EP2820299A1 - Liquid piston arrangement with a plate-type heat exchanger for the quasi isothermal compression and expansion of gases - Google Patents

Abstract

The invention relates to a liquid piston arrangement for the compression and expansion of gases. The liquid piston arrangement comprises a liquid piston which is embodied by a liquid level formed by a liquid in a high-pressure space, and a laminated core with laminates spaced apart from one another, the laminated core being mounted in the high-pressure space and being washed around by the liquid.

Description

Flüssijgkolbenanordnunjg mit Plattentauscher für die quasi-isotherme Verdichtung und Entspannung von Gasen  Liquid gas piston assembly with plate exchanger for quasi-isothermal compression and expansion of gases

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkolbenanordnung mit Plattentauscher für die quasi-isotherme Verdichtung und Entspannung von Gasen. The invention relates to a liquid piston arrangement with plate exchanger for the quasi-isothermal compression and expansion of gases.

Die Hochdruck-Luftspeicherung ist seit dem 19. Jahrhundert bekannt, konnte sich bislang aber nur in spezifischen Anwendungen durchsetzen. In letzter Zeit ist jedoch das Interesse an dieser Technologie gestiegen, da nach Wegen gesucht wird, erneuerbare Energien in dezentraler Anordnung zu nutzen und die bestehenden Netze mit lokalen Speichern zu stützen. The high-pressure air storage has been known since the 19th century, but has so far prevailed only in specific applications. Recently, however, interest in this technology has increased as it seeks ways of using decentralized renewable energy and supporting existing networks with local storage.

Herkömmliche Anordnungen zur Verdichtung und Entspannung von Gasen sind aus folgenden Druckschriften bekannt: Conventional arrangements for the compression and expansion of gases are known from the following publications:

DE 34 08 633 AI ,  DE 34 08 633 A1,

US 586 100 A,  US 586 100 A,

- EP 2 273 1 19 Bl , EP 2 273 1 19 B1,

- Eidgenössisches Department für Umwelt, Verkehr, Energie und  - Federal Department of Environment, Transport, Energy and

Kommunikation UVEK, Bundesamt für Energie BFE, Schlussbericht Communication DETEC, Swiss Federal Office for Energy SFOE, final report

Mai 2004, Einsatz von Druckluftspeichersystemen, I. Cyphelly, A.May 2004, use of compressed air storage systems, I. Cyphelly, A.

Rufer, Ph. Brückmann, W. Menhardt, A. Reller, Cyphelly & Co, Champ de Rive, CP 18, 2416 Les Brenets, DIS-Projekt Nr. 100406,Rufer, Ph. Brückmann, W. Menhardt, A. Reller, Cyphelly & Co, Champ de Rive, CP 18, 2416 Les Brenets, DIS Project No. 100406,

DIS-Vertrags Nr. 150504, - Eidgenössisches Department für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK, Bundesamt für Energie BFE, JahresberichtDIS contract no. 150504, - Federal Department of the Environment, Transport, Energy and Communications DETEC, Swiss Federal Office of Energy SFOE, Annual Report

2004, 27. Dezember 2004, Projekt Machbarkeit des Druckluftspeicherkonzeptes BOP-B, Philipp Brückmann, Ivan Cyphelly, Markus Lindegger, Bahnhofstr. 17, 7260 Davos Dorf, BFE-Projekt-Nr. 2004, December 27, 2004, Project feasibility of the compressed air storage concept BOP-B, Philipp Brückmann, Ivan Cyphelly, Markus Lindegger, Bahnhofstr. 17, 7260 Davos Dorf, SFOE project no.

100985, BFE-Vertrag-Nr. 151 155,  100985, SFOE contract no. 151 155,

- Eidgenössisches Department für Umwelt, Verkehr, Energie und  - Federal Department of Environment, Transport, Energy and

Kommunikation UVEK, Bundesamt für Energie BFE, Jahresbericht Communication DETEC, Swiss Federal Office for Energy SFOE, annual report

2005, 2. Dezember 2005, Projekt Machbarkeit des Druckluftspei- cherkonzeptes BOP-B, Philipp Brückmann, Ivan Cyphelly, Markus2005, 2 December 2005, Project Feasibility of the compressed air storage concept BOP-B, Philipp Brückmann, Ivan Cyphelly, Markus

Lindegger, Bahnhofstr. 17, 7260 Davos Dorf, BFE-Projekt-Nr. Lindegger, Bahnhofstr. 17, 7260 Davos Dorf, SFOE project no.

100985, BFE-Vertrag-Nr. 151 155, und  100985, SFOE contract no. 151 155, and

- Eidgenössisches Department für Umwelt, Verkehr, Energie und  - Federal Department of Environment, Transport, Energy and

Kommunikation UVEK, Bundesamt für Energie BFE, Druckluftspei - cherung: Optimierung/Ausmessung bestehendes Projektmuster, Communication DETEC, Swiss Federal Office for Energy SFOE, compressed air storage: optimization / measurement of existing project samples,

Schlussbericht, 01.06.2007, Philipp Brückmann, Brückmann Eleko- tronik (Projektleitung), Bahnhofstr. 17, 7260 Davos Dorf, Ivan Cyphelly, Cyphelly & Cie (Versuche und Bericht), POB18, 2416 Les Brenets. Final Report, 01.06.2007, Philipp Brückmann, Brückmann Electronics (Project Management), Bahnhofstr. 17, 7260 Davos Village, Ivan Cyphelly, Cyphelly & Cie (Experiments and Report), POB18, 2416 Les Brenets.

Die Hochdruck-Luftspeicherung nutzt die Energie, die in komprimierter Luft steckt. Zu Zeiten, zu denen beispielsweise mehr Strom produziert als verbraucht wird, kann mit der überschüssigen Energie Luft unter Druck in einen Speicher gepumpt werden. Bei Strombedarf wird die in der High-pressure air storage uses the energy contained in compressed air. For example, at times when more power is produced than consumed, the excess energy can be used to pump air under pressure into a storage tank. When power is needed in the

Druckluft gespeicherte Energie wieder in andere Formen von Energie, z. B. elektrischen Strom, umgewandelt oder aber es werden Maschinen oder Fahrzeuge direkt angetrieben. Compressed air stored energy back into other forms of energy, eg. As electric power, converted or machines or vehicles are driven directly.

Verdichtung und Entspannung in höheren Druckbereichen (100 bis 300 bar) sind nach wie vor verlustbehaftete Vorgänge, da die Koppelung zwi- sehen Erwärmung und Druckerhöhung (bzw. zwischen Abkühlung und Druckabbau) einen effizienten Betrieb verhindert und nur abschnittweise zwischengekühlte adiabatische Vorgänge aneinandergereiht werden können. Die mehrstufigen Kompressoren mit einer Vielzahl von Ventilen und topologisch bedingten Toträumen erreichen demzufolge energetische Wirkungsgrade, die 50 % kaum überschreiten, und dies mit erheblichem Aufwand, wie z. B. mit hochdrucktauglichen Wärmetauschern für jede einzelne Stufe. Diese niedrigen Wirkungsgrade erschweren die Technik von Kompression und Entspannung zwecks Energiespeicherung in Hoch- druckbehältern . Compression and expansion in higher pressure ranges (100 to 300 bar) are still lossy processes, since the coupling between see heating and pressure increase (or between cooling and pressure reduction) prevents efficient operation and only intermittently intercooled adiabatic processes can be strung together. The multi-stage compressors with a variety of valves and topologically related dead spaces thus achieve energy efficiencies that exceed 50% barely, and this with considerable effort, such. B. with high pressure suitable heat exchangers for each stage. These low efficiencies complicate the technique of compression and relaxation for energy storage in high pressure vessels.

Um diese Problematik zu beseitigen, bedarf es eines Wärmetausches während der Druckänderung, damit ein annähernd isothermes Verhalten erzwungen werden kann, und dies noch kombiniert mit einer Ausschal - tung der Toträume. Es sind diesbezüglich Problemlösungen bekannt, die dank mittelbarem Wärmetausch durch Sprühnebeleinspritzung in In order to eliminate this problem, it is necessary to exchange heat during the pressure change, so that an approximately isothermal behavior can be forced, and this in combination with a deactivation of the dead spaces. There are problems known in this regard, thanks to indirect heat exchange by spray injection in

Schraubenkompressoren, Scrollkompressoren oder Flüssigkolbenkompressoren die Temperaturschwankungen begrenzen, wobei hier die Wärme zuerst auf die Tropfen übergeht und anschließend an einen außenstehen- den Tauscher gelangt. Die Rückführung der Sprühnebel-Ausfällung aus dem Hochdruckbereich ist jedoch technisch aufwändig. Im motorischen Betrieb (Entspannung) muss noch ein zusätzlicher Flüssigkeitskreislauf die Sprühung sicherstellen, die wiederum im Auspuff ausgesondert werden muss, um in den Kreislauf zurückzukommen. Screw compressors, scroll compressors or liquid piston compressors limit the temperature fluctuations, where the heat first passes to the drops and then passes to an external exchanger. However, the return of the spray precipitate from the high-pressure region is technically complicated. In motorized operation (relaxation), an additional fluid circuit must ensure the spray, which in turn must be discarded in the exhaust to return to the circuit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkolbenanordnung für annähernd isotherme Vorgänge im höheren Druckbereich zu schaffen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Im Anspruch 15 ist ein Verfahren zum Verdichten und Entspannen von Ga- sen beschrieben. Ferner sind in den Ansprüchen 16, 17 und 18 weitere vorteilhafte Flüssigkolbenanordnungen genannt. The invention is therefore based on the object to provide a liquid piston arrangement for approximately isothermal processes in the higher pressure range. The problem underlying the invention is solved by the features of claim 1. Advantageous developments and refinements of the invention are specified in the subclaims. Claim 15 describes a method for compressing and relaxing gases. Further, in claims 16, 17 and 18 further advantageous liquid piston arrangements are mentioned.

Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen: The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the drawings. In these show:

Fig. 1 eine Flüssigkolbenanordnung mit zwei Flüssigkolben, zwei hydrostatischen Regeleinheiten und einem Niederdruckgenerator bzw. Entspanner; Fig. 2A bis 2D die Flüssigkolbenanordnung aus Fig. 1 während des 1 shows a liquid piston arrangement with two liquid pistons, two hydrostatic control units and a low pressure generator or expander; 2A to 2D, the liquid piston assembly of FIG. 1 during the

Betriebs;  operation;

Fig. 3A bis 3D eine Flüssigkolbenanordnung mit Messkolben als Mit- nähme eines Vordruckkolbens während des Betriebs; 3A to 3D a liquid piston arrangement with a volumetric flask as the ent of a pilot piston during operation;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Blechpaket aus Fig. 3A; 4 shows a section through a laminated core from FIG. 3A;

Fig. 5 eine Flüssigkolbenanordnung mit zwei Gegentaktelemen- ten im Verbundbetrieb; 5 shows a liquid piston arrangement with two push-pull elements in combined operation;

Fig. 6 den Drehmomentverlauf als Resultat des Verbundbetriebs der Flüssigkolbenanordnung aus Fig. 5; FIG. 6 shows the torque curve as a result of the combined operation of the liquid piston arrangement of FIG. 5; FIG.

Fig. 7A bis 7D eine Flüssigkolbenanordnung mit einem einzigen Weichenventil während des Betriebs; und Fig. 8 einen Teil einer Flüssigkolbenanordnung mit einer Wärmetauscherrolle . Die im Folgenden beschriebenen und in den Figuren schematisch dargestellten Flüssigkolbenanordnungen weisen Flüssigkolben auf, die jeweils ein Blechpaket mit festen Abständen zwischen den Blechen enthalten. Insbesondere füllt das Blechpaket den ganzen rechteckigen Flüssigkolben- Arbeitsraum aus. Die freie Oberfläche der Flüssigkeit zwischen den Ble- chen verkörpert dabei den Kolben. Das Blechpaket ist verschiebbar, um den an der oberen Paketseitenfläche befestigten Ventilkegel ohne Freiraum in den Blechen zu bewegen und zu führen für eine totraumfreie Schaltung zwischen Niederdruckraum und Hochdruckraum. Im geschlossenen Zustand bleibt folglich kein Luft-To träum im Hochdruckraum. Das Blechpa- ket nimmt die während den Arbeitszyklen entstehende Wärme auf. Da das Blechpaket bei jedem Hub vollständig umspült wird, bleibt es annähernd auf der Temperatur der Flüssigkeit. Von der Flüssigkeit wird die Wärme über einen Wärmetauscher an die Umwelt abgegeben. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der rechteckige Hochdruckraum schräg angeordnet ist, wodurch der Niederdruck-Ventilkegel den Arbeitsraum eines Niederdruckkolbens mit dem Hochdruckraum in geschlossener Stellung totvolumenfrei absperren kann und die Stellung der Hochdruckventilklappe an der oberen Ecke des Blechpakets ein trichterartiges Zufließen bei Verdichtung erzwingt und somit aufwirbelnde Querströme verhindert. Figures 7A to 7D show a liquid piston assembly with a single point valve during operation; and Fig. 8 shows a part of a liquid piston arrangement with a heat exchanger roller. The liquid piston arrangements described below and shown schematically in the figures have liquid pistons which each contain a laminated core with fixed distances between the sheets. In particular, the laminated core fills the entire rectangular liquid piston working space. The free surface of the liquid between the sheets embodies the piston. The laminated core is displaceable in order to move the valve cone fastened to the upper package side surface without clearance in the metal sheets and to guide it for a gap-free circuit between low-pressure chamber and high-pressure chamber. When closed, therefore, no air dream remains in the high-pressure chamber. The laminated core absorbs the heat generated during the work cycles. Since the laminated core is completely lapped at each stroke, it remains close to the temperature of the liquid. From the liquid, the heat is released through a heat exchanger to the environment. One embodiment provides that the rectangular high-pressure chamber is arranged obliquely, whereby the low-pressure valve cone can shut off the working space of a low-pressure piston with the high-pressure chamber in the closed position dead volume and enforces the position of the high-pressure valve flap at the upper corner of the laminated core a funnel-like inflow during compression and thus prevents swirling cross currents.

