DE1551313A1 - Vorrichtung zur Umwandlung von mechanischer Energie in Waermeenergie oder umgekehrt - Google Patents
Vorrichtung zur Umwandlung von mechanischer Energie in Waermeenergie oder umgekehrtInfo
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Description
"Vorrichtung zur Umwandlung von mechanischer
Energie in Wärmeenergie oder umgekehrt"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung
von mechanischer Energie in Wärmeenergie oder umgekehrt, die mindestens einen Kompressionsraum veränderlichen Volumens
enthält, der mit mindestens einem Expansionsraum verbunden ist, dessen Volumen durch einen kolbenartigen
Körper geändert werden kann, welche Räume im Betrieb· zueinander
verschiedene (Temperaturen aufweisen, wobei die Verbindung zwischen jedem Paar dieser Räume einen Regenerator
enthält, durch den ein Arbeitsmedium hin und herströmen kann, und der kolbenartige Körper, der das
Volumen des Expansionsraums ändern kann, wenigstens mit einem Teil seiner dem Expansionsraum abgewandten Seite
einen Raum begrenzt, der ein Gas unter einem mittleren
Druck enthält, der nahezu gleich dem mittleren Druck in dem Expansionsraum ist.
Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Dabei ist der das Volumen des Expansionsraums ändernde kolbenartige Körper
nicht mit einem Triebwerk gekuppelt, sondern er wird von dem Arbeitsmedium selber durch Benutzung des Strömungsverlustes dieses Mediums in dem Regenerator angetrieben.
Der Schlag des kolbenartigen Körpers und dessen Phase bei der Bewegung in bezug auf die im Expansionsraum auftretende
Druckänderung werden dabei durch die Reibung zwischen dem kolbenartigen Körper und dem damit zusammen-
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wirkenden Zylinder und durch den Strömungsverlust des Mediums im Regenerator bedingt. Diese beiden Größen ·
sind im Betrieb wenig konstant und lassen sich vorher kaum feststellen, so daß auch die Phase und der Schlag
des Körpers sich in unerwünschter Weise ändern können.
Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art zu schaffen, wobei der Schlag und die
Phase des kolbenartigen Körpers nach Wunsch auf einen bestimmten Wert eingestellt und nachher auf diesen Wert
aufrechterhalten werden können.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenartige Körper mit einer gegebenenfalls
regelbaren energie-dissipierenden Vorrichtung gekuppelt ist.
Die von dem Arbeitsmedium dem kolbenartigen Körper erteilte leistung wird größtenteils in die energie-dissipierende
Vorrichtung aufgenommen. Durch Änderung der Einstellung dieser Vorrichtung lassen sich der Schlag und
die Phase des kolbenartigen Körpers ändern und sehr genau auf einen gewünschten Wert einstellen. Die Einstellung
der energie-dissipierenden Vorrichtung ändert sich im Betrieb nicht.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform wird die energie-dissipierende Vorrichtung durch einen mit dem kolbenartigen
Körper verbundenen doppeltwirkenden Kolben gebildet, der in einem geschlossenen, ein Medium enthaltenden
Zylinder bewegbar ist, wobei die beiden Räume auf bei- ' den Seiten dieses Kolbens durch eine enge Öffnung miteinander
in Verbindung stehen, deren Durchgang regelbar sein kann. Durch Änderung des Durchganges wird sowohl der Schlag
als auch die Phase des kolbenartigen Körpers geändert.
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BAD
Nach der Erfindung kann die energie-dissipierende Vorrichtung auch durch eine gegebenenfalls regelbare Bremse
gebildet werden. Diese Bremse kann eine elektromagnetische Bremse, eine Flüssigkeitsbremse oder eine mechanische
Bremse oder eine Kombination derselben sein.
