(19) |
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(11) |
EP 1 706 601 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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15.07.2009 Patentblatt 2009/29 |
(22) |
Anmeldetag: 13.01.2005 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/DE2005/000037 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2005/071232 (04.08.2005 Gazette 2005/31) |
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(54) |
ANORDNUNG ZUM UMWANDELN VON THERMISCHER IN MOTORISCHE ENERGIE
SYSTEM FOR CONVERTING THERMAL TO MOTIVE ENERGY
ENSEMBLE SERVANT A TRANSFORMER DE L'ENERGIE THERMIQUE EN ENERGIE MOTRICE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI
SK TR |
(30) |
Priorität: |
24.01.2004 DE 102004003694
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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04.10.2006 Patentblatt 2006/40 |
(73) |
Patentinhaber: Stock, Gerhard |
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56850 Enkirch/Mosel (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Stock, Gerhard
56850 Enkirch/Mosel (DE)
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(74) |
Vertreter: Becker, Bernd |
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Patentanwälte
BECKER & AUE
Saarlandstrasse 66 55411 Bingen 55411 Bingen (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 043 879 DE-C1- 10 133 153
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EP-B- 1 159 512 US-A- 5 074 110
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Umwandeln von thermischer in motorische
Energie mit mindestens einem Druckbehälter, der mindestens eine obere Einspritzöffnung
für ein warmes und/oder kaltes Fluid aufweist, und mit einer mit einem Arbeitskreislauf
gekoppelten Flüssigkolbenpumpe innerhalb des Druckbehälters.
[0002] Die
EP 1 159 512 B1 beschreibt ein Gasausdehnungselement für eine Anordnung zum Umwandeln von thermischer
in motorische Energie, bestehend aus einem mit einem Gas- oder Gasgemisch gefüllten
geschlossenen Druckbehälter, der über einen verschiebbaren Kolben mit den Anordnung
wirksam verbunden ist und eine obere Einspritzöffnung für Warmwasser sowie eine obere
Einspritzöffnung für Kaltwasser und eine untere Wasserablauföffnung hat. Die untere
Wasserablauföffnung ist am unteren Ende eines den Druckbehälter nach unten überragenden
Sumpfes angeordnet, der einen wesentlich kleineren Durchmesser als der Druckbehälter
hat, und der Kolben ist als Flüssigkolbenpumpe ausgebildet, die eingangsseitig mit
der Wasserablauföffnung des Druckbehälters, der ein Wasserzulauf eines Arbeitskreislaufes
zugeordnet ist, und ausgangsseitig mit einem Wasserablauf des Arbeitskreislaufes verbunden
ist.
[0003] Des Weiteren offenbart die
DE 102 09 998 A1 ein Gasausdehnungselement für eine Anordnung zum Umwandeln von thermischer in motorische
Energie, bestehend aus einem mit einem Gasgemisch gefüllten geschlossenen Druckbehälter,
der über einen Flüssigkolben mit der Anordnung wirksam verbunden ist und jeweils eine
obere Einspritzöffnung für Warmwasser sowie für Kaltwasser und eine untere mit einem
Arbeitskreislauf verbundene Wasserablauföffnung aufweist. Der Flüssigkolben ist innerhalb
des Druckbehälters vorgesehen und auf der druckbeaufschlagten Oberfläche des Flüssigkolbens
schwimmt eine von dem Gas oder Gasgemisch beaufschlagte druckbeständige Trennschicht.
Ein solches Gasausdehnungselement ist auch aus der
US 3 608 311 A1 bekannt. Hierbei steht der Flüssigkolben über jeweils eine Öffnung mit einem Vorlauf
und einem Rücklauf eines Arbeitskreislaufes sowie mit den Einspritzöffnungen für Warm-
und Kaltwasser in Verbindung. Diese Gasausdehnungselemente sind insofern nachteilig,
als das bei der Zufuhr von Warmwasser expandierende Gas den Flüssigkolben nur unzureichend
beaufschlagt und eine verhältnismäßig große Wärmemenge des gespritzten Warmwassers
in den Flüssigkolben eingetragen wird und damit nicht mehr zur Expansion des Gases
zur Verfügung steht, weshalb die Anordnung zum Umwandeln von thermischer in motorische
Energie einen relativ geringen Wirkungsgrad aufweist.
