DE102015007079B4 - Stirlingmotor mit aufgeteiltem Arbeitszyklus - Google Patents

Abstract

Stirlingmotor mit aufgeteiltem Arbeitszyklus dadurch gekennzeichnet, dass sein Arbeitszyklus in vier thermodynamische Prozesse aufgeteilt ist, die auf vier separaten Bestandteile des Motors verteilt sind und im geschlossenen Kreislauf des Arbeitsgases einander sequenziell folgen: Die Expansions-Isotherme erfolgt in mindestens einem Expansions- oder Arbeitszylinder ZA; die isochore Abkühlung des Gases erfolgt in mindestens einem Kühler oder Wärmetauscher We; die Komprimierungs-Isotherme erfolgt in mindestens einem Komprimierungszylinder ZB; die isochore Erhitzung des Gases wird mit Hilfe jeweils mindestens eines Regenerators R und eines Erhitzers E durchgeführt. Die folgenden Merkmale tragen separat und zusammen zur Effizienz des Motors bei:- der Fluss des Arbeitsgases wird im geschlossenen Motorraum mit Hilfe von Ventilen XA, XW, XB, XRdurch die Bestandteile des Motors in einem Kreislauf geordnet;- der Expansions- und der Komprimierungs- Vorgang werden im Kreislauf des Gases auf zwei separate Zylinder ZA, ZBverteilt, womit sich das Expansions-Komprimierungs-Verhältnis im Arbeitszyklus des Motors gemäß dem Atkinson-Prinzip optimieren lässt; - der Komprimierungsraum des Motors wird auf das Volumen seines Kraftpakets - Kühler W - Regenerator R - Erhitzer E - beschränkt, womit sich ein höherer geometrischer Komprimierungsgrad und infolge dessen ein höherer Wirkungsgrad des Motors erreichen lässt;- im Kraftpaket des Motors wird der Kühler W durch ein Ventil XRvom Regenerator R und Erhitzer E getrennt, womit der Arbeitsaufwand bei der Komprimierungs-Isotherme reduziert wird;- dank der angebrachten Ventile darf der Kühler oder Wärmetauscher Weim Kreislauf des Gases beliebig groß ausgelegt werden, damit das Gas möglichst tief gekühlt wird;- der Gasfluss durch den Regenerator R und Erhitzer E erfolgt im Kreislauf des Gases in einer Richtung, womit der Gasaustausch verbessert und die Wärmeübertragung an das Gas intensiviert wird.

Description

• Verfolgen wir die Grundzüge beim Aufbau eines Stirlingmotors. Zunächst werden drei Bestandteile zu einem Kraftpaket zusammengefügt. Von oben aufgelistet: Ein Erhitzer, ein Wärmeregenerator und ein Kühler. An das Kraftpaket wird ein Verdrängerzylinder angeschlossen, so dass der Zylinderraum über dem Verdrängerkolben mit dem Erhitzer verbunden ist. Der Zylinderraum unter dem Verdrängerkolben wird mit dem Kühler verbunden. Das Kraftpaket und der Verdrängerzylinder bilden zusammen ein geschlossenes Volumen, das mit Gas gefüllt ist. Der Gasdruck über und unter dem Verdrängerkolben ist durch das Kraftpaket ausgeglichen, somit kann die Hubbewegung des Kolbens fast widerstandslos erfolgen. Das Gas über dem Kolben ist vom Erhitzer erhitzt, unter dem Kolben vom Kühler gekühlt. Durch die Hubbewegung des Kolbens wird im geschlossenen Volumen mal mehr heißes Gases gegenüber dem Kalten - mal weniger - enthalten, wodurch die Druckschwingungen entstehen. Die Energie für diese Schwingungen kommt vom Erhitzer. Wegen der Trägheit der Wärmeübertragung von dem Erhitzer an das Gas und andererseits vom Gas an den Kühler erfolgen die Druckschwingungen im geschlossenen Volumen mit einer Phasenverspätung zur Hubbewegung des Verdrängerkolbens. An das geschlossene Volumen wird der Arbeitszylinder mit einem Arbeitskolben angeschlossen. Die mechanische Energie der Druckschwingungen des Gases wird mit Hilfe des Arbeitskolbens angezapft.
