JPS649549B2 - - Google Patents
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- JPS649549B2 JPS649549B2 JP56018214A JP1821481A JPS649549B2 JP S649549 B2 JPS649549 B2 JP S649549B2 JP 56018214 A JP56018214 A JP 56018214A JP 1821481 A JP1821481 A JP 1821481A JP S649549 B2 JPS649549 B2 JP S649549B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- eddy current
- brake
- current brake
- Prior art date
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- Expired
Links
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 28
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
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- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
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- 239000003570 air Substances 0.000 description 4
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Classifications
-
- 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
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
- F24H4/02—Water heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱ポンプの冷媒回路に設けられる圧
縮機をクラツチを介して駆動する内燃機関と、凝
縮器を介して冷媒回路の熱を吸収し更に内燃機関
およびその排ガスの廃熱を吸収する暖房回路と、
この暖房回路に設けられて内燃機関により駆動可
能なブレーキ装置とから成る、熱ポンプ装置に関
する。
縮機をクラツチを介して駆動する内燃機関と、凝
縮器を介して冷媒回路の熱を吸収し更に内燃機関
およびその排ガスの廃熱を吸収する暖房回路と、
この暖房回路に設けられて内燃機関により駆動可
能なブレーキ装置とから成る、熱ポンプ装置に関
する。
各種の内燃機関によつて駆動される各種の圧縮
機と共働する各種の熱ポンプ装置は一般に公知で
ある。この種の装置の場合熱源として外気あるい
は環境空気を使用するならば、たとえば家屋の全
体熱消費量は、外気の甚だ低い温度たとえば−15
℃の場合、最低外気温度へ冷媒圧縮機を設計して
あるときしか満たすことができない。このため結
果として時間的に頻度の高い温度範囲では、前記
圧縮機の出力が余りに大き過ぎるので、たとえこ
の圧縮機の常用回転数を低下させても、比較的外
気温度が高い場合2位置調整装置を使用する必要
があり、それによつて僅少な所要出力で前記圧縮
機を運転させるようにしてある。しかも2位置調
整装置は、停止ならびに始動損失をもたらしまた
さらに前記圧縮機と内燃機関の寿命を減少させ
る。
機と共働する各種の熱ポンプ装置は一般に公知で
ある。この種の装置の場合熱源として外気あるい
は環境空気を使用するならば、たとえば家屋の全
体熱消費量は、外気の甚だ低い温度たとえば−15
℃の場合、最低外気温度へ冷媒圧縮機を設計して
あるときしか満たすことができない。このため結
果として時間的に頻度の高い温度範囲では、前記
圧縮機の出力が余りに大き過ぎるので、たとえこ
の圧縮機の常用回転数を低下させても、比較的外
気温度が高い場合2位置調整装置を使用する必要
があり、それによつて僅少な所要出力で前記圧縮
機を運転させるようにしてある。しかも2位置調
整装置は、停止ならびに始動損失をもたらしまた
さらに前記圧縮機と内燃機関の寿命を減少させ
る。
従つて冷媒圧縮機は、時間的に最も頻度の高い
温度範囲へ出力を適当にして合理的に設計する必
要がある。それからこのため甚だ低温の場合補助
