DE2166368A1

DE2166368A1 - THERMAL POWER PLANT FOR MOTOR VEHICLES. Eliminated from 2125390

Info

Publication number: DE2166368A1
Application number: DE19712166368
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Laing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-05-21
Filing date: 1971-05-21
Publication date: 1973-12-13

Description

Thermisches Triebwerk für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein thermische-s Triebwerk für Kraftfahrzeuge mit einem als Wärmesenke dienenden ersten Wärmetauscher, einer Expansionskraftmaschine und einem als Wärmequelle ausgebildeten zweiten Wärmetauscher, einer Heizvoxrichtung und einer Leistungs-Ubertragungseinrichtung. Thermal engine for motor vehicles The invention relates to a thermal engine for motor vehicles with a first serving as a heat sink Heat exchanger, an expansion engine and one designed as a heat source second heat exchanger, a Heizvoxrichtung and a power transmission device.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, für Wärmespeicher von Heißgasmotoren an U-Booten anstelle solcher Speicher die nur die für einen Zyklus ausreichende Wärme speichern, größere Wärmespeicher einzusetzen, die über längere Zeit die Energiequelle des Motors bilden. Diese Vorschläge haben jedoch keine praKtische Bedeutung erlangt, da die Behälter dieser Speicher einerseits Temperaturen von etwa 10000C ausgesetzt werden, also eine extreme Isolation erfordern, andererseits dem ausserordentlich hohen Kompressionsdruck moderner Heißgasmotoren bei rund 50-malgigem Lastwechsel pro Sekunde standhalten müssen.It has already been proposed for heat accumulators in hot gas engines on submarines instead of such memories, which are only sufficient for one cycle Store heat, use larger heat stores, which are the energy source for a longer period of time of the engine. However, these suggestions have not acquired any practical significance. because the containers of this memory are exposed to temperatures of around 10000C on the one hand require extreme isolation, on the other hand extraordinary high compression pressure of modern hot gas engines around 50 times Must withstand load changes per second.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmekraftanlage mit Wärmespeichern, welche diesen Bedingungen genügen.The invention relates to a thermal power plant with heat accumulators, which meet these conditions.

Es sind Kraftmaschinen beschrieben worden, bei denen die Wärmequelle als Energiespeicher ausgebildet ist. Die über tragung der Wärme erfolgt dabei über Metalldampf in sogenannten heat pipes".There have been described prime movers in which the heat source is designed as an energy store. The heat is transferred via Metal vapor in so-called heat pipes ".

Es ist ferner vorgeschlagen worden, Antriebsmotore, insbesondere für Automobile, mit rotierenden Wärmetauschern auszurüsten und als Ganzes umlaufen zu lassen. In eine solche Vorrichtung könnte die Wärme durch "heat pipes eingeleitet werden. Ein weiterer Vorschlag geht davon aus, solche umlaufenden Wärmekraftmaschinen mit den Brenngasen einer Brennkammer anzutreiben.It has also been proposed to drive motors, in particular for Automobiles to be equipped with rotating heat exchangers and to revolve as a whole permit. The heat could be introduced into such a device through heat pipes will. Another proposal is based on such rotating heat engines to be driven with the combustion gases of a combustion chamber.

Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg; wie die vorteilhaften umlaufenden Wärmekraftmaschinen in thermische Kommunikation gebracht werden können und wie darüber hinaus sogar alternativ ein Wärmespeicher und eine Brennkammer zum Antrieb hinzugezogen werden können. Die Lösung besteht darin, daß zur Übertragung der Wärme aus dem stationären Speichersystem auf die umlaufende Maschine ein Gas als Wärmeträger eingesetzt wird, welches in Zirkulation versetzt wird.The present invention shows one way; like the beneficial encircling Heat engines can be brought into thermal communication and how about it In addition, a heat accumulator and a combustion chamber are also used as an alternative to the drive can be. The solution is that to transfer the heat from the stationary Storage system on the rotating machine a gas is used as a heat transfer medium, which is put into circulation.

Die Erfindung besteht darin, daß die Heizvorrichtung einen Wärmespeicher aufweist, dessen Wärme durch Gasumwälzung auf die Wärmesenke übertragen wird.The invention consists in that the heating device has a heat accumulator has, the heat of which is transferred to the heat sink by gas circulation.

Eine Ausführungsform eines Wärmespeichers nach der Erfindung besteht aus einem Behälter, der mit einer schmelzbaren Substanz, vorzugsweise salzähnlicher Stoffe mat weitgehender ionisc'ner Bindung und hoher Fusionsenthalpie yeFülL ist Die Aufladung kann durch den Brenner des Triebwerkes (auch parallel zum setrieb desselben) aber auch elektrisch erfolgen. Die Sapasität wird für Strassenfahrzeuge vorteilhaft so bemessen, daß innernalb der Ballungsgebiete des Verkehrs der Betrieb des Fahrzeuges mit der thermischen Energie des Wärmespeichers erfolgt, während außerhalb der Innenstädte der Betrieb mittels Brenner erfolgt.There is an embodiment of a heat storage device according to the invention from a container filled with a fusible substance, preferably salt-like Substances with extensive ionic bonding and high enthalpy of fusion are full The charge can through the burner of the engine (also parallel to operate the same) but can also be done electrically. The sapasity is for road vehicles advantageously dimensioned so that the operation within the metropolitan areas of the traffic of the vehicle with the thermal energy of the heat storage takes place while outside the inner cities the operation takes place by means of a burner.