[0004] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Umwandeln von thermischer in motorische
Energie der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einem einfachen Aufbau einen
relativ hohen Wirkungsgrad aufweist.
[0005] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Druckbehälter eine mit
einer Bohrung versehene horizontale Wandung aufweist, wobei sich oberhalb der Wandung
ein Gas oder Gasgemisch und unterhalb der Wandung die Flüssigkolbenpumpe befindet.
[0006] Mit der horizontalen Wandung wird eine thermische Trennung zwischen den abwechselnd
mit einem warmen bzw. kalten Fluid beaufschlagten Gas und der Flüssigkolbenpumpe erzielt.
Hierbei bildet die Bohrung eine Art Sumpf, der ein Überströmen des gasförmigen Mediums
in den Bereich der Flüssigkolbenpumpe reduziert und damit einen Wärmeübergang zwischen
der Luft und dem Flüssigkolben vermindert, wobei ausfallendes Kondensat durch die
Bohrung in den Flüssigkolben gelangt. Des Weiteren stellt die örtliche Begrenzung
durch die Wandung ein schnelles Durchdringen des Gases mit dem warmen bzw. kalten
Fluid zur Expansion bzw. Kontraktion der Luft sicher.
[0007] Bevorzugt erweitert sich die Bohrung in Richtung des mit Gas gefüllten Abschnittes
des Druckbehälters konisch. Durch die Konizität der Bohrung, die sich bis annähernd
an die Wand des Druckbehälters erstreckt, ist das Sammeln und Ableiten von Kondensat
aus dem mit Gas gefüllten Abschnitt des Druckbehälters begünstigt, wobei sich die
Bohrung aufgrund ihres zylindrischen Teils günstig auf den Wärmeübergang zwischen
dem Gas und dem Flüssigkolben auswirkt.
[0008] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in die Wandung ein Schwimmerventil mit
der Bohrung zur Füllstandsbegrenzung der Flüssigkolbenpumpe eingesetzt. Das Schwimmerventil
gibt beim Expandieren des Gases im Druckbehälter die Bohrung frei, damit eine Beaufschlagung
der Flüssigkolbenpumpe stattfindet, und verschließt die Bohrung beim Erreichen eines
Maximalfüllstandes der Flüssigkolbenpumpe, um ein Überströmen der Flüssigkeit in den
mit Gas gefüllten Bereich des Druckbehälters zu verhindern.
[0009] Vorzugsweise umfasst das Schwimmerventil einen in die Wandung eingeschraubten Korb
zur Aufnahme einer Kunststoffkugel, wobei der Korb den zylindrischen Teil der Bohrung
aufweist. Die Kunststoffkugel hat eine geringere Dichte als die Flüssigkeit der Flüssigkolbenpumpe
und ist derart bemessen, dass sie die Bohrung verschließt.
[0010] Um die Kunststoffkugel des Schwimmerventils vor einer thermischen Beschädigung bei
einer Gasbeaufschlagung mit dem warmen Fluid zu schützen, trägt in Ausgestaltung der
Korb einen über Distanzbuchsen befestigten Schirm, der in den mit Gas oder Gasgemisch
gefüllten Bereich des Druckbehälters ragt. Der Schirm kann beispielsweise aus einem
metallischen Werkstoff gefertigt sein und verhindert die direkte Beaufschlagung der
Kunststoffkugel mit dem Fluid. Des Weiteren trägt der Schirm zu einer Verteilung des
in den Druckbehälter eingespritzten Fluids bei, das demnach das Gas innerhalb des
Druckbehälters relativ schnell durchdringt.
