charakterisierte Verhältnis von Teilvolumen zum entsprechenden Arbeitsvolumen entscheidend in der Größe verändert wird, überwiegend in der Größe unverändert bleibt, während der gesamten Periode des Kreisprozesses so in der Größe verändert wird, daß die mittlere Größe dieses Teilvolumens in den Zeitperioden des Druckanstieges entweder größer oder kleiner ist, als in den Zeitperioden des Druckabfalls und so auch diesem Teilvolumen Wärmeenergie in der Bilanz zugeführt bzw. entzogen wird. 10.Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 8, in which the pressure difference of the spaces delimited from at least one working volume by at least one inlet or outlet valve and / or the components specified in claims 1 to 8 are driven by the control system such that at least one partial volume specified in claim 5, which during the time periods characterized in claim 1 of the periodically running thermodynamic cycle, in which the ratio of partial volume to the corresponding working volume characterized in claim 1, is decisively changed in size , remains largely unchanged in size, is changed in size during the entire period of the cyclical process in such a way that the mean size of this partial volume is either larger or smaller in the time periods of the pressure increase than in the time periods of the pressure drop and thermal energy is also added to or withdrawn from this sub-volume in the balance. 10th
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 9, bei dem im Betriebszustand der Temperaturunterschied der in Anspruch 9 aufgeführten Teilvolumina durch den dort charakterisierten Ablauf vergrößert wird und dadurch während der in Anspruch 5 charakterisierten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses, in denen das in Anspruch 1 charakterisierte Größenverhältnis von Teilvolumen zu Arbeitsvolumen nicht entscheidend verändert wird, eine größere Änderung der mittleren Temperatur des Arbeitsfluids in zumindest einem Arbeitsvolumen erreicht wird, was bei konstanter Größe dieses Arbeitsvolumens aufgrund der geschlossenen Ventile zu einer größeren Druckänderung führt, die auch durch eine gleichzeitige Änderung der Größe dieses Arbeitsvolumens unterstützt werden kann. 11. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 9 oder 10, bei dem nur dem kältesten der in diesen Ansprüchen aufgeführten Teilvolumina durch das in den Ansprüchen 9 oder 10 charakterisierte Zusammenwirken von Druckdifferenz und Steuersystem Wärmeenergie entnommen wird. 12. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsvolumen ein Ventil zum Austausch von Arbeitsfluid aufweist, welches temperaturgesteuert im Betriebszustand eine Überhitzung des heißesten Teilvolumens verhindert. 13. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ventil, dessen Öffhungs- oder Schließzeitpunkt den thermodynamischen Kreisprozess entscheidend beeinflußt, durch das Steuersystem geöffhet wird, und erst dadurch der Druck der jeweils an dieses Ventil angrenzenden Räume ausgeglichen wird 14.A method for transferring entropy according to claim 9, in which, in the operating state, the temperature difference of the partial volumes listed in claim 9 is increased by the process characterized therein and thereby during the time period characterized in claim 5 of the periodically running thermodynamic cycle in which that characterized in claim 1 Size ratio of partial volume to working volume is not significantly changed, a greater change in the average temperature of the working fluid is achieved in at least one working volume, which, with a constant size of this working volume due to the closed valves, leads to a greater pressure change, which also results from a simultaneous change in the size of the latter Work volume can be supported. 11. A method for transferring entropy according to claim 9 or 10, in which only the coldest of the partial volumes listed in these claims is taken from the interaction of pressure difference and control system characterized in claims 9 or 10, thermal energy. 12. A method for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that at least one working volume has a valve for exchanging working fluid, which temperature-controlled in the operating state prevents overheating of the hottest partial volume. 13. A method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that at least one valve, the opening or closing time of which decisively influences the thermodynamic cycle, by the control system is opened, and only then the pressure of the rooms adjacent to this valve is balanced 14.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß während einer bestimmten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses, in der durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil in bzw. aus zumindest ein Arbeitsvolumen zumindest ein Arbeitsmittel entweder ein- oder ausströmt, auch zumindest ein Arbeitsmittel zusätzlich durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil in zumindest ein wie in Anspruch 1 oder vergleichbar von diesem Arbeitsvolumen abgeteiltes Teilvolumen ein- bzw. ausströmt, aus dem bzw. in das wie in den Ansprüchen 1 oder 2 beschrieben, in einer anderen Zeitperiode Arbeitsfluid durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil bei anderem Druck aus- bzw. einströmt. 15.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that during a certain period of the periodically running thermodynamic cycle, in which at least one working medium is at least one working volume either by at least one valve kept open by the control system or in at least one working volume flows in or out, and at least one working means additionally flows in or out through at least one valve kept open by the control system into at least one partial volume divided from this working volume as in claim 1 or comparable, from or into which as in claims 1 or 2 described, in another time period, working fluid flows out or in through at least one valve kept open by the control system at a different pressure. 15th
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß während einer bestimmten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses, in der durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil zumindest ein Arbeitsmittel in bzw. aus zumindest ein Arbeitsvolumen entweder ein- oder ausströmt, auch Arbeitsfluid durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil aus zumindest einem, wie in Anspruch 1 oder vergleichbar, von diesem Arbeitsvolumen abgeteilten Teilvolumen ausströmt, aus dem, wie in den Ansprüchen 1 oder 2 beschrieben, in einer anderen Zeitperiode durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil Arbeitsfluid bei anderem Druck aus- bzw. einströmt. 16. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -15, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe zumindest eines Arbeitsvolumens im Betriebszustand weitgehend unverändert bleibt, so daß durch Änderung dieses Arbeitsvolumens kein für den thermodynamischen Prozeß entscheidender Austausch von mechanischer Arbeit erfolgt. 17. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest eine der in Anspruch 1 charakterisierten Struktur mit Wärmeübergangsflächen mit zumindest einem Wärmetauscher zumindest einem Arbeitsvolumen Wärmeenergie zugeführt oder entnommen wird. (z.B. durch Autokühler) 18.Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that during a certain period of the periodically running thermodynamic cycle, in which at least one working medium is in or out of at least one working volume by at least one valve kept open by the control system flows in or out, also flows working fluid through at least one valve kept open by the control system from at least one, as in claim 1 or comparable, part of this working volume divided volume, from which, as described in claims 1 or 2, in another time period at least one working fluid valve kept open or flowing in by the control system at a different pressure. 16. A method for transferring entropy according to one or more of claims 1-15, characterized in that the size of at least one working volume remains largely unchanged in the operating state, so that changing this working volume does not result in an exchange of mechanical work which is decisive for the thermodynamic process. 17. A method for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 16, characterized in that at least one working volume of thermal energy is supplied or removed by at least one of the structures characterized in claim 1 with heat transfer surfaces with at least one heat exchanger. (e.g. by car cooler) 18.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der in Anspruch 1 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit Wärmeübergangsflächen als Wärmespeicher ausgestaltet sind.Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 1-17, characterized in that at least one of the structures or components with heat transfer surfaces designated in more detail in claim 1 are designed as heat stores.
19. gekennzeichnet, daß der Warmespeicher einen Phasenübergang oder eine chemische19. characterized in that the heat storage is a phase transition or a chemical
Reaktion aufweist. Exhibits reaction.
20.20th
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to
19, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem in Anspruch 1 definierten Teilvolumen zumindest eines Arbeitsvolumens zumindest ein Wärmetauscher angrenzt, durch den diesem Arbeitsvolumen im Betriebszustand entweder Wärmeenergie zugeführt oder entnommen wird. 21. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -19, characterized in that at least one heat exchanger is adjacent to at least one partial volume defined in claim 1, through which heat energy is either supplied or removed from this working volume in the operating state. 21. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 -
20, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsfluid Luft ist. 22.20, characterized in that the working fluid is air. 22.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -21 , dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine in Anspruch 1 näher bezeichnete Struktur oder Bauteil mit Wärmeübergangsflächen auch als Regenerator wirkt, d.h. als Wärmespeicher der die Wärmekapazität des Materials nutzt und eine große Grenzfläche sowie eine geringe Wärmeleitfähigkeit in Strömungsrichtung aufweist. 23.Process for the transfer of entropy according to one or more of Claims 1-21, characterized in that at least one structure or component with heat transfer surfaces, which is described in more detail in Claim 1, also acts as a regenerator, i.e. as a heat accumulator that uses the thermal capacity of the material and has a large interface and a low thermal conductivity in the direction of flow. 23rd
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -22, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 1 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit Wärmeübergangsflächen so ausgelegt sind, daß im Betriebszustand Abscheidungen wie Schmutz. Schwebstoffe oder Kondensat automatisch entfernt und vom Arbeitsfluid weitertransportiert oder so weitergeleitet werden, daß sie durch spezielle Öffnungen oder Rohrsysteme zumindest einem Arbeitsvolumen entnommen werden können. 24. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Regenerator als Filter wirkt und so mit einem damit beweglich verbundenen Rahmen verbunden ist, daß er mit geringem Aufwand ausgetauscht werden kann. 25. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das, was bei unterschiedlichen Temperaturen abgeschieden wird, getrennt aus zumindest einem Arbeitsvolumen entnommen werden kann, um z.B. unterschiedliche chemische Zusammensetzungen zu erhalten 26. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 25, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem Arbeitsvolumen zumindest ein weiteres Arbeitsmittel periodisch zugeführt wird, diese innerhalb dieses Arbeitsvolumens so bewegt wird, daß ein Austausch mit dem Arbeitsfluid möglich ist und es mit veränderter Phase, Temperatur oder chemischer Zusammensetzung diesem Arbeitsvolumen wieder entnommen wird. 27. | Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem der Ansprüche 1-26, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 1 oder 2 näher bezeichneten, für den thermodynamischen Prozeß notwendigen Wärmeübergangsflächen als Katalysator ausgebildet sind. 28.Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 22, characterized in that the structures or components with heat transfer surfaces described in more detail in claim 1 are designed such that in the operating state, deposits such as dirt. Suspended matter or condensate is automatically removed and transported by the working fluid or passed on in such a way that they can be removed from at least one working volume through special openings or pipe systems. 24. A method for transferring entropy according to one or more of claims 1-23, characterized in that at least one regenerator acts as a filter and is connected to a frame which is movably connected to it so that it can be replaced with little effort. 25. A method for transferring entropy according to claim 23, characterized in that what is deposited at different temperatures can be removed separately from at least one working volume, e.g. to obtain different chemical compositions 26. A method for transferring entropy according to one or more of claims 1-25, characterized in that at least one working medium is periodically supplied to at least one working volume, which is moved within this working volume in such a way that an exchange with the Working fluid is possible and it is removed from this working volume with a changed phase, temperature or chemical composition. 27. | Process for the transfer of entropy according to one of claims 1-26, characterized in that the heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process, which are described in more detail in claim 1 or 2, are constructed as catalysts. 28th
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Größenveränderung zumindest einiger der in diesen Ansprüchen näher bezeichneten Teilvolumina zumindest teilweise durch eine Verschiebung in Hubrichtung der in Anspruch 1 oder 2 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen gegen das das Arbeitsvolumen begrenzende Gehäuse zustande kommt, wobei auf Flächen in Hubrichtung Dichtungen gleiten, so daß die Strukturen mit Wärmeübergangsflächen bei einer Bewegung durchströmt werden müssen. 29. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein zumindest einen Wärmetauscher tragender Rahmen immer einen weitgehend konstanten Abstand in Hubrichtung zu einem Regenerator aufweist, an diesem Wärmetauscher eine andere Struktur oder ein anderes Bauteil mit Regenerator nur während einem Teil einer Periode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses anliegt und in dieser Zeitperiode parallel zu diesem Wärmetauscher auch eine auf dem selben Rahmen aufgebrachte Struktur mit relativ zu diesem Wärmetauscher deutlich größerem Strömungswiderstand vom Arbeitsfluid durchströmt werden kann. 30 Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 29, bei dem die in Anspruch 1 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen und zum Teil das daran angreifende Steuersystem zumindest teilweise durch eine relativ homogene Struktur mit großer Wärmeübergangsfläche ausgebildet sind, welche aufgrund ihres inneren Zusammenhalts oder ihre federnden Eigenschaften durch Auseinanderziehen oder Zusammenpressen eine Änderung der Größe des in Anspruch genommenen Volumens ermöglicht und dadurch eine Definition von Teilvolumina, die durch Anspruch 1 oder 2 abgedeckt ist, möglich wird. 31 Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 30 aufgeführte relativ homogene Struktur mit großerMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 27, characterized in that the periodic size change at least Some of the partial volumes specified in these claims are at least partially caused by a shift in the stroke direction of the structures or components with the heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process, which are necessary for the thermodynamic process, against the housing which limits the working volume, with seals sliding on surfaces in the stroke direction , so that the structures with heat transfer surfaces must flow through during a movement. 29. A method for transferring entropy according to claim 28, characterized in that at least one frame carrying at least one heat exchanger always has a largely constant distance in the stroke direction from a regenerator, on this heat exchanger a different structure or another component with regenerator only during part a period of the periodically running thermodynamic cycle is present and in this time period, parallel to this heat exchanger, a structure applied on the same frame with a flow resistance that is significantly greater than that of the heat exchanger can be flowed through by the working fluid. 30 A method of transferring entropy according to one or more of claims 1-29, in which the structures or components with the heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process, and in part the control system acting on them, at least partially by a relatively homogeneous structure Large heat transfer surface are formed, which due to their internal cohesion or their resilient properties by pulling apart or pressing together a change in the size of the volume used and thereby a definition of partial volumes, which is covered by claim 1 or 2, is possible. 31 A method of transferring entropy according to claim 30, characterized in that the relatively homogeneous structure with a large size, as set out in claim 30
Wärmeübergangsfläche durch metallenes Gewebe gebildet wird, welches diagonal zur Drahtrichtung gewellt ist und von dem mehrere Lasen aufeinanderliegenden. wobei diese Wellen kreuzweise (Winkel nicht nur 90°) aufeinander liegen. 32. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß an den Übergangsflächen oder den/dem Strömungskanälen/Strömungskanal bei zumindest einem Wärmetauscher Kugeln oder Federn angeordnet sind, so daß eine Ausgleichsbewegung der Regeneratorstruktur beim Federn möglich ist. 33. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand zumindest ein (in Anspruch 1 angeführter) Verdrängerkolben vom Arbeitsfluid umströmt werden kann und in Hubrichtung eine Länge aufweist, welche mindestens der (maximalen) Amplitude der periodischen Bewegung relativ zum Gehäuse entspricht.Heat transfer surface is formed by metallic fabric, which is corrugated diagonally to the direction of the wire and of which several layers lie one on top of the other. these waves lie crosswise (angles not only 90 °) on top of each other. 32. A method for transferring entropy according to claim 36, characterized in that balls or springs are arranged on the transition surfaces or the / the flow channels / flow channel in at least one heat exchanger, so that a compensatory movement of the regenerator structure is possible when springs are used. 33. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 32, characterized in that in the operating state at least one (in claim 1) displacement piston can be flowed around by the working fluid and has a length in the stroke direction which is at least the (maximum) Corresponds to the amplitude of the periodic movement relative to the housing.
34. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 33, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand zumindest ein in Anspruch 33 angeführter Verdrangerkolben vom Arbeitsfluid durchströmt wird und dabei mit einem Regenerator Wärmeenergie austauscht und in Hubrichtung eine Lange aufweist, welche mindestens der Amplitude der periodischen Bewegung relativ zum Gehäuse entspricht 3534. Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 33, characterized in that in the operating state at least one displacement piston as claimed in claim 33 is flowed through by the working fluid and exchanges heat energy with a regenerator and has a length in the stroke direction which is at least the same as the amplitude the periodic movement relative to the housing corresponds to 35
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 34,dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand zumindest ein in Anspruch 33 oder 34 angeführter Verdrangerkolben vom Arbeitsfluid in einem Bereich umströmt wird, in dem vom Arbeitsfluid durch die Wand zumindest eines Druckgehauses Wärmeenergie entweder aufgenommen oder absegeben wird 36 Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -35, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand die periodische Großen-Veranderung zumindest eines der in diesen Ansprüchen naher bezeichneten Teilvolumina durch das Verschieben zumindest eines (in Anspruch 1 angeführten) Verdrangerkolbens bewirkt wird und das Arbeitsfluid nur nach der Durchstromung zumindest eines anderen derartigen Teilvolumens von der einen anstrombaren Seite des Verdrangerkolbens auf die andere anstrombare Seite des Verdrangerkolbens gelangen kann 37Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 34, characterized in that in the operating state at least one displacer piston as claimed in claim 33 or 34 is flowed around by the working fluid in a region in which the working fluid either has thermal energy through the wall of at least one pressure housing 36 Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-35, characterized in that in the operating state the periodic size change of at least one of the partial volumes specified in these claims by shifting at least one (specified in claim 1) ) Displacer piston is effected and the working fluid can only pass from one side of the displacer piston that can be flowed to the other side of the displacer piston that can be flowed after the flow through at least one other such partial volume 37
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrangerkolben zumindest zum Teil zwischen zwei Strukturen oder Bauteilen mit Regeneratoren und/oder Wärmetauscher geschoben wird und Stromungskanale ( in Form von Schlitzen in Hubrichtung) von einem Regenerator zum anderen aufweist 38Method for transferring entropy according to claim 36, characterized in that the displacer piston is at least partly pushed between two structures or components with regenerators and / or heat exchangers and has flow channels (in the form of slots in the stroke direction) from one regenerator to the other 38
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 37. dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem in Anspruch 36 oder 37 charakterisierten Verdrangerkolben ein starres Element in Hubrichtung befestigt ist, das in eine Zahnstange übergeht, die auf zumindest ein Zahnrad einer Welle wirkt 39 Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem Verdrangerkolben zumindest ein flexibles zugfestes Element des Steuersystems (z B Gurt) beweglich befestigt ist. das auf einer durch andere Teilsysteme des Steuersystems angetriebenen Welle auf- und abgewickelt wird und das wahlweise durch die Gewichtskraft dieses Verdrangerkolbens, oder durch ein am freien Ende eines starren Elements, das in Hubrichtung an diesem Verdrangerkolben befestigt ist, angebrachtes weiteres flexibles zusfestes Element des Steuersvstems auf Spannung gehalten wird, welches auf die durch das durch andere Teilsysteme des Steuersystems angetriebene Welle aufgewickelt wird, wenn das andere abgewickelt wirdMethod for transferring entropy according to one or more of claims 36 to 37. characterized in that a rigid element in the stroke direction is fastened to at least one displacement piston characterized in claim 36 or 37, which element merges into a toothed rack which is connected to at least one toothed wheel of a shaft 39 Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 36 to 38, characterized in that at least one flexible tensile element of the control system (eg belt) is movably attached to at least one displacement piston. that is wound up and unwound on a shaft driven by other subsystems of the control system and that optionally by the weight of this displacer piston or by a flexible element attached to the free end of a rigid element which is attached to this displacer piston in the direction of stroke, another flexible, solid element of the control system is kept under tension, which is wound on the shaft driven by the other subsystems of the control system when the other is unwound
40 Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis40 Method for transferring entropy according to one or more of claims 38 to
39, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine durch andere Teilsysteme des Steuersystems angetriebene Welle mehrere Verdrängerkolben angetrieben werden. 41. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 38 bis39, characterized in that a plurality of displacement pistons are driven by a shaft driven by other subsystems of the control system. 41. A method for transferring entropy according to one or more of claims 38 to
40, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Welle durch das Druckgefäß aus dem Arbeitsvolumen hinaus geführt (und dort durch andere Teilsysteme des Steuersystems angetriebenen) wird.40, characterized in that at least one shaft is guided through the pressure vessel out of the working volume (and is driven there by other subsystems of the control system).
42. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 36 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben als Flüssigkeitskolben ausgebildet ist, wobei mit Kontakt zur Flüssigkeit eine andere isolierende Struktur so bewegt wird, daß die von der Flüssigkeit im Betriebszustand bei der periodischen Bewegung benetzten Flächen gegen eine direkte Anströmung durch heißes Arbeitsfluid weitgehend abgedeckt werden. 43.42. A method for transferring entropy according to claim 36 to 42, characterized in that the displacement piston is designed as a liquid piston, wherein another insulating structure is moved in contact with the liquid so that the surfaces wetted by the liquid in the operating state during the periodic movement are largely covered against direct inflow by hot working fluid. 43.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest ein mit Kolbenflüssigkeit gefülltes, an das Druckgefäß angeschlossenes Rohr, das eine bewegbare Grenzfläche der Flüssigkeit ohne Kontakt zu einem mit Arbeitsfluid ausgefüllten Arbeitsvolumen aufweist, zumindest ein mit Arbeitsfluid gefülltes Arbeitsvolumen in der Größe verändert wird. 44. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Grenzfläche der Flüssigkeit ohne Kontakt zu einem mit Arbeitsfluid gefüllten Arbeitsvolumen durch einen mit dem Steuersystem und einem Energiespeicher (z.B. Schwungrad) verbundenen Kolben bewegt wird. 45. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet daß der in Anspruch 44 angeführte Kolben durch einen Schwimmer ersetzt wird, der in jeder Stellung nur einen relativ zur gesamten Größe kleinen Spalt zur angrenzenden Wand, die ins Druckgehäuse um zumindest ein Arbeitsvolumen übergeht, unausgefüllt läßt, wobei der Schwimmer in Bewegungsrichtung lange genug sein muß, damit er im Betriebszustand nicht weitgehend von der Flüssigkeit eingeschlossen werden kann 46.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 36 to 42, characterized in that at least one by at least one tube filled with piston liquid and connected to the pressure vessel and having a movable interface of the liquid without contact with a working volume filled with working fluid working volume filled with working fluid is changed in size. 44. A method for transferring entropy according to claim 43, characterized in that the movable interface of the liquid is moved without contact to a working volume filled with working fluid by a piston connected to the control system and an energy store (e.g. flywheel). 45. A method for transferring entropy according to claim 44, characterized in that the piston mentioned in claim 44 is replaced by a float, which in each position is only a small relative to the overall size to the adjacent wall, which passes into the pressure housing by at least one working volume , can be filled in, whereby the float must be long enough in the direction of movement so that it cannot be largely enclosed by the liquid in the operating state 46.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Flussigkeitsverdrangerkolben durch zumindest eine Turbine angetrieben wird. 47. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinen für verschiedene Flussigkeitsverdrangerkolben auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind. 48. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Behälter, der an zumindest ein Arbeitsvolumen angeschlossen ist, zumindest ein Gasvolumen durch eine Flüssigkeitsoberfläche abgegrenzt wird und diese Flüssigkeit in diesen Behälter durch zumindest ein Ruckschlagventil einströmen und durch zumindest eine Düse wieder ausströmen kann 49Method for transferring entropy according to one or more of claims 42 to 45, characterized in that at least one liquid displacement piston is driven by at least one turbine. 47. Method for transferring entropy according to claim 46, characterized in that the turbines for different liquid displacement pistons are fastened on a common shaft. 48. Method for transferring entropy according to one or more of claims 42 to 47, characterized in that in at least one container which is connected to at least one working volume, at least one gas volume is delimited by a liquid surface and this liquid in this container can flow in at least one check valve and can flow out again through at least one nozzle 49
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein in den Ansprüchen 42 bis 48 charkterisierter Flussigkeitskolben durch zumindest einen wie in Anspruch 48 erzeugten periodischen Flussigkeitsstrahl angetrieben wird 50 Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 42 to 48, characterized in that at least one liquid piston characterized in claims 42 to 48 is driven by at least one periodic liquid jet as generated in claim 48. 50 Method for transferring entropy according to one or several of claims 1 to
49. dadurch gekennzeichnet, daß die durch zumindest einen Wärmetauscher in zumindest einem geschlossenem Kreislauf stromende Flüssigkeit durch zumindest einen wie in Anspruch 48 erzeugten periodischen Flussigkeitsstrahl angetrieben wird 5149. characterized in that the liquid flowing through at least one heat exchanger in at least one closed circuit is driven by at least one periodic liquid jet generated as in claim 48
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 33 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 33 to
50, dadurch gekennzeichnet, daß zur in einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 50 charakterisierten zeitlichen Veränderung der in einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 50 charakterisierten Teilvolumina verschiedene Gruppen von Verdrangern unterschiedlich (z B mit einer Phasenverschiebung) angetrieben werden 5250, characterized in that for the temporal change of the partial volumes characterized in one or more of claims 1 to 50 characterized in one or more of claims 1 to 50 different groups of displacers are driven differently (e.g. with a phase shift) 52
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-51, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Verdrangerkolben als Schwenkkolben ausgebildet sind (und einige davon auf der selben Welle befestigt sind) 53Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-51, characterized in that some of the displacer pistons are designed as pivoting pistons (and some of them are fastened on the same shaft) 53
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 52. dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 1 charakterisierten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendigen Warmeubergangsflachen so mit in Hubrichtung verlaufenden Elementen des Steuersystems bzgl Zug und Druck verbunden sind, daß die anderen Enden dieser Elemente im Betriebszustand in einem Raum bewegt werden, der nicht heiß wird, wobei es notwendig sein kann, diese Elemente durch einige dieser Strukturen hindurchzuführen 54 Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 53 charakterisierte Hubrichtung vertikal verlauft 55 Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder beiden der Ansprüche 53 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 28 to 52. characterized in that the structures or components characterized in claim 1 with heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process are connected to elements of the control system with respect to tension and pressure which run in the stroke direction such that the other ends of these elements are moved, in the operating state, in a room which does not become hot, and it may be necessary to pass these elements through some of these structures 54 An entropy transfer method according to claim 53, characterized in that characterized in claim 53 Vertical stroke direction 55 Method for transferring entropy according to one or both of claims 53 to
54, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen senkrecht zur Hubrichtung angeordnet sind 56 Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 53 bis54, characterized in that the structures or components with heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic cycle are arranged perpendicular to the stroke direction. 56 Method for transferring entropy according to one or more of claims 53 to
55. dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß- und Auslaßventile sowie die Wärmetauscher so angeordnet sind, daß die Teilvolumina des entsprechenden Arbeitsvolumens raumlich oberhalb dem Wärmetauscher angeordnet sind, deren Temperatur über der Siedetemperatur der im Wärmetauscher verwendeten Warmetauscherflussigkeit liegt 57 Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 53 bis 56, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 53 näher bezeichneten Elemente des Steuersystems durch Dichtungen aus zumindest einem Arbeitsvolumen hinausgeführt werden. 58.55. characterized in that inlet and outlet valves and the heat exchanger are arranged so that the partial volumes of the corresponding working volume are arranged spatially above the heat exchanger, the temperature of which is above the boiling temperature of the heat exchanger liquid used in the heat exchanger Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 53 to 56, characterized in that the elements of the control system specified in claim 53 are led out through seals from at least one working volume. 58.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 57 näher bezeichneten Dichtungen für die Elemente des Steuersystems an einem vom entsprechenden Arbeitsvolumenschwerpunkt weitestmöglich entfernt liegenden Rohrende angebracht sind, durch das die Elemente des Steuersystems durchgeführt sind, so daß die Dichtung nur auf Flächen gleitet, welche innerhalb des Druckgefäßes immer direkt an die Rohrmantelfläche angrenzen. 59. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -Process for the transfer of entropy according to Claim 57, characterized in that the seals for the elements of the control system specified in Claim 57 are attached to a pipe end which is as far as possible from the corresponding work volume center through which the elements of the control system are passed, so that the seal only glides on surfaces that always directly adjoin the pipe surface within the pressure vessel. 59. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 -
58, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der in den Ansprüchen 53 bis 58 näher bezeichneten Elemente des Steuersystems mit den dort noch freien Enden direkt, z.B. über Bolzen auf denen evtl kugelgelagerte Rollen sitzen, an verschiedenen Stellen zumindest eines Hebels kraftübertragend angreifen und so eine in Anspruch 3 oder 22 charakterisierte Bewegung erreicht werden kann58, characterized in that several of the elements of the control system described in more detail in claims 53 to 58 with the ends still free there directly, e.g. About bolts on which possibly ball-bearing rollers are seated, attack at different points at least one lever in a force-transmitting manner and thus a movement characterized in claim 3 or 22 can be achieved
60. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -60. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 -
59, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der in den Ansprüchen 53 bis 58 näher bezeichneten Elemente des Steuersystems mit den dort noch freien Enden direkt über zumindest ein daran beweglich befestigtes Zwischenteil an verschiedene Stellen zumindest eines Hebels beweglich befestigt wird und so eine in Anspruch 3 oder 53 charakterisierte Bewegung erreicht werden kann 61. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 53 bis59, characterized in that several of the elements of the control system described in more detail in claims 53 to 58 with the ends still free there are movably attached directly to at least one lever via at least one intermediate part which is movably fastened thereon and thus one in claim 3 or 53 characterized movement can be achieved 61. Method for transferring entropy according to one or more of claims 53 to
61, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der dort noch freien Ende der in den Ansprüchen 53 bis 61 näher bezeichneten Elemente des Steuersystems mehrere formstabile Bauteile beweglich so mit mehreren der auch in Anspruch 59 bezeichneten Hebeln verbunden sind, daß der Kraftfluß eine Spiegelsymmetrie bzgl. einer Ebene aufweist, in der auch die Hubrichtung liegt. 62. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei in Anspruch 61 näher bezeichnete Elemente des Steuersystems separat wie in Anspruch 61 durch formstabile Bauteile beweglich mit Hebeln verbunden sind und diese Hebel bei jeder Gruppe dieser Elemente auf zwei Wellen befestigt sind, welche parallel zur Symmetrieebene der entsprechenden Gruppe verlaufen 63. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -61, characterized in that at each of the still free ends of the elements of the control system described in more detail in claims 53 to 61, several dimensionally stable components are movably connected to several of the levers, also referred to in claim 59, in such a way that the power flow is mirror symmetrical with respect to one Plane in which the stroke direction lies. 62. A method for transferring entropy according to claim 61, characterized in that at least two elements of the control system specified in claim 61 are separately movably connected with levers as in claim 61 by dimensionally stable components and these levers are fastened to two shafts in each group of these elements which are parallel to the plane of symmetry of the corresponding group 63. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 -
62, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein in den Ansprüchen 53 bis 62 näher bezeichnetes Element des Steuersystems mit dem dort noch freien Ende über eine Zahnstange auf ein Zahnrad wirkt.62, characterized in that at least one element of the control system described in more detail in claims 53 to 62 acts with the free end there via a toothed rack on a toothed wheel.
64. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 62, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein in den Ansprüchen 53 bis 63 näher bezeichnetes Element des Steuersystems mit dem dort noch freien Ende über zumindest ein formveränderbares, zugfestes Element des Steuersystems wie z.B Ketten, Riemen o.a., das auf zumindest eine Rolle aufgewickelt wird, mit zumindest einer Welle gekoppelt ist. 65.64. Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 1-62, characterized in that at least one element of the control system described in more detail in claims 53 to 63 with the free end there via at least one shape-changeable, tensile element of the control system such as e.g. Chains, belts or the like, which is wound on at least one roll, is coupled to at least one shaft. 65.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-64, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ansprüchen 53 bis 64 näher bezeichnetenProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 1-64, characterized in that those specified in claims 53 to 64
Elemente des Steuersystems, die an unterschiedlichen der in den Ansprüchen 1 oder 28 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen verschiebbar befestigt sind, in Gruppen konzentrisch angeordnet sind. 66.Elements of the control system which are slidably attached to different structures or components with the heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process, are arranged concentrically in groups. 66
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 65 aufgeführte Befestigung der Elemente des Steuersystems als Bajonettverschluß ausgebildet ist und das in ein Element des Steuersystems eingreifende Bauteil das weiter innen angeordnete Element des Steuersystems führt. 67." Method for transferring entropy according to claim 65, characterized in that the fastening of the elements of the control system as set out in claim 65 is designed as a bayonet lock and the component which engages an element of the control system guides the element of the control system which is arranged further inside. 67. "
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -66, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil, mit dem zumindest eines der in Anspruch 53 charakterisierten Elemente des Steuersystems mit einem Bauteil verbunden ist, in einer zur Hubrichtung senkrechten Ebene bzgl der Struktur oder des Bauteils mit für den thermodynamischen Prozeß notwendigen Wärmeübergangsflächen beweglich ist. 68.Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-66, characterized in that the component with which at least one of the elements of the control system characterized in claim 53 is connected to a component, in a plane perpendicular to the stroke direction with respect to the structure or the component is movable with heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process. 68.
Entropietransformator nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß das in Anspruch 67 aufgeführte Bauteil nur in Richtung auf den Flächenschwerpunkt der ebenfalls aufgeführten Struktur bewegt werden kann. 69.Entropy transformer according to claim 67, characterized in that the component listed in claim 67 can only be moved in the direction of the centroid of the structure also listed. 69.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 28 to
68, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der Regeneratoren in festem Abstand durch Elemente in Hubrichtung miteinander verbunden sind.68, characterized in that two of the regenerators are connected to each other at a fixed distance by elements in the stroke direction.
70. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis70. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to
69, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Arbeitsvolumen zumindest zwei Gruppen von wie in Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina abgegrenzt werden und die Größe der Teilvolumina einer Gruppe vergrößert werden, wenn die Teilvolumina einer anderen Gruppe verkleinert werden. 71.69, characterized in that in at least one working volume, at least two groups are delimited from partial volumes as characterized in claim 1 and the size of the partial volumes of one group is increased if the partial volumes of another group are reduced. 71.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 28 to
70, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht an einem Regenerator befestigten Enden der in den Ansprüchen 53 bis 70 aufgeführten Elemente innerhalb zumindest eines Druckgehäuses in zumindest einem mit Flüssigkeit gefüllten Raum bewegt werden.70, characterized in that the ends of the elements listed in claims 53 to 70 which are not attached to a regenerator are moved within at least one pressure housing in at least one space filled with liquid.
72.72.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand zumindest eines auch in vertikaler Richtung bewegten Regenerators oderMethod for transferring entropy according to Claim 71, characterized in that at the edge of at least one regenerator or which is also moved in the vertical direction
Wärmetauscher zumindest ein Element dichtend befestigt ist, das immer in zumindest einen in Anspruch 71 charakterisierten, mit Flüssigkeit gefüllten Raum eintaucht, so daß der Regenerator oder Wärmetauscher im Betriebszustand von Arbeitsfüid durchströmt werden muß.Heat exchanger at least one element is sealingly attached, which is always immersed in at least one, characterized in claim 71, filled with liquid, so that the regenerator or heat exchanger must be flowed through by working fluid in the operating state.
73. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 72 charakterisierten Elemente auch Funktionen übernehmen, die in einem oder mehreren der Ansprüche 53 bis 71 von den dort charakterisierten Elementen des Steuersystems erfüllt werden 7473. Method for transferring entropy according to claim 72, characterized in that the elements characterized in claim 72 also assume functions which are fulfilled in one or more of claims 53 to 71 by the elements of the control system characterized there 74
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 53 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 53 to
73, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem der in einem oder mehreren der Ansprüche 71 bis 73 charakterisierten Elemente unterhalb der Flussigkeitsoberflache Schwimmer angebracht sind, durch die Gewichtskraft der damit verbundenen Anordnung kompensiert wird 75 Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 71 bis73, characterized in that floats are attached to at least one of the elements characterized in one or more of claims 71 to 73 below the surface of the liquid, compensated by the weight of the associated arrangement. 75 Method for transferring entropy according to one or more of claims 71 to
74, dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitsfluid durch ein mit dem Druckgefaß dichtend fest verbundenes Rohr, das in74, characterized in that the working fluid through a pipe which is tightly connected to the pressure vessel and which in
Hubrichtung so angeordnet ist, daß es über den Flussigkeitsspiegel hinausragt . und ein darin weitgehend konzentrisch angeordnetes, dagegen gedichtetes Gasfuhrungsrohr, das mit einer Struktur mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen dichtend verbunden ist, aus dem entsprechenden Teilvolumen des Arbeitsvolumens zum Auslaßventil am Druckgehause gelangtStroke direction is arranged so that it protrudes above the liquid level. and a gas guide tube, which is arranged largely concentrically therein and is sealed against it, and is sealingly connected to a structure with heat transfer surfaces that are effective for the thermodynamic cycle, passes from the corresponding partial volume of the working volume to the outlet valve on the pressure housing
7676
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, daß über das mit dem Druckgefaß dichtend fest verbundene Rohr, das in Hubrichtung angeordnet ist, und das darin weitgehend konzentrisch angeordnete Gasführungsrohr ein weiteres weitgehend konzentrisch angeordnetes mit dem Gasfuhrungsrohr abgedichtet verbundenes Rohr angeordnet ist, das immer so weit in die Flüssigkeit eintaucht, daß die Abdichtung gewahrleistet istMethod for the transfer of entropy according to claim 75, characterized in that a further largely concentrically arranged pipe connected in a sealed manner to the gas guide pipe is arranged above the pipe which is sealingly connected to the pressure vessel and which is arranged in the stroke direction, and the gas guide pipe arranged largely concentrically therein. that always dips so far into the liquid that the seal is guaranteed
7777
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 71 bis 76. dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Struktur mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen periodisch in die Flüssigkeit eintaucht und dabei Wärmeenergie austauschtMethod for transferring entropy according to one or more of claims 71 to 76. characterized in that at least one structure with the heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic cycle is periodically immersed in the liquid and thereby exchanges thermal energy
7878
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 71 bis 77, dadurch gekennzeichnet, daß eine Struktur periodisch in die Flüssigkeit eintaucht und dabei Flüssigkeit aufnimmt, die anschließend aus dieser Struktur abtropft und imProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 71 to 77, characterized in that a structure is periodically immersed in the liquid and in the process absorbs liquid which subsequently drips out of this structure and in
Arbeitsraum verrieselt wirdWork area is sprinkled
7979
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 71 bis 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in zumindest einem Arbeitsvolumen durch einen Wärmetauscher im geschlossenen Kreislauf Wärmeenergie entweder aufnimmt oder abgibtMethod for transferring entropy according to one or more of claims 71 to 78, characterized in that the liquid in at least one working volume either absorbs or releases thermal energy through a heat exchanger in a closed circuit
8080
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 71 bis 79, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Arbeitsvolumen durch einen Wärmetauscher, der im Druckgefaß unterhalb der Flussigkeitsoberflache angebracht ist, die Flüssigkeit Wärmeenergie entweder aufnimmt oder abgibt Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 71 to 79, characterized in that the liquid either absorbs or releases thermal energy in at least one working volume by means of a heat exchanger which is arranged in the pressure vessel below the surface of the liquid
81.81.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 53 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 53 to
80, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest ein Element des Steuersystems, das durch einen oder mehrere der Ansprüche 53 bis 80 charakterisiert wird, in eine Zahnstange übergeht, die auf zumindest ein Zahnrad einer Welle wirkt. 82. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 53 bis80, characterized in that at least one element of the control system, which is characterized by one or more of claims 53 to 80, merges into a rack which acts on at least one gear of a shaft. 82. A method for transferring entropy according to one or more of claims 53 to
81 , dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Element des Steuersystems, das durch einen oder mehrere der Ansprüche 53 bis 80 charakterisiert wird, durch zumindest ein zugfestes flexibles Element des Steuersystems bewegt wird, das auf einer durch andere Teilsvsteme des Steuersystems angetriebenen Welle auf- und abgewickelt wird und das wahlweise durch die Gewichtskraft der dadurch bewegten Strukturen oder durch zumindest ein weiteres am verlängerten freien Ende zumindest eines Elements des Steuersystems, das durch einen oder mehrere der Ansprüche 53 bis 80 charakterisiert wird, befestigtes zugfestes flexibles Element des Steuersystems auf Spannung gehalten wird, das auf die durch das Steuersystem angetriebene Welle aufgewickelt wird, wenn das andere abgewickelt wird.81, characterized in that at least one element of the control system which is characterized by one or more of claims 53 to 80 is moved by at least one tensile flexible element of the control system which winds up and unwinds on a shaft driven by other subsystems of the control system and the tension-resistant flexible element of the control system, optionally fastened by the weight of the structures thereby moved or by at least one further at the extended free end of at least one element of the control system, which is characterized by one or more of claims 53 to 80, is held in tension, which is wound on the shaft driven by the control system when the other is unwound.
83. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 53 bis83. Method for transferring entropy according to one or more of claims 53 to
82, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest eine durch ein Teilsystem des Steuersystems angetriebene Welle mehrere Elemente des Steuersystems angetrieben werden, die durch einen oder mehrere der Ansprüche 53 bis 82 charakterisiert werden. 84. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis82, characterized in that at least one shaft driven by a subsystem of the control system drives several elements of the control system which are characterized by one or more of claims 53 to 82. 84. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to
83, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Welle durch das entsprechenden Druckgefäß aus dem entsprechenden Arbeitsvolumen hinaus geführt (und dort durch ein anderes Teilsystem des Steuersystems angetriebenen) wird.83, characterized in that at least one shaft is guided out of the corresponding working volume through the corresponding pressure vessel (and is driven there by another subsystem of the control system).
85. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 53 bis85. A method for transferring entropy according to one or more of claims 53 to
84, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein der in Anspruch 65 charakterisierten konzentrisch angeordneten Elemente des Steuersystems aus jeweils zwei miteinander am freien Ende verbundenen länglichen Elementen in Hubrichtung, wie z.B. Stangen, besteht. 86.84, characterized in that at least one of the concentrically arranged elements of the control system characterized in claim 65 each consisting of two elongate elements connected to one another at the free end in the stroke direction, such as e.g. Rods. 86.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-85, dadurch gekennzeichnet, daß Federn zwischen den durch Anspruch 1 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen wirken.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 1-85, characterized in that springs act between the structures or components specified in more detail by claim 1 with heat transfer surfaces which are necessary for the thermodynamic cycle.
87.87.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn zwischen den in Anspruch 53 bis 85 näher gekennzeichneten Elemente des Steuersystems wirken. 88.Method for transferring entropy according to claim 86, characterized in that the springs act between the elements of the control system characterized in more detail in claims 53 to 85. 88.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-87, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 1 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen jeweils mit parallelen Drehachsen an mindestens 2 Bauteilen beweglich verbunden sind, die jeweils auf einer von zueinander parallel verlaufenden Drehachsen bewegt werden können und die Drehachsen auf einer Ebene senkrecht stehen und Verbindungsstrecken der Schnittpunkte ein Parallelogramm bilden können 89Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-87, characterized in that the structures or components described in more detail in claim 1 are effective with those necessary for the thermodynamic process Heat transfer surfaces are each movably connected with parallel axes of rotation on at least 2 components, which can each be moved on one of axes of rotation running parallel to one another and the axes of rotation are perpendicular on one plane and connecting lines of the intersection points can form a parallelogram 89
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 1 oder 88 naher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen eine Begrenzung ihrer Ausdehnung in der engeren Umgebung zweier Drehachsen aufweisen und der Übergang zu den mindestens zwei weiteren in Anspruch 88 angeführten Bauteilen so ausgebildet ist, daß eine weitgehende Abdichtung bei möglichst großem Wärmeaustausch der Leckstromung gegeben ist 90 Teilsystem des Steuersystems für eine Verfahren zum Transfer von Entropie, welches eine Bewegung der in Anspruch 1 angeführten Strukturen oder Bauteile, wie z B Verdrangerkolben oder Strukturen oder Bauteile mit notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen. durch einen Antrieb erreicht, bei dem über zwei einseitig gelagerte Kettenrader, von denen mindestens eines angetrieben oder mit einem Energiespeicher wie z B einem Schwungrad verbunden ist, eine Kette gespannt ist an der zwei Hebel mit zwei Lager in etwa der Entfernung des Teilkreisradius desProcess for the transfer of entropy according to claim 88, characterized in that the structures or components with the heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process have a limitation in their extent in the closer environment of two axes of rotation and the transition to the at least two further components specified in claim 88 is designed such that there is a substantial seal with the greatest possible heat exchange of the leakage flow. 90 Subsystem of the control system for a method for transferring entropy, which involves movement of the structures or components specified in claim 1, such as, for example, displacement pistons or structures or components with necessary effective heat transfer surfaces. achieved by a drive in which via two single-sided sprockets, of which at least one is driven or connected to an energy store such as a flywheel, a chain is tensioned on the two levers with two bearings approximately the distance of the pitch radius of the
Kettenrades so beweglich befestigt sind, daß sie so miteinander auf einer weiteren Drehachse verbunden sind, daß diese Drehachse wahrend der kontinuierlichen Bewegung der Kettenrader einen entscheidenden Anteil der Periodendauer in der näheren Umgebung je einer der Kettenradachsen verweilt, zu denen sie angenähert parallel verlauft und von ihr die Kraft zur Antriebsbewegung z B durch einen Hebel abgenommen wird 91Sprocket are so movably attached that they are connected to each other on a further axis of rotation that this axis of rotation during the continuous movement of the sprockets a decisive portion of the period resides in the vicinity of one of the sprocket axes to which it runs approximately parallel and from it the force for the drive movement is removed, for example, by a lever 91
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kette für Kettenrader mit mindestens einer Kettenradscheibe mehr als das verwendete Kettenrad ausgelegt ist und die Hebel innerhalb der Kette auf Kettenbolzen gelagert sind 92Method for transferring entropy according to claim 92, characterized in that at least one chain is designed for sprockets with at least one sprocket wheel more than the sprocket used and the levers are mounted on chain pins 92 within the chain
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 33, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die in den Ansprüchen 5 oder 28 charakterisierten Bewegungen, mit denen eine Großen Veränderung der in Anspruch 1 oder anderen Ansprüchen definierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens erreicht wird, durch einen Kettenantrieb, wie er in den Ansprüchen 90 oder 91 naher bezeichnet wird, zusammen mit einem weiteren Kettenantrieb realisiert wird, bei dem die Kette, wie bei Anspruch 91 naher bezeichnet, bei gleicher Umlaufdauer gelagert und angetrieben wird, die Kraft für die Antriebsbewegung direkt an wahlweise zumindest einem Bolzen oder zumindest einem Kettenglied der Kette abgegriffen wird 93 Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem in Anspruch 92 neu angeführten Ketten-antrieb zumindest eine Scheibe mit zwei Lochern durch die zwei Kettenbolzen, die ein Kettenschloß bilden können, durchgreifen, so an der Kette befestigt sind, daß sie direkt wahlweise als Laufflache für das runde Loch in einem Hebel oder zumindest einem anderen, die Antriebsbewegung υ ' ü 'U11 PCT/DE98/02827Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 33, characterized in that at least the movements characterized in claims 5 or 28, with which a large change in the partial volumes defined in claim 1 or other claims, of at least one working volume is achieved, by a chain drive, as it is referred to in claims 90 or 91, is realized together with a further chain drive, in which the chain, as specified in claim 91, is stored and driven with the same rotation period, the force for the drive movement directly 93. Method for transferring entropy according to claim 92, characterized in that, in the chain drive newly mentioned in claim 92, at least one disc with two holes through the two chain pins, the one at least one pin or at least one chain link of the chain Can form chain lock, reach through, so are attached to the chain so that they can be used directly as a tread for the round hole in a lever or at least another, the drive movement υ ' ü ' U11 PCT / DE98 / 02827
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abgreifenden Bauteil oder Vorrichtung wirkt oder als Tnnenbefestigung für ein separates Lager dient. 94.Abrasive component or device acts or serves as an internal attachment for a separate warehouse. 94.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 93, dadurch gekennzeichnet, daß auf zumindest einer in denProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 1-93, characterized in that at least one in the
Ansprüchen 90 - 93 oder 97 näher bezeichneten Kette, Baukörper zur Verbreiterung oder Erhöhung so angebracht sind, daß durch einen darauf (über eine Rolle) wirkenden Hebel die (Kraft zur) Bewegung der Ventile abgenommen werden kann. 95. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 94, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen, mit denen eine Größenveränderung der in Anspruch 1 oder anderen Ansprüchen definierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens, durch die Einbindung zumindest einer Kugelumlaufspindel mit oszillierender Bewegung erreicht wird. 96.Claims 90-93 or 97 specified chain, structure for widening or increasing are attached so that the (force for) movement of the valves can be removed by a lever acting thereon (via a roller). 95. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-94, characterized in that the movements with which a change in size of the partial volumes defined in claim 1 or other claims of at least one working volume are achieved by incorporating at least one ball screw with oscillating movement is achieved. 96.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 95, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen, mit denen eine Größenveränderung der in Anspruch 1 oder anderen Ansprüchen definierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens, durch die Einbindung zumindest eines gegen eine Kurvenscheibe gepreßten Rades erreicht wird. 97.Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-95, characterized in that the movements with which a change in size of the partial volumes defined in claim 1 or other claims at least one working volume is achieved by integrating at least one wheel pressed against a cam disk becomes. 97.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 96, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der in den Ansprüchen 90 bis 96 gekennzeichneten Teilsysteme des Steuersystems zumindest auf die in den Ansprüchen 38 bis 41 oder 84 charakterisierten Wellen wirken 98Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 96, characterized in that at least one of the subsystems of the control system characterized in claims 90 to 96 act at least on the waves characterized in claims 38 to 41 or 84 98
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 97, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand in zumindest einem in Anspruch 5 und nicht durch Anspruch 1 näher bezeichneten Teilvolumen eine weitere Aufteilung in Unterteilvolumina durch zumindest eine weitere zu durchströmende Struktur 108, 109 vorhanden ist, welche weniger zur Wärmeübertragung sondern überwiegend zur Strömungsführung oder Wirbelbehinderung ausgelegt ist und so bewegt wird, daß das angrenzende, in Richtung des Bauteils mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen angeordnete Unterteilvolumen überwiegend dann verkleinert wird, wenn diese Struktur 108, 109 möglichst nah an der Wand des Druckgefäßes angeordnet ist und das in Richtung der Wand des Druckgefäßes angrenzende Unterteilvolumen überwiegend nur dann vergrößert wird, wenn das an der anderen Seite angrenzende Unterteilvolumen bereits maximal ist.Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 1-97, characterized in that in the operating state in at least one partial volume specified in claim 5 and not in claim 1 further subdivision into partial volumes by at least one further structure 108, 109 to be flowed through is present, which is designed less for heat transfer but mainly for flow control or vortex obstruction and is moved so that the adjacent, in the direction of the component with the necessary heat transfer surfaces effective for the thermodynamic cycle lower part volume is mainly reduced when this structure 108, 109 possible is arranged close to the wall of the pressure vessel and the lower part volume adjoining in the direction of the wall of the pressure vessel is predominantly increased only when the lower part volume adjoining the other side is already at a maximum.
99.99.
Verfahren zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine zu durchströmende Struktur (z.B. 108, 109) mit einem (gefederten) Element ein periodisch bewegtes Bauteil, das in Längsrichtung eine Formänderung wie z.B. eine zu- bzw abnehmende Querschnittsfläche aufweist, zumindest teilweise umgreift und während bestimmten Zeitperioden des periodischen Kreisprozesses davon zur periodischen Bewegung mitgenommen wird 100. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 99, dadurch gekennzeichnet, daß das in diesem Anspruch neu aufgeführte bewegte Bauteil am in Anspruch 98 charakterisierten Bauteils mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen befestigt ist. 101.Method for transferring entropy, characterized in that at least one structure to be flowed through (for example 108, 109) with a (sprung) element at least partially encompasses a periodically moved component which has a shape change in the longitudinal direction, for example an increasing or decreasing cross-sectional area and is carried 100 to the periodic movement during certain periods of the periodic cycle. Method for the transfer of entropy according to claim 99, characterized in that the moving component newly listed in this claim is fastened to the component characterized in claim 98 with heat transfer surfaces which are necessary for the thermodynamic cycle process. 101.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 100, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase für den Antrieb der Kompressionseinrichtung für zumindest ein Arbeitsvolumen durch das Steuersystem so eingestellt ist, daß in den Zeitperioden des periodischen thermodynamischen Kreisprozesses das Arbeitsfluid komprimiert wird, in denen der mittlere Druck etwas kleiner ist, als in den Zeitperioden, in denen expandiert wird und dadurch dem Steuersystem während einer Periode mechanische Energie zugeführt wird, um so die mechanischen Verluste oder Strömungsverluste auszugleichen oder mechanische .Arbeit z.B. an einer Arbeitsmaschine zu verrichten. 102.Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-100, characterized in that the phase for driving the compression device for at least one working volume is set by the control system such that the working fluid is compressed in the time periods of the periodic thermodynamic cycle, in which the mean pressure is somewhat lower than in the time periods in which expansion takes place and mechanical energy is thereby supplied to the control system during a period in order to compensate for the mechanical losses or flow losses or mechanical work, for example to perform on a work machine. 102.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 101, bei dem der Antrieb des Steuersystems durch die Kopplung mit einem Schwungrad und zumindest einem Antriebskolben wie z.B. Membrane - Kolben, Faltenbalg erfolgt 103.Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-101, in which the drive of the control system by coupling with a flywheel and at least one drive piston such as e.g. Membrane - piston, bellows 103.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 102, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum des Antriebskolbens zu einem Arbeitsvolumen gehört und bei der vorgesehenen Bewegung durch das Steuersystem überwiegend in den Zeitperioden mit größerem Druck ausgedehnt und in denen mit kleinerem Druck verkleinert wird. 104.A method for transferring entropy according to claim 102, characterized in that the working space of the drive piston belongs to a working volume and is extended during the intended movement by the control system predominantly in the time periods with greater pressure and in which it is reduced with lower pressure. 104.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 102, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum des Antriebskolbens während den Zeitperioden, in denen er vergrößert wird, mit zumindest einem Raum größeren Drucks über zumindest ein Ventil, auf welches das Steuersystem einwirkt, verbunden wird und in den Zeitperioden, in denen eine Verkleinerung stattfindet, analog mit einem Raum niedereren Drucks verbunden wird. 105.A method of transferring entropy according to claim 102, characterized in that the working space of the drive piston is connected to at least one space of greater pressure via at least one valve, which acts on the control system, during the time periods in which it is enlarged and in the time periods , in which a reduction takes place, is analogously connected to a space of lower pressure. 105.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 104, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Druckgefäß 47 selbst weitgehend auf Umgebungstemperatur bleibt und gegen den heißen Innenraum raumfüllend (durch Isolationsmaterial mit geschlossenen Poren wie z B. Glasschaum) isoliert ist, so daß sich dieser Zwischenraum bzgl. der Druckänderung neutral verhält.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 104, characterized in that at least one pressure vessel 47 itself largely remains at ambient temperature and is insulated from the hot interior to fill the space (by insulating material with closed pores such as glass foam), so that this gap is neutral with respect to the pressure change.
106.106.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 105, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand 39 in Hubrichtung zumindest eines Druckgehäuses aus zweiMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 105, characterized in that the inner wall 39 comprises at least one pressure housing in the stroke direction
Schichten von versetzt angeordneten Blechstreifen gebildet wird, wobei Fugen in Hubri chtung verl aufe ,Layers of staggered metal strips are formed, with joints extending in the direction of stroke,
107107
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 106, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einen Raum, welcher direkt an zumindest ein Ventil, an das zumindest ein Arbeitsvolumen wie in Anspruch 1 dargestellt angrenzt, auch zumindest ein Druckausgleichsbehälter angeschlossen ist. 108. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 107, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas-Flüssigkeitsgemisch, das aus dem Arbeitsvolumen austritt, dadurch getrennt wird, daß es in einen zylinderförmigen Druckbehälter mit einigermaßen vertikaler Achse tangential (in mittlerer Höhe) einströmt, das Gas oben im Bereich der Achse wieder ausströmt und die Flüssigkeit durch zumindest ein mit einem Schwimmer gesteuertes Ventil im untersten Bereich und eine Rohrleitung wahlweise wieder in das Druckgefäß um zumindest ein Arbeitsvolumen zurückbefördert wird oder in einen Behälter außerhalb jedes Arbeitsvolumens befördert wird, der durch einen Überlauf immer in etwa das angestrebte Flüssigkeitsniveau jedes Arbeitsvolumens hat, mit dem er durch zumindest eine Rohrleitung mit zumindest einem ieichtgängigenProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 106, characterized in that at least one space, which is directly connected to at least one valve, to which at least one working volume is adjacent, as shown in claim 1, at least one surge tank. 108. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 107, characterized in that a gas-liquid mixture which emerges from the working volume is separated by being tangential in a cylindrical pressure vessel with a somewhat vertical axis (in the middle Height) flows in, the gas flows out again in the area of the axis and the liquid is either conveyed back into the pressure vessel by at least one working volume or into a container outside of each working volume through at least one valve controlled by a float in the lowest area and a pipeline , which always has the desired liquid level of each working volume due to an overflow, with which it flows through at least one pipe with at least one easy-going one
Rückschlagventil unterhalb des Flüssigkeitsniveaus verbunden ist, wobei der Behälter über der Flüssigkeitsfläche etwa denselben Druck wie den minimalen Druck im entsprechenden Arbeitsvolumen hat. 109. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 50, bei dem die Druckdifferenz der entscheidende zu mindestens einem mit Ventilen zu zumindest einem Arbeitsvolumen abgegrenzten Räumen auch an zumindest einem Ventilator oder zumindest einer Turbine mit zumindest einem verstellbaren Element anliegt, so daß diese(r) auf veränderte Mengenflüsse zumindest eines Arbeitsmittels (gesteuert durch das Steuersystem dieses Arbeitsvolumens) reagieren kann. 110.Check valve is connected below the liquid level, the container above the liquid surface having approximately the same pressure as the minimum pressure in the corresponding working volume. 109. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-50, in which the pressure difference between the decisive spaces and at least one space delimited with valves for at least one working volume is also applied to at least one fan or at least one turbine with at least one adjustable element, so that it can react to changes in the quantity flows of at least one work equipment (controlled by the control system of this work volume). 110.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 109, bei dem die radiale Turbine entweder durch das Arbeitsfluid angetrieben wird oder in zumindest einen Raum mit höherem Druck zumindest ein Arbeitsmittel preßt und der Einlaßkanal in der Umgebung der Turbinenschaufeln in der Größe (durch den (Strömungs-) Druckunterschied oder das Steuersystem) (z.B. durch eine Metall- Zunge) durch Änderung der Exzentrizität des Gehäuses am größten Umfang so verändert werden kann, daß bei möglichst konstantem Druck der Volumenstrom pro Zeiteinheit in einem möglichst weitem Umfang variiert werden kann. 111.A method of transferring entropy according to claim 109, wherein the radial turbine is either driven by the working fluid or presses at least one working fluid into at least one room with higher pressure and the inlet duct in the vicinity of the turbine blades is sized (by the (flow) Pressure difference or the control system) (eg by a metal tongue) can be changed by changing the eccentricity of the housing to the greatest extent so that the volume flow per unit of time can be varied as widely as possible while maintaining the pressure as constant as possible. 111.
Verfahren zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch Gas in einen Behälter gesteuert ein und dann wieder ausströmt, der in der Zwischenzeit in einem Behälter mit Flüssigkeit relativ zur Flüssigkeitsoberfläche zumindest vertikal bewegt wurde. 112.Process for the transfer of entropy, characterized in that gas is periodically controlled and then flows out into a container which in the meantime has been moved at least vertically in a container with liquid relative to the liquid surface. 112.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 111, dadurch gekennzeichnet, daß auf zumindest einer Welle zumindest ein Behälter angeordnet ist, dessen Öffnung in eine tangentiale Richtung senkrecht zur Wellenachse weist, und der Gas je nach Einsatzart und Drehrichtung aufiiimmt oder abgibt, wenn der Behälter so weit unter der Flüssigkeitsoberfläche ist, daß das Gas ohne große Druckdifferenz in bzw. aus diesem Behälter strömt, von dem es wieder abgegeben bzw. aufgenommen wird, wenn der Behälter nach dem zumindest teilweisen Auftauchen über die Flüssigkeitsoberfläche wieder mit Flüssigkeit geflutet bzw. von Flüssigkeit entleert wird. 113.Process for the transfer of entropy according to claim 111, characterized in that at least one container is arranged on at least one shaft, the opening of which points in a tangential direction perpendicular to the axis of the shaft, and the gas absorbs or releases depending on the type of use and direction of rotation if the container is so is far below the surface of the liquid that the gas flows into or out of this container without a large pressure difference, from which it is released or taken up again when the container after the at least partial emergence over the Liquid surface is flooded with liquid again or is emptied of liquid. 113.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 112, dadurch gekennzeichnet, daßProcess for the transfer of entropy according to one or more of Claims 1 to 112, characterized in that
Gas in ein Rohr unter der Flüssigkeitsoberfläche wahlweise durch Düsen oder poröses Material so eingeblasen wird, daß die Größen der Gasblasen in einem möglichst kleinen Intervall bleiben und dieses Gas- Flüssigkeitsgemisch aufgrund der geringeren durchschnittlichen Dichte in einen Behälter mit höherem Flüssigkeitsspiegel strömt. 114.Gas is blown into a pipe under the liquid surface either through nozzles or porous material so that the sizes of the gas bubbles remain in the smallest possible interval and this gas-liquid mixture flows into a container with a higher liquid level due to the lower average density. 114.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 113, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsmittel außerhalb des/derProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 113, characterized in that at least one working medium outside the / the
Arbeitsvolumina mit zumindest einem Wärmeenergiespeicher Wärmeenergie austauscht. 115.Working volumes with at least one thermal energy store exchanges thermal energy. 115.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 1 14, bei dem zumindest ein Wärmeenergiespeicher aus einer Anordnung von zumindest einer zumindest von einem Arbeitsmittel zu durchströmenden Schüttung eines kapazitiven Wärmeenergiespeichers(z.B. (Alt-) Glas (weiß), Kies (Durchmesser in engem Toleranzbereich : +- 20 %, Metall (-Schrott),..) und/oder Tsolationsmaterial besteht. 116. Verfahren zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einem Wärmeenergiespeicher die Anordnung des durchströmten Speichermaterials mit dem dieses einhüllende Isolationsmaterial(, das bei der Wärmeausdehnung des Speichermaterials federnd zurückweichen kann,) so ausgestaltet ist, daß die maximale Abmessung einer beliebigen, grob betrachtet senkrecht zu durchströmenden Fläche bedeutend kleiner sind, als die kürzeste Distanz für die Durchströmung der gesamten Anordnung und diese schlauchformige Struktur wie ein aufgerolltes Wollknäuel aneinanderliegend so angeordnet ist, daß durch Tsolationsmaterial jeweils Speichermaterial voneinander getrennt ist, zwischen denen zumindest ein Arbeitsmittel bei der Durchströmung eine möglichst geringen Weg zurücklegen muß. 117. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 14 bis 116, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Wärmespeicher mehrere durch Ventile verschließbare Zugänge an mehreren Positionen aufweist, wobei zumindest ein Arbeitsmittel von einem dieser Zugänge zu einem anderen erst nach der Durchströmung eines Anteils des gesamten Speichermaterials gelangen kann. 118.Method for the transfer of entropy according to claim 1 14, in which at least one thermal energy store from an arrangement of at least one bed of a capacitive thermal energy store to be flowed through by at least one working medium (eg (old) glass (white), gravel (diameter in a narrow tolerance range: + - 20%, metal (scrap), ..) and / or tsolation material 116. A method for transferring entropy, characterized in that, in at least one thermal energy store, the arrangement of the flowed through storage material with the insulation material enveloping it (which is used in the Thermal expansion of the storage material can spring back,) is designed so that the maximum dimension of any surface, roughly considered perpendicular to flow through, is significantly smaller than the shortest distance for the flow through the entire arrangement and this tubular structure arranged like a rolled-up ball of wool next to each other is that storage material is separated from each other by tsolation material, between which at least one working medium must travel as little as possible during the flow. 117. Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 14 to 116, characterized in that at least one heat accumulator has a plurality of openings closable by valves at several positions, with at least one working medium from one of these entrances to another only after the flow has passed a portion of the total storage material can reach. 118.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 117, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsmittel durch Sonnenenergie erhitzt, wahlweise zumindest teilweise in der Phase verändert oder chemisch verändert wird. 119.Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-117, characterized in that at least one working medium is heated by solar energy, optionally at least partially changed in phase or chemically changed. 119.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 118, bei dem die Solarstrahlung z.B. durch Spiegel oder Linsen auf zumindest einen Wärmetauscher optisch konzentriert wird, der von zumindest einem Arbeitsmittel durchströmt wird. Method for transferring entropy according to claim 118, in which the solar radiation is optically concentrated, for example by mirrors or lenses, on at least one heat exchanger through which at least one working medium flows.
120.120.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 119, bei dem die Konzentration der Solarstrahlung durch zumindest eine nach der relativen Position der Sonne ausgerichtete Einrichtung wie z.B. ein Parabolrinnenspiegel auf zumindest eine im Bereich der Brennlinie angeordnete Absorberstruktur erfolgt. 121.A method of transferring entropy according to claim 119, wherein the concentration of the solar radiation by at least one device aligned with the relative position of the sun, e.g. a parabolic trough mirror takes place on at least one absorber structure arranged in the region of the focal line. 121.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder beiden der Ansprüche 119 oder 120, dadurch gekennzeichnet, daß vorallem zumindest ein Absorberstruktur mit verändertem Sonnenstand nachgeführt wird 122.Process for the transfer of entropy according to one or both of claims 119 or 120, characterized in that, above all, at least one absorber structure with a changed position of the sun is tracked 122.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 118 bis 122, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein optischer Absorber und Wärmetauscher durch eine Struktur oder Material gegen die Umgebung so wärmeisoliert wird, daß durch diese Struktur die Solarstrahlung mit möglichst geringer Absorption oder Reflexion den Wärmetauscher erreicht. 123.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 118 to 122, characterized in that at least one optical absorber and heat exchanger is so thermally insulated from the environment by a structure or material that the solar radiation with the lowest possible absorption or reflection by this structure Heat exchanger reached. 123.
Verfahren zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß fast anstoßend an eine zu einer Ebene, welche zumindest einen Teil der reflektierten Strahlung zumindest einer Einrichtung zur optischen Konzentration der Strahlungsenergie auf eine Brennlinie (wie z.B. ein Parabolrinnenspiegel) in zwei gleich starke Strahlenbündel teilt, senkrechte Ebene durch die Brennlinie dieser Einrichtung Elemente angeordnet sind, deren Oberflächen parallel zu einer Linie durch den Bereich, in den die Strahlung um diese Brennlinie konzentriert wird, verlaufen, das eingestrahlte Sonnenlicht letztlich gerichtet reflektieren und die Wärmestrahlung eines Schwarzköφers mit einer Temperatur von 700°K zumindest, wenn sie von dieser Brennlime her sichtbar sind, möglichst weitgehend absorbieren (z.B. Glasröhren oder Glasfasern vgl. Lichtleiter), wodurch die auf zumindest eine Brennlinie konzentierte direkte Sonnenstrahlung zumindest teilweise in einen Bereich geleitet wird, (vgl. Lichtleiter oder transluzente thermische Isolation) in dem sie absorbiert wird 124.Method for the transfer of entropy, characterized in that almost perpendicular to a plane which divides at least a part of the reflected radiation from at least one device for optically concentrating the radiation energy onto a focal line (such as a parabolic trough mirror) into two equally strong beams Level through the focal line of this device elements are arranged, the surfaces of which run parallel to a line through the area in which the radiation is concentrated around this focal line, ultimately reflect the incident sunlight and the heat radiation of a black body with a temperature of 700 ° K at least if they are visible from this focal lime, absorb as much as possible (e.g. glass tubes or glass fibers see light guide), whereby the direct solar radiation concentrated on at least one focal line is at least partially guided into an area (see light guide or t translucent thermal insulation) in which it is absorbed 124.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 120 bis 123, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Einrichtung zur optischen Konzentration der Strahlungsenergie auf eine Brennlinie (wie z.B. ein Parabolrinnenspiegel) in einzelne Segmente parallel zur Brennlinie aufgeteilt ist, die einzeln in geringerem Umfang als in Anspruch 120 nötig, parallel nachgestellt werden, um bei der Nachführung des Absorbers eine Verbesserung der optischen Konzentration zu erreichen.Method for transferring entropy according to one or more of claims 120 to 123, characterized in that at least one device for optically concentrating the radiation energy on a focal line (such as a parabolic trough mirror) is divided into individual segments parallel to the focal line, which are individually to a lesser extent as necessary in claim 120, can be adjusted in parallel in order to achieve an improvement in the optical concentration when tracking the absorber.
125.125.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 122 bis 124, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 123 oder 122 aufgeführten Elemente zumindest teilweise durch einen Arbeitsmittelstrom, der von der entsprechenden Brennlinie bzw. vom Brennpunkt weg strömt, gekühlt werdenProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 122 to 124, characterized in that the elements listed in claim 123 or 122 are at least partially cooled by a flow of working fluid which flows away from the corresponding focal line or from the focal point
126.126.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 123 oder 125, dadurch gekennzeichnet, daß kein Bauteil so angeordnet ist, daß eine Transmission der dann absorbiertenMethod for transferring entropy according to one or more of claims 123 or 125, characterized in that that no component is arranged so that transmission of the then absorbed
Strahlung durch Material erfolgen muß.Radiation through material must be done.
127.127.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 123 bis 126, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 123 aufgeführten Elemente soweit von der Ebene mit höchsterProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 123 to 126, characterized in that the elements listed in claim 123 are as far from the plane with the highest
Symmetrie, in der zumindest eine Brennlinie liegt, entfernt angeordnet sind, daß nur ein geringer Anteil der in Richtung auf diese Brennlinie reflektierten Strahlungsleistung bei idealer Ausrichtung der entsprechenden Einrichtung zur optischen Konzentration der Strahlungsenergie im Bereich der Stirnfläche dieser Elemente ankommt.Symmetry, in which at least one focal line lies, is arranged at a distance such that only a small proportion of the radiation power reflected in the direction of this focal line arrives in the region of the end face of these elements with ideal alignment of the corresponding device for the optical concentration of the radiation energy.
128.128.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 123 bis 127, dadurch gekennzeichnet, daß die in diesen Ansprüchen angeführten Elemente von der entsprechenden Brennlinie her durchströmt werden.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 123 to 127, characterized in that the corresponding focal line flows through the elements specified in these claims.
129.129.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 123 bis 128, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ansprüchen 123 bis 128 angeführten Elemente so angeordnet sind, daß die solare Strahlung ohne Transmission zu Oberflächen gelangen kann, an der sie absorbiert wird, und die Oberfläche von der Strömung des Arbeitsfluids gekühlt wird.Process for the transfer of entropy according to one or more of Claims 123 to 128, characterized in that the elements cited in Claims 123 to 128 are arranged in such a way that the solar radiation can reach surfaces on which it is absorbed without transmission, and the surface is cooled by the flow of the working fluid.
130.130th
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 123 bis 129, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel zumindest eine Struktur mit einer die solare Strahlung absorbierenden Oberflächen durchströmen kann.Method for transferring entropy according to one or more of claims 123 to 129, characterized in that the working medium can flow through at least one structure with a surface which absorbs the solar radiation.
131.131.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 130, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 130 aufgeführten Elemente an beiden Enden dichtend gefaßt und so in ein zumindest in dem angrenzenden Bereich geschlossenes Leitungssystem integriert sind.Method for transferring entropy according to claim 130, characterized in that the elements listed in claim 130 are sealed at both ends and are thus integrated in a conduit system which is at least closed in the adjacent area.
132.132.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 131 , dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der in Anspruch 131 aufgeführten Elemente im von der entsprechenden Brennlinie entfernten Bereich bei zumindest einigen der Oberflächen derProcess for the transfer of entropy according to claim 131, characterized in that within the elements listed in claim 131 in the area distant from the corresponding focal line on at least some of the surfaces of the
Absorptionskoeffizient für Sonnenstrahlung größer als bei Glaswänden ist. (z.B. durchAbsorption coefficient for solar radiation is greater than for glass walls. (e.g. through
Schwärzung , ein eingeschobenes Rohr aus Metall oder Keramik oder einenBlackening, an inserted tube made of metal or ceramic or a
Metallstreifen)Metal strips)
133. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder beiden der Ansprüche 131 oder 132, dadurch gekennzeichnet, daß die in diesen AnsDriichen aufgeführten Elemente in durchströmte Elemente übergehen, die aus einem anderen Material bestehen und deren Oberflächen weitgehend die selbe Orientierung aufweisen. 134.133. Method for transferring entropy according to one or both of claims 131 or 132, characterized in that the elements listed in these claims merge into flow-through elements which consist of a different material and whose surfaces have largely the same orientation. 134.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 123 bis 133, dadurch gekennzeichnet. daß die Absorption der solaren Strahlung an Oberflächen erfolgt, die auch gerichtet reflektieren, wahlweise die Strahlung eines schwarzen Körpers mit der TemperaturMethod for transferring entropy according to one or more of claims 123 to 133, characterized. that the absorption of the solar radiation takes place on surfaces that also reflect directionally, optionally the radiation of a black body with the temperature
700°K absorbieren oder nicht und so angeordnet sind, daß die absorbierte solareAbsorb 700 ° K or not and are arranged so that the absorbed solar
Strahlungsenergie pro Fläche möglichst konstant ist, so daß der Wärmeübergang von dieser Oberfläche an das Arbeitsmittel (trotz dessen geringer Wärmeleitfähigkeit oderRadiation energy per surface is as constant as possible, so that the heat transfer from this surface to the work equipment (despite its low thermal conductivity or
Wärmekapazität) bei minimalen Exergieverlusten erfolgt.Heat capacity) with minimal exergy losses.
135.135.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 119 bis 134, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Anordnung in Strahlrichtung hinter zumindest einem Teil zumindest einerMethod for transferring entropy according to one or more of claims 119 to 134, characterized in that the entire arrangement in the beam direction behind at least a part of at least one
Brennlinie bzw. zumindest einem Brennpunkt mit thermischer Isolation ummantelt ist.Focal line or at least one focal point is coated with thermal insulation.
136.136.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 123 bis 135, dadurch gekennzeichnet, daß in Einstrahlrichtung vor der Brennlinie zumindest ein flaches, ebenes und dünnes Bauteil (mit geringer Wärmeleitfähigkeit inMethod for transferring entropy according to one or more of claims 123 to 135, characterized in that at least one flat, flat and thin component (with low thermal conductivity in
Einstrahlrichtung) (z.B. Schlitzblech, evtl. glasiert) angebracht ist, in dessen Ebene auch die entsprechende Brennlinie liegt oder zumindest in diesem Bereich verläuft.Direction of irradiation) (e.g. slotted plate, possibly glazed) is attached, in whose plane the corresponding focal line lies or at least runs in this area.
137.137.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 119 bis 154, dadurch gekennzeichnet, daß aus zumindest einem Strömungskanal im Bereich der Brennlinie bzw. des Brennpunktes Luft so freigesetzt wird, daß sie entgegen derMethod according to one or more of Claims 119 to 154, characterized in that air is released from at least one flow channel in the region of the focal line or the focal point in such a way that it opposes the
Strahlungsrichtung strömt.Direction of radiation flows.
138.138.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 119, bei dem die Konzentration der Solarstrahlung durch zumindest einen bzgl. einer Symmetrieachse drehsymmetrischen, nach der relativen Position der Sonne ausgerichtetenA method of transferring entropy according to claim 119, in which the concentration of the solar radiation is aligned by at least one axis which is rotationally symmetrical with respect to an axis of symmetry and is aligned with the relative position of the sun
Parabolspiegel auf zumindest einen im Bereich des Brennpunktes angeordnetenParabolic mirror arranged on at least one in the area of the focal point
Wärmetauscher erfolgt.Heat exchanger is done.
139. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 119 bis 138, dadurch gekennzeichnet, daß vorallem zumindest ein Absorber mit verändertem Sonnenstand nachgeführt wird.139. Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 119 to 138, characterized in that, above all, at least one absorber with a changed position of the sun is tracked.
140.140.
