WO2003074857A1 - Gas expanding element for a system converting thermal energy into motive energy - Google Patents
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- F01K27/005—Plants for converting heat or fluid energy into mechanical energy, not otherwise provided for by means of hydraulic motors
Definitions
- Gas expansion element for an arrangement for converting thermal into motor energy
- the invention relates to a gas expansion element for an arrangement for converting thermal into motor energy, in particular for a hot water engine, consisting of a closed pressure container filled with a gas or gas mixture, which is effectively connected to the arrangement via a liquid piston, and each having an upper injection opening for hot water as well as for cold water and a lower water drain opening connected to a working circuit.
- EP 0 043 879 A1 discloses a gas expansion element designed as a cylinder for an arrangement for converting thermal energy into motor energy.
- a piston is displaceably mounted in the cylinder with a piston rod.
- the cylinder chamber which is penetrated by the piston rod, has an inlet valve and an outlet valve for air, the outlet valve being coupled to a working chamber of the cylinder via a bypass.
- the work area is equipped with an injection opening for hot water and an outlet valve.
- WO 00/53898 discloses a gas expansion element for an arrangement for converting thermal energy into motor energy, in particular for a hot water engine, consisting of a closed pressure vessel filled with a gas or gas mixture.
- the pressure vessel is effectively connected to the arrangement by means of a displaceable piston and each has an upper injection opening for hot water and for cold water and a lower water drain opening.
- the piston is designed as a liquid piston pump, which is connected on the inlet side to the water outlet opening of the pressure vessel, to which a water inlet of a working circuit is assigned, and on the outlet side is connected to a water outlet of the working circuit.
- the object is achieved in that the liquid piston is provided within the pressure container.
- the arrangement of the liquid piston within the pressure container means that it is not necessary to provide an additional component, for example a separate liquid piston pump, for transferring the expansion energy of the compressible gas or gas mixture to a non-compressible medium and for resetting it. In addition, energy losses due to transmission paths are avoided. That contracting with the supply of cold water and with the supply hot gas expanding from hot water, for example air, acts directly on the liquid piston or is acted upon by the liquid piston, which does the work which is supplied to the working cycle for converting the thermal energy.
- an additional component for example a separate liquid piston pump
- a pressure-resistant separating layer acted upon by the gas or gas mixture floats on the pressurized surface of the liquid piston.
- the separating layer essentially defines the surface of the liquid piston which is directly acted upon by the gas or gas mixture and ensures uniform force transmission.
- the separating layer is expediently slightly spaced apart from the inner wall of the pressure vessel. The spacing of the separating layer ensures that the hot or cold water sprayed into the pressure container is drained off via the water drain opening, which is why the liquid piston has a constant level in an initial position not exposed to the gas and the pressure container above the separating layer is completely filled with the gas or The gas mixture is filled.
- the separating layer is designed as a cone comprising a pressure-resistant outer skin and a float core.
- the cone promotes a swirling of the hot or cold water sprayed into the pressure vessel with the gas, so that the gas heats up or cools down quickly.
- the outer skin is preferably supported directly on the float core.
- the float core thus stabilizes the outer skin of the cone.
- the outer skin is expediently made of a water-repellent and heat-resistant material.
- the heat-resistant material of the outer skin protects the float body from temperature-related damage.
- the outer skin preferably consists of a stainless steel, a titanium or aluminum alloy.
- the floating core advantageously consists of a polyvinyl chloride or rigid polyurethane foam.
- the tip of the cone is preferably oriented in the direction of the upper injection openings.
- the cone experiences a relatively large buoyancy, the cone has a cylindrical extension floating on the surface of the liquid piston, the outer diameter of which corresponds to the largest diameter of the cone.
- the gel associated with a guide device for centering the position of the cone within the pressure vessel is associated with a guide device for centering the position of the cone within the pressure vessel.
- the cone always takes a defined position within the pressure container and the cone cannot be tilted to the side.
