EP0106852A1 - Verfahren und einrichtung zur umwandlung von thermischer energie in hydrostatische energie - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur umwandlung von thermischer energie in hydrostatische energie

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EP0106852A1
EP0106852A1 EP83901061A EP83901061A EP0106852A1 EP 0106852 A1 EP0106852 A1 EP 0106852A1 EP 83901061 A EP83901061 A EP 83901061A EP 83901061 A EP83901061 A EP 83901061A EP 0106852 A1 EP0106852 A1 EP 0106852A1
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EP
European Patent Office
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zone
containers
energy
medium
liquid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83901061A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Hirmann
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP0106852A1 publication Critical patent/EP0106852A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
    • F03G7/061—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element
    • F03G7/06112—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like characterised by the actuating element using the thermal expansion or contraction of enclosed fluids

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for converting thermal energy into hydrostatic energy.
  • the invention aims to provide a way to convert thermal waste energy into hydrostatic energy and to store the latter without using external energy.
  • the method according to the invention which is characterized in that in a heat exchanger system, the secondary side of which is filled with a liquid or a gas, the primary side is pushed with a medium, for example alternately, colder or warmer acted upon in order to alternately increase and decrease the volume of the medium on the secondary side and to store the expansion energy as position energy.
  • thermohydraulic converter system for oscillating mode of operation, actuated by controlled external energy sources
  • thermohydraulic converter system for an oscillating mode of operation, but oscillating without a controlled external heat transfer medium
  • FIG. 4 shows an energy converter platform for a plant according to FIG. 3, for the earth's surface
  • FIG. 5 shows an energy converter platform for a system according to FIG. 3, with a heat accumulator
  • FIG. 6 shows a floating energy converter platform for a system according to FIG. 3,
  • FIG. 8 shows an energy converter platform for a system according to FIG. 3 for a roof and a facade with a ventilated cooling side.
  • the intermediate space 4 is filled with a liquid 6, the working medium, with a high coefficient of thermal expansion, which during Flooding through the inner tubes 3, through a liquid 5 with different temperature levels, changes their volume
  • Surface 1 can be the absorber surface of a solar collector, the facade of a house, the hot or cold side of a technical device for heating or cooling processes - like a cooker - the plank of a ship, the outer surface of an airplane, engine block, cooler part or exhaust part Motor vehicle, or the like. It is also possible to coaxially arrange the tubes 2 and 3 from the outside with a liquid or gaseous heat to surround or flood the wearer directly. A similar mode of operation is also possible if the medium 5 in the inner tube 3 is kept at a basic temperature and the surface 1 or the surrounding outer medium causes the temperature changes.
  • FIG. 2 shows a device constructed according to FIG. 1 in supplementary form.
  • a liquid of a different temperature (t 1 ⁇ t) controlled by thermal feedback via a sensor 26, a control line 27 and a valve 28, is supplied intermittently via a line 25.
  • the control process is as follows: A burst of cold liquid is fed through line 25 from a reservoir (not shown).
  • the contents of the container parts 20-23 are cooled, their volume is reduced and a vacuum is created in these parts or in the valve group 33 with respect to the container 37.
  • the check valve 34 is opened and cold liquid flows out of the container. 37 after.
  • the separating membrane 31 is pressed against the parts 20-23 again. Now there is a surge of hot liquid through the line 25. The liquid in the container parts 20-23 expands, the membrane 31 is pushed against the valve group 33 and the corresponding volume obtained is pressed as a liquid flow to a higher potential level.
  • the volumetric oscillation of a working medium 29, which takes place in the same rhythm, is transmitted indirectly via a medium converter 30 with a separating membrane 31 and a valve group 33 with suction valve 34 and pressure valve 35 to a second working medium, which causes a pulsating liquid movement in the form of a rectified one and additively generated liquid flow 36 from container 37 to consumer group 38.
  • a pressure intensifier 39 with a stepped piston 40 is shown in a separate representation in FIG. 2, whereby an adaptation of the working pressure to the respective consumer 38 is made possible.
