Mehrzylinder-Heissgaskolbenmotor mit beidseitig wirkenden Kolben. Die Erfindung bezieht sieh auf einen Mehrzy linder-Heissgaskolbenmotor mit beid seitig wirkenden Kolben, bei dem jeder auf einer bestimmten Seite eines Zylinders lie gende warme Raum durch einen Erhitzer, Regenerator und Kühler mit. einem auf der Pegenüberliegenden Seite in einem andern Zylinder befindlichen kalten Raum in Verbin dung steht, und die Kühler die kalten Räume der Zylinder umschliessen.
Die Lage der Erhitzer, Regeneratoren und Kühler war bei diesen Heissgaskolben- motoren bisher derart, dass der Erhitzer an einer Seite unmittelbar an den warmen Raum, der Regenerator unmittelbar an die andere Seite des Erhitzers und der Kühler sei nerseits unmittelbar an den Regenerator an- geschlossen ist.
Bei dieser Bauart umschliesst der Kühler einen kalten Raum, der nicht zum Kreislauf gehört und dem mittels dieses Kühlers Wärmeenergie entnommen wird. Zwischen dem Kühler und dem claztigehörigen kalten Raum, der also in einem andern Zylinder liegt, ist. ein Verbindungskanal vorgesehen. Dieser Kanal ist im allgemeinen im Zylinder block der Maschine ausgespart, und befindet sieb an der Seite des Kurbelkastens. Die Anmelderin hat festgestellt, dass eine derartige Lage dieses Verbindungskanals den Wirkungsgrad und die spezifische Leistung des Motors beeinträchtigt.
Bei einem bekannten Mehrzylinder-Heiss- gaskolbenmotor mit beidseitig wirkenden Kolben, bei dem ein verhältnismässig grosser Verbindungskanal zwischen dem Kühler und dem kalten Raum vorhanden ist, wird sich dem Arbeitsmittel bei seiner Strömung von dem Kühler zum kalten Raum und zurück ein verhältnismässig grosser Widerstand ent gegensetzen. Um diesen Strömungswider stand herabzusetzen, befinden sich beim be kannten Motor im Verbindungskanal zwischen dem Kühler und dem kalten Raum Leitschau- feln.
Vollständigkeitshalber sei bemerkt, dass es bei einem Zweizylinder-Heissgaskolbenmotor, bei dem sich im einen Zylinder der warme und im andern Zylinder der kalte Raum be findet, und beide Zylinder an der obern Seite durch einen Erhitzer, Regenerator und Küh ler miteinander verbunden sind, bekannt ist, dass der Kühler sich unmittelbar an den kal ten Raum anschliesst. Bei dieser Bauart stellt sieh aber nicht die durch die vorliegende Er findung zu lösende Aufgabe, nämlich das An bringen eines thermodynamisch möglichst günstig angeordneten Verbindungskanals zwi schen einer obern Seite des einen Zylinders und der Unterseite eines andern Zylinders.
Beim Heissgaskolbenmotor nach der Erfin dung ist. jeder Kühler unmittelbar an den von diesem Kühler umschlossenen kalten Raum und der Regenerator unmittelbar an der an dern Seite des Kühlers angeschlossen. Dadurch kann die Strömung von und zu dem Kühler beträchtlich verbessert. werden, und im allgemeinen können Leitschaufeln wegfallen.
Der Erhitzer kann bei dieser Bauart gegebenenfalls den entsprechenden warmen Raum umgeben. Ein gegebenenfalls vorhan dener Verbindungskanal kann entweder zwi schen dem Erhitzer imd dem warmen. Raum, oder zwischen dem Regenerator und dem Er hitzer liegen. Da sich auf dieser Seite des Motors kein Triebwerk befindet, kann die Verbindung zwischen dem Regenerator und dem warmen Raum jedoch auch derart. aus gebildet sein, da.ss diese Verbindung vollkom men vom Erhitzer beansprucht wird. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn der Erhitzer nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung als Rohrerhitzer ausgebildet ist.
