Verfahren zur Herstellung eines Regenerators für Kolbengasmaschinen und dergleichen Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung eines Regenerators für Kolbengasmaschinen und dergleichen, der aus einem Gehäuse und einer Füllmasse besteht. Wo hier von einer Kolbengasmaschine die Rede ist, soll hierunter ein Heissgaskolben- motor, eine nach dem umgekehrten Heissgas motorprinzip arbeitende Kühlmaschine oder eine Wärmepumpe verstanden werden.
Aus einem Gehäuse und einer sich darin befindlichen Füllmasse bestehende Regenera- toren sind bekannt. Bei diesen bekannten Re generatoren ist die Füllmasse im allgemeinen aus Drahtmaterial, insbesondere aus Metall gaze hergestellt. Dieses Material bildet eine nachgiebige Masse, die beim Einbringen in das Regeneratorgehäuse mit Spannung an der Gehäusewand anliegt. Bei diesen bekannten Regenerätoren war also eine gute Verbindung zwischen der Füllmasse und der Gehäusewand scheinbar gesichert.
Bei Versuchen ergab sich nunmehr, dass der durch einen vorerwähnten Regenerator erziel bare Wirkungsgrad der Maschine niedriger war, als auf Grund theoretischer Erwägungen erwartet werden durfte. Für diese Erschei nung konnte bis vor kurzem keine endgültige Erklärung gegeben werden. Man hat nun ge funden, dass trotz der Tatsache, dass die Re generatorfüllmasse mit einer gewissen Span nung an der Wand des RegeneratorgehäiLses liegt, durch die Strömung des Gases durch den R.egenerator die Füllmasse von der Gehäuse- wand etwas abgelöst wird.
Dies hat zur Folge, dass der Wärmeaustausch zwischen dem längs der Wand des Generatorgehäuses strömenden Gas und der Füllmasse schlechter wird, was selbstverständlich eine Erniedrigung des Wir kungsgrades der Maschine zur Folge hat.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Re generatorfüllmasse z. B. durch Kleben oder Löten an der Wand des Regeneratorgehäuses zu befestigen.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird die vorstehend beschriebene Beeinträch tigung behoben.
Das Verfahren nach der Erfindung ist da durch gekennzeichnet, dass die Füllmasse bei der Herstellung wenigstens einer der Wände des Gehäuses in diese Wand eingefügt wird.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren kann vorzugsweise ein Regenerator herge stellt werden, dessen Füllmasse aus Metall gazeschichten besteht.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen nach diesem Verfahren hergestellten Re generator.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfin dungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Fig.1 stellt eine Kolbengasmaschine dar, die mit einem Regenerator nach der Erfin dung versehen ist; von welchem in Fig. 2 ein Teil in grösserem Massstab in halbfertigerim Zustand dargestellt ist. Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Regenerators in halb fertigem Zustand.
Die Kolbengasmaschine nach Fig.1, eineKalt- gaskühlmaschine, ist bei diesem Ausführungs- beispiel als Verdrängermaschine ausgebildet. Im Zylinder 1 bewegen sich ein Verdränger 2 und ein Kolben 3 mit einem konstanten Pha senunterschied auf- und abwärts. Der Ver- dränger 2 ist durch eine Pleuelstange 4 und der Kolben 3 über Pleuelstangen 6 mit Kur beln einer Kurbelwelle 5 verbunden.
Der Raum 7 oberhalb des Verdrängers 2 ist der kalte Raiun, der durch einen Wärmeaustauscher 8 für die Wärmezufuhr, einen Regenerator 9 und einen Wärmeaustauscher 10 für die -#Värmeabtihr mit dem Raum 11 zwischen dem Verdränger 2 und dem Kolben 3 in Verbin dung steht. Letzterer Raum ist der soge nannte warme Raum. Die Kaltgaskühl- maschine wird von einem Elektromotor 12 an getrieben.
Der Regenerator 9 befindet sich zwischen der Zylindeiwand 1 und einer ihn umgeben den Isolationswand 9'.
Die Aussenwand des Regeneratorgehäuses ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, aus einer An zahl von Ringen 21 und die Innenwand des selben aus einer Anzahl von Ringen 22 zu sammengebaut, so dass ein ringförmiger Re- generatorralun entsteht.
