DE10209998B4

DE10209998B4 - Gas expansion element for an arrangement for converting thermal into motor energy

Info

Publication number: DE10209998B4
Application number: DE2002109998
Authority: DE
Inventors: Gerhard Stock
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: AU2003227010A1; AR038873A1; WO2003074857A1; DE10209998A1

Abstract

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 (1), der über einen Flüssigkolben (4) mit der Anordnung wirksam verbunden ist und jeweils eine obere Einspritzöffnung (2, 3) für Warmwasser sowie für Kaltwasser und eine untere mit einem Arbeitskreislauf (14) verbundene Wasserablauföffnung (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkolben (4) innerhalb des Druckbehälters (1) vorgesehen ist.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 (1) filled with a gas or gas mixture, which is effectively connected to the arrangement via a liquid piston (4) and each has an upper injection opening (2, 3) for hot water and for cold water and a lower water drain opening (12) connected to a working circuit (14), characterized in that the liquid piston (4) is provided inside the pressure container (1).

Description

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, especially for a hot water engine consisting of one with a gas or gas mixture filled closed pressure vessel, the over a liquid piston is effectively connected to the arrangement and each has an upper injection opening for hot water and for cold water and has a lower water drain opening connected to a working circuit.

Aus der EP 0 043 879 A1 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.From the EP 0 043 879 A1 is a gas expansion element designed as a cylinder for an arrangement for converting thermal into motor energy. A piston with a piston rod is slidably mounted in the cylinder. 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, there are relatively large friction losses.

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 eingangsseitig mit der Wasserablauföffnung des Druckbehälters, der ein Wasserzulauf eines Arbeitskreislaufes zugeordnet ist, und ausgangsseitig mit einem Wasserablauf des Arbeitskreislaufes verbunden ist.WO 00/53898 also discloses a gas expansion element for an arrangement for converting thermal into motor energy, in particular for one Hot water engine consisting of one with a gas or gas mixture filled closed pressure vessel. The pressure vessel is over a slidable piston effectively connected to the arrangement and each has an upper injection opening for hot water and for cold water and a lower water drain opening. The piston is a liquid piston pump trained, the input side with the water drain opening of the Pressure vessel, which is assigned a water inlet of a working circuit, and connected on the output side to a water drain of the working circuit is.

Ferner zeigt die DE 27 43 584 A1 eine Wärmekraftmaschine mit einem kondensierbaren Dampf als Arbeitsfluid, bei der die Wäremzufuhr zu dem Arbeitsfluid in einer das Todvolumen des Zylinders der Maschine aufweisenden Zone, wobei das Arbeitsfluid als reiner Flüssigkeitsnebel in den Hubraum des Zylinders eingeführt wird. Des Weiteren offenbart die US 4 220 005 eine Kombination aus einem Generator und einer Motoreinheit, wobei der Generator mit einem verdampften Arbeitsfluid arbeitet und der Generator mit dem Motor kommunizierend gekoppelt ist. Das Arbeitsfluid wird in einer sychronisierten Beziehung zu dem zyklischen Betrieb des Motors in ein extern beheiztes Gehäuse mit wärmeleitenden Elementen eingespritzt. Schließlich ist aus der US 3 862 590 A1 ein Verdrängungsmotor bekannt, bei dem Wasser in eine Einspritzkammer eines Zylinderkopfes eingespritzt wird.Furthermore, the DE 27 43 584 A1 a heat engine with a condensable vapor as the working fluid, in which the heat supply to the working fluid in a zone having the dead volume of the cylinder of the machine, the working fluid being introduced as a pure liquid mist into the displacement of the cylinder. Furthermore, the US 4,220,005 a combination of a generator and a motor unit, wherein the generator works with an evaporated working fluid and the generator is coupled in communication with the motor. The working fluid is injected into an externally heated housing with heat-conducting elements in a synchronized relationship with the cyclical operation of the engine. After all, is out of US 3 862 590 A1 a displacement motor is known in which water is injected into an injection chamber of a cylinder head.

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 create gas expansion element of the type mentioned, the 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 inside the pressure vessel is provided.

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.Due to the arrangement of the liquid piston inside the pressure vessel it is not necessary to add an additional component, for example a separate liquid piston pump, for transmission the expansion energy of the compressible gas or gas mixture to a non-compressible medium and its resetting provided. About that In addition, energy losses due to transmission paths are avoided. That contracting with the supply of cold water and with the supply of Hot water expanding gas, such as air, is applied directly the liquid piston or is from the liquid piston pressurized, who does the work that goes into the work cycle Conversion of thermal energy is supplied.

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 floats on the pressurized surface of the liquid piston a pressure-resistant separating layer acted upon by the gas or gas mixture. The separation layer essentially defines that of the gas or The gas mixture directly acts on the surface of the liquid piston and ensures even power 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 expedient to the inner wall of the pressure vessel slightly spaced. The spacing of the separating layer ensures that that into the pressure vessel sprayed Hot or cold water over the water drain opening is derived, which is why the liquid piston in a starting position not acted upon by the gas a constant Level and the pressure vessel completely above the separation layer filled with the gas or gas mixture is.