Das bei hoher Drehzahl anfallende nutzbare Drehmoment und/oder die Drehzahl der Wärmekraftanlage können kurzzeitig sehr stark erhöht werden, wenn eine zusätzliche Wärmequelle und/oder Wärmesenke im Wärmeträgerkreislauf vorgesehen werden. Als zusätzliche Wärmequelle sind innerhalb des Verdampfer-Wärmetauschers Gefäße vorgesehen, die mit schmelzbarer Speichermasse gefüllt sind.The usable torque occurring at high speed and / or the The speed of the thermal power plant can be increased very quickly for a short time if a additional heat source and / or heat sink can be provided in the heat transfer circuit. Vessels are used as an additional heat source inside the evaporator heat exchanger provided, which are filled with fusible storage mass.

Die Schmelztemperatur dieser Speichermasse ist so gewählt, daß sie oberhalb der Betriebstemperatur des Wärmeträgers und unterhalb der Schmelztemperatur der Speichermasse des primären Wärmespei chors liegt. Durch ein Einspritzsystem wird Kondensat des Wärmeträgers zur erzeugung einer zusätzlichen Dampfmenge vorübergehend auf diese Speichergefäße gespritzt, so daß zusätzliche Dampfmengen erzeugt werden. Da auch der Kondensator während einer Periode erhöhten Wärmeanfalles eine höhere Wärmeleistung aufnehmen muß, sieht die Erfindung gegebenenfalls auch im Kondensator Gefäße mit schmelzbarer Masse vor, deren Schmelzpunkt oberhalb der betriebsmäßigen Kondensatortemperatur, jedoch unterhalb der maximalen Kondensator-Temperatur bei Überlast-Betrieb liegt. Da die Überlastperiode, die zum Zwecke des Überholens dient, nur wenige Sekunden andauert, ist erfindungsgemäß auch die Verdunstung von Wasser, das der Kühlluft in fein zerstäubter Form beigemischt wird, zur kurzzeitigen zusätzlichen Abkühlung des Kondensators geeignet.The melting temperature of this storage mass is chosen so that it above the operating temperature of the heat transfer medium and below the melting temperature the storage mass of the primary heat storage is. Through an injection system condensate of the heat transfer medium is used to generate an additional amount of steam temporarily sprayed onto these storage vessels so that additional amounts of steam are generated. Since the condenser also has a higher heat build-up during a period Must take up heat output, the invention sees possibly also in the condenser Vessels with a fusible mass, whose melting point is above the operational one Condenser temperature, but below the maximum condenser temperature at Overload operation. Since the overload period, which is used for the purpose of overtaking, lasts only a few seconds, according to the invention, the evaporation of water, which is added to the cooling air in finely atomized form, for short-term additional Suitable for cooling the condenser.

Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert.The invention is explained with reference to the figures.

Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Triebwerk im Schnitt parallel zur Achse, in einer Anordnung in der es seine Wärmeenergie heißen Verbrennungsgasen entnimmt.FIG. 1 shows an engine according to the invention in a parallel section to the axis, in an arrangement in which it is called its thermal energy Combustion gases removes.

Figur 2 zeigt ein Triebwerk gemäß Figur 1, in einer Anordnung in der es die Wärmeenergie einem Latentspeicher entnimmt.Figure 2 shows an engine according to Figure 1, in an arrangement in the it takes the heat energy from a latent storage system.

Die Figuren 3 und 4 zeigen Einzelheiten der umlaufenden Wärmetauscher.Figures 3 and 4 show details of the circulating heat exchanger.

Figure 5 zeigt den Einbau eines erfindungsgemäßen Trieberkes in einen Personenkraftwagen mit Frontantrieb.Figure 5 shows the installation of a Trieberkes according to the invention in a Front-wheel drive passenger cars.

Figur 6 zeigt eine vorzugsweise für Innenstadtfahrzeuge dienende Modifikation des erfindungsgemäßen Triebwerkes.FIG. 6 shows a modification which is preferably used for inner-city vehicles of the engine according to the invention.

Figur 7 zeigt schematisiert einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Triebwerk mit Turbinen- und elektrischer Energieübertragung.Figure 7 shows schematically a cross section through an inventive Engine with turbine and electrical energy transmission.

Figur 8 zeigt schematisiert den Querschnitt einer Kreiskolben-Entspannungskraftmaschine Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Triebwerk in einem Schnitt parallel zur Achse. Der Wärmeträger wird in Rohren 121 des Verdampfer-Wärmetauschers 1 verdampft, gelangt in die Verdrängermaschine 2 und nach der Entspannung in Rohre 31 des ringförmigen Kondensator-Wärmetauschers 3. Die Elemente 1, 2 und 3 werden durch ein umlaufendes Gehäuse 4 getragen, welches mit einer hohlen Welle 41 eine Einheit bildet, die im stationären Gehäuse 6 über die Lager 61 und 62 gelagert ist. Die Baugruppe, bestehend aus Verdampfer-Wärmetauscher 1, Verdrängermaschine 2, Kondensator-Wärmetauscher 3,umlaufendem Gehäuse 4, hohle Welle 41, ist als rotierende Einheit ausgebildet und im stationären Gehäuse 6 gelagert. Das Drehmoment der Verdrängermaschine 2 wird durch eine Magnetkupplung 8 und die Welle 81 auf das Getriebe 7 übertragen. Die Wärmequelle 9 versorgt den Verdampfer-Wärmetauscher 1 mit Wärme und besteht aus einem ölbrennerkopf 91, einer Luftregeleinrichtung 92, einem Latentspeicherkörper 93, einem Ringventil 94 und einer Isolation 95 und 96.FIG. 8 schematically shows the cross section of a rotary piston expansion engine FIG. 1 shows an engine according to the invention in a section parallel to the axis. The heat carrier is evaporated in tubes 121 of the evaporator heat exchanger 1, arrives in the displacement machine 2 and after the expansion in tubes 31 of the annular Condenser heat exchanger 3. Elements 1, 2 and 3 are connected by a rotating Housing 4 supported, which forms a unit with a hollow shaft 41, which in stationary housing 6 is supported by bearings 61 and 62. The assembly consisting of from evaporator heat exchanger 1, displacement machine 2, condenser heat exchanger 3, rotating housing 4, hollow shaft 41, is designed as a rotating unit and stored in the stationary housing 6. The torque of the displacement machine 2 is transmitted to the transmission 7 by a magnetic coupling 8 and the shaft 81. the Heat source 9 supplies the evaporator heat exchanger 1 with heat and consists of an oil burner head 91, an air control device 92, a latent storage body 93, a ring valve 94 and an insulation 95 and 96.

