CH205639A - Heat engine. - Google Patents

Heat engine.

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CH205639A
CH205639A CH205639DA CH205639A CH 205639 A CH205639 A CH 205639A CH 205639D A CH205639D A CH 205639DA CH 205639 A CH205639 A CH 205639A
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CH
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displacer
dependent
working
bellows
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Metallwarenfabriken Lampen-Und
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Ditmar Geb Bruenner Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • F02G2243/02Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder

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Description

  

      Wärmekraftmaschine.       Die Erfindung betrifft eine Wärmekraft  maschine, bei der Flüssigkeit in einem all  seits und ständig geschlossenen System ein  geschlossen ist, dessen Wandung an zwei ver  schiedenen Stellen     verschiedene,    jedoch kon  stante     Temperaturen    aufweist, indem ein be  stimmter Teil der Wandung beheizt     wird,     während ein anderer Teil der Wandung nicht  beheizt, eventuell besonders gekühlt     wird.     Die Flüssigkeit     bezw.    ihr Dampf wird hier  bei in periodische Pendelbewegung gesetzt  und dadurch abwechselnd der heissen und  kalten Stelle zugeführt,

   wodurch eine ab  wechselnde Verdampfung und Kondensation  innerhalb des geschlossenen     Systemes    erzielt  wird. Die Gesamtheit des jeweils in diesem  System befindlichen     Flüssigkeitsdampfge-          misches        wird    nachstehend als Arbeitsmittel  bezeichnet. Durch die abwechselnde Ver  dampfung und Kondensation entstehen perio  dische Druckschwankungen, die auf ein  nachstehend als Arbeitsorgan bezeichnetes    bewegliches Organ übertragen werden, das  Leistung abgibt und an irgendeine     Leistung     verzehrende     Arbeitsmaschine    angeschlossen  ist.  



  Gemäss der Erfindung werden die perio  dischen     Bewegungen    des     Arbeismittels    durch  eine     Steuervorrichtung    ausgelöst, die auf be  stimmte Werte des Druckes     bezw.    des Volu  mens des Arbeitsmittels anspricht, und das  Arbeitsorgan bildet hierbei einen Teil der       MTandung    des geschlossenen     Systemes.    Eine  solche     Steuervorrichtung    ist zweckmässiger  weise so ausgebildet, dass sie in dem Augen  blick, in dem sie durch die     Überschreitung     eines     bestimmten    Wertes des Druckes     bezw.     Volumens des Arbeitsmittels anspricht,

   eine  Kraft zur Auslösung bringt, die einen     Ver-          dränger    für das Arbeitsmittel, und somit  auch letzteres selbst in Bewegung setzt. Vor  zugsweise erfolgt hierbei der     Verlauf    der  periodischen     Pendelbewegungen    des Arbeits  mittels ohne weitere     Beeinflussungen    durch      den genannten Druck     bezw.    das Volumen.

    Zweckmässig ist die Steuervorrichtung     derart.     ausgebildet,     dass    sie während der     Hiibe    des       Arbeitsorganes    Energie speichert und am  Ende dieser     Hübe    diese     aufgespeicherte     Energie zur Auslösung bringt,     wodure.li.    .die  Flüssigkeit ruckartig     bewegt    und der Über  gang zwischen den     Verdampfungs-    und Kon  densationsperioden erzielt wird.  



  Durch die     Verwendung    einer solchen  Steuervorrichtung ist es möglich, einen selbst  tätigen     Dauerbetrieb    zu erhalten, ohne dass  die Heizung periodisch unterbrochen oder       sonstwie    geregelt werden muss, so dass belie  bige     Heizquellen,    zum Beispiel auch Brenner  für flüssige Brennstoffe, verwendet werden  können. Eine Regelung der Leistung kann in  einfacher     ZVeise    durch     Xnderung    der zuge  führten Wärmemenge erfolgen. Die Maschine  ist für mannigfache Zwecke anwendbar, zum  Beispiel zum Antrieb von Pumpen oder Kom  pressoren kleiner und mittlerer Leistung.  



  Für die Erfindung ist es wesentlich. dass  der Übergang zwischen den     Verdampfungs-          und        Kondensationsperioden    dadurch erfolgt,       da,ss    die     Steuervorrichtung    die genannten  Pendelbewegungen des Arbeitsmittels auslöst.

    Die Steuerung beeinflusst somit nicht die zu  geführten Wärmemengen, und es unterschei  det sich daher der Erfindungsgegenstand  grundsätzlich von bekannten     Vorrielitungen,          bei    denen die     Beheizung    des     Verdampferteils     des geschlossenen     Systemes    periodisch     geNn-          dert        bezw.    unterbrochen werden muss, uni den  Gang der Vorrichtungen     aufreclitzlierhalten.     



  Die gemäss der Erfindung vorgesehene  Steuervorrichtung kann in verschiedener  Weise ausgebildet sein, zum Beispiel als  mechanische     Kippvorrichtung,    die zuerst ge  spannt wird und dabei einen     NVidersta.nd     leistet und dann bei     rberschreiten    einer labi  len Mittelstellung plötzlich eine     Irraft    aus  übt, die die genannte ruckartige Bewegung  der Flüssigkeit bewirkt. Auch Reibungs  kräfte, die die     Steuervorrichtung    beeinflus  sen, oder Drosselwiderstände, die sich der  Strömung des Arbeitsmittels entgegenstellen,  können zur Steuerung verwendet werden.    Ferner können     finit    Spannfedern kombinierte.

    zwangsweise gesteuerte     Mitnahmevorrichtun-          gen,    zum Beispiel     Klinkengesperre,    Verwen  dung finden. Der von der genannten Steuer  vorrichtung betätigte     Verdränger    kann inner  halb des geschlossenen     Systemes    arbeiten, in  welchem Falle er die Verteilung der Flüssig  keit innerhalb dieses     Systemes    ändert, oder  er kann einen     beweglichen    Teil der Wan  dung dieses     Systemes    bilden, in welchem  Falle er das Volumen des     Systemes    ändert.

         Ins    letzteren Falle kann der     Verdränger    aus  einem     Kopien,    vorzugsweise aber aus einem  Federbalg gebildet sein. der den Vorteil be  sitzt, dass die Kolbenreibung und das Pro  blem des Dichthaltens wegfällt.     Derselbe     Vorteil wird erhalten, wenn auch das Arbeits  organ als     Federhalg    ausgebildet ist, welches  Organ im übrigen     gleielifalls    aus einem Kol  ben bestehen kann.  



  In der Zeichnung ist der Erfindungs  gegenstand beispielsweise dargestellt. Die       Fig.    I bis 4 zeigen schematisch verschiedene       Ausführungsformen    der Maschine im     Längs-          mittelschnitt.     



  Gemäss     Fig.    1 ist ein     Verdampfergefäss    1       iiber    einen schwach konischen, von einem  elektrischen Widerstand 3 beheizten Boden 2       finit:    einem     Kondensatorrobr    4 verbunden, das  zur     wirksamen    Ableitung der     Kondensa-          tionswärme    mit Kühlrippen 18 versehen ist  und an das unten ein Gefäss 5 angeschlossen  ist. Mit dem     sintern    Rand des Gefässes 5 ist  ein     Federbalg    6 mit Deckel 7 dicht verbun  den. Ebenso ist der Oberrand des Gefässes 1  mit. einem Federbalg 15 mit Deckel 16 dicht  verbunden.

   Die Gefässe 1 und 5 samt dem  Rohr 4 und den beiden Balgen 6 und 15 bil  den somit ein nach aussen völlig geschlossenes  System. Der     Innenraum    beider Bälge 6 und  15 steht mit der Aussenluft in Verbindung,  so dass sie sich unter dem Einfluss des     Unter-          scbiedes    zwischen dem im geschlossenen Sy  stem jeweils herrschenden Druck und dem  Atmosphärendruck     bewegen.     



  Am Deckel 16 des     obern    Balges 15 ist  eine     Kuppelstange    17     befestigt,    welche die       Hübe    diese. als Arbeitsbalg     zii    bezeichnen-      den Balges nach aussen, das heisst an irgend  eine     arbeitsverzehrende    Vorrichtung, zum       Beispiel    einen Kompressor oder eine Pumpe  überträgt.

   Am Deckel 7 des untern, als  Steuerbalg zu bezeichnenden Balges 6 ist  ein federnder Bügel 12 angeschraubt, dessen       herabreighende,    nach aussen federnde Schen  kel an ihren Enden mit einwärts gerichteten  Kerben 13 versehen sind. Ähnliche Kerben 9  sind an den untern Enden von an der Unter  seite des Gefässes 5 befestigten Stützen 8 aus  gebildet. Zwischen den Kerben 9 und 13 sind  zwei     Stäbe    10 gelagert, die in der obern     End-          lage    des     Steuerbalges    6 nach innen hin  schräg aufwärts gerichtet sind, während sie  in der untern Endlage dieses Balges die ge  strichelt angedeutete Stellung einnehmen.

