Beschreibung:

Zunehmender Raumnot in Ballungsgebieten begegnet man heute bereits, indem auch zur Verwahrung größerer Komponenten Regallager genutzt werden. Diese lassen sich automatisch beschicken, sparen Rangier- und Verkehrsfläche un ermöglichen eine höhere Stelldichte.

Dies ist von Vorteil, wenn beispielsweise mit der Frostabteufe schwierigs Böden erschlossen wurden. Solchen Böden, sumpfig, anmoorig, geröll- oder sandgefüllt erforderten von jeher aufwendige Gründungsarbeiten, meistens als Varianten der Pfahlbauten ausgeführt.

Dazu werden in neuerer Zeit Rohre ins Erdreich gerammt oder gespült, das darin befindliche Erdreich wird entfernt, eine Stahlarmierung eingebracht und das Rohr selbst mit Beton beschickt. Wenn danach die Betonpfähle ober¬ irdisch verbunden werden entsteht eine ausreichend stabile Gründung aber kein Keller.

Solcher aber kann entstehen, wenn die ebenfalls von Erdreich befreiten Roh mit Kühlrohren versehen wurden welche ihrerseits mit preiswert zu beziehen dem flüssigen Stickstoff (N,) befüllt wurden. Dieser siedet bereits bei Temperaturen ab ca. 196°C (minus) und bezieht seinerseits die dafür benö¬ tigte Wärme aus dem Erdreich, welches seinerseits sich abkühlend gefriert. Dabei dehen sich die gefrorenen Bestandteile von Wasser aus und bilden ihrerseits eine wasserdichte Spundwand, welche außerdem stark isolierend weitere Wärmenachfuhren unterbindet oder wesentlich herabsetzt.

Automatisierte Regallager benötigen eine Antriebsenergie, als solche biete sich zunächst elektrische Energie an. Praktische Erfahrungen zeigen aber, daß diese mechanisch umgeformt werden muß und daß bei Stromausfällen Not- Stromaggregate nur für kleinere Regallager bereitgestellt werden können. Die Stadtplaner hingegen würden größere Regallager beispielsweise für Automobile bevorzugen; solche könnten sich vorzugsweise an Plätzen befin¬ den, von denen ab der Fernverkehr (als Individualverkehr das Auto nutzend) öffentliche Nahverkehrsmittel benutzen soll.

Vorgeschlagen wurde daher von mir, doppelt wirkende pneumatische Zylinder

fest im Regallager installiert so zu steuern, daß sie einerseits Drücke der Lasten aufnehmend Luft oder ein anderes Medium adibatisch komprimie¬ ren oder aber jenes Medium adibatisch entspannend auf die Lasten einwirk lassen. So lassen sich Gleichgewichtszustände zwischen einer großen Anza von Zylindern herstellen, eine zusätzlich mögliche Kompressorleistung sollte um den Betrieb zu ermöglichen recht niedrig angesetzt werden.

Pneumatik-Zylinder erinnern entfernt an den Stirling-Motor mit äußerer Verbrennung, welcher als "Gas-Motor" betrieben recht vorteilhafte Wirkun _\ grade erreichen kann. Wichtigster Bestandteil des Stirling-Motors ist si

'ή der Regenerator, welcher den hinströmenden Gasen Wärme zuführt und den rückströmenden Gasen wieder entzieht.

Ein Stirling-Motor wäre imstande, dem Regallager wie eine Kühlvorrichtun Wärme fortlaufend zu entziehen, darunter würde auch die Pneumatik leiden denn diese arbeitet vorzugsweise in einem Temperaturbereich von ca. 10 - 70°C. Um aber Abwärme zu entsorgen kann normale Umgebungsluft bezo und zunächst mechanisch und/ oder chemisch so aufbereitet werden, daß pneumatische Arbeitsleistung erschlossen werden kann.

Danach soll die Luft in die aus der Bauphase verbliebene Frostabteufe ge fördert werden, wobei sie ihre Wärmebestandteile an invers strömenden St Stoff abgebend diesen zu Arbeitsleistung bewegt (die er sich entspannend verrichtet), während sie selbst auf die Kondensationstemperatur von. Stic stoff (Na) und Sauerstoff (0a) abgekühlt wird.

Bereits im Regallager kann vorzugsweise mit Drücken um 6 bar gearbeitet werden. Mit diesem Anfangsdruck kann innerhalb der Frostwand welche durc die Frostabteufe entstand und durch diese vorteilhaft gegen unbeabsichte Wärmezufuhr geschützt eine Niederdruckfraktionierung betrieben werden, welche darauf basiert, daß mittels gergeelter Temperaturveränderung einz Bestandteile gasförmig herausgearbeitet werden. Dabei durchläuft die Luft eine Mitteldruck-Niederdruck Doppelsäule, wird in Nebenkolonnen von weiteren Bestandteilen befreit und weil dabei keine unkontrollierte Wärm zufuhr möglich wird verringert sich die Temperatur und die Dichte des Stickstoff-Spülgases.