Insbesondere verhindern die hier beschriebenen Flüssigkolbenanordnungen jeglichen Totraum, machen Hochdruck-Wärmetauscher überflüssig und sichern eine prozessgerechte Schaltgenauigkeit. Die im Folgenden beschriebenen Plattentauscher sind in eine jeweilige kinematische Kette eingefügt, deren Verluste Welle/Luft oder Strom/Luft den erreichten Wirkungsgrad nicht wieder zunichtemachen. Es sind dabei topologische Ausgestaltungen vorgesehen, die insbesondere Lufteinschlüsse durch Verwirbelung und hohe Beschleunigungen, Reibungen durch Querkräfte und Alterung vermeiden, und zwar mittels harmonischem Zusammenspiel der Elemente des„flüssigen Pleuels". In particular, the liquid piston arrangements described here prevent any dead space, make high-pressure heat exchangers superfluous and ensure process-oriented switching accuracy. The plate exchangers described below are inserted in a respective kinematic chain whose losses wave / air or electricity / air does not negate the achieved efficiency again. There are topological designs are provided which avoid in particular air pockets by turbulence and high accelerations, friction by lateral forces and aging, by means of harmonious interaction of the elements of the "liquid connecting rod".

Die in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Flüssigkolbenanordnungen genügen insbesondere einer oder mehreren oder gar allen der folgenden Bedingungen: The liquid piston arrangements shown in FIGS. 1 to 8 in particular satisfy one or more or even all of the following conditions:

Die Schaltung in Luft soll leckfrei sein, vorzugsweise mittels Sitzventilen zwischen Hochdruckzylinder und Vordruckraum sowie druckseitig zum Speicher, und außerdem vollständig totraumfrei bleiben, um Verwirbelungen zu vermeiden. The circuit in air should be leak-free, preferably by means of seat valves between the high pressure cylinder and Vordruckraum and the pressure side to the memory, and also remain completely dead space, to avoid turbulence.

Die Integrierung eines Niederdruckzylinders oder einer anderen Vordruckerzeugung sollen vorgesehen sein, denn eine ununterbrochene Kompression/ Entspannung von 1 bar auf 200 bar würde gewaltige Ausmaße bedingen (diese einstufige Ausführung ist jedoch dank Platten-Tauscheffekt durchaus möglich). The integration of a low-pressure cylinder or other form generation should be provided, because a continuous compression / relaxation of 1 bar to 200 bar would require huge proportions (this single-stage design is quite possible thanks to plate exchange effect).

Eine Untersetzung zwischen Welle und Kolbenbewegung soll gesichert sein, da die Hubfrequenz 1 bis 2 Hz nicht überschritten wird und die Welle mindestens 1500 Upm aufweisen sollte. A reduction between shaft and piston movement should be ensured, since the stroke frequency 1 to 2 Hz is not exceeded and the shaft should have at least 1500 rpm.

4. Die Untersetzung sowie die Hubbewegung sollen auf Lösungen verzichten, die Querkräfte und große Lagerkräfte bedingen (bei den langsamen Bewegungen der Kolben würde schon bei bescheidenen Leistungen die Wälzlager überfordert) . 4. The reduction as well as the lifting movement should dispense with solutions that cause lateral forces and large bearing forces (in the slow movements of the piston would overwhelm the bearings even at modest levels of performance).

Um die Flüssigkeit im Betrieb aufzubereiten, soll das Pleuel/ Kolben- Volumen periodisch über einen Tank drucklos umgewälzt werden, damit Blasen, Staub und Feuchtigkeit entfernt werden können. In order to prepare the liquid during operation, the connecting rod / piston volume should be periodically circulated through a tank without pressure, so that bubbles, dust and moisture can be removed.

Der Außentauscher soll niederdruckseitig angeschlossen sein, da geringstmögliche Temperaturdifferenzen mit der Umwelt angestrebt werden, die über Hochdruck-Rohrtauscher kaum mit vernünftigem Aufwand zu erzielen sind. Außerdem kann somit ein einziger Außentauscher auch mehrkolbige Anlagen bedienen. The outer exchanger should be connected to the low pressure side, since the lowest possible temperature differences with the environment are sought, which can hardly be achieved with a reasonable effort on high-pressure tube exchanger. In addition, therefore, a single outdoor exchanger can also serve mehrkolbige systems.

Die Kolben-Bewegungsumsteuerung soll mit geringen Beschleunigungen geschehen, vornehmlich gemäß einer vorgegebenen Geschwindigkeitskurve, die eine Glättung der Druck- bzw. Drehmomentpulsationen bei Verbundanordnungen ermöglicht. The piston movement reversal should be done with low accelerations, primarily according to a predetermined speed curve, which allows smoothing the pressure or torque pulsations in composite arrangements.

Es soll verhindert werden, dass bei Lösungen mit hin- und hergehenden Kolben ein Totraum entsteht, der im Betrieb nicht genügend durchspült wird und somit Verunreinigungen und Wärme speichert. It is to be prevented that in solutions with reciprocating piston creates a dead space, which is not sufficiently flushed during operation and thus stores impurities and heat.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Flüssigkolbenanordnung 1 für die quasiisotherme Verdichtung und Entspannung von Gasen mit zwei Flüssigkol- ben 2a, 2b. Aufgrund des gleichen Aufbaus der beiden Flüssigkolben 2a, 2b können die einander entsprechenden Elemente der Flüssigkolben 2a, 2b, wie z. B. Hochdruckräume, Blechpakete usw., mit Zahlwörtern („erstes Element" bzw.„zweites Element") versehen werden, wie dies in den nachfolgenden Patentansprüchen der Fall ist. Der Übersichtlichkeit halber wird jedoch in der Beschreibung auf die Zahlwörter verzichtet. Die Flüssigkolben 2a, 2b umfassen jeweils einen Hochdruckraum 3a, 3b sowie ein in dem Hochdruckraum 3a, 3b gelagertes Blechpaket 4a, 4b. Die Blechpakete 4a, 4b bestehen jeweils aus einer Mehrzahl von Blechen, die insbesondere parallel zueinander angeordnet sind. Ferner können die Bleche eines Blechpakets 4a, 4b äquidistant angeordnet sein und insbesondere einen Abstand zwischen zwei benachbarten Blechen im Bereich von 0,3 bis 0,8 mm aufweisen. Ein Flüssigkeitsspiegel 5a, 5b in den jeweiligen Hochdruckräumen 3a, 3b und zwischen den Blechen der Blechpake- te 4a, 4b verkörpert den jeweiligen Kolben. 1 shows schematically a liquid piston arrangement 1 for the quasi-isothermal compression and expansion of gases with two liquid pistons 2 a, 2 b. Due to the same structure of the two liquid pistons 2 a, 2 b, the mutually corresponding elements of the liquid piston 2 a, 2 b, such. As high pressure spaces, laminated cores, etc., with number words ("first element" or "second element") are provided, as is the case in the following claims. For the sake of clarity, however, the description of the number words is omitted. The liquid pistons 2 a, 2 b each include a high-pressure chamber 3 a, 3 b and a laminated core 4 a, 4 b stored in the high-pressure chamber 3 a, 3 b. The laminated cores 4a, 4b each consist of a plurality of sheets, which are arranged in particular parallel to each other. Further, the sheets of a laminated core 4a, 4b may be arranged equidistantly and in particular have a distance between two adjacent sheets in the range of 0.3 to 0.8 mm. A liquid level 5a, 5b in the respective high-pressure chambers 3a, 3b and between the sheets of the sheet metal packets 4a, 4b represents the respective piston.

Die Blechpakete 4a, 4b sind in den Hochdruckräumen 3a, 3b verschiebbar gelagert, um die an ihren Oberseiten befestigten Niederdruck- Ventilkegel 6a, 6b zwangszusteuern, wodurch Niederdruckventile 7a, 7b geöffnet oder geschlossen werden. Die Unterseiten der Blechpakete 4a, 4b sind an federbelasteten Steuerkolben 8a, 8b befestigt, durch welche die Blechpakete 4a, 4b in den Hochdruckräumen 3a, 3b verschoben werden können. Die Flüssigkeitskolbenanordnung 1 umfasst ferner einen Niederdruckgenerator bzw. Entspanner 10, der z. B. als reversierbare Scroll-Einheit oder Kreiselläufer ausgestaltet sein kann. Der Niederdruckgenerator bzw. Entspanner 10 ist über eine Luftleitung 1 1 mit den Niederdruckventilen 7a, 7b verbunden, um in den Hochdruckräumen 3a, 3b einen Vordruck er- zeugen zu können. Der andere Anschluss des Niederdruckgenerators bzw. Entspanners 10 ist mit einem Saugfilter und/ oder Schalldämpfer 12 bestückt. Der Niederdruckgenerator bzw. Entspanner 10 ist auf eine Welle 13 montiert und wird von dieser angetrieben. Des Weiteren sind zwei variable, im Gegentakt arbeitende hydrostatische Einheiten 14a und 14b vorgesehen, die ebenfalls von der Welle 13 angetrieben werden können oder aber im motorischen Betrieb die Welle 13 antreiben können. Die hydrostatischen Einheiten 14a, 14b sind über Lei- tungen 15a, 15b mit den Hochdruckräumen 3a, 3b verbunden, so dass sie Flüssigkeit in die Hochdruckräume 3a, 3b einspeisen bzw. diesen entnehmen können. Darüber hinaus steuert die hydrostatische Einheit 14a den Steuerkolben 8b über eine Leitung, und die hydrostatische Einheit 14b steuert den Steuerkolben 8a über eine Leitung 16b. Wenn die Steuer- kolben 8a, 8b über die Leitungen mit einem Hochdruck beaufschlagt werden, drücken diese die Blechpakete 4a, 4b nach unten und öffnen dadurch die Niederdruckventile 7a, 7b. Demgegenüber haben nicht beaufschlagte Leitungen aufgrund der in den Steuerkolben 8a, 8b enthaltenen Federn geschlossene Niederdruckventile 7a, 7b zur Folge. The laminated cores 4a, 4b are slidably mounted in the high-pressure chambers 3a, 3b in order to forcibly control the low-pressure poppets 6a, 6b fastened to their upper sides, as a result of which low-pressure valves 7a, 7b are opened or closed. The undersides of the laminated cores 4a, 4b are fastened to spring-loaded control pistons 8a, 8b, by means of which the laminated cores 4a, 4b can be displaced in the high-pressure spaces 3a, 3b. The liquid piston assembly 1 further comprises a low pressure generator or expander 10, the z. B. can be configured as a reversible scroll unit or rotor rotor. The low-pressure generator or expander 10 is connected via an air line 1 1 with the low-pressure valves 7a, 7b in order to create a form in the high-pressure chambers 3a, 3b can. The other connection of the low pressure generator or expander 10 is equipped with a suction filter and / or muffler 12. The low-pressure generator or expander 10 is mounted on a shaft 13 and is driven by this. Furthermore, two variable, working in push-pull hydrostatic units 14a and 14b are provided, which can also be driven by the shaft 13 or can drive the shaft 13 during engine operation. The hydrostatic units 14a, 14b are connected via lines 15a, 15b to the high-pressure chambers 3a, 3b, so that they can feed or remove liquid into the high-pressure chambers 3a, 3b. In addition, the hydrostatic unit 14a controls the spool 8b via a pipe, and the hydrostatic unit 14b controls the spool 8a via a pipe 16b. When the control pistons 8a, 8b are subjected to a high pressure via the lines, they press the laminations 4a, 4b downwards and thereby open the low-pressure valves 7a, 7b. In contrast, non-pressurized lines due to the springs contained in the control piston 8a, 8b closed low-pressure valves 7a, 7b result.

In ein Stellglied 20 kann eine Drehzahlvorgabe 21 eingegeben werden, aus welcher das Stellglied 20 zusammen mit der jeweiligen Drehzahl co der Welle 13 und der Fördervolumeneinstellung der hydrostatischen Einheiten 14a, 14b die effektive Flüssigkeitseinspeisung bzw. -entnähme durch die Leitungen 15a, 15b berechnet, wobei der Anschlag der jeweiligenIn an actuator 20, a speed command 21 can be input, from which the actuator 20 together with the respective speed co of the shaft 13 and the delivery volume setting of the hydrostatic units 14a, 14b, the effective liquid feed or -dnähme calculated by the lines 15a, 15b the attack of the respective

Hochdruckventilklappe 31a, 31b auf die Magnetspule 33a bzw. 33b das unentbehrliche Synchronisierungssignal („reset" ) liefert. High-pressure valve flap 31a, 31b on the solenoid coil 33a and 33b, the essential synchronization signal ("reset") supplies.

Wie Fig. 1 zeigt sind die hydrostatischen Einheiten 14a, 14b mit einem Behälter 22 über Filter 23a, 23b, einen äußeren Wärmetauscher 24 und Rückschlagventile 25 verbunden. As shown in FIG. 1, the hydrostatic units 14 a, 14 b are connected to a container 22 via filters 23 a, 23 b, an outer heat exchanger 24 and check valves 25.