    Dieses     kniehebelartige    Gestänge bildet eine  Kippvorrichtung, deren Zweck und Arbeits  weise nachstehend     beschrieben    ist.  



  Das System wird im Vakuum mit der  Flüssigkeit soweit gefüllt, dass der Flüssig  keitsspiegel, wie dargestellt, knapp oberhalb  der Heizfläche 2 liegt, wenn der Steuerbalg 6  sich in der gezeichneten obern Endlage be  findet. Das geschlossene System ist aus  schliesslich mit der Flüssigkeit und ihrem  Dampf gefüllt und frei von Luft.  



  Die Kippvorrichtung 8, 10, 12 trachtet  stets, den     .Steuerbalg    6 in eine seiner     End-          lagen    zu :drücken     und.        stellt    .der     lotrechten    Be  wegung dieses     Balges    aus der     Endlage    heraus  einen Widerstand bis zur     Hubmitte    entgegen,  in der die Stäbe 10 waagerecht liegen und so  mit auf den Balg keine     achsiale    Kraftkompo  nente ausüben.

   In dieser Mittellage befindet  sich der Balg 6 und mit ihm das im geschlos  senen System befindliche Arbeitsmittel im  labilen Gleichgewicht und bei     Überschreitung     dieser Stellung übt die Kippvorrichtung auf  den Balg 6 eine starke Kraft in der Richtung  der bisherigen Bewegungen aus, die den Balg  ruckartig in seine andere Endlage bringt.  Für die Wirkungsweise der Maschine ist es  von ausschlaggebender Bedeutung, dass diese  plötzliche Bewegung von der Kippvorrich  tung veranlasst, nicht aber von der Änderung  des Druckes     bezw.    Volumens des geschlosse-    neu     Systemes    bestimmt     wird,    wie nach  stehend noch deutlicher beschrieben ist.  



  Die Wirkungsweise der     Maschine    ist fol  gende:  Durch Einschalten des Heizwiderstandes  3 wird die     Heizfläche    2 erhitzt und die Flüs  sigkeit beginnt zu verdampfen. Der steigende  Druck im geschlossenen System     bewegt    den  Arbeitsbalg 15 mit der Stange 17 aufwärts  (Druckhub) ; der Steuerbalg 6 bleibt jedoch  vorläufig unbeweglich und wird erst dann  von der Kippvorrichtung ruckartig in seine  untere Endlage gebracht, wenn der Innen  druck die von der Kippvorrichtung ausgeübte       Achsialkraft    überschreitet.

   Durch das plötz  liche Abwärtsgehen des Steuerbalges 6 wird  das Volumen des geschlossenen     Systemes    ver  grössert und die Flüssigkeit sinkt nach unten,  so dass der Flüssigkeitsspiegel etwa in die  Höhe des untern Endes des     Kondensatorrohres     4 gelangt. Hierdurch wird einerseits, da die  Flüssigkeit die Heizfläche 2 verlässt, die wei  tere Verdampfung     unterbrochen,    und ander  seits gelangt der Dampf in das Kondensator  rohr 4 und wird hier kräftig     kondensiert.    Da  durch sinkt der Druck im geschlossenen Sy  stem und der Saughub des     Arbeitsbalges    15  beginnt.

   Es ist zu bemerken, dass die kontinu  ierlich beheizte Heizfläche 2 auf diesen  Druckabfall keinen Einfluss hat, da die Hei  zung den Druck nur dann     bestimmt,    wenn  die Flüssigkeit mit der Heizfläche in Berüh  rung steht, das heisst Dampf gebildet wird.  Das Sinken des Druckes unter Atmosphären  druck zufolge     Kondensation    dauert so lange,  bis der Steuerbalg 6 durch die Kippvorrich  tung nach oben geschnellt wird.

       Hierdurch     wird die Flüssigkeit     in    die ursprüngliche  Lage gehoben, worauf .die folgende     Verdamp-          fungsperiode        beginnt.    Dieses Spiel setzt sich  völlig selbsttätig fort, ohne dass die Heizung  unterbrochen oder     irgendwie    geregelt zu wer  den braucht.

   Es ist ersichtlich, dass der       Steuerbalg    6 nach Art eines     Verdrängers     wirkt, dessen periodische     Bewegungen    ein  Pendeln der Flüssigkeit zur Folge hat, das  die abwechselnde Verdampfung und Konden  sation     ermöglicht.         Da. die     Heizwicklung    während des Betrie  bes dauernd angeschaltet bleibt, wird wäh  rend der Kondensationsperiode der Heiz  fläche Wärme zugeführt, die nicht zur Ver  dampfung verbraucht wird.

   Ein Wärmever  lust entsteht jedoch hierdurch nicht, da diese  Wärmemenge sich in einer     Tempera.t.urer-          höhung    der Heizfläche auswirkt und bei der  nächstfolgenden     Verdampfungsperiode    wie  der der     Verdampfung    zugute kommt.

   In ähn  licher Weise     -wirkt    die     Kühlung    der     Konden-          satorflä.che    auch während der     Verdampf        ungs-          peri.ode    durch     Unterkühlen    des     Kondensator-          rohres    4 bis in die nächste     Kondensations-          periode    nach.  



  Die Bedeutung der durch die Kippvor  richtung der Steuerung verliehenen labilen  Charakteristik geht. besonders klar hervor.  wenn die Vorgänge betrachtet  -erden, die  sich ohne Verwendung einer Kippvorrich  tung, also bei stabiler Charakteristik     ahspie-          1en        würden,    wobei also der Steuerbalg 6 be  reits den geringsten     -Unterschieden    zwischen       Innendruck    im geschlossenen System und  Atmosphärendruck folgen     würde.    In einem  solchen Falle würde der Steuerbalg 6 samt  der Flüssigkeit:

   gleich bei Beginn der     Ver-          dampfungsperiode    und lange vor Erreichung  einer wirtschaftlichen     Di@uchliölie    absinken,       wobei    der Flüssigkeitsspiegel einen Punkt  erreichen     würde,    dessen Temperatur so nie  drig ist, dass keine weitere Verdampfung er  folgt.

   Da jetzt der Heizfläche     \?    keine     weitere     Wärme entzogen wird,     würde    ihre Tempera  tur übermässig ansteigen und     Wärme    nach  aussen abgestrahlt werden.     Die    Flüssigkeit  wäre bis zu jenem Punkt     abgesunken,    dessen  Wandtemperatur genau jener Flüssigkeits  temperatur entspricht, die dein eben herr  schenden Dampfdruck zugeordnet ist. Von  nun ab bestünde keinerlei Anlass für eine  Änderung des Druckes, es entstünde ein  Gleichgewichtszustand und die Vorrichtung  käme zur Ruhe.

   Würde der Flüssigkeits  spiegel etwas sinken, so     würde    sofort der  Dampfdruck durch Kondensation fallen und  der Steuerbalg steigen, wodurch der frühere  Flüssigkeitsspiegel wieder erreicht     würde.       Umgekehrt     würde    bei Steigen des Flüssig  keitsspiegels der Druck durch     Verdampfen     steigen und der Spiegel durch Sinken des  Steuerbalges wieder rückgestellt     werden.     Eine Arbeitsabgabe durch den Arbeitsbalg  15 wäre aber unmöglich.  



       Gegenüber    der beschriebenen Ausfüh  rungsform sind mannigfache Änderungen  möglich. Die Kippvorrichtung kann in ver  schiedener     'Ni'eise    ausgebildet. sein, da sie bloss  der Bedingung genügen soll, der Steuerung  eine labile     Charakteristik    zu verleihen. Statt  Bälge können Kolben verwendet  -erden. Die       Kühlung    der     Kondensatorfläche    kann auch  durch eine     Fliissigkeitskühlung,    beispiels  weise nach dem     Thermosiphonsystem,    erfol  gen.

   Infolge des weit höheren     -NVärmeüber-          ganges    kann in diesem Falle die     1-%-ondensa-          torfhiche    kleiner ausgeführt werden,     was    be  sonders hei Maschinen grösserer Leistung  wichtig sein kann, da das erforderliche Huh  voluinen des     Steuerbalges    6 dann verhältnis  mässig geringer sein kann.  



