DE10110445B4

DE10110445B4 - Gas cooler for a Stirling engine

Info

Publication number: DE10110445B4
Application number: DE2001110445
Authority: DE
Inventors: Andreas Baumüller; Andreas Laug
Original assignee: SOLO STIRLING GmbH
Current assignee: CLEANERGY AB, GOETEBORG, SE
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2021-03-06
Also published as: DE10110445A1

Abstract

Rohrbündel-Gaskühler für einen Stirlingmotor, mit einem ersten Anschlußflansch (29), mit einem zweiten Anschlußflansch (31), wobei der erste Anschlußflansch (29) eine erste Flanschfläche (33) aufweist, wobei der zweite Anschlußflansch (31) eine zweite Flanschfläche (35) aufweist, mit einem ersten Anschlußflansch (29) und zweiten Anschlußflansch (31) verbindenden Rohrbündel (45), und mit einem das Rohrbündel (45) dichtend umschließenden und mit dem ersten Anschlußflansch (29) einenends sowie dem zweiten Anschlußflansch (31) anderenends verbundenen Gehäuse (37), dadurch gekennzeichnet, dass erster Anschlußflansch (29) und zweiter Anschlußflansch (31) zueinander in einer von der ersten Flanschfläche (33) aufgespannten Ebene und einer von der zweiten Flanschfläche (35) aufgespannten Ebene verschiebbar sind.A tube bundle gas cooler for a Stirling engine, comprising a first connecting flange (29), a second connecting flange (31), the first connecting flange (29) having a first flange surface (33), the second connecting flange (31) having a second flange surface (35) ), with a first flange (29) and second flange (31) connecting tube bundle (45), and with a tube bundle (45) sealingly enclosing and connected to the first flange (29) one end and the second flange (31) the other end Housing (37), characterized in that the first connecting flange (29) and second connecting flange (31) to each other in a plane spanned by the first flange (33) plane and one of the second flange (35) plane are displaced.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gaskühler für einen Stirlingmotor, mit einem ersten Anschlussflansch, mit einem zweiten Anschlussflansch, wobei der erste Anschlussflansch eine erste Flanschfläche aufweist, wobei der zweite Anschlussflansch eine zweite Flanschfläche aufweist, mit einem ersten Anschlussflansch und zweiten Anschlussflansch verbindenden Rohrbündel und mit einem das Rohrbündel dichtend umschließenden und mit dem ersten Anschlussflansch einenends sowie dem zweiten Anschlussflansch anderenends verbundenen Gehäuse.The The invention relates to a gas cooler for one Stirling engine, with a first flange, with a second Connection flange, wherein the first connection flange has a first flange, wherein the second connection flange has a second flange surface, with a first flange and second flange connecting tube bundle and with a tube bundle sealingly enclosing and with the first flange one end and the second Connecting flange connected to other housing.

Gaskühler von Stirlingmotoren sind von entscheidender Bedeutung für Leistung und Wirkungsgrad des Stirlingmotors, da die gesamte Abwärme des Stirlingmotors über den Gaskühler abgeführt werden muss. Je niedriger das Temperaturniveau des abgekühlten Arbeitsgases ist, desto besser sind Wirkungsgrad und Leistung des Stirlingmotors. Daher wird eine Abkühlung des Arbeitsgases auf eine Temperatur wenig oberhalb der Eintirttstemperatur des Kühlmediums in den Gaskühler angestrebt. In der Praxis werden Temperaturdifferenzen zwischen dem abgekühlten Arbeitsgas und der Kühlmedium von etwa 40 K erreicht.Gas cooler of Stirling engines are crucial for performance and efficiency of the Stirling engine, since the total waste heat of the Stirling engine over the gas cooler be dissipated got to. The lower the temperature level of the cooled working gas is, the better the efficiency and performance of the Stirling engine. Therefore, a cooling of the working gas to a temperature slightly above the Eintirttemperatur of the cooling medium in the gas cooler sought. In practice, temperature differences between the cooled Working gas and the cooling medium of reaches about 40K.

