DE202009016564U1 - Wärmekraftmaschine nach Stirling-Prinzip - Google Patents

Abstract

Wärmekraftmaschine aus mindestens zwei Kammern (6) auf einer rotierenden Arbeitseinheit (1), zum aufeinanderfolgende Erwärmen und Abkühlen der in der Kammer (6) enthaltene Medium (5), an einem um eine drehfeste Ex-Zenterwelle (9) drehbaren Einheit (1) angeordnet ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmekraftmaschine aus rotierenden (drehenden) Antriebseinheiten (1). Diese Antriebseinheiten besteht aus mehreren Erwärmungs-Abkühlkammern die sich um eine drehfeste Ex-Zenterwelle (9) rotieren (drehen). (1) (2) und (3)
• Die Erwärmungs-Abkühlungskammer mit Zylinder (3)- und Kolbeneinheiten (4) oder Düsen (7) und Führungskanälen (8) dient zur aufeinanderfolgenden Erwärmen und Abkühlen des in der Kammer (3) eingeschlossenen Mediums (5). Um einen hohen Wirkungsgrad beim kontinuierlichen Abtrieb der Wärmekraftmaschine zu erzielen, ist eine Vielzahl von Erwärmung-Abkühlungskammer um eine drehfeste Ex-Zenterwelle (2) drehbaren Einheit (1) angeordnet.
• Beschreibung
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmekraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Wärmekraftmaschinen der gattungsgemäßen Art sind diese als Stirlingmachinen aus dem Fachbuch von Walter Kufner bekannt. Bei diesen ist an einem Ende des Zylinders die Einrichtung zum Erwärmen und am Ende die Einrichtung zum Abkühlung des angesessenen Mediums, insbesondere Luft, angeordnet, wobei ein im Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders ausgebildeter Verdrängerkolben vorgesehen ist, um das Medium aus dem Bereich der Einrichtung zum Abkühlen zu transportieren und umgekehrt. Von dem Zylinder hin- und herbewegten, als Hubkolben ausgebildeten Kolbenelement wird über ein Arbeitsgestänge ein Schwungrad angetrieben. Die bekannten Wärmekraftmaschinen der Stirling-Bauart weisen den Nachteil auf, daß im Zylinder der zusätzliche Verdrängerkolben mit zugehörigem Abtriebsgestänge erforderlich ist. Ferner ist der Wirkungsgrad der diskontinuierlich arbeitenden Stirling-Wärmekraftmaschinen relativ schlecht und kompliziert realisiert. Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde eine Wärmekraftmaschine der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß bei kontinuierlichem Antrieb ein großer Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Wärme in rotierende Abtriebsleistung erreichbar ist. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Anspruches 1.
• Erfindungsgemäß ist eine Vierzahl von Arbeitserwärmung-Abkühlungskammer (6) um eine drehfeste Ex-Zenterwelle (9) drehbaren Einheit (1) angeordnet, in dessen Drehbereich die Einrichtungen zum aufeinanderfolgenden Erwärmen und Abkühlen des in der Kammer eingeschlossenen Mediums (5) sternförmig gegenüberliegend angeordnet sind.
• Die mechanische Energieableitung
• Die Kolbenstangen (10) sind an die drehfesten Exzenterwelle (2) mit Hilfe von dafür vorgesehene Kugellager befestigt. Die Kolbenstangen (10) sind verbunden mit Kolben (4) und die drehbare Antriebseinheiten (1) mit einem fest eingebauten Zylinder (3) dreht sich symmetrisch um die drehfeste Zenterwelle (9). Durch die hin- und her Bewegung des Kolbens kommt es zur kontinuierlichen Rotation der Antriebseinheit mit dem fest eingebauten Zylinder (3). Da zwischen der drehbaren Antriebseinheit mit fest eingebauten Zylinder und Kolben verschiedene Ablaufphasen ereignen, ermöglicht es das Hauptprinzip Wärmekraftmaschinen zu realisieren.
• Nämlich, Erwärmen (ausdehnen) und Abkühlen (in den ursprünglichen Zustand wiederkehren) des in der Kammer eingeschlossenen Mediums (5).
• Arbeitsphase: Erwärmen
• Die Kammern (6) die mit den Zylindern (3) eine Einheit bilden sind Erwärmungsumgebungen, das in den Kammern eingeschlossene Medium (5) dehnt sich aus und die Kolben (4) im Zylinder (3) üben einen nach außen gerichteten Arbeitshub aus. Dabei werden gleichzeitig erwärmte Kammern aus der Erwärmungsumgebung weiter geschoben. (2)
• Arbeitsphase: Abkühlen
• Die erwärmten Kammern (6) gelangten anschließend in den Bereich der Abkühlungsumgebung, wobei auf die Kolben (4) einen nach innen gerichteter Arbeitshub ausgeübt wird, durch den diese in ihre Anfangsstellung zurückgeführt werden.
• Die Arbeitsphasen werden zyklisch in jedem Zylinder (3) verlaufen. Genau das wird von einer Wärmekraftmaschine erwartet.
• Die Düsen-Absauge Prinzip
• Es besteht aus einer drehbaren Arbeitseinheit (1) mit fest eingebauten Kammern (6). Jeder Kammer besitzen eine Düse (7). (3).
• Arbeitsphase: Erwärmen
• Das in den Kammern (6) eingeschlossene Medium (5) dehnt sich aus und strömt mit einer bestimmten Geschwindigkeit über die Düsen auf drehfeste Führungskanäle (8). Die Führungskanäle (8) sind mit einem bestimmten Winkel relativ zur Düse (7) geneigt, was einen nach außen gerichtete Arbeitshub ausübt. Dabei werden gleichzeitig erwärmte Kammern aus der Erwärmungsumgebung weiter geschoben.
• Arbeitsphase: Abkühlen
• Die erwärmten Kammern (6) gelangen anschließend in den Bereich der Abkühlungsumgebung, dort entsteht ein Vakuum. Über die Düse (7) und eine befestigten Führungskanal (8) wird das Medium (5) zurück in die Kammer gesaugt.
• Der Führungskanal (8) ist geneigt mit bestimmten gegen Winkel relativ zu Düse (7) die ein nach innen gerichteter Arbeitshub ausgeübt wird, dass zu Anfangsstellung zurückgeführt werden. Die Arbeitsphasen werden abwechseln in jedem Kammeras (6) verlaufen, daß genau von eine Wärmekraftmaschine erwartet wird.
• Es handelt sich nicht um eine exakte technische Zeichnung oder eine Maßstab getreu Konstruktionsbeschreibung von einer Wärmekraftmaschine. (1) (2) (3) Es wird lediglich das Prinzip geschildert. Ein Prinzip der Rotation der Arbeitseinheit (1) um die drehfeste Zentralwelle (9) nach dem Wärmekraftmaschinenprinzip der Stirling-Bauart.