  Gemäss     Fig.    ? sind die Teile 1 bis 7 und       15)    bis 18 gleich wie in     Fig.    1 angeordnet. und  ausgebildet. Das zur Verkleinerung des  schädlichen Raumes mit einem ortsfesten, in  sich     geschlossenen    Füllkörper 8? versehene       Kondensatorrohr    4 ist gegen das Verdampfer  gefäss 1 durch eine Platte 54 abgeschlossen,  in die ein     kurzes    Kapillar- oder Drosselröhr  chen 55     eingelötet    ist, und deren Mittel  öffnung 57 oben durch ein Ventil 56 ab  schliessbar ist. Über dem Ventil 56 ist. an die  Platte 54 ein Rohr 58 angesetzt, das etwas  über den höchsten Flüssigkeitsstand hinaus  reicht.

   Das     Kondensatorrohr    4 ist unten  gegen das Gefäss 5 durch ein leicht beweg  liebes Plattenventil 59 abschliessbar, das  durch eine Feder     6(1    gegen seinen Sitz 61 ge  drückt wird und in dein gleichfalls ein     Dros-          selriihrchen        6\?    eingelötet, ist.  



  Mit Beginn der Verdampfung im Gefäss 1  setzt zufolge des in diesem Gefäss     steigenden     Druckes der     Ahfluss    der Flüssigkeit nach ab  wärts ein. Das Ventil 56 ist dabei geschlos  sen und das     Kapillarrohr    55 verzögert den  Abfluss der Flüssigkeit in solchem Mass, dass      während dieser Zeit bereits ein erheblicher  Dampfdruck entstehen kann.

   Sobald die  Flüssigkeit oberhalb der Platte 54 abgelau  fen ist, tritt durch das     Kapillarrohr    55  Dampf hindurch, der infolge seiner     vielfach     geringeren Zähigkeit einen viel geringeren       Widerstand    im     Kapillarrohr    findet, so dass  nun ein rascher Druckausgleich zwischen den  durch dasselbe verbundenen Räumen statt  findet. Der Ablauf der Flüssigkeit aus dem  Gefäss 5 unter     Senkung    des Balges 6 findet  praktisch keinen Widerstand, da das untere  Ventil 59 schon bei geringen Überdrücken  sieh öffnet und einen grossen Öffnungsquer  schnitt besitzt.

   Sobald eine ausreichende  Fläche des     Kondensatorrohres    4 frei wird,  setzt die Kondensation ein und wenn der  Druck unter den im Gefäss 5 herrschenden  Druck gesunken ist, wird das untere Ventil  59 geschlossen und die Flüssigkeit steigt  unter Entspannung des Balges 6 durch das  untere     Kapillarrohr    62 nach oben. Hierbei  erfolgt ebenfalls eine starke Drosselung, die  den Durchtritt so verzögert, dass sich inzwi  schen im     Kondensatorrohr    4 ein stärkerer  Unterdruck eingestellt hat, der sich durch  das     Kapillarrohr    55 auch in das Verdampfer  gefäss fortsetzt.

   Die Flüssigkeit steigt nun  durch das sich leicht öffnende Ventil 56 in  das     Verdampfergefäss    1, bis durch den gebil  deten Dampf der Druck auf ein höheres Mass  steigt, als dem über dem Steuerbalg 6 herr  schenden Druck entspricht.  



  Es ist ersichtlich, dass die durch die  Drosselvorrichtungen bewirkte Verzögerung  in der periodischen Bewegung des Arbeits  mittels in ähnlicher Weise wirkt, wie die  durch das Spannen einer Kippvorrichtung       (Fig.    1) bewirkte Verzögerung. Diese Drossel  vorrichtung spricht auf ein bestimmtes Volu  men des Arbeitsmittels an, da der Zeitpunkt,  in dem die Flüssigkeitsströmung im Kapillar  rohr von einer Dampfströmung abgelöst wird,  eine Funktion des Dampfvolumens ist.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    3  ist ein zylindrisches Gefäss 90 oben durch eine  Kappe 91 abgeschlossen und geht unten in  einen     erweiterten    Teil 92 über,     an.    dessen    Unterrand ein Arbeitsbalg 93 befestigt ist,  der oben in einem Kolben 94 übergeht. Die  Stirnwand 95 des Kobens 94 trägt einerseits  die Stange 17 und anderseits federnde Stüt  zen 8 der etwa nach     Fig.    1 ausgebildeten  Kippvorrichtung. Die     Stäbe    10 dieser Kipp  vorrichtung stützen sich innen in Kerben  einer Stange 96 ab, die am Boden eines zy  lindrischen, hohlen     Verdrängerkörpers    97 be  festigt ist.

   Im Gefäss 90 ist eine mit Durch  brechungen 98 versehene Wand 99 befestigt,  an der sich oben und unten Schraubenfedern  100, 101 abstützen. Die Feder 101 stützt sieh       anderseits    auf     einem    an der Stange 96 sitzen  den Bund 102, die Feder 100 (bei     entspre-          ohender    gegenseitiger Lage) auf dem Boden  des     Verdrängers    97 ab. Der Mantel 103 der  Kappe 91 dient als Heizfläche und ist mit  dem Heizwiderstand 104 versehen. 105     sind     lotrechte Kühlrippen. An der     Stirnwand    95  des Kolbens 94 ist ferner ein Bügel 106 be  festigt.

   Die Stange 96     tritt    durch ein Loch  dieses Bügels in dessen Inneres und trägt  an ihrem Ende einen Bund 107.  



  In der     dargestellten    Lage befindet sich  die Maschine am Ende der Kondensations  periode     bezw.    des Saughubes der Kuppel  stange 17. Der Arbeitsbalg 93 und sein Kol  ben 94 befinden sich somit in ihrer     höchsten          Stellung.    Während des Saughubes hat die       Kippvorrichtung    8, 10 die Bewegung des  Kolbens 94 in vollem Masse auf die Stange  96 und damit auf den     Verdränger    97 über  tragen. Der Abstand a zwischen     Verdränger     97     und    Kolben 94 ist somit konstant geblie  ben, und es wurde bloss die Feder 101 ge  spannt.  



  Der Durchmesser des     Verdrängers    97 ist  nun derart gewählt, dass er dem wirksamen  Durchmesser des Balges 93 gleich ist. Unter  dem wirksamen Durchmesser des Balges ist  hierbei der Durchmesser     eines    Kolbens zu  verstehen, der bei gleichem Hub das gleiche       Hubvolumen    (verdrängtes Volumen) ergibt  wie der Balg. Wenn somit der Flüssigkeits  raum des geschlossenen     Systemes    durch das  Aufwärtsgehen des Balges 93 verkleinert  wird, so wird dieser Raum gleichzeitig durch      das Heben des     V        erdrängers    9 7 um dasselbe  Mass vergrössert und umgekehrt.

   Daraus er  gibt sich,     dass    die     Bewegungen    des Arbeits  balges 93 keine Schwankungen des Flüssig  keitsspiegels     be-,virken.    Hierbei ist selbstver  ständlich     Voraussetzung,    dass der     Abstand        a     während der     Arbeitshübe    konstant bleibt, was  durch eine genügend kräftige     3tisbildutrg     der Kippvorrichtung 8, 10 erreicht wird.  



  Diese     Konstanthaltung    des Flüssigkeits  spiegels während der     Verda.inpfungs-        utrd          Kondensationsperiode    ist von grossem Vorteil,  da, wie aus der Zeichnung     ersiehtlicli,        durch     den ringförmigen     Verda.mpferrarin        izwischen     Heizfläche und     Verdränger    die Menge der     j(,-          weils    zu     verdampfenden    Flüssigkeit,

   sowie  der schädliche     Rauire    klein gehalten     und    so  mit der Wirkungsgrad der Vorrichtung er  höht wird.     Cberdies    wird der freie     Flüssig-          keitsspiegel    auf ein     Mindestmass    herabgesetzt.  da seine Fläche bloss dem     Ringcteersclrnitt     zwischen Verdräng er 97 und     Heizfläche        l03     entspricht.  



       -Nach        Beendiguilg    des     Saugbube:    wird  schliesslich die Kippvorrichtung 8, 10     dnrcii     den     Druch    der Feder 101. umgesteuert,     wobei     die     Ställe    10 nach innen zu abwärts     geneigt     sind. Hierdurch wird der     V        erdränger    97  ruckartig     abwärtsgezogen,    das heisst     der    Ab  stand a verringert.

   (Der Hub des     Verdrän-          gers    9 7 gegenüber dem Kolben 94 wird     durch     das zugelassene Spiel des Bundes 107 inner  halb des Bügels 1(l6 bestimmt.) Durch die  Verringerung des Abstandes     a.    wird Flüssig  keit nach oben gedrückt, so dass die Heiz  fläche 103 überflutet wird und die     Verdanip-          fungsperiode    beginnt.