暖房装置を設ける必要が必然的に生ずる。しかも
このような装置は、暖房期間の約80%の間使用し
ないでいる装置に対して著しい余分の投資を必要
とする。
温度範囲へ出力を適当にして合理的に設計する必
要がある。それからこのため甚だ低温の場合補助
暖房装置を設ける必要が必然的に生ずる。しかも
このような装置は、暖房期間の約80%の間使用し
ないでいる装置に対して著しい余分の投資を必要
とする。
前記の欠陥は、ドイツ連邦共和国特許出願公開
第2728273号明細書によれば以下のようにして回
避される。即ち圧縮機の大きさが年間の時間的に
最も頻度の高い運転範囲へ設計してあり、また内
燃機関の損失熱が暖房回路へ供給され、ならびに
比較的低い温度範囲で補助装置、即ち複数の暖房
抵抗によつて負荷可能である流体ブレーキあるい
は発電機が接続され、そのため内燃機関を負荷さ
せるようにしてあることによる。従つてこの機関
が大きい出力損失を有し、この出力損失を、暖房
回路へ排出させることができ、また前記流体ブレ
ーキまたは暖房抵抗が暖房回路を加熱するため補
助的熱源を構成することが達成される。
第2728273号明細書によれば以下のようにして回
避される。即ち圧縮機の大きさが年間の時間的に
最も頻度の高い運転範囲へ設計してあり、また内
燃機関の損失熱が暖房回路へ供給され、ならびに
比較的低い温度範囲で補助装置、即ち複数の暖房
抵抗によつて負荷可能である流体ブレーキあるい
は発電機が接続され、そのため内燃機関を負荷さ
せるようにしてあることによる。従つてこの機関
が大きい出力損失を有し、この出力損失を、暖房
回路へ排出させることができ、また前記流体ブレ
ーキまたは暖房抵抗が暖房回路を加熱するため補
助的熱源を構成することが達成される。
機械的感度および追加的に、有効回路に使用し
てある流体の特性によつて運転挙動が左右される
ことは、前記流体ブレーキの欠陥と見做されねば
ならない。従つて、十分な調整性を困難にし従つ
て費用の高い調整装置によつてしか達成できな
い。抵抗によつて負荷してある発電機の使用によ
つてこの負荷の段階的あるいは無段調整装置に対
して電気出力回路の高価な切換え装置(電磁接触
器)を必要とする。
てある流体の特性によつて運転挙動が左右される
ことは、前記流体ブレーキの欠陥と見做されねば
ならない。従つて、十分な調整性を困難にし従つ
て費用の高い調整装置によつてしか達成できな
い。抵抗によつて負荷してある発電機の使用によ
つてこの負荷の段階的あるいは無段調整装置に対
して電気出力回路の高価な切換え装置(電磁接触
器)を必要とする。
従つて本発明の課題は、僅少な技術的経費で秀
れた調整性を有する最初に述べた種類の熱ポンプ
装置を提供するにある。
れた調整性を有する最初に述べた種類の熱ポンプ
装置を提供するにある。
この課題を解決するため本発明によれば、ブレ
ーキ装置がうず電流ブレーキとして構成され、こ
のうず電流ブレーキのステータが、暖房回路に接
続される冷却通路をもち、この冷却通路が内燃機
関のハウジングにある通路により内燃機関の冷却
回路に接続され、うず電流ブレーキのロータが内
燃機関の回転軸に取付けられ、うず電流ブレーキ
の励磁が調整装置により調整可能である。
ーキ装置がうず電流ブレーキとして構成され、こ
のうず電流ブレーキのステータが、暖房回路に接
続される冷却通路をもち、この冷却通路が内燃機
関のハウジングにある通路により内燃機関の冷却
回路に接続され、うず電流ブレーキのロータが内
燃機関の回転軸に取付けられ、うず電流ブレーキ
の励磁が調整装置により調整可能である。
本発明によれば、ブレーキ装置が、励磁される
ステータ内でこれに接触することなく回転するロ
ータをもつうず電流ブレーキとして構成されてい
るので、摩擦ブレーキ、流体ブレーキ(油ポン
プ)のように摩耗がなく、保守も不要である。ま
た流体ブレーキのように、熱を取出すのに使用さ
れる流体自体を流体力学的に負荷することもな
い。しかもうず電流ブレーキは、調整装置による
励磁電流の簡単な調整によつて、所望のブレーキ
出力を得ることができる。うず電流ブレーキは、
励磁しない場合もはやブレーキとして作用しない
ので、うず電流ブレーキを内燃機関に直結してお
くことができ、両者の間にクラツチを介在させる
必要がない。さらに暖房回路の熱交換媒体(水)
を直接うず電流ブレーキの冷却通路および内燃機
関の冷却回路に通すことができるので、ブレーキ
または内燃機関の冷媒と暖房回路の熱交換媒体と
を熱交換する付加的な熱交換器も不要である。
ステータ内でこれに接触することなく回転するロ
ータをもつうず電流ブレーキとして構成されてい
るので、摩擦ブレーキ、流体ブレーキ(油ポン