- the guide device preferably includes a guide rod fastened to the cone, which is displaceably mounted in a guide sleeve arranged in the pressure container.
- the guide device is thus arranged entirely within the pressure vessel.
- a position measuring system is assigned to the guide device.
- the position of the cone and thus also the position of the liquid piston within the pressure vessel can always be precisely determined by means of this position measuring system.
- the displacement measuring system is designed, for example, as an inductive displacement transducer and sends an electrical signal to the control unit, which controls actuators for opening and closing valves.
- FIG. Shows a schematic representation of a gas expansion element according to the invention with associated components.
- a cylindrical pressure vessel 1 has an injection opening 3 for cold water and an injection opening 2 for hot water on its upper side, wherein both injection openings 2, 3 are each provided with a spraying and atomizing nozzle 21 directed into the interior.
- a liquid piston 4 made of water, on the surface 5 of which a separating layer 6 floats.
- the separating layer 6 comprises a cone 7, the tip 8 of which encloses an obtuse angle points in the direction of the injection nozzles 2, 3, and a cylindrical projection 9 arranged on the underside of the cone 7.
- the diameter of the projection 9 corresponds to the largest diameter of the cone 7, that is, the base of the cone 7.
- the separating layer 6 consists of an outer skin 10 made of a pressure-resistant and heat-resistant material and a float body 11 supporting the outer skin 10.
- the diameter of the extension 9 and thus also the diameter of the base of the cone 7 is indicated slight play to the inner wall of the pressure vessel 1.
- a water drain opening 12 is let into the bottom 22 of the pressure vessel 1 and communicates with a working circuit 14 via lines 23 with check valves 13 inserted.
- a guide rod 15 is attached, which for centering the position of the separating layer 6 in the pressure vessel 1 with one on the top of the pressure vessel 1 fixed guide sleeve 16 interacts.
- the guide rod 15 and the guide sleeve 16 act together as an inductive displacement measuring system 24, which sends an electrical signal with respect to the position of the cone 7 and thus the height of the surface 5 of the liquid piston 4 to a control unit 17.
- the control unit 17 opens a valve 19 assigned to the injection opening 2 and inserted into a feed line 25 by actuating an actuator 26 of the valve 19 via a connecting line 27.
- the air 18 expands and does 4 work via the displaceable liquid piston.
- the change in distance of the liquid piston 4 is detected by the distance measuring system 24, which transmits a corresponding electrical signal to the control unit 17 for evaluation via the line 28.
- the temperature distribution of the warm water within the air 18 is favored by the shape of the cone 4.
- the injection opening 2 for the hot water is closed by a corresponding actuation of the actuator 26 of the valve 19 by the controller 17.
- One of the check valves 13 is opened and the pressure generated propagates in the working circuit 14. During this time, the other check valve 13 is closed, which is opened when the air 18 in the pressure vessel 1 contracts.
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Abstract
Description
Gasausdehnungselement für eine Anordnung zum Umwandeln von thermischer in motorische Energie Gas expansion element for an arrangement for converting thermal into motor energy
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasausdehnungselement für eine Anordnung zum Umwandeln von thermischer in motorische Energie, insbesondere für einen Warmwassermotor, bestehend aus einem mit einem Gas oder 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.The invention relates to a gas expansion element for an arrangement for converting thermal into motor energy, in particular for a hot water engine, consisting of a closed pressure container filled with a gas or gas mixture, which is effectively connected to the arrangement via a liquid piston, and each having an upper injection opening for hot water as well as for cold water and a lower water drain opening connected to a working circuit.