   Während     dieser    sinkt  der Balg 93 samt Kolben 94 und     Verdränger     97 bei konstantem Abstand     cz    und konstan  tem Flüssigkeitsspiegel, bis schliesslich nach  Spannen der Feder<B>100</B> die Kippvorrichtung  8, 10 in die dargestellte Lage     eingestellt     wird. Hierdurch vergrössert sich der Abstand       a,    die Flüssigkeit sinkt von der Heizfläche  und von einem Teil der     Kondensatorfläche    ab  und die Kondensationsperiode beginnt, an  deren Ende die Vorrichtung die dargestellte  Lage einnimmt.

      Der Kolben 94 könnte auch weggelassen  werden, in     welchem    Falle die     Kuppelstange     17, die Stützen 8 und der     Bügel    10     direkt    auf       dein        gestrichelt        axigedeuteten    Deckel 95' des       Balges    93 sitzen     \@        ürden.        I        4e        Anordnung    des  Kolbens 94 hat jedoch folgenden Vorteil.

   Der  Durchmesser dieses Kolbens entspricht     gleieli-          falls    dem     wirk5azn.en    Durchmesser des Balges  <B>93.</B> Der Kolben 94 besitzt     daher    eine ähnliche       @@usgleich@@irhung    wie der     Verdränger    97,  indem     nämlich    bei     IIin-    und Hergehen des  Balges 93 der Raune     z -isclien    dem Balg 94       iind        dein        lxefässteil        9?    seine     Grösse    nicht än  dert.

   so dass     während    der     Bewegungen    des  Balges     1,13        dureli    den     Ringspalt    zwischen Kol  ben 94 und     Gefäss   <B>90</B> keine Flüssigkeit hin  und     herströnit.        Trotzdem    somit der     Kolben     94     ini        Gefäss    90     nicht        dic.litend    gleitet,

   wer  den die     oberhalb        und        unterhalb    des     Kolbens     94     liegen-len    Flüssigkeitsteile dauernd     un-          vernienät        gehalten.    Die     zwischen    Balg<B>93</B>  und     (Tefässteil        4_i        eingesehlossene    Flüssigkeit       nimmt        daher    an der     oberhalb    des Kolbens 94  vor     sieb        gehenden        

  Erwärmung    im wesent  lichen nicht teil, \wodurch der Wirkungsgrad  verbessert und allfällige schädliche Wärme  dehnungen der Flüssigkeit vermieden wer  den, insbesondere wenn der Flüssigkeitsraum  unterhalb des Kolbens 94 verhältnismässig  gross ist.  



  Wie bereits     bemerkt,    ist es für die     Er-          zieluilg    eines günstigen Wirkungsgrades       \wünschenswert,    dass sich nur soviel Flüssig  keit im     Verdanipfungsraum    befindet, als zur  Erzeugung der notwendigen Dampfmenge  gerade erforderlich ist.

       Wenn    die Flüssigkeit  durch das ruckartige     Abwä        rtsgehen    des     V    er  drängers 9 7 mit grosser     Geschwindigkeit    im       Ringrauen    zwischen     Verdränger    und Gefäss  <B>90</B>     aufwärts        gedrüelit    wird, so könnte sie  unter Umständen zufolge der aufgenomme  nen     lebendigen    Energie bis an die Spitze der       Kappe    91     hinaufschnellen,    das heisst.

   in grö  sserem Mass in     den        Vordanipfer    gelangen, als  notwendig und     erwünscht.    Zur     Verhinderung     eines solchen     Vorganges    ist. wie in     Fig.    3 er  sichtlich, der Innendurchmesser der Kappe  91. im Bereich der Heizfläche 103 verengt, so      dass die Flüssigkeit beim Hochsteigen durch  den engen Ringspalt gedrosselt     wird    und da  her nur jene Bewegungen ausführt, die durch  den     Verdränger    97 zwangsweise bedingt sind.  



       Fig.    4 zeigt eine weitere Ausgestaltung  der Maschine nach     Fig.    3. Die Teile 17, 90,  91, 92, 93, 103, 104 und 105 sind ähnlich  ausgebildet und arbeiten in gleicher Weise  wie gemäss     Fig.    3. Der Kolben 94 ist hier je  doch weggelassen und der untere Abschluss  des geschlossenen     Systemes    erfolgt durch  einen am Arbeitsbalg 93 befestigten     topfarti-          gen    Körper 110.

   Auch hier ist eine Steuer  vorrichtung vorgesehen, die während der Ar  beitshübe eine starre Verbindung zwischen  Balg 93 und     Verdränger    9 7 herstellt und       zwischen    den Arbeitshüben den     Verdränger     gegenüber dem Balg ruckartig verstellt. Diese  Steuervorrichtung besteht hier jedoch nicht  aus einer ausgesprochenen Kippvorrichtung,  sondern aus einem nachstehend beschriebenen       Klinkengesperre.     



  Mit dem topfartigen Körper 110 ist eine  Spindel 111 fest verbunden, in der bei 112  zwei Klinken 113 und 114 schwenkbar gelagert  sind, die durch     Schraubenfedern   <B>115</B> ständig  nach aussen gedrückt werden. Auf der Spin  del 111 ist eine Hülse 116     verschiebbar    ge  führt, die mit zwei gegenüberliegenden, ver  setzten Längsschlitzen 117 versehen ist, durch  welche     nockenartige        Fortsätze    118, 119 der  Klinken 113, 114     hindurchragen.    Am Gefäss  90 ist ein ringförmiges     Widerlager    120 be  festigt, gegen das sich unten und oben Federn  121, 122 abstützen,

   die anderseits an den       Bunden    123     bezw.    124 der Hülse I16 an  liegen. An beiden Enden des     Widerlagers     120 sind Schrägflächen 125 zur Steuerung  der Nocken 118, 119 ausgebildet. In der Nähe  der Enden des Rohres 116 sind Rasten 126       bezw.    127 ausgebildet, in welche die sperr  zahnartigen Enden der Klinken 113, 114 ein  fallen können.  



  Das obere Ende des Rohres 116 ist     mittels     eines kleinen Federbalges 128 mit einem  Federteller 129     verbunden,    der unter Zwi  schenschaltung von Schraubenfedern 130, 131    auf eine mit dem     Verdränger    97 fest verbun  dene Muffe 132     wirkt.    Bei der     nachstehenden     Beschreibung der Wirkungsweise der Ma  schine sei der Einfachheit halber zunächst  angenommen, dass das Rohr 116 mit dem     Ver-          dränger    97 starr, das heisst ohne Zwischen  schaltung der Teile<B>128</B> bis<B>132,</B> verbunden  ist.  



  Während der Kondensationsperiode (Saug  hub) wandert der Arbeitsbalg 93 samt der  Spindel 111 aufwärts und die in die Rast 127  eingreifende Klinke 114 nimmt die Hülse 116  und den     Verdränger    97 mit, wobei die Feder  122 gespannt wird (gezeichnete Stellung der       Maschine).    Gegen Ende des Saughubes  schlägt der Nocken 119 der Klinke 114 gegen       die    Schrägfläche 125 des     Widerlagers    120,

    wodurch der Sperrzahn dieser Klinke von der  Rast 127 abgezogen wird und die Feder 122  die Hülse 116 und den     Verdränger    97 ruck  artig nach abwärts     bewegt.    Hierdurch wird  die     Verdampfungsperiode        in    der bei     Fig.    3       beschriebenen    Weise eingeleitet. Nun fällt  der Sperrzahn der Klinke 113 in die Rast 126  ein, so dass der abwärts gehende Arbeitsbalg  93 den     Verdränger    97 unter     Spannung    der  Feder 121 mitnimmt.

   Schliesslich wird die  Klinke 113 durch Anschlagen ihres Nockens  118 an die Schrägfläche 125     aus    der Rast  126     ausgehoben,    wodurch die Feder 121 den       Verdränger    97 wieder nach oben schnellt     und     die     Kondensationsperiode    eingeleitet wird,  worauf sich die beschriebenen Vorgänge wie  derholen. Der Abstand zwischen Arbeitsbalg  93 und     Verdränger    97 ist somit auch hier  während der Arbeitshübe konstant und wird  nur zwischen den     Hüben    zur Umsteuerung  geändert.  



  Zur einwandfreien Wirkungsweise der  Maschine ist es erforderlich, dass nach jedes  maliger Umsteuerung der Arbeitsbalg 93 mit  dem     Verdränger    97 durch Einfallen einer der  Klinken 113, 114 wieder gekuppelt wird, was  nur dann der Fall ist, wenn die Relativver  schiebung zwischen Arbeitsbalg und     Ver-          dränger    ihr volles Mass erreicht. Dies kann  unter Umständen, beispielsweise bei stark  wechselnden Betriebsbedingungen und mit      Rücksicht auf den Drosselwiderstand, den  der enge Ringraum zwischen dem Gefäss 90  und dem     Verdränger    97 einer Verschiebung  des letzteren entgegensetzt, in Frage gestellt  sein, insbesondere dann, wenn die Verwen  dung besonders starker Federn 121,<B>129-</B> nicht  erwünscht ist.  