Das Arbeitsgas durchströmt, ausgehend vom Verdichtungszylinder, zunächst den Gaskühler, den Regenerator, den Erhitzer und gelangt schließlich in den Arbeitszylinder. Anschließend strömt das Arbeitsgas auf dem gleichen Weg wieder zurück in den Verdichtungszylinder. Da beim Betrieb des Stirlingmotors zumindest im Bereich des Erhitzers das Arbeitsgas Temperaturen von ca. 650°C und demzufolge auch Teile des Erhitzers Temperaturen von über 700°C erreichen, ist es unvermeidlich, dass Wärmedehnungen im Stirlingmotor entstehen, wenn dieser in Betrieb genommen wird. Insbesondere bei Stirlingmotoren mit einer V-Anordnung von Arbeitszylinder und Verdichtungszylinder führt die Wärmedehnung dazu, dass aufgrund der Wärmedehnungen Kräfte auf den Gaskühler einwirken, welche in Richtung der Flanschflächen des Gaskühlers gerichtet sind.The Flows through working gas, starting from the compression cylinder, first the gas cooler, the Regenerator, the heater and finally gets into the working cylinder. Subsequently flows the working gas on the same way back to the compression cylinder. Since during operation of the Stirling engine at least in the area of the heater the working gas temperatures of about 650 ° C and consequently parts of the heater reach temperatures above 700 ° C, it is inevitable that thermal expansions in the Stirling engine when it is put into operation. Especially in Stirling engines with a V-arrangement of working cylinder and Compaction cylinder leads the thermal expansion, that due to the thermal expansions Forces up the gas cooler acting, which directed in the direction of the flange surfaces of the gas cooler are.

Aus der US 3,831,380 und der US 4,055,953 sind Stirliung-Motoren bekannt, deren Arbeits- und Verdichterkolben in einem Zylinder laufen. Bei dieser Bauform ist das der Erfindung zu Grunde liegende Problem nicht von großer Bedeutung.From the US 3,831,380 and the US 4,055,953 are known Stirliung engines whose working and compressor pistons run in a cylinder. In this design, the problem underlying the invention is not of great importance.

Aus der US 4,753,072 ist ein Stirling-Motor bekannt mit einer V-Anordnung von Arbeits- und Verdichterkolben. Der Gaskühler umfasst ein Gehäuse, welches mit einem einen ersten Anschlussflansch und einen zweiten Anschlussflansch verbunden ist. Diese Konstruktion ist relativ steif, so dass aus den im Betrieb entstehenden Wärmedehnungen große mechanische Spannungen resultieren.From the US 4,753,072 is a Stirling engine known with a V-arrangement of working and compressor pistons. The gas cooler comprises a housing which is connected to a first connection flange and a second connection flange. This construction is relatively stiff, so that resulting from the thermal expansion occurring during operation large mechanical stresses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gaskühler bereitzustellen, bei dem die aus den Wärmedehnungen resultierenden Spannungen sowohl des Gaskühlers als auch der mit dem Gaskühler verbundenen Baugruppen wie Arbeitszylinder, Regenerator, Erhitzer und Verdichtungszylinder reduziert werden. Gleichzeitig soll die Zuverlässigkeit des Gaskühlers und damit auch des gesamten Stirlingmotors erhöht werden.Of the Invention has for its object to provide a gas cooler, in which those from the thermal expansions resulting voltages of both the gas cooler and the with the Gas cooler connected Assemblies such as working cylinder, regenerator, heater and compression cylinder be reduced. At the same time, the reliability of the gas cooler and so that the entire Stirling engine can be increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gaskühler für einen Stirlingmotor mit einem ersten Anschlussflansch, mit einem zweiten Anschlussflansch, wobei der erste Anschlussflansch eine erste Flanschfläche aufweist, wobei der zweite Anschlussflansch eine zweite Flanschfläche aufweist, mit einem ersten Anschlussflansch und zweiten Anschlussflansch verbindenden Rohrbündel und mit einem das Rohrbündel dichtend umschließenden und mit dem ersten Anschlussflansch einenends sowie dem zweiten Anschlussflansch anderenends verbundenen Gehäuse, wobei erster Anschlussflansch und zweiter Anschlussflansch zueinander in einer von der ersten Flanschfläche aufgespannten Ebene und einer von der zweiten Flanschfläche aufgespannten Ebene verschiebbar sind, so dass die unvermeidlichen Wärmedehnungen keine oder nur geringe Spannungen im Gaskühler oder den mit dem Gaskühler unmittelbar oder mittelbar verbundenen Baugruppen des Stirlingmotors induzieren. Dadurch ist gewährleistet, dass die mechanische Beanspruchung aller Baugruppen des Stirlingmotors reduziert wird und somit die Möglichkeit eines mechanischen Versagens des Stirlingmotors verringert wird.These The object is achieved by a gas cooler for one Stirling engine with a first flange, with a second Connection flange, wherein the first connection flange has a first flange, wherein the second connection flange has a second flange surface, connecting with a first connection flange and second connection flange tube bundle and with a tube bundle sealingly enclosing and with the first connection flange one end and the second connection flange otherwise connected housing, wherein the first connection flange and second connection flange to each other in a plane spanned by the first flange and one of the second flange surface spanned plane are shiftable, so the inevitable thermal expansion no or only low voltages in the gas cooler or directly with the gas cooler or indirectly connected assemblies of the Stirling engine. This ensures that that the mechanical stress of all components of the Stirling engine is reduced and thus the possibility a mechanical failure of the Stirling engine is reduced.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse des Gaskühlers in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt unterteilt und sind erster Abschnitt und zweiter Abschnitt durch einen Faltenbalg dichtend miteinander verbunden. Durch die Verwendung dieses an sich bekannten Bauteils, welches in verschiedensten Ausführungen von Zulieferfirmen hergestellt wird, kann auf einfache und kostengünstige Weise die gewünschte Flexibilität in Längs- und Querrichtung zu den Flanschflächen erreicht werden. Da das im Mantelraum des Gaskühlers befindliche Kühlwasser nur unter geringem Druck steht, ist auch die Druckbeanspruchung des Gehäuses und des Faltenbalgs nur gering, so dass die Druckfestigkeit des Faltenbalgs in jedem Fall ausreichend ist.In a further advantageous embodiment of the invention is casing of the gas cooler divided into a first section and a second section and are first section and second section through a bellows sealingly connected. By using this in itself known component, which in various designs Manufactured by subcontractors can easily and inexpensively the desired flexibility in longitudinal and transverse direction to the flange surfaces can be achieved. Since that in the shell space of the gas cooler located cooling water is only under low pressure, is also the compressive stress of the housing and the bellows only slightly, so that the compressive strength of the Bellows is sufficient in any case.