In einer weiteren günstigen Ausbildung der Vorrichtung
nach der Erfindung wird die energie-dissipierende Vorrichtung durch ein gekühltes Rohr gebildet, das an einem
Ende geschlossen und am anderen Ende durch eine Kolbenfläche begrenzt ist, die mit dem kolbenartigen, das Volumen
des Expansionsraums ändernden Körpers verbunden ist. Bei der Bewegung dieses kolbenartigen Körpers treten in
diesem Rohr Druckänderungen auf, wobei das Medium durch Hysterese in der Wärmeübertragung mehr Wärme auf die Rohrwand
Überträgt als es Wärme daraus aufnimmt, wobei der Wärmeunterschied durch die Rohrwand zum Kühlmittel abgeführt
wird. Das Kühlmittel kann durch die freie Luft gebildet werden, in der die Vorrichtung angeordnet ist.
Bei einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist der kolbenartige Körper
außerdem mit einer Feder in Wirkverbindung. Der Vorteil ist, daß durch passende Wahl der Federkonstante die Vorrichtung
derart ausgebildet werden kann, daß bei Änderung der energie-dissipierenden Vorrichtung lediglich der Schlag
oder lediglich die Phase des kolbenartigen Körpers geändert
wird.
In einer weiteren, günstigen Ausbildung ist der kolbenartige
Körper durch eine Übersetzung außerdem mit einem Schwungrad verbunden. Der Schlag des Körpers ist dann
fixiert, während die Phase kontinuierlich durch Änderur.f
der energie-dissipierenden Vorrichtung geändert werden kann.
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Ferner ist eine vorteilhafte Ausbildung der Vorrichtung
nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenartige, das Volumen des Expansionsraums ändernde Körper
mit wenigstens einem Teil seiner dem Expansionsraum abgewandten Seite einen Raum begrenzt, der durch eine
Zwischenwand in zwei Teile geteilt ist, die durch eine enge, gegebenenfalls einstellbare öffnung miteinander
in Verbindung stehen, wobei die bei der Bewegung des kolbenartigen Körpers hervorgerufenen Volumenänderungen
Druckänderungen mit sich bringen. Auf diese Weise wird baulich einfach eine Kombination einer Gasfeder und einer
energie-dissipierenden Vorrichtung (Gasdämpfer) erzielt.
Eine, weitere, vorteilhafte Ausftihrungsform der Vorrichtung
nach der Erfindung enthält zwei fluchtrecht zueinander verlaufende kolbenartige Körper, deren einander
abgewandte Flächen je das Volumen eines Expansionsraums
ändern können und deren einander zugewandte Flächen, mit
je einer energie-dissipierenden Vorrichtung zusammenwirken, wobei die beiden Expansionsräume mit dem gleichen Kompressionsraum
in Verbindung stehen. Es wird dabei eine vollständige Ausbalancierung erzielt.
In einer weiteren Ausbildung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung begrenzt jeder der kolbenartigen Körper mit
der von dem zugehörenden Expansionsraum abliegenden Seite einen Raum mit einem gasförmigen Medium, wobei diese beiden
Räume durch ein gekühltes Rohr kleineren Durchmessers miteinander in Verbindung stehen. Dieses Rohr dient dabei
als energie-dissipierende Vorrichtung.
Eine weitere Ausftihrungsform der Vorrichtung nach der Erfindung
hat das Merkmal, daß der kolbenartige Körper, der das Volumen des Expansionsraums ändern kann, auf beiden
Seiten mi+ einem verjüngten Teil versehen ist, wobei der Körper und die beiden Teile von angemessenen Zylindern um-
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geben werden und die beiden Zylinderteile kleineren Durchmessers an den Enden geschlossen sind, während
jeder der durch einen verjüngten Kolbenteil beeinflußten Räume über einen regelbaren Widerstand mit dem
Raum verbunden ist, der durch die Fläche des kolbenartigen Körpers beeinflußt wird, mit dem betreffenden
verjüngten Teil verbunden ist, wobei die Räume beiderseits des kolbenartigen Körpers durch einen Regenerator
miteinander in Verbindung stehen und einer der Räume beiderseits des kolbenartigen Körpers mit einem Kompressionsraum
in Verbindung steht. Bei dieser Vorrichtung kann durch Regelung der beiden Widerstände nach Wahl der Raum
auf einer Seite des kolbenartigen Körpers oder der auf der
anderen Seite als Expansionsraum geändert werden.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert,
die eine Anzahl von Vorrichtungen ssur Umwandlung von mechanischer Energie in Wärmeenergie oder umgekehrt beispielsweise
schematisch darstellt.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Umwandlung
von mechanischer Energie in Wärmeenergie oder umgekehrt, wobei die von dem Expansionsraum abgewandte Seite des Expansionskolbens
einen Raum begrenzt, in dem der gleiche mittlere Druck wie im Expansionsraum vorherrscht und der
Expansionskolben mit einer energie-rdissipierenden Vorrichtung
in Form eines Plüssigkeitsdämpfers verbunden ist.