Anlage zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise weitgehend parallel oder weitgehend rotationssymmetrisch zu einer Hauptstrahllinie, die in jeder Ebene liegen muß, welche die Strahlung, die von zumindest einerPlant for the transfer of entropy, characterized in that either largely parallel or largely rotationally symmetrical to a main beam line, which must lie in each plane, which the radiation from at least one
Einrichtung zur optischen Konzentration der solaren Strahlungsenergie auf einenDevice for the optical concentration of solar radiation energy on one
Brennpunkt konzentriert wird, in zwei gleich starke Strahlenbündel teilt, und fast anstoßend an eine dazu senkrechte Ebene durch diesen Brennpunkt, Elemente angeordnet sind, deren Oberflächen in etwa parallel zu einer Linie durch den Bereich, in den die Strahlung um diesen Brennpunkt konzentriert wird, verlaufen, das eingestrahlte Sonnenlicht letztlich gerichtet reflektieren und die Wärmestrahlung einesFocal point is concentrated, divided into two equally strong bundles of rays, and elements are arranged almost abutting a plane perpendicular to this through this focal point, the surfaces of which run approximately parallel to a line through the area in which the radiation is concentrated around this focal point , which ultimately reflect the incident sunlight and the heat radiation of a
Schwarzkörpers mit einer Temperatur von 700°K zumindest, wenn sie von derBlackbody with a temperature of 700 ° K at least if it is from the
Brennlinie her sichtbar sind, möglichst weitgehend absorbieren (z.B. Glasröhren oder Glasfasern vgl. Lichtleiter), wodurch die auf einen Brennpunkt konzentrierteThe focal line is visible, absorb as much as possible (e.g. glass tubes or glass fibers see light guide), which means that the focus is on one focal point
Sonnenstrahlung in einen Bereich geleitet wird, (vgl. Lichtleiter oder transluzente thermische Isolation) in dem sie absorbiert wird. Sun radiation is directed into an area (cf. light guide or translucent thermal insulation) in which it is absorbed.
141.141.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 119 bis 140, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Einrichtung zur optischenMethod for transferring entropy according to one or more of claims 119 to 140, characterized in that at least one device for optical
Konzentration der solaren Strahlungsenergie auf einen Brennpunkt in einzelne Segmente aufgeteilt ist, die einzeln in geringerem Umfang als in den Ansprüchen 139 oder 120 nötig, nachgestellt werden, um bei der Nachführung des dazugehörigenConcentration of the solar radiation energy on a focal point is divided into individual segments, which are individually adjusted to a lesser extent than in claims 139 or 120, in order to track the associated one
Absorbers eine Verbesserung der optischen Konzentration zu erreichenAbsorber to achieve an improvement in optical concentration
142.142.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 140, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 140 aufgeführten Elemente zumindest teilweise durch einenProcess for the transfer of entropy according to claim 140, characterized in that the elements listed in claim 140 are at least partially by a
Arbeitsmittel ström, der vom entsprechenden Brennpunkt weg strömt, gekühlt werden.Flow working fluid that flows away from the corresponding focal point to be cooled.
143.143.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 140 bis 142, dadurch gekennzeichnet, daß kein Bauteil so angeordnet ist, daß eine Transmission der Strahlung durchMethod for transferring entropy according to one or more of claims 140 to 142, characterized in that no component is arranged in such a way that transmission of the radiation through
Oberflächen erfolgen muß, deren tangential weitergeführten Ebenen von der entsprechenden Hauptstrahllinie in einem Winkel geschnitten werden, der deutlich vonSurfaces must take place, whose tangentially continued planes are intersected by the corresponding main beam line at an angle that is clearly from
0° abweicht.Deviates 0 °.
144. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 140 bis 143, dadurch gekennzeichnet, daß die in diesen Ansprüchen aufgeführten Elemente soweit von der jeweils entsprechenden Hauptstrahllinie durch den Brennpunkt entfernt angeordnet sind, daß nur ein geringer Anteil der in Richtung auf den Brennpunkt reflektierten Strahlungsleistung bei idealer Ausrichtung des Parabolspiegels im Bereich der144. Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 140 to 143, characterized in that the elements listed in these claims are arranged so far from the corresponding main beam line through the focal point that only a small proportion of those in the direction of the Focus reflected radiation power with ideal alignment of the parabolic mirror in the area of
Stirnfläche dieser Elemente ankommt.Front face of these elements arrives.
145.145.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 140 bis 144, dadurch gekennzeichnet, daß die in diesen Ansprüchen angeführten Elemente vom entsprechenden Brennpunkt her durchströmt werden.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 140 to 144, characterized in that the elements mentioned in these claims are flowed through from the corresponding focal point.
146.146.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 140 bis 145, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ansprüchen 140 bis 145 angeführten Elemente so angeordnet sind, daß die solare Strahlung ohne Transmission zu Oberflächen gelangen kann, an der sie absorbiert wird und die von der Strömung des Arbeitsfluids gekühlt wird.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 140 to 145, characterized in that the elements cited in claims 140 to 145 are arranged in such a way that the solar radiation can reach surfaces without transmission, on which it is absorbed and the is cooled by the flow of the working fluid.
147.147.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 140 bis 146, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel zumindest eine Struktur mit der die solare Strahlung absorbierenden Oberflächen durchströmen kann.Method for transferring entropy according to one or more of claims 140 to 146, characterized in that the working medium can flow through at least one structure with which the surfaces absorbing the solar radiation can flow.
148.148.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 140 bis 147, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 145 aufgeführten Elemente an beiden Enden dichtend gefaßt und so in ein zumindest in dem angrenzenden Bereich geschlossenes Leitungssystem integriert sind. Method for transferring entropy according to one or more of claims 140 to 147, characterized in that the elements listed in claim 145 are sealed at both ends and are thus integrated in a conduit system which is at least closed in the adjacent area.
149.149.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 140 bis 148, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der in Anspruch 148 aufgeführten Elemente im vom Brennpunkt entfernten Bereich bei zumindest einigen der Oberflächen, mit weitgehend parallelenProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 140 to 148, characterized in that within the elements listed in claim 148 in the region distant from the focal point on at least some of the surfaces, with largely parallel
Schnittlinien der tangentialen Ebenen, der Absorptionskoeffizient für Sonnenstrahlung größer als bei den Glaswänden ist. (z.B. durch Schwärzung , ein eingeschobenes Rohr aus Metall oder Keramik oder einen Metallstreifen)Intersection lines of the tangential planes, the absorption coefficient for solar radiation is larger than for the glass walls. (e.g. due to blackening, an inserted tube made of metal or ceramic or a metal strip)
150. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 140 bis 148, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 148 aufgeführten Elemente in durchströmte Elemente übergehen, die aus einem anderen Material bestehen und deren150. A method for transferring entropy according to one or more of claims 140 to 148, characterized in that the elements listed in claim 148 merge into flow-through elements which consist of a different material and their
Oberflächen weitgehend die selbe Orientierung aufweisen.Surfaces largely have the same orientation.
151. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 123 bis 150, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorption der solaren Strahlung an Oberflächen erfolgt, die auch gerichtet reflektieren, wahlweise zumindest teilweise die Strahlung eines schwarzen Körpers mit der Temperatur 700°K absorbieren oder nicht absorbieren und so angeordnet sind, daß die absorbierte Energie pro Fläche möglichst konstant ist, so daß der Wärmeübergang von dieser Oberfläche an das Arbeitsmittel (trotz dessen geringer Wärmeleitfähigkeit oder Wärmekapazität) bei minimalen Exergieverlusten erfolgt.151. Method for transferring entropy according to one or more of claims 123 to 150, characterized in that the absorption of the solar radiation takes place on surfaces which also reflect in a directed manner, optionally at least partially absorb the radiation of a black body at the temperature 700 ° K or do not absorb and are arranged so that the absorbed energy per surface is as constant as possible, so that the heat transfer from this surface to the working medium (despite its low thermal conductivity or heat capacity) takes place with minimal exergy losses.
152.152.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 119 bis 151 , dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Anordnung in Strahlrichtung hinter zumindest einer Brennlinie oder zumindest einem Brennpunkt mit thermischerMethod for transferring entropy according to one or more of claims 119 to 151, characterized in that the entire arrangement in the beam direction behind at least one focal line or at least one focal point with thermal
Isolation ummantelt ist.Insulation is encased.
153.153.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 140 bis 152, dadurch gekennzeichnet, daß in Einstrahlrichtung vor zumindest einemMethod for transferring entropy according to one or more of claims 140 to 152, characterized in that in front of at least one in the direction of irradiation
Brennpunkt zumindest ein flaches, ebenes, dünnes und gerichtet reflektierendes und/oder transmittierendes Bauteil mit geringer Wärmeleitfähigkeit (z.B. Schlitzblech, evtl. glasiert) in Form eines Kegelmantels angebracht ist, dessen Symmetrieachse dieThe focal point is at least a flat, flat, thin and directionally reflecting and / or transmitting component with low thermal conductivity (e.g. slotted plate, possibly glazed) in the form of a cone jacket, the axis of symmetry of which
Hauptstrahllinie ist und dessen verlängerte Kegelspitze auf den Brennpunkt weist. 154.Is the main beam line and its elongated cone tip points to the focal point. 154.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 123 bis 153, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zumindest eines optischen Absorbers zumindest ein Ventil angeordnet ist, das abhängig von der Temperatur zum Schutz vor Überhitzung im Notfall geöffnet wird, so daß Luft aufgrund der Kaminwirkung, welche durch ein verlängerndes RohrMethod for the transfer of entropy according to one or more of claims 123 to 153, characterized in that at least one valve is arranged in the area of at least one optical absorber, which is opened depending on the temperature to protect against overheating in an emergency, so that air due to the Chimney effect, which is caused by an extension pipe
(in Hauptstrahlrichtung) verstärkt werden kann, durch die Absorberstruktur strömt.can be amplified (in the main beam direction), flows through the absorber structure.
155.155.
Verfahren zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß in Strahlrichtung hinter zumindest einer transparenten Abdeckung im Tdealfall weitgehend gerichtet transmittierende und/oder reflektierende Elemente, welche im Idealfall die Infrarotstrahlung eines Schwarz-Körpers mit der Temperatur von 700°K weitgehend absorbieren, so weitgehend parallel angeordnet und ausgerichtet werden, daß die Oberflächen weitgehend parallel zur Einstrahlungsrichtung liegen und ein möglichst großer Anteil der Sonnenstrahlung in möglichst großer Entfernung der transparenten Abdeckung absorbiert wird, und von der transparenten Abdeckung her von zumindest einem Arbeitsmittel in Strahlrichtung durchströmt werden, wobei die nicht angestrahlten Seiten dieser Anordnung thermisch isoliert sind. 156.Process for the transfer of entropy, characterized in that in the beam direction behind at least one transparent cover in the ideal case transmitting and / or reflecting elements which ideally largely absorb the infrared radiation of a black body at the temperature of 700 ° K, so largely parallel are arranged and aligned so that the surfaces are largely parallel to Direction of irradiation and the largest possible proportion of solar radiation is absorbed at the greatest possible distance from the transparent cover, and the transparent cover flows through at least one working medium in the beam direction, the non-illuminated sides of this arrangement being thermally insulated. 156.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 155, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 155 aufgeführten weitgehend ebenen Elemente mit größerer Fläche einzeln auf jeweils einer Achse gelagert sind und der Sonne durch die Drehung um diese Achse nachgeführt werden 157.Process for the transfer of entropy according to claim 155, characterized in that the largely planar elements with a larger surface area, which are listed in claim 155, are each individually supported on an axis and track the sun by rotation about this axis 157.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 155, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 155 aufgeführten Elemente zusammen mit der gesamten in Anspruch 155 charakterisierten Anordnung der Sonne nachgeführt werden. 158.Process for the transfer of entropy according to claim 155, characterized in that the elements listed in claim 155 together with the entire arrangement characterized in claim 155 track the sun. 158.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 155, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 155 charakterisierten weitgehend ebenen Elemente zusammen mit der gesamten in Anspruch 155 charakterisierten Anordnung auf einer gemeinsamen Achse gelagert sind und der Sonne nachgeführt werden. 159.Method for the transfer of entropy according to claim 155, characterized in that the largely flat elements characterized in claim 155 are mounted on a common axis together with the entire arrangement characterized in claim 155 and track the sun. 159.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 155, dadurch gekennzeichnet, daß in Strahlrichtung vor den in Anspruch 155 aufgeführten Elemente zumindest eine weitere transluzente Anordnung von Elementen entgegen der Strahlrichtung durchströmt wird 160.Method for transferring entropy according to claim 155, characterized in that at least one further translucent arrangement of elements against the beam direction is flowed through in the beam direction upstream of the elements listed in claim 155.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 155 bis 159, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen zumindest einer transparenten Abdeckung und den in diesen Ansprüchen charakterisierten Elementen ebenso in Strömungskanäle aufgeteilt ist, wie der Raum auf der anderen Seite dieser Elemente zwischen diesen Elementen und der entsprechenden Isolation.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 155 to 159, characterized in that the space between at least one transparent cover and the elements characterized in these claims is divided into flow channels as well as the space on the other side of these elements between them Elements and the corresponding insulation.
161. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 155 bis 160, dadurch gekennzeichnet, daß auch zumindest ein Raum zwischen den in Anspruch 159 charakterisierten Elementen, die in unterschiedlicher Richtung von zumindest einem Arbeitsfluid durchströmt werden, ebenso in Strömungskanäle aufgeteilt ist, wie die in Anspruch 160 charakterisierten Räume. 162.161. Method for transferring entropy according to one or more of claims 155 to 160, characterized in that at least one space between the elements characterized in claim 159, which are flowed through in at least one working fluid in different directions, is also divided into flow channels, like the spaces characterized in claim 160. 162.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 155 bis 161, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmung der in den Ansprüchen 155 oder 159 charakterisierten Elemente von einem Strömungskanal zum anderen nur durch die Überwindung eines genügend großen Strömungswiderstandes möglich ist, so daß zu dieser Strömung keine effektiv störende konvektive Strömung überlagert wird. 163. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 155 bis 162 dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Raum zwischen den in diesen Ansprüchen charakterisierten Elementen und der entsprechenden opaken Isolation, angrenzend an die Enden dieser Elemente eine zu durchströmende Absorberstruktur mit ausreichend großem Strömungswiderstand angebracht ist. 164.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 155 to 161, characterized in that the flow through the elements characterized in claims 155 or 159 from one flow channel to the other is only possible by overcoming a sufficiently large flow resistance, so that to this No effectively interfering convective flow is superimposed on the flow. 163. Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 155 to 162, characterized in that in at least one space between the elements characterized in these claims and the corresponding opaque insulation, adjacent to the ends of these elements, an absorber structure to be flowed through with a sufficiently large flow resistance is attached is. 164.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 160 bis 163, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle, die in unterschiedlichen in diesen Ansprüchen charakterisierten Räumen verlaufen, auch in verschiedene Richtungen verlaufen. 165.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 160 to 163, characterized in that the flow channels which run in different spaces characterized in these claims also run in different directions. 165.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 160 bis 164, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung so reguliert wird, daß durch jeden Strömungskanal am Übergang zum entsprechenden Sammelkanal eine Menge von Arbeitsfluid strömt, die etwa proportional ist zu der in dem Flachenbereich absorbierten Strahiungsenergie, der vomMethod of transferring entropy according to one or more of claims 160 to 164, characterized in that the flow is regulated in such a way that an amount of working fluid flows through each flow channel at the transition to the corresponding collecting channel which is approximately proportional to that absorbed in the flat area Radiation energy from
Strömungskanal abgedeckt wirdFlow channel is covered
166.166.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 160 bis 165, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Strömungskanäle durch jeweils einen eigenen Ventilator mit einem Sammelkanal Arbeitsmittel austauschenProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 160 to 165, characterized in that at least some of the flow channels exchange working fluid with a collecting channel by means of their own fan
167.167.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 160 bis 166, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Strömungskanäle durch ein temperaturabhängig gesteuertes Ventil in einen Sammelkanal Arbeitsmittel abgeben.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 160 to 166, characterized in that at least some of the flow channels release working fluid into a collecting channel through a temperature-controlled valve.
168. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 155 bis 167, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zumindest eines optischen Absorbers zumindest ein Ventil angeordnet ist, das abhängig von der Temperatur zum Schutz vor Überhitzung im Notfall geöffnet wird, so daß Luft aufgrund der Kaminwirkung, welche durch ein verlängerndes Rohr verstärkt wird, durch die Absorberstruktur strömt.168. Method for transferring entropy according to one or more of claims 155 to 167, characterized in that at least one valve is arranged in the region of at least one optical absorber, which is opened depending on the temperature to protect against overheating in an emergency, so that air due to the chimney effect, which is reinforced by an elongating pipe, flows through the absorber structure.
169169
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 123 bis 168, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der in den Ansprüchen 123 bis 168 charakterisierten Kollektoren hintereinander geschaltet werden, so daß zumindest ein Arbeitsfluid in mehrerenMethod for transferring entropy according to one or more of claims 123 to 168, characterized in that several of the collectors characterized in claims 123 to 168 are connected in series, so that at least one working fluid in several
Stufen erhitzt wird. 170.Stages is heated. 170.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 169, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsmittel durch die wahlweise bei Kernreaktionen z.B. in einem mit Helium gekühlten und mit Graphit moderierten Reaktor oder bei einer Verbrennung z.B. von Biomasse oder Biogas mit Frischluft freigesetzten Wärmeenergie erhitzt wird. 171. Verfähren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 169, characterized in that at least one working medium is released by the fresh air optionally in the case of nuclear reactions, for example in a reactor cooled with helium and moderated with graphite, or in the case of combustion of biomass or biogas, for example Thermal energy is heated. 171. Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 -
170, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem die bewegten Komponenten und die Ventile mehrerer Arbeitsvolumina so steuert, daß die jeweiligen thermodynamischen Kreisprozesse mit derselben Periodendauer phasenverschoben ablaufen. 172.170, characterized in that the control system controls the moving components and the valves of a plurality of working volumes in such a way that the respective thermodynamic cycle processes take place with the same period duration out of phase. 172.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 171 , dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige Ein- und Auslaßventile der Arbeitsvolumina jeweils in die selben externen Räume fuhren. 173.Method for transferring entropy according to claim 171, characterized in that at least some inlet and outlet valves of the working volumes each lead into the same external spaces. 173.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-
171, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsmittel nach dem Ausströmen aus zumindest einem Auslaßventil zumindest eines Arbeitsvolumens nach wahlweise einer (erneuten) Erhitzung, Abkühlung oder Druckänderung durch zumindest ein Einlaßventil in zumindest ein anderes Arbeitsvolumen strömt. 174.171, characterized in that at least one working fluid flows out of at least one outlet valve of at least one working volume after at least one (renewed) heating, cooling or pressure change through at least one inlet valve into at least one other working volume. 174.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 173, dadurch gekennzeichnet, daß (gefilterte) Frischluft durch die Abgase zumindest einer Verbrennungskraftmaschine in zumindest einem Wärmetauscher oder zumindest einem Regenerator (der als Katalysator wirkt) erhitzt wird und durch zumindest ein Einlaßventil in zumindest ein Arbeitsvolumen aufgenommen wird und zumindest teilweise durch zumindest ein Auslaßventil in zumindest einen Raum mit höherem Druck wieder abgegeben wird. 175. Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 174, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft, welche aus zumindest einem Arbeitsvolumen bei erhöhtem Druck durch zumindest ein Auslaßventil ausgepreßt wird, (nach einer Zwischenspeicherung in einem puffernden Drucktank) zumindest teilweise in zumindest eine Verbrennungskraftmaschine einströmt . 176.Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-173, characterized in that (filtered) fresh air is heated by the exhaust gases of at least one internal combustion engine in at least one heat exchanger or at least one regenerator (which acts as a catalyst) and by at least one inlet valve is received in at least one working volume and is at least partially discharged through at least one outlet valve into at least one room with higher pressure. 175. Method for transferring entropy according to claim 174, characterized in that the air which is pressed out of at least one working volume at elevated pressure by at least one outlet valve (after being temporarily stored in a buffering pressure tank) at least partially flows into at least one internal combustion engine. 176.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 174 bis 175, dadurch gekennzeichnet, daß dabei die kühle Luft aus dem Teilvolumen zumindest eines Arbeitsvolumens entnommen wird, das an den Kühler angrenzt. 177. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -Method for transferring entropy according to one or more of claims 174 to 175, characterized in that the cool air is removed from the partial volume of at least one working volume which is adjacent to the cooler. 177. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 -
176, bei dem Einlaß- und Auslaßventile zumindest zweier Arbeitsvolumina so (durch einen gemeinsamen Raum) verbunden sind, daß das Arbeitsfluid nach dem Ausströmen aus zumindest einem Arbeitsvolumen nach wahlweise einer oder keiner Wechselwirkung mit Systemen wahlweise zur Druckänderung oder zum Wärmeenergieaustausch zumindest teilweise in zumindest ein weiteres Arbeitsvolumen einströmen kann. 178. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis176, in which inlet and outlet valves of at least two working volumes are connected (by a common space) such that the working fluid after flowing out of at least one working volume after either one or no interaction with systems either for pressure change or for heat energy exchange at least partially in at least one more work volume can flow in. 178. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to
177, dadurch gekennzeichnet, daß in eine durch Anspruch 45 näher bezeichnete Anordnung von Arbeitsvolumina eingesaugtes Gas als trockenes, lösungsmitteldampfreduziertes oder/und ölfreiees Durckgas einem Druckgasspeicher zugeführt wird, wobei die Trocknung des Gases durch die während dem Aufenthalt wie im Anspruch 211 näher bezeichneten kältesten Teilvolumen Kondensierung oder Sublimierung eines Teils des Lösungsmittels oder des Wasserdampfes erfolgt und das Eis / gefrorene Lösungsmittel während Leerlaufzeiten in denen z.B. das Einlaßventil bei laufendem Antrieb geöffnet bleibt, wieder aufgetaut und aus zumindest einem Arbeitsvolumen entfernt wird. 179.177, characterized in that gas sucked into an arrangement of working volumes specified by claim 45 as dry, solvent-vapor-reduced and / or oil-free pressurized gas is fed to a compressed gas store, the drying of the gas by the coldest during the stay as described in claim 211 Partial volume condensation or sublimation of part of the solvent or water vapor takes place and the ice / frozen solvent is thawed again during idle times in which, for example, the inlet valve remains open while the drive is running, and removed from at least one working volume. 179.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to
178, bei dem die aus zumindest einem Arbeitsvolumen abgeführte Wärmeenergie wahlweise zur Warmwasseraufbereitung oder Heizung (über Nah- oder Femwärmesysteme) übertragen wird. 180.178, in which the heat energy dissipated from at least one working volume is optionally transmitted for hot water preparation or heating (via local or remote heating systems). 180.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to
179, bei dem zusätzliche Komponenten aus dem Baugewerbe so angeordnet sind, daß darin gewohnt und gelebt werden kann und eine Kombination der Teilsysteme Arbeitsvolumen, Speicher, Erhitzer durch Verbrennung und Sonnenkollektor durch Parallelschaltung erfolgt.179, in which additional components from the construction industry are arranged so that people can live and live in them and a combination of the subsystems work volume, storage, heater by combustion and solar panel by parallel connection.
181.181.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 180, bei dem das ArbeitsfluidA method of transferring entropy according to claim 180, wherein the working fluid
Luft ist und/oder in zumindest einem Arbeitsvolumen mit Kühlwasser (mitIs air and / or in at least one working volume with cooling water (with
Frostschutz) gekühlt wird. 182.Frost protection) is cooled. 182.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to
181, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Wärmetauscher z.B Gas - Flüssigkeit für Heizung und Warmwasser Wärmeenergie zur Verfügung gestellt wird181, characterized in that thermal energy is provided by a heat exchanger, e.g. gas-liquid for heating and hot water
183. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis183. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to
182, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung oder als Wärmequelle zumindest ein Wasserbecken wie z B ein Regenwasserbecken als Zwischenspeicher verwendet wird und dieser mit Umgebungsluft gekühlt bzw erwärmt wird182, characterized in that for cooling or as a heat source at least one water basin such as a rainwater basin is used as an intermediate store and this is cooled or heated with ambient air
184. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -184. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-
183, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Größe zumindest eines Arbeitsvolumens nur einen Teil der183, characterized in that a change in the size of at least one work volume only part of the
Druckänderung bewirkt.Changes in pressure.
185. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -185. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 -
183, dadurch gekennzeichnet, daß183, characterized in that
Sonnenenergie durch eine Integration mehrerer der in diesem Patent charakterisiertenSolar energy by integrating several of those characterized in this patent
Teilsystemen wie Gasverdichter, Wärmeenergiespeicher, Sonnenkollektor ,Subsystems such as gas compressors, thermal energy storage, solar panels,
Druckgasspeicher, Turbine und Stromgenerator nach charakterisierter Umwandlung und/ oder Speicherung entsprechend dem Bedarf als elektrische Energie zurCompressed gas storage, turbine and power generator after characterized conversion and / or storage as required as electrical energy
Verfügung gestellt wird.Is made available.
186.186.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 -Method for transferring entropy according to one or more of claims 1-
184, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Flüssigkeit in jedem Wärmetauscher in jedem Arbeitsvolumen stets kleiner ist, als der niedrigste im Betriebszustand auftretende Druck im entsprechenden Arbeitsvolumen.184, characterized in that the pressure of the liquid in each heat exchanger in each working volume is always lower than the lowest pressure occurring in the operating state in the corresponding working volume.
187. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 186, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein an zumindest ein kältestes Teilvolumen angrenzender Regenerator so gedreht oder verschoben wird, daß zumindest periodisch zumindest ein Teil des Regenerators in einem warmen Raum auftauen und abtropfen kann, von wo die Flüssigkeit dann automatisch (durch ein187. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 186, characterized in that at least one regenerator adjacent to at least a coldest partial volume is rotated or shifted such that at least periodically at least part of the regenerator can thaw and drip in a warm room , from where the liquid then automatically (through a
Rohrleitungssystem) abgeführt werden kann.Pipe system) can be removed.
188.188.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 187, dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitsfluid durch die Durchströmung zumindest eines Regenerators abgekühlt und wieder erwärmt wird, wobei dem abgekühlten Arbeitsfluid Wärmeenergie entzogen und dabei Lösungsmittel kondensiert oder sublimiert wird.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 187, characterized in that working fluid is cooled and reheated by the flow through at least one regenerator, thermal energy being withdrawn from the cooled working fluid and solvent being condensed or sublimated.
189.189.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 188, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest den Teil des Verfahrens zum Transfer von Entropie, das alsMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 188, characterized in that by at least the part of the method for transferring entropy, which as
Kältemaschine wirkt, Gas abgekühlt wird und diese abgekühlte Gas (im geschlossenenChiller works, gas is cooled and this cooled gas (in the closed
Kreislauf) einen Wärmeenergiespeicher (vgl. Ansprüche 114 - 117) abkühlt, der anschließend durch einen anderen Gasstrom wieder erwärmt wird, wobei Lösungsmittel aus dem Gas kondensiert und/oder ausgefrohren (sublimiert) wird.Circuit) cools a thermal energy store (cf. claims 114-117), which is then heated again by another gas stream, with solvent being condensed and / or extracted (sublimed) from the gas.
190.190.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 187 bis 189, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verfahren zur Wassergewinnung aus der Luftfeuchtigkeit eingesetzt wird. 191.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 187 to 189, characterized in that this process is used to extract water from the air humidity. 191.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 190, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein zu kühlender Raum thermisch an ein Teilvolumen zumindest einesMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 190, characterized in that at least one space to be cooled is thermally bonded to a partial volume of at least one
Arbeitsvolumens angekoppelt ist. 192.Work volume is coupled. 192.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 191, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Kühlraum thermisch angekoppelt ist an zumindest ein Teilvolumen zumindest eines Arbeitsvolumens, das wie bei einem bekannten thermischen Kompressor aufgebaut ist und das mit zumindest einem nach einem oder mehreren derProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 191, characterized in that at least one cooling space is thermally coupled to at least a partial volume of at least one working volume, which is constructed as in a known thermal compressor and which has at least one according to one or several of the
Ansprüche 1 bis 191 gekennzeichneten Arbeitsvolumen verbunden ist, wobei dasClaims 1 to 191 marked work volume is connected, wherein the
Steuersystem in den beiden Arbeitsvolumina unterschiedlicher Art Strukturen oderTax system in the two working volumes of different types of structures or
Bauteile mit der selben Periodendauer bewegen.Move components with the same period.
193. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 192, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Flüssigkeit zumindest eines193. Method for transferring entropy according to one or more of claims 42 to 192, characterized in that at least one liquid at least one
Flüssigkeitskolbens wärmetauschende Flächen im Betriebszustand benetzt und auch als Heiz- bzw. Kühlflüssigkeit eingesetzt wird. 194.Liquid piston wetted heat-exchanging surfaces in the operating state and is also used as a heating or cooling liquid. 194.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 193, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Flüssigkeit zumindest eines Flussigkeitskolbens im Betriebszustand zumindest ein Gefäß oder zumindest eine saugfahige Struktur füllt und in einem Teilvolumen zumindest eines Arbeitsvolumens verrieseltMethod for transferring entropy according to one or more of claims 42 to 193, characterized in that at least one liquid has at least one Liquid piston in the operating state fills at least one vessel or at least one absorbent structure and sprinkles in a partial volume of at least one working volume
195 Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 194, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ventile ein195 Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 42 to 194, characterized in that a valve
Flussigkeitsaustausch zumindest eines offenen Behälters mit zumindest einemLiquid exchange of at least one open container with at least one
Arbeitsvolumen erfolgt und der Flussigkeitsspiegel in diesem Behalter höher ist, als durchschnittlich im entsprechenden Arbeitsvolumen 196Work volume is carried out and the liquid level in this container is higher than the average in the corresponding work volume 196
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 195, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest einProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 42 to 195, characterized in that by at least one
Überdruckventil Flüssigkeit aus zumindest einem Arbeitsvolumen entweicht, wenn zumindest ein Flussigkeitskolben zuerst im kalten Bereich oben an einer Hubbegrenzung anschlagtPressure relief valve liquid escapes from at least one working volume when at least one liquid piston first hits a stroke limitation in the cold area at the top
197197
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 196, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer desMethod for transferring entropy according to one or more of claims 42 to 196, characterized in that the float of the
Flussigkeitsverdrangerkolbens in den Extremstellungen periodisch vorübergehend verriegelt wird, um einen Bewegungsablauf zu erreichen, mit dem wahrend einerLiquid displacer piston is periodically temporarily locked in the extreme positions in order to achieve a movement sequence with which one
Periode eine maximale Temperaturanderung des Arbeitsfluides in zumindest einemPeriod a maximum temperature change of the working fluid in at least one
Arbeitsvolumen erreicht werden kannWorking volume can be achieved
198198
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 197, dadurch gekennzeichnet, daß wenn der Schwimmer desMethod for transferring entropy according to one or more of claims 42 to 197, characterized in that when the float of the
Flussigkeitsverdrangerkolbens in den Extremstellungen bewegt wird, je eine Klappe den Querschnitt für die Flussigkeitsstromung so weit entgegen der Stromungsrichtung verschließt und durch eine Feder offengehalten wird, daß abhangig von derLiquid displacement piston is moved in the extreme positions, one flap closes the cross section for the flow of liquid so far against the direction of flow and is kept open by a spring that depends on the
Stromungsgeschwindigkeit diese Klappe vollends schließt 199Flow rate this valve completely closes 199
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 198, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Betätigung zumindest einer Kompressionseinrichtung zumindest einesMethod for transferring entropy according to one or more of Claims 1 to 198, characterized in that at least one compression device is actuated when at least one compression device is actuated
Druckvolumens umgesetzte Kompressionsarbeit im Hydraulik- System (durch zumindest eine Hochdruck - Gasfeder) zumindest zum Teil gespeichert wirdPressure volume implemented compression work in the hydraulic system (by at least one high pressure gas spring) is at least partially stored
200200
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 199, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Betätigung zumindest einer Kompressionseinrichtung zumindest eines Druckvolumens umgesetzte Kompressionsarbeit im Hydraulik- System durch zumindest ein Schwungrad verbunden mit der zeitweise entweder antreibenden oder angetriebenen Pumpe zumindest zum Teil gespeichert wirdMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 199, characterized in that the compression work in the hydraulic system, which is carried out when at least one compression device is actuated at least one pressure volume, is connected by at least one flywheel to the temporarily either driving or driven pump at least for Part is saved
201201
Vorrichtung zum Transfer von Entropie, bei der gegen andere Räume oder die Umgebung durch zumindest ein Ventil und zumindest ein Druckgehause wahlweise ohne oder mit mechanischer Kompressionseinrichtung, wie z B Kolben,Device for the transfer of entropy, in which against other rooms or the environment through at least one valve and at least one pressure housing either without or with a mechanical compression device, such as a piston,
Flussigkeitskolben oder Membran, und wahlweise zumindest eine Flüssigkeitsgrenzfläche oder keine zumindest ein mit Arbeitsfluid gefülltes Arbeitsvolumen weitgehend eingegrenzt wird, in demLiquid flask or membrane, and optionally at least one Liquid interface or no at least one working volume filled with working fluid is largely limited in which
• jeweils zumindest zwei gegeneinander abgrenzbare, vom Arbeitsfluid in einer Periode mit maximaler Menge zu durchströmende Strukturen oder Bauteile mit für den thermodvnamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen, in welchen im Betriebszustand jeweils vom Arbeitsfluid zu durchströmende isotherme Flächen unterschiedlicher Temperatur ausgebildet werden,In each case at least two structures or components which can be delimited from one another and flow through by the working fluid in a period with a maximum amount and which are effective for the thermodynamic process and in which, in the operating state, isothermal surfaces of different temperature to be flowed through by the working fluid are formed,
• wahlweise zumindest ein oder kein dazwischen verbindend angeordnetes und weitgehend abdichtendes oder mit der Wirkung eines Regenerators ausgestattetes Element oder Bauteil wie z.B. eine (faltbare) Membrane, gefaltete, teleskopartige oder federnde Bleche, eine formveränderbare Regeneratorstruktur oder eine FlüssigkeitsgrenzflächeOptionally at least one or no element or component arranged between them and largely sealing or equipped with the effect of a regenerator, e.g. a (foldable) membrane, folded, telescopic or resilient sheets, a shape-changeable regenerator structure or a liquid interface
• oder wenigstens ein oder kein in diesem Arbeitsvolumen bewegbarer Verdrängerkolben • und die Begrenzung des Arbeitsfluids zumindest ein Teilvolumen mit minimaler Größe weitgehend übersehneidungsffei zu Vergleichbarem abgrenzen und zum Teil durch daran angreifende Elemente des Steuersystems zu Bewegungen veranlaßt werden, durch die das Verhältnis von diesem Teilvolumen zu diesem Arbeitsvolumen überwiegend in den Zeitperioden des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses entweder vergrößert oder verkleinert wird, während denen dieses Arbeitsvolumen nur geringer in der Größe verändert wird und je nach Druck des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen jeweils zumindest ein bestimmtes Ventil, dessen Öffnungs- und Schließzeitpunkt den thermodynamischen Kreisprozeß entscheidend beeinflußt und welches dieses Arbeitsvoiumen gegen zumindest einen äußeren Raum abgrenzen kann, welcher angefüllt ist mit zumindest einem Arbeitsmittel bei teilweise unterschiedlichen, relativ zur periodischen Druckänderung in diesem Arbeitsvolumen während diesen Zeitperioden nur geringeren Schwankungen unterworfenen Drücken, vom Steuersystem oder dem Strömungsdruck überwiegend (in den oben charakterisierten Zeitperioden) offen gehalten und durchströmt wird, welches (Ventile) wahrend zwischen diesen Zeitperioden ablaufenden anderen Zeitperioden geschlossen gehalten wird, in denen der Druck des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen durch die Verschiebung der oben genannten oder weiteren Komponenten oder Bauteile durch das Steuersystem und der dadurch verursachten Veränderung der mittleren Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen und/oder durch eine Veränderung der Größe dieses Arbeitsvolumens durch die mechanische Kompressionseinrichtung entweder steigt oder fällt und das Verhältnis jedes wie oben definierten Teilvolumens zu diesem Arbeitsvolumen nur in entscheidend geringerem Umfang verändert wird, wobei während einem relativ zur Periodendauer viel längeren Zeitintervall entweder eine Wärmeenergieaufnahme oder -abgäbe zumindest einer• or at least one or no displacer pistons that can be moved in this working volume • and the limitation of the working fluid delimit at least a partial volume with a minimal size largely without overlap with the comparable and in part are caused by movements of elements of the control system that act on it, causing the ratio of this partial volume to This work volume is either increased or decreased in the time periods of the periodically running thermodynamic cycle, during which this work volume is only changed in size to a smaller extent and, depending on the pressure of the working fluid in this work volume, at least one specific valve, the opening and closing time of which corresponds to the thermodynamic Circular process is decisively influenced and which can delimit this work volume against at least one external space, which is filled with at least one work equipment with partially different Chen, relative to the periodic pressure change in this working volume during these time periods, which is subject to only minor fluctuations, is kept open and flowed predominantly by the control system or the flow pressure (in the time periods characterized above), which (valves) is kept closed during the other time periods running between these time periods in which the pressure of the working fluid in this working volume by the displacement of the above or other components or components by the control system and the resulting change in the average temperature of the working fluid in this working volume and / or by a change in the size of this working volume by the mechanical compression device either rises or falls and the ratio of each sub-volume as defined above to this working volume is changed only to a significantly lesser extent, while during a relative to the per iodine duration much longer time interval either a heat energy intake or release at least one
Substanz eines kontinuierlichen oder periodisch an- und abschwellenden Massenstroms bei gleitender Temperatur oder bei mehreren Temperaturniveaus erfolgt und in diesem Arbeitsvolumen zumindest ein Arbeitsmittel zumindest teilweise als Arbeitsfluid wirkt, das den periodischen thermodynamischen Kreisprozeß durchläuft. 202.Substance of a continuous or periodically increasing and decreasing mass flow takes place at a sliding temperature or at several temperature levels and in this working volume at least one working medium acts at least partially as working fluid which passes through the periodic thermodynamic cycle. 202.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 201, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile zumindest eines Arbeitsvolumens, deren Öffnungs- und Schließzeitpunkt den thermodynamischen Kreisprozeß entscheidend beeinflussen, so angeordnet und eingebunden sind, daß ein durch zumindest ein derartiges Einlaßventil einströmender Anteil eines Arbeitsmittels erst nach der Durchströmung zumindest eines in Anspruch 201 ausführlich charakterisierten Teilvolumens zu wenigstens einem derartigen Auslaßventil gelangt und durch dieses bei kontinuierlichem Betrieb während einer anderen Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses bei Drücken und mit Temperaturen, die in einem anderen Bereich liegen, dieses Arbeitsvolumen wieder verläßt 203. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder beiden der Ansprüche 201 oder 202, dadurch gekennzeichnet, daß die in diesen Ansprüchen näher charakterisierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens immer weitgehend dasselbe Größenverhältnis zueinander aufweisen 204. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 203, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsvolumen durch die Einwirkung des Steuersystems auf die Kompressionseinrichtung, wie z B Kolben, Flüssigkeitskolben oder Membran, periodisch überwiegend dann entweder vergrößert oder verkleinert wird, wenn die in den Ansprüchen 201 oder 202 näher bezeichneten, für die Gestaltung des thermodynamischen Kreisprozesses entscheidenden Ventile geschlossen sind. 205.Device for the transfer of entropy according to claim 201, characterized in that the valves of at least one working volume, their opening and Closing time decisively influence the thermodynamic cycle, are arranged and integrated in such a way that a portion of a working fluid flowing through at least one such inlet valve only reaches at least one such outlet valve after flowing through at least one partial volume characterized in claim 201 and through this during continuous operation during a another time period of the periodically running thermodynamic cycle at pressures and at temperatures which lie in a different range, this working volume leaves 203 again. Device for the transfer of entropy according to one or both of claims 201 or 202, characterized in that the in these claims closer characterized partial volumes of at least one working volume always largely have the same size ratio to one another 204. Device for transferring entropy according to one or more of claims 201 to 203, characterized in that at least one working volume is periodically predominantly either increased or decreased by the action of the control system on the compression device, such as, for example, piston, liquid piston or membrane, if that specified in claims 201 or 202 for the design valves of the thermodynamic cycle are closed. 205.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 204, bei dem das Steuersystem so ausgestaltet ist, daß es in bestimmten Zeitperioden des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses eine oder mehrere der in Anspruch 201 angeführten Komponenten zu Bewegungen veranlaßt, durch die überwiegend jene durch diese Bauteile eingegrenzten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens entweder vergrößert oder verkleinert werden, die während den in Anspruch 201 charakterisierten Zeitperioden, in denen das in Anspruch 201 charakterisierte Teilvolumen entscheidend in der Größe verändert wird, nur in geringerem Umfang in der Größe verändert werdenDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-204, in which the control system is designed in such a way that, in certain time periods of the periodically running thermodynamic cycle, it causes one or more of the components specified in claim 201 to cause movements by which predominantly those partial volumes of at least one working volume delimited by these components are either enlarged or reduced, which are only changed to a lesser extent during the time periods characterized in claim 201, in which the partial volume characterized in claim 201 is decisively changed in size
206. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 205, bei dem die Komponenten, welche zumindest ein in den Ansprüchen 201 oder 202 näher bezeichnetes Teilvolumen begrenzen, so angeordnet oder durch das Steuersystem bewegt werden, daß dieses Teilvolumen während den im ersten Teil von Anspruch 205 charakterisierten Zeitperioden des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses in der Größe nur in geringerem Umfang geändert wird und vollständig von Arbeitsfluid durchströmt werden kann. 207.206. Device for the transfer of entropy according to claim 205, in which the components which limit at least one partial volume specified in claims 201 or 202 are arranged or moved by the control system such that this partial volume during the in the first part of claim 205 characterized time periods of the periodically running thermodynamic cycle is only changed to a smaller extent and can be completely flowed through by working fluid. 207.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-206, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand durch das Steuersystem die in den Ansprüchen 201 -206 aufgeführten Teilvolumina zumindest einesDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-206, characterized in that, in the operating state, the partial volumes listed in claims 201-206 are at least one by the control system
Arbeitsvolumens so in der Größe verändert werden, daß dadurch die Änderung der mittleren Temperatur während einer Periode maximal wird.Working volume can be changed in size so that the change in average temperature during a period is maximum.
208. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 207, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der Bewegung zumindest einiger der in Anspruch 201 aufgeführten Strukturen oder Bauteile durch das Steuersystem die durch Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens während einer bestimmten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses kontinuierlich verkleinert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen sinkt und in ein Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, das nur an einen von Arbeitsfluid in jeder Periode mit maximaler Menge zu durchströmenden Regenerator direkt angrenzt, durch zumindest ein weit offenes Einlaßventil aus einem Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, heißes Arbeitsmittel einströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 201 charakterisierten Ventilen erhöht wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 201 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen, oder vergleichbare durch das Steuersystem, welche das kälteste208. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 207, characterized in that due to the movement of at least some of the structures or components listed in claim 201 by the control system, the partial volumes characterized by claim 201 of at least one working volume during a certain period of time periodically running thermodynamic cycle are continuously reduced and predominantly thereby the average temperature of the working fluid in this working volume decreases and in a partial volume of this working volume, which only adjoins a regenerator to be flowed through by working fluid in each period with a maximum amount, through at least one widely open inlet valve a room with hot working fluid flowing in relative to the only minor pressure fluctuations occurring in this working volume and during the subsequent time period with a smaller change in the behavior Elder of the partial volumes characterized in claim 201 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume with closed valves characterized in claim 201 is increased due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components, which is also a claim limit characterized partial volume, or comparable by the control system, which is the coldest
Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, an das nur der Kühler aber kein Regenerator direkt angrenzt, verkleinert und das heißeste, an zumindest ein Einlaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen vergrößert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erhöht wird und aufgrund der Bewegung einiger der in Anspruch 201 aufgeführten Komponenten durch das Steuersystem die durch Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina dieses Arbeitsvolumens während der darauffolgenden Zeitperiode kontinuierlich vergrößert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen steigt und durch zumindest ein weit offenes Auslaßventil aus jenem Teilvolumen, das in Anspruch 201 näher bezeichnet ist und das durch einen Regenerator eingegrenzt wird, der zumindest zeitweise am Kühler anliegt, in einen Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, Arbeitsfluid, mit einer geringeren Temperatur als beim Einströmen, ausströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 201 charakterisierten Ventilen erniedrigt wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 201 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen oder damit vergleichbar sind, durch das Steuersystem, welche das kälteste Teilvolumen, an das nur der Kühler aber kein Regenerator direkt angrenzt, vergrößert und das heißeste an zumindest ein Einlaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen verkleinert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erniedrigt wird und der Kreisprozeß geschlossen wird. 209. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 208, bei dem die Druckdifferenz der von zumindest einem Arbeitsvolumen durch zumindest jeweils ein Ein- bzw. Auslaßventil abgegrenzten Räumen so eingestellt und/oder die in den Ansprüchen 201 bis 208 näher bezeichneten Komponenten so durch das Steuersystem angetrieben werden, daß zumindest ein in Anspruch 205 näher bezeichnetes Teilvolumen, welches während den in Anspruch 201 charakterisierten Zeitperioden des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses, in denen das in Anspruch 201 charakterisierte Verhältnis von Teilvolumen zum entsprechenden Arbeitsvolumen entscheidend in der Größe verändert wird, überwiegend in der Größe unverändert bleibt, während der gesamten Periode des Kreisprozesses so in der Größe verändert wird, daß die mittlere Größe dieses Teilvolumens in den Zeitperioden des Druckanstieges entweder größer oder kleiner ist, als in den Zeitperioden des Druckabfalls und so auch diesem Teilvolumen Wärmeenergie in der Bilanz zugeführt bzw. entzogen wird. 210.Partial volume of this working volume, to which only the cooler but no regenerator directly adjoins, is reduced and the hottest partial volume adjacent to at least one inlet valve, characterized in the front part of this claim, is increased, whereby the mean temperature of the working fluid in this working volume is increased and due to the movement some of the components listed in claim 201 by the control system, the partial volumes of this working volume characterized by claim 201 are continuously increased during the subsequent time period and predominantly as a result the average temperature of the working fluid in this working volume increases and by at least one wide-open outlet valve from that partial volume, which in Claim 201 is designated in more detail and is limited by a regenerator, which is at least temporarily applied to the cooler, in a room with only a relatively low pressure drop occurring in this working volume Fluctuations, working fluid, with a lower temperature than when flowing in, flows out and during the subsequent period, with a smaller change in the ratio of the partial volumes characterized in claim 201 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume is reduced with closed valves, characterized in claim 201 due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components which also limit or are comparable to a partial volume characterized in claim 201, by the control system which is the coldest partial volume to which only the cooler but no regenerator directly adjacent, enlarged and the hottest to at least one inlet valve adjoining, characterized in the front part of this claim partial volume, whereby the average temperature of the working fluid in this working volume is reduced and the Kre process is closed. 209. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 208, in which the pressure difference between the spaces delimited from at least one working volume by at least one inlet or outlet valve and / or the components specified in claims 201 to 208 are set are driven by the control system such that at least one partial volume specified in claim 205, which during the time periods characterized in claim 201 of the periodically running thermodynamic cycle, in which the ratio of partial volume to the corresponding working volume characterized in claim 201, is decisively changed in size , remains largely unchanged in size, during the entire period of the cyclic process is changed in size so that the mean size of this partial volume in the time periods of the pressure increase is either larger or smaller than in the time periods of the D jerk drop and so this sub-volume of thermal energy is added or removed in the balance. 210.
Vorrichtung zum Transfer von Entrooie nach Ansoruch 209. bei dem imDevice for the transfer of entrooie according to Ansoruch 209. in the im
Betriebszustand der Temperaturunterschied der in Anspruch 209 aufgeführten Teilvolumina durch den dort charakterisierten Ablauf vergrößert wird und dadurch während der in Anspruch 205 charakterisierten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses, in denen das in Anspruch 201 charakterisierte Größenverhältnis von Teilvolumen zu Arbeitsvolumen nicht entscheidend verändert wird, eine größere Änderung der mittleren Temperatur des Arbeitsfluids in zumindest einem Arbeitsvolumen erreicht wird, was bei konstanter Größe dieses Arbeitsvolumens aufgrund der geschlossenen Ventile zu einer größeren Druckänderung führt, die auch durch eine gleichzeitige Änderung der Größe dieses Arbeitsvolumens unterstützt werden kann. 211.Operating state of the temperature difference of the partial volumes listed in claim 209 is increased by the sequence characterized therein and thereby a larger during the period of the periodically running thermodynamic cycle characterized in claim 205, in which the size ratio of partial volume to working volume characterized in claim 201 is not decisively changed A change in the average temperature of the working fluid is achieved in at least one working volume, which, given the constant size of this working volume, leads to a greater pressure change due to the closed valves, which can also be supported by a simultaneous change in the size of this working volume. 211.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 209 oder 210, bei dem nur dem kältesten der in diesen Ansprüchen aufgeführten Teilvolumina durch das in den Ansprüchen 209 oder 210 charakterisierte Zusammenwirken von Druckdifferenz und Steuersystem Wärmeenergie entnommen wird.Device for the transfer of entropy according to claim 209 or 210, in which heat energy is only taken from the coldest of the partial volumes listed in these claims by the interaction of pressure difference and control system characterized in claims 209 or 210.
212. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 211, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsvolumen ein Ventil zum Austausch von Arbeitsfluid aufweist, welches temperaturgesteuert im Betriebszustand eine Überhitzung des heißesten Teilvolumens verhindert. 213. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 212, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ventil, dessen Öffnungs- oder Schließzeitpunkt den thermodynamischen Kreisprozess entscheidend beeinflußt, durch das Steuersystem geöffnet wird, und erst dadurch der Druck von an dieses Ventil angrenzenden Räume ausgeglichen wird. 214.212. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 211, characterized in that at least one working volume has a valve for exchanging working fluid, which, in a temperature-controlled manner in the operating state, prevents the hottest partial volume from overheating. 213. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 212, characterized in that at least one valve, the opening or closing time of which decisively influences the thermodynamic cycle, is opened by the control system, and only thereby the pressure of it Valve adjoining rooms is balanced. 214.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 213, dadurch gekennzeichnet, daß wahrend einer bestimmten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses, in der durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil in bzw aus zumindest ein(em) Arbeitsvolumen zumindest ein Arbeitsmittel entweder ein- oder ausströmt, auch zumindest ein Arbeitsmittel zusätzlich durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil in zumindest ein wie in Anspruch 201 oder vergleichbar von diesem Arbeitsvolumen abgeteiltes Teilvolumen ein- bzw ausströmt, aus dem bzw in das wie in den Ansprüchen 201 oder 202 beschrieben, in einer anderen Zeitperiode Arbeitsfluid durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil bei anderem Druck aus- bzw einströmt 215Entropy transfer device according to one or more of claims 201 to 213, characterized in that that during a certain period of the periodically running thermodynamic cycle, in which at least one working fluid either flows in or out of at least one working volume through at least one valve kept open by the control system, or at least one additional working fluid also flows through at least one through the control system open valve flows into or out of at least one sub-volume as divided in claim 201 or comparable from this working volume, from or into which, in another period of time, working fluid through at least one valve kept open by the control system in another, as described in claims 201 or 202 Pressure flows in and out 215
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 214, dadurch gekennzeichnet, daß wahrend einer bestimmten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses, in der durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil zumindest ein Arbeitsmittel in zumindest ein Arbeitsvolumen entweder ein- oder ausströmt, auch Arbeitsfluid durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil aus bzw in zumindest einem, wie in Anspruch 201 oder vergleichbar, von diesem Arbeitsvolumen abgeteilten Teilvolumen aus- bzw einströmt, aus dem bzw in das, wie in den Ansprüchen 201 oder 202 beschrieben, in einer anderen Zeitperiode durch zumindest ein durch das Steuersystem offengehaltenes Ventil Arbeitsfluid bei anderem Druck aus- bzw einströmtDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 214, characterized in that during a certain time period of the periodically running thermodynamic cycle, in which at least one working medium is either incorporated into or at least one working volume by at least one valve kept open by the control system outflows, also working fluid flows out or in through at least one valve kept open by the control system or in or out of at least one partial volume divided off from this working volume, as described in claims 201 or 202, in another time period, working fluid flows out or flows in at another pressure through at least one valve kept open by the control system
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-215, dadurch gekennzeichnet, daß die Große zumindest eines Arbeitsvolumens im Betriebszustand weitgehend unverändert bleibt, so daß durch Änderung dieses Arbeitsvolumens kein für den thermodynamischen Prozeß entscheidender Austausch von mechanischer Arbeit erfolgt 217 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 216, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest eine der in Anspruch 201 charakterisierten Struktur mit Warmeubergangsflachen mit zumindest einem Wärmetauscher zumindest einem Arbeitsvolumen Wärmeenergie zugeführt oder entnommen wird (z B durch Autokuhler) 218Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-215, characterized in that the size of at least one working volume remains largely unchanged in the operating state, so that changing this working volume does not result in an exchange of mechanical work which is decisive for the thermodynamic process Transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 216, characterized in that at least one working volume is supplied or removed from at least one working volume by at least one of the structures characterized in claim 201 with heat transfer surfaces with at least one heat exchanger (for example by car cooler) 218
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-217, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der in Anspruch 201 naher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit Warmeubergangsflachen als Warmespeicher ausgestaltet sind 219" Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-217, characterized in that at least one of the structures or components with heat transfer surfaces designated in more detail in claim 201 are designed as heat stores 219 "
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 218, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmespeicher einen Phasenubergang oder eine chemische Reaktion aufweistDevice for the transfer of entropy according to claim 218, characterized in that the heat store has a phase transition or a chemical reaction
220220
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 219, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem in Anspruch 201 definierten Teilvolumen zumindest eines Arbeitsvolumens zumindest ein Wärmetauscher angrenzt, durch den diesem Arbeitsvolumen im Betriebszustand entweder Wärmeenergie zugeführt oder entnommen wird. 221.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 219, characterized in that at least one heat exchanger adjoins at least one partial volume defined by claim 201, through which at least one working volume Working volume in the operating state either heat energy is added or removed. 221.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 220, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsfluid Luft ist. 222.Entropy transfer device according to one or more of claims 201-220, characterized in that the working fluid is air. 222.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-221, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine in Anspruch 201 näher bezeichnete Struktur oder Bauteil mit Wärmeübergangsflächen auch als Regenerator wirkt, d.h. als Wärmespeicher der die Wärmekapazität des Materials nutzt und eine große Grenzfläche sowie eine geringe Wärmeleitfähigkeit in Strömungsrichtung aufweist.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-221, characterized in that at least one structure or component with heat transfer surfaces described in more detail in claim 201 also acts as a regenerator, i.e. as a heat accumulator that uses the thermal capacity of the material and has a large interface and a low thermal conductivity in the direction of flow.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-222, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 201 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit Wärmeübergangsflächen so ausgelegt sind, daß im Betriebszustand Abscheidungen wie Schmutz, Schwebstoffe oder Kondensat automatisch entfernt und vom Arbeitsfluid weitertransportiert oder so weitergeleitet werden, daß sie durch spezielle Öffnungen oder Rohrsysteme zumindest einem Arbeitsvolumen entnommen werden können. 224.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-222, characterized in that the structures or components with heat transfer surfaces described in more detail in claim 201 are designed such that in the operating state, deposits such as dirt, suspended matter or condensate are automatically removed and transported on by the working fluid or forwarded so that they can be removed through at least one working volume through special openings or pipe systems. 224.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 223, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Regenerator als Filter wirkt und so mit einem Rahmen verbunden ist, daß er mit geringem Aufwand ausgetauscht werden kann. 225.Device for transferring entropy according to one or more of claims 201-223, characterized in that at least one regenerator acts as a filter and is connected to a frame in such a way that it can be replaced with little effort. 225.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 223, dadurch gekennzeichnet, daß das, was bei unterschiedlichen Temperaturen abgeschieden wird, getrennt aus zumindest einem Arbeitsvolumen entnommen werden kann, um z.B. unterschiedliche chemische Zusammensetzungen zu erhaltenEntropy transfer device according to claim 223, characterized in that what is deposited at different temperatures can be removed separately from at least one working volume, e.g. to get different chemical compositions
226.226.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 225, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem Arbeitsvolumen zumindest ein weiteres Arbeitsmittel periodisch zugeführt wird, diese innerhalb dieses Arbeitsvolumens so bewegt wird, daß ein Austausch mit dem Arbeitsfluid möglich ist und es mit veränderter Phase, Temperatur oder chemischer Zusammensetzung diesem Arbeitsvolumen wieder entnommen wird. 227.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-225, characterized in that at least one working medium is periodically supplied to at least one working volume, this is moved within this working volume in such a way that an exchange with the working fluid is possible and it is changed Phase, temperature or chemical composition is taken from this working volume again. 227.
I Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem der Ansprüche 201-226, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 201 oder 202 näher bezeichneten, für den thermodynamischen Prozeß notwendigen Wärmeübergangsflächen als Katalysator ausgebildet sind. 228~I Device for the transfer of entropy according to one of claims 201-226, characterized in that the heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process, which are described in more detail in claim 201 or 202, are constructed as catalysts. 228 ~
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 227, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Größenveränderung zumindest einiger der in diesen Ansprüchen näher bezeichneten Teilvolumina zumindest teilweise durch eine Verschiebung in Hubrichtung der in Anspruch 201 oder 202 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen gegen das das Arbeitsvolumen begrenzende Gehäuse zustande kommt, wobei auf Flächen in Hubrichtung Dichtungen gleiten, so daß die Strukturen mit Wärmeübergangsflächen bei einer Bewegung durchströmt werden müssen. 229.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 227, characterized in that the periodic size change of at least some of the partial volumes specified in these claims is at least partially A displacement in the stroke direction of the structures or components with the heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process, which are necessary for the thermodynamic process, occurs against the housing which limits the working volume, gaskets sliding on surfaces in the stroke direction, so that the structures with heat transfer surfaces during movement must be flowed through. 229.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 228, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein zumindest einen Wärmetauscher tragender Rahmen immer einen weitgehend konstanten Abstand in Hubrichtung zu einem Regenerator aufweist, an diesem Wärmetauscher eine andere Struktur oder ein anderes Bauteil mit Regenerator nur während einem Teil einer Periode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses anliegt und in dieser Zeitperiode parallel zu diesem Wärmetauscher auch eine auf dem selben Rahmen aufgebrachte Struktur mit relativ zu diesem Wärmetauscher deutlich größerem Strömungswiderstand vom Arbeitsfluid durchströmt werden kann. 230. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201Device for the transfer of entropy according to claim 228, characterized in that at least one frame carrying at least one heat exchanger is always at a largely constant distance in the stroke direction from a regenerator, on this heat exchanger a different structure or another component with regenerator only during part of a period of the periodically running thermodynamic cycle process and in this time period, parallel to this heat exchanger, a structure applied on the same frame can be flowed through by the working fluid with a significantly greater flow resistance relative to this heat exchanger. 230. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201
- 229, bei dem die in Anspruch 201 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen und zum Teil das daran angreifende Steuersystem zumindest teilweise durch eine relativ homogene Struktur mit großer Wärmeübergangsfläche ausgebildet sind, welche aufgrund ihres inneren Zusammenhalts oder ihre federnden Eigenschaften durch Auseinanderziehen oder Zusammenpressen eine Änderung der Größe des in Anspruch genommenen Volumens ermöglicht und dadurch eine Definition von Teilvolumina, die durch Anspruch 201 oder 202 abgedeckt ist, möglich wird. 231.- 229, in which the structures or components specified in claim 201 with effective heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process and in part the control system acting on them are at least partially formed by a relatively homogeneous structure with a large heat transfer surface, which due to its internal cohesion or its resilient Properties by pulling apart or compressing a change in the size of the volume used and thereby a definition of partial volumes, which is covered by claim 201 or 202, is possible. 231.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 230, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 230 aufgeführte relativ homogene Struktur mit großer Wärmeübergangsfläche durch metallenes Gewebe gebildet wird, welches diagonal zur Drahtrichtung gewellt ist und von dem mehrere Lagen aufeinanderliegenden, wobei diese Wellen kreuzweise (Winkel nicht nur 90°) aufeinander liegen.Device for the transfer of entropy according to claim 230, characterized in that the relatively homogeneous structure with a large heat transfer surface as set out in claim 230 is formed by metal fabric which is corrugated diagonally to the direction of the wire and of which several layers lie one on top of the other, these waves being crosswise (angle not only 90 °).
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 231, dadurch gekennzeichnet, daß an den Übergangsflächen oder den/dem Strömungskanälen/Strömungskanal bei zumindest einem Wärmetauscher Kugeln oder Federn angeordnet sind, so daß eineDevice for the transfer of entropy according to claim 231, characterized in that balls or springs are arranged on the transition surfaces or the / the flow channels / flow channel in at least one heat exchanger, so that a
Ausgleichsbewegung der Regeneratorstruktur beim Federn möglich ist.Compensating movement of the regenerator structure when springing is possible.
233.233.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 232, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand zumindest ein (in AnspruchDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 232, characterized in that in the operating state at least one (in claim
21 angeführter) Verdrängerkolben vom Arbeitsfluid umströmt werden kann und in21) displacement piston can be flowed around by the working fluid and in
Hubrichtung eine Länge aufweist, welche mindestens der Amplitude der periodischenStroke direction has a length which is at least the amplitude of the periodic
Bewegung relativ zum Gehäuse entspricht.Movement relative to the housing corresponds.
234. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201234. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201
- 233, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand zumindest ein in Anspruch 233 angeführter Verdrängerkolben vom Arbeitsfluid durchströmt wird und dabei mit einem Regenerator Wärmeenergie austauscht und in Hubrichtung eine Länge aufweist, welche mindestens der (maximalen) Amplitude der periodischen Bewegung relativ zum Gehäuse entspricht. 235.233, characterized in that in the operating state at least one displacement piston as claimed in claim 233 is flowed through by the working fluid and exchanges heat energy with a regenerator and has a length in the stroke direction, which corresponds at least to the (maximum) amplitude of the periodic movement relative to the housing. 235.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 234,dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand zumindest ein in Anspruch 233 oder 234 angeführter Verdrangerkolben vom Arbeitsfluid in einem Bereich umströmt wird, in dem vom Arbeitsfluid durch die Wand zumindest eines Druckgehäuses Wärmeenergie entweder aufgenommen oder abgegeben wird. 236. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-235, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand die periodische Größen- Veränderung zumindest eines der in diesen Ansprüchen näher bezeichneten Teilvolumina durch das Verschieben zumindest eines (in Anspruch 201 angeführten) Verdrängerkolbens bewirkt wird und das Arbeitsfluid nur nach der Durchströmung zumindest eines anderen derartigen Teilvolumens von der einen anströmbaren Seite des Verdrängerkolbens auf die andere anströmbare Seite des Verdrängerkolbens gelangen kann 237. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 236, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben zumindest zum Teil zwischen zwei Strukturen oder Bauteilen mit Regeneratoren und/oder Wärmetauscher geschoben wird und Strömungskanäle (in Form von Schlitzen in Hubrichtung) von einem Regenerator zum anderen aufweist. 238. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 236 bis 237, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem in Anspruch 236 oder 237 charakterisierten Verdrängerkolben ein starres Element in Hubrichtung befestigt ist, das in eine Zahnstange übergeht, die auf zumindest ein Zahnrad einer Welle wirkt. 239.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 234, characterized in that, in the operating state, at least one displacer piston mentioned in claim 233 or 234 is flowed around by the working fluid in a region in which the working fluid either through the wall of at least one pressure housing has thermal energy is added or given. 236. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-235, characterized in that, in the operating state, the periodic size change of at least one of the partial volumes specified in these claims brings about by displacing at least one displacement piston (specified in claim 201) and the working fluid can only pass after the flow through at least one other such partial volume from one inflowable side of the displacement piston to the other inflowable side of the displacement piston 237. Device for transferring entropy according to claim 236, characterized in that the displacement piston at least partially between two structures or components are pushed with regenerators and / or heat exchangers and have flow channels (in the form of slots in the stroke direction) from one regenerator to another. 238. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 236 to 237, characterized in that a rigid element in the stroke direction is attached to at least one displacement piston characterized in claim 236 or 237, which element merges into a rack which is connected to at least one gear a wave works. 239.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 236 bis 238, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem Verdrängerkolben zumindest ein flexibles zugfestes Element des Steuersystems (z.B. Gurt) beweglich befestigt ist, das auf einer durch andere Teilsysteme des Steuersystems angetriebenen Welle auf- und abgewickelt wird und das wahlweise durch die Gewichtskraft dieses Verdrängerkolbens, oder durch ein am freien Ende eines starren Elements, das in Hubrichtung an diesem Verdrängerkolben befestigt ist, angebrachtes weiteres flexibles zugfestes Element des Steuersystems auf Spannung gehalten wird, welches auf die durch das durch andere Teilsysteme des Steuersystems angetriebene Welle aufgewickelt wird, wenn das andere abgewickelt wird. 240.Device for transferring entropy according to one or more of claims 236 to 238, characterized in that at least one flexible tensile element of the control system (eg belt) is movably attached to at least one displacement piston, said element being mounted on a shaft driven by other subsystems of the control system. and is unwound and that is optionally kept under tension by the weight of this displacer, or by another flexible tensile element of the control system attached to the free end of a rigid element which is attached to this displacer in the lifting direction, which is caused by that by others Subsystems of the control system driven shaft is wound up when the other is unwound. 240.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 238 bis 239, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine durch andere Teilsysteme des Steuersystems angetriebene Welle mehrere Verdrängerkolben angetrieben werden. 241.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 238 to 239, characterized in that a plurality of displacement pistons are driven by a shaft driven by other subsystems of the control system. 241.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 238 bis 240, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Welle durch das Druckgefäß aus dem Arbeitsvolumen hinaus geführt (und dort durch andere Teilsysteme desDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 238 to 240, characterized in that at least one wave passes through the pressure vessel out of the work volume (and there through other subsystems of the
Steuersystems angetriebenen) wirdControl system driven)
242242
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 236 bis 242. dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrangerkolben als Flussigkeitskolben ausgebildet ist, wobei mit Kontakt zur Flüssigkeit eine andere isolierende Struktur so bewegt wird, daß die von der Flüssigkeit im Betriebszustand bei der periodischen Bewegung benetzten Flachen gegen eine direkte Anstromung durch heißes Arbeitsfluid weitgehend abgedeckt werden 243Device for the transfer of entropy according to claim 236 to 242. characterized in that the displacer piston is designed as a liquid piston, wherein another insulating structure is moved in contact with the liquid so that the surfaces wetted by the liquid in the operating state during the periodic movement against a direct flow through hot working fluid are largely covered 243
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 236 bis 242, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest ein mit Kolbenflussigkeit gefülltes, an das Druckgefaß angeschlossenes Rohr, das eine bewegbare Grenzflache der Flüssigkeit ohne Kontakt zu einem mit Arbeitsfluid ausgefüllten Arbeitsvolumen aufweist, zumindest ein mit Arbeitsfluid gefülltes Arbeitsvolumen in der Große verändert wirdDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 236 to 242, characterized in that at least one through at least one tube filled with piston fluid and connected to the pressure vessel and having a movable boundary surface of the liquid without contact with a working volume filled with working fluid working volume filled with working fluid is changed in size
244244
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 243. dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Grenzflache der Flüssigkeit ohne Kontakt zu einem mit Arbeitsfluid gefüllten Arbeitsvolumen durch einen mit dem Steuersystem und einemDevice for the transfer of entropy according to claim 243. characterized in that the movable boundary surface of the liquid without contact with a working volume filled with working fluid by one with the control system and one
Energiespeicher (z B Schwungrad) verbundenen Kolben bewegt wirdEnergy storage (e.g. flywheel) connected piston is moved
245245
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 244, dadurch gekennzeichnet daß der in Anspruch 244 angeführte Kolben durch einen Schwimmer ersetzt wird, der in jeder Stellung nur einen relativ zur gesamten Große kleinen Spalt zur angrenzendenDevice for the transfer of entropy according to claim 244, characterized in that the piston mentioned in claim 244 is replaced by a float which, in each position, is only a small gap relative to the adjacent one in relation to the entire large one
Wand, die ins Druckgehause um zumindest ein Arbeitsvolumen übergeht, unausgefüllt laßt, wobei der Schwimmer in Bewegungsrichtung lange genug sein muß, damit er imWall, which passes into the pressure housing by at least one working volume, can be left unfilled, whereby the float must be long enough in the direction of movement so that it is in the
Betriebszustand nicht weitgehend von der Flüssigkeit eingeschlossen werden kannOperating state cannot be largely enclosed by the liquid
246 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 242 bis 245. dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Flussigkeitsverdrangerkolben durch zumindest eine Turbine angetrieben wird246 Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 242 to 245. characterized in that at least one liquid displacement piston is driven by at least one turbine
247247
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 246, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinen für verschiedene Flussigkeitsverdrangerkolben auf einer gemeinsamen Welle befestigt sindEntropy transfer device according to claim 246, characterized in that the turbines for different liquid displacement pistons are fastened on a common shaft
248248
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 242 bis 247. dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Behalter. der an zumindest ein Arbeitsvolumen angeschlossen ist, zumindest ein Gasvolumen durch eineDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 242 to 247. characterized in that in at least one container. which is connected to at least one working volume, at least one gas volume through one
Flussigkeitsoberflache abgegrenzt wird und diese Flüssigkeit in diesen Behalter durch zumindest ein Ruckschlagventil einströmen und durch zumindest eine Düse wieder ausströmen kannLiquid surface is delimited and this liquid can flow into this container through at least one check valve and can flow out again through at least one nozzle
249 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 242 bis 248. dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein in den Ansprüchen 242 bis 248 charkterisierter Flussigkeitskolben durch zumindest einen wie in Anspruch 248 erzeugten periodischen Flussigkeitsstrahl angetrieben wird 250 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 249, dadurch gekennzeichnet, daß die durch zumindest einen Wärmetauscher in zumindest einem geschlossenem Kreislauf stromende Flüssigkeit durch zumindest einen wie in Anspruch 248 erzeugten periodischen Flussigkeitsstrahl angetrieben wird 251249 Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 242 to 248. characterized in that that at least one liquid piston characterized in claims 242 to 248 is driven by at least one periodic liquid jet as generated in claim 248 250 device for transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 249, characterized in that the by at least one heat exchanger in at least liquid flowing in a closed circuit is driven 251 by at least one periodic liquid jet as generated in claim 248
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 233 bis 250. dadurch gekennzeichnet, daß zur in einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 250 charakterisierten zeitlichen Veränderung der in einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 250 charakterisierten Teilvolumina verschiedene Gruppen von Verdrangern unterschiedlich (z B mit einer Phasenverschiebung) angetrieben werden 252Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 233 to 250. characterized in that different groups of displacers differ differently for the temporal change in the partial volumes characterized in one or more of claims 201 to 250 characterized in one or more of claims 201 to 250 ( e.g. with a phase shift) 252
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-251 dadurch gekennzeichnet, daß einige der Verdrangerkolben als Schwenkkolben ausgebildet sind (und einige davon auf der selben Welle befestigt sind) 253Entropy transfer device according to one or more of claims 201-251, characterized in that some of the displacer pistons are designed as pivoting pistons (and some of them are attached to the same shaft) 253
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 228 bis 252, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 201 charakterisierten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendigen Warmeubergangsflachen so mit in Hubrichtung verlaufenden Elementen desDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 228 to 252, characterized in that the structures or components characterized in claim 201 with heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process thus with elements of the
Steuersvstems bzgl Zug und Druck verbunden sind, daß die anderen Enden dieserSteuervstems with respect to tension and pressure are connected that the other ends of this
Elemente im Betπebszustand in einem Raum bewegt werden, der nicht heiß wird, wobei es notwendig sein kann, diese Elemente durch einige dieser Strukturen hindurchzuführen 254Moving elements in the operating state in a room that does not become hot, and it may be necessary to pass these elements 254 through some of these structures
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 253, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 253 charakterisierte Hubrichtung vertikal verlauftDevice for the transfer of entropy according to claim 253, characterized in that the stroke direction characterized in claim 253 is vertical
255255
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder beiden der Ansprüche 253 bis 254, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen senkrecht zur Hubrichtung angeordnet sindDevice for the transfer of entropy according to one or both of claims 253 to 254, characterized in that the structures or components with heat transfer surfaces which are necessary for the thermodynamic cycle are arranged perpendicular to the stroke direction
256256
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 253 bis 255, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß- und Auslaßventile sowie dieDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 253 to 255, characterized in that inlet and outlet valves and the
Wärmetauscher so angeordnet sind, daß die Teilvolumina des entsprechendenHeat exchangers are arranged so that the partial volumes of the corresponding
Arbeitsvolumens raumlich oberhalb dem Wärmetauscher angeordnet sind, derenWorking volume are arranged spatially above the heat exchanger, the
Temperatur über der Siedetemperatur der im Wärmetauscher verwendetenTemperature above the boiling point of those used in the heat exchanger
Warmetauscherflussigkeit liegt 257Heat exchanger fluid is 257
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 253 bis 256, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 253 naher bezeichneten Elemente des Steuersystems durch Dichtungen aus zumindest einem Arbeitsvolumen hinausgeführt werden. 258.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 253 to 256, characterized in that those specified in claim 253 Elements of the control system are led out of seals from at least one working volume. 258.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 257, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 257 näher bezeichneten Dichtungen für die Elemente des Steuersystems an einem vom entsprechenden Arbeitsvolumenschweφunkt weitestmöglich entfernt liegenden Rohrende angebracht sind, durch das die Elemente des Steuersystems durchgeführt sind, so daß die Dichtung nur auf Flächen gleitet, welche innerhalb des Druckgefäßes immer direkt an die Rohrmantelfläche angrenzen. 259.Device for the transfer of entropy according to claim 257, characterized in that the seals for the elements of the control system specified in claim 257 are attached to a pipe end as far as possible from the corresponding working volume center through which the elements of the control system are passed, so that the seal only glides on surfaces that always directly adjoin the pipe surface within the pressure vessel. 259.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201Entropy transfer device according to one or more of claims 201
- 258, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der in den Ansprüchen 253 bis 258 näher bezeichneten Elemente des Steuersystems mit den dort noch freien Enden direkt z.B. über Bolzen auf denen evtl kugelgelagerte Rollen sitzen an verschiedenen Stellen zumindest eines Hebels kraftübertragend angreifen und so eine in Anspruch 203 charakterisierte Bewegung erreicht werden kann 260. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201- 258, characterized in that several of the elements of the control system specified in claims 253 to 258 with the ends still free there directly e.g. by means of bolts on which possibly ball-bearing rollers are seated act in a force-transmitting manner at different points of at least one lever and a movement characterized in claim 203 can be achieved 260. Device for transferring entropy according to one or more of claims 201
- 259, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der in den Ansprüchen 253 bis 258 näher bezeichneten Elemente des Steuersystems mit den dort noch freien Enden direkt über zumindest ein daran beweglich befestigtes Zwischenteil an verschiedene Stellen zumindest eines Hebels beweglich befestigt wird und so eine in Anspruch 203 oder- 259, characterized in that several of the elements of the control system described in more detail in claims 253 to 258 with the free ends there are directly movably attached to at least one lever via at least one intermediate part fastened thereon and so one in claim 203 or
253 charakterisierte Bewegung erreicht werden kann253 characterized movement can be achieved
261. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 253 bis 261, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem freien Ende der in den261. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 253 to 261, characterized in that at least one free end of the in the
Ansprüchen 253 bis 261 näher bezeichneten Elemente des Steuersystems mehrere formstabile Bauteile beweglich so mit mehreren der auch in Anspruch 259 bezeichneten Hebeln verbunden sind, daß der Kraftfluß eine Spiegelsymmetrie bzgl einer Ebene aufweist, in der auch die Hubrichtung liegtElements 253 to 261 specified elements of the control system several dimensionally stable components are movably connected to several of the levers also referred to in claim 259 that the power flow has a mirror symmetry with respect to a plane in which the stroke direction lies
262.262.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 261, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei in Anspruch 261 näher bezeichnete Element des Steuersystems separat wie in Anspruch 261 durch formstabile Bauteile beweglich mit Hebeln verbunden sind und diese Hebel bei jeder Gruppe dieser Elemente auf zwei Wellen befestigt sind, welche parallel zur Symmetrieebene der entsprechenden Gruppe verlaufen.Device for the transfer of entropy according to claim 261, characterized in that at least two elements of the control system specified in claim 261 are movably connected to levers separately as in claim 261 by dimensionally stable components and these levers are fastened to two shafts in each group of these elements, which run parallel to the plane of symmetry of the corresponding group.