  • An additional control valve 41 controlled by sensors 42 and 43 can be used to prevent unnecessary flooding of the line * 25 when the temperature difference ⁇ ⁇ (t.-t) is insufficient.
  • Fig. 3 shows an exemplary embodiment of a device for energy tapping from heat carriers, constant, different temperature.
  • the oscillator Part 50 consists of an oscillator tank 51, filled with a working fluid 52 with a high coefficient of thermal expansion.
  • a plunger 53 protrudes into this container 51, which is connected at its other end to a larger piston 54 in the cylinder chamber 55.
  • the two pistons 53 and 54 are loaded by a spring 56.
  • the cylinder chamber 55 is also connected via a suction pipe 57 to a suction valve 88, which enables the cylinder chamber 55 to be filled from the reservoir 58.
  • a check valve 59 further connects the cylinder space 55 to the working volume of the working liquid 52.
  • the device also consists of a number of further containers 60 and 61, for which the temperature is the same as that of the container 51.
  • the containers 62, 63 , 64 are connected to the reservoir 58, the content of which has a different temperature, so that there is a temperature difference.
  • Shut-off valves 65, 66, 67 with common actuation 68 which can be displaced between adjustable stops 80, 81 of the piston rod 82, can open or close the lines 69, 70, 71 simultaneously.
  • the lines 72 and 73 are each provided with a check valve 74, 75.
  • containers 62 and 63 are each connected to the reservoir 58 via a suction valve 77, 78, and the containers 60 and 61 are connected to a pressure collecting line 85 by check valves 83, 84.
  • the device generates a thermal / volumetric oscillation between the heat flow 86 and the cooling area 87 by pushing the working medium forward in batches, but alternatingly in series Individual containers 60-64 loaded with liquid of different temperatures t or t, the colder containers 62-64 (t ..) compensating for the reduction in volume by suction and the warmer (t) containers 61, 62 promoting their increase in volume in the pressure collecting line 85.
  • Valve 88 refilled from the reservoir 58.
  • the stop 80 set according to the temperature difference (t -t ..) causes the latter to shift the actuation 68 for the purpose of joint valve actuation and to open the valves 65, 66, 67 abruptly.
  • the piston 54 pushes cold working fluid via the valve 59. into the space 52.
  • the liquid volumes of the containers 62, 60, 63, 61, 64 are shifted.
  • the previously warmed up working fluid is conveyed from the oscillator container 51 into the cooler space of the container 62.
  • all containers 60-64 change their contents.
  • the containers 60, 61 are provided with fresh and cold filling after the displacement of the working liquid into the line 85. Cool the previously warm fillings of the containers 60 and 61 after moving them in containers 62, 63, 64. They compensate for their volume reduction by sucking in liquid from the cold reservoir 58. During the filling shift, the differential piston 53/54 reaches its innermost position, the valves 65, 66, 67 being closed again as a result of the stop 81. 3 is a schematic illustration. In practice, care must be taken to ensure that the flow through the individual containers is as optimal as possible. The constructive details of the system determine how many such containers 60-64 can be connected in series by an oscillator part 50 in this way. The translation of the pistons 53, 54 is determined by the thermal expansion coefficient of the selected working fluid and the minimum temperature difference of the oscillation.
  • FIGS 4, 5, 6, 7 and 8 show some designs of energy converters for different types of applications.
  • FIG. 4 shows a thermohydraulic energy converter platform 90 for oscillating operation according to a system according to FIG. 3, between the temperature of a surface 91 and the temperature of the covered ground 92. Ribs 93 serve for better heat transfer.
  • the surface 91 can also be designed in the manner of a solar collector and e.g. covered with earth or sand.
  • FIG. 5 shows an energy converter platform 100 with a heat-storing top layer 101 in order to enable oscillation that is independent of the day.
  • f 6 shows an energy converter platform 110 floating in the water. The difference between the surface temperature 111 and the water temperature 112 is used for the oscillation.
  • FIG. 7 shows an energy converter platform 120 with alternatingly arranged absorbing 121 and reflecting 122 surface elements. 3, containers for displacement and cooling are correspondingly connected in the sense of FIG. 3 (not shown).