• Die Hubbewegung des Arbeitskolbens erfolgt entsprechend den Druckschwingungen des Gases mit einer Phasenverspätung zum Verdrängerkolben, deren Größe üblicherweise zwischen 90 und 120 Grad liegt. Das Volumen des Arbeitszylinders gehört ebenfalls zum geschlossenen Volumen des Stirlingmotors. Der Energiegewinn entsteht dadurch, dass der Hub des Arbeitskolbens nach oben erfolgt beim niedrigen Druck des Arbeitsgases und der Hub nach unten beim höheren Druck. Anders ausgedrückt: Während das Gas im Motor meist gekühlt ist
• - erfolgt der Komprimierungstakt des Arbeitskolbens; während das Gas im Motor meist erhitzt ist - erfolgt der Expansionstakt, bzw. der Arbeitstakt des Arbeitskolbens. Ein Teil der mechanischen Energie des Arbeitskolbens wird für die Hubbewegung des Verdrängerkolbens benutzt. Der Stirlingmotor funktioniert solange der Energiefluss vom Erhitzer an das Gas und vom Gas an den Kühler erfolgt.
• Der zum Stirlingmotor zugehörige thermodynamische Zyklus wird Stirling-Zyklus genannt. Das pV-Diagramm eines theoretischen Stirling-Zyklus' ist auf der gezeigt. Vier thermodynamische Prozesse bilden einen Stirling-Zyklus: Zwei Isothermen und zwei Isochoren. Im Punt (1) des PV-Diagramms hat das Arbeitsgas die obere Prozesstemperatur (T_o ); der Arbeitskolben befindet sich im oberen Totpunkt. Es folgt
  die isotherme Ausdehnung des Gases vom Punkt (1) bis (2), bei der das Gas mechanische Arbeit am Arbeitskolben verrichtet und als Energieausgleich eine bestimmte Wärmemenge vom Erhitzer aufnimmt. Ein Teil der Wärmeenergie wird bei dieser Expansions-Isotherme von einem Wärmeregenerator geliefert. Im Umkreis zum unteren Totpunkt hat der Kolben eine geringe Geschwindigkeit, entsprechend gering ist die Volumenänderung; insofern folgt im pV-Diagramm die isochore Abkühlung des Arbeitsgases vom Punkt (2) bis (3),
  die entsprechende Wärmemenge wird vom Gas an den Kühler übertragen; das Arbeitsgas bekommt die untere Prozesstemperatur (T_u ). Zwischen den Punkten (3) und (4) im pV-Diagramm leistet der Arbeitskolben eine isotherme Komprimierung des Gases, dementsprechende Wärmemenge wird weiterhin an den Kühler übertragen. Ein Teil der Wärmeenergie wird bei dieser Komprimierungs-Isotherme von einem Wärmeregenerator aufgenommen. Im Umkreis zum oberen Totpunkt des Arbeitskolbens wird das Gas erneut zur oberen Prozesstemperatur (T_o ) erhitzt, was im pV-Diagramm als ein isochorer Prozess zwischen den Punkten (4) und (1) gezeigt ist. Somit ist der Stirling-Zyklus geschlossen. Die in einem Zyklus verrichtete Nutzarbeit (W_St ) entspricht im dargestellten pV-Diagramm der vom Graphen umschlossenen Fläche mit Eckpunkten (1-2-3-4-1).
• Der praktische Zyklus eines Stirlingmotors kann nur bedingt mit dem theoretischen Stirling-Zyklus verglichen werden. Die praktischen Prozesse laufen fließend ohne die Eckpunkte (1, 2, 3, 4), die es im theoretischen Zyklus gibt. Außerdem, gibt es praktisch kaum reine isotherme und isochore Prozesse. Gemäß des theoretischen Stirling-Zyklus' kann ein Stirlingmotor fast den Camot-Wirkungsgrad erreichen: $$\mathrm{\eta }=1-\left({\text{T}}_{\text{u}}{\text{/T}}_{\text{o}}\right).$$

  
• Der tatsächliche Zyklus des Stirlingmotors entspricht nie dem theoretischen Stirling-Zyklus, zudem entstehen Reibungs- und Wärmeverluste, wodurch sich ein weit geringerer Wirkungsgrad ergibt. Nach dem Merkmal Wirkungsgrad ist der Stirlingmotor einem Otto- oder Dieselmotor unterlegen. Wegen dieses Nachteils findet der Stirlingmotor im Vergleich zu den Verbrennungsmotoren eine beschränkte Anwendung. Durch die Erhöhung seines Wirkungsgrades könnte diese Balance zugunsten des Stirlingmotors verschoben werden.