In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass Gehäuse und Faltenbalg aus metallischen Werkstoffen hergestellt sind und/oder dass erster Abschnitt und zweiter Abschnitt mit dem Faltenbalg durch Löten oder Schweißen verbunden sind, so dass die Herstellung des erfindungsgemäßen Gaskühlers unter Einsatz konventioneller Herstellungstechniken erfolgen kann.In a further feature of the invention, it is provided that the housing and bellows are made of metallic materials and / or that the first section and the second section are connected to the bellows by soldering or welding, so that the production of the inventive Gas cooler can be done using conventional manufacturing techniques.

Bei einer anderen erfindungsgemäßen Variante ist vorgesehen, dass der erste Anschlußflansch oder der zweite Anschlußflansch an ihrem Außendurchmesser mit Spiel von dem Gehäuse fixiert wird, so dass sowohl axiale als auch radiale Relativbewegungen zwischen Flanschring und Gehäuse möglich sind, ohne das Gehäuse zu verspannen.at another variant of the invention is provided that the first flange or the second flange on its outer diameter with play from the case is fixed so that both axial and radial relative movements between flange ring and housing possible are, without the case to tense.

Zur Abdichtung zwischen erstem Anschlußflansch oder zweitem Anschlußflansch und dem Gehäuse kann ein Dichtring, insbesondere ein O-Ring vorgesehen sein.to Sealing between first connection flange or second connection flange and the housing it may be provided a sealing ring, in particular an O-ring.

Der erfindungsgemäße Gaskühler ist besonders zur Verwendung in einem Stirlingmotor mit einer V-Anordnung von Verdichtungszylinder und Arbeitszylinder geeignet, da bei dieser Bauart Wärmedehnungen in Richtung der Flanschflächen auftreten.Of the Gas cooler according to the invention is especially for use in a V-type Stirling engine of compression cylinder and cylinder suitable because in this Type of thermal expansion in the direction of the flange surfaces occur.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnung und deren Beschreibung sowie den Patentansprüchen entnehmbar. Es zeigen:Further Advantages and advantageous embodiments of the invention are the Drawing and its description and the claims removed. Show it:

1 einen Querschnitt durch einen Stirlingmotor in V-Anordnung mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gaskühlers; 1 a cross section through a Stirling engine in V-arrangement with a first embodiment of a gas cooler according to the invention;

2 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gaskühlers; 2 a side view of a second embodiment of a gas cooler according to the invention;

3 einen Längsschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gaskühlers; 3 a longitudinal section through the second embodiment of the gas cooler according to the invention;

4 ein Detail aus 3; 4 a detail from 3 ;

5 eine Ansicht von vorne des Gaskühlers gemäß der 2–4 und 5 a front view of the gas cooler according to the 2 - 4 and

6 einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A in 2 durch den erfindungsgemäßen Gaskühler. 6 a section along the section line AA in 2 by the gas cooler according to the invention.