[0011] Zweckmäßigerweise weist der Druckbehälter an seinem unteren Ende einen Anschlussstutzen
zur Verbindung mit einer Vorlaufleitung des Arbeitskreislaufes auf. Vorteilhafterweise
ist der Anschlussstutzen mit einem Rücklauf des Arbeitskreislaufes gekoppelt. In dieser
Kombination, in der sowohl die Vorlaufleitung als auch die Rücklaufleitung des Arbeitskreislaufes
mit dem Anschlussstutzen verbunden sind, ist der Flüssigkolben bzw. die Füllstandshöhe
innerhalb der Flüssigkolbenpumpe durch eine relativ einfache Schwimmerschaltung zu
erfassen bzw. durch das Schwimmerventil zu begrenzen. Alternativ dazu ist die Rücklaufleitung
des Arbeitskreislaufes, insbesondere unter Zwischenschaltung eines steuerbaren Ventils,
mit einer zu der Einspritzöffnung für das kalte Fluid oder zu einem Vorratsbehälter
für das Fluid führenden Leitung verbunden. Das Fluid in der Rücklaufleitung des Arbeitskreislaufes
befindet sich auf einem relativ niedrigen Temperaturniveau und kann als kaltes Fluid
in den Druckbehälter geleitet werden, um ein Kontrahieren des darin befindlichen Gases
zu bewirken.
[0012] Um die translatorische Bewegung der Flüssigkolbenpumpe in eine rotatorische Bewegung
umzuwandeln, führt die Vorlaufleitung zu einer Turbine, von der die Rücklaufleitung
abgeht.
[0013] Zum Laden des Speisewasserkreislaufs und zum Druckausgleich innerhalb der Anordnung
ist vorzugsweise die Vorlaufleitung über eine Leitung an den Vorratsbehälter angeschlossen.
Der Füllstand des Vorratsbehälters ist mit einem eingesetzten Schwimmerventil regulierbar.
[0014] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung geht von dem Vorratsbehälter eine
Leitung ab, die unter Zwischenschaltung von Ventilen zu einer Heiz- und einer Kühleinrichtung
für das Fluid verzweigt. Hierbei können die Ventile beispielsweise als relativ einfache
Rückschlagventile ausgebildet sein, um das Gas innerhalb des Druckbehälters druckgesteuert
abwechselnd mit warmem oder kaltem Fluid zu beaufschlagen, wobei selbstverständlich
auch die Anordnung eines gesteuerten Mehrwege-Ventils denkbar ist. Zweckmäßigerweise
sind die Heiz- und die Kühleinrichtung jeweils unter Zwischenschaltung eines gesteuerten
Ventils mit einer der Einspritzöffnungen gekoppelt.
[0015] Vorzugsweise ist das Fluid Wasser oder eine Pentan, Toluol oder Silikonöl enthaltende
organische Substanz. Solche organischen Substanzen finden im Kraftwerksbetrieb im
so genannten Organic Rankine Cycle (ORC) Verwendung und haben den Vorteil, dass sie
bei Umgebungsdruck bereits bei verhältnismäßig geringen Temperaturen verdampfen.
[0016] Zur weitergehenden Steigerung der Leistung der Anordnung ist nach einer vorteilhaften
Weiterbildung des Erfindungsgedankens zwischen jeweils zwei Druckbehältern eine Kurzschlussrohrleitung
mit mindestens einem steuerbaren Ventil zum Druckausgleich zwischen den Druckbehältern
nach dem Verrichten der Arbeit des Gases vorgesehen. Am Ende der Arbeitsphase herrscht
zwischen den beiden Druckbehältern eine Druckdifferenz, die durch das warme Gas des
einen Druckbehälters und das kalte Gas des anderen Druckbehälters bedingt ist. Mit
dem Druckausgleich findet eine Wärmeströmung statt, wodurch die noch vorhandene Wärmeenergie
in dem einen Druckbehälter zur Erwärmung des Gases des anderen Druckbehälters bis
zu einer Ausgleichtemperatur ausgenutzt wird. Gleichzeitig steigt die Gasmenge in
dem Druckbehälter mit dem expandierenden Gas, womit eine Steigerung der Druckdifferenz
zwischen den beiden Druckbehältern und damit eine Leistungserhöhung einhergeht.
[0017] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden
Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch
die Ansprüche definiert.
