Vorrichtung und Verfahren zur Erwärmung von Heizwasser

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erwärmung von Heizwasser.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, einen Verbrennungsmotor zum Antrieb eines Stromerzeugers zu verwenden und in diesem Zusammenhang die bei dem Betrieb des Verbrennungsmotors entstehende Wärme zu nutzen, insbesondere zur Erwärmung von Heizwasser. Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen weisen jedoch zumeist einen nur geringen Wirkungsgrad auf. Die bestehenden Vorrichtungen sind vergleichsweise kompliziert aufgebaut und teuer in der Anschaffung und im Unterhalt. Aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Heizleistung können sie stets nur unterstützend in Verbindung mit weiteren Wärmeguellen eingesetzt werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neuartige Technologie zur Erwärmung von Heizwasser bereitzustellen, mit deren Hilfe es möglich ist, auf einfache und preiswerte Art und Weise eine Heizungsanlage zu betreiben. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.

Demnach umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erwärmung von Heizwasser einen Stromerzeuger, einen Verbrennungsmotor zum Antrieb des Stromerzeugers und einen Behälter, der mit dem Heizwasser befüllbar ist, wobei der Verbrennungsmotor in dem Behälter angeordnet ist derart, daß zumindest Teile des

Verbrennungsmotors in unmittelbaren Kontakt mit dem Heizwasser stehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erwärmung von Heizwasser wird dementsprechend mittels eines Stromerzeugers elektrischer Strom erzeugt, wobei der Stromerzeuger von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, wobei der Verbrennungsmotor in einem Behälter angeordnet ist, der mit dem Heizwasser befüllt ist und dabei in unmittelbarem Kontakt mit dem Heizwasser steht und Wärme an das Heizwasser abgibt.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die im Folgenden im Zusammenhang mit der Vorrichtung erläuterten Vorteile und Ausgestaltungen gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.

Mit der vorliegenden Erfindung werden die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen beseitigt. Insbesondere ist der Wirkungsgrad der Vorrichtung hoch. Die Vorrichtung ist zudem vergleichsweise einfach aufgebaut und preiswert in der

Anschaffung und im Unterhalt. Die Erfindung kann ohne Mitwirkung weiterer Wärmequellen genutzt werden, um eine Heizungsanlage zu betreiben, beispielsweise die Heizungsanlage eines

Einfamilienhauses .

Mit Hilfe der von der Erfindung vorgeschlagenen Technik läßt sich eine Heizungsanlage ohne die Verwendung weiterer Wärmequellen, wie beispielsweise Geothermie, Solarthermie oder den üblichen Öl- oder Gasbrennern betreiben. Wenn ausreichend Kraftstoff für den Verbrennungsmotor vorhanden ist, dann ist ein Betrieb der Heizungsanlage unabhängig von einer bestehenden externen Stromversorgung auch über längere Zeit möglich. Dies macht die vorliegende Erfindung u.a. für Situationen mit eingeschränkter oder fehlender Stromversorgung interessant, wie beispielsweise längere Stromausfälle im Winter. Die Erfindung beruht auf der an sich bekannten Grundidee, die Verlustleistung eines Verbrennungsmotors zur Erwärmung von Heizwasser zu nutzen. Der verwendete Verbrennungsmotor muß dabei in Relation zu dem Volumen des zu erwärmenden Heizwassers derart dimensioniert sein, daß er so viel Abwärme erzeugt, daß eine ausreichende Erwärmung des Heizwassers möglich ist.

