DE1751184A1 - Heissgaskolbenmaschine - Google Patents

Description

PHlT. 2492. Va/tfJK.

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Anmelder: ^ y Philips' GloeHampenfabrisken

'Akt, No. PHN- 2492 vcm: 17. April 1968

HeissgaskolbeniaaBohine, Die Erfindung bezieht si oh auf eine Ileissgaskolben—

masohine, die einon oder mehrere Arbeitaräume enthält, die aus je eine· Raum veränderlichen Volumens und höherer mittlerer Betriebstemperatur und einem Raum gleichfalls veränderlichen Volumens und niedrigerer mittlerer Betriebetemperatur bestehen, welche R&une miteinander in Verbindung stehen, wobei eioh in dieser Verbindung ein Regenerator befindet, duroh den ein Arbeitsmedium^auf seinem Weg von einem zu dem anderen Raum und umgekehrt flieeoen kann, und wobei de· Volumen der erwähnten Räume duroh mit einem Getriebe gekuppelte kolbenartige Korper geändert werden kann, während die Abdiohtung zwiaohen Jeden dieser kolbenartigen Körper, die mit einor Seite einen der erwähnten Räume und mit der anderen Seite einen Pufforraum begrenzen, und der mit diesem zusammenwirkenden Zylindorwand bzw. einer duroh diene Wand geführten Kolbonstange eine« anderen kolbenartigen Körpers duroh eine oder mehrere Ton Flüssigkeit abgestützten Rollmembranen gebildet ist. ~ ORKsINAL

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Maschinen der obenerwähnten Art sind bekannt. Das Eaterial aus dem die Rollmembranen hergestellt sind, ist schlecht gegen hohe Temperaturen beständig, weil dann das Kriechen des Materials schnell zunimmt und seine Ermüdungsfestigkeit abnimmt. Dies bedeutet, dass die Hollmembranen gekühlt werden müssen· Eine unmittelbare Kühlung dor Ho 11-merabranen, a.B, durch Kühlung der AbstütBungeflüssigkeit oder durch Kühlung des Teiles der Zylinderwand, über den die Rollmembranen gleiten, bringt bauliche Schwierigkeiten mit sioh. Ferner liegt die etwa vorhandene Verdra'ngerstangenabdiohtung in der Bütte dee Kolbens und la'sst sich schwer unmittelbar kühlen·

Die Erfindung bezweckt, eine HeissgaskolbenEtaschine zu schaffen, bei der die Rollmembranen auf eine zweckdienliche und baulich einfache Weise gekühlt werden· Zu diesem Zweck ist die Heissgaskolbenmasohine nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Pufferräume mit einem weiteren Baum in Verbindung steht, der das gleiche Medium wie der betreffende Pufferraum enthalt, wobei in der Verbindung und/oder in dem weiteren Baus ein Kühler vorgesehen ist. Bai der Heiesgaskolbenmasohine nach der Erfindung fliesst das. Medium beim Bewegen des betreffenden kolbenartigen Korpers aus dem Pufferraum abwechselnd in den weiteren Baum und aus diesem weiteren Baum und passiert dabei den in der Verbindung angeordneten Kühler. Auf diese "Heise wird das im Pufferraum befindliche Medium stark gekühlt· Dieses Medium ist mit dem betreffenden kolbenartigen Korper in unmittelbarer Berührung, sodaes auoh dieser kolbenartige Kffrper von diesem Medium gekühlt wird. Dadurch wird eine zweckdienliche KShlung der mit dea betreffenden kolbenartigen Korper zusammenwirkenden Bollmembranen erzielt. Der Kühler kann auf einfaohe Weise in der Verbindungeleitung angebracht werden und einen niedrigen Widerstand aufweisen· Da der Druck des Mediums la Pufferraum

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meistens nahezu gleich, dom mittleren im Arbeitsraum vorherrschenden Druck iat, der in der GroBsenordnung von 100 atm. liegen kann, hat dieses Ilediunt eine verhältniBiaässig grosse Wärmekapazität, so dass es "bei verhältnisnäasig geringen Temperaturunterschieden donnooh eine gross« Wärmemenge übertragen kann. Infolge des hohen Druckes des liediums wird auch eine gute ¥ä*rmeubertragung von der ¥and auf das Medium sowohl beim Kolben als im Kühler ersielt.