[0018] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme
auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung zum Umwandeln von thermischer
in motorische Energie,
- Fig. 2
- eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit II gemäß Fig. 1 im Teilschnitt,
- Fig. 3
- eine vergrößerte Schnittdarstellung der Einzelheit III gemäß Fig. 2,
- Fig. 4
- eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 3 und
- Fig. 5
- eine Prinzipdarstellung eines Druck-Zeit-Diagramms der Anordnung nach Fig. 1.
[0019] Die Anordnung umfasst vier Druckbehälter 1, 2, 3, 4, die jeweils eine obere Einspritzöffnung
5 für warmes Wasser sowie eine obere Einspritzöffnung 6 für kaltes Wasser und an ihren
unteren Enden einen Anschlussstutzen 7 zur Verbindung mit einem Arbeitskreislauf 8
aufweisen. Die Einspritzöffnung 5 für warmes Wasser steht über eine Leitung 9 mit
einer eingesetzten Heizeinrichtung 10 mit einem zugeordneten als Rückschlagventil
ausgebildeten Ventil 11 in Verbindung, das über eine Leitung 14 mit einem als Überströmbehälter
dienenden Vorratsbehälter 15 für den Ladekreislauf gekoppelt ist. Im Weiteren ist
die Leitung 14 über ein weiteres als Rückschlagventil ausgebildetes Ventil 37 über
eine mit einer Kühleinrichtung 13 gekoppelte Leitung 12 mit der Einspritzöffnung 6
für kaltes Wasser verbunden. Der Anschlussstutzen 7 jedes Druckbehälters 1, 2, 3,
4 mündet zum einen unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 16 in eine Vorlaufleitung
17 und zum anderen in eine ebenfalls ein Rückschlagventil 18 aufweisende Rücklaufleitung
19 des Arbeitskreislaufes 8, wobei die Vorlaufleitung 17 sowohl mit einer Turbine
20 als auch unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 24 mit dem Vorratsbehälter
15 gekoppelt ist. Die die Druckbehälter 1, 2, 3, 4 verbindende Rücklaufleitung 19
ist unter Zwischenschaltung eines steuerbaren als Zwei-Wege-Ventil ausgestalteten
Ventils 22 mit der Turbine 20 verbunden.
[0020] Innerhalb eines jeden Druckbehälters 1, 2, 3, 4 ist eine mit dem Arbeitskreislauf
8 gekoppelte Flüssigkolbenpumpe 25 ausgebildet. Hierzu weist jeder Druckbehälter 1,
2, 3, 4 eine mit einer Bohrung 26 versehene horizontale Wandung 27 auf, wobei oberhalb
der Wandung 27 das Gas und unterhalb der Wandung 27 die Flüssigkolbenpumpe 25 vorhanden
ist. Die Bohrung 26 erweitert sich innerhalb der Wandung 27 in Richtung des mit Gas
gefüllten Abschnittes des Druckbehälters 1, 2, 3, 4 konisch bis zur Innenwandung des
Druckbehälters 1, 2, 3, 4, um anfallendes Kondensat zu sammeln und zur Flüssigkolbenpumpe
25 zu leiten. In die in den Druckbehälter 1, 2, 3, 4 eingeschweißte Wandung 27 ist
ein Schwimmerventil 28 eingeschraubt, das in den Bereich der Flüssigkolbenpumpe 25
ragt, um deren Füllstand zu begrenzen. Die obere Stirnseite 30 des Schwimmerventils
28 ist korrespondierend zu dem konischen Verlauf der Bohrung 26 ausgebildet und schließt
bündig damit ab. Des Weiteren befindet sich der zylindrische Teil 29 der Bohrung 26
zentrisch in dem Schwimmerventil 28. In der oberen Stirnseite 30 des Schwimmerventils
28 befinden sich zwei zueinander beabstandete Sacklöcher 31 für ein Einschraubwerkzeug.
In einem Korb 32 des Schwimmerventils 28, der mit einem Deckel 33 verschlossen ist,
ist eine Kunststoffkugel 34 angeordnet, die zum Verschließen der Bohrung 26 beim Erreichen
eines maximalen Füllstandes der Flüssigkolbenpumpe 25 dient. Um die Kunststoffkugel
34 vor einer thermischen Belastung beim Einspritzen des warmen Fluids in den Druckbehälter
1, 2, 3, 4 zu schützen, ist auf der oberen Stirnseite 30 des Schwimmerventils 28 ein
im Wesentlichen rechteckförmiger Schirm 35 über Distanzbuchsen 36 angeschraubt.