Aus der EP 0 043 879 AI ist ein als Zylinder ausgebildetes Gasausdehnungselement für eine Anordnung zum Umwandeln von thermischer in motorische Energie bekannt. In dem Zylinder ist ein Kolben mit einer Kolbenstange verschiebbar gelagert» Der von der Kolbenstange durchragte Zylinderraum weist ein Einlassventil sowie Auslassventil für Luft auf, wobei das Auslassventil über einen Bypass mit einem Arbeitsraum des Zylinders gekoppelt ist. Der Arbeitsraum ist mit einer Einspritzöffnung für Warmwasser sowie einem Auslaufventil versehen. Mit der Lagerung von Kolben und Kolbenstange in dem Zy- linder gehen verhältnismäßig große Reibungsverluste einher.EP 0 043 879 A1 discloses a gas expansion element designed as a cylinder for an arrangement for converting thermal energy into motor energy. A piston is displaceably mounted in the cylinder with a piston rod. The cylinder chamber, which is penetrated by the piston rod, has an inlet valve and an outlet valve for air, the outlet valve being coupled to a working chamber of the cylinder via a bypass. The work area is equipped with an injection opening for hot water and an outlet valve. With the bearing of the piston and piston rod in the cylinder Relatively large friction losses go hand in hand.
Im Weiteren offenbart die WO 00/53898 ein Gasausdehnungselement für eine Anordnung zum Umwandeln von thermischer in motorische Energie, insbesondere für einen Warmwassermotor, bestehend aus einem mit einem Gas oder Gasgemisch gefüllten geschlossenen Druckbehälter. Der Druckbehälter ist über einen verschiebbaren Kolben mit der Anordnung wirksam verbunden und weist jeweils eine obere Einspritzöffnung für Warmwasser sowie für Kaltwasser und eine untere Wasserablauföffnung auf. Der Kolben ist als Flüssigkolbenpumpe ausgebildet, die ein- gangsseitig mit der Wasserablauföffnung des Druckbehälters, der ein Wasserzulauf eines Arbeitskreislaufes zugeordnet ist, und ausgangsseitig mit einem Wasserablauf des Arbeitskreislaufes verbunden ist.Furthermore, WO 00/53898 discloses a gas expansion element for an arrangement for converting thermal energy into motor energy, in particular for a hot water engine, consisting of a closed pressure vessel filled with a gas or gas mixture. The pressure vessel is effectively connected to the arrangement by means of a displaceable piston and each has an upper injection opening for hot water and for cold water and a lower water drain opening. The piston is designed as a liquid piston pump, which is connected on the inlet side to the water outlet opening of the pressure vessel, to which a water inlet of a working circuit is assigned, and on the outlet side is connected to a water outlet of the working circuit.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gasausdehnungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einem einfachen Aufbau einen relativ hohen Wirkungsgrad aufweist.It is an object of the invention to provide a gas expansion element of the type mentioned, which has a relatively high efficiency with a simple structure.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Flüssigkolben innerhalb des Druckbehälters vorgesehen ist.According to the invention, the object is achieved in that the liquid piston is provided within the pressure container.
Durch die Anordnung des Flüssigkolbens innerhalb des Druckbehälters ist es nicht erforderlich, eine zusätzliche Komponente, beispielsweise eine separate Flüssigkolbenpumpe, zur Übertragung der Expansionsenergie des komprimierbaren Gases bzw. Gasgemischs auf ein nichtkomprimierbares Medium sowie dessen Rückstellung vorzusehen. Darüber hinaus werden Energieverluste aufgrund von Übertragungswegen vermieden. Das bei der Zufuhr von Kaltwasser kontraktierende und bei der Zufuhr von Warmwasser expandierende Gas, beispielsweise Luft, beaufschlagt direkt den Flüssigkolben bzw. wird von dem Flüssigkolben beaufschlagt, der Arbeit verrichtet, die dem Arbeitskreislauf zur Umwandlung der thermischen Energie zugeführt wird.The arrangement of the liquid piston within the pressure container means that it is not necessary to provide an additional component, for example a separate liquid piston pump, for transferring the expansion energy of the compressible gas or gas mixture to a non-compressible medium and for resetting it. In addition, energy losses due to transmission paths are avoided. That contracting with the supply of cold water and with the supply hot gas expanding from hot water, for example air, acts directly on the liquid piston or is acted upon by the liquid piston, which does the work which is supplied to the working cycle for converting the thermal energy.