Die Fig. 2 bis 7 zeigen eine Anzahl von Ausführungsformen
von Vorrichtungen zur Umwandlung mechanischer Energie in Wärmeenergie, wobei der Expansionskolben mit einer energiedissipierenden
Vorrichtung und einer Feder in Wirkverbindung ist. ,
Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung zur Umwandlung mechanischer
Energie in Wärmeenergie oder umgekehrt in einer schematischen Darstellung, welche Vorrichtung zwei Expansionskolben besitzt, deren voneinander abgewandte Seiten je
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das Volumen eines Expansionsraums ändern können.
Pig. 9 zeigt schematisoh eine Vorrichtung zur Umwandlung
von mechanischer Energie in Wärmeenergie oder umgekehrt, wobei der Expanisonskolben auf beiden Seiten
mit einer energie-dissipierenden Vorrichtung zusammenwirkt, welche Vorrichtungen regelbar sind.
In Pig. 1 bezeichnet 1 einen Kompressionskolben, der durch eine Kolbenstange 2 mit einem nicht dargestellten
Triebwerk verbunden ist. Der Kompressionskolben 1 ändert während seiner Bewegung das Volumen eines Kompressionsraumes 3. Der Raum 3 steht durch einen Kanal 4, einen
Kühler 5, einen Regenerator 6 und einen Gefrierer 7 mit einem Expansionsraum 8 in Verbindung. Der Expansionsraum
8 wird durch einen Expansionskolben 9 begrenzt, dessen andere Seite einen Raum 10 begrenzt, der ein Medium unter
einem Druck enthält, der gleich dem mittleren Druck des Expansionsraums 8 ist. Der Expansionskolben 9 ist mit
einer Kolbenstange 11 verbunden, die einen Kolben 12 besitzt, der in einem geschlossenen, mit Flüssigkeit gefüllten
Zylinder 13 untergebracht ist. Die Räume 15 und 14 beiderseits des Kolbens 12 stehen durch einen Kanal
mit einem regelbaren Abschlußglied 17 miteinander in Verbindung.
Bei der Bewegung des Kompressionskolbens 1 treten in dem durch den Kompressionsraum 3, den Expansionsraum 8, die
zwischenliegenden Räume im Kanal 4, dem Kühler 5, dem Regenerator 6 und dem Gefrierer 7 gebildeten Arbeitsraum
Druckänderungen auf, wodurch sich der Expansionekolben 9 auch bewegt, wobei durch die Einstellung des Verschlußglieds
17 der Schlag des Kolbens und die Phase der Kolbenbewegung in bezug auf die Druckänderungen im Expansionsraum eingestellt werden können, Die von dem Medium auf
den Expansionskolben übertragene Expansionsenergie wird
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im Verschlußglied 17 dissipiert. Das Medium unter dem mittleren Druck im Raum 10 sorgt dafür, daß die Stelle
des Schlags des Kolbens 9 sich nicht ändert.
Durch Änderung des Durchganges des Verschlußglieds 17 kann
sowohl, dar Schlag als auch die Phase des Kolbens 9 geändert werden. .
Pig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Umwandlung von mechanischer Energie in Wärmeenergie, die in großen Zügen der
nach Pig, 1 ähnlich ist. Bei dieser Vorrichtung wirkt jedoch der Expansionskolben 9 noch mit einer Feder 20
zusammen. Dies hat den Vorteil, daß außer der Regelbarkeit des Versehlußglieds 17 eine zweite Größe vorliegt,
d.h. die Federkonstante um die·!Phase und/oder den Schlag des Kolbens 9 einzustellen.
