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Heissgaskolbemnaschine pie Erfindung bezieht sich auf eine Heissgaskolbenmaschine mit einem Expansionsraum und einem
Kompressionsraum, die durch einen ersten Wärmeaustauscher, einen Regenerator, und einen zweiten
Wärmeaustauscher miteinander in offener Verbindung stehen, wobei die Volumina des Expansions- und
Kompressionsraumes mit einem im wesentlichen konstanten Phasenunterschied geändert werden und in der Maschine ein Gas unveränderlicher chemischer Zusammensetzung einen geschlossenen thermodyna- mischen Kreislauf vollführt, wobei es sich stets im gleichen Aggregatzustand befindet.
Hiebei sind unter einer Heissgaskolbenmaschine ein Heissgasmotor, eine Kältemaschine und eine
Wärmepumpe zu verstehen, die beiden letztgenannten nach dem umgekehrten Heissgasmotorprinzip arbeitend. Bekanntlich können diese Maschinen auf verschiedene Weise ausgebildet werden ; z. B. als eine Verdrängermaschine, als eine doppeltwirkende Maschine oder als eine Maschine, deren Zylinder, in denen sich der Expansions- und Kompressionsraum befinden, einen Winkel miteinander einschliessen.
Bei diesen Maschinen ist es üblich, den Regenerator in einem den Zylinder der Maschine umgebenden ringförmigen Raum unterzubringen.
Wenn die Leistung, welche die Maschine liefert oder aufnimmt, vergrössert wird, z. B. durch Vergrösserung des Zylinderdurchmessers oder des Druckpegels, bei dem der Zyklus erfolgt, oder durch beide, hat dies zur Folge, dass aus Festigkeitserwägungen, die den Regeneratorraum begrenzenden Wände, d. h. die zylindrische Seitenwand unddie Wand oder die Wände nahe bei den Regeneratorendflächen dicker als bei den kleineren Maschinen sein müssen. Das Temperaturgefälle Über die zylindrische Seitenwand ist aber bei Motoren z. B. 6000 C und bei Kältemaschinen z. B. 3000 C, so dass infolge dieser grossen Temperaturunterschiede in der Wand unerwünscht grosse Spannungen entstehen können.
Die Erfindung bezweckt die Maschine derart zu bauen, dass auch bei grosser Leistungsabgabe oder Leistungsaufnahme, z. B. 20 PS und höher, die Spannungen in der den Regeneratorraum begrenzenden Wand innerhalb der erwünschten Grenzen bleiben.
Nach der Erfindung ist der einem Expansions- und Kompressionsraum zugeordnete Regenerator in eine Anzahl kranzförmig um einen Zylinder, in dem sich der Expansionsraum befindet, angeordneter zylindrisch ausgebildeter und parallel geschalteter Regeneratorelemente unterteilt. Jede der Wände der Regeneratorelemente kann deshalb einen beträchtlich kleineren Durchmesser als den einer Wand haben, die einen aus einem Stück hergestellten Regenerator oder einen ringförmigen, einen Zylinder umgebenden Regenerator begrenzen würde, so dass die Wandstärke der Regeneratorelemente beträchtlich kleiner sein kann. Dazu kommt noch, dass auch die Höhe des Regenerators relativ klein ausgeführt sein kann, was mit Hinsicht auf den im Regenerator auftretenden Gaswiderstand wichtig ist.
Die zylindrische Ausführung der einzelnen Regeneratorelemente ermöglicht einen konstruktiv einfachen Aufbau bzw. Abdichtung der die Elemente enthaltenden Körper.
Die Erfindung wird an Hand einer schematischen Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
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und Fig. 2 ist eine Draufsicht dieses Kopfes.
Die Maschine besitzt einen Zylinderraum, in dem sich ein Verdränger 1 mit einer Kappe 2 und ein Kolben 3 auf und nieder bewegen können. Der Verdränger ändert hiebei das Volumen eines Kompressionsraumes 4, der durch einen Erhitzer, der aus einer Anzahl parallel geschalteter Rohre 5 besteht, eine
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Anzahl parallel geschalteter zylindrischer Regeneratorelemente 6 und eine Anzahl Kühler 7 mit einem Expansionsraum 8 in Verbindung steht, wobei das Volumen des letztgenannten Raumes sowohl durch den
Verdränger 1 als auch durch den-Kolben 3 beeinflusst wird. Jedes Regeneratorelement 6 hat ein eigenes Regeneratorgehäuse 9, in welches bei dem Ausfühlungsbeispiel gemäss dieser Ausbildung zwei Rohre 5 münden.
Der Zylinderraum und die Regeneratorrohre 9 sind mittels einer Platte 10 und mit Schrauben 11 an den Kühlern 7 befestigt. Weil der Regenerator einen verhältnismässig kleinen Durchmesser hat, können sowohl die Seitenwand des Regenerators als auch die obere Wand verhältnismässig dünn ausgebildet werden.
Dem durch die Rohre 5 gebildeten Erhitzer kann in bekannter Weise von einem nicht dargestellten Brenner Wärme zugeführt werden. Wird die Maschine als Kältemaschine verwendet, so kann einem zu kühlenden Raum durch die Rohre 5 Wärme entzogen werden.
Die Bauart nach der Erfindung ist nicht nur bei einer Verdrängermaschine wie oben geschildert, sondern auch bei andern Arten von Heissgaskolbenmaschinen anwendbar. Als Triebwerk für die Auf- und Niederbewegung des Kolbens und des Verdrängers kann ein zu diesem Zweck übliches Triebwerk zur Verwendung kommen.