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 the invention is the release layer as a pressure-resistant outer skin and a cone comprising a float core. The cone favored a swirling of the warm sprayed into the pressure vessel or cold water with the gas, so that rapid heating or cooling down of the gas.

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.In order to achieve a relatively stable structure of the cone with 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 outside 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 quick derivation of the in the pressure vessel sprayed The outer skin is expediently cold or hot water made from a water-repellent and heat-resistant material. About that also protects the heat-resistant material the outer skin the float body from temperature-related damage. Preferably there is the outer skin made of 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 hot water and the liquid piston is largely ensured, there is advantageously the floating core made 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.To drain the sprayed cold or To favor hot water from the cone and a relatively large one lifting surface available to is preferably the tip of the cone towards the top Injection ports aligned.

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, points the cone one on the surface of the liquid piston floating cylindrical approach whose outer diameter is 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 idea is the Ke gel a guide assigned to the centering of the cone within the pressure vessel. Thus, the cone always has a defined position within the pressure vessel and lateral tipping of the cone is impossible.

Vorzugsweise umfasst 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 comprises a guide rod attached to the cone, the in one in the pressure vessel arranged guide sleeve slidable is stored. The leadership facility is therefore complete inside the pressure vessel arranged.

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 is the leader a measuring system assigned. The position of the Cone and thus always the position of the liquid piston within the pressure vessel to determine exactly. After coupling the measuring system with an appropriate control of the injection nozzles an injection of cold or hot water depending on the position of the liquid piston. The measuring system is designed, for example, as an inductive displacement transducer and sends one electrical signal to the control unit, the actuators for opening and Conclude controlled by 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 is understood that the above not only mentioned features and to be explained below in the specified combination, but also in others Combinations can be used without the scope of the present Leaving 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 below of an execution example with reference to the related Drawing closer explained. The only FIG. Shows a schematic representation of a gas expansion element according to the invention with assigned 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, al– so 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 on its top 3 for cold water and an injection opening 2 for hot water, with both injection openings 2 . 3 each with a spray and atomizer nozzle directed into the interior 21 are provided. Inside the closed pressure vessel 1 there is a liquid piston 4 from water, on its surface 5 a separation layer 6 swims. The interface 6 includes a cone 7 whose apex enclosing an obtuse angle 8th towards the injectors 2 . 3 points, and one at the bottom of the cone 7 arranged cylindrical approach 9 , The diameter of the approach 9 corresponds to the largest diameter of the cone 7 , al– so that of the base of the cone 7 , The interface 6 consists of an outer skin made of a pressure and heat resistant material 10 as well as the outer skin 10 supporting float body 11 , The diameter of the approach 9 and thus also the diameter of the base of the cone 7 has a slight clearance to the inner wall of the pressure vessel 1 on. In the ground 22 of the pressure vessel 1 is a water drainage opening 12 let in through lines 23 with check valves inserted 13 with a working cycle 14 communicates.

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 top 8th of the cone 7 is a guide rod 15 attached to the centering of the interface 6 in the pressure vessel 1 with one on the top of the pressure vessel 1 fixed guide sleeve 16 interacts. The guide rod also works 15 and the guide sleeve 16 as an inductive measuring system 24 together, which is an electrical signal regarding the position of the cone 7 and therefore the height of the surface 5 of the liquid piston 4 to a control unit 17 sends.

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 erfasst, 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.Circulating air 18 or other gases or gas mixtures within the pressure vessel 1 To heat, warm water is injected through the injection port 2 inside the pressure vessel 1 sprayed. To do this, the control unit opens 17 one of the injection port 2 assigned, in a supply line 25 inserted valve 19 by being an actuator 26 of the valve 19 via a connecting line 27 controls. When the warm water is sprayed in, the air expands 18 and performs on the sliding liquid piston 4 Job. The change in distance of the liquid piston 4 is from the measuring system 24 detects a corresponding electrical signal for evaluation via the line 28 to the control unit 17 transmitted. The temperature distribution of the warm water within the air 18 is due to the shape of the cone 4 favored. After the liquid piston 4 has reached a lower end position, the injection zöffnung 2 for the hot water by controlling the actuator accordingly 26 of the valve 19 through the controller 17 closed. One of the check valves 13 is opened and the pressure generated is planted in the working cycle 14 continued. During this time, the other is the check valve 13 closed that when contracting the air 18 in the pressure vessel 1 is opened.

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 rises and the pressure drop in the pressure vessel caused by the liquid piston dis- placement as well as after a corresponding reduction in temperature, water falls out through the outer skin 10 of the cone 7 the liquid piston 4 and about this the working cycle 14 is fed.

