DE19513059A1 - Energy conversion appts. for generating heat or current esp. for domestic air-conditioning and warm water - Google Patents

Abstract

The device has a hydraulic pump driven by an electric motor and connected in a circuit contg. an oil tank (8), a choke (5) connected in the oil flow and a heat exchanger (6) coupled in or to the load system. The choke (5) connected into the oil circuit (9) is in the form of an oil motor coupled to the generator (11) as a working machine. The generator is connected to one or more loads (14,15) either directly or via a battery (12); it can supply the electric motor (3) via the battery or a reservoir.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung von Wärme und/oder Strom, insbesondere für die Regulierung des Wohnungsklimas und die Erzeugung von entsprechend tempe­ riertem Wasser, mit einer in eine Kreislaufleitung mit Öltank geschalteten, über einen elektrischen Antriebsmotor verfügen­ den Hydraulikpumpe, einer in den Ölstrom geschalteten Drosseleinrichtung und einem Wärmetauscher, der in oder an das Verbrauchersystem gekoppelt ist.The invention relates to a device for generation of heat and / or electricity, especially for regulation of the housing climate and the generation of appropriate tempe water into a circuit with an oil tank switched, have an electric drive motor the hydraulic pump, one switched into the oil flow Throttle device and a heat exchanger that is in or on the consumer system is coupled.

Bei einer derartigen Einrichtung wird über einen elek­ trischen Antrieb eine Hydraulikpumpe angetrieben, die das Öl mit 160 bar in eine Kreislaufleitung hineindrückt, in der eine Drosseleinrichtung dafür sorgt, daß sich das Öl stark erhitzt. Das erhitzte Öl wird in den Öltank zurückgegeben und erneut in die Kreislaufleitung hineingedrückt, bis eine be­ stimmte Temperatur, beispielsweise von 85 bis 90°C erreicht ist. Dieses dann entsprechend erwärmte Öl wird einem Wärme­ tauscher zugeführt, um Heizwasser aufzuwärmen, das dann für die verschiedensten Heizzwecke, d. h. zur Erzeugung eines bestimmten Wohnungsklimas ausgenutzt wird. Bei der bekannten Einrichtung (DE-PS 36 32 658) dient ein Steuerventil als Drosseleinrichtung, um die erwähnte Erwärmung des Öls zu er­ zwingen. Nachteilig dabei ist, daß eine derartige Einrichtung das Öl mehrfach umwälzen muß, bis eine nutzbare Wärme bzw. eine nutzbare Leistung erreicht ist. Die Leistung wird prak­ tisch in der Drosseleinrichtung vernichtet, ohne weiteren Nutzen daraus zu ziehen.In such a device is an elek trical drive a hydraulic pump that drives the oil at 160 bar into a circuit line in which a throttle device ensures that the oil is strong heated. The heated oil is returned to the oil tank and pressed again into the circuit line until a be agreed temperature, for example from 85 to 90 ° C. is. This oil is warmed up accordingly exchanger supplied to heat up heating water, which is then used for the most diverse heating purposes, d. H. to generate a certain housing climates is exploited. With the known Device (DE-PS 36 32 658) serves as a control valve Throttling device to heat the oil to force. The disadvantage here is that such a device the oil has to circulate several times until a usable heat or usable performance is achieved. The performance becomes practical table destroyed in the throttle device, without further notice Take advantage of it.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nutzleistung von derartigen Energieumsetzungseinrichtungen zu verbessern, eine schnellere Ausnutzung zu ermöglichen und den Einsatzbereich derartiger Einrichtungen zu vergrößern.The invention is therefore based on the object Useful power from such energy conversion facilities improve, enable faster utilization and the To enlarge the area of application of such devices.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Drosseleinrichtung, die in den Ölkreislauf geschaltet ist, als Ölmotor ausgebildet ist, der als Arbeitsmaschine an einen Generator gekoppelt ist.The object is achieved according to the invention in that  the throttle device that is switched into the oil circuit is designed as an oil motor that as a working machine a generator is coupled.

Mit einer derartigen Einrichtung kann wie beschrieben das für den Antrieb des Ölmotors benötigte Öl gezielt erhitzt werden, um dann über einen Wärmetauscher wie gehabt das Heiz­ medium einer Heizanlage aufzuwärmen bzw. aufzuheizen und da­ mit den Verbraucher entsprechend zu versorgen. Darüber hinaus wird aber gleichzeitig wiederum elektrische Energie erzeugt, die beispielsweise zum Antrieb einer elektrischen Heizung oder auch umgekehrt zum Antrieb von Klimaanlagen benutzt wer­ den kann. Vor allem aber ist es möglich, einen Teil der für das Aufwärmen benötigten Energie über den Ölmotor und den Generator zurückzugewinnen, so daß die Wirtschaftlichkeit einer derartigen Einrichtung wesentlich verbessert werden kann. Vorteilhaft ist dabei insbesondere auch, daß der zur Verfügung stehende elektrische Strom beispielsweise sogar wieder für die Versorgung des elektrischen Antriebsmotors der Hydraulikpumpe Verwendung finden kann. Aufgrund dieser viel­ seitigen Versorgungs- und Anwendungsmöglichkeit eignet sich eine derartige Einrichtung beispielsweise auch insbesondere für die Zeiten, wo eine Heizung nicht benötigt wird. Dann kann nämlich mit dem Ölmotor und mit dem Aufheizen des Öls genügend Wärme geschaffen werden, beispielsweise um die Brauchwasserversorgung entsprechend auf Temperatur zu bringen und zu halten. Ein übriger Teil der Energie wird über den Generator wieder so zur Verfügung gestellt, daß damit bei­ spielsweise eine Klimaanlage betrieben werden kann, die auch im Sommer für ein entsprechend gutes Wohnungsklima sorgt. Wird dagegen im Winter viel Wärme gebraucht, wird der elek­ trische Strom dem elektrischen Antriebsmotor wieder zugeführt und damit für die Erwärmung des Öls ausschließlich verwendet.With such a device can be as described the oil required to drive the oil motor is specifically heated then, as before, the heating via a heat exchanger medium to warm up or heat up a heating system and there to supply with the consumer accordingly. Furthermore but electrical energy is generated at the same time, for example to drive an electric heater or vice versa who used to drive air conditioning that can. Most of all, it is possible to use part of the for Warming up required energy via the oil engine and the Recover generator so that the economy such a device can be significantly improved can. It is particularly advantageous that the Available electrical current, for example again for the supply of the electric drive motor Hydraulic pump can be used. Because of this a lot sided supply and application option is suitable such a device, for example, in particular for times when heating is not required. Then can namely with the oil engine and with the heating of the oil enough heat can be created, for example, around the Bring hot water supply to temperature accordingly and hold. A remaining part of the energy is from the Generator again provided so that for example, an air conditioner can be operated, too ensures a correspondingly good indoor climate in summer. However, if a lot of heat is needed in winter, the elek electrical current fed back to the electric drive motor and thus used exclusively for heating the oil.