Neben den Niederdruckventilen 7a, 7b sind Hochdruckventile 30a, 30b an den Hochdruckräumen 3a, 3b angeordnet. Die Hochdruckventile 30a, 30b bestehen aus Hochdruckventilklappen 31a, 31b, die in Hohlräumen 32a, 32b angeordnet sind und von Magnetspulen 33a, 33b gesteuert werden können. Über Leitungen 34a, 34b bestehen Verbindungen von den Hochdruckventilen 30a, 30b zu einem Speicherraum 35. Die Funktionsweise der Flüssigkolbenanordnung 1 wird nachfolgend anhand der Fig. 2A bis 2D erläutert, wobei zwischen zwei Betriebsmodi der Flüssigkolbenanordnung 1 unterschieden wird. In einem ersten Betriebsmodus, der schematisch in den Fig. 2A und 2B dargestellt ist, wird Gas unter Aufbringung von Energie verdichtet. In einem zweiten Betriebsmo- dus, der schematisch in den Fig. 2C und 2D dargestellt ist, wird das Gas wieder entspannt und die dabei freigesetzte Energie in eine Bewegung der Welle 13 umgesetzt. In addition to the low-pressure valves 7a, 7b, high-pressure valves 30a, 30b are arranged on the high-pressure chambers 3a, 3b. The high-pressure valves 30a, 30b consist of high-pressure valve flaps 31a, 31b which are located in cavities 32a, 32b are arranged and can be controlled by magnetic coils 33a, 33b. Connections from the high-pressure valves 30a, 30b to a storage space 35 are provided via lines 34a, 34b. The mode of operation of the liquid-piston arrangement 1 is explained below with reference to FIGS. 2A to 2D, wherein a distinction is made between two operating modes of the liquid-piston arrangement 1. In a first mode of operation, which is schematically illustrated in FIGS. 2A and 2B, gas is compressed by application of energy. In a second mode of operation, which is shown schematically in FIGS. 2C and 2D, the gas is expanded again and the energy released thereby is converted into a movement of the shaft 13.

In den Fig. 2A bis 2D wie auch allen anderen Figuren symbolisieren Drei- ecke die Flussrichtung der Flüssigkeit in den jeweiligen Leitungen. Ausgefüllte Dreiecke kennzeichnen einen Hochdruckbereich, nicht- ausgefüllte Dreiecke einen Niederdruckbereich. Durchflusslose Leitungen sind gestrichelt dargestellt. Bei der in den Fig. 2A und 2B gezeigten Verdichtung des Gases, beispielsweise Luft, wird zunächst mit Hilfe des von dem Niederdruckgenerator bzw. Entspanner 10 bereitgestellten Drucks ein Vordruck in dem jeweiligen Hochdruckraum 3a, 3b geschaffen. Anschließend wird dieser Druck erhöht, indem Flüssigkeit in den Hochdruckraum 3a, 3b gepumpt wird. Sobald der in dem Speicherraum 35 herrschende Druck erreicht ist, öffnet sich das Hochdruckventil 30a, 30b und es kann eine Druckerhöhung in dem Speicherraum 35 erzielt werden. In FIGS. 2A to 2D as well as all other figures, triangles symbolize the flow direction of the liquid in the respective lines. Filled triangles indicate a high pressure area, unfilled triangles a low pressure area. Flowless lines are shown in dashed lines. In the case of the compression of the gas, for example air, shown in FIGS. 2A and 2B, a pre-pressure in the respective high-pressure chamber 3a, 3b is initially created with the aid of the pressure provided by the low-pressure generator or expander 10. Subsequently, this pressure is increased by pumping liquid into the high-pressure chamber 3a, 3b. As soon as the pressure prevailing in the storage space 35 has been reached, the high-pressure valve 30a, 30b opens and an increase in pressure in the storage space 35 can be achieved.

Die Fig. 2A und 2B zeigen die beiden Stellungen der durch die Steuerkol- ben 8a, 8b gesteuerten Blechpakete 4a, 4b. In Fig. 2A ist das Blechpaket 4a in der oberen Position, so dass das Niederdruckventil 7a geschlossen ist, wohingegen sich das Blechpaket 4b in der unteren Position befindet und das Niederdruckventil 7b dementsprechend geöffnet ist. In Fig. 2B sind die Positionen der Blechpakete 4a, 4b genau vertauscht. FIGS. 2A and 2B show the two positions of the laminated cores 4a, 4b controlled by the control pistons 8a, 8b. In Fig. 2A, the laminated core 4a in the upper position, so that the low-pressure valve 7a is closed, whereas the laminated core 4b is in the lower position and the low-pressure valve 7b is opened accordingly. In Fig. 2B, the positions of the laminated cores 4a, 4b are exactly reversed.

Fig. 2A zeigt, dass die hydrostatische Einheit 14a über den Filter 23a Flüssigkeit aus dem Behälter 22 fördert und die Flüssigkeit weiter in den Hochdruckraum 3a pumpt, was dort einen steigenden Flüssigkeitsspiegel 5a zur Folge hat. In der vorangehenden Arbeitsphase war im Hochdruck- räum 3a mittels des Niederdruckgenerators bzw. Entspanners 10 ein Vordruck von z. B. 1 bis 6 bar erzeugt worden. Aufgrund des steigenden Flüssigkeitsspiegels 5a erhöht sich nun dieser Druck sukzessive. Sobald in dem Hochdruckraum 3a der gleiche Druck wie im Speicherraum 35 herrscht, öffnet sich das Hochdruckventil 30a und es kann eine Einspei- sung in den Speicherraum 35 stattfinden. FIG. 2A shows that the hydrostatic unit 14a conveys liquid from the container 22 via the filter 23a and pumps the liquid further into the high-pressure space 3a, which results in a rising liquid level 5a there. In the preceding working phase was in the high-pressure space 3a by means of the low pressure generator or expander 10, a form of z. B. 1 to 6 bar generated. Due to the rising liquid level 5a, this pressure now increases successively. As soon as the same pressure as in the storage space 35 prevails in the high-pressure space 3a, the high-pressure valve 30a opens and a feed into the storage space 35 can take place.

Zur gleichen Zeit wird die in dem Hochdruckraum 3b enthaltene Flüssigkeit von der hydrostatischen Einheit 14b über den Wärmetauscher 24 in den Behälter 22 gepumpt. Da das Niederdruckventil 7b geöffnet ist, herrscht in dem Hochdruckraum 3b der von dem Niederdruckgenerator bzw. Entspanner 10 erzeugte Vordruck. At the same time, the liquid contained in the high pressure space 3b is pumped from the hydrostatic unit 14b via the heat exchanger 24 into the tank 22. Since the low-pressure valve 7b is opened, prevails in the high pressure chamber 3b of the low pressure generator or expander 10 generated form.

Anschließend werden die Steuerkolben 8a, 8b umgeschaltet, so dass sich die Positionen der Blechpakte 4a, 4b und damit der Niederdruck- Ventilkegel 7a, 7b wie in Fig. 2B dargestellt ergeben. Subsequently, the control pistons 8a, 8b are switched so that the positions of the sheet metal pawls 4a, 4b and thus the low-pressure poppet 7a, 7b as shown in Fig. 2B result.

Während der in Fig. 2B dargestellten Arbeitsphase wird die zuvor in den Hochdruckraum 3a gepumpte Flüssigkeit von der hydrostatischen Einheit 14a wieder abgepumpt und fließt über den Wärmetauscher 24 in den Behälter 22. Über das geöffnete Niederdruckventil 7a erzeugt der Niederdruckgenerator bzw. Entspanner 10 den Vordruck im Hochdruckraum 3a. During the working phase shown in Fig. 2B, the previously pumped into the high-pressure chamber 3 a liquid is pumped from the hydrostatic unit 14 a again and flows through the heat exchanger 24 in the Container 22. About the opened low pressure valve 7a of the low pressure generator or expander 10 generates the form in the high pressure chamber 3a.

Im Hochdruckraum 3b steigt währenddessen der Flüssigkeitsspiegel 5b aufgrund der von der hydrostatischen Einheit 14b aus dem Behälter 22 zugeführten Flüssigkeit. Sobald im Hochdruckraum 3b der Druck des Speicherraums 35 erreicht ist, öffnet sich das Hochdruckventil 30b und das Gas im Speicherraum 35 wird weiter verdichtet. Danach wird der aus den beiden in den Fig. 2A und 2B gezeigten Arbeitsphasen bestehende Zyklus wiederholt, wodurch ein gewünschter Druck im Speicherraum 35 im Bereich von beispielsweise 200 bis 300 bar erzeugt werden kann. Die Energie, die zum Erzeugen dieses Drucks aufgewendet worden ist, kann im sogenannten motorischen Betrieb in eine Bewegung der Welle 13 umgewandelt werden. Meanwhile, in the high-pressure space 3b, the liquid level 5b rises due to the liquid supplied from the tank 22 from the hydrostatic unit 14b. As soon as the pressure of the storage space 35 is reached in the high pressure chamber 3b, the high pressure valve 30b opens and the gas in the storage space 35 is further compressed. Thereafter, the cycle consisting of the two working phases shown in Figs. 2A and 2B is repeated, whereby a desired pressure in the storage space 35 in the range of, for example, 200 to 300 bar can be generated. The energy that has been used to generate this pressure can be converted into a movement of the shaft 13 in the so-called motor operation.

Die beiden Arbeitsphasen des motorischen Betriebs sind in den Fig. 2C und 2D dargestellt. In Fig. 2C drückt der Steuerkolben 8a das Blechpaket 4a in die obere Position, so dass das Niederdruckventil 7a geschlossen ist, wohingegen sich das Blechpaket 4b in der unteren Position befindet und das Niederdruckventil 7b dementsprechend geöffnet ist. In Fig. 2D sind die Positionen der Blechpakete 4a, 4b genau vertauscht. The two operating phases of the engine operation are shown in FIGS. 2C and 2D. In Fig. 2C, the spool 8a urges the laminated core 4a to the upper position, so that the low-pressure valve 7a is closed, whereas the laminated core 4b is in the lower position and the low-pressure valve 7b is opened accordingly. In Fig. 2D, the positions of the laminated cores 4a, 4b are exactly reversed.

An den Rücken der Hochdruckventilklappen 31a, 31b sind Stahlscheiben angebracht, durch welche sich die Hochdruckventile 30a, 30b mit Hilfe der Magnetspulen 33a, 33b beeinflussen lassen und zwar so, dass solange über die Anschlussdrähte der Magnetspulen 33a, 33b ein Strom fließt, die Hochdruckventilklappen 31a, 31b nach dem Öffnen in offener Stellung gehalten werden zwecks Erhaltung des Vordruckes mittels genauer Dosie- rung. Im motorischen Betrieb kann durch das gezielte Öffnen und Schließen der Hochdruckventile 30a, 30b der zuvor im Speicherraum 35 erzeugte Druck den Hochdruckräumen 3a, 3b zugeführt werden. Wie Fig. 2C zeigt, wird durch den im Hochdruckraum 3a erzeugten Hochdruck die Welle 13 über die hydrostatische Einheit 14a angetrieben. Die Flüssigkeit, die dabei aus dem Hochdruckraum 3a gedrückt wird, fließt über die hydrostatische Einheit 14a und den äußeren Wärmetauscher 24 in den Behälter 22. Zur gleichen Zeit pumpt die hydrostatische Einheit 14b Flüssigkeit aus dem Behälter 22 in den Hochdruckraum 3b, in dem der Niederdruckgenerator bzw. Entspanner 10 über das geöffnete Niederdruckventil 7b den Vordruck erzeugt. Die Energie, die zum Betrieb der hydrostatischen Einheit 14b und des Niederdruckgenerators bzw. Entspanners 10 aufgewendet wird, stammt dabei letztlich aus der Energie, die von der hydrostatischen Einheit 14a auf die Welle 13 übertragen worden ist. Ferner können weitere Maschinen von der Welle 13 angetrieben werden, beispielsweise ein Generator zur Stromerzeugung. Steel discs are attached to the backs of the high-pressure valve flaps 31a, 31b, through which the high-pressure valves 30a, 30b can be influenced by means of the magnetic coils 33a, 33b in such a way that a current flows through the connecting wires of the magnetic coils 33a, 33b, the high-pressure valve flaps 31a , 31b are kept in open position after opening in order to maintain the pre-pressure by means of precise dosing. In the engine operation can be supplied to the high-pressure chambers 3a, 3b by the targeted opening and closing of the high pressure valves 30a, 30b of the pressure previously generated in the storage space 35. As FIG. 2C shows, the shaft 13 is driven via the hydrostatic unit 14a by the high pressure generated in the high-pressure chamber 3a. The liquid which is thereby pressed out of the high-pressure space 3a flows via the hydrostatic unit 14a and the outer heat exchanger 24 into the container 22. At the same time, the hydrostatic unit 14b pumps liquid from the container 22 into the high-pressure space 3b in which the low-pressure generator or expander 10 generates the form via the opened low-pressure valve 7b. The energy that is used to operate the hydrostatic unit 14b and the low-pressure generator or expander 10 ultimately comes from the energy that has been transferred from the hydrostatic unit 14a to the shaft 13. Furthermore, other machines can be driven by the shaft 13, for example, a generator for power generation.

Während der in Fig. 2D gezeigten Arbeitsphase sind die Funktionalitäten der beiden Flüssigkolben 2a, 2b genau umgekehrt wie in Fig. 2C. Durch das gezielte Öffnen und Schließen des Hochdruckventils 30b wird ein Hochdruck im Hochdruckraum 3b geschaffen, welcher die von der hydrostatischen Einheit 14b zuvor in den Hochdruckraum 3b gepumpte Flüssigkeit wieder zurückpresst. Dadurch wandelt die hydrostatische Einheit 14b einen Teil der im Speicherraum 35 gespeicherten Energie in eine Bewegung der Welle 13 um. Ein Teil dieser Energie wiederum wird von der hydrostatischen Einheit 14a und dem Niederdruckgenerator bzw. Entspanner 10 verwendet, um Flüssigkeit aus dem Behälter 22 in den Hochdruckraum 3a zu pumpen und um den Vordruck im Hochdruckraum 3a zu erzeugen. Anschließend wird der aus den in den Fig. 2C und 2D gezeigten Arbeitsphasen bestehende Zyklus wiederholt. During the working phase shown in FIG. 2D, the functionalities of the two liquid pistons 2a, 2b are exactly the opposite as in FIG. 2C. The targeted opening and closing of the high-pressure valve 30b creates a high-pressure in the high-pressure space 3b, which presses back the liquid previously pumped by the hydrostatic unit 14b into the high-pressure chamber 3b. As a result, the hydrostatic unit 14b converts a part of the energy stored in the storage space 35 into a movement of the shaft 13. A portion of this energy in turn is used by the hydrostatic unit 14a and the low pressure generator or expander 10 to pump liquid from the container 22 in the high-pressure chamber 3a and the form in the high-pressure chamber 3a to create. Subsequently, the cycle consisting of the work phases shown in Figs. 2C and 2D is repeated.