Die Ringe 21 und 22 bestehen aus einem thermoplastischen Stoff und haben eine Stärke von 50 Mikron. Zwi schen je zwei benachbarten Ringen 21 bzw. 22 befindet sich ein ringförmiger Streifen aus Metallgaze 23, der auch eine Stärke von 50 Mi- kron hat.
Die Gesamtheit der Gazestreifen 23 bildet die Füllmasse des Regenerators. Die Ringe 21 bzw. 22 aus thermoplastischem Stoff und die Gazeringe 23 werden nun, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, abwechselnd aufein- andergeschichtet, worauf durch Erhitzung die benachbarten Ringe 21 bzw. 22 aus thermo plastischem Stoff weich werden und sich mit einander verbinden, um gemeinsam die Aussen- bzw. die Innenwand des Regeneratorgehäuses zu bilden.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist dann die Füllmasse nur an ihrem Umfang in den Gehäusewänden eingebettet. Der auf diese Weise ausgebildete Regenerator kann als Gan zes auf der Kolbengasmaschine montiert wer den.
Statt eines thermoplastischen Stoffes, z. B. Kunstharz, kann auch Metall für die Ringe 21 und 22 verwendet werden. Diese Metall ringe können entweder durch ein Schweissver fahren oder durch Kleben mittels eines Kunst harzes aneinander. befestigt werden, derart, dass auch hier eine durchgehende Aussen- bzw. Innenwand des Regeneratorgehäuses entsteht.
Jede der Gazeschichten 23, die quer zur Durchströmungsrichtung des Gases durch den Regenerator liegen, kann eine Stärke von maximal 200 Mikron haben.
Fig. 3 stellt eine andere Ausführungsform des Regenerators dar, bei der die Regenerator- füllmasse 31 um einen Kern 30 gewickelt ist. Diese Füllmasse besteht aus gewelltem Kup ferdraht von einer Stärke von z. B. 50 Mikron. Nachdem die Regeneratorfüllmasse 31 spulen förmig atü dem Kern 30 aufgewickelt worden ist, wird sie von den ebenfalls aus gewelltem Kupferdraht bestehenden Drähten 32 und 33 zusammengehalten. Die auf diese Weise herge stellte Spule wird über eine Schicht aus er wärmtem thermoplastischem Stoff 34, z. B.
ein thermoplastisches Kunstharz, derart ge rollt, dass am Aussenumfang der Füllmasse eine Wand gebildet wird, in der die die Re generatorfülhnasse bildenden Drähte einge bettet sind. Am Innenumfang der Füllmasse wird ebenfalls, nachdem der Kern. 30 entfernt worden ist, eine Schicht aus thermoplastischem Stoff angebracht, so dass auch hier eine Wand gebildet wird, in welche die vorerwähnten Drähte eingebettet werden. Auch ein solcher Regenerator kann in einer Maschine nach Fig. 1 montiert werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausfüh rungsformen sind ringförmige Regeneratoren dargestellt. Durch das Verfahren nach der Erfindung können jedoch auch zylindrisch ausgebildete Regeneratoren hergestellt werden, die z. B. dadurch entstehen können, dass nach dem in Fig. 2 dargestellten Prinzip kreisför mige Gazestücke verwendet werden, die an ihrem Umfang in der von den Ringen 21 ge bildeten Wand eingebettet sind. Die ringför mige Innenwand, die in Fig. 2 von den Rin gen 22 gebildet wird, ist hier dann nicht vor handen.
Method for producing a regenerator for piston gas engines and the like The invention relates to a method for producing a regenerator for piston gas engines and the like, which consists of a housing and a filling compound. Where a piston gas engine is mentioned here, this should be understood to mean a hot gas piston engine, a cooling machine operating on the reverse hot gas engine principle or a heat pump.
Regenerators consisting of a housing and a filling compound located therein are known. In these known Re generators, the filling compound is generally made of wire material, in particular of metal gauze. This material forms a resilient mass which, when it is introduced into the regenerator housing, rests against the housing wall with tension. With these known regenerators, a good connection between the filling compound and the housing wall was apparently ensured.
Tests have now shown that the efficiency of the machine that can be achieved with the aforementioned regenerator was lower than could be expected on the basis of theoretical considerations. Until recently, no definitive explanation could be given for this phenomenon. It has now been found that, despite the fact that the regenerator filling compound lies with a certain tension on the wall of the regenerator housing, the filling compound is somewhat detached from the housing wall by the flow of gas through the regenerator.
