DE2231360C2

DE2231360C2 - Double-acting hot gas piston machine

Info

Publication number: DE2231360C2
Application number: DE19722231360
Authority: DE
Inventors: Günter 8906 Gersthofen Reuchlein
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MT Aerospace AG
Priority date: 1972-06-27
Filing date: 1972-06-27
Publication date: 1983-08-04
Also published as: DE2231360A1; SE383552B

Description

Die Erfindung betrifft eine doppeltwirkende Heißgaskolbenmaschine mit Merkmalen wie im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben.The invention relates to a double-acting hot gas piston machine with features as indicated in the preamble of claim 1.

Eine doppeltwirkende Heißgaskolbenmaschine mil derartigen Merkmalen lsi aus der DE-PS 8 02 486 bekannt. Es ist dieser Schrift jedoch kein Hinweis auf die genaue Anordnung des Erhitzers, des Regenerators und des Kühlers zu entnehmen. Die für den Wirkungsgrad und die Betriebssicherhell der gesamten Anordnung außerordentlich wichtige Frage der Leitungsführung und der Leitungslänge Im heißen und im kalten Bereich dei Verblndungsleitungen zwischen zwei miteinander in Verbindung stehenden Zylindern bleibt somit völlig offen.A double-acting hot gas piston machine with features of this type is from DE-PS 8 02 486 known. However, this document is not an indication of the exact arrangement of the heater, the regenerator and of the cooler. The for the efficiency and the operational safety of the entire arrangement extremely important question of cable routing and cable length in the hot and in the cold area Connecting lines between two cylinders that are connected to one another thus remain completely open.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Heißgaskolbenmaschine der gatturigsgemaßen Art ^dahingehend auszubilden, daß sie erheblich weniger Bauräum als bekannte Maschinen beansprucht, kurze, annähernd gleich lang kalte Leitungen und kurze, etwa gleich lange heiße Leitungen sowie eine Anordnung der Zylinder und der Regeneratorgehäuse aufweist, die eine kompakte Bauform des Erhitzers ermöglicht.It is the object of the invention to provide a hot gas piston machine of the generic type ^ to the effect that they have considerably less installation space than known Machines stressed, short, cold lines of almost the same length and short, hot lines of about the same length as well as an arrangement of the cylinders and the regenerator housing which has a compact design of the heater.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhatte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by the characterizing features according to claim 1. Had advantage Refinements of this solution are given in the subclaims.

Bei einer nach dem erfindungsgeniäßen Bauprinzip gestalteten Heißgaskolbenmaschine ist es vorteilhafterweise nunmehr möglich, auch bei einer großen Anzahl von Zylindern, beispielsweise sechs oder acht Zylindern, ohne jsden Aufwand untereinander etwa gleich lange kalte Leitungen und gleich lange heiße Leitungen zu erreichen, wodurch sich die sogenannten schädlichen Räume auf ein Minimum beschränken und Strömungs-Verluste weitgehend vermeiden lassen. Gerade dies wiederum ist jedoch eine wichtige Voraussetzung für die Erzielung eines gleichmäßigen, an der Kurbelwelle abzugebenden Drehmoments an allen Zylindern. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Betriebstemperatur anzuheben und somit den Wirkungsgrad weiter zu verbessern, da aufgrund der erzielbaren sehr kurzen Leitungen die Wärmedehnungen auch bei hohen Betriebstemperaturen sehr klein bleiben und somit keine unvorhergesehene zusätzliche Belastung der Bauteile befürchtet werden muß. Ferner lassen sich hierbei die kalten Leitungen geradlinig ausbilden und überschneidungsfrei anordnen, was die Montage der jeweils gasdicht miteinander verbundenen Teile wesentlich erleichtert. Außerdem wird hierdurch die Maschinenhöhe günstig beeinflußt.In the case of a hot gas piston machine designed according to the construction principle according to the invention, it is advantageous now possible, even with a large number of cylinders, for example six or eight cylinders, Cold pipes of the same length and hot pipes of the same length to each other without any effort achieve, whereby the so-called harmful spaces are limited to a minimum and flow losses can largely be avoided. However, this in turn is an important prerequisite for the Achievement of a uniform torque to be output at the crankshaft on all cylinders. aside from that there is the possibility of increasing the operating temperature and thus further improving the efficiency, because, due to the very short lines that can be achieved, thermal expansion occurs even at high operating temperatures remain very small and therefore no unforeseen additional stress on the components is feared got to. The cold lines can also be used here train them in a straight line and arrange them without overlapping, which makes the assembly of the gas-tight interconnected Parts much easier. In addition, this has a favorable effect on the machine height.