[0021] Zu Beginn des Betriebs der Anordnung findet zunächst ventilgesteuert ein Druckausgleich
zwischen den Druckbehältern 1 und 2 statt, wie es durch Pfeil A in Fig. 5 symbolisiert
ist. Der Pfeil B weist auf den Zeitpunkt hin, bei dem warmes Wasser in den Druckbehälter
3 eingespritzt wird, das ein Expandieren des in diesem Druckbehälter 3 vorhandenen
Gases bewirkt. Durch das expandierende Gas wird der verschiebbare Kolben der Flüssigkolbenpumpe
25 verlagert, der somit translatorische Arbeit verrichtet, die über die Vorlaufleitung
17 des Arbeitskreislaufes 8 der Turbine 20 zur Umwandlung in rotatorische Arbeit zugeführt
wird. Nach dem Druckanstieg und dem nach der Kolbendisplazierung der Flüssigkolbenpumpe
25 des Druckbehälters 3 entsprechenden Druckabfall in diesem Druckbehälter 3 fällt
Wasser aus, das über die Bohrung 26 in die Flüssigkolbenpumpe 25 geleitet wird. Gleichzeitig
wird, wie durch Pfeil C angegeben, in der Kühleinrichtung 13 aufbereitetes Kaltwasser
über die entsprechende Einspritzöffnung 6 in den Druckbehälter 4 gespritzt. Beim Einsprühen
des Kaltwassers in diesen Druckbehälter 4 kontraktiert das Gas und verrichtet ebenfalls
über den verschiebbaren Kolben der entsprechenden Flüssigkolbenpumpe 25 Arbeit. Während
dieser Phase befinden sich die Druckbehälter 1, 2 auf einem Druckniveau, das ihrem
Ausgleichsdruck entspricht. Nach der Übertragung der nutzbaren Expansions- bzw. Kontraktionsarbeit
des Gases erfolgt ein Druckausgleich zwischen den Druckbehältern 3, 4, wobei gleichzeitig
in den Druckbehälter 1 kaltes Wasser und in den Druckbehälter 2 warmes Wasser eingeleitet
wird, so dass deren zugeordneten Flüssigkolbenpumpen 25 Kontraktions- bzw. Expansionsarbeit
verrichten. Der Zeitpunkt des Einspritzens von kaltem Wasser in den Druckbehälter
1 ist durch den Pfeil D und der des Einspritzens von warmem Wasser in den Druckbehälter
2 durch den Pfeil E dargestellt.
[0022] Das steuerbare Ventil 22 in der Rücklaufleitung 19 ist derart geschaltet, dass es
verhindert, dass Wasser in die Druckbehälter 1, 2, 3, 4 gelangt, solange zwischen
jeweisl zwei Druckbehältern 1, 2, 3, 4 ein Druckausgleich herrscht.