Die Magnetkupplung 8 besteht aus einem ersten magnetischen Polring 82 niit zum Luftspalt konvexer Oberfläche, der auf der Welle 21 der Verdrängermaschine 2 angeordnet ist, einer magnetisch durchlässigen kreisrinnenförmigen Trennwand 83 und einem konvexen permanentmagnetischen Polring 84, der auf der Welle 81 befestigt ist. Zum Verbrennungsraum 11 ist das umlaufende Gehäuse 4 mit einer Isolierschicht 42 und einem Stralzlungsrefleldor 43 ausgebildet. Das Innere des umlaufendcn Gehäuses 4, dessen Wandbereich 44 durch die magnetisch durchlässige Trennwand 83 mit dem übrigen Gehäuse verbunden ist, kommuniziert mit den axial verlaufenden, einseitig geschlossenen Rohren 121 und 31 und ist nach aussen hin hermetisch abgedichtet. Die Wärmetauscher 1 und 3 weisen annähernd radial verlaufende Rippen 13 und 32 auf, zwischen denen die Gase durch Reibung nach aussen geschleudert werden, so dass die Wärmetauscher 1 und 3 gleichzeitig als Ventilatoren dienen. Die Wärmeenergie wird wahlweise vom Ölbrenner 911192 oder vom Sekundärspeicherkörper 93 zur Verfügung gestellt.The magnetic coupling 8 consists of a first magnetic pole ring 82 with the convex surface air gap on the shaft 21 of the displacement machine 2 is arranged, a magnetically permeable circular channel-shaped partition 83 and a convex permanent magnet pole ring 84 attached to shaft 81 is. The encircling housing 4 is provided with an insulating layer in relation to the combustion chamber 11 42 and a Stralzlungsrefleldor 43 formed. The inside of the circumferential housing 4, the wall area 44 of which by the magnetically permeable partition 83 with the The rest of the housing is connected, communicates with the axially extending one-sided closed tubes 121 and 31 and is hermetically sealed to the outside. The heat exchangers 1 and 3 have approximately radially extending ribs 13 and 32, between which the gases are thrown outwards by friction, so that the Heat exchangers 1 and 3 serve as fans at the same time. The heat energy will available either from the oil burner 911 192 or from the secondary storage body 93 posed.

Der Stator 63 eines Anlasseiektromotors versetzt den Rotor 411 und damit das umlaufende Gehäuse 4 in Rotation. Die Wärmetauscher 1 und 3 fördern Luft, die das Triebwerk durch den ovalen Ringspalt 64 verlässt.The stator 63 of a starting electric motor displaces the rotor 411 and so that the surrounding housing 4 in rotation. The heat exchangers 1 and 3 convey air, which leaves the engine through the oval annular gap 64.

Die vom Verdampfer-Wärmetausc:ler 1 angesaugte Luft mischt sich im Ölbrennerkopf 91 mit dem Kraftstoffnebel der Düse 911 Das Gemisch wird einmalig durch eine nicht gezeigtc Zündkerze gezündet, die Luft menge durch die Luftregeleinrichtung 92 vorgegeben, die heissen Verbrennungsgase durchsetzen den Verdampfer-Wärmetauscher 1 und strömen danach durch das Ringventil 94 entsprechend dem Pfeil 111.The air sucked in by the evaporator heat exchanger 1 mixes in the Oil burner head 91 with the fuel spray from nozzle 911 The mixture is unique Ignited by a spark plug, not shown, the amount of air through the air control device 92 specified, the hot combustion gases pass through the evaporator heat exchanger 1 and then flow through the ring valve 94 according to the arrow 111.

In den Rohren 12Sbefindet sich Wärmeträger in flüssiger Form, der verdampft und in beschriebener Weise der Verdrängermaschine 2 zugeleitet wird. In den Rohren 31 erfolgt die Kondensation des bei der X;tansion abgekühlten Wärmeträgergases, wodurch die gemäss Pfeil 35 angesaugte Luft erwärmt wird- und gemäß Pfeil 351 den Wärmetauscher verlässt. Der Kondensator-Wärmetauscher 3 ist aus zum umlaufenden Gehäuse hin breiter werdenelen Rippen 32 aufgebaut. Die Vergrösserung erfolgt in der Weise, dass die Geschwindigkeitsverteilung im Ansaugluftstrom gemäss den Pfeilen 35 annähernd konstant ist. Der Abstand der Rippen 32 voneinander ist umso grösser, je grösser die radiale Erstreckung der Rippen ist.In the tubes 12S there is heat transfer medium in liquid form, the evaporated and fed to the displacement machine 2 in the manner described. In the tubes 31 are used for condensation of the heat carrier gas cooled during the X; tansion, whereby the arrow 35 sucked air is heated- and according to Arrow 351 leaves the heat exchanger. The condenser heat exchanger 3 is from for Ribs 32 are built wider around the circumferential housing. The enlargement takes place in such a way that the speed distribution in the intake air flow according to the arrows 35 is approximately constant. The distance between the ribs 32 is the greater the greater the radial extent of the ribs.