Dadurch, daß die Gehäusereihen parallel, gleich lang und um höchstens einen Zylinderabstand gegeneinander versetzt sind, ergibt sich eine sehr gedrängte Anordnung mit wenigen, aus gleichen, baukastenartig aneinandergereihten Bauteilen zusammengesetzten Baueinheiten.Because the rows of housings are parallel and have the same length and are offset from one another by a maximum of one cylinder distance, the result is a very compact arrangement with a few structural units assembled from the same, modularly lined up components.

Dadurch, daß die Erhitzer durch parallel zur Maschinenachse angeordneten Reihen von mehreren zweischenkligen Erhilzerrohren gebildet sind, die wenigstens eine geschlossene Erhitzerrohrwand bilden, ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Anzahl der Brenner unabhängig von der Anzahl der Erhitzer zu wählen und somit unter Einsparung von einem oder mehreren Brennern m'rt einem Brenner mehr als einen Erhitzer zu beaufschlagen. The fact that the heater has two-legged rows arranged parallel to the machine axis Erhilzer tubes are formed which form at least one closed heater tube wall, it is more advantageous Way possible to choose the number of burners and thus independently of the number of heaters With the saving of one or more burners, more than one heater can be applied to one burner.

Der Vorteil der im Anspruch 4 angegebenen Ausgestaltung 'st insbesondere darin zu sehen, daß sich hiermit genau gleiche Baueinheiten mit äußerst kurzen, exakt gleich langen heißen Leitungen sowie äußerst kurzen, gleich langen kalien Leitungen erzielen hissen, die baukastenarlig aneinandergereiht werden können. Die Herstellungskosten, insbesondere die Kosten für die Gußmodellbeschaffung und -haltung sowie die Kosten für die Vorrats- und Lagerhaltung, lassen sich hierdurch beträchtlich einschränken. Mit einer parallelen Anordnung und gleich langen Ausbildung der kalten Leitung sind günstige Montageverhältnisse sowie eine Vergleichmäßigung der Leistung aller Zylinder und eine Erhöhung des Wirkungsgrades der gesamten Anordnung erzielbar. Außerdem besteht bei einer solchen Anordnung mit sich nicht überschneidender Anordnung der kalten Leitungen die Möglichkeit, an d'e jeweils einen Regenerator und einen Kühler enthaltenden Gehäuse an der kalten Seite Siimmelkanäle anzusetzen, wodurch sich gute strömungstechnische Eigenschaften im Bereich der kalten Leitungen erzielen lassen.The advantage of the embodiment specified in claim 4 is to be seen in particular in the fact that it is exactly the same structural units with extremely short hot lines of exactly the same length as well as extremely short, Kalien cables of the same length achieve hoists that are modular can be strung together. The production costs, in particular the costs for the procurement of the casting model and -keeping as well as the costs for inventory and warehousing, can thereby restrict considerably. With a parallel arrangement and the same length of the cold line are favorable assembly conditions as well as an equalization of the performance of all cylinders and an increase the efficiency of the entire arrangement can be achieved. In addition, there is an inherent part of such an arrangement non-overlapping arrangement of the cold lines the possibility of a regenerator and an d'e each a cooler-containing housing on the cold side of the Siimmelkanäle, which results in good flow Have properties achieved in the area of cold lines.