Die Blechpakete 4a, 4b in den Hochdruckräumen 3a, 3b fungieren als Wärmetauscher und gewährleisten einen annähernd isothermen Betrieb auch in höheren Druckbereichen. Die bei der Verdichtung und Entspannung entstehenden Temperaturschwankungen werden in den Hochdruckräumen 3a, 3b von der Luft auf die Blechplatten der Blechpakete 4a, 4b übertragen und von diesen auf die Flüssigkeit, die die Blechpakete 4a, 4b umspült. Von der Flüssigkeit werden schließlich die Temperaturschwankungen über den äußeren Wärmetauscher 24 an die Umwelt abgegeben. The laminated cores 4a, 4b in the high-pressure chambers 3a, 3b act as heat exchangers and ensure an approximately isothermal operation even in higher pressure ranges. The resulting in the compression and relaxation temperature fluctuations are transmitted in the high-pressure chambers 3a, 3b of the air to the metal plates of the laminated cores 4a, 4b and from these to the liquid that flows around the laminated cores 4a, 4b. From the liquid, the temperature fluctuations are finally discharged via the outer heat exchanger 24 to the environment.

Die in Fig. 1 gezeigte Flüssigkolbenanordnung 1 ist eine Basisausführung einer Gegentaktschaltung, die ohne Messkolben alle oben genannten Be- dingungen erfüllt, allerdings mit zwei hydrostatischen Einheiten 14a, 14b und mit dem separaten Niederdruckgenerator bzw. Entspanner 10, was bezüglich Preis und Wirkungsgrad nicht das Optimum darstellt (im Verbundbetrieb wären es vier hydrostatische Einheiten, wobei ein einziger Niederdruckgenerator bzw. Entspanner genügen würde) . Aus dieser Ba- sisausführung lassen sich alle weiteren im Folgenden beschriebenen Flüssigkolbenanordnungen ableiten. The liquid piston arrangement 1 shown in FIG. 1 is a basic version of a push-pull circuit which fulfills all of the abovementioned conditions without a volumetric flask, but with two hydrostatic units 14a, 14b and with the separate low-pressure generator or expander 10, which is not the case in terms of price and efficiency Optimum represents (in combined operation, it would be four hydrostatic units, with a single low pressure generator or expander would suffice). From this basic version, all further liquid piston arrangements described below can be derived.

Fig. 3A zeigt schematisch eine Flüssigkolbenanordnung 50 mit zwei Messkolben als Mitnahme eines Vordruckkolbens, wodurch eine zweite hydro- statische Einheit und der Niederdruckgenerator bzw. Entspanner entbehrlich werden, allerdings unter Zuhilfenahme eines Umsteuerventils und einer Umwälzpumpe in der Aufbereitungseinheit, wie nachfolgend beschrieben wird. Verschiedene Betriebszustände der Flüssigkolbenanordnung 50 sind in den Fig. 3A bis 3D dargestellt. Ähnlich wie die Flüssigkolbenanordnung 1 aus Fig. 1 weist die Flüssigkolbenanordnung 50 zwei Flüssigkolben 51a, 51b auf, die jeweils einen Hochdruckraum 52a, 52b sowie ein in dem Hochdruckraum 52a, 52b gelagertes Blechpaket 53a, 53b umfassen. 3A schematically shows a liquid piston arrangement 50 with two volumetric flasks as entrainment of a pilot pressure piston, whereby a second hydrostatic unit and the low pressure generator or expander are dispensed with, but with the aid of a reversing valve and a circulating pump in the treatment unit, as will be described below. Various operating states of the liquid piston assembly 50 are shown in Figs. 3A to 3D. Similar to the liquid piston arrangement 1 of FIG. 1, the liquid piston arrangement 50 has two liquid pistons 51a, 51b, each comprising a high-pressure chamber 52a, 52b and a laminated core 53a, 53b mounted in the high-pressure chamber 52a, 52b.

In der vorliegenden Ausgestaltung bestehen die Blechpakete 53a, 53b aus Blechstapeln, die mittels federbelasteten Steuerkolben 54a, 54b in der Längsachse verschiebbar in den Hochdruckräumen 52a, 52b gelagert sind. Die Bewegung der Blechpakete 53a, 53b bestimmt die Bewegung von Niederdruck-Ventilkegeln 55a, 55b und somit das Öffnen und Schließen von Niederdruckventilen 56a, 56b, da die Niederdruck-Ventilkegel 55a, 55b fest mit dem jeweiligen Blechstapel an der oberen Stapelfläche verbunden sind. Die Blechplatten der Blechpakete 53a, 53b können mit einer Ab- standsnoppelung 57a, 57b oder sonstigen Einlagen versehen sein, durch die der Abstand zwischen den Blechplatten vorgegeben wird. Insbesondere können die Abstände zwischen zwei jeweils benachbarten Blechplatten in den Blechpaketen 53a, 53b konstant sein. Die Blechplatten können paral- lel zueinander ausgerichtet sein, und der Abstand zwischen benachbarten Blechplatten beträgt insbesondere zwischen 0,3 und 0,8 mm. Die Blechpakete 53a, 53b können die Form eines Rechteck- Prismas haben, wie dies schematisch in Fig. 4 gezeigt ist, die einen Schnitt des Blechpakets 53a im Zylinderblock 58a entlang der in Fig. 3A eingezeichneten Linie A-A', d. h. einen Schnitt senkrecht zur Längsachse des Blechpakets 53a, zeigt. Die Blechpakete 53a, 53b füllen den jeweiligen Hochdruckraum 52a, 52b senkrecht zur Längsachse, d. h. in der in Fig. 4 gezeigten Ebene, vollständig aus. Die Niederdruckventile 56a, 56b verbinden sinngemäß die Vordruckräume 59a, 59b des Vordruckkolbens 60 mit den jeweiligen Hochdruckräumen 52a, 52b. Die Zylinderblöcke 58a, 58b, in denen sich die jeweiligen Hochdruckräume 52a, 52b befinden, beinhalten auch den Sitz der Hochdruck- ventilklappen 65a, 65b der Hochdruckventile 66a, 66b. Die Hochdruckventilklappen 65a, 65b sind in einem jeweiligen Hohlraum 67a, 67b zusammen mit Haftmagnetspulen 68a, 68b angeordnet und werden von diesen koaxial geführt. Der jeweilige Flüssigkolbenspiegel 70a, 70b wird durch einen am Flüssig- keitsanschluss 71a, 71b angekoppelten Messkolben 72a, 72b bewegt, der auch den Vordruckkolben 60 mitnimmt (die Messkolben 72a, 72b und der Vordruckkolben 60 sind über eine Stange miteinander verbunden) und bei jedem Hub ein vollständiges Umspülen des jeweiligen Blechpakets 53a, 53b bewirkt und somit einen mittelbaren Tausch mit einem äußerenIn the present embodiment, the laminated cores 53a, 53b of sheet stacks, which are mounted by means of spring-loaded control piston 54a, 54b in the longitudinal axis slidably in the high-pressure chambers 52a, 52b. The movement of the laminations 53a, 53b determines the movement of low pressure poppets 55a, 55b and thus the opening and closing of low pressure valves 56a, 56b because the low pressure poppets 55a, 55b are fixedly connected to the respective stack of laminations on the upper stacking surface. The sheet metal plates of the laminated cores 53a, 53b can be provided with a spacing coupling 57a, 57b or other inserts, by means of which the distance between the metal sheets is predetermined. In particular, the distances between two adjacent sheet metal plates in the laminated cores 53a, 53b may be constant. The metal plates can be aligned parallel to each other, and the distance between adjacent metal plates is in particular between 0.3 and 0.8 mm. The laminated cores 53a, 53b may be in the form of a rectangular prism, as shown schematically in FIG. 4, which is a section of the laminated core 53a in the cylinder block 58a along the line A-A 'shown in FIG. 3A, ie, a vertical section to the longitudinal axis of the laminated core 53a, shows. The laminated cores 53a, 53b fill the respective high-pressure chamber 52a, 52b perpendicular to the longitudinal axis, ie in the plane shown in FIG. 4, completely. The low-pressure valves 56a, 56b mutatis mutandis connect the pre-pressure chambers 59a, 59b of the pilot pressure piston 60 with the respective high-pressure chambers 52a, 52b. The cylinder blocks 58a, 58b, in which the respective high-pressure chambers 52a, 52b are located, also include the seat of the high-pressure valve flaps 65a, 65b of the high-pressure valves 66a, 66b. The high-pressure valve flaps 65a, 65b are arranged in a respective cavity 67a, 67b together with holding magnet coils 68a, 68b and are guided coaxially therefrom. The respective liquid piston mirror 70a, 70b is moved by a measuring piston 72a, 72b coupled to the liquid connection 71a, 71b, which also carries the preliminary pressure piston 60 (the measuring pistons 72a, 72b and the priming piston 60 are connected to one another via a rod) and at each stroke a complete flushing of the respective laminated core 53a, 53b causes and thus an indirect exchange with an outer

Wärmetauscher 75. Dieser Strom fließt durch ein 7/2-Wege-Weichenventil 76a, 76b, das einen drucklosen Kreis mit dem äußeren Wärmetauscher 75, einem Filter 77 und einem Vorratsbehälter 78 bedient. Diese Anordnung erlaubt einen einwandfreien Austausch der Kolbenflüssigkeit bei jedem Hub, da diese je nach Fließrichtung entweder direkt vom - wie in Fig. 3A auf der linken Seite beispielhaft gezeigt - Blechstapel 53a zum Messkolben 72a über ein Austauschvolumen 80a und ein Rückschlagventil 81a strömt, bei Bewegung des Messkolbens 72a nach links (Niederdruckverdichtung), entsprechend der dargestellten Schieberstellung des 7/2-Wege-Weichenventils 76a, oder bei Hochdruckverdichtung - wie in Fig. 3B auf der rechten Seite beispielhaft gezeigt - vom Messkolben 72b zurück in den Hochdruckraum 52b über ein Rückschlagventil 82b, wobei der Schieber des 7/2-Wege-Weichenventils 76b in die druckseitige Sperrstellung für das Austauschvolumen 80b geschoben wird und hiermit eine Pumpe 85 dank der Freigabe der entsprechenden Anschlüsse während dieses Hubes die Flüssigkeit des Austauschvolumens 80b umwälzen kann (das Umwälzen der in einem der Austauschvolumen 80a, 80b enthaltenen Flüssigkeit mittels der Pumpe 85 ist in den Fig. 3A bis 3D durch mit gestrichelten Linien ausgefüllte Dreiecke dargestellt.). Heat exchanger 75. This flow passes through a 7/2-way diverter valve 76a, 76b, which operates a non-pressurized circuit with the outer heat exchanger 75, a filter 77 and a reservoir 78. This arrangement allows a perfect replacement of the piston fluid at each stroke, as it flows depending on the direction either directly from - as shown in Fig. 3A on the left side exemplified - sheet stack 53a to the volumetric flask 72a via an exchange volume 80a and a check valve 81a, when moving of the volumetric flask 72a to the left (low pressure compression), corresponding to the illustrated slide position of the 7/2-way switch valve 76a, or high-pressure compression - as shown in Fig. 3B on the right side by way of example - from the volumetric flask 72b back into the high-pressure chamber 52b via a check valve 82b, wherein the slide of the 7/2-way switch valve 76b is pushed into the pressure-side locking position for the exchange volume 80b and hereby a pump 85 thanks to the release of the corresponding ports during this circulation can circulate the liquid of the exchange volume 80b (the circulation of the liquid contained in one of the exchange volumes 80a, 80b by means of the pump 85 is represented in FIGS. 3A to 3D by triangles filled with dashed lines.).

Bei der in Fig. 3A dargestellten Arbeitsphase ist ein an dem Vordruckraum 59a to traumfrei angeordnetes Saug- /Auspuffventil 86a geschlossen, um den benötigten Vordruck im Vordruckraum 59a zu erzeugen. Zur gleichen Zeit ist ein an dem Vordruckraum 59b totraumfrei angeordnetes Saug- /Auspuffventil 86b geöffnet, damit ein Druckausgleich in dem Vordruckraum 59b mit der Umgebung stattfinden kann. Die Saug- /Auspuffventile 86a, 86b werden jeweils mittels eines Steuerkolbens geöffnet und geschlossen. Die Messkolben 72a, 72b sind in den jeweiligen hydraulischen Pfad zwischen der steuerbaren hydrostatischen Einheit 87 und dem 7/2-Wege- Weichenventil 76a, 76b eingefügt und gehorchen somit den mechanisch oder elektronisch eingeprägten modifizierten Sinus- Geschwindigkeitsprofilen, welche die Beschleunigung der Flüssigkolben - spiegel 70a, 70b begrenzen. In the working phase shown in FIG. 3A, a suction / exhaust valve 86a arranged dream-free on the admission-pressure chamber 59a is closed in order to generate the required admission pressure in the admission-pressure chamber 59a. At the same time, a suction / exhaust valve 86b arranged dead-space-free on the pre-pressure space 59b is opened so that a pressure equalization in the pre-compression space 59b with the environment can take place. The suction / exhaust valves 86a, 86b are each opened and closed by means of a control piston. The volumetric pistons 72a, 72b are inserted in the respective hydraulic path between the controllable hydrostatic unit 87 and the 7/2-way diverter valve 76a, 76b and thus obey the mechanically or electronically impressed modified sine velocity profiles, which increase the acceleration of the liquid piston mirrors 70a, 70b limit.

Die Betriebsflüssigkeit soll vorzugsweise einen sehr geringen Dampfdruck aufweisen, wie z. B. Wasser oder eine ionische Flüssigkeit aus der Methyl- imidazolium-Gruppe und insbesondere die hydrophobe ionische Flüssig- keit l-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethyl-sulfonyl)amid (EMIM BTA) , da hiermit die Löslichkeit von Luft unter Druck minimal ist und das Kondenswasser problemlos ausgesondert wird. The operating fluid should preferably have a very low vapor pressure, such as. For example, water or an ionic liquid from the methyl imidazolium group and in particular the hydrophobic ionic liquid l-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethyl-sulfonyl) amide (EMIM BTA), since this the solubility of air under pressure minimal is and the condensation is easily separated out.