  Um auch in einem solchen Falle das Ein  fallen einer der Klinken nach erfolgter Rela  tivverschiebung zwischen     Verdränger    97 und  Arbeitsbalg 98 sicherzustellen, ist die     Hülse     116 mit dem     Verdränger    97 nicht starr, son  dern unter     Zwischenschaltung    der Federn  130, 131 verbunden.

   (Bei der folgenden Dar  legung wird der kleine Balg 128 vorläufig  als starrer     Körper    angesehen.) Durch diese  federnde Verbindung wird eine gewisse Un  abhängigkeit der Bewegung der Hülse 116       bezw.    des     Arbeitsbalges    93 von jener des       Verdrängers    97 erzielt, indem zum     Beispiel     bei Umsteuerung auf die     Verdampfungspe-          riode,    also bei Ausheben der Klinke 124 die  Feder 122 auf jeden Fall die Hülse 116 so  weit nach unten bewegt, bis die Klinke 113  einfallen kann.

   Sollte der Widerstand gegen  das Senken des     Verdrängers    97 besonders  gross sein, so wird er durch die Feder<B>131</B>  langsam nachgezogen,     das    heisst er eilt der  Hülse 116 nach. Der analoge Fall tritt bei  der     Umsteuerung    auf die Kondensations  periode auf. Hierbei ist zu beachten, dass die  Federn 130, 131 schwächer sind als die Fe  dern 121, 122.  



  Der Zweck des kleinen Balges 128 ist fol  gender: Wie bereits früher     bemerkt    wurde,  ist es für die Erzielung eines guten Wir  kungsgrades wichtig, dass der Flüssigkeits  spiegel während der V     erdampfungsperiode     stets eine genau bestimmte Höhe aufweist.  Dies ist jedoch wegen der     unvermeidlichen     Wärmedehnungen der Flüssigkeit unter Um  ständen schwierig zu erreichen. Erwärmt sich  nun die Flüssigkeit, so dehnt sich der kleine  Balg 128 aus und hebt den     Verdränger    97  ein wenig, wodurch ein Heben des Flüssig  keitsspiegels zufolge der Wärmedehnung aus  geglichen wird.

   Dieser Ausgleich ist ein voll  kommener, wenn     bei    gleichen Ausdehnungs-         koeffizienten    der Füllflüssigkeit im kleinen  Balg 128 und der     Verdampfungsflüssigkeit     der wirksame Durchmesser des Balges<B>128</B>  sich zum     Durchmesser    des     Verdrängers    97 so  verhält, wie das Volumen der     Verdampfungs-          flüssigkeit    zum Volumen der Füllflüssigkeit  im Balg 128.



      Heat engine. The invention relates to a heat engine in which the liquid is closed in an all-round and permanently closed system, the wall of which has different, but constant temperatures at two different points ver, by a certain part of the wall is heated while another Part of the wall is not heated and may be specially cooled. The liquid respectively. their steam is set in a periodic pendulum motion and thereby alternately supplied to the hot and cold point,

   whereby an alternating evaporation and condensation within the closed system is achieved. The totality of the liquid-vapor mixture in this system is referred to below as the working medium. The alternating evaporation and condensation creates periodic pressure fluctuations that are transferred to a movable organ, hereinafter referred to as the working organ, which delivers power and is connected to any power consuming machine.



  According to the invention, the periodic movements of the working means are triggered by a control device that BEZW on certain values of the pressure. of the volume of the work equipment responds, and the work organ forms part of the MTandung of the closed system. Such a control device is expediently designed so that it looks at the moment in which it BEZW by exceeding a certain value of the pressure. Volume of the work equipment responds,

   triggers a force that sets a displacer for the work equipment, and thus also the latter itself, in motion. In this case, the course of the periodic pendulum movements of the work is preferably carried out by means of without further influences by the said pressure BEZW. the volume.

    The control device is expedient of this type. trained that it stores energy during the working organ and at the end of these strokes it triggers this stored energy, wodure.li. .the liquid moves jerkily and the transition between the evaporation and condensation periods is achieved.



  By using such a control device, it is possible to maintain an automatic continuous operation without the heating having to be periodically interrupted or otherwise regulated, so that any heat sources, for example also burners for liquid fuels, can be used. The power can be regulated in a simple manner by changing the amount of heat supplied. The machine can be used for a variety of purposes, for example to drive pumps or compressors of small and medium power.



  It is essential to the invention. that the transition between the evaporation and condensation periods occurs because the control device triggers the said pendulum movements of the working medium.

    The control therefore does not influence the amount of heat to be supplied, and the subject matter of the invention therefore differs fundamentally from known supply lines in which the heating of the evaporator part of the closed system is periodically changed or. must be interrupted to keep the device running.



  The control device provided according to the invention can be designed in various ways, for example as a mechanical tilting device, which is first tensioned and thereby provides an NVidersta.nd and then suddenly exerts an impulse when a labile middle position is exceeded, the said jerky movement the liquid causes. Frictional forces that affect the control device or throttle resistances that oppose the flow of the working medium can also be used for control. Finite tension springs can also be combined.

    Forcibly controlled driving devices, for example ratchet locks, are used. The displacer operated by said control device can work within the closed system, in which case it changes the distribution of the liquid speed within this system, or it can form a movable part of the wall of this system, in which case it increases the volume of the System changes.

         In the latter case, the displacer can be formed from a copy, but preferably from a bellows. which has the advantage that piston friction and the problem of sealing are eliminated. The same advantage is obtained if the working organ is designed as a spring neck, which organ in the rest of the same can consist of a Kol ben.



  In the drawing, the subject invention is shown for example. FIGS. I to 4 schematically show various embodiments of the machine in longitudinal center section.



  According to FIG. 1, an evaporator vessel 1 is finitely connected via a slightly conical bottom 2 heated by an electrical resistor 3: a condenser tube 4 which is provided with cooling fins 18 for effective dissipation of the condensation heat and to which a vessel 5 is connected below . With the sintered edge of the vessel 5, a bellows 6 with cover 7 is tightly verbun the. Likewise, the upper edge of the vessel 1 is with. a bellows 15 with cover 16 tightly connected.

   The vessels 1 and 5 together with the pipe 4 and the two bellows 6 and 15 thus form a completely closed system to the outside. The interior of the two bellows 6 and 15 is connected to the outside air so that they move under the influence of the difference between the pressure prevailing in the closed system and the atmospheric pressure.



  On the cover 16 of the upper bellows 15, a coupling rod 17 is attached, which the strokes this. bellows designated as working bellows zii to the outside, that is to say to any work-consuming device, for example a compressor or a pump.

   A resilient bracket 12 is screwed to the cover 7 of the lower bellows 6, which is to be designated as a control bellows, whose downward sloping, outwardly resilient legs are provided with inwardly directed notches 13 at their ends. Similar notches 9 are formed at the lower ends of fastened on the underside of the vessel 5 supports 8 from. Between the notches 9 and 13, two rods 10 are mounted, which in the upper end position of the control bellows 6 are directed obliquely upwards inward, while in the lower end position of this bellows they assume the position indicated by dashed lines.

    This toggle-like linkage forms a tilting device, the purpose and work of which is described below.



  The system is filled with the liquid in a vacuum to such an extent that the liquid level, as shown, is just above the heating surface 2 when the control bellows 6 is in the upper end position shown. The closed system is ultimately filled with the liquid and its vapor and is free of air.



  The tilting device 8, 10, 12 always seeks to close the control bellows 6 in one of its end positions: press and. provides .der vertical movement of this bellows out of the end position a resistance up to the stroke center, in which the rods 10 lie horizontally and thus exert no axial force component on the bellows.

   In this central position there is the bellows 6 and with it the working equipment in the closed system in unstable equilibrium and when this position is exceeded, the tilting device exerts a strong force on the bellows 6 in the direction of the previous movements that jerk the bellows into his brings another end position. For the operation of the machine, it is of crucial importance that this sudden movement caused by the Kippvorrich device, but not by the change in pressure BEZW. Volume of the closed-new system is determined, as is described more clearly below.



  The way the machine works is as follows: By switching on the heating resistor 3, the heating surface 2 is heated and the liquid begins to evaporate. The increasing pressure in the closed system moves the working bellows 15 with the rod 17 upwards (pressure stroke); the control bellows 6 remains immobile for the time being and is only brought jerkily into its lower end position by the tilting device when the internal pressure exceeds the axial force exerted by the tilting device.