Durch eine Zuordnung der Zylinder und Gehäuse untereinander, wie im Anspruch 8 angegeben, ist es möglich, relativ lange, aus sehr vielen Erhitzerrohren aufgebaute Erhitzer zu verwenden, die jeweils über jeder Gehäusereihe eine geschlossene Erhitzerrohrwand bilden.By assigning the cylinder and housing to one another, as indicated in claim 8, it is possible to use relatively long heaters made up of a large number of heater tubes, one above each one Row of housings form a closed heater tube wall.

Nachstehend sind anhand der Zeichnung mehrere Ausfuhrungsbeispiele von nach dem erfindungsgemäßen Bauprinzip gestalteten Heißgaskolbenmaschinen beschrieben. In der Zeichnung zeigtBelow are several exemplary embodiments according to the invention with reference to the drawing Construction principle designed hot gas piston machines described. In the drawing shows

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung,Fig. 1 shows a first embodiment of the invention in schematic representation,

Fig.2 eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1,2 shows a perspective illustration of the exemplary embodiment according to Fig. 1,

Fig.3 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel nach Fig. 2,3 shows a cross section through an embodiment according to Fig. 2,

Fig.4 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbesrpiel nach Fig. 1,4 shows a cross section through a further exemplary embodiment according to Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische Dars> ilung eines weiteren Ausführungsbeispieis der Erfindung,5 shows a schematic illustration of a further one Exemplary embodiment of the invention,

Fig.6 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel nach Fig. 5.6 shows a cross section through an embodiment according to FIG. 5.

Der in Fig. 1 dargestellt Reihenmotor umIaIit sechs, eine /ylinderreihe bildende, von 1 bis 6 durchnumerierte Zylinder. Jeder Zylinder enthält einen heißen und einen kalten Arbeitsraum, wobei zur Biildung einer Arbeltszykluseinheii der heiße Raum eines ersten Zylinders mit dem kalten Raum eines anderen Zylinders zusammenarbeitet. Der Sirömungsweg des zwischen einem heißen und einem kalten Arbeitsraum him- und herströmenden Arbeitsmediums wird durch die ain die heißen Arbeitsräume angeschlossenen heißen Leitungen und die an die kalten Arbeitsräume angeschlossenen kalten Leitungen gebildet. Die mit 7 bezeichneten !heißen Leitungen sind im vorliegenden Beispiel schematisiert als Doppellinien gezeichnet. Die mit 8 bezeichneten kalten Leitungen sind ebenfalls schematisiert als strichpunktierte Linien dargestellt. The in-line engine shown in Fig. 1 by six, cylinders numbered from 1 to 6 forming a cylinder row. Each cylinder contains one hot and one cold work space, whereby to form a work cycle unit the hot space of a first cylinder cooperates with the cold space of another cylinder. The flow path of the one flowing up and down between a hot and a cold work space The working medium is through the hot lines connected to the hot working spaces and the cold lines connected to cold work rooms. The hot lines marked 7 are in the present example drawn schematically as double lines. The cold lines labeled 8 are also shown schematically as dash-dotted lines.

Mit jedem Zylinder ist über die heiße Leitung 7 ein jeweils einen Regenerator und einen Kühler enthaltendes Gehäuse 9 bis 14 verbunden, an das die zum kalten Arbeitsraum eines anderen Zylinders führende kalte Leitung 8 angeschlossen ist. Die den Zylindern mit ungeraden Nummern über die heiße Leitung 7 zugeordneten Gehäuse 9, U, 13 und die den Zylindern mit geraden Nummern über die heiße Leiimng 7 zugeordneten Gehäuse 10, 12 und 14 bilden hierzu zwei parallele Gehäusereihen, die sich auf beiden Seiten längs der Zylinderreihe erstrecken.With each cylinder is via the hot line 7 a regenerator and a cooler containing each Housing 9 to 14 connected to which the cold line leading to the cold working space of another cylinder 8 is connected. Those assigned to the cylinders with odd numbers via the hot line 7 Housing 9, U, 13 and those assigned to the cylinders with even numbers via the hot liner 7 Housing 10, 12 and 14 form two parallel rows of housings, which are located on both sides along the Extend the cylinder bank.