Erfindungsgemäß liegt das Heizwasser dabei direkt und

unmittelbar an dem Verbrennungsmotor an, genauer gesagt an dem Motorgehäuse bzw. anderen geeigneten Motorteilen. Es erfolgt keine Kapselung des Motors, d.h. der Verbrennungsmotor ist in keiner zusätzlichen Kammer innerhalb des Heizwasserbehälters angeordnet. Die Wärme gelangt mittels Wärmeleitung durch das Motorgehäuse nach außen und wird unmittelbar an das Heizwasser abgegeben. Transportverluste werden dabei nahezu vollständig minimiert. Fast die gesamte von dem Verbrennungsmotor erzeugte Wärme wird an das Heizwasser abgegeben. Die Wärmeübertragung erfolgt ohne den Umweg einer Wärmestrahlung direkt und unmittelbar durch Wärmeleitung. Das schließt nicht aus, daß einzelne Teile des Verbrennungsmotors mit geeigneten Dichtungen und/oder vor Heizwasser schützenden Abdeckungen versehen sein können .

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich insbesondere dadurch, daß - anders als im Stand der Technik - die Erzeugung von elektrischem Strom durch den von dem

Verbrennungsmotor angetriebenen Stromerzeuger nicht die

Primärnutzung der Vorrichtung darstellt. Statt dessen wird er erzeugte Strom vorzugsweise ebenfalls zur Erwärmung des

Heizwassers verwendet. Mit anderen Worten wird die

erfindungsgemäße Vorrichtung primär zur Erwärmung von Heizwasser verwendet und nicht - wie im Stand der Technik - zum Betrieb eines Notstromaggregats. Gleichwohl ist es möglich, den von dem Stromerzeuger erzeugten Strom in das Stromnetz einzuspeisen oder aber die Erfindung auch als Notstromaggregat zu nutzen.

Die Vorrichtung umfaßt einen Stromerzeuger insbesondere einen elektrischen Generator, sowie einen mit dem Stromerzeuger verbundenen bzw. wahlweise verbindbaren Verbrennungsmotor. Bei dem Verbrennungsmotor handelt es sich vorzugsweise um einen luftgekühlten Motor. Dabei kann es sich um einen Dieselmotor, alternativ auch um einen Ottomotor handeln. Als Kraftstoff kommt dementsprechend Diesel bzw. Heizöl oder aber Gas zum Einsatz. Der Verbrennungsmotor ist in dem Behälter angeordnet, der mit dem Heizwasser befüllbar ist. Bei dem Heizwasser handelt es sich um Wasser oder ein geeignetes Wasser-Zusatz-Gemisch, wie

beispielsweise ein Wasser-Frostschutz-Gemisch. Wird als

Zusatzmittel beispielsweise Glysantin verwendet, so dient dieses nicht nur zum Korrosionsschutz, sondern schmiert auch die sich in dem Heizwasser befindenden beweglichen Teile der Vorrichtung. Der Behälter ist im Betriebszustand mit dem Heizwasser derart befüllt, daß der Verbrennungsmotor zumindest teilweise, vorzugsweise aber vollständig in dem Heizwasser angeordnet ist.

Da der Verbrennungsmotor bei einem mit Heizwasser befülltem Behälter in unmittelbaren Kontakt mit dem Heizwasser steht, gelangt die Abwärme des Verbrennungsmotors mittels Wärmeleitung durch das Motorgehäuse nach außen und wird an das Heizwasser abgegeben. Da der Verbrennungsmotor unmittelbar in dem

Heizwasser angeordnet ist, ist er derart auszuführen, daß er gegenüber dem Heizwasser dicht ist.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung einsetzbar, wenn der Behälter integrierter Teil einer Heizungsanlage ist. In diesem Fall weist der Behälter zum Anschluß an die Heizungsanlage einen Vorlauf zur Entnahme des Heizwassers und einen Rücklauf zur Zufuhr des Heizwassers auf. Das von dem Verbrennungsmotor erwärmte Heizwasser wird mit anderen Worten in der Heizungsanlage unmittelbar und direkt zu Heizzwecken verwendet. Aufwendige Wärmetauscher und dergleichen sind nicht erforderlich. Dadurch ist auch der Wärmeverlust gering und der Wirkungsgrad gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen hoch.