• Beim konventionellen Stirlingmotor wird das Arbeitsgas in einem geschlossenen Volumen mit Hilfe eines Verdrängerkolbens zwischen Erhitzer und Kühler hin und her geschoben. In der Offenlegungsschrift DE 10 2014 000 163 A1 ist ein Stirlingmotor beschrieben bei dem das Arbeitsgas mit Hilfe eines Beförderungskolbens in einem geschlossenen Kreislauf befördert und in externen Wärmetauschern gekühlt wird. Dank der besseren Kühlung wird eine niedrigere Gastemperatur erzielt. Im geschlossenen Kreislauf des Arbeitsgases wird eine Gasdruckdifferenz erzeugt, um beim unteren Totpunkt des Kolbens das Arbeitsgas im Arbeitszylinder möglichst rasch durch gekühltes Gas zu ersetzen. Dank diesen Maßnahmen wird eine niedrigere untere Prozesstemperatur (T_u ) erzielt, was gemäß der Formel, Absatz [0003], zur Erhöhung des entsprechenden Camot-Wirkungsgrades (η) führt. Weitere Stirlingmotoren, die mit einem geschlossenen Kreislauf des Arbeitsgases funktionieren, sind aus den Schriften DE 21 48 842 A und JP 2012 - 31 804 A bekannt.
• Dies beschreibt im Kurzen den Stand der Technik.
• Eine weitere Möglichkeit den Wirkungsgrad des Stirlingmotors zu erhöhen ist durch die Erhöhung der oberen Prozesstemperatur (T_o ) gegeben. Dafür wird hier vorgeschlagen nebst der Durchführung der Gaskühlung im Kreislauf, ebenfalls die Gaserhitzung in einem Kreislauf zu verrichten. Das alleine wäre lediglich die halbe Lösung. Der Wirkungsgrad des Motors ist unmittelbar vom Komprimierungsgrad des Arbeitsgases abhängig. Wegen des großen gesamten Volumens des Kraftpakets samt Verdrängrzylinders im Vergleich zu eigenem Volumen des Arbeitskolbens kann bei dem konventionellen Stirlingmotor ein relativ geringer Komprimierungsgrad erzielt werden. Solange der Komprimierungsgrad des Stirlingmotors niedriger als beim Ottomotor ist, wird sein Wirkungsgrad ebenfalls niedriger bleiben.
• Hier wird ein Stirlingmotor mit aufgeteiltem Arbeitszyklus vorgeschlagen, dessen Funktionsschema auf der dargestellt ist. Beim konventionellen Stirlingmotor ist der Verdrängerkolben weder an der Komprimierung noch an der Expansion des Arbeitsgases beteiligt, für die beiden Prozesse ist der Arbeitskolben zuständig. Auf der wird auf einen Verdrängerzylinder verzichtet, wodurch der Komprimierungsraum des Motors auf das Volumen (V_K ) des Kraftpakets - Kühler W, Regenerator R, Erhitzer E - beschränkt wird. Durch die Verkleinerung des Komprimierungsraumes des Motors wird ein höherer Komprimierungsgrad des Arbeitsgases erzielt. Vor dem Beginn des Komprimierungsvorgangs ist das Gasvolumen vom Kraftpaket (V_K ) um das Arbeitsvolumen (V_B ) des Komprimierungszylinders Z_B größer. Somit beträgt der geometrische Komprimierungsgrad des Motors: $${\mathrm{\epsilon }}_{\text{kom}}=\left({\text{v}}_{\text{K}}+{\text{v}}_{\text{B}}\right){\text{/v}}_{\text{K}}=1+\left({\text{v}}_{\text{B}}{\text{/v}}_{\text{K}}\right).$$

  
• Beispielsweise, für einen Komprimierungsgrad ε_kom = 10 soll das Arbeitsvolumen (V_B ) des Zylinders Z_B um 9-fach größer des Volumens (V_K ) vom Kraftpaket sein.