Es zeigt sich, daß bei einer solchen Wahl der Pederkonstante C und der Masse H des Kolbens, daß C-Mw = 0,
die Volumenänderungen des Expansionsraums in bezug auf die Druckänderungen gerade um 90° voreilen. « bezeichnet
die Frequenz der Druckänderung. Bei dieser Wahl von 0,
M und <» bringt eine Änderung der Stellung des regelbaren
Versehlußglieds 17 lediglich eine Änderung des Schlags
des Kolbens 9 alt sich.
Wenn C - K* hoch ist, so bringt eine Änderung der Lage
des Regelverschlußglieds 17 keine Änderung des Schlags des Kolbens 9 mehr mit sich, sondern nur die Phase dieses
Kolbens wird geändert* Dabei wird somit die Phase geregelt, ohne daß der Strömungsverlust des1 Arbeitsmediums zu- oder
abnimmt.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die wieder in
großen Zügen der der vorhergehenden Figur entspricht. Die
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Feder und die energie-diSBipierende Vorrichtung sind
hier jedoch kombiniert. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß der Kolben 9 mit seiner von dem Expansionsraum abge- ·
wandten Seite einen Raum%21 begrenzt, der durch einen
Kanal 16 mit einem regelbaren Verschlußglied 17 mit einem Raum 22 in Verbindung steht. Die Räume 21 und 22 sind
mit einem gasförmigen Medium gefüllt und der Raum 21 ist so groß, daß bei Bewegung des Kolbens Druckänderungen
darin auftreten. Der mittlere Druck in den Räumen 21 und 22 ist nahezu gleich dem mittleren Druck des Arbeitsraumes.
Wenn der Kolben 9 sich nach unten bewegt, nimmt der Druck im Raum 21 zu, wodurch ein Teil des Mediums durch den
Kanal 16 und das Verschlußglied 17 in den Raum 22 strömt.. Im Verschlußglied 17 wird dann die Expansionsenergie dissipiert.
Bei dem darauffolgenden Aufwärtshub strömt das Medium längs des gleichen Weges zurück in den Raum 21.
Es wird auf diese Weise baulich einfach eine Kombination einer "Gasfeder11 und eines "Gasdämpfers" erhalten.
Pig. 4 zeigt schematisch eine etwas abweichende Ausftihrungsform
der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung. Der Kolben 9 ist auf der von dem Expansionsraum 8 abgewandten Seite mit
einem Kolbenteil 24 kleineren Durchmessers versehen. Bei der Bewegung ändert dieser Kolbenteil 24 das Volumen eines
Raumes 21, dessen Volumen wieder so groß ist, daß Drucfcänderungen
darin auftreten. Ähnlich wie in Pig. 3 steht der Raum 21 wieder durch den Kanal 16 und das Verschlußglied
17 mit dem Raum 22 in Verbindung und in den Räumen 21 und 22 herrscht wieder ein mittlerer Druck gleich dem
mittleren Druck des Expansionsraums vor. Bei dieser Vorrichtung schließt sich die Leitung 4 durch den den Kolben 9
umgebenden Kühler 5» den Regenerator 6 und den Gefrierer 7
an den Expansionsraum 8 an. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist weiter vollständig der der Vorrichtung nach
Pig. 3 identisch.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsformen zur Umwandlung
von mechanischer Energie in Wärmeenergie, wobei der Expansionskolben
aus zwei Teilen 26 und 27 verschiedenen Durchmessers besteht. Ähnlich wie bei den Vorrichtungen
nach den vorhergehenden Figuren wirkt dieser Kolben zusammen mit einer Feder und einer energie-dissipierenden
Vorrichtung. Bei der Vorrichtung nach Fig. 5 werden diese Teile durch eine Feder 20 bzw. den Flüssigkeitsdämpfer 12,
13, 14, 15, 17 gebildet, während bei der Vorrichtung nach Fig. 6 die Teile durch eine Kombination einer Gasfeder
und eines Gasdämpfers 21, 22, 17 gebildet werden^
Da der Expansionskolben aus zwei Teilen verschiedenen·
Durchmessers besteht, liegen zwei Kolbenflachen vor, die
je das Volumen eines Expansionsraums 28 bzw. 29 beeinflussen.