Da in der in Fig. 3A gezeigten Topologie (unechte Zweistufigkeit ohne Zwi- schendruckraum) die Hochdruckräume 53a, 53b immer unter Druck blei- ben (bei Niederdruckverdichtung oder Entspannung zwischen 1 bar und dem Volumenverhältnis von Niederdruckraum 59a, 59b zu Hochdruckraum 53a, 53b, bei Hochdruckverdichtung oder Entspannung zwischen eben diesem Verhältnis und dem Speicherdruck) ist die Umwälzung mit- tels Weichenventil praktisch unumgänglich (bis auf die Lösung mit zwei hydrostatischen Einheiten) , da ansonsten ein eingeschlossenes Volumen hin und her pendeln würde ohne Entlüftungs- und Reinigungsmöglichkeit und mit einem Wärmetausch nur durch die Wand von Hochdruckrohren, was ja ein Nachteil der mehrstufigen teiladiabatischen Kompressoren ist. Since in the topology shown in FIG. 3A (spurious two-stage without intermediate pressure space), the high-pressure spaces 53a, 53b always remain under pressure. ben (with low pressure compression or relaxation between 1 bar and the volume ratio of low pressure chamber 59a, 59b to high pressure chamber 53a, 53b, with high pressure compression or relaxation between just this ratio and the storage pressure) circulation by means of switch valve is practically essential (except for the solution with two hydrostatic units), otherwise an enclosed volume would oscillate back and forth without venting and cleaning and with a heat exchange only through the wall of high pressure pipes, which is a disadvantage of the multi-stage teiladiabatischen compressors.

Die hier gewählte pseudo-Zweistufigkeit vereinfacht die Ventiltechnik maßgeblich, müssen doch im motorischen Betrieb nur noch die Hochdruckventile 66a, 66b in Abhängigkeit mehrerer Betriebsparameter angesteuert werden, wogegen die Schaltung der Niederdruckventile 56a, 56b über die Steuerkolben 54a, 54b synchron mit dem jeweiligen Saug-The pseudo-two-stage arrangement chosen here considerably simplifies the valve technology, since only the high-pressure valves 66a, 66b have to be activated in motor operation as a function of a plurality of operating parameters, whereas the circuit of the low-pressure valves 56a, 56b is synchronized with the respective suction valve via the control pistons 54a, 54b.

/Auspuffventil 86a, 86b über seinen Steuerkolben durch die Richtungsumkehr des Messkolbens 72a, 72b bzw. die Umkehrung des Stromes einer hydrostatischen Einheit 87 an den Totpunkten eingeleitet wird. Mit dieser Anordnung lassen sich also höchste Drücke mit nur zwei„unechten" Stu- fen bewältigen (bzw. mit einer kleinen Vorstufe von 5 bis 6 bar und der Hauptstufe von 200 bis 300 bar, wobei das jeweilige Blechpaket 53a, 53b immer in Verbindung mit beiden Arbeitsräumen bleibt) , was eine markante Wirkungsgradverbesserung gegenüber den üblichen 4- oder 5-kolbigen Maschinen bedeutet. / Exhaust valve 86a, 86b is introduced via its control piston by reversing the direction of the measuring piston 72a, 72b or the reversal of the flow of a hydrostatic unit 87 at the dead centers. With this arrangement, therefore, the highest pressures can be overcome with only two "false" stages (or with a small precursor of 5 to 6 bar and the main stage of 200 to 300 bar, the respective laminated core 53a, 53b always in conjunction with remains two work spaces), which means a significant improvement in efficiency compared to the usual 4- or 5-piston machines.

Die hydrostatische Einheit 87 wird von einer Steuereinheit 88 angesteuert, welche wiederum von einer auf einem Prozessor oder einer anderen Recheneinheit ablaufenden Software gesteuert wird. Die Hochdruckventilklappen 65a, 65b erfüllen eine komplexe Aufgabe, insbesondere im Falle des motorischen Betriebs, denn hier ist der Schaltpunkt nicht an die Totpunkte gebunden und muss im motorischen Fall mittels Rechner und Sensoren ermittelt werden. Das Arbeiten mit einem Flüssigkolben erlaubt ja die Festsetzung des oberen Fördertotpunkts des jeweiligen Messkolbens 72a, 72b über die Ventilsitzebene hinweg, die Flüssigkeit wird lediglich die Hochdruckventilklappe 65a, 65b umspülen und den Hohlraum 67a, 67b teilweise auffüllen. Damit die Flüssigkeit nach dem Totpunkt wieder abfließen kann, muss die Schließung der je- weiligen Hochdruckventilklappe 65a, 65b derart verzögert werden, dass der Flüssigkolbenspiegel 70a, 70b die Sitzebene genau in dem Augenblick passiert, in dem die Hochdruckventilklappe 65a, 65b auf ihren Sitz auftrifft. Somit wird ein totvolumenfreier Verdichterbetrieb garantiert, der technisch relativ einfach realisierbar ist, indem man die Hochdruckventil- klappen 65a, 65b schwimmbar gestaltet, was die gewünschte Verzögerung automatisch herbeiführt. Anders sieht es beim motorischen Betrieb aus, denn hier muss nach der Öffnung der jeweiligen Hochdruckventilklappe 65a, 65b, die durch den versetzten Flüssigkolbentotpunkt mittels Anhe- bung eingeleitet wird, der Durchgang eine Weile frei bleiben, nachdem der Flüssigkolbenspiegel 70a, 70b die Sitzebene passiert hat (Verschiebevolu- men-Einspeisung). Dies wird dadurch erreicht, dass die am Rücken der jeweiligen Hochdruckventilklappe 65a, 65b angebrachte Stahlscheibe, die nach dem Öffnen am Haftmagnet anliegt, und die Haftkraft die Hochdruckventilklappe 65a, 65b in offener Stellung halten, solange über die Anschlussdrähte der Haftmagnetspule 68a, 68b ein Strom fließt. DieThe hydrostatic unit 87 is controlled by a control unit 88, which in turn is controlled by running on a processor or other processing unit software. The high pressure valve flaps 65a, 65b perform a complex task, especially in the case of engine operation, because here the switching point is not tied to the dead centers and must be determined in the motor case by means of computers and sensors. Indeed, working with a liquid piston allows fixing the upper delivery dead point of the respective volumetric flask 72a, 72b over the valve seat plane, the liquid will only bypass the high pressure valve flap 65a, 65b and partially fill the cavity 67a, 67b. In order for the liquid to be able to drain again after the dead center, the closure of the respective high-pressure valve flap 65a, 65b must be delayed such that the liquid piston mirror 70a, 70b passes the seating plane exactly at the moment when the high-pressure valve flap 65a, 65b hits its seat , Thus, a dead volume-free compressor operation is guaranteed, which is relatively easy to implement technically by the high-pressure valve flaps 65a, 65b made floatable, which automatically causes the desired delay. The situation is different with the engine operation, since here after the opening of the respective high-pressure valve flap 65a, 65b, which is initiated by the offset liquid-piston dead center by lifting, the passage must remain free for a while after the liquid piston mirror 70a, 70b has passed the seating plane (Shift volume feed). This is achieved by the steel disc attached to the back of the respective high-pressure valve flap 65a, 65b, which bears against the magnet after opening, and the adhesive force holding the high-pressure valve flap 65a, 65b in the open position, as long as a current flows through the connecting wires of the magnetizing magnet coil 68a, 68b flows. The

Steuerung der Haftmagnetspulen 68a, 68b wird von einer Steuereinheit vorgenommen, beispielsweise dem Prozessor. Control of the magnetic retaining coils 68a, 68b is performed by a control unit, such as the processor.

Wohl sind andere Betätigungsarten an dieser Stelle denkbar, aber der Weg über den Haftmagneten erlaubt zusätzlich die genaue Erfassung des Öff- nungszeitpunkts dank der Veränderung des Spulenstromes im Augenblick des Anschlags der Stahlscheibe auf die jeweilige Haftmagnetspule 68a, 68b, die als Signal zwecks genauer Bestimmung des aktiven Flüssigkeitsüberschusses und entsprechender Steuerung dienen kann, und zwar über die Messung der Zeitspanne zwischen Anschlag und Totpunkt. Außerdem ist diese Lösung energetisch außerordentlich sparsam trotz schnellem Ventilschließen. Diese Vorteile werden allerdings durch die Notwendigkeit erkauft, beim Start jeweils einige Kompressorhübe auszuführen, bevor der motorische Betrieb eingeleitet wird. Although other types of actuation are conceivable at this point, the way over the holding magnets additionally allows the precise detection of the opening Due to the change in the coil current at the moment of impact of the steel disc on the respective magnetic retaining coil 68a, 68b, which can serve as a signal for accurate determination of the active liquid excess and appropriate control, via the measurement of the period between stop and dead center. In addition, this solution is energetically extremely economical despite rapid valve closing. These advantages are, however, due to the need to perform a few compressor strokes at startup before initiating engine operation.

Während in Fig. 3A gezeigt ist, wie bei der Verdichtung des Gases ein Hochdruck im Hochdruckraum 52b erzeugt wird, ist in Fig. 3B die Hochdruckverdichtung des Gases im Hochdruckraum 52a dargestellt (der Speicherraum, in dem das verdichtete Gas gespeichert wird, ist in den Fig. 3A bis 3D der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, jedoch sind die Anschlüsse für den Speicherraum an den Hochdruckventilen 66a, 66b gezeigt). Während der in Fig. 3B gezeigten Arbeitsphase werden die Steuerkolben 54a, 54b derart angesteuert, dass das Niederdruckventil 56a geschlossen ist, d. h., das Blechpaket 53a befindet sich in der oberen Positi- on, und das Niederdruckventil 56b geöffnet ist, d. h., das Blechpaket 53b befindet sich in der unteren Position. Die in der rechten Kammer des Messkolbens 72a befindliche Flüssigkeit wird von der hydrostatischen Einheit 87 über das Rückschlagventil 82a in den Hochdruckraum 52a gepumpt, wodurch dort ein Hochdruck erzeugt wird. Gleichzeitig wird die im Hochdruckraum 52b befindliche Flüssigkeit über das 7/2-Wege-While FIG. 3A shows how a high pressure is generated in the high pressure space 52b in the compression of the gas, the high pressure compression of the gas in the high pressure space 52a is shown in FIG. 3B (the storage space in which the compressed gas is stored is in FIG Figures 3A to 3D are not shown for clarity, but the ports for the reservoir are shown on the high pressure valves 66a, 66b). During the working phase shown in FIG. 3B, the control pistons 54a, 54b are driven such that the low pressure valve 56a is closed, i.e., closed. That is, the laminated core 53a is in the upper position, and the low-pressure valve 56b is opened, that is, it is in the upper position. h., the laminated core 53b is in the lower position. The liquid located in the right chamber of the volumetric flask 72a is pumped by the hydrostatic unit 87 via the check valve 82a into the high-pressure space 52a, whereby a high pressure is generated there. At the same time, the liquid in the high-pressure chamber 52b is conveyed via the 7/2 way valve.

Weichenventil 76b und das Rückschlagventil 81b in die linke Kammer des Messkolbens 72b gefördert. Switch valve 76b and the check valve 81b promoted in the left chamber of the volumetric flask 72b.

Bei der in Fig. 3B dargestellten Arbeitsphase ist das Saug- /Auspuffventil 86a geöffnet, damit ein Druckausgleich in dem Vordruckraum 59a mit der Umgebung stattfinden kann. Zur gleichen Zeit ist das Saug- /Auspuffventil 86b geschlossen, um den benötigten Vordruck im Vordruckraum 59b zu erzeugen. Die in dem Austauschvolumen 80a befindliche Flüssigkeit wird in Fig. 3B von der Pumpe 85 umgewälzt. Dabei wird beispielsweise das Austauschvolumen 80a in den Vorratsbehälter 78 entleert und neue Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 78 in das Austauschvolumen 80a gepumpt. Die Fig. 3C und 3D zeigen die beiden Arbeitsphasen bei der Entspannung des Gases, d. h. dem motorischen Betrieb, bei dem die in dem verdichteten Gas gespeicherte Energie von der hydrostatischen Einheit 87 oder daran angeschlossenen Einheiten in andere Energieformen, z. B. elektrische Energie oder mechanische Arbeit, umgewandelt wird. In the working phase shown in Fig. 3B, the suction / exhaust valve 86a is opened so that a pressure equalization in the pre-pressure space 59a with the Environment can take place. At the same time, the suction / exhaust valve 86b is closed to produce the required pre-pressure in the pre-compression space 59b. The liquid contained in the exchange volume 80a is circulated by the pump 85 in FIG. 3B. In this case, for example, the exchange volume 80a is emptied into the reservoir 78 and new liquid pumped from the reservoir 78 in the exchange volume 80a. FIGS. 3C and 3D show the two operating phases in the expansion of the gas, ie the engine operation, in which the stored energy in the compressed gas from the hydrostatic unit 87 or units connected thereto in other forms of energy, eg. As electrical energy or mechanical work is converted.

Fig. 3C zeigt eine Arbeitsphase, bei der das Niederdruckventil 56a geöffnet ist und das Niederdruckventil 56b geschlossen ist. Ferner sind die Saug- /Auspuffventile 86a, 86b geschlossen bzw. geöffnet. Über das geöffnete Hochdruckventil 66b wird der zunächst mit der Flüssigkeit gefüllte Hoch- druckraum 52b mit dem im Speicherraum vorliegenden Druck beaufschlagt. Dadurch wird Flüssigkeit aus dem Hochdruckraum 52b über das 7/2-Wege-Weichenventil 76b, das Austauschvolumen 80b und das Rückschlagventil 81b in die linke Kammer des Messkolbens 72b geführt. Der Messkolben 72b bewegt sich somit nach rechts und treibt die hydrostati- sehe Einheit 87 an. Fig. 3C shows a working phase in which the low pressure valve 56a is opened and the low pressure valve 56b is closed. Further, the suction / exhaust valves 86a, 86b are closed and opened, respectively. The high-pressure space 52b, which is initially filled with the liquid, is acted upon by the pressure present in the storage space via the opened high-pressure valve 66b. As a result, liquid is passed from the high-pressure chamber 52b via the 7/2-way switch valve 76b, the exchange volume 80b and the check valve 81b into the left-hand chamber of the volumetric flask 72b. The volumetric flask 72b thus moves to the right and drives the hydrostatic unit 87.