Bevorzugt schwimmt auf der druckbeaufschlagten Oberfläche des Flüssigkolbens eine von dem Gas oder Gasgemisch beaufschlagte druckbeständige Trennschicht. Die Trennschicht definiert im Wesentlichen die von dem Gas bzw. Gasgemisch direkt beaufschlagte Fläche des Flüssigkolbens und sorgt für eine gleichmäßige Kraftübertragung.Preferably, a pressure-resistant separating layer acted upon by the gas or gas mixture floats on the pressurized surface of the liquid piston. The separating layer essentially defines the surface of the liquid piston which is directly acted upon by the gas or gas mixture and ensures uniform force transmission.
Zweckmäßigerweise ist die Trennschicht zu der Innenwandung des Druckbehälters geringfügig beabstandet. Durch die Beabstandung der Trennschicht ist sichergestellt, dass das in den Druckbehälter eingesprühte Warm- oder Kaltwasser über die Wasserablauföffnung abgeleitet wird, weshalb der Flüssigkolben in einer nicht von dem Gas beaufschlagten Ausgangslage einen konstanten Pegel aufweist und der Druckbehälter oberhalb der Trennschicht vollständig mit dem Gas bzw. Gasgemisch gefüllt ist.The separating layer is expediently slightly spaced apart from the inner wall of the pressure vessel. The spacing of the separating layer ensures that the hot or cold water sprayed into the pressure container is drained off via the water drain opening, which is why the liquid piston has a constant level in an initial position not exposed to the gas and the pressure container above the separating layer is completely filled with the gas or The gas mixture is filled.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Trennschicht als ein eine druckfeste Außenhaut und einen Schwimmerkern umfassender Kegel ausgebildet. Der Kegel begünstigt eine Verwirbelung des in den Druckbehälter eingesprühten Warm- bzw. Kaltwassers mit dem Gas, so dass eine schnelle Erwärmung bzw. Abkühlung des Gases erfolgt.According to an advantageous embodiment of the invention, the separating layer is designed as a cone comprising a pressure-resistant outer skin and a float core. The cone promotes a swirling of the hot or cold water sprayed into the pressure vessel with the gas, so that the gas heats up or cools down quickly.
Um einen verhältnismäßig stabilen Aufbau des Kegels bei einer relativ dünnen Ausbildung der Außenhaut zu erzielen, stützt sich vorzugsweise die Außenhaut unmittelbar auf dem Schwimmerkern ab. Der Schwimmerkern stabilisiert sonach die Außenhaut des Kegels.To a relatively stable structure of the cone at one To achieve a relatively thin design of the outer skin, the outer skin is preferably supported directly on the float core. The float core thus stabilizes the outer skin of the cone.
Zur schnellen Ableitung des in den Druckbehälter eingesprühten Kalt- oder Warmwassers ist zweckmäßigerweise die Außenhaut aus einem wasserabweisenden und hitzebeständigen Material gefertigt. Darüber hinaus schützt das hitzebeständige Material der Außenhaut den Schwimmerkörper vor einer temperaturbedingten Beschädigung. Vorzugsweise besteht die Außenhaut aus einem nichtrostenden Stahl, einer Titan- oder Aluminiumlegierung.For the rapid discharge of the cold or warm water sprayed into the pressure vessel, the outer skin is expediently made of a water-repellent and heat-resistant material. In addition, the heat-resistant material of the outer skin protects the float body from temperature-related damage. The outer skin preferably consists of a stainless steel, a titanium or aluminum alloy.
Damit eine thermische Trennung zwischen dem eingesprühten Kalt- oder Warmwasser und dem Flüssigkolben weitgehend sichergestellt ist, besteht vorteilhafterweise der Schwimmkern aus einem Polyvinylchlorid- oder Polyurethan-Hartschaum.So that a thermal separation between the sprayed cold or warm water and the liquid piston is largely ensured, the floating core advantageously consists of a polyvinyl chloride or rigid polyurethane foam.