1. Anordnung zum Umwandeln von thermischer in motorische Energie mit mindestens einem
Druckbehälter (1, 2, 3, 4), der mindestens eine obere Einspritzöffnung (5, 6) für
ein warmes und/oder kaltes Fluid aufweist, und mit einer mit einem Arbeitskreislauf
(8) gekoppelten Flüssigkolbenpumpe (25) innerhalb des Druckbehälters (1, 2, 3, 4),
dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (1, 2, 3, 4) eine mit einer Bohrung (26) versehene horizontale
Wandung (27) aufweist, wobei sich oberhalb der Wandung (27) ein Gas oder Gasgemisch
und unterhalb der Wandung (27) die Flüssigkolbenpumpe (25) befindet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bohrung (26) in Richtung des mit Gas gefüllten Abschnittes des Druckbehälters
(1, 2, 3, 4) konisch erweitert.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Wandung (27) ein Schwimmerventil (28) mit der Bohrung (26) zur Füllstandsbegrenzung
der Flüssigkolbenpumpe (25) eingesetzt ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwimmerventil (28) einen in die Wandung (27) eingeschraubten Korb (32) zur
Aufnahme einer Kunststoffkugel (34) umfasst, wobei der Korb (32) den zylindrischen
Teil (29) der Bohrung (26) aufweist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Korb (32) einen über Distanzbuchsen (36) befestigten Schirm (35) trägt, der in
den mit Gas oder Gasgemisch gefüllten Bereich des Druckbehälters (1, 2, 3, 4) ragt.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (1, 2, 3, 4) an seinem unteren Ende einen Anschlussstutzen (7)
zur Verbindung mit einer Vorlaufleitung (17) des Arbeitskreislaufes (8) aufweist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (7) mit einer Rücklaufleitung (19) des Arbeitskreislaufes (8)
gekoppelt ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (19) des Arbeitskreislaufes (8), insbesondere unter Zwischenschaltung
eines steuerbaren Ventils, mit einer zu der Einspritzöffnung (6) für das kalte Fluid
oder zu einem Vorratsbehälter (15) für das Fluid führenden Leitung verbunden ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufleitung (17) zu einer Turbine (20) führt, von der die Rücklaufleitung
(19) abgeht.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufleitung (17) über eine Leitung an den Vorratsbehälter (15) angeschlossen
ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Vorratsbehälter (15) eine Leitung (14) abgeht, die unter Zwischenschaltung
von Ventilen (11, 37) zu einer Heiz- (10) und einer Kühleinrichtung (13) für das Fluid
verzweigt.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiz- (10) und die Kühleinrichtung (13) jeweils unter Zwischenschaltung eines
gesteuerten Ventils mit einer der Einspritzöffnungen (5, 6) gekoppelt sind.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid Wasser oder eine Pentan, Toluol oder Silikonöl enthaltende organische Substanz
ist.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeweils zwei Druckbehältern (1, 2, 3, 4) eine Kurzschlussrohrleitung mit
mindestens einem steuerbaren Ventil zum Druckausgleich zwischen den Druckbehältern
(1, 2, 3, 4) nach dem Verrichten der Arbeit des Gases vorgesehen ist.
1. Assembly for converting thermal energy to motor energy with at least one pressure
container (1, 2, 3, 4), which pressure container has at least one upper injection
opening (5, 6) for a hot and/or cold fluid, and with a liquid piston pump (25) inside
the pressure container (1, 2, 3, 4) which is coupled with a working circuit (8), characterised in that that the pressure container (1, 2, 3, 4) has a horizontal partition (27) provided with
a bore (26), with a gas or gas mixture being present above the partition (27) and
the liquid piston pump (25) being present underneath the partition (27).
2. Assembly according to claim 1, characterised in that the bore (26) widens conically in the direction of the gas-filled section of the
pressure container (1, 2, 3, 4).
3. Assembly according to claim 1 or 2, characterised in that a float valve (28) is inserted in the partition (27) with the bore (26) in order
to limit the upper level of the liquid piston pump (25).
4. Assembly according to claim 3, characterised in that the float valve (28) comprises a cage (32) which is screwed into the partition (27)
to support a plastic ball (34), with the cage (32) having the cylindrical part (29)
of the bore (26).
5. Assembly according to claim 4, characterised in that the cage (32) supports a shield (35), which is fastened by means of spacer sleeves
(36) and extends into the gas-filled or gas mixture-filled area of the pressure container
(1, 2, 3, 4).
6. Assembly according to claim 1, characterised in that the pressure container (1, 2, 3, 4) has a connecting piece (7) at its bottom end
for connection with a feed line (17) of the working circuit (8).
7. Assembly according to claim 6, characterised in that the connecting piece (7) is coupled with a return line (19) of the working circuit
(8).
8. Assembly according to claim 7, characterised in that the return line (19) of the working circuit (8), in particular with the interposition
of a controllable valve, is connected with a line that leads to the injection opening
(6) for the cold fluid or to a reservoir (15) for the fluid.
9. Assembly according to one of claims 6 to 8, characterised in that the feed line (17) leads to a turbine (20) from which the return line (19) branches
off.
10. Assembly according to one of claims 6 to 9, characterised in that the feed line (17) is connected to the reservoir (15) via a line.