Nach einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Generator direkt oder über eine Batterie mit einem oder mehreren Verbrauchern verbunden ist. Die Zwi­ schenspeicherung in einer Batterie gibt einen vorteilhaften Puffer, wenn die Energieabnahme am anderen Ende nicht gleich­ mäßig ist. Dabei ist es auch zweckmäßig, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Generator über die Batterie bzw. den Speicher den elektrischen Antriebsmotor versorgend geschaltet ist, weil damit nur die Energie auf den elektri­ schen Antriebsmotor gegeben wird, die für die jeweilige An­ triebssituation gerade benötigt wird. Der Speicher bzw. die Batterie sorgt dafür, daß Energie nicht verloren geht.According to an expedient embodiment of the invention provided that the generator directly or via a battery is connected to one or more consumers. The two  Storage in a battery gives an advantageous one Buffer when the decrease in energy at the other end is not the same is moderate. It is also appropriate if according to one Development of the invention of the generator on the battery or the storage supplying the electric drive motor is switched, because only the energy on the electri The drive motor is given that for the respective An drive situation is currently needed. The memory or the The battery ensures that energy is not lost.

Da in aller Regel eine Teilversorgung des elektrischen Antriebsmotors über die Batterie erfolgen soll, ist es von Vorteil, wenn wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Batterie bzw. der Speicher über einen Ladestromanschluß verfügt. Über diesen Ladestromanschluß kann dafür gesorgt werden, daß die Batterie immer ausreichend geladen ist, so daß insbesondere für den Anlauf des elektrischen Antriebs Energie zur Verfü­ gung steht.As a rule, a partial supply of the electrical Drive motor should be done via the battery, it is from Advantage if, as proposed according to the invention, the battery or the memory has a charging current connection. about this charging current connection can be ensured that the Battery is always sufficiently charged, so that in particular energy available for starting the electric drive is available.

Weiter vorn ist bereits erwähnt, daß die Hydraulikpumpe und und der E-Motor ihre Wärme jeweils an das Öl abgeben, indem sie im Ölbad angeordnet sind. Gemäß der Erfindung ist nun vorgesehen, daß Hydraulikpumpe mit elektrischem Antriebs­ motor und Ölmotor sowie eventueller Regelventile im wärmeiso­ lierten Öltank unterhalb des Ölspiegels angeordnet sind. Da­ mit kann auf eine Kühlung dieser Teile völlig verzichtet wer­ den, wobei die dabei abgenommene Wärme vorteilhaft zur Auf­ wärmung des Öls benutzt wird. Der öldichte und wärmeisolierte Behälter, d. h. also der Öltank nimmt alle diese Teile pro­ blemlos auf, wobei über geeignete Einrichtungen dafür Sorge getragen wird, daß der Ölspiegel nicht unter eine gewisse Grenze fällt, um auf diese Art und Weise einmal Sorge dafür zu tragen, daß nicht Öl in die Umwelt gelangen kann und zum anderen daß die entsprechenden Aggregate auch vom Öl so um­ spült sind, daß sie die entsprechende Wärme sicher abgeben. Eine wärmemäßige Überlastung dieser Aggregate ist damit si­ cher vermieden. Gleichzeitig wird das Öl insgesamt schneller erwärmt, als dies allein durch das Durchlaufen des Ölmotors möglich wäre.Earlier it was mentioned that the hydraulic pump and and the electric motor gives off its heat to the oil, by placing them in an oil bath. According to the invention now provided that hydraulic pump with an electric drive engine and oil engine as well as any control valves in the heat iso gated oil tank are arranged below the oil level. There with you can completely do without cooling these parts the, the heat removed thereby advantageous to the heating of the oil is used. The oil-tight and heat-insulated Container, d. H. so the oil tank takes all of these parts per without hesitation, taking care of suitable facilities is carried that the oil level does not fall below a certain Border falls to care for this once to bear that oil cannot get into the environment and to others that the corresponding aggregates also from oil are flushed that they give off the appropriate heat safely. A thermal overload of these units is therefore safe avoided. At the same time, the oil is getting faster overall  warmed up than this just by going through the oil engine it is possible.

Aus Sicherheitsgründen, aber auch um eine möglichst gro­ ße Einsatzbreite zu schaffen, sieht die Erfindung weiter vor, daß parallel zum in den Ölkreislauf geschalteten Ölmotor ein in einen Bypass eingesetztes, als Drossel wirkendes Steuer­ ventil vorgesehen ist. Beide Drosseleinrichtungen werden so­ mit parallel zueinander betrieben, um so die Aufwärmung des Öls zusätzlich und gezielt zu beschleunigen, wobei beispiels­ weise durch Stillsetzen des Ölmotors auch das Steuerventil alleine betrieben werden kann, wenn sich dies als notwendig erweist. Umgekehrt kann auch das Steuerventil vom Ölstrom abgekapselt werden, um so den Durchtritt der gesamten Ölmenge durch den Ölmotor zu erzwingen.For security reasons, but also to be as large as possible To create a wide range of uses, the invention further provides that parallel to the oil motor connected in the oil circuit in a bypass used as a throttle control valve is provided. Both throttling devices will be like this operated in parallel to each other so as to warm up the Accelerate oil additionally and specifically, for example by stopping the oil motor also the control valve can be operated alone if this proves to be necessary turns out. Conversely, the control valve from the oil flow are encapsulated so that the passage of the entire amount of oil to force through the oil engine.