Die Gehäuse 9 und 14 sind jeweils dem Zylinder gegenüberstehend angeordnet, der dem betreffenden zugehörigen Zylinder benachbart Ist. Das heißt jeweils die Mittellängsachse eines Zylinders 1 bis 6 und eines Gehäuses 9 bis 44 liegen in eineir zur Muschinenlängsachse senkrechten Ebene, wobei benachbarten Zylindern Gehäuse verschiedener Gehäusereihen zugeordnet sind. So ist beispielsweise das dem Zylinder 1 zugeordnete Gehäuse 9 dem Zylinder 2 in einer durch dessen Mittellängsaehse gehenden und senkrecht zur Maschinenlängsachse liegenden Ebene benachbart angeordnet und das dem Zylinder 6 zugeordnete Gehäuse 14 dem Zylinder 5 in einer durch dessen Mittellängsachse gehenden und senkrecht zur Muschinenlängsachse liegenden Ebene benachbart angeordnet.The housings 9 and 14 are each arranged opposite the cylinder, the one in question associated cylinder is adjacent. That means in each case the central longitudinal axis of a cylinder 1 to 6 and a housing 9 to 44 lie in one to the longitudinal axis of the shell vertical plane, with housings of different housing rows being assigned to adjacent cylinders. For example, the housing 9 assigned to the cylinder 1 is the cylinder 2 in a through its central longitudinal axis going and perpendicular to the machine longitudinal axis adjacent plane and that the cylinder 6 assigned housing 14 to the cylinder 5 in a through its central longitudinal axis and arranged adjacent to the plane lying perpendicular to the longitudinal axis of the mussel.

Der Versatz jedes Gehäuse in Mlaschinenlängsrichtung gegenüber dem zugehörigen Zylinder ist mithin so groß wie der Abstand zweier benachbarter Zylinder, gemessenThe offset of each housing in the longitudinal direction of the machine compared to the associated cylinder is therefore as large as the distance between two adjacent cylinders, measured

jeweils von Mittellängsachse zu Mlttellängsachse, wobei die Gehäuse jeweils einer Gehäusereihe immer in derselben Richtung gegenüber ihren zugehörigen Zylindern versetzt sind, die Versetzung der beiden Gehäusereihen in Maschinenlängsrichtung gesehen umgekehrt gerichtet ist und die Gehäuse einer Gehäusereihe In axialer Richtung jeweils auf eine Lücke zwischen zwei Gehäusen der gegenüberliegenden Gehäusereihe treffen.in each case from central longitudinal axis to central longitudinal axis, the housings of one housing row always in the same Direction with respect to their associated cylinders are offset, the offset of the two rows of housings Seen in the machine longitudinal direction is reversed and the housing of a housing row in the axial direction each to a gap between two housings of the meet the opposite row of housings.