  • This type of construction brings particular advantages in utilizing strong heat radiation, in particular in geographic areas with warm climatic conditions, but also in spacecraft for energy supply of control devices.
  • FIG. 8 shows energy converter platforms 130, 131 for roofs and facades, where ventilation 132 of the cold side is possible and expedient. This type can also be combined with the surface module type of FIG. 7.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

Verfahren und Einrichtung zur Umwandlung von thermischer Energie in hydrostatische Energie
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Umwandlung von thermischer Energie in hydrostatische Energie.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Möglichkeit, thermische Abfallenergie in hydrostatische Energie zu verwandeln und letztere zu speichern, ohne dabei Fremdenergie zu verwenden.
10
Diese Aufgabe löst das erfindungsge ässe Verfahren, das sich dadurch auszeichnet, dass man in einer Wärme¬ tauscheranlage, deren Sekundärseite mit einer Flüssig¬ keit oder einem Gas gefüllt ist, die Primärseite schub- 15 weise mit einem, z.B. abwechslungsweise, kälteren oder wärmeren Medium beaufschlagt, um das Volumen des Mediums auf der Sekundärseite abwechslungsweise zu vergrössern und zu verkleinern und die Ausdehnungs- energie als Lageenergie zu speichern. •20
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert.
25 Es zeigen:
Fig. 1 eine Fläche mit thermohydraulischen Oszillator¬ elementen koaxialer Bauart im Schnitt,
- Fig. 2 . eine rein schematische Darstellung eines thermohydraulischen WandlerSystems für oszillie¬ rende Arbeitsweise, betätigt durch gesteuerte externe Energieträger,
Fig. 3 eine rein schematische Darstellung eines wei¬ teren thermohydraulischen Wandlersystems für oszillierende Arbeitsweise, jedoch ohne gesteu¬ erte externe Wärmeträger oszillierend,
Fig. 4 eine Energiewandlerplattform für eine Anlage nach Fig. 3, für die Erdoberfläche,
Fig. 5 eine Energiewandlerplattform für eine Anlage nach Fig. 3, mit einem WärmeSpeicher,
Fig. 6 eine schwimmende Energiewandlerplattform für eine Anlage nach Fig. 3,
Fig. 7 eine Energiewandlerfläche mit wechselweise angeordneten Flächenelemente ,
Fig. 8 eine Energiewandlerplattform für eine Anlage nach Fig. 3 für ein Dach und eine Fassade mit belüfteter Kühlseite.
Beschreibung der Einzelfiguren"
Fig. 1 zeigt eine wärmebeaufschlagte oder gekühlte Fläche 1 , damit verbundene Rohre 2, sowie darin ko- axial gelagerte Rohre 3. Der Zwischenraum 4 ist mit einer Flüssigkeit 6, dem Arbeitsmedium, mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizient gefüllt, welche beim Durchfluten der inneren Rohre 3, durch eine Flüssig¬ keit 5 abweichender Temperaturhöhe, ihr Volumen ändert,
Die schubweise Durchflutung mit der Flüssigkeit 5 als Zweitmedium ermöglicht eine volumetrische Oszilla¬ tion des Arbeitsmediums 6 beliebig zu wiederholen und dessen pulsierende Bewegung additiv direkt oder indirekt für mechanische Arbeit zu hydrostatischer oder umgewandelter Form zu verwenden. Es ist grund- sätzlich gleich, ob die Basistemperatur der Einrich¬ tung, womit hier Fläche 1 beaufschlagt wird, die un¬ tere oder obere Temperatur des thermischen Oszilla¬ tionsbereiches bildet. Massgebend ist die Grosse der Temperaturdifferenz. Insofern das Medium 6, während des oszillierenden Einflusses des Zweitmediums 5, Siedebedingungen (Sieden/Kondensieren) aufweist (t = const. ) (p = const.), kann die Einrichtung für direkten Wärmetransport verwendet werden. Die Anwen¬ dung von Materialien zweierlei Wärmeausdehnung ermög- licht eine Verkleinerung des Arbeitsraumes 4 in der Erwärmungsphase, wodurch der Flüssigkeitsausstoss zusätzlich vergrössert werden kann.