Der Kompressionsraum 3 steht durch einen Kühler 5, einen ersten Regenrator 6, und einen ersten Gefrierer 7 Hiit dsm
Expansionsraum 28 in Verbindung, der durch einen zweiten Regenerator 30 und einen zweiten Gefrierer 31 mit dem Expansionsraum
29 in Verbindung ist.
Im Betrieb hat der Expansionsraum 29 eine niedrigere Temperatur
als der Expansionsraum 28.
Fig. 7 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Umwandlung
von mechanischer Energie in Wärmeenergie, wobei der Expansionskolben
mit seiner von dem Expansionsraum 7 abgewandten Seite einen Raum 35 beeinflußt. Der Raum 35 setzt" sich
in einem rohrförmigen Teil 36 fort, und das Gesamtvolumen des Raumes 35 und des Rohres 36 ist so groß, daß bei Bewegung
des Kolbens Druckänderungen darin auftreten. Der rohrförmige ÖJeil 36 ist dabei wirksam als energie-dissipierende
Vorrichtung, da bei Druckerhöhung mehr Wärme auf
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die Rohrwand übertragen wird als bei Druckerniedrigung. Wärme aufgenommen wird. Der Wärmeunterschied wird auf „
die UmgebungsatmoSphäre abgeführt, was Verlust an Energie
mit sich bringt. Diese energie-dissipierende Vorrichtung
läßt sich durch Vergrößerung oder Verkleinerung der Oberfläche der Rohrwand z.B. mittels ausschiebbarer
Kupferstäbe oder Rippen regeln.
Gegebenenfalls kann das Rohr auf der Außenseite durch einen Spezialkühler, gegebenenfalls mit regelbarer Kühlleistung
abgekühlt werden.
Fig. 8 zeigt wieder eine Vorrichtung entsprechend den vorhergehenden Figuren, wobei der Expansionskolben 9 mit
einem Flüssigkeitsdämpfer 12, 13, 14, 15, 16, 17 und einem Schwungrad 38 gekuppelt ist. In dem Raum 10 unter dem Kolben
herrscht dann der mittlere Druck des Expansionsraums vor. Der Hub des Expansionskolbens 9 ist dabei also fixiert,
während durch Änderung der lage des Verschlußglieds 17 die Phase regelbar ist.
Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung zur Umwandlung von mechanischer Energie in Wärmeenergie oder umgekehrt, die einen
Kompressionsraum 3 und zwei Expansionsräume 8 und 81 enthält,
die beide durch eine leitung 4 bzw. 4', einen Kühler
5', einen Regenerator 6 bzw. 6' und einen Gefrierer 7 bzw.
71 mit diesem Kompressionsraum in Verbindung stehen. Die
Expansionskolben 9 bzw. 91 liegen fluchtrecht zueinander
und ändern durch ihre voneinander abliegende Seiten das Volumen der betreffenden Expansionsräume, Mit ihren einander
zugewandten Flächen beeinflussen diese Kolben das Volumen {
eines Raumes 35 bzw. 35', in dinen Druckänderungen auftreten
werden und in denen der gleiche mittlere Druck wie im Expansionsraum vorherrscht. Die Räume 35 und 35' sind durch
ein Rohr 36 miteinander verbunden, das entsprechend der
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Vorrichtung nach Pig. 7 ale energie-dlssipierende Vorrichtung
wirksam ist.
Auf diese Weise ergibt sich eine Vorrichtung, von der zumindest der Expansionsraum vollständig ausbalanciert ist,
was unter bestimmten Umständen äußerst wichtig ist..
Pig. 10 zeigt eine Vorrichtung zur Umwandlung von mechanischer
Energie in Wärmeenergie oder umgekehrt in einer schematischen Darstellung, tie einen Expansionskolben
besitzt, die auf beiden Seiten mit verjüngten Teilen und 111 versehen ist.