• Der Expansions- und der Komprimierungs- Vorgänge des Arbeitsgases werden auf der nicht in einem Arbeitszylinder durchgeführt, sondern werden auf zwei separaten Zylinder Z_A und Z_B verteilt. Anders ausgedrückt: Der Arbeitszyklus des Stirlingmotors wird aufgeteilt. Die vier thermodynamischen Prozesse des Stirling-Zyklus' werden im geschlossenen Kreislauf des Gases in vier verschiedenen Bestandteilen des Motors durchgeführt.
  Der Kreislauf vom Arbeitsgas ist auf der mit hohlen Pfeilen gezeigt. Die Expansions-Isotherme erfolgt im Zylinder Z_A ; die isochore Abkühlung des Gases findet im externen Wärmetauscher W_e statt; die isotherme Komprimierung des Arbeitsgases erfolgt im Zylinder Z_B zusammen mit dem angeschlossenen Kühler W; die isochore Erhitzung des Gases wird im Regenerator R und Erhitzer E durchgeführt.
• Die Erhitzung des Gases erfolgt im Kreislauf im Regenerator R und Erhitzer E während das komprimierte Gas aus dem Zylinder Z_B und Kühler W zum Zylinder Z_A fließt. Für diesen Zweck ist der Regenerator R ähnlich einem Wärmetauscher gestaltet. Die Hubbewegung
  des Kolbens K_B erfolgt mit einer Phasenverspätung bezüglich des Kolbens K_A mit einem geschätzten Phasenwinkel 45°. Für die Optimierung des Motors kann die Phasenverspätung korrigiert werden.
• Bei dem Hub des Kolbens K_A nach unten erfolgt die Expansion des Arbeitsgases, der im Regenerator R und Erhitzer E fortwährend erhitzt wird. Dem Hub des Kolbens K_A nach unten entspricht im pV-Diagramm des Stirling-Zyklus' die isotherme Ausdehnung des Gases. Auf der ist dem Kolben K_A gegenüber dem Kolben K_B ein größere Hub zugeordnet. Dadurch wird ein größere Expansionsgrad des Gases gegenüber seinem Komprimierungsgrad erzielt (das Atkinson-Prinzip). Im unteren Totpunkt des Kolbens K_A wird das Arbeitsvolumen (V_A ) des Zylinders (Z_A ) an das Volumen des Kraftpakets (V_K ) addiert. Somit beträgt der geometrische Expansionsgrad des Motors: $${\mathrm{\epsilon }}_{\text{exp}}=\left({\text{v}}_{\text{K}}+{\text{v}}_{\text{A}}\right){\text{/v}}_{\text{K}}=1+\left({\text{v}}_{\text{A}}{\text{/v}}_{\text{K}}\right).$$

  
• Durch die Verteilung der Expansions- und Komprimierungs- Vorgänge des Gases auf zwei separaten Zylinder Z_A , Z_B lässt sich das Atkinson-Prinzip ohne großes Aufwandes anzuwenden. Eine weitere Optimierung des Expansions-Komprimierungs-Verhältnisses ist durch die Änderung der Durchmesser der Zylinder Z_A , Z_B möglich.
• Beim unteren Totpunkt des Kolbens K_A öffnet das Ventil X_A und schließt das Ventil X_W . Bei dem Hub des Kolbens K_A nach oben strömt das „gebrauchte“ Gas durch das Ventil X_A in den Motorraum unter den beiden Kolben K_A , K_B . Das Volumen des Zylinderraums Z_A , Z_B unter den beiden Kolben K_A , K_B ist größer des Volumens über dem Kolben K_A , somit dauert die Expansion des Gases bei diesem Auslassvorgang an. Bei den Wärmekraftmaschinen sind die ungewollten Wärmeverluste zu vermeiden. Auf der sind die Kolben K_A , K_B entsprechend mit Isolierkappen I_A , I_B versehen, um die Wärmeübertragung aus dem heißen Teil des Motors durch die Kolben K_A , K_B nach unten möglichst zu reduzieren. Somit wird die unerwünschte Erwärmung des expandierten Gases unter den Kolben K_A , K_B verhindert.
