CH370284A - Heissgaskolbenmaschine - Google Patents

Description

      Heissgaskolbenmaschine       Bekannt ist eine     Heissgaskolbenmaschine,    in wel  cher ein teilweise aus Wasserstoff bestehendes Ar  beitsmittel einen Kreislauf beschreibt. Unter einer       Heissgaskolbenmaschine    ist eine Maschine zu ver  stehen, in der ein sich stets in gasförmigem Zustand  befindliches Mittel bei verschiedenen Temperaturen  abwechselnd komprimiert und entspannt wird.

   Wenn  die Entspannung bei einer höheren Temperatur als  die Komprimierung erfolgt, so stellt die Heissgas  kolbenmaschine einen     Heissgaskolbenmotor    dar; er  folgt dagegen die Entspannung bei einer niedrigeren  Temperatur als die Komprimierung, so stellt die       Heissgaskolbenmaschine,    entsprechend dem Tempera  turpegel, bei dem die Ausdehnung erfolgt, eine nach  dem umgekehrten     Heissgaskolbenmotorprinzip    arbei  tende Kühlmaschine bzw. eine Wärmepumpe dar.  



  Von dem für     Heissgaskolbenmaschinen    bekann  ten, teilweise aus Wasserstoffgas bestehenden Ar  beitsmittel ausgehend, weist die     Heissgaskolben-          maschine    nach der vorliegenden Erfindung das Kenn  zeichen auf, dass das Arbeitsmittel aus einem sauer  stofffreien Gasgemisch besteht, welches wenigstens  3 Gewichtsprozent und höchstens 20 Gewichtsprozent  Wasserstoff enthält.  



  Die Anwendung eines sauerstofffreien Gas  gemisches bietet den Vorteil, dass die Möglichkeit  einer Oxydierung der inneren Teile der Heissgas  kolbenmaschine ausgeschlossen ist. Dieser Vorteil ist  bei Ausbildung der     Heissgaskolbenmaschine    als Heiss  gaskolbenmotor besonders wichtig im Zusammen  hang mit den dann     auftretenden    sehr hohen Tem  peraturen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die  Wahl von Wasserstoffgas als eine der Komponenten  des ein Gasgemisch bildenden Arbeitsmittels.

   Spuren  von Schmieröl, die sich unverhofft in dem Raum,  in dem sich der thermodynamische Kreislauf ab  spielt, befinden und zur Verschmutzung des Inneren    der Maschine führen könnten, werden     nämlich     von Wasserstoffgas hydriert und dabei in unschäd  liche gasförmige     Kohlenwasserstoffe    überführt. Das       Schmieröl    kann somit keinen Anlass zur Ver  schmutzung der     Maschine    geben. In diesem Zu  sammenhang wurde festgestellt, dass ein Gewichts  prozentsatz von     311/a        Wasserstoff    im Gasgemisch  bereits hinreichend ist.

   Dadurch, dass der Höchst  gewichtsprozentsatz des Wasserstoffes im Gasgemisch  auf 20, vorzugsweise auf 10 gesetzt wird, ist die  Möglichkeit einer Entzündung bei etwaigem Weg  lecken der Gasfüllung nach aussen äusserst gering.  



  Wird nach einer weiteren Ausführungsform der       Heissgaskolbenmaschine    nach der     Erfindung    als übri  ger Teil des als Arbeitsmittel dienenden Gasgemisches       ganz    oder vorwiegend Heliumgas gewählt, so entsteht  ein Arbeitsmittel, das auch im Zusammenhang     mit     seinem Strömungswiderstand in der Maschine äusserst       kleine    Verluste ergibt.  



  Die Erfindung wird anhand der eine Heiss  gaskolbenmaschine der     Verdrängerart    darstellenden  Zeichnung beispielsweise näher erläutert.  



  Im     Zylinder    1 sind ein     Verdränger    2 und ein  Kolben 3 beweglich, wobei der     Verdränger    2 mittels  der     Verdrängerstange    4 und einer Triebstange 5 mit  einer Kurbel 6 auf der Kurbelwelle 7 der Maschine  gekuppelt ist. Der Kolben 3 ist durch zwei Kolben  stangen 8 und 9     mit    zwei     Kurbeln    10 und 11 ver  bunden, die gleichfalls Teile der Kurbelwelle 7  bilden.

   Die     Kurbeln    10 und 11 einerseits und 6  anderseits     schliessen    miteinander einen     bestimmten     Kurbelwinkel ein, der durch die vorgeschriebene  Bewegung des     Verdrängers    2 gegenüber dem Kol  ben 3 festgelegt ist.  



  Der warme Raum 12, der sich über dem     Ver-          dränger    2 im Zylinder 1 befindet, steht über den  Erhitzer 13, den     Regenerator    14 und den Kühler      15 in Verbindung mit dem kalten Raum 16, der  sich zwischen dem     Verdränger    2 und dem Kolben 3  befindet.

   Sowohl das Volumen des warmen Raumes  12 als auch jenes des kalten Raumes 16 ändern  sich periodisch zwischen einem Minimum, das ge  wöhnlich möglichst klein gewählt wird, und einem  Höchstwert.     Im    Arbeitsraum der Maschine, der aus  dem warmen Raum 12, dem für das     Arbeitsmittel     bestimmten Volumen des Erhitzers 13, des     Regene-          rators    14 und des Kühlers 15, und dem kalten Raum  16 besteht, befindet sich das Arbeitsmittel, das im  vorliegenden Falle aus einem     sauerstofffreien    Gas  gemisch besteht, welches fünf Gewichtsprozent Was  serstoff enthält und im übrigen aus Heliumgas be  steht.

   Der Erhitzer 13 wird aussen     yon    einer durch  Pfeile 17 angegebenen Wärmequelle erhitzt und über  trägt seine Wärme dem Arbeitsmittel. Die vom  Kühler 15 dem Arbeitsmittel entnommene Wärme  wird     mittels    einer     Kühlflüssigkeit,    z. B. Wasser, ab  geführt; zu diesem Zweck ist der Kühler 15 mit  einer     Flüssigkeitszufuhrleitung    18 und einer Flüssig  keitsabfuhrleitung 19 versehen.  



  Da die Bewegungen des     Verdrängers    2 und des  Kolbens 3 derart zueinander gewählt sind, dass bei  dieser Maschine die Ausdehnung des Arbeitsmittels    bei einer höheren Temperatur als die Komprimierung  erfolgt, arbeitet diese Maschine als Motor und wan  delt die von der Wärmequelle 17 herrührende     Wärme     in mechanische Energie um, die der Kurbelwelle 7  entnommen werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Heissgaskolbenmaschine, in welcher ein teilweise aus Wasserstoffgas bestehendes Arbeitsmittel einen Kreislauf beschreibt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Mittel aus einem sauerstofffreien Gasgemisch besteht, welches wenigstens 3 Gewichtsprozent und höchstens 20 Gewichtsprozent Wasserstoff enthält. UNTERANSPRÜCHE 1. Heissgaskolbenmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel höch stens 10 Gewichtsprozent Wasserstoff enthält. 2. Heissgaskolbenmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der übrige Teil des Gasgemisches ganz oder teilweise aus Heliumgas besteht.