Der Behälter, der vorzugsweise thermisch isoliert ist, dient als eine Art Pufferspeicher. Ist der Behälter an eine Heizungsanlage angeschlossen, dann ist es zur Vermeidung von Wärmeverlusten während des Zirkulierens des Heizwassers von Vorteil, wenn die Komponenten der Heizungsanlage, insbesondere der Brennkessel, ebenfalls auf geeignete Weise thermisch isoliert sind.

Ist der Behälter als Teil eines geschlossenen Heizkreislaufs ausgeführt, dann ist er vorzugsweise als druckdichter Behälter ausgeführt. Während des Betriebs der Heizungsanlage steht auch der Behälter unter Druck. Der Arbeitsdruck innerhalb der Heizungsanlage beträgt beispielsweise 1,5 bar. Ist es

vorgesehen, den Behälter unter Druck zu setzen, dann sind auch sämtliche innerhalb des Behälters angeordneten Baugruppen druckdicht auszuführen, insbesondere auch der

Verbrennungsmotor .

Von dem Verbrennungsmotor wird ein Stromerzeuger angetrieben. Dabei beträgt die erzeugte Leistung beispielsweise 5 kW. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es nun vorgesehen, im Inneren des Behälters, genauer gesagt innerhalb des

Heizwassers, ein elektrisches Heizelement vorzusehen, welches von dem Stromerzeuger mit Strom versorgt wird. Beispielsweise wird ein Anteil von 4 kW für den Betrieb des Heizelements verwendet. Bei dem elektrischen Heizelement handelt es sich vorteilhafterweise um eine Heizpatrone, insbesondere in Gestalt eines zylindrischen Metallkörpers mit innenliegender

Heizwendel. Es hat sich bewährt, die Heizpatrone derart in dem Behälter anzuordnen, daß ihre Ansaugöffnung in der Nähe der heißesten Stelle des Verbrennungsmotors positioniert ist, während die gegenüberliegende Entnahmeöffnung mit dem Vorlauf verbunden oder auf eine unter Strömungsgesichtspunkten vorteilhafte Weise in der Nähe des Vorlaufes angeordnet ist.

Ein solches elektrisches Heizelement dient der Regulierung der Vorlauftemperatur . Mit anderen Worten kann mit Hilfe des Heizelements eine Feineinstellung der Vorlauftemperatur vorgenommen werden. Die Vorlauftemperatur des dem Behälter entnommenen Heizwassers, die beispielsweise bis 98°C betragen kann, ist beispielsweise über die Durchflußmenge der Heizpatrone regelbar. Je langsamer der Durchfluß ist, desto höher ist die Entnahmetemperatur .

Der für den Betrieb des Verbrennungsmotors notwendige Kraftstoff wird durch den Behälter, genauer gesagt durch das Heizwasser, zugeführt und zwar vorzugsweise derart, daß der Kraftstoff vor seiner Verbrennung vorgewärmt wird. Dies ist für den Wirkungsgrad der Verbrennung von Vorteil. Die Temperierung des Kraftstoffes ist abhängig von der Verweildauer des Kraftstoffes in demjenigen Teil der Zufuhrleitung, die durch das erwärmte Heizwasser führt, und kann durch entsprechende konstruktive Ausführung der Zufuhrleitung an den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich die Wärme der Abgase des Verbrennungsmotors genutzt. Zu diesem Zweck ist in dem Behälter, genauer gesagt in dem Heizwasser, ein

Abgaswärmetauscher angeordnet, der mit der Abgasanlage des Verbrennungsmotors verbunden ist. Der Abgaswärmetauscher dient zum Erwärmen des Heizwassers. Nachdem die Abgase den Abgaswärmetauscher durchströmt haben, erfolgt vorzugsweise eine weitere Nutzung der heißen Abgase, die dann immer noch eine Temperatur bis zu 95°C aufweisen können, nach dem Verlassen des Behälters. Zu diesem Zweck erfolgt die Abgasweiterleitung außerhalb des Behälters vorzugsweise in Kunststoffröhren . Anders als bei herkömmlichen Heizungsanlagen wird, da die

Abgastemperatur unter 100°C liegt, kein Kamin benötigt.