Durch die Kopplung des Messkolbens 72a an den Messkolben 72b wird die Flüssigkeit aus der rechten Kammer des Messkolbens 72a, über das 7/2-Wege-Weichenventil 76a und das Rückschlagventil 82a in den Hoch- druckraum 52a gepumpt, in dem über das geöffnete Niederdruckventil 56a mittels des ebenfalls an den Messkolben 72b gekoppelten Vordruckkolbens 60 der Vordruck erzeugt wird. By coupling the volumetric flask 72a to the volumetric flask 72b, the liquid from the right chamber of the volumetric flask 72a is pumped via the 7/2-way diverter valve 76a and the check valve 82a into the high-pressure chamber 52a, via the opened low-pressure valve 56a is generated by means of the likewise coupled to the volumetric flask 72b Vordruckkolbens 60 of the form.

Die in dem Austauschvolumen 80a befindliche Flüssigkeit wird in Fig. 3C von der Pumpe 85 umgewälzt. The liquid contained in the exchange volume 80a is circulated by the pump 85 in FIG. 3C.

In Fig. 3D ist die zweite Arbeitsphase im motorischen Betrieb gezeigt. Hier ist das Niederdruckventil 56a geschlossen, und das Niederdruckventil 56b ist geöffnet. Ferner sind die Saug- /Auspuffventile 86a, 86b geöffnet bzw. geschlossen. Über das geöffnete Hochdruckventil 66a wird der zunächst mit Flüssigkeit gefüllte Hochdruckraum 52a mit dem im Speicherraum vorliegenden Druck beaufschlagt. Dadurch wird Flüssigkeit aus dem Hochdruckraum 52a über das 7/2-Wege-Weichenventil 76a, das Austauschvolumen 80a und das Rückschlagventil 81a in die rechte Kammer des Messkolbens 72a gepresst. Der Messkolben 72a bewegt sich somit nach links und treibt die hydrostatische Einheit 87 an. In Fig. 3D, the second working phase is shown in the engine operation. Here, the low-pressure valve 56a is closed, and the low-pressure valve 56b is opened. Further, the suction / exhaust valves 86a, 86b are opened and closed, respectively. About the open high-pressure valve 66a of the first filled with liquid high-pressure chamber 52a is acted upon by the pressure present in the storage space. As a result, liquid is pressed from the high-pressure space 52a via the 7/2-way diverter valve 76a, the exchange volume 80a and the check valve 81a into the right-hand chamber of the volumetric flask 72a. The volumetric flask 72 a thus moves to the left and drives the hydrostatic unit 87.

Durch die Kopplung des Messkolbens 72b an den Messkolben 72a wird die Flüssigkeit aus der linken Kammer des Messkolbens 72b über das Rückschlagventil 82b in den Hochdruckraum 52b gepumpt, in dem über das geöffnete Niederdruckventil 56b mittels des ebenfalls an den Messkolben 72a gekoppelten Vordruckkolbens 60 der Vordruck erzeugt wird. By coupling the volumetric flask 72b to the volumetric flask 72a, the liquid from the left chamber of the volumetric flask 72b is pumped via the check valve 82b into the high-pressure chamber 52b, in which the pre-pressure is generated via the opened low-pressure valve 56b by means of the pre-pressure piston 60 likewise coupled to the volumetric flask 72a becomes.

Die in dem Austauschvolumen 80b befindliche Flüssigkeit wird in Fig. 3D von der Pumpe 85 umgewälzt. The liquid in the exchange volume 80b is circulated by the pump 85 in FIG. 3D.

Anschließend wird der Zyklus, wie in den Fig. 3C und 3D dargestellt, wiederholt. Die Einfachheit der in Fig. 1 gezeigten Grundschaltung wird durch die Komplexität der Erfassung des Hubverlaufs und durch den zusätzlichen Einsatz einer hydrostatischen Einheit samt Niederdruckgenerator bzw. Entspanner erkauft, was preislich und wirkungsgradmäßig Nachteile bringen kann, obschon bei größeren Anlagen, die aus vielen Hochdruck- Flüssigkolbenräumen in parallelen Strängen zusammengesetzt werden, ein einziger Vordruckapparat alle Stränge bedienen kann. Insofern ist das in Fig. 3A dargestellte Gegentaktelement mit einfachem Messkolben eher für kleine Systeme geeignet, da lediglich zu den zwei Flüssigkolben zwei Hydroweichen, zwei Messkolben mit dazwischenliegendem Vordruckkolben und einer Umwälzpumpe addiert werden müssen, um ein autonomes Gegentaktelement zu bilden, das durch Verdoppelung zu einer pulsati- onsarmen Verbundeinheit wird. Obschon zumindest für Verdichtungszwecke der Einsatz eines einzigenSubsequently, the cycle is repeated as shown in Figs. 3C and 3D. The simplicity of the basic circuit shown in FIG. 1 is achieved by the complexity of detecting the stroke course and by the additional use of a hydrostatic unit including low-pressure generator or expander, which can bring disadvantages in terms of price and efficiency, although in the case of larger systems comprising Liquid piston chambers are assembled in parallel strands, a single pre-pressure apparatus can serve all strands. In this respect, the push-pull element shown in Fig. 3A with a simple volumetric flask is more suitable for small systems, since only two liquid points, two volumetric flasks with intermediate intermediate pressure piston and a circulation pump must be added to the two liquid piston to form an autonomous push-pull element by doubling a low-pulsation composite unit. Although at least for compression purposes, the use of a single

Kolbenaufbaus gemäß Fig. 1 sinnvoll sein kann, empfiehlt sich für motorische Zwecke (Entspannungsbetrieb) eine Flüssigkolbenanordnung mit vier Flüssigkolben, wie sie schematisch in Fig. 5 gezeigt ist. Die vier Kolben ermöglichen eine kompakte drehzahlsteuerbare Einheit mit geringen Drehmomentpulsationen, deren Charakteristiken sich in dem in Fig. 6 dargestellten Diagramm offenbaren. 1 may be useful, it is recommended for motor purposes (relaxation operation), a liquid piston assembly with four liquid piston, as shown schematically in Fig. 5. The four pistons provide a compact speed controllable unit with low torque pulsations, the characteristics of which are evident in the diagram shown in FIG.

Die Flüssigkolbenanordnung umfasst zwei Gegentaktelemente 101 und 101' mit Messkolben 102a, 102b, 102a', 102b', die über Kreuz mit je einer variablen hydrostatischen Einheit 103, 103' an einer gemeinsamen Welle 1 15 hydraulisch verbunden sind. Jedes der Gegentaktelemente 101 , 101' enthält zwei Flüssigkolben, die im Gegentakt betrieben werden. Die Gegentaktelemente 101 , 101' erzeugen durch Rückkoppelung der Schluckvolumenverstellungen 104, 104' zum Messkolbenhub einen in Fig. 6 gezeig- ten Schluckvolumenverlauf Q(vi) + Q(V2) , der einer leicht modifizierten Si- nuskurve entspricht. Die beiden Schluckvolumenverläufe Q(vi) und Q(V2) sind um einen halben Hub im Gegentakt gegeneinander verschoben. Über die Druckbeaufschlagung p( j des Schluckvolumens entsteht sinngemäß das Einzeldrehmoment der jeweiligen Einheit M(vi) , M(V2) und durch die Summe der verschobenen Einzeldrehmomente der Drehmomentverlauf M. Wir sehen also, dass sich durch den Schluckvolumenverlauf Q(v) die Hyperbeldruckspitze„herausfiltern" lässt, was ja ein bekanntes Hindernis bei Druckluftantrieben darstellt. Fig. 5 zeigt außerdem die Vielseitigkeit des Weichenventil-Konzepts mit der Anordnung einer einzigen Aufbereitungseinheit 105 in Verbindung mit den jeweiligen Weichenventilgehäusen 106, 106' und den Austauschbehältern 107, 107' an den vier Flüssigkolbengehäusen 108a, 108b, 108a', 108b'. The liquid piston arrangement comprises two push-pull elements 101 and 101 'with volumetric flasks 102a, 102b, 102a', 102b ', which are hydraulically connected to a common shaft 15 by means of a respective variable hydrostatic unit 103, 103'. Each of the push-pull elements 101, 101 'contains two liquid pistons, which are operated in push-pull. The push-pull elements 101, 101 'generate a displacement volume curve Q (vi) + Q (V2), shown in FIG. 6, by feedback of the displacement volume adjustments 104, 104' to the measuring piston stroke, which corresponds to a slightly modified SI. corresponds to nuskurve. The two displacement volume curves Q (vi) and Q (V2) are shifted by half a stroke in push-pull against each other. By way of the pressurization p (j of the displacement volume, the individual torque of the respective unit M (vi), M (V2) and by the sum of the shifted individual torques arises analogously to the course of torque M. We thus see that the hyperbolic pressure peak is due to the displacement volume curve Q (v) 5 also shows the versatility of the switch valve concept with the arrangement of a single processing unit 105 in conjunction with the respective switch valve housings 106, 106 'and the replacement containers 107, 107' the four liquid piston housings 108a, 108b, 108a ', 108b'.

Die Flüssigkolbenanordnung ist außerdem geeignet, anhand rein mechanischen Gliedern die Drehzahlverstellung mit„eingeprägtem Druck" (so nennt man die Drehzahlregelung ab Druckquelle, wobei das Drehmoment gegen die Last die Drehzahl bestimmt) im motorischen Betrieb zu erläu- tern, und zwar mit Hilfe von Dampfmaschinengestänge: der Schluckvolumenverlauf Q(v) der Fig. 6 wird durch Abtasten eines Nockenprofiles 1 10 bestimmt, das durch die Bewegung der Kolbenstange 1 1 1 auf die Schwinge 1 12 übertragen wird, wobei sich die Amplitude der Übertragung auf die Schluckvolumenverstellung 104 durch die Höheneinstellung des Kulisse- neingriffs der Stange 1 13 mittels Schraubenhandrad 1 14 ergibt. Die Kurve Q(v) kann somit moduliert werden bis hin zur Drehrichtungsumkehr, sobald die Höheneinstellung über den Drehpunkt der Schwinge 1 12 reicht. The liquid piston arrangement is also suitable, on the basis of purely mechanical elements, for the speed adjustment with "impressed pressure" (this is the speed control from the pressure source, the torque against the load determines the speed) during engine operation, specifically with the aid of steam engine linkage 6 is determined by scanning a cam profile 110, which is transmitted to the rocker 12 by the movement of the piston rod 11, whereby the amplitude of the transmission to the displacement volume adjustment 104 is determined by the height adjustment of the engagement engagement of the rod 1 13 by means of screw hand wheel 1 14. The curve Q (v) can thus be modulated up to the reversal of the direction of rotation as soon as the height adjustment reaches beyond the pivot point of the rocker 1 12.

Fig. 7A zeigt schematisch eine Flüssigkolbenanordnung 150 mit einem vereinfachten Weichenventilkonzept. Die Flüssigkolbenanordnung 150 kommt mit nur einem Weichenventil 151 aus, das zwei Messkolben 152a, 152b dieses Gegentaktelements ansteuert und zwar in Abhängigkeit von der Druckdifferenz an der hydrostatischen Einheit 153, die zwischen den Leitungen 154a, 154b auftritt und das Weichenventil 151 beaufschlägt. Fig. 7A shows schematically a liquid piston assembly 150 with a simplified switch valve concept. The liquid piston assembly 150 works with only one switch valve 151 which controls two measuring pistons 152a, 152b of this push-pull element as a function of the pressure difference across the hydrostatic unit 153, which occurs between the lines 154a, 154b and acts on the switch valve 151.

Die weiteren Elemente dieses vereinfachten Messkolben- Gegentaktelements sind zwei Flüssigkolben 165a, 165b mit Ventilen und Steuerkolben sowie ein Speicherraum 166. Verbindungsleitungen 167a, 167b führen von den Flüssigkolben 165a, 165b zu dem Speicherraum 166. Ein Flüssigkeitstank 168 ist als Wartungseinheit mit Filter undThe other elements of this simplified piston measuring push-pull element are two liquid pistons 165a, 165b with valves and control piston and a storage space 166. Connecting lines 167a, 167b lead from the liquid piston 165a, 165b to the storage space 166. A liquid tank 168 is a maintenance unit with filter and

Wärmetauscher vorgesehen, wobei hier keine Umwälzpumpe erforderlich ist. Ein Rechnerstellglied 169 bewegt die Schluckvolumenverstellung der hydrostatischen Einheit 153 in Abhängigkeit von der Rückmeldung 170 der Kolbenstellung und der Sollwerteingabe 171 , wobei die Möglichkeit einer direkten Ankoppelung von Vordruckkolben 172a, 172b durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Heat exchanger provided, in which case no circulation pump is required. A computer actuator 169 moves the displacement volume adjustment of the hydrostatic unit 153 in response to the feedback 170 of the piston position and the setpoint input 171, wherein the possibility of a direct coupling of Vordruckkolben 172 a, 172 b is indicated by dashed lines.

Verschiedene Betriebszustände der Flüssigkolbenanordnung 150 sind in den Fig. 7A bis 7D dargestellt, wobei die Fig. 7A und 7B die Verdichtung des Gases unter Aufwendung von Energie und die Fig. 7C und 7D die Entspannung des Gases zeigen. Various operating states of the liquid piston assembly 150 are shown in Figs. 7A to 7D, with Figs. 7A and 7B showing the compression of the gas using energy, and Figs. 7C and 7D showing the expansion of the gas.