Eine besonders zweckmäßige Möglichkeit der Regelung der Versorgung des Ölmotors einerseits und des Steuerventils an­ dererseits ist die, bei der vor dem Steuerventil im Bypass oder dem vorgeordneten Ölkreislauf ein den Zustrom zum Ölmo­ tor und Steuerventil regelndes Ventil geschaltet ist. Über dieses Ventil kann vorteilhafterweise auch die Ölmenge, die das Steuerventil durchströmt und die den Ölmotor durchströmt unterschiedlich bemessen werden, je nachdem, wie es sich als zweckmäßig erweist. Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung vor allem auch, daß bei Ausfall des Ölmotors dennoch die eigent­ liche Heizungsanlage weiter betrieben werden kann, was gerade für die Wintermonate von besonderer Bedeutung ist, obwohl heutzutage die hier zum Einsatz kommenden Ölmotoren soweit entwickelt sind, daß Ausfälle kaum zu befürchten sind.A particularly useful way of regulating Supply of the oil motor on the one hand and the control valve on the other hand is the bypass in front of the control valve or the upstream oil circuit the inflow to the oil mo gate and control valve regulating valve is switched. about this valve can advantageously also the amount of oil flows through the control valve and flows through the oil motor be measured differently depending on how it turns out to be proves appropriate. This training is advantageous all that if the oil engine fails, the actual heating system can continue to operate, whatever is of particular importance for the winter months, though today the oil engines used here so far are developed that failures are hardly to be feared.

Ein Steuerventil mit hohem Wirkungsgrad ist das, bei dem es einen gegen die Ringkante des Ventilgehäuses ver­ schiebbaren Dichtkegel aufweist, der als Kegelstumpf ausge­ bildet und mit der Stumpffläche gegen den Ölkreislauf weisend angeordnet ist, wobei der Dichtkegel annähernd mit dem Kegel­ ende im Bereich der Ringkante stehend angeordnet und daß der Zuflußkanal im Ventilgehäuse verlängert ausgebildet ist. Durch diese besondere Ausbildung ist erreicht, daß abweichend von sonst üblichen Bauweisen dieser Aggregate hohe Verluste gezielt auftreten, die sich in einer Aufheizung des Öls um­ setzen. Sowohl durch die gezielte Verlängerung des Drosselwe­ ges bei entsprechender Blende wie auch durch die Ausbildung des Kegelstumpfes ergeben sich Anpralldrücke und damit eine vorteilhaft lokale Erwärmung des Öls, das sich in relativ kurzer Zeit auf 85°C erwärmt. Hinzu kommt, daß durch die Verlängerung des Zuflußkanals im Ventilgehäuse der Ölstrom gezielt über eine lange Strecke an der Wandung der Bohrung bzw. des Zuflußkanals entlang gepreßt und so verwirbelt wird, daß sich weitere Verluste in Form von Wärme einstellen. Die Verlegung der Ringkante an das Kegel ende oder besser gesagt ein entsprechend weites Einschieben des Dichtkegels in den Zuflußkanal führt wiederum dazu, daß sich eine recht große Ringfläche bzw. Drosselfläche ergibt, die wieder eine ent­ sprechende Erwärmung des Öls erbringt.A control valve with high efficiency is the one where it ver against the ring edge of the valve housing pushable sealing cone, which out as a truncated cone forms and with the stump surface facing the oil circuit is arranged, the sealing cone approximately with the cone arranged upright in the area of the ring edge and that the  Inflow channel is elongated in the valve housing. This special training ensures that deviating high losses from the otherwise conventional designs of these units purposefully occur, which involves heating the oil around put. Both through the targeted extension of the Drosselwe ges with appropriate aperture as well as through training of the truncated cone there are impact pressures and thus one advantageous local heating of the oil, which is in relative heated to 85 ° C for a short time. In addition, that through the Extension of the inflow channel in the valve housing of the oil flow targeted over a long distance on the wall of the bore or pressed along the inflow channel and swirled in this way, that further losses occur in the form of heat. The Lay the ring edge to the cone end or better said a correspondingly wide insertion of the sealing cone into the Inflow channel in turn leads to a very large Ring surface or throttle surface, which again ent speaking heating of the oil.

Gemäß der Erfindung prallt eine wesentliche Menge des herangeführten Ölstroms gegen die Stumpffläche des Kegel­ stumpfes, so daß hier starke Wirbel entstehen, die noch da­ durch gezielt erhöht werden, daß der Dichtkegel eine aufge­ rauhte Oberfläche aufweist. Zur Aufrauhung können Absätze und Rillen oder auch eine entsprechende Beschichtung dienen. Alle diese Maßnahmen zielen darauf, die von der Pumpe erzeugte Druckenergie gezielt in Wärme umzuwandeln, um so das Öl auf die gewünschten 85-90°C zu bringen. Eine weitere gezielte Maßnahme, um die Erwärmung des Öls im Steuerventil zu erzwin­ gen, ist die, bei der im Zuflußkanal und/oder dem weiteren Ventilkanal Turbulenzen erzeugende Einbauten vorgesehen sind und der Ventilkanal mehrfach umgelenkt, vorzugsweise um 90° umgelenkt ausgebildet ist. Diese hohen Turbulenzen, die durch die Einbauten erzwungen werden, bringen eine zusätzliche Er­ wärmung des Ölstroms, was durch die mehrmalige Umlenkung um 90 noch unterstützt wird. Dabei ist der Zuflußkanal bis zum Dichtkanal zweckmäßigerweise verlängert, beispielsweise um rund 35 mm, um so bereits im Eintrittsbereich eine lokale Erwärmung zu erzwingen, da in diesem Bereich ja eine Reduzie­ rung des Durchmessers des Zuflußkanals vorgesehen ist. Ein eventueller Überdruck im System wird durch ein einstellbares Druckbegrenzungsventil behoben, das vorzugsweise parallel zum Steuerventil vorgesehen ist.According to the invention, a substantial amount of the bounces introduced oil flow against the frustum of the cone dull, so that strong eddies arise here that are still there be increased by targeted that the sealing cone one up has a rough surface. Paragraphs and Grooves or a corresponding coating are used. All these measures aim at the one generated by the pump Targeted conversion of pressure energy into heat in order to open up the oil bring the desired 85-90 ° C. Another targeted Measure to force the heating of the oil in the control valve gene, is the one in the inflow channel and / or the other Valve channel turbulence internals are provided and the valve channel is deflected several times, preferably by 90 ° is deflected. This high level of turbulence caused by the internals are forced to bring an additional Er heating of the oil flow, which is caused by the repeated deflection 90 is still supported. The inflow channel is up to Appropriately extended sealing channel, for example by  around 35 mm, so a local one already in the entrance area To force warming, because there is a reduction in this area tion of the diameter of the inflow channel is provided. On Any overpressure in the system is indicated by an adjustable Fixed pressure relief valve, which is preferably parallel to Control valve is provided.