Im Ringraum 45 sammelt sich das Kondensat des Wärmeträgers und.In the annular space 45, the condensate of the heat transfer medium and collects.

wird durch eine nicht gezeigte Pumpe wieder in die Rohre 12 hineingeleitet. Das Drehmoment der Verdrängermaschine 2 wird über die Polringe 82und 84 aus permanent- oder Elektromagneten auf'das Getriebe ? übertragen, Das Drehmoment der Verdrängermaschine 2 bewirkt gleichzeitig den Antrieb des umlaufenden Gehäuses 4 in entgegengesetzter Richtung, so dass bei Erreichung einer vorgegebenen Mkidestdrehzahl der elektrische Anlas serstator 63 ausgeschaltet werden kann. Mit zunehmendem Drehmoment erhöht sich der Leistungsbedarf des Dampfkreislaufes. Da das umlaufende Gehäuse 4 durch das Reaktionsdrehmoment der Verdrängermaschine 2 angetrieben wird, erfolgt in erster Näherung eine automatisclle Anpassung von Brennluftmenge und Kondensatorluftmenge an die Erfordernisse des Dampfkreislaufes in Abhängigkeit vom über die Welle 81 abgegebenen Drehmoment. Bei Leerlaufbetrieb wird die Welle 81 blockiert. Die gesamte von der Verdrängermaschine 2 abgegebene Leistung wird dann zum Antrieb der Wärmetauscher 1 und 3 verbraucht. Die Leistung der Maschine wird so bemessen, wie sie zur Erreichung der vorgegebenen Fahrzeughöchstgeschwindigkeit erforberlich ist. Innerhalb des Wärmetauschers 1 sind eine Vielzahl von Sekundärspeichergefässen 15 angeordnet, die mit einer Latentspeichermasse gefüllt sind, deren Schelztemperatur oberhalb der Maximal temperatur des Wärmeträgers und unterhalb der Schmelzt em'pe.ratui'- der Speichermasse der Latentspeicherkörper 93 liegt. Diese Skundärspeichergefässe 15 haben eine grosse, nach innen weisende, wärmeabgebende Oberfläche. Wird vorübergehend eine sehr hohe Leistung vom Triebwerk gefordert, so wird durch ein nicht gezeigtes Verteilungs system Wärmeträge rkondensat in die Sekundärspeichergefässe 15 eingespeist, wodurch vorübergehend ein Mehrfaches an Dampfmenge bei höherem Druck für die Verdrängermaschine 2 bereitgestellt wird.is fed back into the tubes 12 by a pump (not shown). The torque of the displacement machine 2 is generated via the pole rings 82 and 84 from permanent or electromagnets on the gearbox? transmitted, The torque of the displacement machine 2 simultaneously causes the rotating housing 4 to be driven in the opposite direction Direction, so that when a given Mkidest speed is reached, the electrical Starter stator 63 can be turned off. Increased with increasing torque the power requirement of the steam circuit. Since the surrounding housing 4 by the reaction torque of the displacement machine 2 is driven, takes place in the first Approximation of an automatic adjustment of the amount of combustion air and the amount of condenser air on the requirements of the steam circuit as a function of the shaft 81 delivered torque. When idling, the shaft 81 is blocked. The whole The power output by the displacement machine 2 is then used to drive the heat exchangers 1 and 3 consumed. The performance of the machine is measured in such a way as to achieve it the specified maximum vehicle speed is required. Inside the heat exchanger 1, a plurality of secondary storage vessels 15 are arranged, which are provided with a latent storage mass are filled, the melting temperature of which is above the maximum temperature of the heat transfer medium and below the melt em'pe.ratui'- der Storage mass of the latent storage body 93 lies. These secondary storage vessels 15 have a large, inward-facing, heat-emitting surface. The engine temporarily produces very high levels of power required, heat transfer condensate is generated by a distribution system (not shown) fed into the secondary storage vessels 15, temporarily multiplying of steam is provided at a higher pressure for the displacement machine 2.

Die Anordnung der Selçundärspeicherge fwässe 15 erfolgt zwischen den Rohren 12 und 121 an eine Stelle, an der eine ausreichende'-Aufheizung gewährleistet ist, ohne dass jedoch für die Speichermasse und Behälterwerkstoffe zu hohe Temperaturen erzielt werden.The arrangement of the Selçundärspeicherge fwäss 15 takes place between the Pipes 12 and 121 at a point where sufficient heating is guaranteed is without, however, excessively high temperatures for the storage mass and container materials be achieved.