Die durch die Übergänge zwischen Kolben und verjüngten Teilen erhaltenen Ringflächen»112 und 113 beeinflussen
das Volumen der Räume 114 bzw. 115. Die Oberflächen der Teile 110 und 111 beeinflussen das Volumen der Räume
bzw. 117. Der Raum 114 steht mit dem Kompressionsraum durch den Kühler 105» den Regenerator 106 und den Gefrierer
107 in Verbindung. Der Raum 105 steht durch die Leitung 104 auch mit dem Kompressionsraum 103 in Verbindung.
Der Raum 117 steht durch die Leitung 119 und das darin eingefügte
Regelverschlußglied 120 mit dem Raum 115 in Verbindung, während der Raum 116 über die Leitung 121 und
das Regelverschlußglied 122 mit dem Raum 114 in Verbindung
steht.
Wenn bei dieser Vorrichtung das Verschlußglied 122 ganz
offen ist, so daß keine Energie darin dissipiert werden kann, und wenn das Verschlußglied 120 eine Lage einnimmt,
bei der wohl Energie dissipiert wird, bewegt sich der
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Kolben 109 in einer-solchen Phase, daß die Volumenänderungen
der Räume 115 und 116' in bezug auf die Druckänderungen
voreilen, so daß diese Räume Expansionsräume bilden (φ pdV positiv). Das Medium wird dabei im Gefrierer
107 der Umgebung (dem zu kühlenden Gegenstand oder einem Brenner) Wärme entziehen.
Wird das Verschlußglied 120 ganz geöffnet, so daß keine Dissipation darin mehr stattfindet, und wird 'das Verschlußglied
122 in eine energie-dissipierende Lage geführt, so bewegt sich der Kolben 109 mit einer solchen
Phase, daß die Volumenänderungen des Raumes 114 in bezug auf die Druckänderungen nacheilen, so daß dieser Raum als
Kompressionsraum betrachtet werden kann (φ pdV negativ),
wodurch den Gefrierer 107 Wärme abgetreten werden kann (die Vorrichtung wird heiß im Betrieb). .
Wenn es sich um einen Motor (Vorrichtung, bei der Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt wird) handelt,
so kann durch Betätigung der Verschlußglieder 120 und 122 die Drehrichtung umgekehrt werden.
Obgleich die Figuren eine Kompressionsvorrichtung 1, 2, 3 darstellen, kann, diese gegebenenfalls durch einen Behälter
mit einem Hochdruckmedium und einen Behälter mit Niederdruckmedium ersetzt werden, die beide über ein Regelverschlußglied
in den gewünschten Augenblicken mit dem Expansionsraum in Verbindung gebracht werden können.
Patentansprüche:
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Claims (9)
1. Vorrichtung zur Umwandlung von mechanischer Energie in
Wärmeenergie oder umgekehrt mit mindestens einem Kompressionsraum veränderlichen Volumens, der mit
mindestens einem Expansionsraum verbunden ist, des-· sen Volumen durch einen kolbenartigen Körper geändert
werden kann, welche Räume im Betrieb untereinander verschiedene Temperaturen aufweisen, wobei in der Verbindung
zwischen jedem Paar der erwähnten Räume ein Regenerator vorhanden ist, durch den ein Arbeitsmedium
hin- und herfließen kann und der kolbenartige Körper, der das Volumen des Expansionsraums ändern kann,
mit wenigstens einem Teil seiner von dem Expansionsraum abgewandten Seite einen Raum begrenzt, der ein
Gas unt§rn&¥ttleren Druck enthält, der nahezu gleich
dem mittleren Druck in dem Expansionsraum ist, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenartige Körper mit einer
gegebenenfalls regelbaren, energie-dissipierenden Vorrichtung gekuppelt ist,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die energie-dissipierende Vorrichtung durch einen mit dem kolbenartigen Körper verbundenen, doppeltwirkenden
Kolben gebildet wird, der in einem geschlossenen, ein Medium enthaltenden Zylinder bewegbar ist, wobei
die beiden Räume beiderseits dieses Kolbens durch eine enge Öffnung miteinander in Verbindung stehen, deren
Durchgang regelbar sein kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die energie-dissipierende Vorrichtung durch eine gegebenenfalls regelbare'Bremse gebildet wird (elektromagnetische,
Flüssigkeits-, mechanische Bremse).