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 erfasst 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 veranlasst.To contract the air 18 is over the with the spray and atomizer nozzle 21 provided injection opening 3 Cold water in the pressure tank 1 sprayed by one into a lead 25 inserted valve 20 by acting on an actuator 26 on the part of the control unit 17 is opened. The liquid piston comes through the resulting negative pressure 4 in its upper end position, which is also due to the position measuring system 24 is recorded. When the upper end position is reached, the measuring system sends over a line 28 an electrical signal for further processing to the control unit 17 , which then the actuator 26 of the valve 20 causes it to close.

Claims

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 (1), der über einen Flüssigkolben (4) mit der Anordnung wirksam verbunden ist und jeweils eine obere Einspritzöffnung (2, 3) für Warmwasser sowie für Kaltwasser und eine untere mit einem Arbeitskreislauf (14) verbundene Wasserablauföffnung (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkolben (4) innerhalb des Druckbehälters (1) vorgesehen ist.Gas expansion element for an arrangement for converting thermal into motor energy, in particular for a hot water motor, consisting of a closed pressure vessel filled with a gas or gas mixture ( 1 ) using a liquid piston ( 4 ) is effectively connected to the arrangement and each has an upper injection opening ( 2 . 3 ) for hot water as well as for cold water and a lower one with a working circuit ( 14 ) connected water drain opening ( 12 ), characterized in that the liquid piston ( 4 ) inside the pressure vessel ( 1 ) is provided.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der druckbeaufschlagten Oberfläche (5) des Flüssigkolbens (4) eine von dem Gas oder Gasgemisch beaufschlagte druckbeständige Trennschicht (6) schwimmt.Gas expansion element according to claim 1, characterized in that on the pressurized surface ( 5 ) of the liquid piston ( 4 ) a pressure-resistant separating layer acted upon by the gas or gas mixture ( 6 ) swims.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (6) zu der Innenwandung des Druckbehälters (1) geringfügig beabstandet ist.Gas expansion element according to claim 2, characterized in that the separating layer ( 6 ) to the inner wall of the pressure vessel ( 1 ) is slightly spaced.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (6) als ein eine druckfeste Außenhaut (10) und einen Schwimmerkern (11) umfassender Kegel (7) ausgebildet ist.Gas expansion element according to claim 2 or 3, characterized in that the separating layer ( 6 ) as a pressure-resistant outer skin ( 10 ) and a float core ( 11 ) comprehensive cone ( 7 ) is trained.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenhaut (10) unmittelbar auf dem Schwimmerkern (11) abstützt.Gas expansion element according to claim 4, characterized in that the outer skin ( 10 ) directly on the float core ( 11 ) supports.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut (11) aus einem wasserabweisenden und hitzebeständigen Material gefertigt ist.Gas expansion element according to claim 4 or 5, characterized in that the outer skin ( 11 ) is made of a water-repellent and heat-resistant material.

Gasausdehnungselement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhaut (11) aus einem nichtrostenden Stahl, einer Titan- oder Aluminiumlegierung besteht.Gas expansion element according to one of claims 4 to 6, characterized in that the outer skin ( 11 ) consists of a stainless steel, a titanium or aluminum alloy.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmerkern (11) aus einem Polyvinylchlorid- oder Polyurethan-Hartschaum besteht.Gas expansion element according to claim 4 or 5, characterized in that the float core ( 11 ) consists of a polyvinyl chloride or rigid polyurethane foam.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (8) des Kegels (7) in Richtung der oberen Einspritzöffnungen (2, 3) ausgerichtet ist.Gas expansion element according to claim 4, characterized in that the tip ( 8th ) of the cone ( 7 ) in the direction of the upper injection openings ( 2 . 3 ) is aligned.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegel (7) einen auf der Oberfläche (5) des Flüssigkolbens (4) schwimmenden zylindrischen Ansatz (9) aufweist, dessen Außendurchmesser dem größten Durchmesser des Kegels (7) entspricht.Gas expansion element according to claim 9, characterized in that the cone ( 7 ) one on the surface ( 5 ) of the liquid piston ( 4 ) floating cylindrical approach ( 9 ) whose outer diameter is the largest diameter of the cone ( 7 ) corresponds.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kegel (7) eine Führungseinrichtung zur zentrischen Lagezentrierung des Kegels (7) innerhalb des Druckbehälters (1) zugeordnet ist.Gas expansion element according to claim 4, characterized in that the cone ( 7 ) a guide device for centering the cone in position ( 7 ) inside the pressure vessel ( 1 ) assigned.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung eine an dem Kegel (7) befestigte Führungsstange (15) umfasst, die in einer in dem Druckbehälter (1) angeordneten Führungshülse (16) verschiebbar gelagert ist.Gas expansion element according to claim 10, characterized in that the guide device on the cone ( 7 ) attached guide rod ( 15 ) which is contained in a pressure vessel ( 1 ) arranged guide sleeve ( 16 ) is slidably mounted.

Gasausdehnungselement nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungseinrichtung ein Wegmeßsystem (24) zugeordnet ist.Gas expansion element according to claim 11 or 12, characterized in that the guide device has a displacement measuring system ( 24 ) assigned.