Auch im Kondensator-Wärmetauscher 3 können durch gestrichelte Linien angedeutete Behälter 36 in Form dünner Rohre vorgesehen sein, die mit schmelzbarer Speichermasse, vorzugsweise einem Metallsals-Hydrat (z. 3. Trinatriumphosphatdode kahydrat oder Bariurnhydroxidoktahydrat) gefüllt sind. Die während eines Überholvorganges anfallende zesätzliche Kondensationswärme wird teilweise durch höhere Luftaufheizung abgeführt, teilweise durch Aufschrnelzung der Speicher masse in den Rohren 36 und Aufheizung des vorzugsweise aus Alunlinium bestehenden Kondensator-Wärmetallschers 3 vorübergehend ge -speichert. Die Energie der Sekundärspeicher 15 wird vorzugsweise so bemessen, dass während der zu einem Überholvorgang notwendigen Zeitdauer ein Mehrfaches der Dauerleistung zur Fahrzeugbeschleunigung bereitsteht. Die Sekundärspeicher 15 und 36 dienen auch als Energiequelle und -senke bei plötzlicher Wiederbeschleunigung, z. B. nach einer Talfahrt, bei der die Drehzahl des umlaufenden Systems Is 2, 3 und 4 entsprechend dem geringen geforderten Drehmoment während der Talfahrt stark abgefallen ist, Das dem Cetriebe 7 zugeführte Drehmoment wird über Planetengetriebe dem Tellerrad 71 zugeleitet, welches mit dem Zahnrad 72 fest verbunden ist, dieses treibt das Zahnrad 73 an, welches mit den Rädern des Fahrzeuges über die Welle 74 verbunden ist.Dashed lines can also be used in the condenser heat exchanger 3 indicated container 36 may be provided in the form of thin tubes with fusible Storage mass, preferably a metal salshydrate (e.g. 3. trisodium phosphate dode kahydrate or barium hydroxide octahydrate) are filled. During an overtaking maneuver Accumulating additional heat of condensation is partly due to higher air heating discharged, in part by shrinking the storage mass in the pipes 36 and Heating of the condenser metal shear, which is preferably made of aluminum 3 temporarily saved. The energy of the secondary storage 15 is preferred dimensioned in such a way that a Multiple times the continuous output is available for vehicle acceleration. The secondary storage 15 and 36 also serve as an energy source and sink in the event of sudden re-acceleration, z. B. after a descent, in which the speed of the revolving system Is 2, 3 and 4 corresponding to the low torque required during the descent has dropped, the torque supplied to the gear unit 7 is via planetary gears fed to the ring gear 71, which is firmly connected to the gear 72, this drives the gear 73, which is connected to the wheels of the vehicle via the shaft 74 connected is.

Figur 2 zeigt das Triebwerk gemäss Figur 1, jedoch wird durch Verstellung von Ventilen 94, 91 die Wärmeenergie nicht durch den Brenner 91, 92, sondern durch den Latentspeicherkörper 93 bereitgestellt. Das Ringventil 94 ist geschlossen, dafür sind die Ventildurchbrüche 931 geöffnet. Der Ölbrennerkopf 91 ist axial verschoben. Die Latentspeichelkörper 93 bestehen aus Ringen oder Spiralen aus dünnem, wärmebeständigem Metall und sind mit ionogenen, salzähnlichen Verbindungen, die oberhalb der zur Aufheizung des Verdampfer-Wärmetauschers 1 vorgesehenen Gastemperatur schmelzen, gefüllt, In Rillen 932 sind elektrische, isolierte Widerstandsleiter befestigt, durch die die Speiclwermasse mittels elektrischer Energie geschmolzen werden kann.Figure 2 shows the engine according to Figure 1, but is by adjustment from valves 94, 91 the thermal energy not through the burner 91, 92, but through the latent storage body 93 is provided. The ring valve 94 is closed, for that the valve openings 931 are open. The oil burner head 91 is axially displaced. The latent saliva bodies 93 consist of rings or spirals made of thin, heat-resistant Metal and are ionogenic, salt-like compounds that are above the for Melt heating of the evaporator heat exchanger 1 provided gas temperature, filled, In grooves 932 electrical, insulated resistance conductors are attached, through which the storage water mass can be melted by means of electrical energy.

Hierzu wird ein nicht gezeigtes Verbindungskabel mit der Energieversorgung verbunden. Die Inbetriebnahme erfolgt auch bei Speicherbetrieb in der beschriebenen Weise, jedoch wird kein Kraftstoff eingespritzt und die Luftregeleinrichtung 92 geschlossen. Die im Verbrennungsraum 11 und im Isoliergehäuse 95, 96 befindliche Luft wird durch den Wärmetauscher 1 umgewälzt und entsprechend den Pfeilen 933 beim Durchströmen der zum benachbarten Latentspeicherkörper 93 gebildeten Kanäle 934 erwärmt, entsprechend den Pfeilen 935 in den Verbrennungsraum 1i und dann wieder in den Wärmetauscher 1 geleitet.For this purpose, a connection cable (not shown) is connected to the power supply tied together. Commissioning also takes place in the storage mode as described In this way, however, no fuel is injected and the air control device 92 closed. Those located in the combustion chamber 11 and in the insulating housing 95, 96 Air is circulated through the heat exchanger 1 and according to the arrows 933 at Flow through the channels 934 formed to the adjacent latent storage body 93 heated, according to the arrows 935 in the combustion chamber 1i and then again passed into the heat exchanger 1.

Im Wärmetauscher 1 wird die umgewälzte Luft, die annähernd auf die Schmelztemperatur der Speichermasse erwärmt wurde, abgelçihlt, die zur zur Verdampfung des Wärmeträgers den Rohren 12 zugeführt.In the heat exchanger 1, the circulated air, which is approximately on the Melting temperature of the storage mass was heated, released, which leads to evaporation of the heat carrier supplied to the tubes 12.