   The sudden downward movement of the control bellows 6 increases the volume of the closed system and the liquid sinks downwards, so that the liquid level reaches approximately the level of the lower end of the condenser tube 4. As a result, on the one hand, since the liquid leaves the heating surface 2, the white direct evaporation is interrupted, and on the other hand, the vapor enters the condenser tube 4 and is strongly condensed here. Since the pressure in the closed system decreases and the suction stroke of the working bellows 15 begins.

   It should be noted that the continuously heated heating surface 2 has no influence on this pressure drop, since the heating only determines the pressure when the liquid is in contact with the heating surface, i.e. when steam is formed. The fall in pressure below atmospheric pressure due to condensation lasts until the control bellows 6 is snapped up by the Kippvorrich device.

       This lifts the liquid into its original position, whereupon the following evaporation period begins. This game continues automatically without the heating being interrupted or regulated in any way.

   It can be seen that the control bellows 6 acts in the manner of a displacer, the periodic movements of which result in a pendulum of the liquid, which enables the alternating evaporation and condensation. There. the heating coil remains switched on continuously during operation, heat is supplied to the heating surface during the condensation period that is not used for evaporation.

   However, this does not result in a loss of heat, since this amount of heat results in an increase in temperature of the heating surface and benefits the evaporation in the next evaporation period.

   The cooling of the condenser surface also has a similar effect during the evaporation period by overcooling the condenser tube 4 until the next condensation period.



  The importance of the unstable characteristic imparted by the Kippvor direction of the controller goes. particularly clear. if the processes are considered that would occur without using a tilting device, i.e. with stable characteristics, the control bellows 6 would already follow the slightest differences between internal pressure in the closed system and atmospheric pressure. In such a case the control bellows 6 together with the liquid would:

   right at the beginning of the evaporation period and long before an economical di @ uchliölie is reached, the liquid level would reach a point whose temperature is so low that no further evaporation takes place.

   Since now the heating surface \? If no further heat is extracted, their temperature would rise excessively and heat would be radiated outwards. The liquid would have sunk to that point, the wall temperature of which corresponds exactly to the liquid temperature that is assigned to your current vapor pressure. From now on there would be no reason to change the pressure, a state of equilibrium would arise and the device would come to rest.

   If the liquid level were to drop somewhat, the vapor pressure would immediately drop due to condensation and the control bellows would rise, whereby the previous liquid level would be reached again. Conversely, if the liquid level rises, the pressure would rise due to evaporation and the level would be reset again when the control bellows sink. However, a work transfer through the working bellows 15 would be impossible.



       Various changes are possible compared to the embodiment described. The tilting device can be designed in different ways. because it should only meet the condition of giving the control an unstable characteristic. Pistons can be used instead of bellows. The condenser surface can also be cooled by liquid cooling, for example using the thermosiphon system.

   As a result of the much higher heat transfer, the 1% ondensator field can be made smaller in this case, which can be particularly important in machines with greater power, since the required volume of the control bellows 6 can then be relatively lower.



  According to Fig.? Parts 1 to 7 and 15) to 18 are arranged in the same way as in FIG. and trained. The one to reduce the harmful space with a stationary, self-contained filling body 8? The condenser tube 4 provided is closed off from the evaporator vessel 1 by a plate 54 into which a short capillary or throttle tube 55 is soldered, and the central opening 57 of which can be closed at the top by a valve 56. Above the valve 56 is. a tube 58 is attached to the plate 54 and extends somewhat above the highest liquid level.

   The condenser tube 4 can be locked at the bottom against the vessel 5 by a slightly movable plate valve 59, which is pressed against its seat 61 by a spring 6 (1 and a throttle tube 6 is also soldered into it.



  With the beginning of evaporation in vessel 1, the flow of liquid begins to flow downwards due to the increasing pressure in this vessel. The valve 56 is closed and the capillary tube 55 delays the outflow of the liquid to such an extent that a considerable vapor pressure can arise during this time.

   As soon as the liquid above the plate 54 has expired, vapor passes through the capillary tube 55, which, due to its much lower viscosity, has a much lower resistance in the capillary tube, so that a rapid pressure equalization now takes place between the spaces connected by the same. The flow of the liquid from the vessel 5 with the lowering of the bellows 6 finds practically no resistance, since the lower valve 59 opens even at low overpressures and has a large opening cross-section.

   As soon as a sufficient area of the condenser tube 4 becomes free, the condensation begins and when the pressure has dropped below the pressure prevailing in the vessel 5, the lower valve 59 is closed and the liquid rises through the lower capillary tube 62, releasing the bellows 6 . Here, too, there is a strong throttling, which delays the passage so that in the meantime a stronger negative pressure has set in the condenser tube 4, which continues through the capillary tube 55 into the evaporator vessel.

   The liquid now rises through the slightly opening valve 56 into the evaporator vessel 1 until the pressure rises to a higher level than the pressure prevailing over the control bellows 6 through the steam formed.



  It can be seen that the delay caused by the throttle devices in the periodic movement of the working means acts in a similar way to the delay caused by the tensioning of a tilting device (FIG. 1). This throttle device responds to a certain volume of the working fluid, since the point in time at which the liquid flow in the capillary tube is replaced by a steam flow is a function of the steam volume.



  In the embodiment according to FIG. 3, a cylindrical vessel 90 is closed at the top by a cap 91 and merges into an enlarged part 92 at the bottom. the lower edge of which is attached a working bellows 93 which merges into a piston 94 at the top. The end wall 95 of the Kobens 94 carries on the one hand the rod 17 and on the other hand resilient Stüt zen 8 of the tilting device formed approximately according to FIG. The rods 10 of this tilting device are based on the inside in notches of a rod 96 which is fastened to the bottom of a zy-cylindrical, hollow displacement body 97 BE.

   In the vessel 90 a wall 99 provided with openings 98 is attached, on which coil springs 100, 101 are supported above and below. The spring 101 is supported on the other hand on a collar 102 sitting on the rod 96, and the spring 100 (in the case of a corresponding mutual position) on the bottom of the displacer 97. The jacket 103 of the cap 91 serves as a heating surface and is provided with the heating resistor 104. 105 are vertical cooling fins. On the end wall 95 of the piston 94, a bracket 106 is also fastened.

   The rod 96 passes through a hole in this bracket and carries a collar 107 at its end.



  In the position shown, the machine is at the end of the condensation period BEZW. of the suction stroke of the dome rod 17. The working bellows 93 and his Kol ben 94 are thus in their highest position. During the suction stroke, the tilting device 8, 10 has to bear the movement of the piston 94 in full on the rod 96 and thus on the displacer 97. The distance a between the displacer 97 and the piston 94 is thus constant ben, and only the spring 101 was tensioned.



  The diameter of the displacer 97 is now selected such that it is the same as the effective diameter of the bellows 93. The effective diameter of the bellows is to be understood here as the diameter of a piston which, with the same stroke, results in the same stroke volume (displaced volume) as the bellows. If the liquid space of the closed system is thus reduced by the upward movement of the bellows 93, this space is increased by the same amount by the lifting of the displacer 9 7 and vice versa.

   It follows from this that the movements of the working bellows 93 do not cause any fluctuations in the liquid level. It is of course a prerequisite here that the distance a remains constant during the working strokes, which is achieved by a sufficiently powerful 3tisbildutrg of the tilting device 8, 10.



  Keeping the liquid level constant during the evaporation utrd condensation period is of great advantage because, as can be seen in the drawing, the amount of liquid to be evaporated is determined by the annular evaporator between the heating surface and the displacer.

   and the harmful rauire kept small and so it is increased with the efficiency of the device. In addition, the free liquid level is reduced to a minimum. since its surface corresponds only to the ring section between the displacer 97 and the heating surface 103.



       -After completion of the suction jack: the tilting device 8, 10 is finally reversed by the pressure of the spring 101, the stalls 10 being inclined inwards to downwards. As a result, the displacer 97 is pulled jerkily downwards, that is to say the distance a is reduced.

   (The stroke of the displacer 9 7 with respect to the piston 94 is determined by the permitted play of the collar 107 within the bracket 1 (l6.) By reducing the distance a, liquid is pressed upwards so that the heating surface 103 is flooded and the evaporation period begins.

   During this, the bellows 93 together with the piston 94 and displacer 97 sinks at a constant distance cz and a constant liquid level, until finally, after the spring 100 has been tensioned, the tilting device 8, 10 is set into the position shown. This increases the distance a, the liquid sinks from the heating surface and from part of the condenser surface and the condensation period begins, at the end of which the device assumes the position shown.

      The piston 94 could also be omitted, in which case the coupling rod 17, the supports 8 and the bracket 10 would sit directly on the cover 95 'of the bellows 93, indicated by dashed lines. However, the arrangement of the piston 94 has the following advantage.