Der Stirlingmotor weist ein Kurbelgehäuse 1 auf, in dem eine Kurbelwelle 3 drehbar gelagert ist. An einem Hubzapfen 5 der Kurbelwelle 3 sind ein erstes Pleuel 7 und ein zweites Pleuel 9 drehbar gelagert. Das erste Pleuel 7 ist über einen ersten Kreuzkopf 10 und eine erste Kolbenstange 11 mit einem Verdichtungskolben 12 verbunden. Das zweite Pleuel 9 ist über einen zweiten Kreuzkopf 13 und eine zweite Kolbenstange 14 mit einem Arbeitskolben 15 verbunden. Die konstruktive Ausgestaltung von Verdichtungskolben 12 und Arbeitskolben 15 ist im Zusammenhang mit 1 nicht von Bedeutung und wird deshalb an dieser Stelle nicht näher erläutert. Der Verdichtungskolben 12 läuft in einem Verdichtungszylinder 16, während der Arbeitskolben 15 in einem Arbeitszylinder 17 läuft. Die Kurbelwelle 3 und der Hubzapfen 5 sind ölgeschmiert, während der Verdichtungskolben 12 und der Arbeitskolben 15 trocken im Verdichtungszylinder 16 bzw. im Arbeitszylinder 17 laufen.The Stirling engine has a crankcase 1 in which a crankshaft 3 is rotatably mounted. On a crankpin 5 the crankshaft 3 are a first connecting rod 7 and a second connecting rod 9 rotatably mounted. The first connecting rod 7 is over a first crosshead 10 and a first piston rod 11 with a compression piston 12 connected. The second connecting rod 9 is via a second crosshead 13 and a second piston rod 14 with a working piston 15 connected. The structural design of compression piston 12 and working pistons 15 is related to 1 is not relevant and will therefore not be explained further here. The compression piston 12 runs in a compression cylinder 16 while the working piston 15 in a working cylinder 17 running. The crankshaft 3 and the crankpin 5 are oil lubricated while the compression piston 12 and the working piston 15 dry in the compression cylinder 16 or in the working cylinder 17 to run.

Zwischen dem Verdichtungszylinder 16 und dem Arbeitszylinder 17 kann das Arbeitsgas hin- und hergeschoben werden. Dabei nimmt das in 1 nicht dargestellte Arbeitsgas beim Verschieben aus dem Verdichtungszylinder 16 in den Arbeitszylinder 17 Wärme aus einem Regenerator 21 auf und erwärmt sich dabei auf etwa 650° Celsius. Der Regenerator 21 besteht im Allgemeinen aus einem Paket von Drahtsieben, die in 1 nicht im Einzelnen dargestellt sind. Anschließend wird das Arbeitsgas in einem Erhitzer 23, der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 aus berippten Rohren aufgebaut ist, auf etwa 700° Celsius erwärmt. Diese Erwärmung erfolgt durch Wärmeübertragung von einem in 1 nicht dargestellten Brenner über den Erhitzer 23 auf das Arbeitsgas. Gleichzeitig erfolgt eine annähernd isotherme Expansion des Arbeitsgases im Arbeitszylinder 17, wodurch mechanische Arbeit vom Arbeitsgas auf den Arbeitskolben 15 übertragen wird. Anschließend wird das Arbeitsgas vom Arbeitszylinder 17 in den Verdichtungszylinder 16 zurückgeschoben, wobei das Arbeitsgas Wärme an den Regenerator 21 überträgt und anschließend von einem Gaskühler 25 abgekühlt wird. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gaskühlers 25 weist ein Anschlußflansch am Übergang zu dem Regenerator 21 einen Bereich mit einem prismatischen Querschnitt auf und wird in diesem Bereich von einem Gehäuse 37 so fixiert, dass der Anschlußflansch die auftretenden Wärmedehnungen in radialer und axialer Richtung ausgleichen kann. Gedichtet wird der Spalt zwischen prismatischem Querschnitt und Gehäuse 37 durch einen O-Ring.Between the compression cylinder 16 and the working cylinder 17 the working gas can be pushed back and forth. It takes in the 1 not shown working gas when moving out of the compression cylinder 16 in the working cylinder 17 Heat from a regenerator 21 and heats up to about 650 ° Celsius. The regenerator 21 generally consists of a packet of wire sieves, which in 1 are not shown in detail. Subsequently, the working gas in a heater 23 , which in the embodiment according to 1 built from finned tubes, heated to about 700 ° Celsius. This heating takes place by heat transfer from an in 1 not shown burner on the heater 23 on the working gas. At the same time, an approximately isothermal expansion of the working gas takes place in the working cylinder 17 , whereby mechanical work from the working gas to the working piston 15 is transmitted. Subsequently, the working gas from the working cylinder 17 in the compression cylinder 16 pushed back, the working gas heat to the regenerator 21 transfers and then from a gas cooler 25 is cooled. In the first embodiment of a gas cooler according to the invention 25 has a connecting flange at the transition to the regenerator 21 an area with a prismatic cross section and is in this area of a housing 37 fixed so that the connecting flange can compensate for the occurring thermal expansion in the radial and axial directions. The gap between prismatic cross-section and housing is sealed 37 through an O-ring.