• Beim oberen Totpunkt des Kolbens K_A schließt das Ventil X_A und öffnet das Ventil X_W . Die Hubbewegung des Kolbens K_B erfolgt im Phasenwinkel 45° später des Kolbens K_A . Beim oberen Totpunkt des Kolbens K_B schließt das Ventil X_R , anschließend öffnet das Ventil X_B . Bei dem Hub der beiden Kolben K_A , K_B nach unten strömt das expandierte Gas durch die Kühler W_e und W in den Zylinder Z_B über dem Kolben K_B . Der externer Wärmetauscher W_e darf beliebig groß ausgelegt werden, damit das Arbeitsgas möglichst tief gekühlt wird. Zusätzlich erfüllt der Wärmetauscher W_e für den Stirlingmotor die Funktion eines Gasbehälters, ähnlich der Erdatmosphäre, die für die Verbrennungsmotoren gleichzeitig ein Kühler und ein Gasreservoir ist. Der Stirlingmotor kann mehrere Komprimierungszylinder K_B enthalten, die von einem Wärmetauscher W_e bedient werden können.
• Bei dem Hub des Kolbens K_B nach oben erfolgt die Komprimierung des Gases im Kühler W. Im Unterschied zum Wärmetauscher W_e soll das Volumen des Kühlers W begrenzt sein, um den vorgegebenen Komprimierungsgrad zu erzielen und folglich einen hohen Wirkungsgrad des Motors zu erreichen. Weil die Größe des Kühlers W begrenzt ist, könnte bei größeren Motoren eine zusätzliche Kühlung W_B des Zylinders Z_B nützlich sein.
  Bei dem konventionellen Stirlingmotor erfolgt beim Komprimierungstakt des Arbeitskolbens sowohl die Komprimierung des gekühlten Gases unter dem Kraftpaket, als auch die Komprimierung des erhitzten Gases über dem Kraftpaket, was einen zusätzlichen Arbeitsaufwand am Arbeitskolben zufolge hat. Der Punkt (4) im pV-Diagramm des theoretischen Stirling-Zyklus' existiert im praktischen Zyklus des Stirlingmotors nicht, weil ab Beginn des Komprimierungstaktes im Punkt (3) das heiße Gas mitkomprimiert wird.
  Auf der ist der Kühler W durch das Ventil X_R vom Regenerator R und Erhitzer E getrennt, wodurch das vom Kolben K_B komprimierte Gas gleichzeitig im Kühler W gekühlt wird. Die Hubbewegung des Kolbens K_B folgt dem Kolben K_A mit einer Phasenverspätung um 45°. Beim oberen Totpunkt des Kolbens K_A schließt das Ventil X_A und anschließend öffnet das Ventil X_R ; die Ventile X_A , X_R dürfen nicht gleichzeitig geöffnet sein, damit kein heißes Gas umsonst verloren geht. Das Ventil X_R bleibt bis zum oberen Totpunkt des Kolbens K_B geöffnet, damit erfolgt die Erwärmung des Gases im Regenerator R und Erhitzer E ohne einen nennenswerten Arbeitsaufwand am Kolben K_B , weil im Umkreis zum oberen Totpunkt der Kolbenweg gering ist.
• Im unterschied zum konventionellen Stirlingmotor erfolgt der Gasstrom auf der durch den Regenerator R und Erhitzer E in einer Richtung im Kreislauf. Die Richtung des Gasflusses ist auf der mit hohlen Pfeilen gezeigt. Beim konventionellen Stirlingmotor wird das Gas durch den Erhitzer hin und her geschoben, dabei bleibt bei jedem Zyklus ein Teil des erhitzten Gases im Verdrängerzylinder und Erhitzer zurück. Erfolgt der Gasfluss in einer Richtung im Kreislauf, dann wird beim jeden Zyklus das Gas im Regenerator R und Erhitzer E komplett durch kühleres Gas ersetzt, wodurch die Wärmeübertragung im Erhitzer intensiviert wird. Ungeachtet des geänderten Gasflusses bleibt der Wärmefluss, bzw. der Energiefluss im Regenerator R unverändert: Der Gasstrom in Richtung Erhitzer E bekommt die Wärmeenergie vom Regenerator R, der Gasstrom aus dem Erhitzer E gibt ein Teil seiner Wärmeenergie an den Regenerator R ab.