Wie bei einem andern bisher bekannten Heissgaskolbenmotor, der als Verdrä.nger- motor ausgebildet ist, ist auch beim Motor nach der Erfindung der kalte Raum von dem dazugehörigen Kühler umschlossen, wodurch der kalte Raum besser auf der gewünschten Temperatur gehalten werden kann und ein günstiger Einfluss auf den Wirkungsgrad der Maschine ausgeübt. wird.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsformen von Heissgaskolben- motoren nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Der Heissgaskolbenmotor nach Fig. 1. ist ein Vierzylinder-Heissgaskolbenrnotor mit beidseitig wirkenden Kolben, bei dem der Er- liitzer als Rippenerhitzer ausgebildet ist, wäh rend er in Fig. 2 ein Röhrenerhitzer ist.
In den Zylindern 1, 3, 5 und 7 nach Fig. 1 bewegen sich die Kolben \?, 4-, 6 bzw. B. Der Arbeitsraum. 9 oberhalb des Kolbens 2 steht durch einen Erhitzer 10, einen Regenerator 11 und einen Kühler 12 mit dem Raum 13 unter halb des Kolbens 4 in Verbindung. Auf ent sprechende Weise steht der Raum 14 ober halb des Kolbens 4 durch den Erhitzer 15, Regenerator 16, Kühler 17 mit dem Raum 18 unterhalb des Kolbens 6 in Verbindung.
Der Raum 19 oberhalb des Kolbens 6 ist durch den Erhitzer 20, Regenerator 21 und Kühler 22 mit dem Raum 23 unterhalb des Kolbens 8 verbunden. In gleicher Weise steht der Raum 24 über dem Kolben 8 durch den Erhitzer 25, den Regenerator 26 und den Kühler 2 7 mit dem Raum 28 unter dem Kolben 2 in Ver bindung.
Die Räume 9, 14, 19, 24 sind die warmen Räume, die Räume 13, 18, 23, 28 die kalten Räume des Heissgaskolbenmotors. Die Kolben 2, 4, 6, 8 sind durch Triebstangenmechanis- men 29, 30, 31 bzw. 39 mit der Kurbelwelle 33 verbunden.
Den Erhitzern 10, 15, 20 und 25 wird von den Brennern 34, 35, 36 bzw. 37 Wärme energie zugeführt. Die Kühler 12, 17, 22 und 27 umschliessen die entsprechenden kalten Räume und sind an diese Räume unmittel bar angeschlossen-. Die kalte Endfläche eines jeden Regenerators schliesst sich unmittelbar an .den entsprechenden Kühler an. Die Ver bindungskanäle zwischen den Regeneratoren und den warmen Räumen enthalten die Er hitzer.
Durch diese Bauart ist, gegenüber dem bekannten Motor unter gleichen Umstän den eine Steigerung der speziellen Leistung um mehr als 10% erreichbar.
In Fig. 2 ist ebenfalls ein Vierzylinder- heissgaskolbenmotar dargestellt. In dieser Figur sind entsprechende Teile cles Motors nach Fig. 1 mit den Bleiehen Bezugszeichen versehen. Die Erhitzer dieses Motors sind aus den Röhren 40 aufgebaute Röhrenerhitzer. .'n die Röhren 40 reihen siele Ringkanäle 41, -?-?, 43 und 44 an.
Diese Ringkanäle sind durch Leitungen 45, 46, 4 7 und 48 mit den t@,armen Räumen 9, 14, 19 bzw. 24 verbunden. Mittels der Ringbrenner 49, 50, 51 Lind 52 wird den Röhrenerhitzern Wärmeenergie zu- geführt.
Multi-cylinder hot gas piston engine with pistons acting on both sides. The invention relates to a multi-cylinder hot gas piston engine with both sides acting pistons, in which each lying on a certain side of a cylinder is warm space with a heater, regenerator and cooler. a cold room located on the opposite side in another cylinder is in connection, and the coolers enclose the cold rooms of the cylinders.
The position of the heaters, regenerators and coolers in these hot gas piston engines was previously such that the heater on one side was directly connected to the warm room, the regenerator directly on the other side of the heater and the cooler on the other hand directly connected to the regenerator is.