   The diameter of this piston corresponds equally to the effective diameter of the bellows <B> 93. </B> The piston 94 therefore has a similar thread as the displacer 97, namely in that when the Bellows 93 of the roughness z -isclien the bellows 94 iind your lxeführteil 9? its size does not change.

   so that during the movements of the bellows 1.13 through the annular gap between piston 94 and vessel <B> 90 </B> no liquid flows back and forth. Despite this, the piston 94 does not slide diagonally in the vessel 90,

   the parts of the liquid lying above and below the piston 94 are kept permanently unsealed. The liquid enclosed between the bellows 93 and the tea-holder part 4_i therefore absorbs the liquid flowing in front of the piston 94

  Heating is not essentially part, which improves the efficiency and avoids any harmful thermal expansion of the liquid, especially if the liquid space below the piston 94 is relatively large.



  As already noted, in order to achieve a favorable degree of efficiency it is desirable that there is only as much liquid in the evaporation space as is just necessary to generate the necessary amount of steam.

       If the liquid is pushed upwards by the jerky descent of the displacer 9 7 at high speed in the ring between the displacer and the vessel <B> 90 </B>, it could possibly reach the tip due to the living energy absorbed the cap 91 snap up, that is.

   get into the Vordanipfer to a greater extent than necessary and desired. To prevent such a process is. As can be seen in FIG. 3, the inner diameter of the cap 91 narrows in the area of the heating surface 103, so that the liquid is throttled when it rises through the narrow annular gap and therefore only executes those movements that are forcibly caused by the displacer 97.



       4 shows a further embodiment of the machine according to FIG. 3. The parts 17, 90, 91, 92, 93, 103, 104 and 105 are designed similarly and work in the same way as according to FIG. 3. The piston 94 is here however, it is omitted and the closed system is closed at the bottom by a pot-like body 110 attached to the working bellows 93.

   Here, too, a control device is provided which produces a rigid connection between bellows 93 and displacer 9 7 during the work strokes and jerks the displacer relative to the bellows between the working strokes. However, this control device here does not consist of an outright tilting device, but of a ratchet mechanism described below.



  A spindle 111 is firmly connected to the pot-like body 110, in which two pawls 113 and 114 are pivotably mounted at 112, which are constantly pressed outwards by helical springs 115. On the Spin del 111 a sleeve 116 is slidably ge leads, which is provided with two opposite, ver set longitudinal slots 117 through which cam-like extensions 118, 119 of the pawls 113, 114 protrude. An annular abutment 120 is fastened to the vessel 90, against which springs 121, 122 are supported below and above,

   the other hand on the collars 123 respectively. 124 of the sleeve I16 lie on. Inclined surfaces 125 for controlling the cams 118, 119 are formed at both ends of the abutment 120. In the vicinity of the ends of the tube 116 latches 126 respectively. 127 formed, in which the locking tooth-like ends of the pawls 113, 114 can fall.



  The upper end of the tube 116 is connected by means of a small spring bellows 128 to a spring plate 129, which acts with interconnection of coil springs 130, 131 on a sleeve 132 firmly connected to the displacer 97. In the following description of the mode of operation of the machine, for the sake of simplicity it is initially assumed that the tube 116 with the displacer 97 is rigid, that is to say without the interposition of the parts 128 to 132, < / B> is connected.



  During the condensation period (suction stroke) the working bellows 93 moves upwards together with the spindle 111 and the pawl 114 engaging in the detent 127 takes the sleeve 116 and the displacer 97 with it, the spring 122 being tensioned (position of the machine shown). Towards the end of the suction stroke, the cam 119 of the pawl 114 strikes against the inclined surface 125 of the abutment 120,

    whereby the ratchet of this pawl is withdrawn from the detent 127 and the spring 122 moves the sleeve 116 and the displacer 97 jerk-like downward. This initiates the evaporation period in the manner described for FIG. The ratchet tooth of the pawl 113 now engages in the detent 126, so that the working bellows 93, which goes down, takes the displacer 97 with it under the tension of the spring 121.

   Finally, the pawl 113 is lifted out of the detent 126 by striking its cam 118 against the inclined surface 125, whereby the spring 121 snaps the displacer 97 up again and the condensation period is initiated, whereupon the processes described repeat themselves. The distance between working bellows 93 and displacer 97 is thus constant during the working strokes and is only changed between the strokes for reversal.



  For the machine to function properly, it is necessary that after each reversal of the working bellows 93 with the displacer 97 is coupled again by engaging one of the pawls 113, 114, which is only the case when the relative displacement between the working bellows and the displacer reached their full measure. This can be called into question under certain circumstances, for example with strongly changing operating conditions and with regard to the throttle resistance that the narrow annular space between the vessel 90 and the displacer 97 opposes a displacement of the latter, especially if the use of particularly strong springs 121, <B> 129- </B> is not desired.



  In order to ensure that one of the pawls falls after the relative displacement between the displacer 97 and the working bellows 98 even in such a case, the sleeve 116 with the displacer 97 is not rigid, but rather connected with the interposition of the springs 130, 131.

   (In the following Dar laying, the small bellows 128 is provisionally regarded as a rigid body.) This resilient connection is a certain In dependence of the movement of the sleeve 116 respectively. of the working bellows 93 is achieved by that of the displacer 97 by, for example, when reversing to the evaporation period, ie when lifting the pawl 124, the spring 122 in any case moves the sleeve 116 down until the pawl 113 can collapse.

   If the resistance to the lowering of the displacer 97 is particularly great, then it is slowly tightened by the spring 131, that is to say it hurries after the sleeve 116. The analogous case occurs when reversing to the condensation period. It should be noted here that the springs 130, 131 are weaker than the springs 121, 122.



  The purpose of the small bellows 128 is as follows: As already noted earlier, it is important for achieving a good efficiency that the liquid level always has a precisely defined height during the evaporation period. However, this is difficult to achieve because of the inevitable thermal expansion of the liquid under order. If the liquid now heats up, the small bellows 128 expands and lifts the displacer 97 a little, whereby a lifting of the liquid keitsspiegel is compensated for due to the thermal expansion.