11. Assembly according to one of claims 1 to 10, characterised in that a line (14) branches off from the reservoir (15) and branches to a heating device
(10) and a cooling device (13) for the fluid with the interposition of valves (11,
37).
12. Assembly according to claim 11, characterised in that the heating device (10) and cooling device (13) are each coupled with one of the
injection openings (5, 6) with the interposition of a controlled valve (5, 6).
13. Assembly according to one of claims 1 to 12, characterised in that the fluid is water or an organic substance containing pentane, toluene or silicone
oil.
14. Assembly according to one of claims 1 to 13, characterised in that a short-circuit line with at least one controllable valve for equalising the pressure
between the pressure containers (1, 2, 3, 4) after the gas has performed its work
is provided between each of two pressure containers (1, 2, 3, 4).
1. Ensemble servant à transformer de l'énergie thermique en énergie motrice qui comprend
au moins un contenant sous pression (1, 2, 3, 4), présentant au moins une ouverture
d'injection supérieure (5, 6) pour un fluide chaud et/ou froid, et une pompe à piston
liquide (25), couplée à un circuit de travail (8), située à l'intérieur du contenant
sous pression (1, 2, 3, 4), caractérisé en ce que le contenant sous pression (1, 2, 3, 4) comporte une paroi horizontale (27) présentant
un orifice (26). Selon l'invention, un gaz ou un mélange gazeux se trouve au-dessus
de la paroi (27) et la pompe à piston liquide (25) est située sous cette dernière
(27).
2. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'orifice (26) s'évase de manière conique en direction de la section remplie de gaz
du contenant sous pression (1, 2, 3, 4).
3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'une soupape à flotteur (27) avec l'orifice (26) destiné à limiter le niveau de remplissage
de la pompe à piston liquide (25) est montée dans la paroi.
4. Ensemble selon la revendication 3 caractérisé en ce que la soupape à flotteur (28) comporte un panier (32) destiné à recevoir une bille en
matière plastique (34) et vissé dans la paroi (27). Selon l'invention, ledit panier
(32) présente la partie cylindrique (29) de l'orifice (26).
5. Ensemble selon la revendication 4 caractérisé en ce que le panier (32) comporte un élément de couverture (35) fixé sur des douilles d'écartement
(36) et faisant saillie dans la zone du contenant sous pression (1, 2, 3, 4) rempli
de gaz ou de mélange gazeux.
6. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le contenant sous pression (1, 2, 3, 4) présente en son extrémité inférieure un manchon
de raccordement (7) destiné à le relier à une conduite amont (17) du circuit de travail
(8).
7. Ensemble selon la revendication 6 caractérisé en ce que le manchon de raccordement (7) est couplé à une conduite de retour (19) du circuit
de travail (8).
8. Ensemble selon la revendication 7 caractérisé en ce que la conduite de retour (19) du circuit de travail (8), notamment par l'intermédiaire
d'une soupape commandable, est reliée à une conduite menant à l'ouverture d'injection
(6) pour le fluide froid ou à un réservoir (15) pour le fluide.
9. Ensemble selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que la conduite amont (17) mène à une turbine (20) d'où part la conduite de retour (19).
10. Ensemble selon l'une des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que la conduite amont (17) est reliée au réservoir (15) via une conduite.
11. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que partant du réservoir (15), une conduite (14) se ramifie par l'intermédiaire de soupapes
(11, 37) vers un dispositif de chauffage (10) et un dispositif de refroidissement
(13) pour le fluide.
12. Ensemble selon la revendication 11 caractérisé en ce que le dispositif de chauffage (10) et le dispositif de refroidissement (13) sont respectivement
couplés à l'une des ouvertures d'injection (5, 6) par l'intermédiaire d'une soupape
commandée.
13. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que le fluide est de l'eau ou une substance organique contenant du pentane, du toluène
ou de l'huile de silicone.
14. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé en ce qu'une conduite de court-circuitage, comportant au moins une soupape commandable destinée
à la compensation de pression entre les contenants sous pression (1, 2, 3, 4) après
achèvement du travail du gaz, est disposée entre les contenants sous pression (1,
2, 3, 4).
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information
des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes.
Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei
Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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