Bei der in Fig. 7A dargestellten ersten Stellung des Weichenventils 151 pumpt die hydrostatische Einheit 153 Flüssigkeit in die linke Kammer des Messkolbens 152a. Die rechte Kammer des Messkolbens 152a wird in den Flüssigkeitstank 168 entleert. Ferner wird die Flüssigkeit aus der rechten Kammer des Messkolbens 152b in den Flüssigkolben 165a gepumpt. Der Flüssigkolben 165b wird entleert. Dabei wird die Luft im Flüssigkolben 165a verdichtet, bis der Druck groß genug ist, dass sich das Hochdruck- ventil des Flüssigkolbens 165a öffnet. In Fig. 7B ist die zweite Stellung des Weichenventils 151 dargestellt. Hier pumpt die hydrostatische Einheit 153 Flüssigkeit in die rechte Kammer des Messkolbens 152b, und die linke Kammer des Messkolbens 152b wird in den Flüssigkeitstank 168 entleert. Der Messkolben 152a pumpt Flüssigkeit in den Flüssigkolben 165b, während der Flüssigkolben 165a entleert wird. Dadurch wird der Druck im Speicherraum 166 über den Flüssigkolben 165b erhöht. Im motorischen Betrieb, d. h. der Entspannung des in dem Speicherraum 166 enthaltenen Gases, wird in der in Fig. 7C dargestellten Stellung des Weichenventils 151 Flüssigkeit aus dem Flüssigkolben 165b durch den Druck des Gases aus dem Speicherraum 166 in die linke Kammer des Messkolbens 152a gepumpt. Die Flüssigkeit aus der rechten Kammer des Messkolbens 152a wird in den Flüssigkolben 165a gepumpt. Da die beiden Messkolben 152a und 152b miteinander gekoppelt sind, treibt der Messkolben 152b über seine rechte Kammer die hydrostatische Einheit 153 und die damit verbundene Welle an. Bei der in Fig. 7D gezeigten Stellung des Weichenventils 151 sind dieIn the first position of the switch valve 151 shown in Fig. 7A, the hydrostatic unit 153 pumps liquid into the left chamber of the volumetric flask 152a. The right chamber of the volumetric flask 152a is emptied into the liquid tank 168. Further, the liquid is pumped from the right chamber of the measuring piston 152b into the liquid piston 165a. The liquid piston 165b is drained. In this case, the air in the liquid piston 165a is compressed until the pressure is high enough for the high-pressure valve of the liquid piston 165a to open. In Fig. 7B, the second position of the switch valve 151 is shown. Here, the hydrostatic unit 153 pumps liquid into the right chamber of the measuring piston 152b, and the left chamber of the measuring piston 152b is discharged into the liquid tank 168. The volumetric flask 152a pumps liquid into the liquid piston 165b while the liquid piston 165a is being emptied. Thereby, the pressure in the storage space 166 is increased via the liquid piston 165b. In motor operation, ie the relaxation of the gas contained in the storage space 166, in the position of the switch valve 151 shown in FIG. 7C liquid from the liquid piston 165b is pumped by the pressure of the gas from the storage space 166 into the left chamber of the measuring piston 152a. The liquid from the right chamber of the volumetric flask 152a is pumped into the liquid piston 165a. Since the two volumetric flasks 152a and 152b are coupled together, the volumetric flask 152b drives, via its right-hand chamber, the hydrostatic unit 153 and the shaft connected thereto. In the position of the switch valve 151 shown in Fig. 7D are the

Funktionalitäten vertauscht. Der Flüssigkolben 165a überträgt den Hochdruck aus dem Speicherraum 166 auf den Messkolben 152b, wodurch der Messkolben 152a die hydrostatische Einheit 153 antreibt, welche die Energie in eine Bewegung der Welle umsetzt. Functionalities reversed. The liquid piston 165a transfers the high pressure from the storage space 166 to the measuring piston 152b, whereby the measuring piston 152a drives the hydrostatic unit 153, which converts the energy into a movement of the shaft.

In der vorliegenden Beschreibung sind alle Welle/ Flüssigkeitswandler mit gutem Grund als reversierbare hydrostatische 4-Quadranten-Einheiten dargestellt, denn damit kann der Hubverlauf verlustarm vorgegeben werden. Dies schließt andere Antriebslösungen nicht aus, allerdings sind die bekannten Lösungen problembehaftet. So scheitert beispielsweise die mechanische Anordnung mit Pleuel und Kolben - obschon mit einigermaßen brauchbarem Kurvenverlauf mit Verlangsamung an den Hubenden - an den Lagerkräften, die bei höherer Leistung und niedrigen Drehzahlen auftreten, abgesehen von den dazu erforderlichen Reduktionsgetrieben. In the present description, all wave / liquid transducers with good reason as a reversible hydrostatic 4-quadrant units are shown, because thus the stroke can be given low loss. This does not exclude other drive solutions, however, the known solutions are problematic. For example, this fails Mechanical arrangement with connecting rod and piston - although with reasonably useful curve with deceleration at the stroke ends - on the bearing forces that occur at higher power and low speeds, except for the required reduction gears.

Des Weiteren wird der Tauscherkolben-Arbeitsraum in den Fig. 1 bis 7 ausschließlich als gekipptes Rechteck- Prisma zur Aufnahme des Blechpaketes dargestellt, mit dem Hochdruckventil an der obersten Spitze. Auch hier sind andere Lösungen denkbar, z. B. als Blechrolle wie nachfolgend beschrieben. Jedoch hat die Trichterwirkung des gekippten Rechteck- Prismas das günstigste Verhalten bezüglich der Stabilität des Flüssigkeitsspiegels bei schnellen Bewegungen, so dass diese Struktur vermutlich sogar für die Sprühtauschung geeignet wäre. Fig. 8 zeigt schematisch einen Teil einer Flüssigkolbenanordnung 180 mit einer (Wärme-) Tauscherrolle 181 als Alternative zum Rechteck- Prisma. Die Tauscherrolle 181 besteht aus einem zusammengerollten Stück Blech. Die (Wärme-) Tauscherrolle 181 ist im Zylinderkörper 182 eingelassen, dessen schräge Trennfuge 183 mit dem Kolbenblock 184 eine Konvergenz zum Hochdruckventil 185 hin erzeugt, ähnlich wie bei dem prismatischen Blechpaket 53a, 53b der Fig. 3A. Die (Wärme-) Tauscherrolle 181 ist dabei um einen Zylinderkörper 186 des Kolbenblocks 184 gewickelt. Die (Wärme-) Tauscherrolle 181 wird samt Zylinderkörper 186 von einem stiftför- migen Sitzventilkörper 187 seitlich von unten nach oben durchdrungen, so dass über einen Kegel 188 die Verbindung zwischen Vordruckraum 189 und dem Flüssigkolbenraum in der (Wärme-) Tauscherrolle 181 geschaltet werden kann. Furthermore, the exchanger piston working space is shown in FIGS. 1 to 7 exclusively as a tilted rectangular prism for receiving the laminated core, with the high-pressure valve at the topmost tip. Again, other solutions are conceivable, for. B. as a metal roll as described below. However, the funneling action of the tilted rectangular prism has the most favorable behavior with respect to the stability of the liquid level during rapid movements, so that this structure would probably even be suitable for spray-exchange. Fig. 8 shows schematically a part of a liquid piston assembly 180 with a (heat) exchange roller 181 as an alternative to the rectangular prism. The exchanger roller 181 consists of a rolled-up piece of sheet metal. The (heat) exchanger roller 181 is embedded in the cylinder body 182, whose oblique parting line 183 with the piston block 184 produces a convergence towards the high pressure valve 185, similar to the prismatic laminated core 53a, 53b of FIG. 3A. The (heat) exchanger roller 181 is wound around a cylinder body 186 of the piston block 184. The (heat) exchanger roller 181, together with the cylinder body 186, is penetrated laterally from below by a pin-shaped seat valve body 187, so that the connection between the admission pressure chamber 189 and the liquid piston space in the (heat) exchanger roller 181 can be connected via a cone 188 ,

Mittels der (Wärme-) Tauscherrolle 181 ist eine totvolumenfreie Schaltung ohne Bewegung des Blechtauscher möglich. Anstelle des Blechtauschers wird hier der Kegel 188 bewegt, um die Verbindung zwischen Vordruckraum 189 und dem Flüssigkolbenraum in der (Wärme-) Tauscherrolle 181 zu öffnen oder zu schließen. Die Bewegung des Kegels 188 erfolgt durch Beaufschlagung eines Steuerkolbens 190 über einen Anschlussnippel 191 , wodurch eine Haltefeder 192 zusammengedrückt wird. By means of the (heat) exchanger roller 181 a dead volume-free circuit without movement of the sheet metal exchanger is possible. Instead of the sheet metal exchanger Here, the cone 188 is moved to open or close the connection between the pressure chamber 189 and the liquid piston space in the (heat) exchanger roller 181. The movement of the cone 188 is effected by acting on a control piston 190 via a connection nipple 191, whereby a retaining spring 192 is compressed.

Ansonsten sind in Fig. 8 die schon aus Fig. 3A bekannten Elemente vorgesehen, wie Saug- /Auspuffventil, Messkolben, Vordruckkolben, Hydrowei- che usw., die einen reibungsfreien Betrieb sichern. Der Rollenteil samt Steuerventilen kann selbstverständlich auch ohne Messkolben betrieben werden, im Sinne der Fig. 1 mit separatem Niederdruckgenerator bzw. Entspanner. Die in Fig. 8 gezeigte Tauscherrolle 181 samt Steuerventilen kann auch in die in den Fig. 1 , 3, 5 und 7 gezeigten Flüssigkolbenanordnungen eingefügt werden. Otherwise, the elements already known from FIG. 3A are provided in FIG. 8, such as intake / exhaust valve, volumetric flask, pilot pressure piston, hydraulic fluid, etc., which ensure friction-free operation. The roller part including control valves can of course also be operated without a volumetric flask, in the sense of FIG. 1 with separate low-pressure generator or expander. The exchanger roller 181 including control valves shown in FIG. 8 can also be inserted into the liquid piston arrangements shown in FIGS. 1, 3, 5 and 7.

Abschließend ist zu unterstreichen, dass rund um den isothermen Flüssigkolben - sei es mit Platten oder Sprühung - ein komplexes Umfeld mit reibungsfrei zusammenwirkenden Organen erforderlich ist, die in der Funktion innig verzahnt sind. Finally, it should be emphasized that around the isothermal liquid piston - whether with plates or spray - a complex environment with frictionless interacting organs is required, which are intimately interlocked in the function.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass der mittelbare Tauscher aus Blechplatten mit feinen und festen Abständen zwischen den Blechen in Gegentakt-Schaltkreise mit verstellbaren hydrostatischen Einheiten zwecks verlustarmer kinematischer Verbindung mit einer schnell drehenden Welle eingefügt wird. Dabei wird auf den rigorosen zyklischen Austausch der Flüssigkeit geachtet, damit eine optimale Wärmeabfuhr mit ununterbrochener Aufbereitung (Entgasung, Dekantierung, Wasserab- scheidung) in einem drucklosen Sumpfbehälter möglich wird. Es sind verschiedene Bauarten von Gegentaktelementen möglich (mit zwei hydro- statischen Einheiten und fremder Vordruckerzeugung, mit Weichenventi- len und Messkolben zwecks Mitnahme eines Vordruckkolbens, mit einem einzigen zentralen Weichenventil für beide Messkolben und Mischungen dieser Varianten) , wobei ein Verbund von zwei phasenverschobenen Ge- gentaktelementen ein pulsationsarmes Gerät möglich macht, das als schwungradloser Luft /Welle-Transformator mit variabler Drehzahl zusammen mit einem Hochdruck-Luftbehälter einen flexiblen Energiespeicher darstellt, der gegenüber elektrochemischen Batterien den Vorteil hat, direkt ab Welle Maschinen oder Fahrzeuge antreiben zu können. In summary, it can be said that the indirect exchanger made of sheet metal plates with fine and fixed distances between the plates is inserted in push-pull circuits with adjustable hydrostatic units for the purpose of low-loss kinematic connection with a fast-rotating shaft. Attention is paid to the rigorous cyclic exchange of the liquid, so that optimum heat removal with continuous treatment (degassing, decanting, water separation) in a pressureless sump tank is possible. Different types of push-pull elements are possible (with two hydrostatic units and external pre-pressure generation, with turnout valves). with a single central diverter valve for both volumetric flasks and mixtures of these variants), whereby a combination of two phase-shifted actuation elements makes a low-pulsation device possible, which works as a flywheel-free variable speed air-shaft transformer a high-pressure air tank is a flexible energy storage, which has the advantage over electrochemical batteries to drive directly from shaft machinery or vehicles can.

Claims

Patentansprüche claims

1. Flüssigkolbenanordnung (1) zur Verdichtung und Entspannung von Gasen, umfassend 1. liquid piston assembly (1) for compression and expansion of gases, comprising

- einen ersten Flüssigkolben (2a) , der durch einen von einer Flüssigkeit gebildeten ersten Flüssigkeitsspiegel (5a) in einem ersten Hochdruck- räum (3a) verkörpert wird, und  a first liquid piston (2a) which is embodied by a first liquid level (5a) formed by a liquid in a first high-pressure space (3a), and

- ein erstes Blechpaket (4a) mit voneinander beabstandeten Blechplatten, das in dem ersten Hochdruckraum (3a) gelagert ist und von der Flüssigkeit umspült wird, wobei die Blechplatten insbesondere in Flussrichtung der Flüssigkeit ausgerichtet sind, wobei  - A first laminated core (4a) with spaced sheet metal plates, which is mounted in the first high-pressure chamber (3a) and is surrounded by the liquid, wherein the metal plates are aligned in particular in the flow direction of the liquid, wherein

- an dem ersten Blechpaket (4a) ein Niederdruck-Ventilkegel (6a) befestigt ist, und - On the first laminated core (4a) a low-pressure valve plug (6a) is fixed, and

- das erste Blechpaket (4a) in dem ersten Hochdruckraum (3a) verschiebbar gelagert ist, um den Niederdruck-Ventilkegel (6a) zwangszu- steuern und dadurch ein Niederdruck-Ventil (7a) wahlweise zu öffnen oder zu schließen.  - The first laminated core (4a) is slidably mounted in the first high-pressure chamber (3a) to forcibly control the low-pressure valve plug (6a) and thereby selectively open or close a low-pressure valve (7a).