Durch den Latentspeicherkörper 93 ist ein Betrieb des Fahrzeuges ohne jegliche Abgasbildung möglich, die insbesondere für Innenstadtgebiete, aber auch für Fahrten durch Tunnel und in Parkhäusern von Bedeutung ist. Ausserhalb dieser besonders gefährdeten Gebiete wird der Ölbrennerkopf 91 in seine alte Lage gerückt, die Luftregeleinrichtung 9 geöffnet und das Ringventil-93l geschlossen und das Ringventil 94 geöffnet, Nunmehr erfolgt die Energiezufuhr durch die heissen Brenngase.The latent storage body 93 means that the vehicle cannot be operated any exhaust emission possible, especially for inner city areas, but also is important for driving through tunnels and in multi-storey car parks. Outside of this In particularly endangered areas, the oil burner head 91 is moved to its old position, the air control device 9 is opened and the ring valve 93l is closed and the ring valve 94 open, the energy is now supplied by the hot fuel gases.

Durch die Schaufeln 14, di e mit dem Wärmetauscher 1 fest verbunden sind> wird ein kleiner Teil der heissen Brenngase in das Isoliergehäuse 95 gefördert und bewirkt die Wiederschmelzung der Speichermasse. Sobald die gesamte Speichermasse geschmolzen ist, erfolgt kein weiterer Wärmeentzug, so dass der Kreislauf gemäss den Pfeilen 933 und 935 keinen Energieverbrauch nach sich zieht;' Das Isoliergehäuse 95 besteht aus einer LIohlwandp die mit einem mineralischen Pulver oder Schaum gefüllt ist und in der der Gasdruck herabgesetzt wurde, dass der ICnudsen-Effekt wie bei Dewar-Gefässen einsetzt.Fixedly connected to the heat exchanger 1 by the blades 14 are> a small part of the hot combustion gases is conveyed into the insulating housing 95 and causes the remelting of the storage mass. As soon as the entire storage mass is melted, there is no further heat extraction, so that the circuit according to arrows 933 and 935 do not involve any energy consumption; ' The insulating housing 95 consists of a hollow wall which is filled with a mineral powder or foam and in which the gas pressure has been reduced that the ICnudsen effect is as in Dewar vessels are used.

In unwesentlicher Abwandlung kann auch zum Zwecke der Erhöhung des Wärmeangebotes bei kurzzeitigem höheren Leistungsbedarf die Brennluft durch den aufgeladenen Wärmespeicher 93 geleitet werden, bevor sie mit dem Kraftstoffnebel der Düse 911 gemischt wird.In an insignificant modification, it can also be used for the purpose of increasing the Heat supply for a short-term higher power requirement the combustion air through the Charged heat accumulator 93 are passed before they with the fuel mist the nozzle 911 is mixed.

Gleichzeitig muss dann eine grössere Kondensatmenge in die Rohre 121 eingespntzt werden.At the same time, a larger amount of condensate then has to enter the pipes 121 be used.

Figur 3 zeigt das Getriebe 7 des Triebwerkes aus Figur 1. Die schnellaufende Welle 81 trägt einen Zahnkranz 75, der Planetenräder 751 antreibt; die auf der Radscheibe 752 angeordnet sind und einen Zahnkranz 753 tragen. Auf der Radscheibe 76 befinden sich Planetenräder 761, die ein Drehmoment auf die Radscheibe 77 übertragen. Vol; dort aus wird das Drehmoment mittels Freilauf 771 auf die Radscheibe 772 und von dort aus auf ein nicht gezeigtes Kegelrad über tragen, welches das Tellerrad 71 antreibt. Durch eine Bremseinrichtung 762 wird die Radscheibe 7,6 für den gezeigten Kraftfluss blockiert. Der Kraftfluss bewirkt eine Untersetzung voh etwa 1 : 6.Figure 3 shows the transmission 7 of the engine from Figure 1. The high-speed Shaft 81 carries a ring gear 75 which drives planet gears 751; the one on the wheel disc 752 are arranged and carry a ring gear 753. Located on the wheel disc 76 planet gears 761, which transmit a torque to the wheel disk 77. Vol; there, the torque is transferred to and from the wheel disc 772 by means of freewheel 771 there carry out to a bevel gear, not shown, which the ring gear 71 drives. By a braking device 762, the wheel disc is 7,6 for the shown Power flow blocked. The power flow causes a reduction of about 1: 6.

Figur 4 zeigt den Kraftfluss bei direktem Gang, bei dem die Radscheibe 76 nicht blockiert ist, so dass sie mitumläuft und auf die beiden gegensinnig gerichteten Freiläufe 771 und 781 wirkt, so dass die Radscheiben 772 mit der Drehzahl der Radsoheibe 76 umläuft. Dies entspricht einem T7níersetzungsverhältnis von etwa 1 : 3.Figure 4 shows the power flow in direct gear, in which the wheel disc 76 is not blocked, so that it rotates with it and faces the two opposing directions Freewheels 771 and 781 acts so that the wheel disks 772 move at the speed of the wheel disk 76 runs around. This corresponds to a decomposition ratio of about 1: 3.