   This compensation is perfect if, with the same expansion coefficients of the filling liquid in the small bellows 128 and the evaporation liquid, the effective diameter of the bellows <B> 128 </B> is related to the diameter of the displacer 97 as the volume of the evaporation fluid to the volume of the filling fluid in the bellows 128.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCII Wärmekraftmaschine, bei der ein in einem allseits und ständig geschlossenen System befindliches flüssiges Arbeitsmittel durch eine Pendelbewegung abwechselnd zwei auf verschiedenen, jedoch konstanten Temperaturen gehaltenen Stellen der S5 stem- wan(Iung zugeführt wird, von denen die eine beheizt wird, wodurch das Arbeitsmittel ab wechselnd verdampft und kondensiert wird, arid bei der die dadureli entstehenden 1) PATENT APPLICATION Heat engine in which a fluid working medium located in a system that is permanently closed on all sides is alternately supplied to two points of the system, which are kept at different but constant temperatures, through a pendulum movement, one of which is heated, whereby the working medium is removed is alternately evaporated and condensed, arid in which the dadureli arising 1) ruek- schwankungen ein bewegliches, Leistung ab gebendes Arbeitsorgan betätigen, dadurch ge kennzeichnet, dass die Pendelbewegungen des Arbeitsmittels durch eine auf bestimmte Werte des Druckes bezw. des Volumens des Arbeitsmittels ansprechende Steuervorrich tung ausgelöst -erden, und dass das Arbeits organ einen Teil der Wandung des geschlos senen Systeines bildet. ruek- fluctuations actuate a movable, power-emitting work organ, characterized in that the pendulum movements of the working medium by a respectively on certain values of the pressure. the volume of the working fluid responsive Steuervorrich device triggered -erden, and that the working organ forms part of the wall of the closed senen system. UNTERANSPRüCHE: 1. Wärmekraftmascbine nach dem Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet., dass das geschlossene System aus einem Be hälter besteht, dessen Verdampferteil und Kondensationsteil miteinander ständig in Verbindung stehen. 2. Maschine nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuervor richtung im Augenblick ihres Anspre- chens eine Kraft zur Auslösung bringt, die einen Verdränger für das Arbeits mittel in Bewegung setzt. SUBClaims: 1. Thermal power machine according to the patent claim, characterized in that the closed system consists of a container whose evaporator part and condensation part are constantly connected to one another. 2. Machine according to claim, characterized in that the Steuervor direction at the moment of their response brings a force to trigger that sets a displacer for the working medium in motion. 3. Maschine nach den Unteranspriichen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf der Pendelbewegungen des Ar beitsmittels ohne weitere Beeinflussung durch den Druck bezw. das Volumen des Arbeitsmittels erfolgt. 4. Maschine nach dem Unteranspruch<B>3</B>, da durch gekennzeichnet, dass die Steuervor richtung kraftspeichernde Mittel besitzt, wobei die Energiespeicherung vor dem Ansprechen der Steuervorrichtung er folgt. 5. 3. Machine according to Unteranspriichen 1 and 2, characterized in that the sequence of the pendulum movements of the working medium without any further influence by the pressure or respectively. the volume of the work medium takes place. 4. Machine according to the dependent claim <B> 3 </B>, characterized in that the Steuervor direction has force-storing means, the energy storage before the response of the control device it follows. 5. Maschine nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuervor richtung vor ihrem Ansprechen auf das Arbeitsmittel eine Kraft ausübt, die je weils der vom Arbeitsmittel auf das Ar beitsorgan ausgeübten Kraft entgegen gesetzt ist. 6. Maschine nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdränger einen Teil der Wandung des geschlossenen Systemes bildet und bei seiner Bewegung das Volumen dieses Systemes ändert. 7. Maschine nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdränger in das geschlossene System eingebaut ist. B. Machine according to the patent claim, characterized in that the control device exerts a force before it responds to the working medium, which is opposed to the force exerted by the working medium on the working element. 6. Machine according to dependent claim 2, characterized in that the displacer forms part of the wall of the closed system and changes the volume of this system as it moves. 7. Machine according to dependent claim 2, characterized in that the displacer is built into the closed system. B. Maschine nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuervor richtung für den Verdränger durch eine mechanische Kippvorrichtung gebildet ist. 9. Maschine nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuer vorrichtung durch eine zwangsweise be tätigte Mitnahmevorrichtung gebildet ist. 10. Maschine nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Arbeitsmittels durch eine von diesem durchströmte Drosselvorrichtung erfolgt. 11. Maschine nach Unteranspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass die Drossel vorrichtung ein Röhrchen (55) aufweist, das beim Druckhub nacheinander von Flüssigkeit und Dampf durchströmt wird. 12. Machine according to the patent claim, characterized in that the control device for the displacer is formed by a mechanical tilting device. 9. Machine according to claim, characterized in that the control device is formed by a compulsorily actuated drive device. 10. Machine according to claim, characterized in that the working medium is controlled by a throttle device through which it flows. 11. Machine according to dependent claim 10, characterized in that the throttle device has a tube (55) through which liquid and steam flow through one after the other during the pressure stroke. 12. Maschine nach Unteranspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass die Drossel vorrichtung ein zweites Röhrchen (62) aufweist, das mit einem Rückschlag- ventil (59) verbunden ist, so da.ss die Vor richtung nur bei geschlossenem Rück schlagventil in Tätigkeit tritt. 13. Maschine nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Verdamp- fungsraum des geschlossenen Systemes oberhalb des Kondensationsraumes liegt. 14. Machine according to dependent claim 10, characterized in that the throttle device has a second tube (62) which is connected to a check valve (59) so that the device only comes into operation when the check valve is closed. 13. Machine according to claim, characterized in that the evaporation space of the closed system is above the condensation space. 14th Maschine nach dem Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ver- dampfergefäss (1) einen beheizten Boden besitzt, an den nach unten hin ein Kondensationsrohr (4) angeschlossen ist. 15. Maschine nach dem Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kipp vorrichtung (8, 10, 12) ausserhalb des ge schlossenen Systemes angeordnet ist. 16. Maschine nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Arbeits organ unterhalb des Kondensationsrau- mes liegt. 17. Machine according to dependent claim 13, characterized in that an evaporator vessel (1) has a heated floor to which a condensation pipe (4) is connected at the bottom. 15. Machine according to dependent claim 8, characterized in that the tilting device (8, 10, 12) is arranged outside of the closed system GE. 16. Machine according to claim, characterized in that the working organ is located below the condensation room. 17th Maschine nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der im Innern des geschlossenen Systemes angeordnete Ver- dränger (97) durch die Steuervorrichtung . mit dem Arbeitsorgan (93) verbunden ist. 18. Maschine nach Unteranspruch 17, da durch gekennzeichnet, dass der Verdrän- ger (97) dasselbe Hubvolumen besitzt wie das Arbeitsorgan (93). 19. Machine according to dependent claim 7, characterized in that the displacer (97) arranged inside the closed system is controlled by the control device. is connected to the working organ (93). 18. Machine according to dependent claim 17, characterized in that the displacer (97) has the same stroke volume as the working element (93). 19th Maschine nach Unteranspruch 18, da durch gekennzeichnet, dass der Verdrän- ger (97) als Hohlzylinder ausgebildet ist, der mit Spiel innerhalb eines zylindri schen Kondensatorgefässes (90) arbei tet. 20. Maschine nach Unteranspruch 19, da durch gekennzeichnet, dass der obere Teil des Mantels des zylindrischen Kondensa- torgefässes (90) als Heizfläche (103) aus gebildet ist. 21. Maschine nach Unteranspruch 20, da durch gekennzeichnet, dass der Ringspalt zwischen Verdränger (97) und Konden- satorgefäss (90) im Bereiche der Heiz fläche (103) verengt ist. 22. Machine according to dependent claim 18, characterized in that the displacer (97) is designed as a hollow cylinder which works with play within a cylindrical condenser vessel (90). 20. Machine according to dependent claim 19, characterized in that the upper part of the jacket of the cylindrical condenser vessel (90) is formed as a heating surface (103). 21. Machine according to dependent claim 20, characterized in that the annular gap between the displacer (97) and the condenser vessel (90) is narrowed in the area of the heating surface (103). 22nd Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das als Federbalg (93) ausgebildete Arbeitsorgan mit einem Kolben (94) verbunden ist, dessen Quer schnitt gleich dem wirksamen Quer- schnitt des Federbalges ist. 23. Maschine nach Unteranspruch 17, da durch gekennzeichnet, dass die zwischen Verdränger (97) und Arbeitsorgan (93) geschaltete Steuervorrichtung derart aus gebildet ist, dass sie während der Arbeits hübe den Verdränger mit dem Arbeits organ kuppelt. und am Ende der Arbeits hübe den Verdränger gegenüber dem Ar beitsorgan verstellt. 24. Machine according to patent claim, characterized in that the working element designed as a spring bellows (93) is connected to a piston (94), the cross section of which is equal to the effective cross section of the spring bellows. 23. Machine according to dependent claim 17, characterized in that the control device connected between the displacer (97) and the working element (93) is formed in such a way that it couples the displacer to the working organ during the work strokes. and at the end of the working strokes the displacer is adjusted relative to the work organ. 24. Maschine nach den Unteransprüchen 9 und 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen Verdränger (9"7) und Arbeits organ (93) geschaltete Steuervorrichtung aus einem Klinkengesperre (113, 114. 116) besteht. 25. Maschine nach Unteranspruch 24. da durch gekennzeichnet, dass die Klinken (113, 114) des Klinkengesperres in einem mit dem Arbeitsorgan (93) verbundenen Teil (11l) gelagert sind und von orts- festen Steuerflächen (125) betätigt wer den. 26. Machine according to dependent claims 9 and 23, characterized in that the control device connected between the displacer (9 "7) and working organ (93) consists of a ratchet lock (113, 114, 116). 25. Machine according to dependent claim 24, characterized by that the pawls (113, 114) of the ratchet locking mechanism are mounted in a part (11l) connected to the working element (93) and are actuated by stationary control surfaces (125). Maschine nach Unteranspruch 23, da durch gekennzeichnet, dass die Steuer vorrichtung auf den Verdränger <B>(97)</B> un ter Zwischenschaltung von Federn (130, <B>131)</B> wirkt. 27. Maschine nach Unteranspruch ?, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdränger (97) unter dem Einfluss eines temperatur empfindlichen Ausdehnungskörpers steht, der dem Verdränger eine die Wärme dehnungen der Flüssigkeit ausgleichende Bewegung erteilt. 28. Machine according to dependent claim 23, characterized in that the control device acts on the displacer <B> (97) </B> with the interposition of springs (130, <B> 131) </B>. 27. Machine according to dependent claim?, Characterized in that the displacer (97) is under the influence of a temperature-sensitive expansion body which gives the displacer a movement compensating for the thermal expansion of the liquid. 28. Maschine nach Unteranspruch 27, da durch gekennzeichnet, dass der Aus dehnungskörper aus einem mit einer Aus- dehnungsflüssigkeit gefüllten Federbalg (128) besteht. Machine according to dependent claim 27, characterized in that the expansion body consists of a bellows (128) filled with an expansion fluid.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3831380A (en) * 1972-01-13 1974-08-27 Philips Corp Hot-gas engine

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