• Die Verteilung der Expansions- und Komprimierungs- Vorgänge in einem Arbeitszyklus auf zwei separaten Zylinder Z_A , Z_B , sowie die Durchführung der Gaskühlung und Gaserhitzung im Kreislauf des Arbeitsgases soll für einen hohen Wirkungsgrad des Stirlingmotors mit aufgeteiltem Arbeitszyklus sorgen. Der theoretische Zyklus des Stirlingmotors mit aufgeteiltem Arbeitszyklus ist schematisch im pV-Diagramm auf der gezeigt. Wegen der Erwärmung des Gases im Kreislauf wird die Wärmeübertragung im Regenerator R und Erhitzer E an das Gas intensiviert, wodurch eine höhere obere Prozesstemperatur (T_o ) zu erwarten ist. Einer höheren Temperatur entspricht der höhere Gasdruck: Im pV-Diagramm ist der Punkt (1a) höher des Punktes (1) gezeigt. Wegen
  eines höheren Expansionsgrades des Arbeitsgases im Zylinder Z_A gegenüber dem Komprimierungsgrad im Zylinder Z_B (das Atkinson-Prinzip) wird die Expansions-Isotherme gegenüber dem Punkt (2) bis zum Punkt (2a) verlängert. Wegen der Kühlung des Gases im Kreislauf im externen Wärmetauscher W_e wird eine tiefere untere Prozesstemperatur (T_u ) erzielt, im pV-Diagramm liegt der Punkt (3a) tiefer des Punktes (3). Durch die Trennung des Kühlers W vom Regenerator R und Erhitzer E mit Hilfe des Ventils X_R wird vom Kolben K_B nur das kalte Gas komprimiert, im pV-Diagramm liegt der Punkt (4a) unter dem Punkt (4). Eine höhere obere Prozesstemperatur (T_o ) und die tiefere untere Prozesstemperatur (T_u ) des Stirling-Zyklus' bewirken zusammen einen entsprechend höheren Carnot-Wirkungsgrad. Insgesamt ist die umschlossene Fläche des Stirling-Zyklus' (1a-2a-3a-4a-1a) im pV-Diagramm größer der umschlossenen Fläche des Zyklus' (1-2-3-4-1), was eine größere Nutzarbeit (W_St ) in einem Zyklus bedeutet und zur höheren Leistung des Stirlingmotors mit aufgeteiltem Arbeitszyklus führt.

Claims (1)

1. Stirlingmotor mit aufgeteiltem Arbeitszyklus dadurch gekennzeichnet, dass sein Arbeitszyklus in vier thermodynamische Prozesse aufgeteilt ist, die auf vier separaten Bestandteile des Motors verteilt sind und im geschlossenen Kreislauf des Arbeitsgases einander sequenziell folgen: Die Expansions-Isotherme erfolgt in mindestens einem Expansions- oder Arbeitszylinder Z_A; die isochore Abkühlung des Gases erfolgt in mindestens einem Kühler oder Wärmetauscher W_e; die Komprimierungs-Isotherme erfolgt in mindestens einem Komprimierungszylinder Z_B; die isochore Erhitzung des Gases wird mit Hilfe jeweils mindestens eines Regenerators R und eines Erhitzers E durchgeführt. Die folgenden Merkmale tragen separat und zusammen zur Effizienz des Motors bei: - der Fluss des Arbeitsgases wird im geschlossenen Motorraum mit Hilfe von Ventilen X_A, X_W, X_B, X_R durch die Bestandteile des Motors in einem Kreislauf geordnet; - der Expansions- und der Komprimierungs- Vorgang werden im Kreislauf des Gases auf zwei separate Zylinder Z_A, Z_B verteilt, womit sich das Expansions-Komprimierungs-Verhältnis im Arbeitszyklus des Motors gemäß dem Atkinson-Prinzip optimieren lässt; - der Komprimierungsraum des Motors wird auf das Volumen seines Kraftpakets - Kühler W - Regenerator R - Erhitzer E - beschränkt, womit sich ein höherer geometrischer Komprimierungsgrad und infolge dessen ein höherer Wirkungsgrad des Motors erreichen lässt; - im Kraftpaket des Motors wird der Kühler W durch ein Ventil X_R vom Regenerator R und Erhitzer E getrennt, womit der Arbeitsaufwand bei der Komprimierungs-Isotherme reduziert wird; - dank der angebrachten Ventile darf der Kühler oder Wärmetauscher W_e im Kreislauf des Gases beliebig groß ausgelegt werden, damit das Gas möglichst tief gekühlt wird; - der Gasfluss durch den Regenerator R und Erhitzer E erfolgt im Kreislauf des Gases in einer Richtung, womit der Gasaustausch verbessert und die Wärmeübertragung an das Gas intensiviert wird.

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