Heat2Power Engine []

• [Frage]: Warum nicht einfach Druckbegrenzungs­ventile verwenden, um die Kammern der Kompressions­zylinder zu entleeren?
  [Antwort]:
  • Kompression und Ausschieben sind klar voneinander getrennt.
  • Überdruckventile können nur Spitzendrücke in einen Raum mit niedrigerem Druck hinein abbauen. Das Druckniveau in den Kompressions­zylindern ist insgesamt geringer als in den Arbeits­zylindern! Das Ausschieben erfolgt darum u. U. in einen Raum höheren Druckes, denn der höchste Druck steht erst nach dem Erwärmen im Erhitzer an.
  • Es muss sichergestellt sein, daß an einer bestimmten Position des Kolbens unabhängig von den Bedingungen in den nachfolgenden Rohrleitungen eine definierte Gasmenge mit einem definierten Druck abgegeben wird. Die Heat2Power-Engine - Technologie sorgt dafür, daß die Zylinder­kammern so vollständig wie möglich entleert werden. Während des Rückhubs sollte die Zylinder­kammer nicht nur teilweise, sondern vollständig nachgefüllt werden.
  • Die nach dem Entladen im Zylinder verbleibende kleine Gasmenge wird weiter komprimiert und dient als Gaspuffer, um die Trägheits­kräfte beim Richtungs­wechsel im Totpunkt zu verringern.
  • Dieses kleine verbleibende Gasvolumen erfährt die höchste Kompression, daher auch die höchste Erhitzung. Durch die zusätzliche Kühlung der Zylinderköpfe lässt sich dies effektiv abkühlen (grosse Fläche, geringe Dicke). Bei der Zylinder­umkehr entspannt sich dieses Gas wieder und führt zu einer noch tieferen Temperatur im Kompressions­zylinder. Dieser Effekt lässt sich noch optimieren, wenn die Zylinderkopf­innenfläche mit einem wärme­speichernden Material ausgekleidet wird.
  • Da die Kompressionszylinder mit den Expansions­zylindern gekoppelt sind, ist es optimal, wenn die Hublänge und die Kompressions­verhältnisse identisch sind. Druckbegrenzungs­ventile würden zusätzlichen Totraum schaffen und das fein eingestellte Kompressions­verhältnis beeinträchtigen.
  • Überdruckventile werden meistens zur Aufrechterhaltung des Drucks verwendet, nicht für hochfrequentes Schalten
  • Überdruckventile sind potenzielle Fehlerquellen und Verschleissteile, insbesondere bei den erforderlichen hohen Temperaturen.
  • Die erzielbaren Regelquerschnitte mit der Freikolbenlösung durch die Ports sind ebenfalls größer als bei Tellerventilen. Die strömenden Gase werden nicht durch ein strömungs­ungünstige Ventil behindert.
  • Der gerade Gasstrom und die kurzen Strömungswege führen zu nur geringen Turbulenzen. Dies kommt einer deutlich besseren Befüllung / Entleerung innerhalb eines definierten kurzen Weges / Zeitraums des Hubs und damit einer höheren Motor­leistung zugute. Weitere Vorteile ergeben sich je nach Ausführung.
• [Frage]: Was ist mit den typischen Nachteilen von Schiebereglern wie Blockieren oder Fressen gegenüber großen Spaltmaßen?
  [Antwort]:
  • Der Steuerkolben sollte ein ausreichendes Spiel innerhalb der Kolben­stange haben und könnte aus Keramik­material bestehen. Geeignete Spaltmasse zwischen Innen­durchmesser Kolben­stange und Aussen­durchmesser Steuerkolben lassen ein Luftlager (wie bei Mikroturbinen) entstehen, wodurch Reibung und Schmierung hinfällig wird.
  • Der Durchmesser des Steuerkolbens kann an vielen Stellen entlang seiner Länge verringert werden.
  • Die Gasverluste durch Ringspalte bleiben minimal, da der Strömungs­weg zur nachfolgenden Niederdruck­leitung relativ lang und der Druckwiderstand hoch ist.
  • Die Verwendung von Ringdichtungen oder Rollen­lager an bestimmten Positionen kann erwägt werden. Keramik­rollenlager können sowohl Dichtungs- als auch Längsführungs­probleme beseitigen.
  • Eine Materialexpansion mit starken Temperatur­änderungen findet aufgrund der konstanten Temperatur nicht statt.
• [Frage] Warum nicht einfach Druckbegrenzungs­ventile verwenden, um die Kammern der Expansions­zylinder zu füllen?
  [Antwort] Es muss sichergestellt sein, daß nach dem Start des Expansions­prozesses kein weiteres Gas einströmt.
  

Führungshülse für Zwangsumsteuerung:

Strömungswege in axialer Ansicht:

Die Heat2Power Engine reduziert systematisch alle Haupt­verlustquellen konventioneller Motoren – durch reibungs­arme Mechanik, die Abwesenheit von Verbrennungs­prozess und Abgas, vollständige Regeneration sowie strömungs­optimierte Zyklus­führung. Die resultierende Rest-Effizienz von 60–65 % ist nicht theoretisch, sondern in Verbindung mit einem geeigneten Temperatur­bereich prozessbedingt nachvollziehbar und rechnerisch belastbar.