2. Flüssigkolbenanordnung (50) nach Anspruch 1 , ferner umfassend - einen Vordruckraum (59a) , der an das Niederdruck-Ventil (56a) geschaltet ist, und 2. liquid piston assembly (50) according to claim 1, further comprising - a pre-pressure chamber (59 a) which is connected to the low-pressure valve (56 a), and

- einen in dem Vordruckraum (59a) gelagerten Vordruckkolben (60) zur Erzeugung eines Vordrucks. - A in the pre-pressure chamber (59 a) mounted pre-pressure piston (60) for generating a form.

3. Flüssigkolbenanordnung (50) nach Anspruch 2, ferner umfassend - einen Messkolben (72a) , der Flüssigkeit wahlweise aus dem Hochdruckraum (52a) entnimmt oder dem Hochdruckraum (52a) zuführt, wobei 3. liquid piston assembly (50) according to claim 2, further comprising - a volumetric flask (72a), the liquid either from the high-pressure chamber (52a) removes or the high-pressure chamber (52a) supplies, wherein

- der Messkolben (72a) über eine Stange mit dem Vordruckkolben (60) verbunden ist. - The volumetric flask (72a) is connected via a rod with the priming piston (60).

Flüssigkolbenanordnung (50) nach Anspruch 3, ferner umfassend ein Weichenventil (76a), das in einer ersten Stellung ein Austauschvolumen (80a) zwischen den ersten Hochdruckraum (52a) und den Messkolben (72a) schaltet und in einer zweiten Stellung das Austauschvolumen (80a) mit einem Vorratsbehälter (78) verbindet. Liquid piston arrangement (50) according to claim 3, further comprising a switch valve (76a) which in a first position switches an exchange volume (80a) between the first high-pressure chamber (52a) and the volumetric piston (72a) and in a second position the replacement volume (80a) with a reservoir (78) connects.

5. Flüssigkolbenanordnung (50) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend 5. liquid piston assembly (50) according to any one of claims 2 to 4, further comprising

- ein Saug- /Auspuffventil (86a) zur Verbindung des Vordruckraums (59a) mit der Umgebung, wobei das Saug- /Auspuffventil (86a) insbesondere totraumfrei in eine Wand des Vordruckraums (59a) eingelassen ist.  - A suction / exhaust valve (86a) for connecting the Vordruckraums (59a) with the environment, wherein the suction / exhaust valve (86a) is admitted in particular free of dead space in a wall of the pre-pressure space (59a).

6. Flüssigkolbenanordnung (1 ) nach Anspruch 1. ferner umfassend6. liquid piston arrangement (1) according to claim 1 further comprising

- einen an das Niederdruck-Ventil (7a) geschalteten Scroll-Verdränger, Schraubenverdränger oder Kreiselläufer ( 10) zur Erzeugung eines Vordrucks. - One to the low pressure valve (7a) connected scroll displacer, screw displacer or centrifugal rotor (10) for generating a form.

7. Flüssigkolbenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend - einen zweiten Flüssigkolben (2b) , der durch einen von der Flüssigkeit gebildeten zweiten Flüssigkeitsspiegel (5b) in einem zweiten Hochdruckraum (3b) verkörpert wird, und 7. liquid piston arrangement (1) according to one of the preceding claims, further comprising a second liquid piston (2b) which is embodied by a second liquid level (5b) formed by the liquid in a second high-pressure space (3b), and

- ein zweites Blechpaket (4b) mit voneinander beabstandeten Blechplatten, das in dem zweiten Hochdruckraum (3b) gelagert ist und von der Flüssigkeit umspült wird, wobei  - A second laminated core (4b) with spaced sheet metal plates, which is mounted in the second high-pressure chamber (3b) and is surrounded by the liquid, wherein

- der erste Flüssigkolben (2a) und der zweite Flüssigkolben (2b) während des Betriebs der Flüssigkolbenanordnung (1) im Gegentakt betrieben werden.  - The first liquid piston (2a) and the second liquid piston (2b) during operation of the liquid piston assembly (1) are operated in push-pull.

8. Flüssigkolbenanordnung (150) nach Anspruch 7, ferner umfassend8. liquid piston assembly (150) according to claim 7, further comprising

- genau ein Weichenventil (151) zur Steuerung des ersten Flüssigkolbens (165a) und des zweiten Flüssigkolbens (165b). - Just one switch valve (151) for controlling the first liquid piston (165 a) and the second liquid piston (165 b).

9. Flüssigkolbenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend 9. liquid piston assembly (1) according to one of the preceding claims, further comprising

- ein am oberen Ende des ersten Hochdruckraums (3a) angeordnetes Hochdruckventil (30a), wobei eine Hochdruckventilklappe (31a) des Hochdruckventils (30a) schwimmbar ausgestaltet ist.  - A at the upper end of the first high pressure chamber (3a) arranged high pressure valve (30a), wherein a high pressure valve flap (31a) of the high pressure valve (30a) is designed to be floatable.

10. Flüssigkolbenanordnung (1) nach Anspruch 9, ferner umfassend10. Liquid piston assembly (1) according to claim 9, further comprising

- eine am Rücken der Hochdruckventilklappe (31a) befestigte Stahlscheibe, und - A fixed to the back of the high-pressure valve flap (31 a) steel disc, and

- eine Magnetspule (33a), die derart ausgestaltet ist, dass die am Rücken der Hochdruckventilklappe (65a) angebrachte Stahlscheibe nach dem Öffnen an dem mittels der Magnetspule (33a) gebildeten Haftmagneten anliegt und die Haftkraft die Hochdruckventilklappe (65a) in offener Stellung hält. - A solenoid (33 a) which is designed such that the at the back of the high-pressure valve flap (65 a) mounted steel disc after opening abuts on the means of the magnetic coil (33 a) formed magnet and the adhesive force holds the high-pressure valve flap (65 a) in the open position.

1 1. Flüssigkolbenanordnung (1) nach Anspruch 10, wobei1 1. liquid piston assembly (1) according to claim 10, wherein

- die Magnetspule (33a) als Signalgeber für den Öffnungszeitpunkt des Hochdruckventils (30a) dient. - The solenoid (33 a) serves as a signal generator for the opening time of the high pressure valve (30 a).

12. Flüssigkolbenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 12. Liquid piston arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein

- der erste Hochdruckraum (3a) relativ zum Lot verkippt angeordnet ist, und  - The first high-pressure chamber (3a) is arranged tilted relative to the Lot, and

- der erste Hochdruckraum (3a) am oberen Ende trichterförmig zuläuft.  - The first high-pressure chamber (3a) tapers funnel-shaped at the upper end.

13. Flüssigkolbenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 13. Liquid piston arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein

- die Flüssigkeit eine ionische Flüssigkeit aus der Methylimidazolium- Gruppe ist und insbesondere l-Ethyl-3-methylimidazolium  - The liquid is an ionic liquid from the Methylimidazolium- group and in particular l-ethyl-3-methylimidazolium

bis(trifluoro methyl-sulfonyl)amid (EMIM BTA) ist.  bis (trifluoro methylsulfonyl) amide (EMIM BTA).

14. Flüssigkolbenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend 14. Liquid piston arrangement (1) according to one of the preceding claims, further comprising

- einen federbelasteten Steuerkolben (8a) , der mit dem ersten Blechpaket (4a) verbunden ist und dazu ausgelegt ist, dass erste Blechpaket (4a) zu verschieben.  - A spring-loaded control piston (8 a), which is connected to the first laminated core (4 a) and is adapted to move the first laminated core (4 a).

15. Verfahren zum Verdichten und Entspannen von Gasen, wobei 15. A method for compressing and relaxing gases, wherein

- ein Gas in einem Hochdruckraum (3a) mittels eines Flüssigkolbens (2a) verdichtet oder entspannt wird,  a gas in a high-pressure chamber (3a) is compressed or expanded by means of a liquid piston (2a),

- der Flüssigkeitsspiegel (5a) einer Flüssigkeit in dem Hochdruckraum (3a) den Flüssigkolben (2a) verkörpert,  the liquid level (5a) of a liquid in the high pressure space (3a) represents the liquid piston (2a),

- ein Blechpaket (4a) mit voneinander beabstandeten Blechplatten in dem Hochdruckraum (3a) gelagert ist und von der Flüssigkeit umspült wird, wobei die Blechplatten insbesondere in Flussrichtung der Flüssigkeit ausgerichtet sind, und - A laminated core (4a) is mounted with spaced sheet metal plates in the high-pressure chamber (3a) and flows around the liquid is, wherein the metal plates are aligned in particular in the direction of flow of the liquid, and

- das Blechpaket (4a), an dem ein Niederdruck-Ventilkegel (6a) befestigt ist, in dem Hochdruckraum (3a) verschoben wird, um den Nieder- druck-Ventilkegel (6a) zwangszusteuern und dadurch ein Niederdruck- the laminated core (4a), to which a low-pressure poppet (6a) is attached, is displaced in the high-pressure chamber (3a) in order to forcibly control the low-pressure poppet (6a) and thereby produce a low pressure

Ventil (7a) wahlweise zu öffnen oder zu schließen. Valve (7a) either open or close.

16. Flüssigkolbenanordnung (1) zur Verdichtung und Entspannung von Gasen, umfassend 16. Liquid piston arrangement (1) for compression and expansion of gases, comprising

- einen Flüssigkolben (2a), der durch einen von einer Flüssigkeit gebildeten Flüssigkeitsspiegel (5a) in einem Hochdruckraum (3a) verkörpert wird, und - A liquid piston (2a), which is embodied by a fluid level formed by a liquid (5a) in a high-pressure chamber (3a), and

- ein am oberen Ende des Hochdruckraums (3a) angeordneten Hochdruckventil (30a), wobei eine Hochdruckventilklappe (31a) des Hoch- druckventils (30a) schwimmbar ausgestaltet ist.  - One at the upper end of the high-pressure chamber (3a) arranged high-pressure valve (30a), wherein a high-pressure valve flap (31a) of the high-pressure valve (30a) is designed to be floatable.

17. Flüssigkolbenanordnung (180) zur Verdichtung und Entspannung von Gasen, umfassend 17. Liquid piston assembly (180) for compression and expansion of gases, comprising

- einen Flüssigkolben, der durch einen von einer Flüssigkeit gebildeten Flüssigkeitsspiegel in einem Hochdruckraum verkörpert wird,  a liquid piston, which is embodied by a liquid level formed by a liquid in a high-pressure space,

- eine Blechrolle (181), die in dem Hochdruckraum als Wärmetauscher gelagert ist und von der Flüssigkeit umspült wird,  a sheet metal roller (181), which is mounted in the high-pressure chamber as a heat exchanger and is flushed around by the liquid,

- einen Niederdruckventilkegel (188) zur Verbindung des Hochdruckraums mit einem Niederdruckraum (189), und  - A Niederdruckventilkegel (188) for connecting the high-pressure chamber with a low-pressure chamber (189), and

- eine Steuerung (187) des Niederdruckventilkegels (188), die sich durch den Hochdruckraum erstreckt. a controller (187) of the low pressure poppet (188) extending through the high pressure space.

18. Flüssigkolbenanordnung zur Verdichtung und Entspannung von Gasen, umfassend - ein erstes Gegentaktelement (101), das einen ersten Flüssigkolben und einen zweiten Flüssigkolben aufweist, wobei der erste und der zweite Flüssigkolben im Gegentakt betrieben werden, und 18. Liquid piston assembly for compression and expansion of gases, comprising - A first push-pull element (101) having a first liquid piston and a second liquid piston, wherein the first and the second liquid piston are operated in push-pull, and

- ein zweites Gegentaktelement (101'), das einen dritten Flüssigkolben und einen vierten Flüssigkolben aufweist, wobei der dritte und der vierte Flüssigkolben im Gegentakt betrieben werden, wobei  - A second push-pull element (101 ') having a third liquid piston and a fourth liquid piston, wherein the third and the fourth liquid piston are operated in push-pull, wherein

- die Flüssigkolben jeweils durch einen von einer Flüssigkeit gebildeten Flüssigkeitsspiegel in einem jeweiligen Hochdruckraum verkörpert werden, und  - The liquid piston are each embodied by a liquid level formed by a liquid in a respective high pressure chamber, and

- das erste Gegentaktelement (101) und das zweite Gegentaktelement (101') phasenverschoben betrieben werden. - The first push-pull element (101) and the second push-pull element (101 ') are operated out of phase.

19. Flüssigkolbenanordnung nach Anspruch 18, ferner umfassend 19. Liquid piston assembly according to claim 18, further comprising

- eine erste hydrostatische Einheit (103'), die an das erste Gegentakte- lement (101) geschaltet ist,  a first hydrostatic unit (103 ') connected to the first push-pull element (101),

- eine zweite hydrostatische Einheit (103), die an das zweite Gegentaktelement (101') geschaltet ist, und  a second hydrostatic unit (103) connected to the second push-pull element (101 '), and

- eine gemeinsame Welle (1 15), die mit der ersten und der zweiten hydrostatischen Einheit (103, 103') verbunden ist.  - A common shaft (1 15), which is connected to the first and the second hydrostatic unit (103, 103 ').

20. Flüssigkolbenanordnung nach Anspruch 18 oder 19, wobei 20. Liquid piston arrangement according to claim 18 or 19, wherein

- das erste Gegentaktelement (101) und das zweite Gegentaktelement (101') mit einer Phasenverschiebung von 90° betrieben werden. - The first push-pull element (101) and the second push-pull element (101 ') are operated with a phase shift of 90 °.