Zur Sicherheitserhöhung ist vorgesehen, daß der Ventil­ kanal endseitig axial zum Zuflußkanal verlaufend ausgebildet und mit ihm über einen über eine Druckwaage verschließbaren Direktkanal mit geringem Querschnitt verbunden ist. Die Di­ rektverbindung zwischen Eingangs- und Ausgangsstutzen wird somit über die Druckwaage verschlossen, die dafür sorgt, daß das Öl in der Regel über den Ventilkanal und die mehrfachen Umlenkungen zum Ausgangsstutzen strömen muß. Wird der vorge­ sehene Druck aber überschritten, wird das Öl auf direktem Wege über die Druckwaage abgeführt. Eine erhöhte Sicherheit ist so erreicht.To increase safety, it is provided that the valve channel formed axially extending at the end to the inflow channel and lockable with it via a pressure compensator Direct channel with a small cross-section is connected. The Tues right connection between inlet and outlet nozzle thus closed via the pressure compensator, which ensures that the oil usually through the valve channel and the multiple Redirections to the outlet pipe must flow. If the pre seen pressure but exceeded, the oil is on direct Paths discharged via the pressure compensator. Increased security is achieved.

Weiter vorne ist bereits erläutert worden, daß die ein­ zelnen Aggregate im Öltank unterhalb des Ölspiegels angeord­ net sind und somit vollständig von Öl umströmt werden. Dabei ist der elektrische Antriebsmotor als Unterölmotor ausgebil­ det und zusätzlich gemäß der Erfindung vorgesehen, daß auch der Generator als Unterölgenerator ausgebildet und dement­ sprechend im Öltank angeordnet ist. Erreicht wird somit eine Kühlung dieses Aggregates, ohne daß dabei Wärme verloren geht.It has already been explained above that the one individual units are arranged in the oil tank below the oil level are net and are therefore completely surrounded by oil. Here the electric drive motor is designed as a sub-oil motor det and additionally provided according to the invention that also the generator is designed as an under oil generator and demented is arranged speaking in the oil tank. One is thus achieved Cooling of this unit without losing heat goes.

Die gezielte Kühlung des Generators wird dadurch er­ reicht, daß der Generator Kühlrillen aufweist, die zwischen dem rotierenden und dem feststehenden Teil unter rund 45° schräg verlaufend ausgebildet und vorzugsweise mit Drallele­ menten versehen sind. Damit kann das Öl direkt am Entstehungs­ ort die Wärme abführen, es kann nicht zu Wärmestaus oder son­ stigen Problemen kommen, wodurch insgesamt gesehen eine opti­ mierte Ausnutzung der anfallenden Wärme auf allen Ebenen er­ reicht ist.The targeted cooling of the generator is thereby is sufficient that the generator has cooling grooves between the rotating and the fixed part at around 45 ° formed obliquely and preferably with swirl elements are provided. This allows the oil to form directly dissipate the heat, there can be no heat build-up or other problems arise, which makes an overall opti Use of the heat generated at all levels  is enough.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Einrichtung geschaffen ist, die eine erhöhte Nutz­ leistung erbringt, die sehr vielseitig einsetzbar ist und die vorteilhafterweise auch frühzeitig die für die Verbesserung des Wohnungsklimas benötigte Wärme zur Verfügung stellt. Da­ bei wird die Wärme von einem Arbeitsaggregat abgenommen und nicht oder nicht nur von einem Aggregat, das Energie vernich­ tet bzw. in Wärme umsetzt. Die Einrichtung sieht dazu weiter vor, daß auch unterschiedliche Aggregate wie Ölmotor und Steuerventil parallel zueinander im Einsatz sind, um so eine möglichst günstige Ausnutzung der Energie zu erreichen. Vor­ teilhaft ist, daß beide Drosselstellen oder auch jeweils wenn nur eine zum Einsatz kommt auch die des Ölmotors gezielt ein­ gestellt werden können, so daß letztlich die Zeit, bis zu der das Öl seine Zieltemperatur erreicht aber letztlich auch die Zieltemperatur den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden kann.The invention is characterized in particular by that a facility is created that has increased utility provides performance that is very versatile and that advantageously also early on for improvement of the indoor climate provides the required heat. There at the heat is removed from a work unit and not or not just from an aggregate that wastes energy tet or converted into heat. The facility continues to do so before that also different units such as oil engine and Control valve are used in parallel to each other, so one to achieve the cheapest possible use of energy. Before is partial that both throttling points or if each only one is used specifically that of the oil engine can be placed, so that ultimately the time until the the oil ultimately reaches its target temperature Target temperature to be adjusted to the particular circumstances can.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:Further details and advantages of the invention counter stand out from the following description of the associated drawing, in which a preferred embodiment play with the necessary details and parts is shown. Show it:

Fig. 1 ein Schema der Energieumsetzungseinrich­ tung, Fig. 1 is a diagram of Energieumsetzungseinrich tung,

Fig. 2 ein Steuerventil in vereinfachter Dar­ stellung, Fig. 2 position, a control valve in a simplified Dar,

Fig. 3 den Kernbereich des Steuerventils im Schnitt, Fig. 3 shows the core portion of the control valve in section;

Fig. 4 die zum Einsatz kommenden Motor, Pumpe sowie Motor und Generator in vereinfach­ ter Darstellung und Fig. 4, the motor, pump and motor and generator used in simplified ter representation and

Fig. 5 ein Schema mit parallel geschaltetem Steuerventil. Fig. 5 is a diagram with a control valve connected in parallel.