Hierdurch verringert sich der bauliche Aufwand merklich.

Der Antrieb des Stromerzeugers durch den Verbrennungsmotor erfolgt vorzugsweise über eine Antriebswelle. Ein Riemenantrieb oder dergleichen, wie zumeist im Stand der Technik genutzt, wird nicht verwendet. Statt dessen wird unmittelbar die Motorwelle des Verbrennungsmotors als Antriebswelle für den Stromerzeuger genutzt. Die Antriebswelle ist an der Stelle, an der sie durch das Motorgehäuse nach außen tritt, ohnehin abgedichtet und kann so unmittelbar im Heizwasser verwendet werden.

Vorzugsweise befinden sich alle wärmeerzeugenden Komponenten innerhalb des Behälters, genauer gesagt innerhalb des

Heizwassers. In einer alternativen Ausführungsform befindet sich der Stromerzeuger außerhalb des Behälters. Die Antriebswelle ist in diesem Fall bei ihrem Durchtritt durch die Behälterwand mit Dichtungsringen oder anderen geeigneten Mitteln abgedichtet.

Zusätzlich zu der Verwendung des erzeugten Stromes für den Betrieb des elektrischen Heizelements kann ein

elektromotorischer Antrieb vorgesehen sein, der zur

Unterstützung des Verbrennungsmotors dient. Zu diesem Zweck wird der elektromotorische Antrieb in Wirkverbindung mit dem

Verbrennungsmotor, genauer gesagt mit der Antriebswelle des Verbrennungsmotors, gebracht. Dabei wird der elektromotorische Antrieb wiederum von dem Stromerzeuger mit Strom versorgt. Beispielsweise wird von den erzeugten 5 kW ein Anteil von 1 kW für den Betrieb des elektromotorischen Antriebs verwendet. Dieser Elektromotor dient anders ausgedrückt dazu, die

Antriebswelle mitzudrehen. Die Unterstützung der Antriebswelle erfolgt dabei vorzugsweise mittels einer den elektromotorischen Antrieb mit der Antriebswelle mittelbar oder unmittelbar verbindenden Hilfswelle. Befindet sich der Elektromotor außerhalb des Behälters, ist die Hilfswelle bei ihrem Durchtritt durch die Behälterwand wiederum abgedichtet.

Bei Erreichen der vorzugsweisen konstanten Nenndrehzahl

(Arbeitsdrehzahl) des Stromerzeugers liegt ein vergleichsweise hoher Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors vor, da der Verbrennungsmotor dann vorzugsweise mit maximaler Drehzahl läuft. Anders ausgedrückt arbeitet der Verbrennungsmotor dann mit Höchstleistung und damit. bei größtmöglicher

Wärmeentwicklung, um eine bestmögliche Erwärmung des Heizwassers zu ermöglichen.

Durch die Unterstützung des Verbrennungsmotors mit Hilfe des elektromotorischen Antriebs wird der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors verringert. Im Ergebnis läuft der

Verbrennungsmotor mit Höchstleistung bei geringerem

Kraftstoffverbrauch .

Während des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der elektromotorische Antrieb dann zugeschaltet, wenn die maximale Drehzahl des Verbrennungsmotors entsprechend der

Arbeitsdrehzahl des Stromerzeugers erreicht ist. Mit Hilfe des elektromotorischen Antriebs kann dann auch sichergestellt werden, daß sich der Verbrennungsmotor immer im optimalen Betriebszustand befindet, insbesondere stets mit der für den Stromerzeuger und die Wärmeentwicklung optimalen Drehzahl läuft.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform der Erfindung herausgestellt, bei der ein zusätzlicher Wärmeerzeuger innerhalb oder außerhalb des Behälters angeordnet ist. Dieser Wärmeerzeuger dient zum Erzeugen von Wärme mittels einer Drehung eines Funktionselements, wobei dieses Funktionselement von dem elektromotorischen Antrieb antreibbar ist. Bei dem