263.263.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 262, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein in den Ansprüchen 253 bis 262 näher bezeichnetes Element des Steuersystems mit dem dort noch freien Ende über eine Zahnstange auf ein Zahnrad wirktDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-262, characterized in that at least one element of the control system described in more detail in claims 253 to 262 acts with a free end on a gearwheel via a rack
264.264.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 262, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein in den Ansprüchen 253 bis 263 näher bezeichnetes Element des Steuersystems mit dem dort noch freien Ende über zumindest ein formveränderbares, zugfestes Element des Steuersystems wie z.B Ketten, Riemen o.a., das auf zumindest eine Rolle aufgewickelt wird, mit zumindest einer Welle gekoppelt ist. 265.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-262, characterized in that at least one element of the control system described in more detail in claims 253 to 263 with the free end there via at least one shape-changeable, tensile element of the control system, such as, for example Chains, belts or the like, which is wound on at least one roll, is coupled to at least one shaft. 265.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-264, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ansprüchen 253 bis 264 näher bezeichneten Elemente des Steuersystems, die an unterschiedlichen der in den Ansprüchen 201 oder 228 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen verschiebbar befestigt sind, in Gruppen konzentrisch angeordnet sind. 266.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-264, characterized in that the elements of the control system described in more detail in claims 253 to 264, which on different structures or components specified in claims 201 or 228 for the thermodynamic process necessary effective heat transfer surfaces are slidably mounted, arranged in groups concentrically. 266.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 265, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 265 aufgeführte Befestigung der Elemente des Steuersystems als Bajonettverschluß ausgebildet ist und das in ein Element des Steuersystems eingreifende Bauteil das weiter innen angeordnete Element des Steuersystems führt. 267.Device for the transfer of entropy according to claim 265, characterized in that the fastening of the elements of the control system as set out in claim 265 is designed as a bayonet lock and the component engaging in an element of the control system guides the element of the control system which is arranged further inside. 267.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-266, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil, mit dem zumindest eines der in Anspruch 253 charakterisierten Elemente des Steuersystems mit einem Bauteil verbunden ist, in einer zur Hubrichtung senkrechten Ebene bzgl. der Struktur oder des Bauteils mit für den thermodynamischen Prozeß notwendigen Wärmeübergangsflächen beweglich ist. 268.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-266, characterized in that the component with which at least one of the elements of the control system characterized in claim 253 is connected to a component, in a plane perpendicular to the stroke direction with respect to the structure or the component is movable with heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process. 268.
Entropietransformator nach Anspruch 267, dadurch gekennzeichnet, daß das in Anspruch 267 aufgeführte Bauteil nur in Richtung, auf den Flächenschwerpunkt der ebenfalls aufgeführten Struktur bewegt werden kann. 269.Entropy transformer according to claim 267, characterized in that the component listed in claim 267 can only be moved in the direction towards the centroid of the structure also listed. 269.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 228 bis 268, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der Regeneratoren in festem Abstand durch Elemente in Hubrichtung miteinander verbunden sind. 270.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 228 to 268, characterized in that in each case two of the regenerators are connected to one another at a fixed distance by elements in the stroke direction. 270.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 269, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Arbeitsvolumen zumindest zwei Gruppen von wie in Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina abgegrenzt werden und die Größe der Teilvolumina einer Gruppe vergrößert werden, wenn die Teilvolumina einer anderen Gruppe verkleinert werden. 271. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 228 bis 270, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht an einem Regenerator befestigten Enden der in den Ansprüchen 253 bis 270 aufgeführten Elemente innerhalb zumindest eines Druckgehäuses in zumindest einem mit Flüssigkeit gefüllten Raum bewegt werden, 272. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 271 , dadurch gekennzeichnet, daß am Rand zumindest eines auch in vertikaler Richtung bewegten Regenerators oder Wärmetauscher zumindest ein Element dichtend befestigt ist, das immer in zumindest einen in Anspruch 271 charakterisierten, mit Flüssigkeit gefüllten Raum eintaucht, so daß der Regenerator oder Wärmetauscher im Betriebszustand von Arbeitsfüid durchströmt werden mußDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 269, characterized in that in at least one working volume, at least two groups are delimited from partial volumes characterized as in claim 1 and the size of the partial volumes of one group is increased if the partial volumes of another Group can be reduced. 271. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 228 to 270, characterized in that the ends of the elements listed in claims 253 to 270 not attached to a regenerator are moved within at least one pressure housing in at least one space filled with liquid , 272. Device for the transfer of entropy according to claim 271, characterized in that at least one element is sealingly attached to the edge of at least one regenerator or heat exchanger which is also moved in the vertical direction and which always immerses in at least one liquid-filled space characterized in claim 271 , so that the regenerator or heat exchanger must be flowed through by working fluid in the operating state
273273
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 272, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 272 charakterisierten Elemente auch Funktionen übernehmen, die in einem oder mehreren der Ansprüche 253 bis 271 von den dort charakterisiertenDevice for the transfer of entropy according to claim 272, characterized in that the elements characterized in claim 272 also assume functions which are characterized in one or more of claims 253 to 271 of those there
Elementen des Steuersystems erfüllt werdenElements of the tax system are met
274274
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 253 bis 273, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem der in einem oder mehreren der Ansprüche 271 bis 273 charakterisierten Elemente unterhalb der Flussigkeitsoberflache Schwimmer angebracht sind, durch die die Gewichtskraft der damit verbundenen Anordnung kompensiert wird 275Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 253 to 273, characterized in that floats are attached to at least one of the elements characterized in one or more of claims 271 to 273 below the liquid surface, by means of which the weight of the associated arrangement compensates turns 275
Vorrichtung zum Transfer von Entrooie nach einem oder mehreren der Ansoruche 271 bis 274. dadurch gekennzeichnet, daßDevice for the transfer of entrooie according to one or more of the requests 271 to 274. characterized in that
Arbeitsfluid durch ein mit dem Druckgefaß dichtend fest verbundenes Rohr, das inWorking fluid through a pipe tightly connected to the pressure vessel, which in
Hubrichtung so angeordnet ist, daß es über den Flussigkeitsspiegel hinausragt, und ein darin weitgehend konzentrisch angeordnetes, dagegen gedichtetes Gasfuhrungsrohr, das mit einer Struktur mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen dichtend verbunden ist. aus dem entsorechendenStroke direction is arranged so that it protrudes above the liquid level, and a largely concentrically arranged, but sealed gas guide tube, which is sealingly connected to a structure with effective for the thermodynamic cycle heat transfer surfaces. from the desorrecting
Teilvolumen des Arbeitsvolumens zum Auslaßventil am Druckgehause gelangtPart of the working volume reaches the outlet valve on the pressure housing
276 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 275, dadurch gekennzeichnet, daß über das mit dem Druckgefaß dichtend fest verbundene Rohr, das in Hubrichtung angeordnet ist, und das darin weitgehend konzentrisch angeordnete Gasfuhrungsrohr ein weiteres weitgehend konzentrisch angeordnetes mit dem Gasfuhrungsrohr abgedichtet verbundenes Rohr angeordnet ist, das immer so weit in die Flüssigkeit eintaucht, daß die Abdichtung gewahrleistet ist276 Device for the transfer of entropy according to Claim 275, characterized in that a further largely concentrically arranged, sealed tube connected to the gas guide tube is arranged above the tube which is sealingly connected to the pressure vessel and which is arranged in the stroke direction, and the gas guide tube which is arranged largely concentrically therein , which is always immersed so far in the liquid that the seal is guaranteed
277277
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 271 bis 276, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Struktur mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen periodisch in die Flüssigkeit eintaucht und dabeiDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 271 to 276, characterized in that at least one structure with the heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic cyclic process is periodically immersed in the liquid and thereby
Wärmeenergie austauschtExchanges heat energy
278278
Vorrichtung zum Transfer von Entrooie nach einem oder mehreren der Ansoruche 271 bis 277. dadurch gekennzeichnet, daß eine Struktur periodisch in die Flüssigkeit eintaucht und dabei Flüssigkeit aufnimmt, die anschließend aus dieser Struktur abtropft und im Arbeitsraum verrieselt wirdDevice for the transfer of entrooie according to one or more of the Ansoruche 271 to 277. characterized in that a structure is periodically immersed in the liquid and thereby absorbing liquid, which then drips from this structure and is sprinkled in the work space
279279
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 271 bis 278, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in zumindest einem Arbeitsvolumen durch einen Wärmetauscher im geschlossenen Kreislauf Wärmeenergie entweder aufnimmt oder abgibtDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 271 to 278, characterized in that the liquid in at least one working volume either absorbs or releases thermal energy through a heat exchanger in a closed circuit
280 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 271 bis 279, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Arbeitsvolumen durch einen Wärmetauscher, der im Druckgefaß unterhalb der Flussigkeitsoberflache angebracht ist, die Flüssigkeit Wärmeenergie entweder aufnimmt oder abgibt 281280 Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 271 to 279, characterized in that in at least one working volume, the liquid either absorbs or releases 281 heat energy through a heat exchanger which is arranged in the pressure vessel below the liquid surface
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 253 bis 280, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest ein Element des Steuersystems, das durch einen oder mehrere der Ansprüche 253 bis 280 charakterisiert wird, in eine Zahnstange übergeht, die auf zumindest ein Zahnrad einer Welle wirkt 282Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 253 to 280, characterized in that at least one element of the control system, which is characterized by one or more of claims 253 to 280, merges into a rack which is connected to at least one gear wheel Wave acts 282
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 253 bis 281, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Element des Steuersystems, das durch einen oder mehrere der Ansprüche 253 bis 280 charakterisiert wird, durch zumindest ein zugfestes flexibles Element des Steuersystems bewegt wird, das auf einer durch andere Teilsysteme des Steuersystems angetriebenen Welle auf- und abgewickelt wird und das wahlweise durch die Gewichtskraft der dadurch bewegten Strukturen oder durch zumindest ein weiteres am verlängerten freien Ende zumindest eines Elements des Steuersystems, das durch einen oder mehrere der Ansprüche 253 bis 280 charakterisiert wird, befestigtes zugfestes flexibles Element des Steuersystems auf Spannung gehalten wird, das auf die durch das Steuersystem angetriebene Welle aufgewickelt wird, wenn das andere abgewickelt wird 283~ Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 253 bis 282. dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest eine durch ein Teilsvstem des Steuersystems angetriebene Welle mehrere Elemente des Steuersystems angetrieben werden, die durch einen oder mehrere der Ansprüche 253 bis 282 charakterisiert werden 284Entropy transfer device according to one or more of claims 253 to 281, characterized in that at least one element of the control system characterized by one or more of claims 253 to 280 is moved by at least one tensile flexible element of the control system which is wound up and unwound on a shaft driven by other subsystems of the control system and this either by the weight of the structures moved thereby or by at least one further at the extended free end of at least one element of the control system, which is characterized by one or more of claims 253 to 280 fixed, tensile flexible element of the control system is held in tension, which is wound on the shaft driven by the control system when the other is unwound 283 ~ Entropy transfer device according to one or more of claims 253 to 282. characterized in that major ch at least one shaft driven by a part of the control system is driven by several elements of the control system which are characterized 284 by one or more of claims 253 to 282
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 283, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Welle durch das entsprechenden Druckgefaß aus dem entsprechenden Arbeitsvolumen hinaus geführt (und dort durch ein anderes Teilsystem des Steuersystems angetriebenen) wird 285Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 283, characterized in that at least one shaft is guided out of the corresponding working volume through the corresponding pressure vessel (and driven there by another subsystem of the control system) 285
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 253 bis 284, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein der in Anspruch 265 charakterisierten konzentrisch angeordneten Elemente des Steuersystems aus jeweils zwei miteinander am freien Ende verbundenen länglichen Elementen in Hubrichtung. wie z B Stangen, besteht 286Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 253 to 284, characterized in that at least one of the concentrically arranged elements of the control system characterized in claim 265 each comprises two elongate elements connected to one another at the free end in the stroke direction. like rods, there is 286
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-285, dadurch gekennzeichnet, daß Federn zwischen den durch Anspruch 201 naher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Warmeubergangsflachen wirken S7 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 286, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn zwischen den in Anspruch 253 bis 285 näher gekennzeichneten Elemente des Steuersystems wirken. 288. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201-287, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 201 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen jeweils mit parallelen Drehachsen an mindestens 2 Bauteilen beweglich verbunden sind, die jeweils auf einer von zueinander parallel verlaufenden Drehachsen bewegt werden können und die Drehachsen auf einer Ebene senkrecht stehen und Verbindungsstrecken der Schnittpunkte ein Parallelogramm bilden können. 289. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 288, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 201 oder 288 näher bezeichneten Strukturen oder Bauteile mit für den thermodynamischen Prozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen eine Begrenzung ihrer Ausdehnung in der engeren Umgebung zweier Drehachsen aufweisen und der Übergang zu den mindestens zwei weiteren in Anspruch 288 angeführten Bauteilen so ausgebildet ist, daß eine weitgehende Abdichtung bei möglichst großem Wärmeaustausch der Leckstromung gegeben ist. 290.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-285, characterized in that springs act between the structures or components specified in more detail by claim 201 with heat transfer surfaces which are necessary for the thermodynamic cycle S7 Entropy transfer device according to claim 286, characterized in that the springs act between the elements of the control system characterized in more detail in claims 253 to 285. 288. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-287, characterized in that the structures or components with the heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process are each movably connected with parallel axes of rotation on at least 2 components, which can each be moved on one of the axes of rotation running parallel to one another and the axes of rotation are perpendicular on one plane and connecting sections of the intersection points can form a parallelogram. 289. Device for the transfer of entropy according to claim 288, characterized in that the structures or components designated in more detail in claim 201 or 288 with heat transfer surfaces necessary for the thermodynamic process have a limitation of their expansion in the closer environment of two axes of rotation and the transition to the at least two further components mentioned in claim 288 are designed so that there is an extensive seal with the greatest possible heat exchange of the leakage flow. 290.
Teilsystem des Steuersystems für eine Vorrichtung zum Transfer von Entropie, welches eine Bewegung der in Anspruch 1 aufgeführten Strukturen oder Bauteile wie z.B. Verdrängerkolben oder der Strukturen oder Bauteile mit notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen durch einen Antrieb erreicht, bei dem über zwei einseitig gelagerte Kettenräder, von denen mindestens eines angetrieben oder mit einem Energiespeicher wie z.B. einem Schwungrad verbunden ist, eine Kette gespannt ist, an der zwei Hebel so beweglich befestigt sind, daß sie so miteinander auf einer weiteren Drehachse in einer Entfernung von der anderen Drehachse, die etwa dem Teilkreisradius entspricht, verbunden sind, daß diese Drehachse während der kontinuierlichen Bewegung der Kettenräder einen entscheidenden Anteil der Periodendauer in der näheren Umgebung je einer der Kettenradachsen verweilt, zu denen sie angenähert parallel verläuft und von ihr die Kraft zur Antriebsbewegung z B durch einen Hebel abgenommen wird. 291.Subsystem of the control system for a device for transferring entropy, which comprises a movement of the structures or components listed in claim 1, e.g. Displacement piston or the structures or components with necessary effective heat transfer surfaces are achieved by a drive in which two sprockets mounted on one side, of which at least one is driven or with an energy store such as e.g. a flywheel is connected, a chain is tensioned, on which two levers are so movably attached that they are connected to each other on a further axis of rotation at a distance from the other axis of rotation, which corresponds approximately to the pitch circle radius, that this axis of rotation during the continuous Movement of the sprockets a decisive part of the period in the vicinity of one of the sprocket axles, to which it runs approximately parallel and from which the force for the drive movement, for example, is removed by a lever. 291.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 292, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kette für Kettenräder mit mindestens einer Kettenradscheibe mehr als das verwendete Kettenrad ausgelegt ist und die Hebel innerhalb der Kette auf Kettenbolzen gelagert sind. 292.Device for the transfer of entropy according to claim 292, characterized in that at least one chain is designed for sprockets with at least one sprocket wheel more than the sprocket used and the levers are mounted on chain pins within the chain. 292.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 291, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die in den Ansprüchen 205 oder 228 charakterisierten Bewegungen, mit denen eine Größenveränderung der in Anspruch 201 oder anderen Ansprüchen definierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens erreicht wird, durch einen Kettenantrieb, wie er in den Ansprüchen 290 oder 291 näher bezeichnet wird, zusammen mit einem weiteren Kettenantrieb realisiert wird, bei dem die Kette, wie bei Anspruch 290 näher bezeichnet, bei gleicher Umlaufdauer gelagert und angetrieben wird, die Kraft für die Antriebsbewegung direkt an wahlweise zumindest einem Bolzen oder zumindest einem Kettenglied der Kette abgegriffen wird. 293.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-291, characterized in that at least the movements characterized in claims 205 or 228, with which a change in size of the partial volumes defined in claim 201 or other claims is achieved, by at least one a chain drive, as it is described in more detail in claims 290 or 291, is realized together with a further chain drive, in which the chain, as described in more detail in claim 290, is stored and driven with the same rotation period, the force for the drive movement directly is optionally tapped at least one pin or at least one chain link of the chain. 293.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 292, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem in Anspruch 292 neu angeführten Ketten-antrieb zumindest eine Scheibe mit zwei Löchern durch die zwei Kettenbolzen, die ein Kettenschloß bilden können, durchgreifen, so an der Kette befestigt sind, daß sie direkt wahlweise als Lauffläche für das runde Loch in einem Hebel oder zumindest einem anderen, die Antriebsbewegung abgreifenden Bauteil oder Vorrichtung wirkt oder als Innenbefestigung für ein separates Lager dient . 294.Device for the transfer of entropy according to claim 292, characterized in that in the chain drive newly mentioned in claim 292, at least one disk with two holes extends through the two chain pins, which can form a chain lock, are attached to the chain in such a way that it acts directly either as a running surface for the round hole in a lever or at least another component or device that takes up the drive movement or serves as an internal fastening for a separate bearing. 294.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 293, dadurch gekennzeichnet, daß auf zumindest einer in den Ansprüchen 290 - 293 oder 297 näher bezeichneten Kette, Bauköφer zur Verbreiterung oder Erhöhung so angebracht sind, daß durch einen darauf (über eine Rolle) wirkenden Hebel die (Kraft zur) Bewegung der Ventile abgenommen werden kann. 295. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 294, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen, mit denen eine Größenveränderung der in Anspruch 201 oder anderen Ansprüchen definierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens, durch die Einbindung zumindest einer Kugelumlaufspindel mit oszillierender Bewegung erreicht wird. 296. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 295, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen, mit denen eine Größenveränderung der in Anspruch 201 oder anderen Ansprüchen definierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens, durch die Einbindung zumindest eines gegen eine Kurvenscheibe gepreßten Rades erreicht wird. 297.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-293, characterized in that construction elements for widening or increasing are attached to at least one chain specified in claims 290-293 or 297 in such a way that by means of a chain (via a Roller) acting lever (force for) movement of the valves can be removed. 295. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-294, characterized in that the movements with which a change in size of the partial volumes defined in claim 201 or other claims of at least one working volume is achieved by integrating at least one ball screw with an oscillating movement is achieved. 296. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-295, characterized in that the movements with which a change in size of the partial volumes defined in claim 201 or other claims of at least one working volume are pressed against a cam disc by the inclusion of at least one Wheel is reached. 297.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 296, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der in den Ansprüchen 290 bis 296 gekennzeichneten Teilsysteme des Steuersystems zumindest auf die in den Ansprüchen 238 bis 241 oder 284 charakterisierten Wellen wirken. 298.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 296, characterized in that at least one of the subsystems of the control system characterized in claims 290 to 296 act at least on the waves characterized in claims 238 to 241 or 284. 298.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 297, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebszustand in zumindest einem in Anspruch 205 und nicht durch Anspruch 201 näher bezeichneten Teilvolumen eine weitere Aufteilung in Unterteilvolumina durch zumindest eine weitere zu durchströmende Struktur 108, 109 vorhanden ist, welche weniger zur Wärmeübertragung sondern überwiegend zur Strömungsführung oder Wirbelbehinderung ausgelegt ist und so bewegt wird, daß das angrenzende, in Richtung des Bauteils mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen angeordnete Unterteilvolumen überwiegend dann verkleinert wird, wenn diese Struktur 108, 109 möglichst nah an der Wand des Druckgefäßes angeordnet ist und das in Richtung der Wand des Druckgefäßes angrenzende Unterteilvolumen überwiegend nur dann vergrößert wird, wenn das an der anderen Seite angrenzende Unterteilvolumen bereits maximal ist. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-297, characterized in that in the operating state in at least one partial volume specified in claim 205 and not further defined in claim 201, a further division into partial volumes by at least one further structure 108, 109 to be flowed through is present, which is designed less for heat transfer but mainly for flow control or vortex obstruction and is moved so that the adjacent, in the direction of the component with the necessary heat transfer surfaces effective for the thermodynamic cycle lower part volume is mainly reduced when this structure 108, 109 possible is arranged close to the wall of the pressure vessel and the lower part volume adjoining in the direction of the wall of the pressure vessel is predominantly increased only when the lower part volume adjoining the other side is already at a maximum.
299.299.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine zu durchströmende Struktur (z.B. 108, 109) mit einem (gefederten) Element ein periodisch bewegtes Bauteil, das in Längsrichtung eine Formänderung wie z.B. eine zu- bzw. abnehmende Querschnittsfläche aufweist, zumindest teilweise umgreift und während bestimmten Zeitperioden des periodischen Kreisprozesses davon zur periodischen Bewegung mitgenommen wird.Device for the transfer of entropy, characterized in that at least one structure to be flowed through (e.g. 108, 109) with a (spring-loaded) element is a periodically moved component which has a shape change in the longitudinal direction, e.g. has an increasing or decreasing cross-sectional area, at least partially encompasses it, and is carried along for periodic movement during certain time periods of the periodic cycle.
300.300.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 299, dadurch gekennzeichnet, daß das in diesem Anspruch neu aufgeführte bewegte Bauteil am in Anspruch 298 charakterisierten Bauteil mit für den thermodynamischen Kreisprozeß notwendig wirksamen Wärmeübergangsflächen befestigt ist.Device for the transfer of entropy according to claim 299, characterized in that the moving component newly listed in this claim is attached to the component characterized in claim 298 with heat transfer surfaces which are necessary for the thermodynamic cycle process.
301.301.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 300, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase für den Antrieb derDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-300, characterized in that the phase for driving the
Komoressionseinrichtung für zumindest ein Arbeitsvolumen durch das Steuersvstem so eingestellt ist, daß in den Zeitperioden des periodischen thermodynamischenCompression device for at least one working volume is set by the control system so that in the time periods of the periodic thermodynamic
Kreisprozesses das Arbeitsfluid komprimiert wird, in denen der mittlere Druck etwas kleiner ist, als in den Zeitperioden, in denen expandiert wird und dadurch dem Steuersystem während einer Periode mechanische Energie zugeführt wird, um so die mechanischen Verluste oder Strömungsverluste auszugleichen oder mechanischeCyclic process, the working fluid is compressed in which the mean pressure is slightly lower than in the time periods in which expansion and thereby mechanical energy is supplied to the control system during a period, so as to compensate for the mechanical losses or flow losses or mechanical
Arbeit z B an einer Arbeitsmaschine zu verrichten.To do work e.g. on a work machine.
302.302.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 301 , bei dem der Antrieb des Steuersystems durch die Kopplung mit einem Schwungrad und zumindest einem Antriebskolben wie z B Membrane - Kolben, Faltenbalg erfolgtDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201-301, in which the control system is driven by coupling with a flywheel and at least one drive piston, such as a membrane piston, bellows
303.303.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 302, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum des Antriebskolbens zu einem Arbeitsvolumen gehört und bei der vorgesehenen Bewegung durch das Steuersystem überwiegend in den Zeitperioden mit größerem Druck ausgedehnt und in denen mit kleinerem Druck verkleinert wird.Device for the transfer of entropy according to claim 302, characterized in that the working space of the drive piston belongs to a working volume and is extended during the intended movement by the control system predominantly in the time periods with greater pressure and in which it is reduced with lower pressure.
304.304.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 302, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum des Antriebskolbens während den Zeitperioden, in denen er vergrößert wird, mit zumindest einem Raum größeren Drucks über zumindest einDevice for the transfer of entropy according to claim 302, characterized in that the working space of the drive piston during the time periods in which it is enlarged, with at least one space of greater pressure over at least one
Ventil, auf welches das Steuersystem einwirkt, verbunden wird und in denValve, which acts on the control system, is connected and in the
Zeitperioden, in denen eine Verkleinerung stattfindet, analog mit einem Raum niedereren Drucks verbunden wird. 305.Periods of time in which a reduction takes place is analogously connected to a space of lower pressure. 305.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 304, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Druckgefäß 47 selbst weitgehend auf Umgebungstemperatur bleibt und gegen den heißen Innenraum raumfüllend (durch Isolationsmaterial mit geschlossenen Poren wie z B. Glasschaum) isoliert ist, so daß sich dieserDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 304, characterized in that at least one pressure vessel 47 itself largely remains at ambient temperature and is insulated from the hot interior to fill the space (by insulation material with closed pores such as glass foam), so that this
Zwischenraum bzgl der Druckänderung neutral verhält.Gap behaves neutrally with regard to the pressure change.
306.306.
Vorrichtung zum Transfer von Entrooie nach einem oder mehrerer der Ansprüche 201 bis 305, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand 39 in Hubrichtung zumindest eines Druckgehäuses aus zwei Schichten von versetzt angeordneten Blechstreifen gebildet wird, wobei Fugen in Hubrichtung verlaufen. 307.Device for the transfer of entrooie after one or more of claims 201 to 305, characterized in that the inner wall 39 is formed in the stroke direction of at least one pressure housing from two layers of staggered sheet metal strips, joints running in the stroke direction. 307.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 306, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einen Raum, welcher direkt an zumindest ein Ventil, an das zumindest ein Arbeitsvolumen wie in Anspruch 201 dargestellt angrenzt, auch zumindest ein Druckausgleichsbehälter angeschlossen ist. 308.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 306, characterized in that at least one pressure compensation container is also connected to at least one space which is directly adjacent to at least one valve to which at least one working volume is as shown in claim 201. 308.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 307, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas-Flüssigkeitsgemisch, das aus dem Arbeitsvolumen austritt, dadurch getrennt wird, daß es in einen zylinderförmigen Druckbehälter mit einigermaßen vertikaler Achse tangential (in mittlerer Höhe) einströmt, das Gas oben im Bereich der Achse wieder ausströmt und die Flüssigkeit durch zumindest ein mit einem Schwimmer gesteuertes Ventil im untersten Bereich und eine Rohrleitung wahlweise wieder in das Druckgefäß um zumindest ein Arbeitsvolumen zurückbefördert wird oder in einen Behälter außerhalb jedes Arbeitsvolumens befördert wird, der durch einen Überlauf immer in etwa das angestrebte Flüssigkeitsniveau jedes Arbeitsvolumens hat, mit dem er durch zumindest eine Rohrleitung mit zumindest einem leichtgängigen Rückschlagventil unterhalb des Flüssigkeitsniveaus verbunden ist, wobei der Behälter über der Flüssigkeitsfläche etwa denselben Druck wie den minimalen Druck im entsprechenden Arbeitsvolumen hat.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 307, characterized in that a gas-liquid mixture which emerges from the working volume is separated in that it is tangential (at a medium height) in a cylindrical pressure vessel with a somewhat vertical axis. flows in, the gas flows out again at the top in the area of the axis and the liquid is conveyed back through at least one valve controlled by a float in the lowermost area and a pipeline back into the pressure vessel by at least one working volume or is conveyed into a container outside of each working volume, which due to an overflow always has approximately the desired liquid level of each working volume, to which it is connected by at least one pipe with at least one smooth-running check valve below the liquid level, the container above the liquid surface being approximately the same pressure k as the minimum pressure in the corresponding working volume.
309.309.
Vorrichtung zum Transfer von Entrorjie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 250, bei dem die Druckdifferenz der entscheidende zu mindestens einem mit Ventilen zu zumindest einem Arbeit svolumen abgegrenzten Räumen auch an zumindest einem Ventilator oder zumindest einer Turbine mit zumindest einem verstellbaren Element anliegt, so daß diese(r) auf veränderte Mengenflüsse zumindest eines Arbeitsmittels (gesteuert durch das Steuersystem dieses Arbeitsvolumens) reagieren kann. 310.Device for the transfer of Entrorjie according to one or more of claims 201-250, in which the pressure difference between the decisive spaces and at least one space delimited with valves for at least one working volume is also present on at least one fan or at least one turbine with at least one adjustable element that it can react to changes in the quantity flows of at least one work equipment (controlled by the control system of this work volume). 310.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 309, bei dem die radiale Turbine durch das Arbeitsfluid angetrieben wird und der Einlaßkanal in der Umgebung der Turbinenschaufeln in der Größe (durch den (Strömungs-) Druckunterschied oder das Steuersystem) (z.B. durch eine Metall- Zunge) durch Änderung der Exzentrizität des Gehäuses am größten Umfang so verändert werden kann, daß bei möglichst konstantem Druck der Volumenstrom proThe entropy transfer device of claim 309, wherein the radial turbine is driven by the working fluid and the inlet duct in the vicinity of the turbine blades is sized (by the (flow) pressure difference or the control system) (eg by a metal tongue) can be changed by changing the eccentricity of the housing on the largest extent so that the volume flow per
Zeiteinheit in einem möglichst weiten Umfang variiert werden kann.Unit of time can be varied as widely as possible.
311.311.
Vorrichtung zum Transfer von Entrooie, dadurch gekennzeichnet, daß periodisch Gas in einen Behälter gesteuert ein und dann wieder ausströmt, der in der Zwischenzeit in einem Behälter mit Flüssigkeit relativ zur Flüssigkeitsoberfläche zumindest vertikal bewegt wurde. 312. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 31 1 , dadurch gekennzeichnet, daß auf zumindest einer Welle zumindest ein Behälter angeordnet ist, dessen Öffnung in eine tangentiale Richtung senkrecht zur W7ellenachse weist, und der Gas je nach Einsatzart und Drehrichtung aufnimmt oder abgibt, wenn der Behälter so weit unter der Flussigkeitsoberflache ist, daß das Gas ohne große Druckdifferenz in bzw. aus diesem Behälter strömt, von dem es wieder abgegeben bzw. aufgenommen wird, wenn der Behälter nach dem zumindest teilweisen Auftauchen über die Flüssigkeitsoberfläche wieder mit Flüssigkeit geflutet bzw. von Flüssigkeit entleert wird. 313.Device for the transfer of entrooie, characterized in that periodically controlled gas flows into and out of a container which in the meantime has been moved at least vertically in a container with liquid relative to the liquid surface. 312. Device for transferring entropy according to claim 31 1, characterized in that at least one container is arranged on at least one shaft, the opening of which points in a tangential direction perpendicular to the W 7 shaft axis, and absorbs or releases the gas depending on the type of use and direction of rotation when the container is so far below the surface of the liquid that the gas flows into or out of this container from which it is released or taken up again without a large pressure difference when the container is flooded with liquid again after the at least partial emergence over the liquid surface or is emptied of liquid. 313.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 312, dadurch gekennzeichnet, daßEntropy transfer device according to one or more of Claims 201 to 312, characterized in that
Gas in ein Rohr unter der Flüssigkeitsoberfläche wahlweise durch Düsen oder porösesGas into a tube below the liquid surface either through nozzles or porous
Material so eingeblasen wird, daß die Größen der Gasblasen in einem möglichst kleinen Tntervall bleiben und dieses Gas- Flüssigkeitsgemisch aufgrund der geringeren durchschnittlichen Dichte in einen Behälter mit höherem Flüssigkeitsspiegel strömt. 314.Material is blown in such a way that the sizes of the gas bubbles remain in the smallest possible interval and this gas-liquid mixture flows due to the lower average density into a container with a higher liquid level. 314.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 313, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsmittel außerhalb des/der Arbeitsvolumina mit zumindest einem Wärmeenergiespeicher Wärmeenergie austauscht. 315.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 313, characterized in that at least one working medium exchanges thermal energy outside the working volume (s) with at least one thermal energy store. 315.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 314, bei dem zumindest ein Wärmeenergiespeicher aus einer Anordnung von zumindest einer zumindest von einem Arbeitsmittel zu durchströmenden Schüttung eines kapazitiven Wärmeenergiespeichers(z.B. (Alt-) Glas (weiß), Kies (Durchmesser in engem Toleranzbereich : +- 20 %, Metall (-Schrott),..) und/oder Tsolationsmaterial besteht. 316. Vorrichtung zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einem Wärmeenergiespeicher die Anordnung des durchströmten Speichermaterials mit dem dieses einhüllende Isolationsmaterial(, das bei der Wärmeausdehnung des Speichermaterials federnd zurückweichen kann,) so ausgestaltet ist, daß die maximale Abmessung einer beliebigen, grob betrachtet senkrecht zu durchströmenden Fläche bedeutend kleiner sind, als die kürzeste Distanz für die Durchströmung der gesamten Anordnung und diese schlauchförmige Struktur wie ein aufgerolltes Wollknäuel aneinanderliegend so angeordnet ist, daß durch Isolationsmaterial jeweils Speichermaterial voneinander getrennt ist, zwischen denen zumindest ein Arbeitsmittel bei der Durchströmung eine möglichst geringen Weg zurücklegen muß. 317.Device for the transfer of entropy according to Claim 314, in which at least one thermal energy store consists of an arrangement of at least one bed of a capacitive thermal energy store through which at least one working medium flows (for example (old) glass (white), gravel (diameter in a narrow tolerance range: + - 20%, metal (scrap), ..) and / or tsolation material 316. Device for the transfer of entropy, characterized in that, in at least one thermal energy store, the arrangement of the flowed through storage material with the insulating material enveloping it (which occurs during the thermal expansion of the storage material can spring back,) is designed in such a way that the maximum dimension of any surface, roughly considered to be perpendicular to flow through, is significantly smaller than the shortest distance for the flow through the entire arrangement and this tubular structure is arranged like a rolled-up ball of wool is that storage material is separated from each other by insulation material, between which at least one working medium must travel as short a distance as possible when flowing through. 317.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 314 bis 316, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Wärmespeicher mehrere durch Ventile verschließbare Zugänge an mehreren Positionen aufweist, wobei zumindest ein Arbeitsmittel von einem dieser Zugänge zu einem anderen erst nach der Durchströmung eines Anteils des gesamten Speichermaterials gelangen kann. 318.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 314 to 316, characterized in that at least one heat accumulator has a plurality of accesses which can be closed by valves at a plurality of positions, at least one working medium from one of these accesses to another only after a part of the flow has passed through entire storage material can reach. 318.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 317, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsmittel durch Sonnenenergie erhitzt, wahlweise zumindest teilweise in der Phase verändert oder chemisch verändert wird 319.Entropy transfer device according to one or more of claims 201 - 317, characterized in that at least one working medium is heated by solar energy, optionally at least partially changed in phase or chemically changed 319.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 318, bei dem die Solarstrahlung z.B. durch Spiegel oder Linsen auf zumindest einen Wärmetauscher optisch konzentriert wird, der von zumindest einem Arbeitsmittel durchströmt wird. 320.Entropy transfer device according to claim 318, wherein the solar radiation e.g. is optically concentrated by mirrors or lenses on at least one heat exchanger through which at least one working fluid flows. 320.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 319, bei dem die Konzentration der Solarstrahlung durch zumindest eine nach der relativen Position der Sonne ausgerichtete Einrichtung wie z.B. ein Parabolrinnenspiegel auf zumindest eine im Bereich der Brennlinie angeordnete Absorberstruktur erfolgt 321.Apparatus for transferring entropy according to claim 319, in which the concentration of the solar radiation by at least one device aligned with the relative position of the sun, e.g. a parabolic trough mirror is made 321 on at least one absorber structure arranged in the region of the focal line.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder beiden der Ansprüche 319 oder 320, dadurch gekennzeichnet, daß vorallem zumindest eine Absorberstruktur mit verändertem Sonnenstand nachgeführt wird. 322.Device for the transfer of entropy according to one or both of claims 319 or 320, characterized in that, above all, at least one absorber structure with a changed position of the sun is tracked. 322.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 318 bis 322, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein optischer Absorber und Wärmetauscher durch eine Struktur oder Material gegen die Umgebung so wärmeisoliert wird, daß durch diese wahlweise von Arbeitsmittel parallel zurDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 318 to 322, characterized in that at least one optical absorber and heat exchanger is so thermally insulated from the environment by a structure or material that it can be used to work parallel to
Strahlrichtung durchströmte oder nicht durchströmte Struktur die Solarstrahlung mit möglichst geringer Absorption oder Reflexion den Wärmetauscher erreicht.The direction of flow through which the flow flows or not through which the solar radiation reaches the heat exchanger with as little absorption or reflection as possible.