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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die energie-dissipierende Vorrichtung durch ein,
gekühltes Rohr gebildet wird, das an einem Ende geschlossen und am anderen Ende durch eine Eolbenfläche
begrenzt ist, die mit dem kolbenartigen Körper ver bunden ist, der das Volumen des Expansionsraums ändern kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der kolbanartige Körper außerdem mit einer Feder zusammenwirkt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der kolbenartige Körper durch eine Übersetzung mit einem Schwungrad verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenartige
Körper, der das Volumen des Expansionsrauma ändern kann, mit mindestens einem Teil der von dem Expansionsraum
abgewandten Seite einen Raum begrenzt, der durch eine Zwischenwand in zwei Teile geteilt ist, die
durch eine enge, gegebenenfalls einstellbare Öffnung miteinander in Verbindung stehen, wobei die bei der
Bewegung des kolbenartigen Körpers hervorgerufenen Volumenänderungen Druckänderungen mit sich bringen.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei zueinander fluchtrecht verlaufende, kolbenartige Körper
besitzt, deren einander zugewandte Oberflächen je das Volumen eines Expansionsraums ändern können und
deren einander zugewandte Oberflächen mit je einer energie-dissipierenden
Vorrichtung zusammenwirken, wobei die beiden Expansionsräume mit dem gleichen Kompressionsraum in Verbindung stehen.
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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der kolbenartigen Körper mit wenigstens einem Teil seiner von dem zugehörenden Expansionsraum
abgewandten Seite einen Saum begrenzt, der ein gasförmiges Medium enthält, wobei die beiden Räume
durch ein Rohr mit kleinerem Querschnitt miteinander in Verbindung stehen.
10, Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenartige Körper, der das Volumen des Expansionsraums
ändern kann, auf beiden Seiten mit einem verjüngten Teil versehen ist, und daß der kolbenartige Körper
und diese beiden Teile von angemessenen Zylindern umgeben werden, wobei die beiden Zylinderteile kleineren
Durchmessers an den Enden geschlossen sind und jeder durch einen verjüngten Kolben beeinflußten Räume über
einen regelbaren Wideretand mit dem Raum verbunden ist,
der durch die Oberfläche des kolbenartigen Körpers beeinflußt wird, mit der der betreffende verjüngte Teil
verbunden» ist und wobei die Räume auf beiden Seiten des kolbenartigen Körpers über einen Regenerator miteinander
in Verbindung Btehen und einer der Räume beiderseits
des kolbenartigen Körpers mit einem Kompressionsraum verbunden ist.
ORlGlHAL INSPECTED 009825/1586
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL6604961 | 1966-04-14 | ||
NL666604961A NL146930B (nl) | 1966-04-14 | 1966-04-14 | Inrichting voor het omzetten van mechanische in calorische energie of omgekeerd. |
DEN0030329 | 1967-04-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1551313A1 true DE1551313A1 (de) | 1970-06-18 |
DE1551313B2 DE1551313B2 (de) | 1976-01-08 |
DE1551313C3 DE1551313C3 (de) | 1976-08-05 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3423365A1 (de) * | 1984-06-25 | 1986-01-02 | Ricor Ltd., Kibbutz Eyn Charod | Verfahren und vorrichtung zur steuerung der passivbewegung von pneumatisch bewegten schiebern in tieftemperaturkaeltemaschinen |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3423365A1 (de) * | 1984-06-25 | 1986-01-02 | Ricor Ltd., Kibbutz Eyn Charod | Verfahren und vorrichtung zur steuerung der passivbewegung von pneumatisch bewegten schiebern in tieftemperaturkaeltemaschinen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL146930B (nl) | 1975-08-15 |
BE697074A (de) | 1967-10-16 |
NL6604961A (de) | 1967-10-16 |
JPS4827332B1 (de) | 1973-08-21 |
US3487635A (en) | 1970-01-06 |
DE1551313B2 (de) | 1976-01-08 |
CH469954A (de) | 1969-03-15 |
GB1188984A (en) | 1970-04-22 |
SE326725B (de) | 1970-08-03 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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