Fig. 1 zeigt das Schema einer Energieumsetzungseinrich­ tung 1 mit der Kreislaufleitung 2, in die sowohl die Wärmeer­ zeuger wie auch die Wärmenutzer geschaltet sind. Der An­ triebsmotor 3 und die Hydraulikpumpe 4 sind zusammen mit der Drosseleinrichtung 5 in einen Öltank 8 eingebracht und werden hier betrieben, wobei die in der Drosseleinrichtung 5 erzeug­ te Wärme auf das Öl übertragen und von diesem dann über den Wärmetauscher 6 dem Verbrauchersystem 7 zugeführt wird. Bei dem Verbrauchersystem 7 handelt es sich um eine übliche Hei­ zungsanlage, wobei hier der Einfachheit halber lediglich ein Heizkörper angedeutet ist. Fig. 1 shows the scheme of a Energieumsaltungseinrich device 1 with the circuit line 2 , in which both the heat generator and the heat users are connected. At the drive motor 3 and the hydraulic pump 4 are introduced together with the throttle device 5 into an oil tank 8 and are operated here, the heat generated in the throttle device 5 being transferred to the oil and then fed from this to the consumer system 7 via the heat exchanger 6 . The consumer system 7 is a conventional heating system, only a radiator being indicated here for the sake of simplicity.

Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Einrichtung 1 ist die Hydraulikpumpe 4, die vom Antriebsmotor 3 angetrieben wird, mit einem in den Ölkreislauf 9 geschalteten Ölmotor 10 ver­ bunden. Der Ölmotor 10 dient hier als Drosseleinrichtung 5, wobei er an einen Generator 11 gekoppelt ist, den er entspre­ chend mit der notwendigen Energie, hier Drehenergie versorgt. Das Öl wird im Ölmotor 10 aufgeheizt und dann wieder in den Öltank 10 zurückgegeben, um von hier aus wie schon erwähnt über den Wärmetauscher 6 das Verbrauchersystem 7 mit der nö­ tigen Wärmeenergie zu versorgen.In the device 1 shown in Fig. 1, the hydraulic pump 4 , which is driven by the drive motor 3 , with a connected in the oil circuit 9 oil motor 10 connected ver. The oil motor 10 serves here as a throttle device 5 , wherein it is coupled to a generator 11 , which it accordingly supplies with the necessary energy, here rotational energy. The oil is heated in the oil motor 10 and then returned to the oil tank 10 in order to supply the consumer system 7 with the necessary thermal energy from here, as already mentioned, via the heat exchanger 6 .

Fig. 1 verdeutlicht, daß bei der beschriebenen Einrich­ tung der Öltank 8 vergrößert ist und zwar so, daß er sowohl den Antriebsmotor 3 wie die Hydraulikpumpe 4 wie auch den Ölmotor 10 und den Generator 11 mitaufnimmt. Sowohl der Gene­ rator 11 wie auch der Antriebsmotor 3 werden über das im Öl­ tank 8 vorgehaltene Öl kontinuierlich gekühlt, was durch ent­ sprechende Pfeile angedeutet ist. Denkbar ist natürlich auch, daß bei einer anderen Ausbildung des Generators 11, dieser sich außerhalb des Öltanks 8 befindet. Fig. 1 shows that in the Einrich device described the oil tank 8 is enlarged so that it includes both the drive motor 3 as the hydraulic pump 4 and the oil motor 10 and the generator 11 . Both the generator 11 and the drive motor 3 are continuously cooled via the oil stored in the oil tank 8 , which is indicated by corresponding arrows. Of course, it is also conceivable that in another embodiment of the generator 11 , it is located outside the oil tank 8 .

Über den Generator 11 wird Energie an die Batterie 12 abgegeben, die mit einer Zuladeleitung 13 und einem Ladestro­ manschluß 16 ausgerüstet ist, so daß Fremdenergie in den "Kreislauf" eingeschleust werden kann. Via the generator 11 , energy is delivered to the battery 12 , which is equipped with a supply line 13 and a charging current connection 16 , so that external energy can be introduced into the "cycle".

Über die Batterie 12 werden unterschiedliche Verbraucher 14, 15, aber ggf. auch der Antriebsmotor 3 mit der notwendi­ gen Energie versorgt. Bei 15 handelt es sich beispielsweise um den Hausanschluß, womit angedeutet ist, daß die über den Generator 11 zurückgewonnene elektrische Energie eben auch auf diese Art und Weise zum Teil zumindest aus dem System ausgeschleust werden kann, um hier für Licht u. ä. zu sorgen.Different consumers 14 , 15 , but possibly also the drive motor 3 are supplied with the necessary energy via the battery 12 . 15 is, for example, the house connection, which indicates that the electrical energy recovered via the generator 11 can also be partially removed from the system in this way, in order here for light and. to worry.

Der Wärmetauscher 6 wird vorzugsweise nicht nur für die Versorgung des Verbrauchersystems 7 in Form von Heizkörpern eingesetzt, sondern auch, um beispielsweise warmes Nutzwasser zu erzeugen. Hierzu ist der Wärmetauscher 6 vorzugsweise mit einem hier nicht dargestellten Doppelrohrsystem ausgerüstet, wodurch das heiße Öl lange genug im Wärmetauscher 6 ver­ bleibt, um weitgehend die notwendige Wärme an das umströmende Wasser abzugeben.The heat exchanger 6 is preferably used not only for supplying the consumer system 7 in the form of radiators, but also in order, for example, to produce hot water. For this purpose, the heat exchanger 6 is preferably equipped with a double pipe system, not shown here, whereby the hot oil remains in the heat exchanger 6 long enough to largely give off the necessary heat to the flowing water.