Um das Ablaufen des eingesprühten Kalt- oder Warmwassers von dem Kegel zu begünstigen und eine relativ große Auftriebsfläche zur Verfügung zu stellen, ist bevorzugt die Spitze des Kegels in Richtung der oberen Einspritzöffnungen ausgerichtet.In order to favor the discharge of the sprayed cold or warm water from the cone and to provide a relatively large buoyancy area, the tip of the cone is preferably oriented in the direction of the upper injection openings.
Damit der Kegel einen relativ großen Auftrieb erfährt, weist der Kegel einen auf der Oberfläche des Flüssigkolbens schwimmenden zylindrischen Ansatz auf, dessen Außendurchmesser dem größten Durchmesser des Kegels entspricht.So that the cone experiences a relatively large buoyancy, the cone has a cylindrical extension floating on the surface of the liquid piston, the outer diameter of which corresponds to the largest diameter of the cone.
Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist dem Ke- gel eine Führungseinrichtung zur zentrischen Lagezentrierung des Kegels innerhalb des Druckbehälters zugeordnet. Somit nimmt der Kegel stets eine definierte Lage innerhalb des Druckbehälters ein und ein seitliches Kippen des Kegels ist ausgeschlossen.After a further development of the inventive concept, the gel associated with a guide device for centering the position of the cone within the pressure vessel. Thus, the cone always takes a defined position within the pressure container and the cone cannot be tilted to the side.
Vorzugsweise u fasst die Führungseinrichtung eine an dem Kegel befestigte Führungsstange, die in einer in dem Druckbehälter angeordneten Führungshülse verschiebbar gelagert ist. Die Führungseinrichtung ist somit vollständig innerhalb des Druckbehälters angeordnet.The guide device preferably includes a guide rod fastened to the cone, which is displaceably mounted in a guide sleeve arranged in the pressure container. The guide device is thus arranged entirely within the pressure vessel.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Führungseinrichtung ein Wegmeßsystem zugeordnet. Mittels dieses Wegmeßsystems ist die Position des Kegels und damit auch die Lage des Flüssigkolbens innerhalb des Druckbehälters stets genau zu bestimmen. Nach einer Kopplung des Wegmeßsystems mit einer entsprechenden Steuerung der Einspritzdüsen erfolgt eine Einspritzung von Kalt- oder Warmwasser in Abhängigkeit von der Lage des Flüssigkolbens. Das Wegmeßsystem ist beispielsweise als induktiver Wegaufnehmer ausgebildet und sendet ein elektrisches Signal an die Steuereinheit, die Stellorgane zum Öffnen und Schließen von Ventilen ansteuert.In a further embodiment of the invention, a position measuring system is assigned to the guide device. The position of the cone and thus also the position of the liquid piston within the pressure vessel can always be precisely determined by means of this position measuring system. After coupling the position measuring system with a corresponding control of the injection nozzles, cold or hot water is injected depending on the position of the liquid piston. The displacement measuring system is designed, for example, as an inductive displacement transducer and sends an electrical signal to the control unit, which controls actuators for opening and closing valves.
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, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case but also in other combinations without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbei- spieles unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Die einzige Fig. zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gasausdehnungselementes mit zugeordneten Komponenten.The invention is explained in the following using an exemplary embodiment. game explained with reference to the accompanying drawings. The only FIG. Shows a schematic representation of a gas expansion element according to the invention with associated components.