プ)のように摩耗がなく、保守も不要である。ま
た流体ブレーキのように、熱を取出すのに使用さ
れる流体自体を流体力学的に負荷することもな
い。しかもうず電流ブレーキは、調整装置による
励磁電流の簡単な調整によつて、所望のブレーキ
出力を得ることができる。うず電流ブレーキは、
励磁しない場合もはやブレーキとして作用しない
ので、うず電流ブレーキを内燃機関に直結してお
くことができ、両者の間にクラツチを介在させる
必要がない。さらに暖房回路の熱交換媒体(水)
を直接うず電流ブレーキの冷却通路および内燃機
関の冷却回路に通すことができるので、ブレーキ
または内燃機関の冷媒と暖房回路の熱交換媒体と
を熱交換する付加的な熱交換器も不要である。
以下好ましい実施例を参照して本発明を詳細に
説明する。
説明する。
第1図では、内燃機が1で、圧縮機が2で、う
ず電流ブレーキが3で示してある。このうず電流
ブレーキは、クラツチを介在させずに内燃機関と
直結してあり、これに対して圧縮機2が切換えク
ラツチ6を介して駆動できる。
ず電流ブレーキが3で示してある。このうず電流
ブレーキは、クラツチを介在させずに内燃機関と
直結してあり、これに対して圧縮機2が切換えク
ラツチ6を介して駆動できる。
圧縮機2は、自体公知の冷媒回路に設けてあ
る。この冷媒回路は、凝縮器13、絞り弁14お
よび蒸発器12から構成してある。蒸発器12で
は、自体公知のようにたとえば、環境あるいは地
下水から熱が奪われてまだ液状の冷媒へ放出され
る。蒸発される冷媒は、圧縮機2で圧縮される。
凝縮器13では、この冷媒が環境から吸収してあ
る熱を、前記圧縮機によつて供給されるエネルギ
だけ増加して暖房回路へ放出する。その際この
冷媒は、再び液相へ移行する。絞り弁14での膨
張によつてこの冷媒は、凝縮器13の前方で初期
状態へ戻る。
る。この冷媒回路は、凝縮器13、絞り弁14お
よび蒸発器12から構成してある。蒸発器12で
は、自体公知のようにたとえば、環境あるいは地
下水から熱が奪われてまだ液状の冷媒へ放出され
る。蒸発される冷媒は、圧縮機2で圧縮される。
凝縮器13では、この冷媒が環境から吸収してあ
る熱を、前記圧縮機によつて供給されるエネルギ
だけ増加して暖房回路へ放出する。その際この
冷媒は、再び液相へ移行する。絞り弁14での膨
張によつてこの冷媒は、凝縮器13の前方で初期
状態へ戻る。
暖房回路では、熱交換媒体として通常水を使
用する。水は、循環ポンプ15からうず電流ブレ
ーキ3に設けてある冷却通路を通り、そこから内
燃機関1を冷却させるためさらに排ガス熱交換器
16までまたその後複数の放熱器(暖戻器)17
まで案内され、そこから凝縮器13を介して再び
循環ポンプ15まで戻り、凝縮器によつて冷媒回
路から熱を吸収する。うず電流ブレーキ3の励
磁、内燃機関1の回転数と負荷調節、および場合
によつては暖房回路へ接続してある4ポート切
換えの調整は、調整装置7によつて行なわれる。
調整値として測定感知器9を介して検出される室
温を使用する。この調整回路では、外気の温度お
よび暖房回路温度が外乱値として発生する。それ
ら値は、温度感知器10,11によつて検出され
る。
用する。水は、循環ポンプ15からうず電流ブレ
ーキ3に設けてある冷却通路を通り、そこから内
燃機関1を冷却させるためさらに排ガス熱交換器
16までまたその後複数の放熱器(暖戻器)17
まで案内され、そこから凝縮器13を介して再び
循環ポンプ15まで戻り、凝縮器によつて冷媒回
路から熱を吸収する。うず電流ブレーキ3の励
磁、内燃機関1の回転数と負荷調節、および場合
によつては暖房回路へ接続してある4ポート切
換えの調整は、調整装置7によつて行なわれる。
調整値として測定感知器9を介して検出される室
温を使用する。この調整回路では、外気の温度お
よび暖房回路温度が外乱値として発生する。それ
ら値は、温度感知器10,11によつて検出され
る。
第2図では、うず電流ブレーキ3を一体にして
ある内燃機関および圧縮機2の細部構造を示して
ある。圧縮機2は、上述してあるように、ハウジ
ング19に設けてある切換式クラツチ6を介して
内燃機関1と連結してある。うず電流ブレーキ3
は、前記内燃機関の軸の第2自由端部に設けてあ
る。この場合うず電流ブレーキ3のロータ3.1
が内燃機関1の軸の第1自由端部に固定してある
ので、余分の支持装置を要せず、そのため実際上
摩耗のない運転ができる。ロータ3.1は、コイ
ル4によつて磁化できるステータ5の空気間隙内
で回転され、このステータには、暖房回路の熱
交換媒体によつて直接貫流される複数の冷却通路
18を設けてある。通路20を経てステータの複
数の通路が直接機関の冷却装置へ接続される。