Die Fläche 1 kann die Absorberfläche eines Sonnenkol- lektors, die Fassade eines Hauses, die warme oder kalte Seite einer technischen Einrichtung für Wärme¬ oder Kälteprozesse - wie auch Kochherd - die Planke eines Schiffes, die Aussenflache eines Flugzeuges, Motorblock, Kühlerteil oder Auspuffteil eines Motor- fahrzeuges, oder ähnliches sein. Es ist ebenfalls möglich, die koaxial angeordneten Rohre 2 und 3 von aussen mit einem flüssigen oder gasförmigen Wärme- träger direkt zu umgeben oder zu befluten. Eine ähnli¬ che Funktionsweise wird auch dann ermöglicht, wenn das Medium 5 im inneren Rohr 3 auf einer Basistempera- tur gehalten wird und die Fläche 1 oder das umgebende äussere Medium die Temperaturänderungen bewirkt.
Fig. 2 zeigt eine nach Fig. 1 aufgebaute Einrichtung in ergänzter Form. Die zum Verdrängersystem gehören¬ den druckfesten Behälterteile 20, 21, 22, 23 sind aussen grundsätzlich von einem Medium konstanter Tem¬ peratur umgeben (t = const) . Ueber eine Leitung 25 wird eine Flüssigkeit anderer Temperatur (t1 ≠ t ) , durch thermische Rückkoppelung über einen Fühler 26, eine Steuerleitung 27 und ein Ventil 28 gesteuert, stossweise zugeführt. Der Steuervorgang ist dabei der folgende: Aus einem Reservoir (nicht dargestellt) wird ein Stoss kalter Flüssigkeit durch die Leitung 25 zugespiesen. Die Inhalte der Behälterteile 20- 23 werden gekühlt, deren Volumen verkleinert sich und es entsteht in diesen Teilen bzw. in der Ventil¬ gruppe 33 ein Unterdruck bezüglich des Behälters 37. Dadurch wird das Rückschlagventil 34 geöffnet und es strömt kalte Flüssigkeit aus dem Behälter .37 nach. Die Trennmembrane 31 wird wieder gegen die Teile 20- 23 gedrückt. Nun erfolgt ein Stoss heisser Flüssig¬ keit durch die Leitung 25. Die Flüssigkeit in den Behälterteilen 20-23 dehnt sich aus, 'die Membrane 31 wird gegen die Ventilgruppe 33 geschoben und das entsprechende gewonnene Volumen als Flüssigkeitsstrom auf ein höheres potentielles Niveau gepresst. Anstelle eines heissen bzw. kalten Stosses kann als eines der Temperaturniveaux auch die Umgebungstempe¬ ratur der Teile 20-23 dienen (t=to=const.).
Die im selben Rhythmus erfolgende volumetrische Oszil¬ lation eines Arbeitsmediums 29 wird hier indirekt über einen Mediumwandler 30 mit einer Trennmembrane 31 und einer Ventilgruppe 33 mit Ansaugventil 34 und Druckventil 35 auf ein zweites Arbeitsmedium über- ' tragen, was eine pulsierende Flüssigkeitsbewegung in Form eines gleichgerichteten und additiv erzeug¬ ten Flüssigkeitsstroms 36 vom Behälter 37 zur Ver¬ brauchergruppe 38 bewirkt.
Als eine Variante des Mediumswandlers wird in separa¬ ter Darstellung in Fig. 2 ein Druckübersetzer 39 mit einem Stufenkolben 40 gezeigt, wodurch eine Anpassung des Arbeitsdruckes an jeweilige Verbraucher 38 ermög¬ licht wird.
Der mögliche Ernergieumsatz solcher Anlagen ist nebst konstruktiven Einzelheiten und physikalischen Eigen- Schäften des Arbeitsmediums 29 von den vorhandenen
Temperaturdifferenzen (t 1-to) bzw. (to-t„1) für die thermisch/volumentrische Oszillation abhängig. Um ein unnötiges Durchfluten der Leitung* 25, bei nicht ausreichender Temperaturdifferenz Δ<(t.-t ) zu unter binden, kann ein über Sensoren 42 und 43 gesteuertes, zusätzliches Steuerventil 41 verwendet werden.
Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Einrichtung für Energieabgriff aus Wärmeträgern, gleichbleibender, voneinander abweichender Temperatur. Der Oszillator- teil 50 besteht aus einem Oszillatorbehälter 51 , gefüllt mit einer Arbeitsflüssigkeit 52 mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizient. In diesen Behälter 51 steht ein Tauchkolben 53 vor, welcher an seinem an- dem Ende mit einem grösseren Kolben 54 im Zylinder¬ raum 55 verbunden ist. Die beiden Kolben 53 und 54 werden durch eine Feder 56 belastet. Der Zylinder¬ raum 55 ist ferner über ein Ansaugrohr 57 mit einem Ansaugventil 88 verbunden, wodurch ein Füllen des Zylinderraumes 55 aus dem Reservoir 58 ermöglicht wird. Ein Rückschlagventil 59 verbindet im weiteren den Zylinderraum 55 mit Arbeitsvolumen der Arbeits¬ flüssigkeit 52. Die Einrichtung besteht ferner aus einer Anzahl weiterer Behälter 60 und 61 , für welche die Temperatur gleich ist, wie diejenige des Behäl¬ ters 51. Die Behälter 62, 63, 64 sind dagegen mit dem Reservoir 58 verbunden, dessen Inhalt eine an¬ dere Temperatur aufweist, so dass sich eine Tempe¬ raturdifferenz ergibt. Absperrventile 65, 66, 67 mit gemeinsamer Betätigung 68, welche zwischen ein¬ stellbaren Anschlägen 80, 81 der Kolbenstange 82 verschiebbar ist, können die Leitungen 69, 70, 71 simultan öffnen oder schliessen. Die Leitungen 72 und 73 sind mit je einem Rückschlagventil 74, 75 versehen. Ferner sind Behälter 62 und 63 über je ein Ansaugventil 77, 78 mit dem Reservoir 58, und die Behälter 60 und 61 durch Rückschlagventile 83, 84 mit einer Drucksammelleitung 85 verbunden.
Die Einrichtung erzeugt eine thermisch/volumetrische Oszillation zwischen dem Wärmefluss 86 und dem Ab¬ kühlbereich 87 durch schubweises Weiterschieben des Arbeitsmediums in reihengeschaltete, aber abwe hselnd mit Flüssigkeit unterschiedlicher Temperaturen t bzw. t beladene Einzelbehälter 60 - 64, wobei die kälteren Behälter 62-64 (t..) die Volumenminderung durch Ansaugen kompensieren und die wärmeren (t ) Behälter 61, 62 ihre Volumenvergrösserung in die DruckSammelleitung 85 fördern.
Der Arbeitsablauf: Beim mit kaltem Arbeitsmedium (t ) gefüllten Behälterraum 52 ragt der Tauchkolben 53 am weitesten in den Raum 52..Die Ventile 65, 66, 67 sind geschlossen. Die Arbeitsflüssigkeit 52 im Oszil¬ latorbehälter 51 wird durch die Umgebung (t ) erwärmt. Sie dehnt sich dabei aus und bewegt den Tauchkolben 53 entgegen der Kraft der Feder 56. Dabei wird der Zylinderraum 55 vor dem grossen Kolben 54 über das