Funktionselement handelt es sich insbesondere um einen

Rotationskörper, beispielsweise in Form einer Scheibe oder Platte, die vorteilhafterweise unmittelbar mit der von dem elektromotorischen Antrieb angetriebenen Hilfswelle verbunden ist und durch diese in Drehung versetzt wird.

Bei einer ersten Variante ist der zusätzliche Wärmeerzeuger innerhalb des Behälters angeordnet. Bei dem Funktionselement handelt es sich um eine erste Reibscheibe, die gegenüber einer feststehenden zweiten Reibscheibe drehgelagert angeordnet ist. Die zweite Reibscheibe ist dann unter Ausbildung eines schlitz- oder spaltartigen Zwischenraumes parallel zu der ersten

Reibscheibe montiert. Die Reibscheiben berühren sich also nicht. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Abstand der Reibscheiben zueinander variabel einstellbar ist. Auf diese Art und Weise kann der Reibwiderstand verändert werden.

Der Widerstand und damit die Reibung zwischen dem Heizwasser und den Reibscheiben wird vorzugsweise dadurch erhöht, daß die Reibscheiben siebartige Öffnungen aufweisen. Dabei handelt es sich insbesondere um scharfkantige Bohrungen. Aufgrund der Drehung der ersten Reibscheibe tritt das Heizwasser durch die Öffnungen der Reibscheiben hindurch. Beim Durchtritt entsteht aufgrund der Flüssigkeitsreibung Reibungswärme, welche das Heizwasser erwärmt.

Bei einer anderen Variante ist der zusätzliche Wärmeerzeuger außerhalb des Behälters angeordnet. Alternativ zu der Ausführung des Funktionselements als Reibscheibe ist das Funktionselement jetzt als ein mit einer Anzahl Permanentmagneten versehener Rotor ausgeführt, vorzugsweise in Gestalt einer Drehscheibe. Der Rotor ist gegenüber einem elektrisch leitfähigen Stator angeordnet, wobei der Stator unter Ausbildung eines Spaltes zu dem Rotor montiert ist. Bei dem Stator handelt es sich um ein Kupferrohr oder um ein anderes geeignetes Bauteil mit möglichst großer elektrisch leitfähiger Fläche aus Kupfer oder aus einem anderen geeigneten, elektrisch leitfähigen Material.

Die Magnete sind vorzugsweise am Umfang der Drehscheibe angeordnet und sind dort vorzugsweise gleichmäßig verteilt. Ein besonders großer Effekt ist dadurch erreichbar, daß die

Drehscheibe einen möglichst großen Durchmesser aufweist und möglichst viele Magneten an der Drehscheibe montiert sind.

Hierbei kommt das Prinzip der Wirbelstrombremse zur Anwendung, genauer gesagt wird durch den Antrieb des Funktionselements mittels des elektromotorischen Antriebs eine Relativbewegung zwischen einem Magnetfeld und einem elektrischen Leiter hervorgerufen. Durch die Bewegung der Drehscheibe werden Spannungen und in der Folge Wirbelströme induziert. Der Stator bildet für die Wirbelströme einen Ohmschen Widerstand. Es entsteht Wärme, die an das Heizwasser abgegeben wird. Zu diesem Zweck wird Heizwasser durch den Stator geleitet, der hierfür als Rohrleitung ausgeführt ist. Bei einer weiteren Variante eines außerhalb des Behälters angeordneten zusätzlichen Wärmeerzeugers, die ebenfalls auf dem Prinzip der Wirbelstrombremse beruht, ist das Funktionselement erneut als ein mit einer Anzahl Permanentmagneten versehener Rotor ausgeführt, diesmal jedoch nicht in Gestalt einer tangential an dem Stator vorbeilaufenden Drehscheibe, sondern in Gestalt einer Magnetanordnung mit einer Anzahl koaxial zueinander angeordneter, dauermagnetischer Ringmagnete, wobei die Ringmagnete den erneut als Rohrleitung ausgeführten Stator umgreifen und die Drehachse der Magnetanordnung koaxial zu der Mittellängsachse des Stators verläuft.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Reibscheibe in Richtung des