323.323.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß fast anstoßend an eine zu einer Ebene, welche zumindest einen Teil der reflektierten Strahlung zumindest einer Einrichtung zur optischen Konzentration der Strahlungsenergie auf eine Brennlinie (wie z B ein Parabolrinnenspiegel) in zwei gleich starke Strahlenbündel teilt, senkrechten Ebene durch die Brennlinie dieser Einrichtung Elementen angeordnet sind, deren Oberflächen weitgehend parallel zu einer Linie durch diese Brennlinie verlaufen, das eingestrahlte Sonnenlicht letztlich gerichtet reflektieren und die Wärmestrahlung eines Schwarzköφers mit einer Temperatur von 700°K zumindest, wenn sie von dieser Brennlinie her sichtbar sind, möglichst weitgehend absorbieren (z.B Glasröhren oder Glasfasern vgl. Lichtleiter), wodurch die auf zumindest eine Brennlinie konzentierte direkte Sonnenstrahlung zumindest teilweise in einen Bereich geleitet wird, (vgl. Lichtleiter oder transluzente thermische Isolation) in dem sie absorbiert wird. 324.Device for the transfer of entropy, characterized in that almost abutting a plane that divides at least part of the reflected radiation from at least one device for optically concentrating the radiation energy onto a focal line (such as a parabolic trough mirror) into two equally strong beams, Vertical plane through the focal line of this device elements are arranged, the surfaces of which run largely parallel to a line through this focal line, ultimately reflect the incident sunlight and the heat radiation of a black body with a temperature of 700 ° K at least if they are visible from this focal line are absorbed as much as possible (e.g. glass tubes or glass fibers see light guide), whereby the direct solar radiation concentrated on at least one focal line is at least partially guided into one area (see light guide or translucent thermal insulation) in the s he is absorbed. 324.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 320 bis 323, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Einrichtung zur optischen Konzentration der Strahlungsenergie auf eine Brennlinie (wie z.B. einDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 320 to 323, characterized in that at least one device for optically concentrating the radiation energy on a focal line (such as a
Parabolrinnenspiegel) in einzelne Segmente parallel zur Brennlinie aufgeteilt ist, die einzeln in geringerem Umfang als in Anspruch 320 nötig, parallel nachgestellt werden, um bei der Nachführung des Absorbers eine Verbesserung der optischen Konzentration zu erreichen. 325.Parabolic trough mirror) is divided into individual segments parallel to the focal line, which are individually adjusted in parallel to a lesser extent than is necessary in claim 320, in order to achieve an improvement in the optical concentration when tracking the absorber. 325.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 322 bis 324, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 323 aufgeführten Elemente zumindest teilweise durch einenEntropy transfer device according to one or more of claims 322 to 324, characterized in that that the elements listed in claim 323 at least partially by a
Arbeitsmittelstrom, der von der entsprechenden Brennlinie bzw. Brennpunkt weg strömt, gekühlt werdenWorking fluid flow, which flows away from the corresponding focal line or focal point, is cooled
326. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 323 oder 325, dadurch gekennzeichnet, daß kein Bauteil so angeordnet ist, daß eine Transmission der dann absorbierten326. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 323 or 325, characterized in that no component is arranged so that a transmission of the then absorbed
Strahlung durch dessen Material erfolgen muß.Radiation must occur through the material.
327. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 323 bis 326, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 323 aufgeführten Elemente soweit von der Ebene mit höchster327. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 323 to 326, characterized in that the elements listed in claim 323 as far from the plane with the highest
Symmetrie, in der zumindest eine Brennlinie liegt, entfernt angeordnet sind, daß nur ein geringer Anteil der in Richtung auf diese Brennlinie reflektierten Strahlungsleistung bei idealer Ausrichtung der entsprechenden Einrichtung zur optischen Konzentration der Strahlungsenergie im Bereich der Stirnfläche dieser Elemente ankommtSymmetry, in which at least one focal line lies, is arranged at a distance such that only a small proportion of the radiation power reflected in the direction of this focal line arrives in the region of the end face of these elements with ideal alignment of the corresponding device for the optical concentration of the radiation energy
328328
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 323 bis 327, dadurch gekennzeichnet, daß die in diesen Ansprüchen angeführten Elemente von der entsprechendenEntropy transfer device according to one or more of claims 323 to 327, characterized in that the elements specified in these claims differ from the corresponding one
Brennlinie her durchströmt werden.Focal line are flowed through.
329329
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 323 bis 328, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ansprüchen 323 bis 328 angeführten Elemente so angeordnet sind, daß die solare Strahlung ohne Transmission zu Oberflächen gelangen kann, an der sie absorbiert wird, und die Oberfläche von der Strömung des Arbeitsfluids gekühlt wird.Entropy transfer device according to one or more of claims 323 to 328, characterized in that the elements specified in claims 323 to 328 are arranged so that the solar radiation can reach the surfaces on which it is absorbed without transmission, and the surface is cooled by the flow of the working fluid.
330330
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 323 bis 329, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel zumindest eine Struktur mit einer die solare Strahlung absorbierenden Oberflächen durchströmen kannDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 323 to 329, characterized in that the working medium can flow through at least one structure with a surface absorbing the solar radiation
331.331.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 330, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 330 aufgeführten Elemente an beiden Enden dichtend gefaßt und so in ein zumindest in dem angrenzenden Bereich geschlossenes Leitungssystem integriert sindDevice for the transfer of entropy according to claim 330, characterized in that the elements listed in claim 330 are sealed at both ends and are thus integrated in a conduit system which is at least closed in the adjacent area
332332
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 331, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der in Anspruch 331 aufgeführten Elemente im von der entsprechendenDevice for the transfer of entropy according to claim 331, characterized in that within the elements listed in claim 331 in the corresponding
Brennlinie entfernten Bereich bei zumindest einigen der Oberflächen derFocal line distant area on at least some of the surfaces of the
Absorptionskoeffizient für Sonnenstrahlung größer als bei Glaswänden ist. (z.B. durchAbsorption coefficient for solar radiation is greater than for glass walls. (e.g. through
Schwärzung , ein eingeschobenes Rohr oder einen Metall streifen)Blackening, an inserted tube or a metal strip)
333. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder beiden der Ansoruche 331 oder 332, dadurch gekennzeichnet. daß die in diesen Ansprüchen aufgeführten Elemente in durchströmte Elemente übergehen, die aus einem anderen Material bestehen und deren Oberflächen weitgehend die selbe Orientierung aufweisen.333. Device for the transfer of entropy according to one or both of Ansoruche 331 or 332, characterized. that the elements listed in these claims merge into flow-through elements which consist of a different material and whose surfaces have largely the same orientation.
334. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 323 bis 333, dadurch gekennzeichnet, daß die Absoφtion der solaren Strahlung an Oberflächen erfolgt, die auch gerichtet reflektieren, wahlweise die Strahlung eines schwarzen Köφers mit der Temperatur334. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 323 to 333, characterized in that the absorption of the solar radiation takes place on surfaces which also reflect in a directed manner, optionally the radiation of a black body with the temperature
700°K absorbieren oder nicht und so angeordnet sind, daß die absorbierte solare Strahlungs-Energie pro Fläche möglichst konstant ist, so daß der Wärmeübergang von dieser Oberfläche an das Arbeitsmittel (trotz dessen geringer Wärmeleitfähigkeit oderAbsorb 700 ° K or not and are arranged so that the absorbed solar radiation energy per surface is as constant as possible, so that the heat transfer from this surface to the work equipment (despite its low thermal conductivity or
Wärmekapazität) bei minimalen Exergieverlusten erfolgt.Heat capacity) with minimal exergy losses.
335.335.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 319 bis 334, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Anordnung in Strahlrichtung hinter zumindest einem Teil zumindest einerDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 319 to 334, characterized in that the entire arrangement in the beam direction behind at least a part of at least one
Brennlinie bzw. zumindest einem Brennpunkt mit thermischer Isolation ummantelt ist.Focal line or at least one focal point is coated with thermal insulation.
336.336.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 323 bis 335, dadurch gekennzeichnet, daß in Einstrahlrichtung vor der Brennlinie zumindest ein flaches, ebenes und dünnes Bauteil (mit geringer Wärmeleitfähigkeit inDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 323 to 335, characterized in that at least one flat, flat and thin component (with low thermal conductivity in
Einstrahlrichtung) (z.B. Schlitzblech, evtl. glasiert) angebracht ist, in dessen Ebene auch die entsprechende Brennlinie liegt oder zumindest in diesem Bereich verläuft.Direction of irradiation) (e.g. slotted plate, possibly glazed) is attached, in whose plane the corresponding focal line lies or at least runs in this area.
337.337.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 354, dadurch gekennzeichnet, daß aus zumindest einem Strömungskanal im Bereich der Brennlinie bzw. des Brennpunktes Luft so freigesetzt wird, daß sie entgegen der Strahlungsrichtung strömt 338.Device according to one or more of claims 31 to 354, characterized in that air is released from at least one flow channel in the region of the focal line or the focal point in such a way that it flows against the radiation direction 338.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 319, bei dem die Konzentration der Solarstrahlung durch zumindest einen bzgl einer Symmetrieachse drehsymmetrischen, nach der relativen Position der Sonne ausgerichteten Parabolspiegel auf zumindest einen im Bereich des Brennpunktes angeordneten Wärmetauscher erfolgt. 339.Apparatus for the transfer of entropy according to claim 319, in which the concentration of the solar radiation is carried out by at least one parabolic mirror, which is rotationally symmetrical with respect to an axis of symmetry and is aligned with the relative position of the sun, on at least one heat exchanger arranged in the region of the focal point. 339.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 319 bis 338, dadurch gekennzeichnet, daß vorallem zumindest ein Absorber mit verändertem Sonnenstand nachgeführt wird. 340.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 319 to 338, characterized in that, above all, at least one absorber with a changed position of the sun is tracked. 340.
Anlage zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise weitgehend parallel oder weitgehend rotationssymmetri ch zu einer Hauptstrahllinie, die in jeder Ebene liegen muß, welche die Strahlung, die von zumindest einer Einrichtung zur optischen Konzentration der solaren Strahlungsenergie auf einen Brennpunkt konzentriert wird, in zwei gleich starke Strahlenbündel teilt, und fast anstoßend an eine dazu senkrechte Ebene durch diesen Brennpunkt, Elemente angeordnet sind, deren Oberflächen weitgehend parallel zu einer Linie durch den Brennpunkt verlaufen, das eingestrahlte Sonnenlicht letztlich gerichtet reflektieren und die Wärmestrahlung eines Schwarzkoφers mit einer Temperatur von 700°K zumindest, wenn sie von der Brennlinie her sichtbar sind, möglichst weitgehend absorbieren (z B Glasrohren oder Glasfasern vgl Lichtleiter), wodurch die auf einen Brennpunkt konzentrierte Sonnenstrahlung in einen Bereich geleitet wird, (vgl Lichtleiter oder transluzente thermische Isolation) in dem sie absorbiert wirdSystem for the transfer of entropy, characterized in that either largely parallel or largely rotationally symmetrical to a main beam line, which must lie in each plane, which the radiation, which is concentrated by at least one device for the optical concentration of the solar radiation energy on a focal point, in divides two equally strong beams, and almost abutting a plane perpendicular to this through this focal point, elements are arranged whose surfaces are largely parallel to a line through the Focal point run, ultimately reflect the irradiated sunlight and absorb the heat radiation of a black body with a temperature of 700 ° K as much as possible, at least if they are visible from the focal line (e.g. glass tubes or glass fibers see fiber optics), which leads to a focal point concentrated solar radiation is directed into an area (see light guide or translucent thermal insulation) in which it is absorbed
341341
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 319 bis 340, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Einrichtung zur optischen Konzentration der solaren Strahlungsenergie auf einen Brennpunkt in einzelne Segmente aufgeteilt ist. die einzeln in geringerem Umfang als in den Ansprüchen 339 oder 320 notig. nachgestellt werden, um bei der Nachführung des dazugehörigen Absorbers eine Verbesserung der optischen Konzentration zu erreichen 342Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 319 to 340, characterized in that at least one device for optically concentrating the solar radiation energy is divided into individual segments on a focal point. the individually required to a lesser extent than in claims 339 or 320. can be adjusted to achieve an improvement in the optical concentration when tracking the associated absorber 342
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 340, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 340 aufgeführten Elemente zumindest teilweise durch einen Arbeitsmittelstrom, der vom entsprechenden Brennpunkt weg strömt, gekühlt werden 343 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 340 bis 342. dadurch gekennzeichnet, daß kein Bauteil so angeordnet ist, daß eine Transmission der Strahlung durch Oberflachen erfolgen muß, deren tangential weitergeführten Ebenen von der entsprechenden Hauptstrahllinie in einem Winkel geschnitten werden, der deutlich von 0° abweicht 344Entropy transfer device according to claim 340, characterized in that the elements listed in claim 340 are at least partially cooled by a flow of working fluid flowing away from the corresponding focal point 343 Entropy transfer device according to one or more of claims 340 to 342. characterized in that no component is arranged in such a way that the radiation must be transmitted through surfaces whose tangentially extended planes are intersected by the corresponding main beam line at an angle which deviates significantly from 0 ° 344
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 340 bis 343. dadurch gekennzeichnet, daß die in diesen Ansprüchen aufgeführten Elemente soweit von der jeweils entsprechenden Hauptstrahllinie durch den Brennpunkt entfernt angeordnet sind, daß nur ein geringer Anteil der in Richtung auf den Brennpunkt reflektierten Strahlungsleistung bei idealer Ausrichtung des Parabolspiegels im Bereich der Stirnflache dieser Elemente ankommt 345 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 340 bis 344, dadurch gekennzeichnet, daß die in diesen Ansprüchen angeführten Elemente vom entsprechenden Brennpunkt her durchströmt werden 346 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 340 bis 345, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ansprüchen 340 bis 345 angeführten Elemente so angeordnet sind, daß die solare Strahlung ohne Transmission zu Oberflachen gelangen kann, an der sie absorbiert wird und die von der Strömung des Arbeitsfluids gekühlt wird 347Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 340 to 343. characterized in that the elements listed in these claims are arranged so far from the respective main beam line through the focal point that only a small proportion of those reflected in the direction of the focal point Radiation power with ideal alignment of the parabolic mirror arrives in the area of the end face of these elements 345 Device for transfer of entropy according to one or more of claims 340 to 344, characterized in that the elements mentioned in these claims are flowed through from the corresponding focal point 346 Device for transfer of Entropy according to one or more of claims 340 to 345, characterized in that the elements cited in claims 340 to 345 are arranged so that the solar radiation can reach surfaces without transmission, on which it is absorbed and which v is cooled on the flow of the working fluid 347
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 340 bis 346, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsmittel zumindest eine Struktur mit der die solare Strahlung absorbierenden Oberflachen durchströmen kannEntropy transfer device according to one or more of claims 340 to 346, characterized in that that the working medium can flow through at least one structure with the surfaces absorbing the solar radiation
348348
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 340 bis 347, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 345 aufgeführten Elemente an beiden Enden dichtend gefaßt und so in ein zumindest in dem angrenzenden Bereich geschlossenes Leitungssystem integriert sindDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 340 to 347, characterized in that the elements listed in claim 345 are sealed at both ends and are thus integrated in a conduit system which is at least closed in the adjacent area
349 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 340 bis 348, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der in Anspruch 348 aufgeführten Elemente im vom Brennpunkt entfernten Bereich bei zumindest einigen der Oberflachen, mit weitgehend parallelen349 Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 340 to 348, characterized in that within the elements listed in claim 348 in the area distant from the focal point in at least some of the surfaces, with largely parallel
Schnittlinien der tangentialen Ebenen, der Absorptionskoeffizient für Sonnenstrahlung großer als bei den Glaswanden ist (z B durch Schwärzung , ein eingeschobenes Rohr aus Metall oder Keramik . Keramikstab oder einen Metallstreifen)Lines of intersection of the tangential planes, the absorption coefficient for solar radiation is greater than for the glass walls (e.g. due to blackening, an inserted tube made of metal or ceramic, ceramic rod or a metal strip)
350350
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 340 bis 348, dadurch gekennzeichnet, daß die in Ansoruch 348 aufgeführten Elemente in durchströmte Elemente übergehen, die aus einem anderen Material bestehen und deren Oberflachen weitgehend die selbeDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 340 to 348, characterized in that the elements listed in Ansoruch 348 merge into flow-through elements which consist of a different material and whose surfaces are largely the same
Orientierung aufweisenHave orientation
351351
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 323 bis 350. dadurch gekennzeichnet. daß die Absorption der solaren Strahlung an Oberflachen erfolgt, die auch gerichtet reflektieren, wahlweise zumindest teilweise die Strahlung eines schwarzen Koφers mit der Temperatur 700°K absorbieren oder nicht absorbieren und so angeordnet sind, daß die absorbierte Energie pro Flache möglichst konstant ist. so daß der Wärmeübergang von dieser Oberflache an das Arbeitsmittel (trotz dessen geringer Wärmeleitfähigkeit oder Wärmekapazität) bei minimalen Exergieverlusten erfolgtEntropy transfer device according to one or more of claims 323 to 350. characterized. that the absorption of the solar radiation takes place on surfaces which also reflect directionally, optionally at least partially absorb or not absorb the radiation of a black body with the temperature 700 ° K and are arranged so that the absorbed energy per surface is as constant as possible. so that the heat transfer from this surface to the work equipment (despite its low thermal conductivity or heat capacity) takes place with minimal exergy losses
352352
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der AnsprücheEntropy transfer device according to one or more of the claims
319 bis 351, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Anordnung in Strahlrichtung hinter zumindest einer Brennlinie oder zumindest einem Brennpunkt mit thermischer Isolation ummantelt ist319 to 351, characterized in that the entire arrangement is encased in the beam direction behind at least one focal line or at least one focal point with thermal insulation
353353
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 340 bis 352, dadurch gekennzeichnet, daß in Einstrahlrichtung vor zumindest einem Brennpunkt zumindest ein flaches, ebenes, dünnes und gerichtet reflektierendes und/oder transmittierendes Bauteil mit geπnger Wärmeleitfähigkeit (z B Schlitzblech, evtl glasiert) in Form eines Kegelmantels angebracht ist, dessen Symmetrieachse dieDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 340 to 352, characterized in that at least one flat, flat, thin and directionally reflecting and / or transmitting component with narrow thermal conductivity (e.g. slotted plate, possibly glazed) in front of at least one focal point in the direction of irradiation ) is attached in the form of a cone jacket, the axis of symmetry of which
Hauptstrahllinie ist und dessen verlängerte Kegelspitze auf den Brennpunkt weistIs the main beam line and its elongated cone tip points to the focal point
354 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 323 bis 353, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zumindest eines optischen Absorbers zumindest ein Ventil angeordnet ist, das abhangig von der Temperatur zum Schutz vor Uberhitzung im Notfall geöffnet wird, so daß Luft aufgrund der Kaminwirkung, welche durch ein verlängerndes Rohr (in Hauptstrahlrichtung) verstärkt werden kann, durch die Absorberstruktur strömt. 355.354 Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 323 to 353, characterized in that at least one valve is arranged in the region of at least one optical absorber, which opens depending on the temperature to protect against overheating in an emergency is, so that air flows through the absorber structure due to the chimney effect, which can be reinforced by an extending tube (in the main jet direction). 355.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie, dadurch gekennzeichnet, daß in Strahlrichtung hinter zumindest einer transparenten Abdeckung im Idealfall weitgehend gerichtet transmittierende und/oder reflektierende Elemente, welche im Tdealfall die Infrarotstrahlung eines Schwarz-Köφers mit der Temperatur von 700°K weitgehend absorbieren, so weitgehend parallel angeordnet und ausgerichtet werden, daß die Oberflächen weitgehend parallel zur Einstrahlungsrichtung liegen und ein möglichst großer Anteil der Sonnenstrahlung in möglichst großer Entfernung der transparenten Abdeckung absorbiert wird, und von der transparenten Abdeckung her von zumindest einem Arbeitsmittel in Strahlrichtung durchströmt werden, wobei die nicht angestrahlten Seiten dieser Anordnung thermisch isoliert sind 356.Device for the transfer of entropy, characterized in that in the beam direction behind at least one transparent cover ideally largely transmitting and / or reflecting elements, which in the ideal case largely absorb the infrared radiation of a black body at the temperature of 700 ° K, so largely parallel are arranged and aligned so that the surfaces are largely parallel to the direction of irradiation and the largest possible proportion of solar radiation is absorbed at the greatest possible distance from the transparent cover, and the transparent cover flows through at least one working medium in the beam direction, the non-illuminated sides this arrangement are thermally insulated 356.
Vorrichtung zum Transfer von Entrooie nach Ansoruch 355. dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 355 aufgeführten weitgehend ebenen Elemente mit größerer Fläche einzeln auf jeweils einer Achse gelagert sind und der Sonne durch die Drehung um diese Achse nachgeführt werden 357.Device for the transfer of entrooie according to Ansoruch 355. characterized in that the largely flat elements with a larger surface area, which are set out in claim 355, are individually supported on one axis and track the sun by rotation about this axis 357.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 355, dadurch gekennzeichnet, daß die in Ansoruch 355 aufgeführten Elemente zusammen mit der gesamten in Anspruch 355 charakterisierten Anordnung der Sonne nachgeführt werden. 358. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 355, dadurch gekennzeichnet, daß die in Anspruch 355 charakterisierten weitgehend ebenen Elemente zusammen mit der gesamten in Anspruch 355 charakterisierten Anordnung auf einer gemeinsamen Achse gelagert sind und der Sonne nachgeführt werden. 359. Vorrichtung zum Transfer von Entrooie nach Ansoruch 355. dadurch gekennzeichnet. daß in Strahlrichtung vor den in Anspruch 355 aufgeführten Elemente zumindest eine weitere transluzente Anordnung von Elementen entgegen der Strahlrichtung durchströmt wird. 360. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 355 bis 359, dadurch gekennzeichnet,daß der Raum zwischen zumindest einer transparenten Abdeckung und den in diesen Ansprüchen charakterisierten Elementen ebenso in Strömungskanäle aufgeteilt ist, wie der Raum auf der anderen Seite dieser Elemente zwischen diesen Elementen und der entsprechenden Isolation. 361.Device for the transfer of entropy according to claim 355, characterized in that the elements listed in claim 355 together with the entire arrangement characterized in claim 355 track the sun. 358. Device for the transfer of entropy according to claim 355, characterized in that the largely flat elements characterized in claim 355 are mounted together with the entire arrangement characterized in claim 355 on a common axis and track the sun. 359. Device for the transfer of entrooie to Ansoruch 355. characterized. that in the beam direction before the elements listed in claim 355 at least one further translucent arrangement of elements flows through against the beam direction. 360. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 355 to 359, characterized in that the space between at least one transparent cover and the elements characterized in these claims is also divided into flow channels, as is the space on the other side of these elements between these elements and the corresponding isolation. 361.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 355 bis 360, dadurch gekennzeichnet, daß auch zumindest ein Raum zwischen den in Anspruch 359 charakterisierten Elementen, die in unterschiedlicher Richtung von zumindest einem Arbeitsfluid durchströmt werden, ebenso in Strömungskanäle aufgeteilt ist, wie die in Anspruch 360 charakterisierten Räume. 362.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 355 to 360, characterized in that at least one space between the elements characterized in claim 359, through which at least one working fluid flows in different directions, is also divided into flow channels, such as the rooms characterized in claim 360. 362.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 355 bis 361, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmung der in den Ansprüchen 355 oder 359 charakterisierten Elemente von einem Strömungskanal zum anderen nur durch die Überwindung eines genügend großen Strömungswiderstandes möglich ist, so daß zu dieser Strömung keine effektiv störende konvektive Strömung überlagert wird. 363.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 355 to 361, characterized in that the flow through the in claims 355 or 359 characterized elements from one flow channel to another is only possible by overcoming a sufficiently large flow resistance so that no effectively interfering convective flow is superimposed on this flow. 363.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 355 bis 362, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Raum zwischen den in diesen Ansprüchen charakterisierten Elementen und der entsprechenden opakenEntropy transfer device according to one or more of claims 355 to 362, characterized in that in at least one space between the elements characterized in these claims and the corresponding opaque
Tsolation, angrenzend an die Enden dieser Elemente eine zu durchströmende Absorberstruktur mit ausreichend großem Strömungswiderstand angebracht ist.Tsolation, adjacent to the ends of these elements, an absorber structure to be flowed through is attached with a sufficiently large flow resistance.
364.364.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 360 bis 363, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromungskanale, die in unterschiedlichen in diesen Ansprüchen charakterisierten Räumen verlaufen, auch in verschiedene Richtungen verlaufenDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 360 to 363, characterized in that the flow channels, which run in different spaces characterized in these claims, also run in different directions
365365
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 360 bis 364, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung so reguliert wird, daß durch jedenEntropy transfer device according to one or more of claims 360 to 364, characterized in that the flow is regulated so that by each
Strömungskanal am Übergang zum entsprechenden Sammelkanal eine Menge von Arbeitsfluid strömt, die etwa proportional ist zu der in dem Fiächenbereich absorbierten Strahiungsenergie, der vomFlow channel at the transition to the corresponding collecting channel flows an amount of working fluid that is approximately proportional to the radiation energy absorbed in the area, that of the
Strömungskanal abgedeckt wird.Flow channel is covered.
366.366.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 360 bis 365, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Strömungskanäle durch jeweils einen eigenen Ventilator mit einem Sammelkanal Arbeitsmittel austauschen.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 360 to 365, characterized in that at least some of the flow channels exchange working fluid with a collecting channel by means of their own fan.
367.367.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 360 bis 366, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Strömungskanäle durch ein temperaturabhängig gesteuertes Ventil in einen Sammelkanal Arbeitsmittel abgebenDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 360 to 366, characterized in that at least some of the flow channels deliver working fluid into a collecting channel through a temperature-controlled valve
368368
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 355 bis 367, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zumindest eines optischen Absorbers zumindest ein Ventil angeordnet ist, das abhängig von der Temperatur zum Schutz vor Überhitzung im Notfall geöffnet wird, so daß Luft aufgrund der Kaminwirkung, welche durch ein verlängerndes Rohr verstärkt wird, durch die Absorberstruktur strömt.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 355 to 367, characterized in that at least one valve is arranged in the area of at least one optical absorber, which is opened depending on the temperature to protect against overheating in an emergency, so that air due to the Chimney effect, which is reinforced by an elongating pipe, flows through the absorber structure.
369. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 323 bis 368, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der in den Ansprüchen 323 bis 368 charakterisierten Kollektoren hintereinander geschaltet werden, so daß zumindest ein Arbeitsfluid in mehreren369. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 323 to 368, characterized in that several of the collectors characterized in claims 323 to 368 are connected in series, so that at least one working fluid in several
Stufen erhitzt wird 370.Stages is heated 370.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 203 bis 369, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitrsmittel durch die wahlweise bei Kernreaktionen z.B. in einem mit Helium gekühlten und mit Graphit moderierten Reaktor oder bei einer Verbrennung z.B. von Biomasse oder Biogas mit Frischluft freigesetzten Wärmeenergie erhitzt wird. 371. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 370, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem die bewegten Komponenten und die Ventile mehrerer Arbeitsvolumina so steuert, daß die jeweiligen thermodynamischen Kreisprozesse mit derselben Periodendauer phasenverschoben ablaufen. 372.Entropy transfer device according to one or more of claims 203 to 369, characterized in that at least one working means by which heat is optionally released during nuclear reactions, for example in a reactor cooled with helium and moderated with graphite, or during combustion, for example of biomass or biogas, with fresh air. 371. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 - 370, characterized in that the control system controls the moving components and the valves of a plurality of working volumes in such a way that the respective thermodynamic cycle processes run with the same period in phase. 372.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 371 , dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige Ein- und Auslaßventile der Arbeitsvolumina jeweils in die selben externen Räume führen. 373. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201Device for the transfer of entropy according to claim 371, characterized in that at least some inlet and outlet valves of the working volumes each lead into the same external spaces. 373. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201
- 371, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Arbeitsmittel nach dem Ausströmen aus zumindest einem Auslaßventil zumindest eines Arbeit svolumens nach wahlweise einer (erneuten) Erhitzung, Abkühlung oder Druckänderung durch zumindest ein Einlaßventil in zumindest ein anderes Arbeitsvolumen strömt.- 371, characterized in that at least one working medium flows out of at least one outlet valve of at least one working volume after optionally a (renewed) heating, cooling or pressure change through at least one inlet valve into at least one other working volume.
374.374.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201Entropy transfer device according to one or more of claims 201
- 373, dadurch gekennzeichnet, daß (gefilterte) Frischluft durch die Abgase zumindest einer Verbrennungskraftmaschine in zumindest einem Wärmetauscher oder zumindest einem Regenerator (der als Katalysator wirkt) erhitzt wird und durch zumindest ein Einlaßventil in zumindest ein Arbeitsvolumen aufgenommen wird und zumindest teilweise durch zumindest ein Auslaßventil in zumindest einen Raum mit höherem Druck wieder abgegeben wird. 375. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 374, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft, welche aus zumindest einem Arbeitsvolumen bei erhöhtem Druck durch zumindest ein Auslaßventil ausgepreßt wird, (nach einer Zwischenspeicherung in einem puffernden Drucktank) zumindest teilweise in zumindest eine Verbrennungskraftmaschine einströmt. 376.- 373, characterized in that (filtered) fresh air is heated by the exhaust gases of at least one internal combustion engine in at least one heat exchanger or at least one regenerator (which acts as a catalyst) and is taken up by at least one inlet valve in at least one working volume and at least partially by at least one Exhaust valve in at least one room with higher pressure is released again. 375. Device for the transfer of entropy according to claim 374, characterized in that the air which is pressed out of at least one working volume at elevated pressure by at least one outlet valve (after being temporarily stored in a buffering pressure tank) at least partially flows into at least one internal combustion engine. 376.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 374 bis 375, dadurch gekennzeichnet, daß dabei die kühle Luft aus dem Teilvolumen zumindest eines Arbeitsvolumens entnommen wird, das an den Kühler angrenzt. 377. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 374 to 375, characterized in that the cool air is removed from the partial volume of at least one working volume which is adjacent to the cooler. 377. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201
- 376, bei dem Einlaß- und Auslaßventile zumindest zweier Arbeitsvolumina so (durch einen gemeinsamen Raum) verbunden sind, daß das Arbeitsfluid nach dem Ausströmen aus zumindest einem Arbeitsvolumen nach wahlweise einer oder keiner Wechselwirkung mit Systemen wahlweise zur Druckänderung oder zum Wärmeenergieaustausch zumindest teilweise in zumindest ein weiteres Arbeitsvolumen einströmen kann. 378. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 377, dadurch gekennzeichnet, daß in eine durch Anspruch 245 näher bezeichnete Anordnung von Arbeitsvolumina eingesaugtes Gas als trockenes, lösungsmitteldampfreduziertes oder/und ölfreiees Durckgas einem Druckgasspeicher zugeführt wird, wobei die Trocknung des Gases durch die während dem Aufenthalt wie im Anspruch 211 näher bezeichneten kältesten Teilvolumen Kondensierung oder Sublimierung eines Teils des Lösungsmittels oder des Wasserdampfes erfolgt und das Eis / gefrorene Lösungsmittel während Leerlaufzeiten in denen z.B. das Einlaßventil bei laufendem Antrieb geöffnet bleibt, wieder aufgetaut und aus zumindest einem Arbeitsvolumen entfernt wird. 379.- 376, in which inlet and outlet valves of at least two working volumes are connected (by a common space) such that the working fluid after flowing out of at least one working volume after either one or no interaction with systems either for pressure change or for heat energy exchange at least partially in at least a further volume of work can flow in. 378. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 377, characterized in that gas sucked into an arrangement of working volumes specified in more detail by claim 245 as dry, solvent-vapor-reduced and / or oil-free pressurized gas is fed to a compressed gas store, the drying of the gas due to the coldest partial volume during the stay, as specified in claim 211, condensation or sublimation of part of the solvent or the water vapor takes place and the ice / frozen solvent is defrosted during idle times, for example in which the inlet valve remains open while the drive is running, and from at least one working volume Will get removed. 379.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 378, bei dem die aus zumindest einem Arbeitsvolumen abgeführte Wärmeenergie wahlweise zur Warmwasseraufbereitung oder Heizung ("über Nah- oder Fernwärmesysteme) übertragen wird 380Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 378, in which the thermal energy removed from at least one working volume is optionally transferred 380 for hot water preparation or heating ( " via local or district heating systems)
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 379, bei dem zusätzliche Komponenten aus dem Baugewerbe so angeordnet sind, daß darin gewohnt und gelebt werden kann und eine Kombination der Teilsysteme thermischer Gasverdichter, Speicher, Erhitzer durch Verbrennung oder Sonnenkollektor durch Parallelschaltung erfolgt. 381.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 379, in which additional components from the construction industry are arranged in such a way that one can live and live in them, and a combination of the subsystems of thermal gas compressors, storage, heating by combustion or solar collector by parallel connection he follows. 381.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 380, bei dem das Arbeitsfluid Luft ist und/oder in zumindest einem Arbeitsvolumen mit Kühlwasser (mit Frostschutz) gekühlt wird.Apparatus for transferring entropy according to claim 380, in which the working fluid is air and / or is cooled in at least one working volume with cooling water (with frost protection).
382.382.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 381, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Wärmetauscher z.B. Gas - Flüssigkeit fürDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 381, characterized in that by means of a heat exchanger e.g. Gas - liquid for
Heizung und Warmwasser Wärmeenergie zur Verfügung gestellt wird 383.Heating and hot water thermal energy is provided 383.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 382, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung oder als Wärmequelle zumindest ein Wasserbecken wie z.B. ein Regenwasserbecken als Zwischenspeicher verwendet wird und dieser mit Umgebungsluft gekühlt bzw. erwärmt wird.Entropy transfer device according to one or more of claims 201 to 382, characterized in that for cooling or as a heat source at least one water basin such as e.g. a rainwater pool is used as a buffer and this is cooled or heated with ambient air.
384.384.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201Entropy transfer device according to one or more of claims 201
- 383, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der Größe zumindest eines Arbeitsvolumens nur einen Teil der Druckänderung bewirkt.- 383, characterized in that a change in the size of at least one working volume causes only part of the change in pressure.
385.385.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201Entropy transfer device according to one or more of claims 201
- 383, dadurch gekennzeichnet, daß Sonnenenergie durch eine Integration mehrerer der in diesem Patent charakterisierten Teilsystemen wie Gasverdichter, Wärmeenergiespeicher, Sonnenkollektor , Druckgasspeicher, Turbine und Stromgenerator nach charakterisierter Umwandlung und/ oder Speicherung entsprechend dem Bedarf als elektrische Energie zur Verfügung gestellt wird. 386. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 - 384, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Flüssigkeit in jedem Wärmetauscher in jedem Arbeitsvolumen stets kleiner ist, als der niedrigste im Betriebszustand auftretende Druck im entsprechenden Arbeitsvolumen. 387.- 383, characterized in that solar energy is made available as electrical energy by the integration of several of the subsystems characterized in this patent, such as gas compressors, thermal energy storage, solar collector, compressed gas storage, turbine and power generator after characterized conversion and / or storage, as required. 386. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 384, characterized in that the pressure of the liquid in each heat exchanger in each working volume is always lower than the lowest pressure occurring in the operating state in the corresponding working volume. 387.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 386, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein an zumindest ein kältestes Teilvolumen angrenzender Regenerator so gedreht oder verschoben wird, daß zumindest periodisch zumindest ein Teil des Regenerators in einem warmen Raum auftauen und abtropfen kann, von wo die Flüssigkeit dann automatisch (durch ein Rohrleitungssystem) abgeführt werden kann 388.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 386, characterized in that at least one regenerator adjacent to at least a coldest partial volume is rotated or shifted in such a way that at least periodically at least part of the regenerator can thaw and drip in a warm room , from where the liquid can then be automatically discharged (through a piping system) 388.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 387, dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitsfluid durch die Durchströmung zumindest eines Regenerators abgekühlt und wieder erwärmt wird, wobei dem abgekühlten Arbeitsfluid Wärmeenergie entzogen wird und dabei Lösungsmittel kondensiert oder sublimiert.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 387, characterized in that working fluid is cooled and reheated by the flow through at least one regenerator, thermal energy being extracted from the cooled working fluid and solvent being condensed or sublimated.
389. Vorrichtung zum Transfer von Entrooie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 388, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest den Teil der Vorrichtung zur Transformaiton von Entropie, der als Kältemaschine wirkt, Gas abgekühlt wird und diese abgekühlte Gas (im geschlossenen Kreislauf) einen Wärmeenergiespeicher (vgl. Ansprüche 314 - 317) abkühlt, der anschließend durch einen anderen Gasstrom wieder erwärmt wird, wobei389. Device for the transfer of entrooie according to one or more of claims 201 to 388, characterized in that gas is cooled by at least the part of the device for transforming entropy, which acts as a refrigerator, and this cooled gas (in a closed circuit) Heat energy storage (see claims 314 - 317) cools, which is then heated again by another gas stream, wherein
Lösungsmittel aus dem Gas kondensiert und/oder ausgefrohren (sublimiert) wird.Solvent from the gas is condensed and / or extracted (sublimed).
390.390.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der AnsprücheEntropy transfer device according to one or more of the claims
387 bis 389, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung zur Wassergewinnung aus der Luftfeuchtigkeit eingesetzt wird387 to 389, characterized in that this device is used to extract water from the air humidity
391.391.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 390, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein zu kühlender Raum thermisch an ein Teilvolumen zumindest eines Arbeitsvolumens angekoppelt istDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 390, characterized in that at least one space to be cooled is thermally coupled to a partial volume of at least one working volume
392.392.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 391, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Kühlraum thermisch angekoppelt ist an zumindest ein Teilvolumen zumindest eines Arbeitsvolumens, das wie bei einem bekannten thermischenDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 391, characterized in that at least one cooling space is thermally coupled to at least a partial volume of at least one working volume which, as in a known thermal
Kompressor aufgebaut ist und das mit zumindest einem nach einem oder mehreren derCompressor is constructed and that with at least one after one or more of the
Ansprüche 201 bis 391 gekennzeichneten Arbeitsvolumen verbunden ist, wobei dasClaims 201 to 391 characterized work volume is connected, wherein the
Steuersystem in den beiden Arbeitsvolumina unterschiedlicher Art Strukturen oderTax system in the two working volumes of different types of structures or
Bauteile mit der selben Periodendauer bewegen. 393.Move components with the same period. 393.