Ventil 88 aus dem Reservoir 58 nachgefüllt. Der gemäss der Temperaturdifferenz (t -t..) eingestellte Anschlag 80 veranlasst diesen zwecks gemeinsamer Ventilbetäti¬ gung die Betätigung 68 zu verschieben und die Ventile 65, 66, 67 schlagartig zu öffnen. Darauf schiebt, da der Raum 55 nun zum AbfHessen geöffnet ist, der Kolben 54 über das Ventil 59 kalte Arbeitsflüssigkeit . in den Raum 52. Gleichzeitig erfolgt eine Verschiebung der Flüssigkeitsvolumina der Behälter 62, 60, 63, 61, 64. Dabei wird m.a.W. die frühere warm gewordene Arbeitsflüssigkeit vom Oszillatorbehälter 51 in den kühleren Raum des Behälters 62 gefördert. Sinngemäss wechseln alle Behälter 60-64 ihre Inhalte. Auf diese Weise sind die Behälter 60, 61 nach beendeter Verdrän- gungsphase der Arbeitsflüssigkeit in die Leitung 85 mit frischer und kalter Füllung versehen. Die vorge¬ hend warmen Füllungen der Behälter 60 und 61 kühlen sich nach deren Verschieben in Behältern 62, 63, 64 ab. Dabei kompensieren sie ihre Volumen¬ verkleinerung durch Nachsaugen von Flüssigkeit aus dem kalten Reservoir 58. Während der Füllungsverschie- bung gelangt der Differentialkolben 53/54 in seine innerste Lage, wobei die Ventile 65, 66, 67 infolge des Anschlages 81 wieder geschlossen werden. Fig. 3 ist eine schematische Darstellung. In der Praxis ist auf eine möglichst verlustlose, optimale Durch- Strömung der einzelnen Behälter zu achten. Wieviele derartige Behälter 60 - 64 von einem Oszillatorteil 50 in dieser Art hintereinander schaltbar sind, be¬ stimmen die konstruktiven Einzelheiten des Systems. Die Uebersetzung der Kolben 53, 54 wird durch den Wärmeausdehnungskoeffizienten der gewählten Arbeits¬ flüssigkeit und die Mindest-Temperaturdifferenz der Oszillation bestimmt.
Die Figuren 4, 5, 6, 7 und 8 zeigen einige Bauformen von Energiewandlern für verschiedene Anwendungsarten.
Fig. 4 zeigt eine thermohydraulische Ξnergiewandler- plattform 90 für oszillierende Arbeitsweise gemäss einer Anlage nach Fig. 3, zwischen der Temperatur einer Oberfläche 91 und der Temperatur des überdeck¬ ten Erdreiches 92. Rippen 93 dienen der besseren Wär¬ meübertragung. Die Oberfläche 91 kann auch nach Art eines Sonnenkollektors ausgeführt und z.B. mit Erde oder Sand leicht überdeckt werden.
Fig. 5 zeigt eine Energiewandlerplattform 100 mit einer wärmespeichernden Oberschicht 101, um eine tages¬ unabhängige Oszillation zu ermöglichen.
f Fig. 6 zeigt eine im Wasser schwimmende Energiewand¬ lerplattform 110. Für die Oszillation dient die Dif¬ ferenz zwischen der Oberflächentemperatur 111 und der Wassertemperatur 112.
Fig. 7 zeigt eine Energiewandlerplattform 120 mit abwechselnd angeordneten absorbierenden 121 und re¬ flektierenden 122 Flächenelementen. Mit diesen Flä¬ chenelementen werden im Sinne der Fig. 3 sinngemäss Behälter für Verdrängung und Abkühlung verbunden, (nicht dargestellt) Diese Konstruktionsart bringt besondere Vorteile bei der Nutzbarmachung von starker Wärmestrahlung, insbesondere in geografischen Gebieten mit warmen Klimaverhältnissen, aber auch bei Raumfahr- zeugen zur Energiespeisung von Stelleinrichtungen.
Fig. 8 zeigt Energiewandlerplattformen 130, 131 für Dächer und Fassaden, wo eine Durchlüftung 132 der Kaltseite möglich und zweckmässig ist. Diese Art kann auch mit der Flächenmodul-Bauart von Fig. 7 kombiniert werden.