Pfeils II,

Fig. 3a eine Draufsicht auf eine mit Magneten versehene

Drehscheibe mit Kupferrohr in Richtung des Pfeils II,

Fig. 3b eine Seitenansicht der in Fig. 3a gezeigten Bauteile,

Fig. 4a eine Seitenansicht einer Magnetanordnung mit

Kupferrohr,

Fig. 4b eine Draufsicht auf die in Fig. 4a gezeigte

Magnetanordnung . Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung nicht maßstabsgerecht, dabei lediglich schematisch und nur mit ihren wesentlichen Bestandteilen . Die Vorrichtung 1 umfaßt einen elektrischen Generator als

Stromerzeuger 2, einen Dieselmotor als Verbrennungsmotor 3 zum Antrieb des Stromerzeugers 2 und einen thermisch isolierten Wassertank als Behälter 4, der vollständig mit dem Heizwasser 5 befüllt ist, hier mit einem Wasser-Frostschutz-Gemisch. Der Verbrennungsmotor 3 ist in dem Behälter 4 so angeordnet, daß er in unmittelbaren Kontakt mit dem Heizwasser 5 steht, nämlich vollständig von Heizwasser 5 umgeben ist und unmittelbar über sein Motorgehäuse Wärme an das Heizwasser 5 abgibt. In Fig. 1 ist das Motorgehäuse des Verbrennungsmotors 3 stark vereinfacht als Rechteck dargestellt. In Wirklichkeit umfaßt das Motorgehäuse verschiedene Teile, wie beispielsweise Zylinderblock,

Kurbelwellengehäuse bzw. Ölwanne usw., wobei diese Teile direkt Kontakt mit dem Heizwasser 5 haben. Der Behälter 4 ist druckdicht und als integrierter Teil einer Heizungsanlage eines

Einfamilienhauses ausgeführt, zu welchem Zweck er einen Vorlauf 6 und einen Rücklauf 7 aufweist. Der Behälter 4 ist geschlossen. In ihm herrscht der Überdruck der Heizungsanlage.

In dem Behälter 4 ist eine Heizpatrone 8 als elektrisches Heizelement zur Feinregulierung der Vorlauftemperatur

vorzusehen. Die Heizpatrone 8 wird von dem Stromerzeuger 2 mit Strom versorgt, die entsprechende Stromzuleitung ist mit durchbrochener Linie angedeutet. Die Ansaugöffnung 9 der Heizpatrone 8 befindet sich in der Nähe der heißesten Stelle des Verbrennungsmotors 3. Die Entnahmeöffnung 10 der Heizpatrone 8 ist in der Nähe des Vorlaufs 6 plaziert. Der luftgekühlte Verbrennungsmotor 3 wird über eine Zufuhrleitung 11 mit Kraftstoff versorgt. Die Zufuhrleitung 11 verläuft dabei zumindest abschnittsweise innerhalb des mit dem erwärmten Heizwasser 5 befüllten Behälters 4, so daß der dem Verbrennungsmotor 3 zugeführte Kraftstoff erwärmt ist.

Mit der Abgasanlage des Verbrennungsmotors 3 verbunden ist ein Abgaswärmetauscher 12, der das Heizwasser 5 ebenfalls erwärmt. Von dem Abgaswärmetauscher 12 werden die Abgase durch eine Öffnung in der Behälterwand nach außen abgeführt bzw. einem weiteren Nutzungszweck zugeführt.