Ein zylindrischer Druckbehälter 1 weist an seiner Oberseite eine Einspritzöffnung 3 für Kaltwasser sowie eine Einspritzöffnung 2 für Warmwasser auf, wobei beide Einspritzöffnungen 2, 3 mit jeweils einer in das Innere gerichteten Sprüh- und Zerstäuberdüse 21 versehen sind. Innerhalb des geschlossenen Druckbehälters 1 befindet sich ein Flüssigkolben 4 aus Wasser, auf dessen Oberfläche 5 eine Trennschicht 6 schwimmt. Die Trennschicht 6 umfasst einen Kegel 7, dessen einen stumpfen Winkel einschließende Spitze 8 in Richtung der Einspritzdüsen 2, 3 weist, und einen an der Unterseite des Kegels 7 angeordneten zylindrischen Ansatz 9. Der Durchmesser des Ansatzes 9 entspricht dem größten Durchmesser des Kegels 7, also dem der Grundfläche des Kegels 7. Die Trennschicht 6 besteht aus einer aus einem druck- sowie hitzebeständigen Material gefertigten Außenhaut 10 sowie einem die Außenhaut 10 abstützenden Schwimmerkörper 11. Der Durchmesser des Ansatzes 9 und damit auch der Durchmesser der Grundfläche des Kegels 7 weist ein geringfügiges Spiel zu der Innenwand des Druckbehälters 1 auf. In den Boden 22 des Druckbehälters 1 ist eine Wasserablauföffnung 12 eingelassen, die über Leitungen 23 mit eingesetzten Rückschlagventilen 13 mit einem Arbeitskreislauf 14 in Verbindung steht.A cylindrical pressure vessel 1 has an injection opening 3 for cold water and an injection opening 2 for hot water on its upper side, wherein both injection openings 2, 3 are each provided with a spraying and atomizing nozzle 21 directed into the interior. Inside the closed pressure vessel 1 there is a liquid piston 4 made of water, on the surface 5 of which a separating layer 6 floats. The separating layer 6 comprises a cone 7, the tip 8 of which encloses an obtuse angle points in the direction of the injection nozzles 2, 3, and a cylindrical projection 9 arranged on the underside of the cone 7. The diameter of the projection 9 corresponds to the largest diameter of the cone 7, that is, the base of the cone 7. The separating layer 6 consists of an outer skin 10 made of a pressure-resistant and heat-resistant material and a float body 11 supporting the outer skin 10. The diameter of the extension 9 and thus also the diameter of the base of the cone 7 is indicated slight play to the inner wall of the pressure vessel 1. A water drain opening 12 is let into the bottom 22 of the pressure vessel 1 and communicates with a working circuit 14 via lines 23 with check valves 13 inserted.
An der Spitze 8 des Kegels 7 ist eine Führungsstange 15 befestigt, die zur Lagezentrierung der Trennschicht 6 in dem Druckbehälter 1 mit einer an der Oberseite des Druckbehälters 1 festgelegten Führungshülse 16 zusammenwirkt. Zugleich wirken die Führungsstange 15 und die Führungshülse 16 als induktives Wegmeßsystem 24 zusammen, das ein elektrisches Signal bezüglich der Stellung des Kegels 7 und damit der Höhe der Oberfläche 5 des Flüssigkolbens 4 an eine Steuereinheit 17 sendet .At the tip 8 of the cone 7, a guide rod 15 is attached, which for centering the position of the separating layer 6 in the pressure vessel 1 with one on the top of the pressure vessel 1 fixed guide sleeve 16 interacts. At the same time, the guide rod 15 and the guide sleeve 16 act together as an inductive displacement measuring system 24, which sends an electrical signal with respect to the position of the cone 7 and thus the height of the surface 5 of the liquid piston 4 to a control unit 17.