1

Drehbare Arbeitseinheit

2

drehfeste Ex-Zentenwelle

3

Zylinder

4

Kolben

5

Medium

6

Kammer

7

Düse

8

Führungskanal

9

drehfeste Zentralwelle

10

Kolbenstangen

Claims (8)

1. Wärmekraftmaschine aus mindestens zwei Kammern (6) auf einer rotierenden Arbeitseinheit (1), zum aufeinanderfolgende Erwärmen und Abkühlen der in der Kammer (6) enthaltene Medium (5), an einem um eine drehfeste Ex-Zenterwelle (9) drehbaren Einheit (1) angeordnet ist.
2. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet: Die eigentliche Bauform und das Volumen von Erwärmungs-Abkühlkammern. Die Erwärmungs-Abkühlkammern können eine exakt zylindrische Form oder X-Beliebige Form haben, sternförmig, quer oder parallel zueinander gerichtet ist,
3. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion und Vielfalt der Kraftübertragung von Kolben zu Ex-Zenterwelle. Ob die Kolben selbst, die Kolbenstangen und Ex-Zenterwelle benutzen gleicher mechanischer Verbindungen (1) (2) oder andere Konstruktionen,
4. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Energieableitung von dem drehbaren Teil der Einrichtung mit den befestigten Kammern, auf rein mechanische Art oder durch das Düsen Absaugprinzip (3),
5. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, eigentliche Form, Konstruktion und Art der Führungskanäle und die Düsen selbst (3),
6. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, das die Einrichtung mit Heißluft zur Erwärmung und die Einrichtung zum Abkühlen mit Kaltluft oder durch Flüssigkeiten jeglicher Art betrieben werden,
7. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Zylindern enthaltene Medium Stickstoff, andere Gas oder Gasmischung sowie verschiedene dafür geeignete Flüssigkeiten sind,
8. Wärmekraftmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Energieableitung von dem drehbaren Teil der Einrichtung (1) mit den befestigten Kammern (6), auf rein mechanische Art oder durch magnetische Kraftableitung.