Figur 5 zeigt den Einbau eines erfindungsgemässen Triebwerkes in einen Personenkraftwagen mit Frontantrieb. Die Kondensationsluft tritt durch den Kanal 351 ein. Die erwärmte Kondensatorlutt und die abgekühlte Verbrennungsgase treten entsprechend deti Pfeilen 112 und 113 durch Öffnungen 114 aus, die den Austrittsstrahl gegen die Fahrtrichtung lenken. Da bis auf Branngas-Restwärme die gesamte Verlustleistung über den Kondensator geleitet wird, ist der Kühlluftstrom des Kondensators um ein Mehrfaches grösser als bei Verbrennungsmotoren. Die Auslegung des als Ventilator wirkenden Kondensator-Wärmetauschers 3 erfolgt deshalb so, dass die Austrittsgeschwindigkeit unter Einbeziehung der Erwärmung der Luft im Austrittsbereich gemäss 113 etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. hier -durch wird ein grosser Teil der Ventilatolleist;ung zurückgewonnen.FIG. 5 shows the installation of an engine according to the invention in one Front-wheel drive passenger cars. The condensation air passes through the duct 351 a. The heated condenser air and the cooled combustion gases occur corresponding to deti arrows 112 and 113 through openings 114, which the exit beam Steer against the direction of travel. Since, apart from the residual heat of the combustion gas, the entire power loss is passed over the condenser, the cooling air flow of the condenser is around one Many times greater than with internal combustion engines. The interpretation of the fan Acting condenser heat exchanger 3 is therefore carried out so that the exit speed including the heating of the air in the outlet area according to 113, for example Corresponds to vehicle speed. This means that a large part of the fan power is used; approx recovered.

Figur 6 zeigt eine vorzugsweise für Innenstadt-Fahrzeuge dienende Modifikation des erfindungsgemässen Triebwerkes. Der im vorliegenden Fall viel grössere Wärmespeicher 97 befindet sich zwischen den Sitzreihen und ist wiederum mit einer Superisolation 951 isoliert.FIG. 6 shows one which is preferably used for inner-city vehicles Modification of the engine according to the invention. The much larger one in the present case Heat accumulator 97 is located between the rows of seats and is in turn with a Super insulation 951 insulated.

Die Speichermasse befindet sich in Rohren 971. Jeweils 4 Rohre siiid zu einem langen Rohrwendel zusammengefasst und schliessen zwischen sich einen Widerstandsheizstilb oder ein Wärmeleitrohr 972 ein, Der Innenraum des Wärmespeichers '37 ist über eine Leitung 973 mit einer Dampfverteilerleitung 98 verbunden, die mit einer Vielzahl von Rohren 981 kommuniziert, Diese Rohre 981 bilden einen stationären Wärmetauscher. Der umlaufende Verdampfer-Wärmetauscher 1 erzeugt eine toruswirbelähnliche Luftströmung 983. Das Innere des Wärmespeiche-rs 97 ist mit verdalllpftem Wärmeträger, z. B. Natrium gefüllt, welcher in den Rohren 981 kondensiert, Das Kondensat wird durch die Leitung 984 in den Wärme speiche rraum zurückgeführt und verteilt sich über die Speicherrohre 971. Auch dieses Triebwerk besitzt eine Kraftstoff-Einspritzdüse 911 und eine Drosselklappe 921.The storage mass is located in tubes 971. 4 tubes each siiid combined into a long coiled tubing and close a resistance heating element between them or a heat pipe 972, the interior of the heat accumulator '37 is via a Line 973 connected to a steam distribution line 98, which with a plurality communicated by tubes 981, These tubes 981 form a stationary heat exchanger. The rotating evaporator heat exchanger 1 generates a toroidal vortex-like air flow 983. The inside of the heat accumulator 97 is filled with evaporated heat transfer medium, e.g. B. Sodium filled, which condenses in the pipes 981, the condensate is through the line 984 returned to the heat storage space and distributed over it the storage tubes 971. This engine also has a fuel injection nozzle 911 and a throttle valve 921.

Die Aufheizung des Speichers erfolgt normalerweise elektrisch während der Parkzeiten. Ist unvorhergesehen der Wärmespeicherkörper 97 entladen, so erfolgt hilfsweise der Betrieb : mit flüssigen Brennstoffen.The storage tank is normally heated electrically during the parking times. If the heat storage body 97 is unexpectedly discharged, this takes place Alternatively, operation: with liquid fuels.