Hierdurch ergeben sich untereinander gleiche, aus jeweils einem Zylinder und dem über die heiße Leitung 7 verbundenen zugehörigen Gehäuse bestehende Baueinheiten, die verdreht und versetzt gegeneinander angeordnet die Zylinderreihe und die beiden Gehäusereihen ergeben. Diese Baueinheiten können in vorteilhafter Weise vormontiert auf Lager gehalten werden und lassen sich im Bedarfsfall schnell und einfach zu Motoren unterschiedlicher Zylinderzahl zusammensetzen. Die beiden äußerer. Zylinder ! und 6 werden dabei senkrecht zur Maschinenachse verlaufende kalte Leitungen 8 mit den gegenüberstehenden Gehäusen II) und 13 verbunden, die übrigen zu einer Gehäusereihe gehörenden Baueinheiten sind über parallele, schräg gegen die Maschinenachse \ erlaufende kalte Leitungen 8 miteinander verbunden. Die an die äußeren und an die Inneren Zylinder der Zyllnderreihe angeschlossenen kalten Leitungen lassen sich hierbei in einfacher Weise so wählen, daß alle kalten Leitungen gleich lang sind.This results in the same results from one another, each from a cylinder and the one via the hot line 7 connected associated housing existing structural units that are rotated and offset from one another the cylinder row and the two housing rows result. These structural units can advantageously can be kept pre-assembled in stock and, if necessary, can be quickly and easily converted to different motors Put the number of cylinders together. The two on the outside. Cylinder! and 6 are perpendicular to the Machine axis running cold lines 8 with the opposite housings II) and 13 connected to the The rest of the units belonging to a row of housings are parallel and at an angle to the machine axis \ running cold lines 8 connected to one another. Those attached to the outer and inner cylinders of the Cold lines connected to the cylinder row can be selected in a simple manner so that all are cold Lines are of the same length.

Dadurch, daß über die kalten Leitungen jeweils nur benachbarte, zu einer Gehäusereihe gehörenden Baueinheiten verbunden werden und an den Enden der Zylinderreihe über die kalten Leitungen die einander benachbarten, lediglich versetzt und verdreht gegeneinander angeordneten Baueinheiten aus zwei verschiedenen Gehäusereihen miteinander verbunden werden, ergeben sich sehr kurze kalte Leitungen 8. Aufgrund der so erreichten geringen Volumina der Strömungswege in den einzelnen Arbeitszykluseinheiten läßt sich in vorteilhafter Weise unter weitestgehender Vermeidung von sogenannten schädlichen Räumen eine Erhöhung des Wirkungsgrades der gesamten Maschine erzielen. Außerdem reicht eine geringere Menge an Arbeitsmedium aus, um damit die einzelnen Arbeitszykluseinheiten vollkommen zu füllen. Ferner führt diese Anordnung in vorteilhafter Weise zu einem überschneidungsfreien Verlauf der kalten Leitungen.The fact that only adjacent units belonging to a row of housings via the cold lines are connected and at the ends of the cylinder row via the cold lines the adjacent, only offset and rotated against each other arranged units of two different Rows of housings are connected to one another, resulting in very short cold lines 8. Due to the so Achieved low volumes of the flow paths in the individual work cycle units can be more advantageous Way, while avoiding so-called harmful spaces as much as possible, an increase in efficiency of the entire machine. In addition, a smaller amount of working medium is sufficient to so that the individual work cycle units can be completely filled. Furthermore, this arrangement results in more advantageous Way to an overlap-free route of the cold lines.

In Fig. 2 ist besonders gut die Ausbildung der heißen Leitungen zu erkennen. Jeder Zylinder enthält in bekanmerweise einen Kolben 15. der über ein schematisch dargestelltes Gestänge 16 mit einer ebenfalls nur schematisch dargestellten Kurbelwelle 17 zusammenwirkt. Im vorliegenden Fall soll oberhalb des Kolbens 15 der heiße Arbeitsraum 18 und unterhalb des Kolbens 15 der kalte Arbeitsraum 19 liegen. Das Arbeitsmedium sfömt wie schon angedeutet, vom heißen Arbeitsraum 18 eines ersten Zylinders, beispielsweise des Zylinders 6. über die heiße Leitung, bestehend aus den Sammelkanälen 20 und 21 sowie den Erhiizerrohren 22, einen Regenerator und einen Kühler, die beispielsweise im Gehäuse 14 untergebracht sind, und über eine kalte Leitung 8 weiter zum kalten Arbeitsraum 19 eines weiteren Zylinders, beispielsweise des Zylinders 4.In Fig. 2, the formation of the hot is particularly good Detect lines. Each cylinder contains, as is known, a piston 15, which has a schematic The linkage 16 shown cooperates with a crankshaft 17 also shown only schematically. In the present case, the hot working space 18 should be above the piston 15 and below the piston 15 the cold work space 19 lie. As already indicated, the working medium flows from the hot working area 18 of a first cylinder, for example the cylinder 6. via the hot line, consisting of the collecting channels 20 and 21 and the heater tubes 22, a regenerator and a cooler, which are accommodated, for example, in the housing 14, and further via a cold line 8 to the cold working space 19 of a further cylinder, for example cylinder 4.