Fig. 2 zeigt ein Steuerventil 19, das, wie weiter hinten noch erwähnt ist, zusätzlich in den Ölkreislauf 9 geschaltet werden kann. Fig. 2 zeigt das Ventilgehäuse 20 des Steuerven­ tils 19 gewissermaßen im Schnitt. Der Ölstrom wird über den Eingangsstutzen in das Steuerventil 19 hineingeleitet und dann über den Zuflußkanal 25 bis zum Dichtkegel 22 bzw. bis zum Ventilkörper. Dazwischen liegt ein erster Umlenkpunkt 31. Eine weitere Umlenkung erfolgt im Bereich des Dichtkegels 22, der in Fig. 3 in vergrößerter Wiedergabe dargestellt ist. Aufgrund des verengten Querschnittes, wie insbesondere an Hand Fig. 3 gezeigt ist, kommt es hier zur Umlenkung, Beein­ flussung und Erwärmung des Öls. Dabei können in dem nachfol­ genden Ventilkanal 27 verschiedene Einbauten 28 eingebracht werden, um wiederum den Ölstrom entsprechend zu beeinflussen. Die Einstellung des Dichtkegels 22 erfolgt übrigens über das Stellrad 32, wobei dieses Stellrad 32 so ausgebildet ist, daß eine Feineinstellung erreicht wird, die am oberen Rand des Ventilgehäuses 20 kenntlich gemacht wird. Das Öl wird dann über den Ausgangsstutzen 35 abgeführt und zwar im Ölkreislauf 9. Fig. 2 shows a control valve 19 which, as will be mentioned later, can also be switched into the oil circuit 9 . Fig. 2 shows the valve housing 20 of the Steuererven valve 19 to a certain extent in section. The oil flow is led into the control valve 19 via the inlet connection and then via the inflow channel 25 to the sealing cone 22 or to the valve body. A first deflection point 31 lies in between. A further deflection takes place in the area of the sealing cone 22 , which is shown in an enlarged representation in FIG. 3. Due to the narrowed cross section, as shown in particular with reference to Fig. 3, there is a deflection, influencing and heating of the oil. In this case, various internals 28 can be introduced in the subsequent valve channel 27 in order in turn to influence the oil flow accordingly. Incidentally, the setting of the sealing cone 22 takes place via the adjusting wheel 32 , this adjusting wheel 32 being designed in such a way that a fine adjustment is achieved, which is indicated on the upper edge of the valve housing 20 . The oil is then discharged via the outlet connection 35 , specifically in the oil circuit 9 .

Zur Sicherung des Systems und um insbesondere eine Über­ heizung zu vermeiden, ist im Ventilgehäuse 20 eine Druckwaage 29 installiert, die den Direktkanal 30 zwischen Eingangsstut­ zen und Ausgangsstutzen öffnet, wenn der Druck von rund 170 bar übertroffen wird. Über die entsprechende Stellschraube 29′ kann die Druckwaage 29 den jeweiligen Gegebenheiten ent­ sprechend eingestellt werden.To secure the system and in particular to avoid overheating, a pressure compensator 29 is installed in the valve housing 20 , which opens the direct channel 30 between the inlet nozzle and outlet nozzle when the pressure of around 170 bar is exceeded. About the corresponding screw 29 ', the pressure compensator 29 can be adjusted accordingly to the particular circumstances.

Bei der Darstellung nach Fig. 2 ist der Zuflußkanal 25 leicht trichterförmig ausgebildet. Dies begünstigt die Füh­ rung des Ölstroms dicht an der Wandung entlang. Die entspre­ chende Führung an der Wandung entlang kann dabei noch begün­ stigt werden, indem vor dem eigentlichen Dichtkegel 22 bzw. Ventilkörper ein Stromteilungskegel o. ä. Einbauten 28 vor­ gesehen werden. All dies dient zur Erzeugung zusätzlicher Wirbel und damit der Aufheizung des Ölstroms.In the illustration of FIG. 2, the feed channel 25 is formed slightly funnel-shaped. This favors the flow of the oil flow close to the wall. The corre sponding guide along the wall can be begün stigt by a flow dividing cone or the like internals 28 can be seen before the actual sealing cone 22 or valve body. All of this serves to generate additional vortices and thus to heat the oil flow.

Eine weitere Erwärmung erreicht man durch eine besondere Ausbildung der Oberfläche 26 des Dichtkegels 22, die gezielt rauh gestaltet ist. In aller Regel reicht es dabei sogar, wenn die Oberfläche 26 nicht bearbeitet ist. Die hierdurch verbleibende Rauhigkeit der Oberfläche 26 führt aufgrund des hohen Druckes des Öls zu ausreichenden Effekten bezüglich Verwirbelung u. ä.Further heating is achieved by a special design of the surface 26 of the sealing cone 22 , which is specifically designed to be rough. As a rule, it is even sufficient if the surface 26 is not machined. The resulting roughness of the surface 26 leads due to the high pressure of the oil to sufficient effects with respect to swirl and. Ä.

Während durch die beschriebene Ausbildung des Dichtke­ gels 22, der Ringkante 21 und auch des Zuflußkanals 25 eine Erwärmung von 20 auf beispielsweise 40-50°C erreicht wird, kann eine weitere gezielte Erwärmung durch eine entsprechende Führung des Ölstroms durch das Steuerventil 19 erreicht wer­ den. Hier wird noch einmal auf die mehrfache Umlenkung auch im Bereich der Stumpffläche 23 und des Kegelendes 24 hinge­ wiesen. Weitere Umlenkpunkte sind mit 31′′ und 31′′′ bezeich­ net.While a heating of 20 to, for example, 40-50 ° C. is achieved by the described configuration of the sealing ring 22 , the ring edge 21 and also the inflow channel 25 , further targeted heating can be achieved by appropriate guidance of the oil flow through the control valve 19 . Here, reference is once again made to the multiple deflection in the area of the frustum surface 23 and the cone end 24 . Further deflection points are designated with 31 '' and 31 '''net.