Claims

- 1 0 -
Patentansprüche:
Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie in hydrostatische Energie, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer Wärmetauscheranlage, deren Sekundär¬ seite mit einer Flüssigkeit oder einem Gas gefüllt ist, die Primärseite (25) schubweise mit einem, z.B. abwechslungsweise, kälteren oder wärmeren Medium beaufschlagt, um das Volumen des Mediums auf der Sekundärseite (20 - 23) abwechslungsweise zu vergrössern und zu verkleinern und die Ausdeh¬ nungsenergie als Lageenergie zu speichern. . .. (Fig. 2)
Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie in hydrostatische Energie, dadurch gekennzeichnet, dass man in einem Wärmetauscher, welcher eine erste Zone ungefähr konstanter, niedrigerer (t ) und eine von dieser getrennte zweite Zone ungefähr konstanter, höherer Temperatur (t ) aufweist, sowie eine dritte Zone (52, 60 - 64), welche abwechslungsweise mit ungefähr gleichen Voluma von der ersten Zone in die zweite Zone läuft, das Medium in der dritten Zone jeweils schubwei¬ se derart verschiebt, dass die Inhalte der drit¬ ten in der ersten Zone gelegenen Inhalte (62- 64) in die zweite Zone (60, 61) gelangen und umgekehrt, wobei die in der ersten, kälteren Zone, befindlichen Teile (62 - 64) der dritten Zone jeweils über ein Rückschlagventil (77, 78) mit einer Nachspeisequelle (58) verbunden sind. (Fig. 3)
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Wärmetauscheranlage und eine Steuereinrich- tung (26 - 28) , um die Primärseite (25) der An¬ lage schubweise abwechselnd mit einem kälteren und wärmeren Medium zu beschicken, sowie gekennzeichnet durch
Steuerorgane (34, 35) , um die durch die Erwär- ung der Flüssigkeit auf der Sekundärseite (20-23) entstehende zusätzliche Energie des Flüssigkeitsvolumens zu speichern (36, 38). (Fig. 2)
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Anzahl hintereinander angeordneter Behält¬ nisse (60-64) ungefähr gleichen Inhaltes, die abwechslungsweise in zwei voneinander gasdicht getrennten Räumen liegen (60, 61 bzw. 62-64), sowie Verschlüsse (65-67) , um die Behältnisse (60-64) gesteuert (80-82) unter sich zu verbin¬ den oder zu trennen, sowie gekennzeichnet durch eine Schubvorrichtung (50) , um jeweils den Ge¬ samtinhalt der Behältnisse um ungefähr einen Behältnisinhalt zu verschieben. (Fig. 3)
5. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch koaxiale Rohre zur Trennung einzelner Volumenbe¬ reiche. (Fig. 1 und 2) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium für die thermohydraulische Verdrängungsarbeit, zwischen zwei koaxial angeord¬ neten Rohren gehalten ist, wovon das äussere Rohr mit einem Temperaturbereich, grundsätzlich konstanter Temperaturhöhe, thermisch verbunden ist und das innere Rohr mit einem Medium wechseln¬ der: Temperaturhöhe durchgeflutet wird. (Fig. 1 und 2)
Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch koaxial angeordnete Rohre aus Materialien mit abweichendem Wärmeausdehnungskoeffizient, um das Volumen zu verändern. (Fig. 1 + 2)
Einrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen ther ohydraulisch selbstgesteuerten Oszil- latorteil (50) zur rhythmischen Förderung einer
Arbeitsflüssigkeit. (Fig. 3)
Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch simultan steuerbare (80, 81) Steuerorgane (65,
66, 67) zwischen den Behältern (60 - 64). (Fig. 3)
10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillatorteil einen z.B. federbelasteten (56) Stufenkolben (53, 54) umfasst, wobei der Zylinderraum (55) des einen Kolbens (54) über ein vorzugsweise als Rückschlagventil (88) aus¬ gebildetes Steuerorgan mit dem einen Bereich (58) unterbrechbar verbunden ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinderräume (52, 55) über ein Rück¬ schlagventil (59) miteinander verbunden sind, wobei der eine Zylinderraum (52) den Behältern (60 - 64) vorgeschaltet ist.
"
EP83901061A 1982-04-15 1983-04-14 Verfahren und einrichtung zur umwandlung von thermischer energie in hydrostatische energie Withdrawn EP0106852A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
CH227882 1982-04-15
CH2278/82 1982-04-15

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Publication Number Publication Date
EP0106852A1 true EP0106852A1 (de) 1984-05-02

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ID=4230029

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83901061A Withdrawn EP0106852A1 (de) 1982-04-15 1983-04-14 Verfahren und einrichtung zur umwandlung von thermischer energie in hydrostatische energie

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WO (1) WO1983003639A1 (de)

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