Als Wärmequelle kann bei einem Stirlingmotor prinzipiell jede Wärmequelle mit ausreichendem Temperaturniveau herangezogen werden, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird ein Brenner eingesetzt (nicht dargestellt), der einen gasförmigen oder flüssigen Brennstoff verbrennen kann. Der sogenannte Hochtemperaturbereich des Stirlingmotors ist durch eine Wärmedämmung 27 gegen Wärmeverluste geschützt.In principle, any heat source with a sufficient temperature level can be used as heat source in a Stirling engine, in the exemplary embodiment according to FIG 1 a burner is used (not shown), which can burn a gaseous or liquid fuel. The so-called high temperature range of the Stirling engine is through thermal insulation 27 protected against heat loss.

In 2 weist der in seiner Gesamtheit mit 25 bezeichnete Gaskühler einen ersten Anschlussflansch 29 und einen zweiten Anschlussflansch 31 auf. Der erste Anschlussflansch 29 ist in eingebautem Zustand mit dem Verdichtungszylinder 15 gemäß 2 verschraubt, während der zweite Anschlussflansch 31 mit dem Regenerator 21 gemäß 1 verbunden ist. Der erste Anschlussflansch 29 weist eine erste Flanschfläche 33 auf. Der zweite Anschlussflansch 31 weist eine zweite Flanschfläche 35 auf. Der Gaskühler 25 weist ein Gehäuse, welches in seiner Gesamtheit mit 37 bezeichnet wird, auf. Das Gehäuse 37 verbindet ersten Anschlussflansch 29 und zweiten Anschlussflansch 31 miteinander und begrenzt den Mantelraum des Gaskühlers 25. Am Gehäuse 37 ist in 2 ein Stutzen 39 erkennbar, durch den das Kühlwasser den Gaskühler 25 verlässt. Ein zweiter Stutzen zur Kühlwasserzufuhr ist in 2 nicht erkennbar.In 2 points out in its entirety 25 designated gas cooler a first flange 29 and a second connection flange 31 on. The first connection flange 29 is in built-in condition with the compression cylinder 15 according to 2 bolted while the second connection flange 31 with the regenerator 21 according to 1 connected is. The first connection flange 29 has a first flange surface 33 on. The second connection flange 31 has a second flange surface 35 on. The gas cooler 25 has a housing, which in its entirety with 37 is called on. The housing 37 connects first connection flange 29 and second connection flange 31 together and limits the shell space of the gas cooler 25 , At the housing 37 is in 2 a neck 39 recognizable, through which the cooling water the gas cooler 25 leaves. A second connection piece for cooling water supply is in 2 not visible.