Die Erfindung besieht sich ferner auf eine Ileissgaskolbenmaschine, die oehrere Arbeitsräume enthält und bei der nach der Erfindung jeder der Pufferräume unter den botreffenden Kolben mit mindestens einem Pufferraun unter einem zu einen anderen Arbeitsraum gehörigen Kolben in Verbindung steht und in jeder der Verbindungen ein Kühler vorgesehen ist·

Die ü-fimlung wird nunmehr an Hand dor Zeichnung näher erläutert. lis seigern

KLg* 1 einen HLneylinder-IIeissgaamotor, bei dem der Pufferraun nit einen weiteren Baum in Verbindung stoht|

KLg. 2 oclienatisoh und nicht maastäblich einen llehrzylindGr-IIcißsgaanotor, bei dem die Pufferräume miteinander in Verbindung stehen.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Zylinder eines Ileisegasmotors. In diesem Zylinder Bind ein Kolben 2 und ein Verdränger 3 untergebracht. Der Kolben 2 und der Vordränger 3 sind mittels einer Kolbenstange 4 bsw. einer Vordrängerstange 5 wit einen nicht dargestellten Getriebe verbunden, daB diesen Kolben und diesen Verdränger mit einem gegenseitigen Phaaonunterschied bewegen kann. Zwischen dem Kolben 2 und dom Verdränger 3 befindet sich ein Kompreasionsraum 6» der über einen Kühler 7, einen Eegenorator 8 und einon ürhitzor 10 mit einom Expansions·

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raum 14 verbunden ist. Der Erhitzer 10 besteht aus einem Kranz von Rohren 11, die sioh einerseits an den Regenerator δ und andererseits an den Ringkanal 12 ansohli«ea«n, und aus einem Krane von Rohren 13, die Bioh einerseits an den Ringkanal 12 anachilessen und andererseits in einen oberhalb des Verdrängers 3 liegenden Erpansionsraum 14 münden. Der. Motor enthält ferner einen Brenner 15» mit dem dem Erhitzer 10 WSrme zugeführt werden kann.* Die Abdichtung zwischen dem Kolben 2 und der Zylinderwand 1 1st duroh ein· von. Flüssigkeit 17 abgestutzte Rollmembrane 16 gebildet, während die Abdichtung ewisohen dem Kolben 2 und P der Verdrängerβtang· 5 duroh eine von Flüssigkeit 19 abgestützte Rollmembrane 18 gebildet ist. Die Flüssigkeitsräume 17 und 19 stehen miteinander in Verbindung_# wobei ein· Pumpvorrichtung 20 diesen Flüssigkeitsrä'umen kontinuierlich Flüssigkeit zuführt, während ferner eine Regelvorrichtung 21 vorgesehen 1st, mit deren Hilfe ein konstanter Druckunterschied über den Rollmembranen 15 und 18 aufrechterhalten wird. Unter den Kolben 2 liegt ein Pufferraum 22, der über eine Verbindungsleitung 23 mit einem weiteren Raun 24 in Verbindung steht. Das Medium im Pufferraum und im weiteren Raum ist naheeu dem gleiohen Druck wie

»das Medium im Arbeitsraum unterworfen* In die Verbindung 1 ei rung ist •in Kühler 25 aufgenommen. Beim Bewegen des Kolbens 2 fIiesst llediue aus den Raun 22 hin und her duroh die Verbindungsleitung 23 und wird vom Kühler 25 stark gekühlt* Dies bedeutet, dass das Iledium im Raum 22, das mit einer grossen WandoberflaOhe des Kolbens 2 in Berührung 1st, •ine niedrig« Tenperatur aufweist und somit den Kolben 2 stark kühlt. Infolge de· hohen Druok·» hat das Medium «ine gross« Wärmekapazität, so dass bei geringen Temperaturunterschieden eine verhältnisma'esig * gross· Wärmemenge übertragen werden kann, während aussenden auofi die