ある内燃機関および圧縮機2の細部構造を示して
ある。圧縮機2は、上述してあるように、ハウジ
ング19に設けてある切換式クラツチ6を介して
内燃機関1と連結してある。うず電流ブレーキ3
は、前記内燃機関の軸の第2自由端部に設けてあ
る。この場合うず電流ブレーキ3のロータ3.1
が内燃機関1の軸の第1自由端部に固定してある
ので、余分の支持装置を要せず、そのため実際上
摩耗のない運転ができる。ロータ3.1は、コイ
ル4によつて磁化できるステータ5の空気間隙内
で回転され、このステータには、暖房回路の熱
交換媒体によつて直接貫流される複数の冷却通路
18を設けてある。通路20を経てステータの複
数の通路が直接機関の冷却装置へ接続される。
説明してある熱ポンプは、この内燃機関の最高
回転数の場合約−4℃の外気温度以上の熱消費量
が凝縮器と内燃機関との排熱によつてのみ満たさ
れるように設計してある。より以上高い外気温度
の範囲では、その熱消費量への暖房出力は、内燃
機関の負荷と回転数との調整により達成される。
比較的高い外気温度の場合、前記暖房出力の適合
は、サイクル運転(開閉)によつて行なわれる。
回転数の場合約−4℃の外気温度以上の熱消費量
が凝縮器と内燃機関との排熱によつてのみ満たさ
れるように設計してある。より以上高い外気温度
の範囲では、その熱消費量への暖房出力は、内燃
機関の負荷と回転数との調整により達成される。
比較的高い外気温度の場合、前記暖房出力の適合
は、サイクル運転(開閉)によつて行なわれる。
−4℃の平衡温度以下の外気温度の場合、この
機関は、常に公称回転数で駆動されまた同時にう
ず電流ブレーキ3によつて追加的に負荷される。
調整装置7を介して励磁電流の値従つてブレーキ
トルクの値を調整し、同時に噴射ポンプの全範囲
調速機を介する噴射量の調整によつてこの機関の
回転数が一定に維持される。
機関は、常に公称回転数で駆動されまた同時にう
ず電流ブレーキ3によつて追加的に負荷される。
調整装置7を介して励磁電流の値従つてブレーキ
トルクの値を調整し、同時に噴射ポンプの全範囲
調速機を介する噴射量の調整によつてこの機関の
回転数が一定に維持される。
その他本発明による装置は、冷媒回路の故障
する場合、緊急暖房運転をもできる。このため圧
縮機は、クラツチ6を介して遮断され従つて暖房
回路にはうず電流ブレーキおよび機関の廃熱の
みが供給される。うず電流ブレーキを適当に設計
する場合、内燃機関が全負荷の際に燃料エネルギ
の90%まで暖房熱へ変換させることができる。
する場合、緊急暖房運転をもできる。このため圧
縮機は、クラツチ6を介して遮断され従つて暖房
回路にはうず電流ブレーキおよび機関の廃熱の
みが供給される。うず電流ブレーキを適当に設計
する場合、内燃機関が全負荷の際に燃料エネルギ
の90%まで暖房熱へ変換させることができる。
第1図は、本発明による熱ポンプ装置の概略
図、第2図は、フランジ付けしてあるうず電流ブ
レーキと圧縮機を有する内燃機関の横断面図であ
る。 ……冷媒回路、……暖房回路、1……内燃
機関、2……圧縮機、3……うず電流ブレーキ、
3,1……ロータ、5……ステータ、7……調整
装置、18……冷却通路、20……通路。
図、第2図は、フランジ付けしてあるうず電流ブ
レーキと圧縮機を有する内燃機関の横断面図であ
る。 ……冷媒回路、……暖房回路、1……内燃
機関、2……圧縮機、3……うず電流ブレーキ、
3,1……ロータ、5……ステータ、7……調整
装置、18……冷却通路、20……通路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 熱ポンプの冷媒回路に設けられる圧縮機2を
クラツチ6を介して駆動する内燃機関1と、凝縮
器13を介して冷媒回路の熱を吸収し更に内燃機
関1およびその排ガスの廃熱を吸収する暖房回路
と、この暖房回路に設けられて内燃機関1に
より駆動可能なブレーキ装置3とから成るものに
おいて、ブレーキ装置がうず電流ブレーキ3とし
て構成され、このうず電流ブレーキのステータ5
が、暖房回路に接続される冷却通路18をも
ち、この冷却通路18が内燃機関1のハウジング
にある通路20により内燃機関の冷却回路に接続
され、うず電流ブレーキ3のロータ3.1が内燃
機関1の回転軸に取付けられ、うず電流ブレーキ
3の励磁が調整装置7により調整可能であること
を特徴とする、熱ポンプ装置。 2 うず電流ブレーキ3が内燃機関1のハウジン
グにフランジ結合される別個のハウジング内に設
けられていることを特徴とする、特許請求の範囲
第1項に記載の熱ポンプ装置。 3 調整装置7が、外気温度、暖房回路温度、暖
房すべき室や建物等の温度を入力されることを特
徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の熱ポン
プ装置。 4 内燃機関1が調整装置7により制御可能な全
範囲調速機を備えていることを特徴とする、特許
請求の範囲第1項に記載の熱ポンプ装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803006821 DE3006821A1 (de) | 1980-02-23 | 1980-02-23 | Waermepumpenanordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56130570A JPS56130570A (en) | 1981-10-13 |
JPS649549B2 true JPS649549B2 (ja) | 1989-02-17 |
Family
ID=6095381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1821481A Granted JPS56130570A (en) | 1980-02-23 | 1981-02-12 | Heat pump apparatus |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4385725A (ja) |
EP (1) | EP0034699B1 (ja) |
JP (1) | JPS56130570A (ja) |
DE (1) | DE3006821A1 (ja) |
DK (1) | DK151154C (ja) |
NO (1) | NO152384C (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0062706B1 (de) * | 1981-04-10 | 1986-10-15 | Robert Bosch Gmbh | Heizvorrichtung |
JPS59168682U (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-12 | 三菱重工業株式会社 | ヒ−トポンプによる熱回収機構 |
US4907738A (en) * | 1984-09-20 | 1990-03-13 | Conserve, Inc. | Heat pump |
US4736111A (en) * | 1984-10-03 | 1988-04-05 | Linden Craig L | Cogeneration system |
US4657290A (en) * | 1984-10-03 | 1987-04-14 | Linden Craig L | Co-generation plant module system |
JPH0678713U (ja) * | 1991-04-24 | 1994-11-04 | 国立環境研究所長 | 家庭用コ−ジェネレ−ション |
DE19711047C2 (de) * | 1997-03-03 | 1999-07-15 | Manfred Dingel | Wirbelstrombremse |
CN106949447B (zh) * | 2017-05-10 | 2022-03-22 | 张近 | 一种空气能锅炉 |
NO343786B1 (no) * | 2018-06-14 | 2019-06-11 | Johan Ramberg | Drivverk for en varmeveksler |
FR3083386B1 (fr) * | 2018-06-28 | 2021-05-14 | Telma | Ensemble ralentisseur electromagnetique et generatrice et vehicule comportant un tel ensemble |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR837308A (fr) * | 1937-10-22 | 1939-02-08 | Procédé pour le chauffage des véhicules sur rail et analogues | |
DE1183741B (de) * | 1961-01-28 | 1964-12-17 | Fritz Cockerell | Einrichtung zum Erzeugen von Heizgas |
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