Die heißen Arbeitsräume 18 der Zylinder 1 und 6 münden in an die Zylinder angeschlossenen Sammelkanäle 20, die sich horizontal verlaufend zu den jeweils zugehöriger, Gehäusen 9 bis 14 hin erstrecken und im Bereich der Gehäuse 9 bis 14 mit in einer vertikalen Ebene an die Gehäuse 9 bis 14 angesetzten Sammelkanälen 21 zusammentreffen. Die Sammelkanäle 20 und 21 sind jeweils nach einer Seile ausladend ausgebildet, so daß sie sich in dem Bereich, in dem >.ie zusammenstoßen, auf einer langen Strecke vollkommen überdecken. In diesem Bereich sind an die beiden Santmelkanäle 20 und 21 U-förmig gebogene Erhitzerrohre 22 a ng: sch lossen, die einen Strömungsweg von einem Sanimclkunal zum anderen herstellen. Die jeweils einen Zylinder, beispielsweise den Zylinder 6. mit dem zugehörigen, einen Regenerator und einen Kühler enthaltenen Gehäuse, beispielsweise dem Gehäuse 14. verbindenden Erhlizerrohre 22 bilden jeweils die Erhitzer 23.The hot working spaces 18 of the cylinders 1 and 6 open into collecting ducts connected to the cylinders 20, which extend horizontally to the respective associated housings 9 to 14 and in Area of the housing 9 to 14 with collecting channels attached to the housing 9 to 14 in a vertical plane 21 meet. The collecting channels 20 and 21 are each designed to protrude along a rope, see above that they are in the area where>. they collide, cover completely over a long distance. In this area, the two Santmel canals 20 and 21 U-shaped bent heater tubes 22 a ng: schlossen, which is a flow path from a sanitary terminal to manufacture another. Each one cylinder, for example the cylinder 6. with the associated housing containing a regenerator and a cooler, for example the housing 14. connecting heater tubes 22 each form the heater 23.

Durch die ausladende Bauweise der Saninielkanüle 2H und 21 und durch die genau gleiche Ausbildung der F.rhitzerrohre 22 wird erreicht, dall ulic durch die l'.rhli-/errohre 22 eines Erhli/crs 23 rührenden St rum fäden von einem Zylinder zum zugehörigen Regenerator annähernd die gleiche Länge aufweisen. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine örtliche Überlastung der Erhitzer 23. also eine Überlastung einzelner F.rhii/errohre 22. vermieden werden, so daß die Betriebstemperatur an den Erhitzern nahe an clic vum Material gesetzte, nhere Grenze gerückt werden kanu.Due to the expansive design of the Saniniel cannula 2H and 21 and through the exact same training of the F.hitzerrohre 22 is reached, dall ulic through the l'.rhli- / errohre 22 of a Erhli / crs 23 touching Strum threads have approximately the same length from a cylinder to the associated regenerator. This allows in advantageously a local overload of the heater 23. In other words, overloading individual tubes 22. Avoided so that the operating temperature on the heater is set close to that of the material The limit can be moved.