Der Stromerzeuger 2 wird durch den Verbrennungsmotor 3 über dessen Motorwelle angetrieben, die somit zugleich als

Antriebswelle 13 des Stromerzeugers 2 dient . In dem illustrierten Beispiel (Fig. 1) befindet sich der Stromerzeuger 2 außerhalb des Behälters 4.

Der Stromerzeuger 2 ist vorzugsweise derart ausgeführt, daß er zugleich als Anlasser für den Verbrennungsmotor 3 dienen kann.

Ebenfalls außerhalb des Behälters 4 vorgesehen ist optional ein elektromotorischer Antrieb 14, der zur Unterstützung des Verbrennungsmotors 3 dient. Der elektromotorische Antrieb 14 wird ebenfalls von dem Stromerzeuger 5 mit Strom versorgt.

Der elektromotorische Antrieb 14 wird über eine Hilfswelle 15 in Wirkverbindung mit dem Verbrennungsmptor 3, genauer gesagt mit der Antriebswelle 13 des Verbrennungsmotors 3, gebracht und dient dazu, die Antriebswelle 3 mitzudrehen. Der elektromotorische Antrieb 14 wird dann zugeschaltet, wenn entsprechend der gewünschten Arbeitsdrehzahl des Stromerzeugers 2 die maximale Drehzahl des Verbrennungsmotors 3 erreicht ist. Dann verringert sich durch die unterstützende Wirkung des elektromotorischen Antriebs 14 der Kraftstoff erbrauch des Verbrennungsmotors 3.

Das Funktionselement 17 eines zusätzlichen Wärmeerzeugers 16 ist mit der Hilfswelle 15 verbunden und wird von dieser in Drehung versetzt, sobald der elektromotorische Antrieb 14 in Betrieb gesetzt ist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Variante handelt es sich bei dem Funktionselement um 17 eine erste Reibscheibe 18, die gegenüber einer feststehenden zweiten Reibscheibe 19 drehgelagert angeordnet ist. Der zusätzliche Wärmeerzeuger 16 mit seinen beiden Reibscheiben 18, 19 ist im Inneren des Behälters 4 angeordnet. Die zweite Reibscheibe 19 ist dabei unter

Ausbildung eines schlitz- oder spaltartigen Zwischenraumes 20 parallel zu der ersten Reibscheibe 18 montiert. Die Reibscheiben 18, 19 weisen siebartig eine Anzahl Öffnungen 21 auf in Gestalt scharfkantiger Bohrungen, wie in Fig. 2 abgebildet. Beim Durchtritt des Heizwassers 5 durch die Öffnungen 21 entsteht aufgrund der Flüssigkeitsreibung Reibungswärme, die das

Heizwasser 5 erwärmt.

Bei einer alternativen Variante ist ein anderer Wärmeerzeuger 16 * vorgesehen, dessen Funktionselement 17 als eine mit einer Anzahl Permanentmagneten 23 versehene Drehscheibe ausgeführt ist, die als Rotor 22 dient. Dieser alternative Wärmeerzeuger 16 ^λ ist außerhalb des Behälters 4 plaziert (in Fig. 1 nicht dargestellt) . Die Magnete 23 sind am Umfang des Rotors 22 angeordnet und dort gleichmäßig verteilt, wie in Fig. 3 gezeigt. Der Rotor 22 ist gegenüber einem feststehenden Kupferrohr angeordnet, das als elektrisch leitfähiger Stator 24 dient. Zwischen Rotor 22 und Stator 24 ist ein Spalt 25 ausgebildet. Bei einer Drehung des Rotors 22 werden Wirbelströme induziert, die zu einer Erwärmung des Stators 24 dient. Der Stator 24 gibt diese Wärme an das Heizwasser 5 ab. Zu diesem Zweck ist das Kupferrohr beidseitig an den Behälter 4 angeschlossen und Heizwasser 5 fließt durch das Kupferrohr .