Fig. 4 schließlich zeigt die besondere Ausbildung des Antriebsmotors 3, der der Hydraulikpumpe 4 zugeordnet ist. Fig. 4 shows the special construction of the drive motor 3, which is associated with the hydraulic pump 4.

Der Antriebsmotor 3 ist als Unterölelektromotor ausgebildet, wobei zwischen Stator und Rotor Schlitze verbleiben, durch die das Öl zur Abkühlung des Antriebsmotors 3 hindurchge­ drückt wird. Bei der aus Fig. 4 ersichtlichen Ausführung ist der Stator mit Kühlrillen 33, 34 bzw. 33′, 34′ ausgerüstet, die unter rund 45° schräg verlaufend angeordnet sind und da­ für sorgen, daß das Öl durch diese Rillen hin­ durchgeschleudert wird. Dies wird noch dadurch begünstigt, daß die Hydraulikpumpe 4 das Öl zusätzlich ansaugt.The drive motor 3 is designed as a sub-oil electric motor, with slots remaining between the stator and rotor through which the oil is pressed to cool the drive motor 3 . In the embodiment shown in Fig. 4, the stator is equipped with cooling grooves 33 , 34 and 33 ', 34 ', which are arranged at an angle of around 45 ° and ensure that the oil is thrown through these grooves. This is further promoted by the fact that the hydraulic pump 4 additionally sucks in the oil.

Über die Hydraulikpumpe 4 wird das Öl mit rund 160-170 bar auf den Ölmotor 10 geleitet, um dann den Ölmotor, der den Generator 11 antreibt, entsprechend aufgeheizt zu verlassen. Auch der Generator 11 ist wie aus Fig. 4 ersichtlich so auf­ gebaut, daß er über entsprechende Kühlrillen 33, 33′, 34, 34′ verfügt, so daß das Öl entsprechend den Korpus durchströmen und dabei abkühlen kann.Via the hydraulic pump 4 , the oil is directed to the oil motor 10 at around 160-170 bar, in order then to leave the oil motor which drives the generator 11 heated up accordingly. The generator 11 is, as can be seen from Fig. 4, built on that it has corresponding cooling grooves 33 , 33 ', 34 , 34 ', so that the oil can flow through the body and thereby cool.

Fig. 5 zeigt eine Ausbildung, bei der zusätzlich zum Ölmotor 10 und Generator 11 ein Steuerventil 19 in den Öl­ kreislauf 9 geschaltet ist. Das Steuerventil 19 ist parallel in einen Bypass 36 geschaltet, wobei ein Druckbegrenzungsven­ til 37 vor dem Steuerventil 19 dafür sorgt, daß sich hier kein zu hoher Druck aufbauen kann. Fig. 5 shows an embodiment in which, in addition to the oil motor 10 and generator 11, a control valve 19 is connected to the oil circuit 9 . The control valve 19 is connected in parallel in a bypass 36 , a pressure relief valve 37 in front of the control valve 19 ensures that no excessive pressure can build up here.

Da der Ölstrom egal, ob es sich um eine Reserveeinrich­ tung handelt oder um eine Paralleleinrichtung, in den Bypass bzw. in die Normalleitung hineingeleitet werden muß, ist am Verbindungspunkt ein Ventil 38 angebracht, das dafür sorgt, daß die jeweils notwendige und vorgesehene Menge entweder dem Ölmotor 10 zugeführt wird oder aber dem Steuerventil 19. Die Einzelheiten des Steuerventils sind an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert worden. Dieses Steuerventil wirkt als Drossel und führt damit ebenso zur Aufwärmung des Öls wie beim "Arbeiten" im Ölmotor 10.Since the oil flow does not matter whether it is a Reserveeinrich device or a parallel device, into the bypass or into the normal line, a valve 38 is attached to the connection point, which ensures that the necessary and intended amount either is supplied to the oil motor 10 or else to the control valve 19 . The details of the control valve have been explained with reference to FIGS. 2 and 3. This control valve acts as a throttle and thus also leads to the heating up of the oil as when "working" in the oil motor 10 .

Sowohl der Antriebsmotor 3 wie auch der Ölmotor 10 bzw. der Generator 11 sind im "Ölbad" angeordnet, d. h. sie geben ihre überschüssige Wärme an das Öl ab. Hierzu sind die an Hand der Fig. 4 beispielsweise gezeigten Kühlrillen 33, 34 sowohl am bzw. im Antriebsmotor 3 wie auch im Generator 11 vorgesehen. Das Öl durchströmt diese Körper wie gezeigt durch die Kühlrillen 33, 34 und sorgt dafür, daß diese Aggregate sich nicht überhitzen können.Both the drive motor 3 and the oil motor 10 or the generator 11 are arranged in an "oil bath", ie they give off their excess heat to the oil. For this purpose, the cooling grooves 33 , 34 shown for example in FIG. 4 are provided both on or in the drive motor 3 and in the generator 11 . The oil flows through these bodies through the cooling grooves 33 , 34 as shown and ensures that these aggregates cannot overheat.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfin­ dungswesentlich angesehen.All mentioned features, including those of the drawings alone to be extracted, alone and in combination, are invented considered essential.