Die zu den Gehüusen einer Gehäusereihe gehörendenThose belonging to the housings in a series of housings

Erhitzer 23 bilden jeweils durchlaufende Erhltzerrohrwände 24 und 25. Die beiden Erhitzerrohrwände 24 und 25 verlaufen parallel sich über die ganze Maschinenlänge erstreckend. Der von den Erhitzerrohrwünden 24 und 25 eingeschfössene, oberhalb der Zylinder 1 bis 6 liegende Raum bietet Platz, wie nachstehend noch näher erläutertHeater 23 each form continuous heater tube walls 24 and 25. The two heater tube walls 24 and 25 run parallel over the entire length of the machine. The one from the heater tube walls 24 and 25 Enclosed space above cylinders 1 to 6 offers space, as will be explained in more detail below

JO wird, zur bequemen Unterbringung einer durchgehenden Brennkammer, von der aus beide F.rhltzerrohrwände beaufschlagt werden können.JO is used to conveniently accommodate a continuous combustion chamber from which both heat exchanger walls can be applied.

Gemäß Fig. 3 ist zwischen den beiden Erhitzerrührwänden 24 und 25 eine Brennkammer 26 angeordnet, die von einem von oben nach unten brennenden Verbrennungssystem 27 beaufschlagt wird. Die Zylinderreihe ist gegenüber der Brennkammer 26 durch ein Hitzeschild 28 abgedeckt, so daß eine Überhitzung der unterhalb der Brennkammer 26 angeordneten Bauteile unterbleibt. Wie oben stehend schon angedeutet, ist die Brennkammer 26 über der ganzen Maschinenlänge durchlaufend ausgebildet. Hierdurch läßt sich in vorteilhafter Weise die Anzahl der das Verbrennungssystem 27 bildenden Brenner unabhängig von der Anzahl der Erhitzer 23 wählen. «"> In einer besonders einfachen Ausführung kann deshalb die Anordnung nur eines Brenners zur Erzeugung der notwendigen Wärme vollkommen ausreichend sein. Die aus der Brennkammer 26 kommenden Brenngase strömen, nachdem ein Hauptteil der Wärme bereits an die Erhitzer 23 abgegeben worden ist, durch oberhalb df beiden Erhitzerrohrwände 24 und 25 angeordnete Vorerhitzer 29, in denen sie einen weiteren Teil ihrer Wärme an die im Gegenstrom durchfließende, zur Verbrennung notwendige Frischluft abgeben, bevor sie in die Atmosphäre abgelassen werden. Im gezeichneten Beispiel sind die Brenngase durch durchgehend gezeichnete Pfeile und die Frischluft durch gestrichelt gezeichnete Pfeile angedeutet. In der Regel wird die Frischluft durch hier nicht gezeichnete Gebläse dem Verbrennungssystem 27 zugeführt. According to FIG. 3, it is between the two heater stirrer walls 24 and 25 a combustion chamber 26 is arranged by a combustion system burning from top to bottom 27 is applied. The cylinder row is opposite the combustion chamber 26 by a heat shield 28 covered so that overheating of the components arranged below the combustion chamber 26 does not occur. As Already indicated above, the combustion chamber 26 is designed to be continuous over the entire length of the machine. In this way, the number of burners forming the combustion system 27 can advantageously be determined select 23 regardless of the number of heaters. «"> In a particularly simple embodiment, therefore, the arrangement of only one burner for generating the necessary warmth be completely sufficient. The combustion gases coming from the combustion chamber 26 flow, after a major part of the heat has already been given off to the heater 23, through above df both Heater tube walls 24 and 25 arranged preheater 29, in which they receive a further part of their heat give off the fresh air required for combustion, flowing through in countercurrent, before it is released into the atmosphere be drained. In the example shown, the fuel gases are indicated by arrows and the fresh air indicated by dashed arrows. As a rule, the fresh air does not get through here Drawn fan supplied to the combustion system 27.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Erhitzerrohrwände 24 und 25 durch V-förmig gespreizt ausgebildete Erhitzerrohre 30 gebildet. Hierdurch werden die aus der Brennkammer 26 kommenden Brenngase im Bereich der Erhitzerrohrwände 24 und 25 nur geringfügig umgelenkt, so daß vorzügliche strömungstechnische Verhältnisse entstehen. Die Sammelkanäle 20 und 21 verlaufen im vorliegenden Beispiel genauIn the embodiment shown in Fig. 4, the heater tube walls 24 and 25 are V-shaped Spread heater tubes 30 formed. As a result, the coming from the combustion chamber 26 are Fuel gases deflected only slightly in the area of the heater tube walls 24 and 25, so that excellent flow properties Relationships arise. The collecting channels 20 and 21 run precisely in the present example