Wärmeübertragung von Kedium auf liand "befriedigend ist. Die Kollmembranen 16 und 18 berühren über einen grossen Teil ihrer Länge die Tiand des Koltena 2, aodasa auch die Rollmerabranen auf den Kolben 2 Wärme übertragen können, wodurch ihre Temperatur niedrig bleiben wird. Dadurch iat eine lange Lebensdauer der Rollmembranen gesichert. Die Anordnung des Kuhlers 25 in der Verbindungaleitung 23 schafft eine grosoe bauliche !Freiheit, so dass dort ein Kühler mit niedrigem ¥ideratand vorgesehen werden kann.

Fig. 2 zeigt einen Vierzylinder-Heissgasmotor rait vier f Zylindern A, B, C und D, dessen Bauart völlig gleich der dea Heieegasmotors naoh Fig. 1 ist« Die Pufferräume 30 und 31 der Zylinder A und B und die Pufferräume 32, 33 der Zylinder C und D sind duroh Kanäle 34 und 36 miteinander verbunden, in denen Kühler 37 und 40 untergebracht sind. Die Kolben 2 der Zylinder A und B und der Zylinder C und D weisen einen gegenseitigen Phasenunterschied von 100 auf, so daao das Gesamtvolumen der Pufferräume 30, 31 und der Pufferräume 32, 33 konstant bleibt, aber das Medium flieset stets von einem zum anderen Pufferraum, wobei es durch die Kanäle 34 und 36 strömt und die in diesen Kanälen * angeordneten Kühler passiert und stark gekühlt wird. Die Kolben 2 werden durch dieses stark gekühlte Medium auf einer niedrigen T«np*«atur gehalten, eo dass auch,die mit diesen Kolben zusammenwirkenden Roll· membranen eine niedrige Temperatur aufweisen« Unter Umständen kann auoh zwischen den Pufferrfiuraen 31 und 32 noch eine Vorbindung·leitung mit einem darin angeordneten Kühler angebracht werden.

Aue Obenstehende» geht hervor, dass die Erfindung ein« besondere einfaohe und zweckdienliche Lösung für die Kühlung der Hollmembranen bei Heisegaakolbenmaoohinen schafft·

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Claims (1)

P A TEN TAU SPRÜCHE· PHH. 2492.

1. / Heissgaskolbenmasohine, die einen oder nehrore Arbeitsräume enthält, die aus je einem Raum veränderlichen Volunens und höherer mittlerer Betriebstemperatur und aus einem Rauia gleichfalls veränderlichen Volumens-und niedrigerer mittlerer Betriebstemperatur bestehen, welche Räume miteinander in Verbindung stehen, wobei sich in dieser Verbindung ein Regenerator befindet, durch den ein Arbeitsmedium auf seinem Wege von einem zum anderen Raum und "umgekehrt flieset und das Volumen der erwähnten Räume duroh mit einem Getriebe gekuppelte kolbenartige Körper voränderbar ist, wahrend die Abdichtung »wischen jedem dleeer kolbenartigen Körper, die einerseits einen der erwähnten Räume und andererseits einen Pufferraum begrenzen, und der mit diesem zusammenwirkenden Zylinderwand oder einer etwa durch diese Wand geführten Kolbenstange eines anderen kolbenartigen Körpers duroh eine oder mehrere von Pluäsigkeit abgestützte Rollmembranen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Pufferra'ume mit einem weiteren Raum in Verbindung steht, der das gleiche Medium wie der betreffende Pufferraum enthält, wobei in der Verbindung oder im weiteren Raum ein Kühler vorge- , sehen ist«

2« Heiesgaekolbenmasohlne nach Anspruch 1, die mehrere Arbeitsräume enthält, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Pufferräume unter den betreffenden Kolben mit mindesten· einem Pufferraum unter einem eu einem anderen Arbeitsraum gehörigen Kolben in Verbindung steht, und dass in jeder der Verbindungen ein Kühler vorgesehen ist·

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Leerserte