Claims (14)

1. Einrichtung zur Erzeugung von Wärme und/oder Strom, insbesondere für die Regulierung des Wohnungsklimas und die Erzeugung von entsprechend temperiertem Wasser, mit einer in eine Kreislaufleitung (2) mit Öltank (8) geschalte­ ten, über einen elektrischen Antriebsmotor (3) verfügenden Hydraulikpumpe (4), einer in den Ölstrom geschalteten Dros­ seleinrichtung (5) und einem Wärmetauscher (6), der in oder an das Verbrauchersystem (7) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung (5), die in den Ölkreislauf (9) geschaltet ist, als Ölmotor (10) ausgebildet ist, der als Arbeitsmaschine an einen Generator (11) gekoppelt ist.1. Device for generating heat and / or electricity, in particular for regulating the indoor climate and the generation of appropriately tempered water, with a switched in a circuit line ( 2 ) with oil tank ( 8 ) th, have an electric drive motor ( 3 ) Hydraulic pump ( 4 ), a throttle device switched into the oil flow ( 5 ) and a heat exchanger ( 6 ) which is coupled in or to the consumer system ( 7 ), characterized in that the throttle device ( 5 ) which is in the oil circuit ( 9 ) is configured as an oil motor ( 10 ) which is coupled as a working machine to a generator ( 11 ). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (11) direkt oder über eine Batterie (12) mit einem oder mehreren Verbrauchern (14, 15) verbunden ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the generator ( 11 ) is connected directly or via a battery ( 12 ) to one or more consumers ( 14 , 15 ). 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (11) über die Batterie (12) bzw. den Spei­ cher den elektrischen Antriebsmotor (3) versorgend geschaltet ist.3. Device according to claim 1 and claim 2, characterized in that the generator ( 11 ) via the battery ( 12 ) or the SpeI cher the electric drive motor ( 3 ) is connected to supply. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (12) bzw. der Speicher über einen Ladestrom­ anschluß (16) verfügt.4. Device according to claim 2 or claim 3, characterized in that the battery ( 12 ) or the memory has a charging current connection ( 16 ). 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hydraulikpumpe (4) mit elektrischem Antriebsmotor (3) und Ölmotor (10) sowie eventueller Regelventile im wärmeisolier­ ten Öltank (8) unterhalb des Ölspiegels angeordnet sind. 5. Device according to claim 1, characterized in that hydraulic pump ( 4 ) with an electric drive motor ( 3 ) and oil motor ( 10 ) and any control valves in the thermally insulated oil tank ( 8 ) are arranged below the oil level. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum in den Ölkreislauf (9) geschalteten Ölmotor (10) ein in einen Bypass (36) eingesetztes, als Drossel (5) wirkendes Steuerventil (19) vorgesehen ist.6. Device according to claim 1, characterized in that in parallel to the oil circuit ( 9 ) switched oil motor ( 10 ) in a bypass ( 36 ) used as a throttle ( 5 ) acting control valve ( 19 ) is provided. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Steuerventil (19) im Bypass (36) oder dem vorge­ ordneten Ölkreislauf (9) ein den Zustrom zum Ölmotor (10) und Steuerventil (19) regelndes Ventil (38) geschaltet ist.7. Device according to claim 6, characterized in that in front of the control valve ( 19 ) in the bypass ( 36 ) or the pre-arranged oil circuit ( 9 ) a flow to the oil motor ( 10 ) and control valve ( 19 ) regulating valve ( 38 ) is connected . 8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (19) einen gegen die Ringkante (21) des Ventilgehäuses (20) verschiebbaren Dichtkegel (22) aufweist, der als Kegelstumpf ausgebildet und mit der Stumpffläche (23) gegen den Ölkreislauf (9) weisend angeordnet ist, daß der Dichtkegel (22) annähernd mit dem Kegelende (24) im Bereich der Ringkante (21) stehend angeordnet und daß der Zuflußkanal (25) im Ventilgehäuse (20) verlängert ausgebildet ist.8. Device according to claim 6, characterized in that the control valve ( 19 ) against the ring edge ( 21 ) of the valve housing ( 20 ) displaceable sealing cone ( 22 ) which is designed as a truncated cone and with the frustum surface ( 23 ) against the oil circuit ( 9 ) is arranged so that the sealing cone ( 22 ) is approximately upright with the cone end ( 24 ) in the region of the ring edge ( 21 ) and that the inflow channel ( 25 ) in the valve housing ( 20 ) is elongated. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuflußkanal (25) in Richtung Dichtkegel (22) trich­ terförmig ausgebildet ist.9. Device according to claim 8, characterized in that the inflow channel ( 25 ) in the direction of the sealing cone ( 22 ) is trich-shaped. 10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkegel (22) eine aufgerauhte Oberfläche (26) auf­ weist.10. The device according to claim 8, characterized in that the sealing cone ( 22 ) has a roughened surface ( 26 ). 11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuflußkanal (25) und/oder dem weiteren Ventilkanal (27) Turbulenzen erzeugende Einbauten (28) vorgesehen sind und der Ventilkanal (27) mehrfach umgelenkt, vorzugsweise um 90° umgelenkt ausgebildet ist.11. The device according to claim 8, characterized in that in the inflow channel ( 25 ) and / or the further valve channel ( 27 ) turbulence-generating internals ( 28 ) are provided and the valve channel ( 27 ) is deflected several times, preferably 90 ° deflected. 12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkanal (27) endseitig axial zum Zuflußkanal (25) verlaufend ausgebildet und mit ihm über einen über eine Druckwaage (29) verschließbaren Direktkanal (30) mit geringem Querschnitt verbunden ist.12. The device according to claim 8, characterized in that the valve channel ( 27 ) at the end axially to the inflow channel ( 25 ) is formed and connected to it via a pressure compensator ( 29 ) closable direct channel ( 30 ) with a small cross-section. 13. Einrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem als Unterölmotor ausgebildeten elektrischen Antriebsmotor (3) auch der Generator (11) als Unterölgenera­ tor ausgebildet und dementsprechend im Öltank (8) angeordnet ist.13. The device according to claim 1 and claim 5, characterized in that in addition to the electric drive motor designed as an oil motor ( 3 ) and the generator ( 11 ) formed as Unterölgenera gate and is accordingly arranged in the oil tank ( 8 ). 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (11) Kühlrillen (33, 34) aufweist, die zwi­ schen dem rotierenden und dem feststehenden Teil unter rund 45° schräg verlaufend ausgebildet und vorzugsweise mit Drall­ elementen versehen sind.14. The device according to claim 13, characterized in that the generator ( 11 ) has cooling grooves ( 33 , 34 ) formed between the rotating and the fixed part inclined at around 45 ° and are preferably provided with swirl elements.