Vorrichtung zum Transfer von Entrooie nach einem oder mehreren der Ansprüche 242 bis 392, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Flüssigkeit zumindest eines Flüssigkeitskolbens wärmetauschende Flächen im Betriebszustand benetzt und auch als Heiz- bzw. Kühlflüssigkeit eingesetzt wird. 394.Entrooie transfer device according to one or more of claims 242 to 392, characterized in that at least one liquid has at least one Liquid piston wetted heat-exchanging surfaces in the operating state and is also used as a heating or cooling liquid. 394.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 242 bis 393, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Flüssigkeit zumindest einesDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 242 to 393, characterized in that at least one liquid has at least one
Flüssigkeitskolbens im Betriebszustand zumindest ein Gefäß oder zumindest eine saugfähige Struktur füllt und in einem Teilvolumen zumindest eines Arbeitsvolumens verrieselt. 395.Liquid piston in the operating state fills at least one vessel or at least one absorbent structure and sprinkles in a partial volume of at least one working volume. 395.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 242 bis 394, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ventile ein Flüssigkeitsaustausch zumindest eines offenen Behälters mit zumindest einem Arbeitsvolumen erfolgt und der Flüssigkeitsspiegel in diesem Behälter höher ist, als durchschnittlich im entsprechenden Arbeitsvolumen 396.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 242 to 394, characterized in that at least one open container with at least one working volume is replaced by valves and the liquid level in this container is higher than the average in the corresponding working volume 396.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 242 bis 395, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest ein Überdruckventil Flüssigkeit aus zumindest einem Arbeitsvolumen entweicht, wenn zumindest ein Flüssigkeitskolben zuerst im kalten Bereich oben an einer Hubbegrenzung anschlägt.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 242 to 395, characterized in that liquid escapes from at least one working volume through at least one pressure relief valve when at least one liquid piston first strikes a stroke limitation in the cold region at the top.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 242 bis 396, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer des Flussigkeitsverdrangerkolbens in den Extremstellungen periodisch vorübergehend verriegelt wird, um einen Bewegungsablauf zu erreichen, mit dem während einerDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 242 to 396, characterized in that the float of the liquid displacement piston is periodically temporarily locked in the extreme positions in order to achieve a movement sequence with which during a
Periode eine maximale Temperaturänderung des Arbeitsfluides in zumindest einemPeriod a maximum temperature change of the working fluid in at least one
Arbeitsvolumen erreicht werden kann.Working volume can be achieved.
398. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 242 bis 397, dadurch gekennzeichnet, daß wenn der Schwimmer des398. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 242 to 397, characterized in that when the float of the
Flussigkeitsverdrangerkolbens in den Extremstellungen bewegt wird, je eine Klappe den Querschnitt für die Flüssigkeitsströmung so weit entgegen der Strömungsrichtung verschließt und durch eine Feder offengehalten wird, daß abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit diese Klappe vollends schließt.Liquid displacement piston is moved in the extreme positions, one flap closes the cross section for the liquid flow so far against the direction of flow and is kept open by a spring that, depending on the flow speed, this flap closes completely.
399.399.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 398, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Betätigung zumindest einer Kompressionseinrichtung zumindest eines Druckvolumens umgesetzte Kompressionsarbeit im Hydraulik- System (durch zumindest eine Hochdruck - Gasfeder) zumindest zum Teil gespeichert wird.Device for transferring entropy according to one or more of claims 201 to 398, characterized in that the compression work carried out when at least one compression device is actuated at least one pressure volume is at least partially stored in the hydraulic system (by at least one high-pressure gas spring).
400.400.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 201 bis 399, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Betätigung zumindest einer Kompressionseinrichtung zumindest einesDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 201 to 399, characterized in that when at least one compression device is actuated, at least one
Druckvolumens umgesetzte Kompressionsarbeit im Hydraulik- System durch zumindest ein Schwungrad verbunden mit der zeitweise entweder antreibenden oder angetriebenen Pumpe zumindest zum Teil gespeichert wird. 401Pressure work implemented compression work in the hydraulic system by at least one flywheel connected to the temporarily either driving or driven pump is at least partially stored. 401
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 200 bis 400, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitsfluid Wasserdampf wirkt und imDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 200 to 400, characterized in that water vapor acts as the working fluid and in
Druckgefaß eine Grenzflache Wasser- Wasserdampf auftritt 402A water / water vapor interface occurs 402
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 401, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung Wasser dem Druckgefaß zugeführt wird und Wasserdampf entnommen wirdDevice for the transfer of entropy according to claim 401, characterized in that water is supplied to the pressure vessel for cooling and water vapor is removed
403 Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 402, dadurch gekennzeichnet, daß das in Anspruch 402 charakterisierte Teilsystem wahlweise in ein Nah- oder403 Device for the transfer of entropy according to claim 402, characterized in that the subsystem characterized in claim 402 optionally in a local or
Fernwarmesystem integriert istDistrict heating system is integrated
404404
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 400, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitsfluid Wasserdampf wirkt und imProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 400, characterized in that water vapor acts as the working fluid and in
Druckgefaß eine Grenzflache Wasser-Wasserdampf auftrittPressure vessel an interface water-water vapor occurs
405405
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 404. dadurch gekennzeichnet. daß zur Kühlung Wasser dem Druckgefaß zugeführt wird, und Wasserdampf entnommen wirdMethod for transferring entropy according to claim 404. characterized. that water is fed to the pressure vessel for cooling, and water vapor is removed
406406
Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 405. dadurch gekennzeichnet, daß das in Anspruch 405 charakterisierte Teilsystem wahlweise in ein Nah- oder Fernwarmesystem integriert istMethod for transferring entropy according to claim 405. characterized in that the subsystem characterized in claim 405 is optionally integrated in a local or district heating system
407407
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 71 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 71 to
406 dadurch gekennzeichnet, daß bei der periodischen Bewegung eine406 characterized in that a periodic movement
Verdrangerstruktur mit Zwischenräumen zwischen der Flussigkeitsoberflache und einem Regenerator angeordnet ist und bei der Abwartsbewegung nach dem Aufsetzen auf der Flussigkeitsoberflache zusammengeschoben wird, so daß sie denDisplacer structure with spaces between the liquid surface and a regenerator is arranged and is pushed together in the downward movement after touching down on the liquid surface, so that it
Zwischenraum zwischen Regenerator und Flussigkeitsoberflache weitgehend ausfülltThe space between the regenerator and the liquid surface is largely filled
408408
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 271 bis 407. dadurch gekennzeichnet, daß bei der periodischen Bewegung eineDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 271 to 407. characterized in that a
Verdrangerstruktur mit Zwischenräumen zwischen der Flussigkeitsoberflache und einem Regenerator angeordnet ist und bei der Abwartsbewegung nach dem Aufsetzen auf der Flussigkeitsoberflache zusammengeschoben wird, so daß sie den Zwischenraum zwischen Regenerator und Flussigkeitsoberflache weitgehend ausfüllt 409Displacer structure with spaces between the liquid surface and a regenerator is arranged and is pushed together in the downward movement after touching down on the liquid surface, so that it largely fills the space between the regenerator and liquid surface 409
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 18 bis 408. dadurch gekennzeichnet, daß zusatzlich zu zumindest einem bewegbaren Sonnenkollektor an die tragende Konstruktion ein festes Dach so montiert wird, daß beim Schwenken aus der Ruheposition in die Arbeitsposition Eis oder Schnee auf dieses Dach fallt 410 Verfahren zum Transfer von Entropie nach Anspruch 409, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kombination von Dach und Kollektoren eine vollständige Überdachung eines größeren Bereiches erreicht wird.Process for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 18 to 408. characterized in that, in addition to at least one movable solar collector, a fixed roof is mounted on the supporting structure in such a way that ice or snow swings up from the rest position into the working position this roof falls 410 Process for the transfer of entropy according to claim 409, characterized in that a complete roofing of a larger area is achieved by the combination of roof and collectors.
411. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 409 bis 410, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Einachsig nachgeführten Kollektor das Dach vom Bereich um die Drehachse in einer schräg nach unten verlaufenden411. Method for the transfer of entropy according to one or more of claims 409 to 410, characterized in that in the case of a single-axis tracked collector, the roof extends from the area around the axis of rotation in an obliquely downward direction
Ebene angeordnet ist.Level is arranged.
412. Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 17 bis 411, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile, welche einen Zugang zum schlauchförmig mit Isolationsmaterial ummantelten Speichermaterial freigeben können, bzgl der Anordnung bzgl. des Speichermaterialschlauches abwechselnd jeweils einem von zwei Räumen zugeordnet werden, so daß bei einer Öffnung aller dieser Ventile und einem Einblasen von heißem Gas in einen dieser Räume und Entnahme von Gas aus dem anderen dieser Räume mehrere Teilsesmente des gesamten thermischen412. Method for transferring entropy according to one or more of claims 1 17 to 411, characterized in that the valves, which can provide access to the storage material encased in a tubular manner with insulation material, alternately one of two rooms with respect to the arrangement with respect to the storage material tube are assigned so that when all of these valves are opened and hot gas is blown into one of these rooms and gas is withdrawn from the other of these rooms, several sub-segments of the total thermal
Speichers gleichzeitig parallel geladen werden können.Memory can be loaded simultaneously in parallel.
413.413.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 318 bis 408, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu zumindest einem bewegbaren Sonnenkollektor an die tragende Konstruktion ein festes Dach so montiert wird, daß beim Schwenken aus der Ruheposition in die Arbeitsposition Eis oderDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 318 to 408, characterized in that, in addition to at least one movable solar collector, a fixed roof is mounted on the supporting structure in such a way that ice or swiveling from the rest position into the working position
Schnee auf dieses Dach fällt.Snow falls on this roof.
414. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 413, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kombination von Dach und Kollektoren eine vollständige Überdachung eines größeren Bereiches erreicht wird.414. Device for the transfer of entropy according to claim 413, characterized in that a complete roofing of a larger area is achieved by the combination of roof and collectors.
415.415.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 413 bis 414, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Einachsig nachgeführten Kollektor das Dach vom Bereich um die Drehachse in einer schräg nach unten verlaufendenDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 413 to 414, characterized in that in the case of a collector with a single-axis tracking, the roof extends obliquely downwards from the area around the axis of rotation
Ebene angeordnet ist.Level is arranged.
416.416.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 317 bis 415, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile, welche einen Zugang zum schlauchförmig mit Isolationsmaterial ummantelten Speichermaterial freigeben können, bzgl der Anordnung bzgl, des Speichermaterialschlauches abwechselnd jeweils einem von zwei Räumen zugeordnet werden, so daß bei einer Öffnung aller dieser Ventile und einem Einblasen von heißem Gas in einen dieser Räume und Entnahme von Gas aus dem anderen dieser Räume mehrere Teiisegmente des gesamten thermischenDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 317 to 415, characterized in that the valves, which can provide access to the storage material encased in a tubular manner with insulation material, are alternately assigned to one of two rooms with respect to the arrangement with regard to the storage material tube. so that when all of these valves are opened and hot gas is blown into one of these spaces and gas is withdrawn from the other of these spaces, several partial segments of the total thermal
Speichers gleichzeitig parallel geladen werden können.Memory can be loaded simultaneously in parallel.
417.417.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bisMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to
416, dadurch gekennzeichnet, daß Gas in ein durch einen oder mehrere der Ansprüche 1 bis 416 gekennzeichnetes Arbeitsvolumen z B durch eine Turbine oder ein anderes, vergleichbares, als thermischer Gasverdichter eingesetztes Arbeitsvolumen gepreßt wird und bei geringerem Druck und mit höherer Temperatur dieses Arbeitsvolumen wieder verläßt und die für diese Erwärmung notwendige Temperatur teilweise dadurch aufgebracht wird, daß ein Teil dieses Gases verflüssigt wird.416, characterized in that gas is pressed into a working volume characterized by one or more of claims 1 to 416, for example by a turbine or another comparable working volume used as a thermal gas compressor, and this working volume at lower pressure and at a higher temperature leaves again and the temperature necessary for this heating is applied in part by the fact that a part of this gas is liquefied.
418.418.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 417, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Gas auch Funktionen erfüllt, die der Flüssigkeit in den Ansprüchen zugeordnet werden, die sich auf einen oder mehreren der Ansprüche 71-80, 271 -280, 108,308,193-196 oder 393-396 beziehen 419. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 418, dadurch gekennzeichnet, daß Gas in ein durch einen oder mehrere derProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 417, characterized in that the liquid gas also fulfills functions which are assigned to the liquid in the claims which relate to one or more of claims 71-80, 271-280 , 108,308,193-196 or 393-396 refer to 419. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 418, characterized in that gas is supplied by one or more of the
Ansprüche 1 bis 418 gekennzeichnetes Arbeitsvolumen z B durch eine Turbine oder ein anderes, vergleichbares, als thermischer Gasverdichter eingesetztes Arbeitsvolumen gepreßt wird und bei geringerem Druck und mit höherer Temperatur dieses Arbeitsvolumen wieder verläßt und die für diese Erwärmung notwendige Temperatur teilweise dadurch aufgebracht wird, daß ein Teil dieses Gases verflüssigt wird. 420Claims 1 to 418 characterized working volume, for example, is pressed by a turbine or another comparable working volume used as a thermal gas compressor and leaves this working volume again at a lower pressure and at a higher temperature and the temperature necessary for this heating is partially applied by the fact that a Part of this gas is liquefied. 420
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 419, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Gas auch Funktionen erfüllt, die der Flüssigkeit in den Ansprüchen zugeordnet werden, die sich auf einen oder mehrere der Ansprüche 71-80, 271-280, 108,308,193-196 oder 393-396 beziehen 421.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 419, characterized in that the liquid gas also fulfills functions which are assigned to the liquid in the claims which relate to one or more of claims 71-80, 271-280 , 108,308,193-196 or 393-396 refer to 421.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 420, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der Bewegung zumindest einiger der in Anspruch 1 aufgeführten Strukturen oder Bauteile durch das Steuersystem die durch Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens während einer bestimmten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisorozesses kontinuierlich verkleinert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen steigt und dadurch aus einem Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, das nur an einen vonMethod for transferring entropy according to one or more of claims 1 to 420, characterized in that due to the movement of at least some of the structures or components listed in claim 1 by the control system, the partial volumes characterized by claim 1 of at least one working volume during a certain period of time periodically running thermodynamic circular orcesses are continuously reduced and predominantly as a result the average temperature of the working fluid in this working volume rises and thereby from a partial volume of this working volume that only to one of
Arbeitsfluid in jeder Periode mit maximaler Menge zu durchströmenden Regenerator direkt angrenzt, durch zumindest ein weit offenes Auslaßventil in einen Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, 7 kaltes Arbeitsmittel ausströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 1 charakterisierten Ventilen erhöht wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 1 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen, oder vergleichbare durch das Steuersystem, welche das wärmste Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, an das nur der Wärmetauscher aber kein Regenerator direkt angrenzt, vergrößert und das kälteste, an zumindest einWorking fluid in each period with the maximum amount of regenerator to be flowed through directly, through at least one wide-open outlet valve into a room with relative to the only minor pressure fluctuations occurring in this working volume, 7 cold working fluid flows out and during the subsequent period, with a smaller change in the Ratio of the partial volumes characterized in claim 1 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume with closed valves characterized in claim 1 is increased due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components limit characterized partial volume, or comparable by the control system, which increases the warmest partial volume of this working volume, to which only the heat exchanger but no regenerator is directly adjacent, and the coldest, at least one
Auslaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen verkleinert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erhöht wird und aufgrund der Bewegung einiger der in Anspruch 1 aufgeführten Komponenten durch das Steuersystem die durch Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina dieses Arbeitsvolumens während der darauffolgenden Zeitperiode kontinuierlich vergrößert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen sinkt und durch zumindest ein weit offenes Einlaßventil in jenes Teilvolumen, das in Anspruch 1 näher bezeichnet ist und das durch einen Regenerator eingegrenzt wird, der zumindest zeitweise am Wärmetauscher anliegt, aus einem Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, Arbeitsfluid, mit einer größeren Temperatur als beim Ausströmen, einströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 1 charakterisierten Ventilen erniedrigt wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 1 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen oder damit vergleichbar sind, durch das Steuersystem, welche das wärmste Teilvolumen, an das nur der Wärmetauscher aber kein Regenerator direkt angrenzt, verkleinert und das kälteste, an zumindest ein Auslaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen vergrößert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erniedrigt wird und der Kreisprozeß geschlossen wird, wobei vorallem in der Anlaufphase die aufgeführten Ventile durch das Steuersystem auch geöffnet werden, wenn der Druckausgleich noch nicht erreicht ist, wodurch der Temperaturverlauf des Gleichgewichts- Betriebszustandes im Arbeitsvolumen erreicht wird 422.Exhaust valve adjacent, characterized in the front part of this claim reduced volume, whereby the average temperature of the working fluid in this working volume is increased and due to the movement of some of the components listed in claim 1 by the control system, the partial volumes of this working volume characterized by claim 1 are continuously increased during the subsequent period and predominantly thereby the average temperature of the working fluid in this working volume decreases, and by at least one wide-open inlet valve into that partial volume, which is further specified in claim 1 and that is limited by a regenerator, which is at least temporarily applied to the heat exchanger, flows in from a room with relatively small pressure fluctuations relative to the pressure fluctuations occurring in this working volume, with a higher temperature than when flowing out, and during the subsequent time period, with a smaller change the ratio of the partial volumes characterized in claim 1 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume with closed valves characterized in claim 1 is reduced due to the movement of the mechanis Chen compression device by the control system and / or due to the movement of some components, which also limit or are comparable to a partial volume characterized in claim 1, by the control system, which reduces the warmest partial volume to which only the heat exchanger but no regenerator is directly adjacent, and the coldest partial volume adjoining at least one outlet valve, characterized in the front part of this claim, whereby the average temperature of the working fluid in this working volume is reduced and the cycle is closed, the valves mentioned above also being opened by the control system in the start-up phase, if the pressure equalization has not yet been reached, as a result of which the temperature profile of the equilibrium operating state in the working volume is reached 422.
Verfahren zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 420. dadurch gekennzeichnet. daß aufgrund der Bewegung zumindest einiger der in Anspruch 1 aufgeführten Strukturen oder Bauteile durch das Steuersystem die durch Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens während einer bestimmten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses kontinuierlich vergrößert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen steigt und dadurch aus einem Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, das nur an einen von Arbeitsfluid in jeder Periode mit maximaler Menge zu durchströmenden Regenerator direkt angrenzt, durch zumindest ein weit offenes Auslaßventil in einen Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, heißes Arbeitsmittel ausströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 1 charakterisierten Ventilen erhöht wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 1 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen, oder vergleichbare durch das Steuersystem, welche das kälteste Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, an das nur der Wärmetauscher aber kein Regenerator direkt angrenzt, verkleinert und das heißeste, an zumindest ein Auslaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen vergrößert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erhöht wird und aufgrund der Bewegung einiger der in Anspruch 1 aufgeführten Komponenten durch das Steuersystem die durch Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina dieses Arbeitsvolumens während der darauffolgenden Zeitperiode kontinuierlich verkleinert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen sinkt und durch zumindest ein weit offenes Einlaßventil in jenes Teilvolumen, das in Anspruch 1 näher bezeichnet ist und das durch einen Regenerator eingegrenzt wird, der zumindest zeitweise am Wärmetauscher anliegt, aus einem Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, Arbeitsfluid, mit einer geringeren Temperatur als beim Ausströmen, einströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 1 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 1 charakterisierten Ventilen erniedrigt wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 1 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen oder damit vergleichbar sind, durch das Steuersystem, welche das kälteste Teilvolumen, an das nur der Wärmetauscher aber kein Regenerator direkt angrenzt, vergrößert und das heißeste, an zumindest ein Auslaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen verkleinert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erniedrigt wird und der Kreisprozeß geschlossen wird, wobei vorallem in der Anlaufphase die aufgeführten Ventile durch das Steuersystem auch geöffnet werden, wenn der Druckausgleich noch nicht erreicht ist, wodurch der Temperaturverlauf des Gleichgewichts- Betriebszustandes im Arbeitsvolumen erreicht wird. 423. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 420, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der Bewegung zumindest einiger der in Anspruch 201 aufgeführten Strukturen oder Bauteile durch das Steuersystem die durch Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens während einer bestimmten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses kontinuierlich verkleinert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen steigt und dadurch aus einem Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, das nur an einen von Arbeitsfluid in jeder Periode mit maximaler Menge zu durchströmenden Regenerator direkt angrenzt, durch zumindest ein weit offenes Auslaßventil in einen Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, kaltes Arbeitsmittel ausströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 201 charakterisierten Ventilen erhöht wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 201 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen, oder vergleichbare durch das Steuersystem, welche das wärmste Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, an das nur der Wärmetauscher aber kein Regenerator direkt angrenzt, vergrößert und das kälteste, an zumindest einProcess for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 420. characterized. that due to the movement of at least some of the structures or components listed in claim 1 by the control system, the partial volumes of at least one working volume characterized by claim 1 are continuously increased during a certain period of the periodically running thermodynamic cycle and the average temperature of the working fluid in this working volume increases as a result and thereby from a partial volume of this working volume, which is directly adjacent to a regenerator to be flowed through by working fluid in each period with a maximum quantity, through at least one wide-open outlet valve into a room with hot working fluid relative to the only minor pressure fluctuations occurring in this working volume flows out and during the subsequent period, with a smaller change in the ratio of the partial volumes characterized in claim 1 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume with closed valves characterized in claim 1 is increased due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components which also limit a partial volume characterized in claim 1, or comparable by the control system, which is the coldest partial volume this working volume, to which only the heat exchanger but no regenerator is directly adjacent, is reduced and the hottest, adjacent to at least one outlet valve, characterized in the front part of this claim Partial volume increases, whereby the average temperature of the working fluid in this working volume is increased and due to the movement of some of the components listed in claim 1 by the control system, the partial volumes of this working volume characterized by claim 1 are continuously reduced during the subsequent time period and predominantly thereby the average temperature of the Working fluids in this working volume decrease and through at least one wide-open inlet valve into that partial volume, which is defined in more detail in claim 1 and which is delimited by a regenerator, which is at least temporarily applied to the heat exchanger, from a room with respect to those occurring in this working volume only smaller pressure fluctuations, working fluid, with a lower temperature than when flowing out, and during the subsequent period, with a smaller change in the ratio of the T characterized in claim 1 Express volume to the corresponding working volume, the pressure in this working volume with closed valves characterized in claim 1 is reduced due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components which also limit a partial volume characterized in claim 1 or comparable are, by the control system, which increases the coldest partial volume, to which only the heat exchanger but no regenerator directly adjoins, and the hottest partial volume adjacent to at least one outlet valve, characterized in the front part of this claim, thereby reducing the mean temperature of the working fluid in it Working volume is reduced and the cycle is closed, especially in the start-up phase, the valves listed are opened by the control system even if the pressure equalization has not yet been reached, whereby the temperature profile of the equ Weight operating state in the work volume is reached. 423. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 420, characterized in that due to the movement of at least some of the structures or components listed in claim 201 by the control system, the partial volumes characterized by claim 201 of at least one working volume during a certain period of time of the periodically running thermodynamic cycle are continuously reduced and, as a result, the average temperature of the working fluid in this working volume rises, and by a partial volume of this working volume, which only adjoins a regenerator to be flowed through by working fluid in each period with a maximum amount, by at least a wide range open outlet valve in a room, with relative to the only minor pressure fluctuations occurring in this working volume, cold working fluid flows out and during the subsequent period, with less change tion of the ratio of the partial volumes characterized in claim 201 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume with closed valves characterized in claim 201 is increased due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components, which are also included in the Limit sub-volume characterized, or comparable by the control system, which is the warmest Partial volume of this working volume, to which only the heat exchanger but no regenerator directly adjoins, increases and the coldest, at least one
Auslaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen verkleinert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erhöht wird und aufgrund der Bewegung einiger der in Anspruch 201 aufgeführten Komponenten durch das Steuersystem die durch Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina dieses Arbeitsvolumens während der darauffolgenden Zeitperiode kontinuierlich vergrößert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen sinkt und durch zumindest ein weit offenes Einlaßventil in jenes Teilvolumen, das in Anspruch 201 näher bezeichnet ist und das durch einen Regenerator eingegrenzt wird, der zumindest zeitweise am Wärmetauscher anliegt, aus einem Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, Arbeitsfluid, mit einer größeren Temperatur als beim Ausströmen, einströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 201 charakterisierten Ventilen erniedrigt wird aufgrund der Bewegung der mechamschen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 201 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen oder damit vergleichbar sind, durch das Steuersystem, welche das wärmste Teilvolumen, an das nur der Wärmetauscher aber kein Regenerator direkt angrenzt, verkleinert und das kälteste, an zumindest ein Auslaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen vergrößert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erniedrigt wird und der Kreisprozeß geschlossen wird, wobei vorallem in der Anlaufphase die aufgeführten Ventile durch das Steuersystem auch geöffnet werden, wenn der Druckausgleich noch nicht erreicht ist, wodurch der Temperaturverlauf des Gleichgewichts- Betriebszustandes im Arbeitsvolumen erreicht wird. 424.Exhaust valve adjacent partial volume characterized in the front part of this claim is reduced, whereby the average temperature of the working fluid in this working volume is increased and due to the movement of some of the components listed in claim 201 by the control system, the partial volumes of this working volume characterized by claim 201 continuously during the subsequent period be increased and predominantly thereby the average temperature of the working fluid in this working volume decreases and by at least one wide-open inlet valve into that partial volume, which is defined in more detail in claim 201 and which is delimited by a regenerator which is at least temporarily applied to the heat exchanger from a room , with relative to the only minor pressure fluctuations occurring in this working volume, working fluid, with a higher temperature than when flowing out, and during the subsequent period, with e less change in the ratio of the partial volumes characterized in claim 201 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume with closed valves characterized in claim 201 is reduced due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components, which also limit or are comparable to a partial volume characterized in claim 201 by the control system, which reduces the warmest partial volume to which only the heat exchanger but no regenerator is directly adjacent, and the coldest partial volume adjacent to at least one outlet valve and characterized in the front part of this claim increases, whereby the average temperature of the working fluid in this working volume is lowered and the cycle is closed, the valves listed above also being opened by the control system in the start-up phase, w If the pressure compensation has not yet been reached, as a result of which the temperature profile of the equilibrium operating state in the working volume is reached. 424.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 420, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der Bewegung zumindest einiger der in Anspruch 201 aufgeführten Strukturen oder Bauteile durch das Steuersystem die durch Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina zumindest eines Arbeitsvolumens während einer bestimmten Zeitperiode des periodisch ablaufenden thermodynamischen Kreisprozesses kontinuierlich vergrößert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen steigt und dadurch aus einem Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, das nur an einen von Arbeitsfluid in jeder Periode mit maximaler Menge zu durchströmenden Regenerator direkt angrenzt, durch zumindest ein weit offenes Auslaßventil in einen Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, heißes Arbeitsmittel ausströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 201 charakterisierten Ventilen erhöht wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 201 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen, oder vergleichbare durch das Steuersystem, welche das kälteste Teilvolumen dieses Arbeitsvolumens, an das nur der Wärmetauscher aber kein Regenerator direkt angrenzt, verkleinert und das heißeste, an zumindest ein Auslaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen vergrößert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erhöht wird und aufgrund der Bewegung einiger der in Anspruch 201 aufgeführten Komponenten durch das Steuersystem die durch Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina dieses Arbeitsvolumens während der darauffolgenden Zeitperiode kontinuierlich verkleinert werden und überwiegend dadurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluids in diesem Arbeitsvolumen sinkt und durch zumindest ein weit offenes Einlaßventil in jenes Teilvolumen, das in Anspruch 201 näher bezeichnet ist und das durch einenDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 to 420, characterized in that due to the movement of at least some of the structures or components listed in claim 201 by the control system, the partial volumes characterized by claim 201 of at least one working volume during a certain period of time periodically The thermodynamic cycle taking place is continuously increased and the average temperature of the working fluid in this working volume increases as a result, and thus from a partial volume of this working volume that only adjoins a regenerator to be flowed through by working fluid in each period with a maximum amount, through at least one wide-open outlet valve in a room with only minor pressure fluctuations in this volume of work, hot working fluid flows out and during the subsequent period, with less change g of the ratio of the partial volumes characterized in claim 201 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume when closed, in claim 201 characterized valves is increased due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components, which also limit a partial volume characterized in claim 201, or comparable by the control system, which is the coldest partial volume of this working volume to which only the Heat exchanger but no regenerator directly adjacent, downsized and the hottest, adjacent to at least one outlet valve, characterized in the front part of this claim increased volume, whereby the average temperature of the working fluid in this working volume is increased and due to the movement of some of the components listed in claim 201 by the control system continuously reduces the partial volumes of this working volume characterized by claim 201 during the subsequent time period and predominantly thereby the average temperature of the working fluid in this work ts volume decreases and through at least one wide-open inlet valve into the partial volume that is specified in claim 201 and that by a
Regenerator eingegrenzt wird, der zumindest zeitweise am Wärmetauscher anliegt, aus einem Raum, mit relativ zu den in diesem Arbeitsvolumen auftretenden nur geringeren Druckschwankungen, Arbeitsfluid, mit einer geringeren Temperatur als beim Ausströmen, einströmt und während der anschließenden Zeitperiode, mit einer geringeren Veränderung des Verhältnisses der in Anspruch 201 charakterisierten Teilvolumina zum entsprechenden Arbeitsvolumen, der Druck in diesem Arbeitsvolumen bei geschlossenen, in Anspruch 201 charakterisierten Ventilen erniedrigt wird aufgrund der Bewegung der mechanischen Kompressionseinrichtung durch das Steuersystem und/oder aufgrund der Bewegung einiger Komponenten, die auch ein in Anspruch 201 charakterisiertes Teilvolumen begrenzen oder damit vergleichbar sind, durch das Steuersystem, welche das kälteste Teilvolumen, an das nur der Wärmetauscher aber kein Regenerator direkt angrenzt, vergrößert und das heißeste, an zumindest ein Auslaßventil angrenzende, im vorderen Teil dieses Anspruches charakterisierte Teilvolumen verkleinert, wodurch die mittlere Temperatur des Arbeitsfluides in diesem Arbeitsvolumen erniedrigt wird und der Kreisprozeß geschlossen wird, wobei vorallem in der Anlaufphase die aufgeführten Ventile durch das Steuersystem auch geöffnet werden, wenn der Druckausgleich noch nicht erreicht ist, wodurch der Temperaturverlauf des Gleichgewichts- Betriebszustandes im Arbeitsvolumen erreicht wird. Regenerator is limited, which is at least temporarily applied to the heat exchanger, flows in from a room with relative to the only minor pressure fluctuations occurring in this working volume, working fluid, with a lower temperature than when flowing out, and during the subsequent period with a smaller change in the ratio of the partial volumes characterized in claim 201 to the corresponding working volume, the pressure in this working volume with closed valves characterized in claim 201 is reduced due to the movement of the mechanical compression device by the control system and / or due to the movement of some components, which is also characterized in claim 201 Limit partial volumes or are comparable, by the control system, which increases the coldest partial volume, to which only the heat exchanger but no regenerator directly adjoins, and the hottest to at least one outlet valve The partial volume characterized in the front part of this claim is reduced, as a result of which the average temperature of the working fluid in this working volume is reduced and the cyclic process is closed, the valves mentioned being opened by the control system, especially in the start-up phase, even if the pressure compensation has not yet been reached , whereby the temperature profile of the equilibrium operating state is reached in the working volume.
425425
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Regenerator in Form eines Kegelmantels mit konstanter Starke ausgebildet ist und am äußeren Rand in den Mantel einesDevice for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that at least one regenerator is designed in the form of a cone jacket with a constant thickness and at the outer edge in the jacket of a
Zylinders, weitgehend ohne die Wirkung eines Regenerators, übergeht.Cylinder, largely without the effect of a regenerator.
426.426.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 425, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Regenerator im Bereich der Kegelspitze gefuhrt und durch das Steuersystem bewegt wird und mit einem Element verbunden ist. welches in zweiDevice for transferring entropy according to claim 425, characterized in that at least one regenerator is guided in the region of the cone tip and moved by the control system and is connected to an element. which in two
Bereichen auf einem unbewegten Element parallel zur Zylinderachse beweglich gefuhrtAreas on an immovable element guided parallel to the cylinder axis
427.427.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand des Mantels von Zylinder oder spitzemDevice for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that the lower edge of the jacket of a cylinder or pointed
Kegelstumpf immer in Flüssigkeit eintauchtAlways immerse the truncated cone in liquid
428.428.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Zylinderachse geführten Elemente ausDevice for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that the elements guided parallel to the cylinder axis
Rohren bestehen, welche konzentrisch über das innenliegende unbewegte Element inPipes exist, which are concentric in the immovable element inside
Hubπchtung gefuhrt werden, wobei Schlitze in Hub- und Längsrichtung der Rohre dieHubπchtung be performed, with slots in the stroke and longitudinal direction of the pipes
Verbindung der innenliegenden Rohre mit den Regeneratoren ermöglichen. 429.Allow the internal pipes to be connected to the regenerators. 429.
Vomchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß in der tiefsten Stellung der Raum zwischen der unterstenDevice for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that in the lowest position the space between the lowest
Regeneratorflache und der Wasseroberflache weitgehend durch eine Verdrangerstruktur aus zumindest zwei Teilen ausgefüllt wird, welche so mit dem Steuersystem gekoppelt sind, daß sie bei einer Aufwartsbewegung des untersten Regenerators auseinander gehen so daß an den relativ zur Hubπchtung schrägen Trennflachen Stromungskanale für dasRegeneratorflache and the water surface is largely filled by a displacement structure from at least two parts, which are coupled to the control system so that they go apart when the bottom regenerator moves upwards, so that flow channels for the
Arbeitsgas durch diese Verdrangerstruktur ausgebildet werden.Working gas can be formed by this displacer structure.
430. Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze des Kegelmantels, der die Regeneratorform beschreibt auf die Flussigkeitsoberflache zeigt.430. Device for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that the tip of the conical jacket, which describes the regenerator shape, points to the surface of the liquid.
431 Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmetauscher fest am Zylinder des untersten431 device for transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a heat exchanger is fixed to the cylinder of the bottom
Regenerators befestigt ist, in die Flüssigkeit eintaucht und zwischen diesem Regenerator und Kuhler eine Verdrangerstruktur angeordnet ist. 432.Regenerator is attached, immersed in the liquid and a displacer structure is arranged between this regenerator and cooler. 432.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß der unterste Regenerator durchstoßen wird durch zumindest ein daran direkt befestigtes Rohr in Hubrichtung, das immer in die Flüssigkeit eintaucht und in dem konzentrisch und mit dem Gehäuse verbunden zumindest eine Rohre angeordnet ist, welche über den Flussigkeitsspiegel hinausragt ohne den Regenerator zu durchstoßen und aus welcher durch zumindest ein Ventil der Gasaustausch erfolgt. 433 Vornchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß in der in Anspruch 432 beschπebenen Anordnung ein weiteres Rohr konzentrisch angeordnet und mit dem Gehäuse dichtend verbunden ist, dessen Oberkante weiter als das angrenzende über die Flussigkeitsoberflache hinausgeht und aus dem das Gas über ein Ventil peπodisch ausgetauscht wird und daß der neu entstandene Raum zwischen zwei Rohren durch ein Ventil, welches mit dem Gasventil des Innenrohres verbunden ist, mit einem Raum gekoppelt ist. der mit dem Gasraum durch ein Rohrsystem verbunden ist und durch Ventile wahlweise mit der Flüssigkeit im Arbeitsraum oder einem separaten Beh lter verbunden ist. 434.Device for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that the bottom regenerator is pierced by at least one tube directly attached to it in the lifting direction, which is always immersed in the liquid and in which at least one is concentrically connected to the housing Pipes is arranged which protrudes above the liquid level without penetrating the regenerator and from which gas exchange takes place through at least one valve. 433 device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that in the arrangement described in claim 432 a further tube is arranged concentrically and is sealingly connected to the housing, the upper edge of which extends beyond the adjacent surface beyond the liquid surface and from which the gas is exchanged peπodically via a valve and that the newly created space between two pipes is coupled to a room by a valve which is connected to the gas valve of the inner pipe. which is connected to the gas space by a pipe system and is optionally connected to the liquid in the work space or a separate container by valves. 434.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Geh use so ausgebildet ist. daß es um den Arbeitsraum an den ußersten dann bewegten Regenerator in einer dessen extremsten Stellungen sehr nahe kommt und in Bewegungsrichtung eine Aussparung aufweist, so daß das in Anspruch 426 charakterisierte unbewegliche Element vom Kuhler her betrachtet weit über diesen Regenerator hinaus geht, ohne den Arbeitsraum zu verlassen und die in Anspruch 426 charakteπsierten bewegten Elemente relativ direkt vom Gehäuse im Bereich der Aussparung umgeben sind. 435.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that the housing is designed in this way. that it comes very close to the working space of the then moving regenerator in one of its most extreme positions and has a recess in the direction of movement, so that the immovable element characterized in claim 426, viewed from the radiator, extends far beyond this regenerator without closing the working space leave and the moving elements characterized in claim 426 are relatively directly surrounded by the housing in the region of the recess. 435.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Fuhrungselement in Hubrichtung zumindest teilweise als Gewindestange oder Kugelumlaufspindel ausgebildet ist und durch ein dann eingreifendes Element zumindest ein damit verbundener Regenerator durch Drehen der Gewindestange bzw. Kubelumlspindel in Hubπchtung bewegt wird 436Device for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that at least one guide element in the lifting direction is at least partially designed as a threaded rod or ball screw and then by an engaging element at least one regenerator connected thereto is moved by turning the threaded rod or cube screw turns 436
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindestange bzw Kugelumlaufspindel zumindest zwei Bereiche mit unterschiedlichen Ganghohen aufweist in welche die Verbindungselemente zweier unterschiedlich schnell bewegter Regeneratoren eingreifen, so daß sie bei einer Drehung der Gewindestange bzw. Kugelumlaufspindel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in Hubrichtung bewegt werden. 437. λτorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet. daß zumindest ein Bereich zumindest einer Kubelumlaufspindel und das dort eingreifende Verbindungselement eine geschlossene, sich kreuzende Gewindebahn aufweist und bei Drehung der Kugelumlaufspindel mit konstanter Geschwindigkeit in Hubπchtung periodisch auf- und abbewegt wird.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that the threaded rod or ball screw has at least two areas with different pitch heights in which the connecting elements of two regenerators moving at different speeds engage so that they rotate when the threaded rod or ball screw rotates different speeds can be moved in the stroke direction. 437. λ τ device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized. that at least a region of at least one cube-circulating spindle and the connecting element engaging there has a closed, intersecting threaded path and is periodically moved up and down in rotation when the ball-circulating spindle rotates at a constant speed.