As a result, the heat exchange between the gas flowing along the wall of the generator housing and the filling compound deteriorates, which of course leads to a reduction in the degree of efficiency of the machine.
It has already been proposed that the Re generator filler z. B. to be attached by gluing or soldering to the wall of the regenerator housing.
The above-described impairment is eliminated by the method according to the invention.
The method according to the invention is characterized in that the filling compound is inserted into this wall during manufacture of at least one of the walls of the housing.
The method according to the invention can preferably be used to manufacture a regenerator whose filling compound consists of metal gauze layers.
The invention also relates to a generator produced by this method.
In the accompanying drawings, two exemplary embodiments of the subject invention are shown schematically.
Fig.1 shows a piston gas engine which is provided with a regenerator according to the invention; of which in Fig. 2 a part is shown on a larger scale in semi-finished condition. Fig. 3 shows a second embodiment of a regenerator in a semi-finished state.
The piston gas machine according to FIG. 1, a cold gas cooling machine, is designed as a displacement machine in this exemplary embodiment. In the cylinder 1, a displacer 2 and a piston 3 move up and down with a constant phase difference. The displacer 2 is connected to a crankshaft 5 by a connecting rod 4 and the piston 3 via connecting rods 6 with crankshafts.
The space 7 above the displacer 2 is the cold Raiun, which is connected to the space 11 between the displacer 2 and the piston 3 through a heat exchanger 8 for the heat supply, a regenerator 9 and a heat exchanger 10 for the heat dissipation. The latter room is the so-called warm room. The cold gas cooling machine is driven by an electric motor 12.
The regenerator 9 is located between the cylinder wall 1 and an insulating wall 9 'surrounding it.
The outer wall of the regenerator housing is, as can be seen from FIG. 2, composed of a number of rings 21 and the inner wall of the same composed of a number of rings 22, so that an annular regenerator roll is created.
Rings 21 and 22 are made of a thermoplastic material and are 50 microns thick. Between every two adjacent rings 21 and 22 there is an annular strip of metal gauze 23, which is also 50 microns thick.
The entirety of the gauze strips 23 forms the filling mass of the regenerator. The rings 21 or 22 made of thermoplastic material and the gauze rings 23 are now, as shown in FIG. 2, alternately layered on top of one another, whereupon the adjacent rings 21 and 22 made of thermoplastic material become soft and become soft with each other through heating connect in order to jointly form the outer or inner wall of the regenerator housing.
As can be seen from FIG. 2, the filling compound is then embedded in the housing walls only at its circumference. The regenerator formed in this way can be mounted as a whole on the piston gas engine.
Instead of a thermoplastic material, e.g. B. synthetic resin, metal can also be used for the rings 21 and 22. These metal rings can either go through a welding process or by gluing them to one another using a synthetic resin. are attached in such a way that a continuous outer or inner wall of the regenerator housing is also created here.
Each of the gauze layers 23, which lie transversely to the direction of flow of the gas through the regenerator, can have a maximum thickness of 200 microns.
FIG. 3 shows another embodiment of the regenerator in which the regenerator filling compound 31 is wound around a core 30. This filling compound consists of corrugated copper wire from a thickness of z. B. 50 microns. After the regenerator filling compound 31 has been wound up in the form of a coil at the core 30, it is held together by the wires 32 and 33, which also consist of corrugated copper wire. The Herge in this way presented coil is over a layer of he warmed thermoplastic material 34, for. B.
a thermoplastic synthetic resin, rolled in such a way that a wall is formed on the outer circumference of the filling compound in which the wires forming the regenerative liquid are embedded. On the inner circumference of the filling compound is also after the core. 30 has been removed, a layer of thermoplastic material is attached, so that a wall is formed here too, in which the aforementioned wires are embedded. Such a regenerator can also be installed in a machine according to FIG. 1.
In the embodiments described above, annular regenerators are shown. By the method according to the invention, however, cylindrically shaped regenerators can be produced which, for. B. can arise that according to the principle shown in Fig. 2kreisför shaped pieces of gauze are used, which are embedded on their periphery in the wall formed by the rings 21 ge. The ringför shaped inner wall, which is formed in Fig. 2 by the Rin gene 22, is then not available here.