With this design, the cooler encloses a cold room that does not belong to the circuit and from which thermal energy is extracted by means of this cooler. Between the cooler and the cold room belonging to it, which is therefore in another cylinder, is. a connection channel is provided. This channel is generally recessed in the cylinder block of the machine and is located on the side of the crankcase. The applicant has found that such a location of this connecting channel affects the efficiency and the specific power of the engine.
In a known multi-cylinder hot-gas piston engine with pistons acting on both sides, in which there is a relatively large connecting channel between the cooler and the cold room, the working fluid will face a relatively large resistance as it flows from the cooler to the cold room and back . In order to reduce this flow resistance, the known engine has guide vanes in the connecting duct between the cooler and the cold room.
For the sake of completeness, it should be noted that it is known for a two-cylinder hot-gas piston engine in which the warm chamber is in one cylinder and the cold chamber in the other, and both cylinders are connected to one another at the top by a heater, regenerator and cooler is that the cooler is directly connected to the cold room. In this type of construction, however, does not see the task to be solved by the present invention, namely to bring a thermodynamically favorable connection channel between tween an upper side of one cylinder and the underside of another cylinder.
The hot gas piston engine according to the invention is. Each cooler is directly connected to the cold room enclosed by this cooler and the regenerator is directly connected to the other side of the cooler. This can considerably improve the flow to and from the cooler. and, in general, guide vanes can be omitted.
With this type of construction, the heater can optionally surround the corresponding warm room. An optionally existing connection channel can either be between the heater and the warm one. Space, or between the regenerator and the heater. Since there is no engine on this side of the engine, the connection between the regenerator and the warm room can also be in this way. designed so that this connection is fully utilized by the heater. This can e.g. B. be the case when the heater is designed according to a further embodiment of the invention as a tube heater.
As with another previously known hot gas piston engine, which is designed as a displacement motor, the cold space of the engine according to the invention is also enclosed by the associated cooler, whereby the cold space can be better kept at the desired temperature and has a beneficial effect exerted on the efficiency of the machine. becomes.
In the accompanying drawing, two embodiments of hot gas piston engines according to the invention are shown, for example.
The hot gas piston engine according to FIG. 1 is a four-cylinder hot gas piston engine with pistons acting on both sides, in which the heater is designed as a rib heater, while in FIG. 2 it is a tube heater.
In the cylinders 1, 3, 5 and 7 according to FIG. 1, the pistons move 4, 6 and B. The working space. 9 above the piston 2 is through a heater 10, a regenerator 11 and a cooler 12 with the space 13 under half of the piston 4 in connection. In a corresponding manner, the space 14 is above half of the piston 4 through the heater 15, regenerator 16, cooler 17 with the space 18 below the piston 6 in connection.
The space 19 above the piston 6 is connected to the space 23 below the piston 8 through the heater 20, regenerator 21 and cooler 22. In the same way, the space 24 is above the piston 8 through the heater 25, the regenerator 26 and the cooler 2 7 with the space 28 under the piston 2 in United connection.
Rooms 9, 14, 19, 24 are the warm rooms, rooms 13, 18, 23, 28 are the cold rooms of the hot gas piston engine. The pistons 2, 4, 6, 8 are connected to the crankshaft 33 by pinion rod mechanisms 29, 30, 31 and 39, respectively.
The heaters 10, 15, 20 and 25 are supplied from the burners 34, 35, 36 and 37 heat energy. The coolers 12, 17, 22 and 27 enclose the corresponding cold rooms and are directly connected to these rooms. The cold end face of each regenerator immediately adjoins the corresponding cooler. The connecting channels between the regenerators and the warm rooms contain the heater.
With this design, an increase in the special power of more than 10% can be achieved compared to the known engine under the same circumstances.
A four-cylinder hot gas piston engine is also shown in FIG. In this figure, corresponding parts of the engine according to FIG. 1 are provided with the lead reference numerals. The heaters of this engine are tubular heaters made up of the tubes 40. .'n the tubes 40 are lined up with ring channels 41, -? -?, 43 and 44.
These ring channels are connected by lines 45, 46, 47 and 48 to the poor spaces 9, 14, 19 and 24, respectively. Thermal energy is supplied to the tube heaters by means of the ring burners 49, 50, 51 and 52.