Figur 7 zeigt schematisiert einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Triebwerk mit Turbinen und elektrischer Energietibertragung. Im umlaufenden Gehäuse 4, welches mit dem Verdampfer - Wärmetaus cher 1 und dem Kondensator -Wärmetau scher 3 eine Einheit bildet, befindet sich ein Turbinenläufer 22 und ein Turbinellstator 23. Der Turbinenläufer 22 treibt den Polring 85 eines Generators an, dessen Stator 86 eine Wicklung 861 trägt und elektrische Energie erzeugt. Zwischen dem umlaufenden Polring 85 und dem Stator 86 befindet sich eine magnetisch durchlässige Trennwand 87. Im Stator 86 befinden sich Pressluftdüsen 8G2, durch die Preßluft zur Gewährleistung einer Berührungsfreiheit zwischen dem Stator 86 und der Trennwand 87 erreicht wird, Die Kondensatorluft tritt gemäss Pfeil 35 ein und verlässt aufgewärmt, zusammen mit den Abgasen gemäss Pfeil 111 durch ein Doppelspiralgehäuse 65 das Triebwerk. Die Brennstoffzerstäubungseinrichtung 912 ist ringförniig ausgebildet. Der Speicherraum 98 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet Durch das axial verschiebliche Ventil-94i und einen drehbaren1 mit Durchbrüchen versehenen Ring 913 kann die Durchströmung des Speicherinneren gemäss den Pfeilen 933 freigegeben werden. Das langsam umlaufende System 413 ist auf dem Rohr 66 gelagert, Über einen Bügel 661 ist der Stator 86 mit dem Rohr 66 verbunden. Der schnellaufende Turbinenläufer 22 ist auf der Buchse 46 gelagert. Die Symbole 932 deuten die elektrische Heizung an, Zwischen dem Triebwerk gemäss Figur 1 mit Verdrängermaschine und mechanischer Kraftübertragung und Figur 7 mit Strömungsmaschine und elektrischer Ssraftübertragung sind viele Abwandlungen und Kombinationen mit und ohne Primärspeicher und mit und ohne Sekundärspeicher denkbar.FIG. 7 schematically shows a cross section through an inventive device Engine with turbines and electrical energy transmission. In the surrounding housing 4, which is connected to the evaporator heat exchanger 1 and the condenser heat exchanger 3 forms a unit, there is a turbine rotor 22 and a turbine stator 23. The turbine runner 22 drives the pole ring 85 of a generator, the stator of which 86 carries a winding 861 and generates electrical energy. Between the encircling Pole ring 85 and the stator 86 is a magnetically permeable partition 87. In the stator 86 there are compressed air nozzles 8G2 through which the compressed air is guaranteed freedom from contact is achieved between the stator 86 and the partition wall 87, The condenser air enters according to arrow 35 and leaves, warmed up, together with the exhaust gases according to arrow 111 through a double spiral housing 65 the engine. The fuel atomization device 912 has an annular shape. The storage room 98 is also made ring-shaped by the axially displaceable valve 94i and a rotatable1 perforated ring 913 can flow through the inside of the memory can be released according to the arrows 933. The slowly circulating System 413 is mounted on the tube 66, the stator 86 is via a bracket 661 connected to the pipe 66. The high-speed turbine runner 22 is on the socket 46 stored. The symbols 932 indicate the electrical heating, between the engine according to Figure 1 with displacement machine and mechanical power transmission and figure 7 with a fluid flow machine and electrical power transmission are many variations and combinations with and without primary storage and with and without secondary storage conceivable.

Figur 8 zeigt schematisiert den Querschnitt einer Kreiskolbenentspannungskraftmaschine, bei dem der Kolben 24 auf einem Exzenter 25 um eine Welle 21 rotiert und kreist. Im Stator 26 ist eine Dichtleitite 261 angeordnet. Vorteilhaft werden zwei Kreiskolben-Verdrängermaschinen mit unterschiedlichem Kammervolumen und unterschiedlicher Kamme rzahl hintereinandergeschaltet.Figure 8 shows schematically the cross section of a rotary piston expansion engine, in which the piston 24 rotates and circles around a shaft 21 on an eccentric 25. A sealing guide 261 is arranged in the stator 26. Two rotary piston displacement machines are advantageous with different chamber volumes and different number of chambers connected in series.

Grundsätzlich sind alle Verdrängermascllinen-Prinzipien, also auch Kolbenmotoren, aber auch wie Schraubenverdichter aufgebaute Verdrängerkraftmaschinen, die schmierungslos arbeiten, geeignet.Basically, all displacer masclline principles, so too Piston engines, but also displacement engines constructed like screw compressors, that work without lubrication.

Claims

1. Thermal engine for motor vehicles with a heat sink serving first heat exchanger, an expansion engine and a heat source trained second heat exchanger, a heating device and a power transmission device, characterized in that the heating device has a heat accumulator (93, whose heat is transferred to the heat sink by gas circulation.

2. Thermal engine according to claim 1, characterized in that that the heat storage (93) consists of one or more vessels, which with a fusible heat storage mass are filled, the melting temperature of which is above the Operating temperature of the heat sink is.

3. Thermal engine according to claim 2, characterized in that that the storage vessels are designed as thin-walled rings of small radial extent which include air ducts (934) between them.

4. Thermal engine according to claim 1, characterized in that that resistance heating elements (932 or 972) with the heat accumulator (93 or 973) work well are thermally conductive,

5. Thermal engine according to claim 1, characterized gckmarks that the heat storage housing (95) is designed as a double wall, whose interior is evacuated.

6. Thermal engine according to claim 1, characterized in that that channels and openings (931, 933, 935, 11) are provided, the circulation of Air as a heat transfer medium between the storage body (93) and the heat exchanger (1) enable.

7. Thermal engine according to claim 1, characterized in that that the heating device has a combustion chamber with a burner.

8. Thermal engine according to claim 7, characterized in that that valves (94, 931, 91) are provided through which combustion air in a switching position and fuel gas through the control device (92) the burner (91), the heat exchanger (1) and the valve opening (94) flows through, in the other end position a flow through of the storage space (95, 98) according to the arrows (933 and 935) takes place 9 ..

Thermal Propulsion unit according to Claim 1, characterized in that a thrust direction 14 is provided rist, through which a proportion of the fuel gases through the storage space when the burner is in operation (95, 98) is promoted according to the arrows - (933).

lOq thermal engine according to claim 1, characterized in that that the evaporator heat exchanger (1) with a stationary heat exchanger (981) in a Paum are arranged, the heat exchanger (981) via a WSrmetra (Jer ~ circuit (973, 98, 984) communicates with a space (97) in which a heat source (971) is arranged.

11 thermal engine according to claim 10, characterized in that that the heat source consists of storage bodies (971).

12. Thermal engine according to claim 10, characterized gekennzeiciinct, that the heat is fed to the heat exchanger (981) via a steam line (1.8), while the condensate z. B. flows back via line (984).

13. Thermal engine according to claim 10, characterized in that that the storage container (97) is formed elongated and between the rows of seats a personal vehicle is housed.