Um Luft 18 bzw. andere Gase oder Gasgemische innerhalb des Druckbehälters 1 zu erwärmen, wird warmes Wasser über die Einspritzöffnung 2 in das Innere des Druckbehälters 1 gesprüht. Hierzu öffnet die Steuereinheit 17 ein der Einspritzöffnung 2 zugeordnetes, in eine Zuleitung 25 eingesetztes Ventil 19, indem sie ein Stellorgan 26 des Ventils 19 über eine Verbindungsleitung 27 ansteuert. Beim Einsprühen des warmen Wassers dehnt sich die Luft 18 aus und verrichtet über den verschiebbaren Flüssigkolben 4 Arbeit. Die Wegstreckenänderung des Flüssigkolbens 4 wird von dem Wegmeßsystem 24 er- fasst, das ein entsprechendes elektrisches Signal zur Auswertung über die Leitung 28 an die Steuereinheit 17 übermittelt. Die Temperaturverteilung des warmen Wassers innerhalb der Luft 18 wird durch die Form des Kegels 4 begünstigt. Nachdem der Flüssigkolben 4 eine untere Endlage erreicht hat, wird die Einspritzöffnung 2 für das Warmwasser durch eine entsprechende Ansteuerung des Stellorgans 26 des Ventils 19 durch die Steuerung 17 geschlossen. Eines der Rückschlagventile 13 wird geöffnet und der erzeugte Druck pflanzt sich in dem Arbeitskreislauf 14 fort. Während dieser Zeit ist das andere Rückschlagventil 13 geschlossen, das beim Kontrahieren der Luft 18 in dem Druckbehälter 1 geöffnet wird.In order to heat air 18 or other gases or gas mixtures within the pressure vessel 1, warm water is sprayed into the interior of the pressure vessel 1 via the injection opening 2. For this purpose, the control unit 17 opens a valve 19 assigned to the injection opening 2 and inserted into a feed line 25 by actuating an actuator 26 of the valve 19 via a connecting line 27. When the warm water is sprayed in, the air 18 expands and does 4 work via the displaceable liquid piston. The change in distance of the liquid piston 4 is detected by the distance measuring system 24, which transmits a corresponding electrical signal to the control unit 17 for evaluation via the line 28. The temperature distribution of the warm water within the air 18 is favored by the shape of the cone 4. After the liquid piston 4 has reached a lower end position, the injection opening 2 for the hot water is closed by a corresponding actuation of the actuator 26 of the valve 19 by the controller 17. One of the check valves 13 is opened and the pressure generated propagates in the working circuit 14. During this time, the other check valve 13 is closed, which is opened when the air 18 in the pressure vessel 1 contracts.
Nach dem Druckanstieg und dem durch die Flüssigkolbendispla- zierung hervorgerufenen Druckabfall im Druckbehälter sowie nach einer entsprechenden Reduzierung der Temperatur fällt Wasser aus, das über die Außenhaut 10 des Kegels 7 dem Flüssigkolben 4 und über diesen dem Arbeitskreislauf 14 zugeführt wird.After the pressure has risen and caused by the liquid piston Decoration caused pressure drop in the pressure vessel and after a corresponding reduction in temperature, water falls out, which is supplied to the liquid piston 4 via the outer skin 10 of the cone 7 and via this to the working circuit 14.
Zum Kontrahieren der Luft 18 wird über die mit der Sprüh- und Zerstäuberdüse 21 versehene Einspritzöffnung 3 Kaltwasser in den Druckbehälter 1 gesprüht, indem ein in eine Zuleitung 25 eingesetztes Ventil 20 durch die Beaufschlagung eines Stellorgans 26 seitens der Steuereinheit 17 geöffnet wird. Durch den entstehenden Unterdruck kommt der Flüssigkolben 4 in seine obere Endlage, die ebenfalls durch das Wegmeßsystem 24 er- fasst wird. Beim Erreichen der oberen Endlage sendet das Wegmeßsystem über eine Leitung 28 ein elektrisches Signal zur weiteren Verarbeitung an die Steuereinheit 17, die daraufhin das Stellorgan 26 des Ventils 20 zum Schließen desselben ver- anlasst . To contract the air 18, cold water is sprayed into the pressure vessel 1 via the injection opening 3 provided with the spraying and atomizing nozzle 21, in that a valve 20 inserted into a feed line 25 is opened by the actuation of an actuator 26 by the control unit 17. Due to the resulting negative pressure, the liquid piston 4 reaches its upper end position, which is also detected by the displacement measuring system 24. When the upper end position is reached, the displacement measuring system sends an electrical signal via a line 28 to the control unit 17 for further processing, which then causes the actuator 26 of the valve 20 to close it.
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