Bei 30°K beträgt der Druck des Stickstoff (NO welcher nun in seiner kristallinen Festform vorliegt nur noch ca. 10 ³ bar, der Raumbedarf ist der geringstmϋglich., in der Frostwand wird dem zunächst gelegenen Depot (Kühlrohr) mit flüssigem Stickstoff (Na) soviel Wärme entzogen, daß diese nunmehr ebenfalls in Festform übergeht, d.h., die ganze Frostwand wird zu einer Isolierung, welche unkontrollierte Wärmebewegungen immer weiter verlangsamt.

Durch das Medium selbst kann infolge Entropie eine Abkühlung nur bis zur Temperatur des Stoffes bewirkt werden, welcher die Abkühlung hervorruft, weitere Abkühlungen können mechanisch bewirkt werden. Dazu kann ihrer¬ seits aus anderen Prozessen bezogene Energie genutzt werden, bei solcher kann es sich um Abwärme handeln, um die potentielle Energie der Lasten welche an der Umwandlung kinetischer Bewegungsenergie gehindert in kine¬ tische Wärmeenergie umgewandelt wird, es kann sich aber vorzugsweise auch um additive elektrische Energie handeln.

Von solcher additiven Energie wird dann geredet, wenn entgegen dem tat¬ sächlichen Bedarf eine größere Menge erzeugt wird. Es zeichnet sich jetzt schon ab, daß solche additiven Energien vorzugsweise in den Sommermonaten als sog. "alternative Energien" abgenommen werden müssen um dem Druck wei Bevölkerungskreise zu entgehen. Wird jetzt mittels zusätzlicher Kompres¬ sorleistungen unter Einbeziehung der gegebenen Möglichkeiten fortlaufend Stickstoff isoliert und auf eine recht tiefe Temperatur abgesenkt, so werden Temperaturen erreicht, in denen Halbleiter wie in Thermoelementen einen anderen Umgang mit elektrischen Energien ermöglichen.

Im Bereich solcher Temperaturen können jetzt in Vorbereitung befindliche "Thermogeneratoren" ebenso wie "Supra-Motoren" mit besonders vorteilhafte Eigenschaften einghesetzt werden, insbesondere aber kann folgender Umstan genutzt werden: Normalerweise wird durch die isolierende Wirkung der Fros wnad eine spontane Wärmezufuhr unterbunden, durch geeignete Leitungsführu aber kann nahezu normal temperierte Umgebungsluft so mit tiefgekühltem

Stickstoff konfrontiert werden, daß dieser, spontan die Wärme bindend sic extrem ausdehnend auf eine Gasturbine, die Stickstoffturbine einwirken muß. Diese kann ihrerseits wieder Spitzenbedarfsstrom produzieren, die

"Rest-Energien" ermöglichen wiederum die Arbeitsleitungen der Pneumatik- Zylinder. Damit wird auch dem Umstand Rechnung getragen, daß Zeiten eines Spitzenstrom-Bedarfs meistens auch mit der sog. Rush-Hour, den Zeiten höchsten Verkehrsaufkommens eϊnhergehen. Auf Seite 7 zeigt Fig. 1 ein Funktionsprinzip einer möglichen Anwendung mit den Komponenten Kegallager (1), Frostwand (2), Niederdruckfraktioni- rung (3) und Stickstoffturbine (4).

Luft wird mittels Pneumatik-Zylindern durch eine Kraft angesaugt, welche mechanisch durch aufliegende oder anhängende Lasten bereitgestellt wird. Luft wird verdichtet, in Richtung Frostwand gepreßt und durchläuft auf verschiedenen Temperaturnieveaus befindliche mit beispielsweise Na be¬ schickte Kühlrohre, wobei sie sich auf die Kondensationstemperatur von Na und Oa abkühlt. Die Frostwand (2) ist gegen das Regallager (1) isolier isolierend wirken auch die Kühlrohre, so daß im Temperaturniveau inmitte der Frostwand die Temperatur am tiefesten ist und mit geringem.Aufwand auch gehalten werden kann.

Wahlweise wird die Luft der Fraktionierungseinrichtung (3) überstellt, w sie bei Anfangsdrücken um 6 bar zerlegt wird. Die einzelnen Bestandteile der Luft sind weitgehendst verlustfrei (durch die Isolierwirkung der Fro wand bedingt) in dieser lagerbar oder können wirtschaftlich verwendet we den.

Stickstoff Na kann bei solchen und vergleichbaren Prozessen als Kühlmit¬ tel eingesetzt werden, wobei er eine Wärmezufuhr erfährt, mit welcher er im Regallager befindliche Lasten bewegen kann, wobei er sich wieder abkühlt. Er kann jetzt die gleichen Wege wie die Luft durchlaufend in den Bereich der Stickstoffturbine (4) verbracht werden, in dieser indem sie als Kompressor additive Energien abbaut weiter abgekühlt werden und seinerseits die Temperatur in der trostwand absenkend die Lagerkapazität erhöhen, er kann aber auch tiefgefrorenen Stickstoff abschmelzend den Kompressor als Pneumatik-Motor oder Turbine nutzbar erschließen.

Dabei ist auf verschiedenen Temperaturniveaus befindlicher Stickstoff au im Stande, die einzelnen in der Frostwand gespeicherten Bestandteile der Luft so zu erwärmen, daß diese gasförmig anderweitig eingesetzt werden k