438.438.
Vorπchtunp- zum Transfer von Fntropie nach einem oder mehreren der Ansnruche 1 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Gewindestange bzw. Kugelumlaufspindel periodisch mit unterschiedlicher Richtung gedreht wird wahlweise durch ein mechanisches Steuersystem oder direkt durch einen entsprechend gesteuerten MotorAdvance to transfer of entropy according to one or more of claims 1 characterized in that at least one threaded rod or ball screw is periodically rotated in different directions either by a mechanical control system or directly by an appropriately controlled motor
439. Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß der unterste Regenerator in eine Kugelumlaufspindel mit geschlossener Bahn greift und zumindest ein Teil der anderen Regeneratoren in eher gewöhnliche Gewindebahnen greift, deren Bahnen nicht geschlossen sind. 440.439. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that the bottom regenerator engages in a ball screw with a closed path and at least some of the other regenerators engage in rather ordinary thread paths, the paths of which are not closed. 440.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Fuhrungsrohr in der Mitte von Arbeitsgas aus dem kühlsten Teilraum peπodisch oder kontinuierlich durchströmt wird. 441Device for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that at least one guide tube in the middle of the working gas from the coolest sub-space is flowed through peπodically or continuously. 441
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rohr mit Gewinde bzw. Kugelumlaufspindel ein radial-Ventilator verbunden und das Rohr in diesem Bereich seitlich ebenso wie im kühlsten Teilraum auf der anderen Seite der Rohrmitte geöffnet ist.Device for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a radial fan is connected to the tube with thread or ball screw and the tube is open laterally in this area as well as in the coolest partial space on the other side of the tube center.
442.442.
Vornchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine separate Rohrleitung für Arbeitsgas vom an die eine Öffnung des Fuhrungsrohres angrenzenden Raum zum Raum fuhrt, der an die andereDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a separate pipeline for working gas leads from the space adjoining the opening of the guide tube to the space which leads to the other
Öffnung angrenzt.Opening adjacent.
443.443.
Vornchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrsystem an den Arbeitsraum angekoppelt wird, in dem im Betπebszustand eine Flussigkeitssaule schwingt und am anderen Ende desDevice for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a pipe system is coupled to the work space in which a liquid column swings in the operating state and at the other end of the
Rohrsystems ein Druckgefaß angekoppelt wird.Pipe system a pressure vessel is coupled.
444.444.
Vornchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß dieses Druckgefaß über ein Rückschlagventil mit demVornchtung for transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that this pressure vessel via a check valve with the
Arbeitsraum verbunden ist. so daß die Arbeitsgasmenge im Druckgefaß pro Penode geringfügig zunehmen kann.Work space is connected. so that the amount of working gas in the pressure vessel per penode can increase slightly.
445. Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß vom Druckgefaß auf Hohe des angestrebten durchschnittlichen Flussigkeitsspiegels eine zum anderen Ende der Flussigkeitssaule fuhrende Rohrleitung mit Rückschlagventil angekoppelt ist. durch welche pro Periode nur eine vernachlassigbare Menge Flüssigkeit aber ein erheblicher Gasstrom das445. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a pipeline with a check valve leading to the other end of the liquid column is coupled from the pressure vessel to the level of the desired average liquid level. through which only a negligible amount of liquid per period but a significant gas flow that
Druckgefaß verlassen kann.Can leave pressure vessel.
446.446.
Vornchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der beiden an die Enden derDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 1 characterized in that a connection of the two to the ends of the
Flussigkeitssaule anschließenden Räume auf der angestrebten Hohe der mittlerenLiquid column adjoining rooms at the desired height of the middle
Flussigkeitsoberflache erfolgt.Liquid surface takes place.
447. Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß an der Verbindung vom Arbeitsraum zum Rohr mit der schwingenden Flussigkeitssaule ein Ventil angebracht ist, das einen Anschlag in447. Vorπchtung for transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a valve is attached to the connection from the working space to the tube with the vibrating liquid column, which a stop in
Stromungsπchtung zum Arbeitsraum aufweist, gegen den die Ventilklappe dichtend gedruckt wird, sobald die Flussigkeitssaule sich zu weit Richtung Arbeitsraum bewegt hat.Flow direction towards the work area, against which the valve flap is sealingly pressed as soon as the liquid column has moved too far towards the work area.
448448
Vornchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß an der Verbindung vom Arbeitsraum zum Rohr mit der schwingenden Flussigkeitssaule ein Ventil angebracht ist. das einen Anschlag inDevice for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a valve is attached to the connection from the working space to the tube with the vibrating liquid column. that a stop in
Stromungsrichtung zum Arbeitsraum aufweist, gegen den die λ'entilklappe dichtend gedruckt wird, sobald die Flussigkeitssaule sich zu weit Richtung Arbeitsraum bewegt hat und daß eine Rohrleitung mit Überdruckventil an diesen Raum angekoppelt ist, durch welches Flüssigkeit zum anderen Ende der schwingenden Flussigkeitssaule gelangen kann.Direction of flow to the work space against which the λ ' valve is tightly printed as soon as the liquid column has moved too far towards the work space and that a pipeline with a pressure relief valve is coupled to this space, through which liquid can reach the other end of the oscillating liquid column.
449.449.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwei Arbeitsraume, in denen Kreisprozesse mit identischen Penodendauem um eine halbe Periodendauer zeitlich verschoben ablaufen. durch ein Rohr mit einer dazwischen schwingenden Flussigkeitssaule verbunden sind.Device for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that two work spaces in which circular processes with identical penode durations are shifted in time by half a period. are connected by a pipe to a liquid column which swings in between.
450.450.
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß durch ein zu dem in 448 charakterisierten LTberdruckventil aus demselben Raum ein Überdruckventil und ein Rohr in einen separatenDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a pressure relief valve and a pipe into a separate one from the pressure relief valve characterized in 448 from the same space
Vυrratsbehalter fuhrt.Storage container leads.
451. Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß beim Start die Flussι ;keιtsmen_re im Rohr für die schwingende Flussigkeitssaule etwas vergrößert wird, indem wahlweise durch ein gesteuertes Ventil und/oder eine Pumpe Flüssigkeit aus einem Behalter oder Leitungssystem eingeleitet wird.451. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that at the start the fluxι; keιtsmen_re in the tube for the vibrating liquid column is somewhat enlarged, either by a controlled valve and / or a pump liquid from a container or Line system is initiated.
452.452.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß am untersten periodisch bewegten Regenerator ein in Hubnchtung verlaufendes Rohr befestigt ist. in das Gas aus dem darüber angrenzendenDevice for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a tube running in the stroke direction is attached to the lowest periodically moving regenerator. into the gas from the one above it
Teilraum ungehindert ein- und ausströmen kann und dessen unterstes Ende immer in die Flüssigkeit eintaucht und konzentrisch in diesem Rohr, dichtend verbunden mit dem Gehäuse ein Rohr angeordnet ist. dessen Oberkante der Hohe der maximalen, am Dichtungszylinder des Regenerators anstehenden Flussigkeitsoberflache entspπcht und das in einem Bereich lm Arbeitsraum oberhalb des Sicherheitsventils am Zugang zur schwingendenPartial space can flow in and out unhindered and its bottom end is always immersed in the liquid and a tube is arranged concentrically in this tube, sealingly connected to the housing. the upper edge of which corresponds to the height of the maximum liquid surface at the sealing cylinder of the regenerator, and that in one area ln the work area above the safety valve at the access to the vibrating
Wassersaule fuhrt, aus dem die evtl. überströmende Flüssigkeit zur Flüssigkeit der schwingenden Flussigkeitssaule gelangt.Water column leads from which the possibly overflowing liquid reaches the liquid of the vibrating liquid column.
453. Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein in Hubπchtung verlaufendes Rohr, dessen Oberkante im untersten Teilraum auf der Hohe der angestrebten Flussigkeitsoberflache im453. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a tube running in a stroke, the upper edge of which in the lowermost subspace at the height of the desired liquid surface in
Arbeitsraum endet, möglichst weit unten mit dem vorher beschπebenen Rohr verbunden wird, das zur schwingenden Flussigkeitssaule fuhrt.Working space ends, as far down as possible is connected to the previously described pipe, which leads to the vibrating liquid column.
454.454.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß in das in Anspruch 453 neu charakterisierte Rohr vor der Einmündung in das vorher beschriebene Rohrsystem eine poröse Struktur integriert wird, die nicht umströmt werden kann.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a porous structure which cannot be flowed around is integrated into the tube characterized in claim 453 before it flows into the previously described tube system.
455.455.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß durch ein λ entil dem Arbeitsraum unterhalb demDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that the working space below that by a λ entil
Wärmetauscher bei jedem Start der Maschine eine bestimmte Mange (z.B. 31) Flüssigkeit zugeführtHeat exchanger supplied a certain amount (e.g. 31) of liquid each time the machine was started
456.456.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren Regeneratoren oder damit starr verbundenenDevice for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that rigidly connected to several regenerators
Elementen ischen-Hebel beweglich befestigt sind, welche jeweils am anderen Ende beweglich mit verschiedenen Stellen zumindest eines weiteren Haupt-Hebels verbunden sind, der beweglich wahlweise direkt oder über einen Hebel mit dem Gehäuse verbunden ist und daß der oberste Regenerator am Haupthebel an einer Stelle beweglich direkt oder indirekt angreift die am nächsten zu der Stelle angeordnet ist. an der die direkte oder indirekte bewegliche Verbindung mit dem Gehäuse erfolgt.Elements Ischen levers are movably attached, which are each movably connected at the other end to different locations of at least one further main lever, which is movably connected either directly or via a lever to the housing and that the top regenerator is movably directly on the main lever at one point or indirectly attacks which is located closest to the location. where the direct or indirect movable connection to the housing takes place.
457. Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach Anspruch 456. dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelandordnung eine Spiegelsymmetπe aufweist zu einer Ebene, in der auch die Hubπchtung liegt.457. Device for the transfer of entropy according to claim 456. characterized in that the lifting arrangement has a mirror symmetry to a plane in which the stroke lies.
458.458.
Vornchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß einer der untersten Regeneratoren über zumindest einDevice for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that one of the lowermost regenerators has at least one
Pleuel mit zumindest einer angetriebenen Kurbelwelle beweglich verbunden wird. welche zumindest teilweise unterhalb der Flussigkeitsoberflache angeordnet sind.Connecting rod is movably connected to at least one driven crankshaft. which are at least partially located below the liquid surface.
459. Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß einer der untersten Regeneratoren über Pleuel mit zwei angetriebenen Kurbelwellen beweglich verbunden ist. welche spiegel-symmetπsch zu einer Ebene in der das unbewegte Fuhrungselement in Hubnchtung liegt, angeordnet und bewegt werden. 460459. Device for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that one of the lowermost regenerators is movably connected to two driven crankshafts via connecting rods. which are mirror-symmetrical to a plane in which the unmovable guide element lies in stroke direction, are arranged and moved. 460
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kurbelwelle Massen auf der anderen Seite der Wellenachse gegenüber dem Pleuellager angebracht sind, deren Gewichtskraft das Gewicht der Regenerator- An Ordnung zumindest teilweise kompensiert. 461.Device for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that masses are attached to the crankshaft on the other side of the shaft axis opposite the connecting rod bearing, the weight of which at least partially compensates for the weight of the regenerator arrangement. 461.
Vornchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Regeneratoren zumindes mit je einem der Pleuel beweglich verbunden werden, die mit den anderen Enden auf Achsen zumindest einer Kurbelwelle gelagert sind, welche alle Λ on einer Linie durch die dazu parallele Drehachse der Kurbelwelle geschnitten werden können, wobei das Lager für ein Pleuel des untersten Regenerators am weitesten \ on der Dreh -Achse der Kurbelwelle entfernt ist und das Lag _.er des obersten Re <g_enerator am nächsten.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a plurality of regenerators are at least movably connected to one of the connecting rods, the other ends of which are mounted on axles of at least one crankshaft, all of which are on a line through them parallel axis of rotation of the crankshaft can be cut, the bearing for a connecting rod of the lowest regenerator being farthest from the axis of rotation of the crankshaft and the bearing of the top regenerator closest.
462 1 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Regenerator mit einer Phasem erschiebung OΠ einem Viertel (25° o. einer Periodendauer relatπ zur Volumenanderung wie bei einem Stirlingmotor angetrieben wird.462 1 characterized in that at least one regenerator with a phase shift OΠ a quarter (25 ° or a period duration relative to the volume change as in a Stirling engine is driven.
463.463.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß in der Zeitoeπode mit dem niedrigsten Druck imDevice for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that in the time period with the lowest pressure in the
Arbeitsraum (Arbeitsraum = Arbeitst olu en) mit periodisch -v er ndertem Volumen bei einem Betrieb als Kraftmaschine die oeπodische Aufnahme und bei einem Betrieb als Wärmepumpe bzw. Kältemaschine die penodische Abgabe -. on Arbeitsfluid durch ein Ventil erfolgt, das im \rbeitsraum an einen Teilraum mit konstantem Volumen angrenzt welcher von zw ei Regeneratoren vollständig umschlossen ist und einer dieser Regeneratoren relatπ direkt an das Geh use angrenzt.Work area (work area = work flow) with periodically changed volume when operated as a power machine, the oeπodische recording and when operated as a heat pump or refrigeration machine the penodische Abgabe -. Working fluid takes place through a valve which adjoins a partial space of constant volume in the working area which is completely enclosed by two regenerators and one of these regenerators directly adjoins the housing.
464.464.
Vorrichtung zur thermischen Nutzung -von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 463. dadurch gekennzeichnet, daß die Prinzipien optische Konzentration und in Strahlrichtung durchströmte transluzente Wärmedämmung kombiniert werden und solare Strahlung in einem ersten Schntt durch Spiegel optisch konzentriert wird und zumindest zu einem erheblichen Teil vor Erreichen der Absorberstruktur eine transluzente W rmedämmung durchlauft, welche vom Warmetragermedium (z.B. Luft) in Strahlnchtung durchströmt wird, mit welchem die Wärmeenergie aufgrund von Temperatur oder Zustandsanderung transportiert wird. 465Device for the thermal use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 463. characterized in that the principles of optical concentration and translucent thermal insulation flowing through in the beam direction are combined and solar radiation is optically concentrated in a first step by mirrors and at least to one considerable part before reaching the absorber structure, a translucent thermal insulation passes through, which is flowed through by the heat transfer medium (for example air) in jet direction, with which the thermal energy is transported due to temperature or change in state. 465
Vorrichtung zur thermischen Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 464. dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber in Bereiche unterteilt ist. deren Durchstromung temperaturabhangig gesteuert wird, um in der Ausgangssammelleitung eine Durchmischung von Warmetragermedium mit großen Temperaturdifferenzen zu vermeiden. 466. "Device for the thermal use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 464. characterized in that the absorber is divided into areas. the flow of which is controlled depending on the temperature in order to avoid mixing of the heat transfer medium with large temperature differences in the outlet manifold. 466. "
Vorrichtung zur thermischen Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach Anspruch 465. dadurch gekennzeichnet, daß der durchstrombare Querschnitt im Bereich des bsorbers dabei konstant bleibt Device for the thermal use of solar radiation energy according to Claim 465. characterized in that the cross section through which current can flow in the region of the absorber remains constant
467.467.
Vorrichtung zur thermischen Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 466. dadurch gekennzeichnet, daß Bimetalle dieDevice for the thermal use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 466. characterized in that the bimetals
Durchstromung des Absorbers regeln, von denen leweils zwei mit einem Balken wie bei einer Waage verbunden sind, wobei die Aufhangung zweier entsprechender Balkens wieder mit einem mittig aufgehängten Balken beweglich verbunden sind.Control the flow through the absorber, two of which are each connected to a beam like a scale, the suspension of two corresponding beams being movably connected to a centrally suspended beam.
468.468.
Vorπchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie. dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel aus mehreren Rinnen-Spiegel-Elementen besteht, welche direkte solare Strahlung jeweils in etwa auf eine Brennlime konzentrieren können und derenDevice for the use of solar radiation energy. characterized in that the mirror is composed of a plurality of gutter-mirror elements which direct solar radiation j in each case approximately at a focus can Brennlime and their
Begrenzungskanten weitgehend in je zwei höchstens leicht gekrümmten Flachen liegen. welche im Fall von Ebenen auf der zugehoπgen Brennli e senkrecht stehen.Boundary edges lie largely in j e at most two slightly curved surfaces. which are vertical in the case of planes on the associated focal line.
469.469.
Vorπchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 468. dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rinnen-Spiegel-Elemente mit einer senkrecht zur Brennlime viel größeren Ausdehnung als oarallel dazu eng so ausgerichtet werden, daß direkte solare im Herbst oder Fruhi 'ahr auf eine mög___>lichst ert werden kann 470.Characterized Vorπchtung for the use of solar radiation energy to one or more of claims 1 to 468. that a plurality of grooves mirror elements be closely aligned with a normal to the Brennlime much larger extent than oarallel thereto so that direct solar autumn or Fruhi ' ahr as possible ___> as possible can be 470.
Vorrichtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der λnspruche 1 bis 469, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Rinnen-Spiegel- Segment auf einer einigermaßen ebenen Struktur, wie z.B. einem Hausdach, befestigt ist und die Vertikale in einer Ebene liegt, welche senkrecht auf dieser ebenen Struktur auf einer gemeinsamen Schnittlinie mit einer zur Brennlime senkrechten Ebene steht. 471.Device for using solar radiation energy according to one or more of Claims 1 to 469, characterized in that at least one channel-mirror segment on a reasonably flat structure, e.g. a house roof, is attached and the vertical lies in a plane that is perpendicular to this flat structure on a common line of intersection with a plane perpendicular to the Brennlime. 471.
Vorrichtung __• zur Nutzun *g_> von solarer Strahlung __sener <g_,ie nach einem oder mehreren derDevice __ • for the use * g_> of solar radiation __sener <g_, ie according to one or more of the
-λnspruche 1 bis 470, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel-Struktur nicht bewegt wird und der Absorber entsprechend nachgefuhrt und so gedreht wird, daß seine Haupt- oder Svmmetneachse der Hauptπchtung der absorbierten Strahlung entspneht. 472,Claims 1 to 470, characterized in that the mirror structure is not moved and the absorber is correspondingly tracked and rotated in such a way that its main or metal axis relaxes the main direction of the absorbed radiation. 472.
Vorrichtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 471. dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelstruktur nur um eine Achse bewegt wird, eine dazu senkrechte Flache den Spiegel in einer weitgehend parabelformigen Linie durchstoßt und der Absorber nachgefuhrt wird. 473.Device for using solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 471. characterized in that the mirror structure is moved only about an axis, a surface perpendicular to it pierces the mirror in a largely parabolic line and the absorber is tracked. 473.
Vornchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 472, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmetragermedium vor Durchstromung der transluzenten Wärmedämmung in einem vorgeschalteten Kollektor erhitzt wird. 474.Vornchtung for the use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 472, characterized in that the heat transfer medium is heated in an upstream collector before flowing through the translucent thermal insulation. 474.
Vornchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 473, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeschaltete Kollektor zusammen mit der durchströmten transluzenten Wärmedämmung den Raum bildet, aus dem das Warmetragermedium dem Absorber entnommen wird. 475.Vornchtung for the use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 473, characterized in that the upstream collector forms the space from which the heat transfer medium is removed from the absorber together with the translucent thermal insulation. 475.
Vornchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 474. dadurch gekennzeichnet, daß der vorgeschaltete Kollektor mit solarer Strahlungsenergie versorgt wird, welche die transluzente Wärmedämmung knapp verfehlt hat, durch Reflexion an einem zusätzlich um die gesamte Absorberstruktur angeordneten Spiegel.Vornchtung for the use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 474. characterized in that the upstream collector is supplied with solar radiation energy, which the translucent thermal insulation is scarce has failed, by reflection on an additional mirror arranged around the entire absorber structure.
476.476.
Vornchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 475, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt für dieVornchtung for using solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 475, characterized in that the pivot point for the
Absorberstruktur mit Gasfuhrungskanalen in Strahlnchtung weiter vom großflächigenAbsorber structure with gas guide channels in jet direction further from the large area
Hauptspiegel entfernt ist. als der Drehpunkt für den kleineren, zusatzlich darum angeordneten Spiegel.Primary mirror is removed. as the fulcrum for the smaller mirror, which is also arranged around it.
477. Vornchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der477. Device for the use of solar radiation energy according to one or more of the
Ansprüche 1 bis 476, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Absorber relativ direkt beweglich verbunden sind mit einem mitbewegtenClaims 1 to 476, characterized in that a plurality of absorbers are connected in a relatively directly movable manner to one which is also moved
Rohrleitungssystem.Piping system.
478. Vorrichtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der478. Device for using solar radiation energy according to one or more of the
Ansprüche 1 bis 477. dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Absorber verbundene Rohrleitungssystem für das Warmetragermedium transluzent isoliert ist.Claims 1 to 477. characterized in that the piping system connected to the absorber for the heat transfer medium is translucently insulated.
479 Vorrichtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der479 Device for using solar radiation energy according to one or more of the
Ansprüche 1 bis 478, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung, durch welche das heiße Gas vom Absorber abgeführt wird, mit einer Isolation mit einer äußerenClaims 1 to 478, characterized in that the pipeline through which the hot gas is discharged from the absorber is insulated with an external one
Oberflache mit wahlweise guter oder selektiver Absorption ummantelt ist, welche wiederum von einer transluzenten Wärmedämmung weitgehend vollständig ummantelt wird und in einem Raum verlauft, der vom warmen Gas desSurface is coated with either good or selective absorption, which in turn is largely completely covered by a translucent thermal insulation and runs in a room that is from the warm gas of the
Warmeenergietragerkreislaufes auf dem Weg zu mindestens einem Absorber durchströmt wird und der für die Ausrichtung Herbst 12:00 Uhr Mittag auf der direkt angestrahlten Seite von einer undurchstrombaren transluzenten Isolation und von der anderen Seite von einem Spiegel, an dessen nach außen gerichteter Flache eine Isolation und ein Wetterschutz angrenzt und der das auftreffende Licht vorallem auf die nicht direkt angestrahlte Seite des innenlaufenden Rohres reflektiert, umgeben ist und so vollständig ummantelt wird.The heat energy carrier circuit is flowed through on the way to at least one absorber, and for the orientation at midday noon on the directly illuminated side by an impermeable translucent insulation and on the other side by a mirror, on the outward-facing surface of which there is an insulation and a Weather protection adjoins and which reflects the incident light on the non-directly illuminated side of the inner tube and is completely encased.
480.480.
Vorrichtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 479. dadurch gekennzeichnet, daß die durchströmte transluzente Wärmedämmung durch eine in Strahlungsrichtung angeordnete flächige Tragerstruktur aus mehreren Schlitzblechen mit senkrecht zur Strahlungsnchtung angeordneten Schlitzen besteht, .welche von in Strahlungsnchtung verlaufenden Glasfasern umwickelt ist. 481.Device for using solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 479. characterized in that the translucent thermal insulation through which flow flows through a planar support structure arranged in the radiation direction consists of a plurality of slotted plates with slots arranged perpendicular to the radiation direction, which is wound by glass fibers running in the radiation direction is. 481.
Vorrichtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 480. dadurch gekennzeichnet, daß die durchströmte transluzente Wärmedämmung durch eine in Strahlungsnchtung angeordnete flächige Tragerstruktur aus mehreren Blechen mit senkrecht zur Strahlungsnchtung angeordneten versetzten Schlitzen besteht, welche von Glaselementen mit in Strahlungsnchtung verlaufenden Oberflachen umgeben ist. 482.Device for using solar radiation energy according to one or more of Claims 1 to 480. characterized in that the translucent thermal insulation through which flow flows through a planar support structure arranged in the radiation direction consists of several metal sheets with offset slots arranged perpendicular to the radiation direction, which consist of glass elements with the radiation direction Surface is surrounded. 482.
Vorrichtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 481. dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Absorber beweglich über drei Zahnstangen mit drei Fixpunkten verbunden ist und der Abstand jeweils durch eine λ'erschiebung in Stangenrichtung gesteuert mit Motorkraft geändert werden kann. 483Device for using solar radiation energy according to one or more of Claims 1 to 481. characterized in that at least one absorber is movably connected via three racks to three fixed points and the distance in each case controlled by a λ ' shift in the rod direction can be changed with engine power. 483
Vornchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 482, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Absorber mit einer Zahnstange in Stangennchtung gesteuert mit Motorkraft verschiebbar verbunden ist, welche beweglich über zwei weitere Zahnstangen mit je zwei Fixpunkten verbunden sind und der Abstand jeweils in Stangenπchtung gesteuert mit Motorkraft verändert werden kann. 484.Vornchtung for the use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 482, characterized in that at least one absorber is slidably connected to a rack in the direction of the rod control with motor power, which are movably connected via two further racks with two fixed points and the distance each controlled in rod direction can be changed with engine power. 484.
Vornchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 483, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Absorber beweglich mit einem anderen Absorber verbunden ist und nur mit zwei Zahnstangen bewegt wird. 485. Vorrichtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 484. dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Verbindungsrohr des Warmetragermediums auch die Oπentierung der daran befestigten Absorber bzgl. der Rohrachse festgelegt wird. 486. Vornchtung zur Nutzung; von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 485, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung eines Absorbers um eine Drehachse senkrecht zur horizontalen Ost-West-Achse und zur Symmetrieachse des Absorbers in Hauptstrahlrichtung durch die parallele Kopplung durch Seile mit einer Zahnstange, welche um 12 Uhr Mittags möglichst nahe an einer vertikalen Ebene in Nord-Sud-Richtung verlauft, erfolgt, wobei die Drehpunkte der Seile auf einer Ebene durch die Drehachse des Absorbers bzw. die Drehachse der Befestigung der Zahnstange an der Absorberstruktur angeordnet sind und auf beiden Seiten dieser Drehachsen liegen und bei einer Projektion in eine zur Drehachse des Absorbers senkrechten Ebene zumindest annähernd ein Parallelogramm bilden, dessen Winkel im Idealfall um 12:00 Mittags 90° betragen. 487.Device for the use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 483, characterized in that at least one absorber is movably connected to another absorber and is only moved with two racks. 485. Device for using solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 484. characterized in that the connecting tube of the heat transfer medium also defines the orientation of the absorbers attached thereto with respect to the tube axis. 486. Device for use; of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 485, characterized in that the rotation of an absorber about an axis of rotation perpendicular to the horizontal east-west axis and to the axis of symmetry of the absorber in the main beam direction by the parallel coupling by cables with a rack, which at 12 noon as close as possible to a vertical plane in the north-south direction, the pivot points of the ropes are arranged on one plane through the axis of rotation of the absorber or the axis of rotation of the attachment of the rack to the absorber structure and on both sides These axes of rotation lie and, when projected into a plane perpendicular to the axis of rotation of the absorber, at least approximately form a parallelogram, the angles of which ideally amount to 90 ° at 12:00 noon. 487.
Vornchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der -λnspruche 1 bis 486, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung eines Absorbers um eine Drehachse senkrecht zur honzontalen Ost-West-Achse und zur Symmetrieachse des Absorbers in Hauptstrahlrichtung durch die parallele Kopplung durch Stangen mit einer Zahnstange, welche um 12 Uhr Mittags möglichst nahe an einer vertikalen Ebene in Nord-Sud-Richtung verlauft, erfolgt, wobei die Drehpunkte der Stangen auf einer Ebene durch die Drehachse des Absorbers bzw. die Drehachse der Befestigung der Zahnstange an der Absorberstruktur angeordnet sind und auf beiden Seiten dieser Drehachsen liegen und bei einer Projektion in eine zur Drehachse des Absorbers senkrechten Ebene zumindest annähernd ein Parallelogramm bilden, dessen Winkel im Idealfall um 12:00 Mittags 90° betragen. 488. Vornchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 487, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange ausgebildet wird durch einen Trager auf den eine Kette befestigt ist in die ein Kettenrad eingreift, das über ein selbsthemmendes Getnebe mit einem Motor angetrieben wird. 489. Vorπchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 488. dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenrad auf der Kette geführt wird durch Rollen, die von der anderen Seite gegen den Trager gedruckt werden. 490. Vorπchtung zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 489. dadurch gekennzeichnet, daß eine Zahnstange soweit senkrecht gestellt und bis in Bodenn he verlängert werden kann, daß durch Bewegung des eingreifenden Antriebes die Absorberstruktur entlang dieser Zahnstange bis in Bodennahe abgesenkt werden kann. 491.Vornchtung for the use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 486, characterized in that the rotation of an absorber about an axis of rotation perpendicular to the horizontal east-west axis and to the axis of symmetry of the absorber in the main beam direction by the parallel coupling with rods a rack, which runs as close as possible to a vertical plane in the north-south direction at 12 noon, the pivot points of the bars being arranged on one plane by the axis of rotation of the absorber or the axis of rotation of the attachment of the rack to the absorber structure and lie on both sides of these axes of rotation and, when projected into a plane perpendicular to the axis of rotation of the absorber, form at least approximately a parallelogram, the ideal angle of which is 90 ° at 12:00 noon. 488. Vornchtung for the use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 487, characterized in that the rack is formed by a carrier on which a chain is attached in which a sprocket engages, which is driven by a self-locking mechanism with a motor becomes. 489. Vorπchtung for using solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 488. characterized in that the sprocket on the chain is guided by rollers that are printed from the other side against the carrier. 490. Vorπchtung for the use of solar radiation energy according to one or more of claims 1 to 489. characterized in that a rack can be placed so far vertically and extended into the ground that by moving the engaging drive, the absorber structure along this rack up to the ground can be lowered. 491.
Sensitiv er Warmeenergiespeicher. dadurch gekennzeichnet. daß das vom Warmetragermedium durchströmte Schüttgut durch zumindest eine isolierende undurchstrombare Zwischenschicht in konzentrische Schalen mit zylinderformigem Mantel mit vertikaler λchse und nach außen gewölbten Boden- und Deckflachen aufgeteilt ist und die durchstrombaren Übergänge von einer inneren mit Schuttgut gefüllten Schale zur angrenzenden äußeren Schale durch Öffnungen im isolierenden Zvlinderπiantel erfolgen, welche im Bereich einer Ebene durch die Zvlinderachse jeweils beidseitig dazu angeordnet sind und die Strömung durch im Bereich dieser Ebene verlaufenden undurchstrombaren Verbindungen zwischen den mit Schuttgut gefüllten Schalen so gefuhrt wird, daß die Schalen nur m einer Umdrehungsnchtung um die vertikale Zvlinderachse durchströmt werden können. 492 Sensitπ er Warmeenergiesoeicher nach einem oder mehreren der Ansoruche 1 bis 491, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge zwischen zwei mit Schuttgut ausgefüllten Halbschalεn nur bei Durchstromung eines vertikalen Schachtes möglich ist, über den auch ü armetragermediumm ausgetauscht werden kann. 493. Sensitπ er \Λ~ armeenergiesoeicher nach einem oder mehreren der Ansoruche 1 bis 492. dadurch gekennzeichnet, daß einer der äußersten Isolationsschichten von einer Schuttungsschicht zur anderen durchströmt werden kann. 494 Sensitπ er W armeenergiesoeicher nach einem oder mehreren der Ansoruche 1 bis 493. dadurch gekennzeichnet, daß in den horizontal \ erlaufenden Schuttgutschichten vorallem im Bereich der Zylinderachse die Stromungswege verlängert werden durch zusatzliche kleinere undurchstrombare Barrieren 495Sensitive heat energy storage. characterized. that the bulk material through which the heat transfer medium flows is divided into concentric shells with a cylindrical jacket with a vertical axis and outwardly curved bottom and top surfaces by at least one insulating impermeable intermediate layer and the flowable transitions from an inner shell filled with bulk material to the adjacent outer shell through openings in the insulating one Zvlinderπiantel take place, which are arranged on both sides in the area of a plane through the Zvlinder axis and the flow is guided through non-flowable connections in the area of this plane between the shells filled with bulk material so that the shells are flowed through only one rotation around the vertical Zvlinder axis can. 492 Sensitπ er warm energy energy storage according to one or more of Ansoruche 1 to 491, characterized in that the transitions between two half-shells filled with debris is only possible when a vertical shaft is flowed through, via which also medium-carrier medium can be exchanged. 493. Sensitπ er \ Λ ~ armeenergiesoeicher according to one or more of Ansoruche 1 to 492. characterized in that one of the outermost insulation layers can be flowed through from one fill layer to another. 494 Sensitπ er Warmenergiesoeicher according to one or more of Ansoruche 1 to 493. characterized in that in the horizontal \ running bulk layers, especially in the area of the cylinder axis, the flow paths are extended by additional smaller impermeable barriers 495
Verfahren zur Warmeenergiespeicherung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 494. dadurch gekennzeichnet, daß ein Schuttgutspeicher bei der Abkühlung von heiß einströmender und kühl ausströmender Luft auf weit über 100°C erhitzt wird und dem Schuttgutspeicher einige Wochen spater Wärmeenergie enmommen wird durch Luft, die mit ca. 50°C in den äußeren Speicherbereich einströmt und durch einen der Luftkannale bei 120°C - 150°C enmommen wird und anschließend abgekühlt wird durch einen Wärmetauscher, der Wasser von ca 40°C auf 100°C erhitzt, welches einem isolierten Wasserspeicher im unteren Bereich entnommen und im oberen Bereich zugeführt wird. 496Process for the storage of thermal energy according to one or more of claims 1 to 494. characterized in that a bulk material storage is heated to well over 100 ° C during the cooling of hot inflowing and cooling outgoing air and the bulk material storage is removed a few weeks later by thermal energy from air which flows into the outer storage area at approx. 50 ° C and is taken through one of the air channels at 120 ° C - 150 ° C and then cooled by a heat exchanger that heats water from approx. 40 ° C to 100 ° C, which insulates one Water storage is removed in the lower area and fed in the upper area. 496
Energiespeicher, dadurch gekennzeichent, daß der Speichertank mit Biomull und/oder Fakalien gefüllt und zur Energiespeicherung durch Temperaturanderung W rmeenergie austauscht wird. 497 Verfahren zur Speicherung von Energie, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speichertank in den heißen Monaten mit Fakalien gefüllt wird und so weit erhitzt wird, daß keine Zersetzungsreaktionen oder die Biogaserzeugung in erheblichem Umfang ablaufen konnten und die Biogaserzeugung vorallem in den kälteren Monaten ablauft. 498.Energy storage, characterized in that the storage tank is filled with biomull and / or faeces and heat energy is exchanged for energy storage by temperature change. 497 A method of storing energy, characterized in that a storage tank is filled with faeces in the hot months and is heated to such an extent that no decomposition reactions or the generation of biogas could take place to a considerable extent and the generation of biogas takes place especially in the colder months. 498.
Vorπchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß über zumindest ein sich im Betπebszustand relativ gleichmäßig drehendes Rad kraftschlussig eine bewegliches, Zugkraft übertragendes Element, wie eine Kette oder ein Zahnriemen lauft und die Rader so angeordnet sind, daß dieses Element zu einem weiteren, damit beweglich verbundenen, zumindest Zugkräfte übertragenden Element im Betriebszustand in den Zeitoeπoden desDevice for transferring entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a movable, tensile force-transmitting element, such as a chain or a toothed belt, runs via at least one wheel which rotates relatively uniformly in the operating state, and the wheels are arranged such that this Element to a further, movably connected, at least tensile force-transmitting element in the operating state in the time zones of the
Kreisprozesses einen rechten Winkel aufweist, m denen der damit verbundene Regenerator oder Verdranger im Arbeitsraum nicht bewegt werden soll und einen um so kleineren Winkel aufweist. ιe schneller die Bewegung erfolgen soll. 499Circular process has a right angle, m the connected regenerator or displacer should not be moved in the work area and has an all the smaller angle. ιe the movement should be faster. 499
Vorrichtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der -'λnspruche 1 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei unbewegte Regeneratoren entlang \ on Parallelen mehrfach in weit *g__ehend konstantem Abstand gefaltet sind und zumindest ein penodisch parallel dazu bewegtes, scheibenförmiges λ'erdrangerelement bis in den Bereich seiner zu den Faltkanten parallelen Mittelachse beidseitig von einem Regenerator umschlossen wird und die andere Hälfte des Verdrangerelementes vom angrenzenden Regenerator entsprechend umschlossen wird. 500.Device for the transfer of entropy according to one or more of the claims 1 characterized in that at least two unmoved regenerators are folded several times along parallel lines at a largely constant distance and at least one disk-shaped λ ' earth ranger element moved parallel to it in the penodic direction Area of its central axis parallel to the folded edges is enclosed on both sides by a regenerator and the other half of the displacer element is surrounded accordingly by the adjacent regenerator. 500.
Vornchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der λnspruche 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrleitungssystem mit Unterdruck wie der Kessel bzw. Staubbeutel eines Staubsaugers über einen Erhitzer an das Einlaßventil einer erfindungsgemaßen Wärmekraftmaschine angekoppelt wird.Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that a pipeline system with negative pressure, such as the boiler or dust bag of a vacuum cleaner, is coupled via a heater to the inlet valve of a heat engine according to the invention.
501.501.
Vornchtung zum Transfer von Entropie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß einer der unteren Regeneratoren wahlweise mit einem in Hubnchtung bewegbaren Hydraulik- oder Pneumatikkolben oder Membranbalg verbunden ist und durch Flüssigkeit bzw. Gas aus dem Raum um die vom entsprechenden Arbeitsraum entfernten Flussigkeitsoberflache der angekoppelten schwingenden Flussigkeitssaule über Steuerventile verbunden wird. Device for the transfer of entropy according to one or more of claims 1, characterized in that one of the lower regenerators is optionally connected to a hydraulic or pneumatic piston or membrane bellows movable in the stroke direction and by liquid or gas from the space around the liquid surface away from the corresponding working space the coupled vibrating liquid column is connected via control valves.
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