Das Gehäuse 37 weist einen ersten Abschnitt 37a und einen zweiten Abschnitt 37b auf. Zwischen erstem Abschnitt 37a und zweitem Abschnitt 37b ist ein Faltenbalg 41 angeordnet. Der Faltenbalg 41 ist elastisch sowohl in Richtungen, welche in der von erster Flanschfläche 33 oder zweiter Flanschfläche 35 aufgespannten Ebene liegen oder senkrecht zu diesen Ebenen verlaufen. Damit ist gewährleistet, dass Wärmedehnungen, die bei der Inbetriebnahme des Stirlingmotors zwangsläufig entstehen, nur zu sehr geringen mechanischen Spannungen im Stirlingmotor führen. Dadurch werden unzulässige Verformungen und Beanspruchungen von Baugruppen des Stirlingmotors vermieden, was dessen Zuverlässigkeit und Lebensdauer deutlich erhöht.The housing 37 has a first section 37a and a second section 37b on. Between the first section 37a and second section 37b is a bellows 41 arranged. The bellows 41 is elastic in both directions, which in the first flange surface 33 or second flange surface 35 lie plane spanned or perpendicular to these planes. This ensures that thermal expansions, which inevitably occur when the Stirling engine is put into operation, only lead to very low mechanical stresses in the Stirling engine. As a result, impermissible deformations and stresses on components of the Stirling engine are avoided, which significantly increases its reliability and service life.

In 3 ist ein Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß 2 dargestellt. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden nur die Ergänzungen erläutert. In 3 ist erkennbar, dass der Stutzen 39 eine Bohrung 43 aufweist, durch die das Kühlwasser aus dem vom Gehäuse 37 umschlossenen Mantelraum strömen kann.In 3 is a longitudinal section through the embodiment according to 2 shown. Identical components are provided with the same reference numerals. To avoid repetition, only the additions are explained. In 3 it can be seen that the nozzle 39 a hole 43 through which the cooling water from the from the housing 37 enclosed jacket space can flow.

Desweiteren ist erkennbar, dass zwischen erstem Anschlussflansch 29 und zweitem Anschlussflansch 31 ein Rohrbündel 45 angeordnet ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 3 nur einzelne Rohre des Rohrbündels 45 mit einer Bezugszeichenlinie versehen. Durch das Rohrbündel 45 kann das Arbeitsgas vom Verdichtungszylinder 15 in den Regenerator 21 (siehe 1) strömen. Beim Rückströmen vom Regenerator in den Verdichtungszylinder gibt das Arbeitsgas, welches in 3 nicht dargestellt ist, Wärme an das im Mantelraum des Gaskühlers 25 befindliche Kühlwasser ab und kühlt sich dadurch bis auf etwa 40 K auf die Eintrittstemperatur des Kühlwassers in dem Gaskühler 25 ab. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung ist in dem Rohrbündel 45 ein Leitblech 46 vorgesehen.Furthermore, it can be seen that between the first connection flange 29 and second connection flange 31 a tube bundle 45 is arranged. For clarity, in 3 only individual tubes of the tube bundle 45 provided with a reference line. Through the tube bundle 45 can the working gas from the compression cylinder 15 in the regenerator 21 (please refer 1 ) stream. When flowing back from the regenerator in the compression cylinder gives the working gas, which in 3 not shown, heat to that in the shell space of the gas cooler 25 located cooling water and thereby cools to about 40 K to the inlet temperature of the cooling water in the gas cooler 25 from. To improve the heat transfer is in the tube bundle 45 a baffle 46 intended.

In 4 ist das Detail x aus 3 vergrößert dargestellt. Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass der zweite Abschnitt 37b des Gehäuses so ausgebildet ist, dass sich zwischen zweitem Abschnitt 37b und Faltenbalg 41 eine große Verbindungsfläche ergibt. Diese Verbindungsfläche erstreckt sich in einem Bereich 47 parallel zur zweiten Flanschfläche 35 und in einem Bereich 49 in einer Richtung senkrecht zur zweiten Flanschfläche 35. Dadurch ist gewährleistet, dass die Verbindung zwischen zweitem Abschnitt 37b und Faltenbalg 41 sämtliche im Betrieb und bei der Montage auftretenden Kräfte aufnehmen kann und die Dichtigkeit dieser Verbindung unter allen Betriebszuständen und über die gesamte Lebensdauer des Stirlingmotors gewährleistet ist. Die Verbindung von Faltenbalg 41 mit dem ersten Abschnitt 37a kann in gleicher Weise erfolgen.In 4 the detail x is off 3 shown enlarged. From this illustration it becomes clear that the second section 37b of the housing is formed so that between the second section 37b and bellows 41 gives a large interface. This connection surface extends in one area 47 parallel to the second flange surface 35 and in one area 49 in a direction perpendicular to the second flange surface 35 , This ensures that the connection between the second section 37b and bellows 41 can absorb all forces occurring during operation and during assembly and the tightness of this connection is ensured under all operating conditions and over the entire life of the Stirling engine. The connection of bellows 41 with the first section 37a can be done in the same way.