In einer weiteren Variante ist ein anderer Wärmeerzeuger 16 ^,Λ vorgesehen, dessen Wirkungsweise dem Wärmeerzeuger 16 ^Λ sehr ähnelt, sich jedoch im Aufbau von diesem unterscheidet. Der wiederum als Kupferrohr ausgeführte Stator 24 ist von einer Magnetanordnung 26 umhüllt. Die den Rotor 22 bildende.

Magnetanordnung 26 dient als Funktionselement 17 und umfaßt eine vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigte,

zylindrische Trägerhülse 30, in deren Innerem eine Anzahl ringförmiger Permanentmagnete 27 befestigt sind, die den Stator

24 umgreifen. Zwischen Rotor 22 und Stator 24 ist erneut ein Spalt

25 ausgebildet. Die Permanentmagnete 27 sind dabei koaxial zueinander angeordnet. Die Drehachse 28 der Magnetanordnung 26 verläuft dabei koaxial zu der Mittellängsachse 29 des Stators 24. Das Funktionselement 17 in Form der den Rotor 22 bildenden Magnetanordnung 26 wird auch in dieser Variante von dem Antrieb 14 unmittelbar oder mittelbar angetrieben, beispielsweise mittels der Hilfswelle 15.

Anstelle eines Kupferrohres können auch Statoren mit andere geeignete geometrischen Formen und aus anderem geeigneten Material verwendet werden. So hat es sich beispielsweise als vorteilhaft erwiesen, wenn anstelle eines geraden Rohres, das wie in Fig. 3 schematisch dargestellt tangential zu dem Rotor 22 angeordnet ist, ein im wesentliches kreisförmiges Rohrstück als Stator 24 verwendet wird, welches so entlang des Umfanges des Rotors 22 angeordnet ist, daß es unmittelbar gegenüber den Magneten 23 liegt. Anstelle eines Rohres kann beispielsweise auch ein flacher, aus zwei Platten gebildeter Stator 24 verwendet werden, zwischen dessen Platten ein Hohlraum für das

zirkulierende Heizwasser 5 gebildet ist. Ein außerhalb des Behälters 4 vorgesehener zusätzlicher

Wärmeerzeuger 16 1β ^{, λ} kann auch mit einem zusätzlichen Wärmeerzeuger 16 innerhalb des Behälters 4 kombiniert werden.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der zusätzliche Wärmeerzeuger 16 nicht an der Hilfswelle 15, sondern unmittelbar an der Antriebswelle 13 angeordnet. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann dem Verbrennungsmotor 3 ein zusätzliches Getriebe zugeordnet sein. In weiteren Ausführungsformen ist es vorgesehen, so viel Komponenten wie möglich, vorzugsweise sämtliche Komponenten, insbesondere aber den Stromerzeuger 2, im Inneren des Behälters 4, genauer gesagt innerhalb des Heizwassers 5, anzuordnen. Damit wird eine besonders kompakte Bauform ermöglicht.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein .

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Stromerzeuger, elektrischer Generator

3 Verbrennungsmotor, Dieselmotor

4 Behälter, Wassertank

5 Heizwasser

6 Vorlauf

7 Rücklauf

8 elektrisches Heizelement, Heizpatrone

9 Ansaugöffnung

10 Entnahmeöffnung 11 Zufuhrleitung

12 Abgaswärmetauscher

13 Antriebswelle, Motorwelle

14 elektromotorischer Antrieb 15 Hilfswelle

16 Wärmeerzeuger

17 Funktionselement

18 erste Reibscheibe

19 zweite Reibscheibe

20 Zwischenraum

21 Öffnung

22 Rotor, Drehscheibe

23 Permanentmagnet

24 Stator, Kupferrohr

25 Spalt

26 Magnetanordnung

27 Permanentmagnet

28 Drehachse

29 Mittellängsachse

30 Trägerhülse