In 5 ist eine Ansicht von links des Gaskühlers gemäß 2 dargestellt. Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass im Bereich der zweiten Flanschfläche 35 das Rohrbündel 45, von dem aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige wenige Rohre mit Bezugszeichenlinien versehen wurden, in ein Lochblech 51 eingelötet sind, so dass das Kühlwasser, welches das Rohrbündel umströmt, nicht durch den zweiten Anschlussflansch 31 den Gaskühler 25 verlassen kann. Die Ausgestaltung des ersten Anschlussflansches 29 ist gleich wie die des in 5 dargestellten zweiten Anschlussflansches 31.In 5 is a view from the left of the gas cooler according to 2 shown. From this representation it becomes clear that in the area of the second flange surface 35 the tube bundle 45 , for reasons of clarity, only a few tubes were provided with reference lines, in a perforated plate 51 are soldered so that the cooling water, which flows around the tube bundle, not through the second flange 31 the gas cooler 25 can leave. The design of the first connection flange 29 is the same as the one in 5 illustrated second connection flange 31 ,

6 zeigt einen Querschnitt durch den Gaskühler 25 entlang der Schnittlinie A-A aus 2. In dieser Darstellung wird besonders deutlich, dass das Arbeitsgas durch eine Vielzahl von Röhrchen, welche in ihrer Summe als Rohrbündel 45 bezeichnet wird, strömen kann, so dass sich eine große Fläche zur Wärmeübertragung zwischen dem in 6 nicht dargestellten Kühlwasser, welches die Röhrchen des Rohrbündels 45 außen umströmt, ergibt. Dadurch wird die Wärmeübertragung verbessert. Außerdem ist in 6 das Leitblech 46 erkennbar. 6 shows a cross section through the gas cooler 25 along the section line AA 2 , In this presentation it is particularly clear that the working gas through a plurality of tubes, which in their sum as a tube bundle 45 is called, can flow, so that a large area for heat transfer between the in 6 not shown cooling water, which is the tube of the tube bundle 45 flows around the outside, results. This improves the heat transfer. It is also in 6 the baffle 46 recognizable.

Claims

Tube bundle gas cooler for a Stirling engine, with a first connecting flange ( 29 ), with a second connecting flange ( 31 ), wherein the first flange ( 29 ) a first flange surface ( 33 ), wherein the second connecting flange ( 31 ) a second flange surface ( 35 ), with a first connecting flange ( 29 ) and second connecting flange ( 31 ) connecting tube bundles ( 45 ), and with a tube bundle ( 45 ) sealingly enclosing and with the first connecting flange ( 29 ) one end and the second flange ( 31 ) other connected housing ( 37 ), characterized in that the first connecting flange ( 29 ) and second connection flange ( 31 ) to each other in one of the first flange surface ( 33 ) spanned plane and one of the second flange ( 35 ) Spanned plane are movable.

Gas cooler according to claim 1, characterized in that the housing ( 37 ) into a first down cut ( 37a ) and a second section ( 37b ), and that the first section ( 37a ) and second section ( 37b ) by a bellows ( 41 ) are sealingly connected.

Gas cooler according to claim 2, characterized in that the housing ( 37a . 37b ) and the bellows ( 41 ) are made of metallic materials.

Gas cooler according to one of the preceding claims, characterized in that in the tube bundle at least one guide plate ( 46 ) is provided.

Gas cooler according to one of claims 2 to 4, characterized in that the first section ( 37a ) and second section ( 37b ) with the bellows ( 41 ) are connected by soldering or welding.

Gas cooler according to claim 1, characterized in that the first connecting flange ( 29 ) or the second connecting flange ( 35 ) at its outer diameter with play from the housing ( 37 ) is fixed.

Gas cooler according to claim 1, characterized in that between the first flange ( 29 ) or second connection flange ( 35 ) and the housing ( 37 ) A sealing ring, in particular an O-ring is provided.

Gas cooler according to one of the preceding claims, characterized in that it is intended for use in a Stirling engine with a V arrangement of compression cylinders ( 15 ) and working cylinder ( 17 ) is provided.