iii Richtung der hieran angeschlossenen Schenkel der /wehchenkligen. V-förmig gespreizten Erhiuerrohre 30, so dall auch Strömungsverluste In dem die Erhiuerrohre 311 durchströmenden Arbeitsmedium durch Umlenkung vermieden werden. Außerdem lassen sich hierdurch die \on der verschieden starken Ausdehnung der den Flammen zugewandten und der den Flammen abgewandten Schenkel der Erhitzerrohre herrührenden Biegemomeme erheblich herabsetzen. Anstelle des von oben nach unten brennenden äußeren Verbrennungssyslems 27 könnte auch direkt oberhalb der Zylinderreihe ein von unten nach oben brennendes äußeres Verbrennungssystem vorgesehen werden. In vorteilhafter Weise könnten dabei dio Erhiuerrohre 24 und 25 dachförmig nach innen geneigt sein, wodurch sich die Bauhöhe der gesamten Maschine wesentlich verringern ließe.iii Direction of the connected legs of the / wheezy. V-shaped extension tubes 30, so there are also flow losses in the working medium flowing through the control pipes 311 due to deflection be avoided. In addition, the different strengths of the expansion of the flames facing and the legs of the heater tubes facing away from the flames originating from bending moments reduce considerably. Instead of the outer combustion system 27 burning from top to bottom an external combustion system burning from bottom to top is also provided directly above the cylinder bank will. Advantageously, the extension tubes 24 and 25 could be roof-shaped inwards be inclined, whereby the overall height of the entire machine could be reduced significantly.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die aus den Gehäusen 9,11.13 bestehenden (jehiiusereihe und die aus den Gehäusen SO, Ί2. U bestehenden Gehäusereihe in MaschincnlängsrichUing gesehen versetzungsfrei zu beiden Seiten der aus den Zylindern I bis 6 bestehenden Zylinderreihe angeordnet. Die den Zylindern 1 und 2 zugeordneten Gehäuse 9 und 10 stehen sich hierbei im Bereich der Lücke zwischen den beiden Zylindern 1 und 2 gegenüber. Die weiteren Gehäuse 11 und 12 sowie 13 und 14 stehen sich im Bereich der Lücke zwischen den Zylindern 3 und 4 bzw. 5 und 6 in gleicher Weise gegenüber. Das bedeutet, jeweils die Mittellängsachse eines Zylinders 1 bis 6 und eines mit diesem über eine heiße Leitung 7 verbundenen Gehäuses 9 bis 14 Hegt in einer Ebene; die Ebenen aller derartigen Zylindergehäuse-Paare verlaufen parallel zueinander und schräg zur Maschiner.längsachse. Vom heißen Arbeitsraum jedes Zylinders führt wiederum die heiße Leitung 7 zum zugeordneten, jeweils einen Regenerator und einen Kühler aufnehmenden Gehäuse, von dem aus die kalte Leitung 8 zum kalten Arbeitsraum eines weiteren Zylinders führt. Die Zuordnung der Gehäuse der einzelnen Gehäusereihen zu den einzelnen Zylindern ist ebenso wie im oben geschilderten Beispiel gewählt. Is sind also den Zylindern I. 3 und 5 mit ungeraden Nummern die Gehäuse 9, 11 und 13 der einen Gehäuscreihe und den Zylindern 2, 4 und 6 mit geraden Nummern die Gehäuse 10. 12 und 14 der anderen Gehäusereihe zugeordnet. Selbstverständlich könnten im vorliegenden Fall wie auch bei dem in Fig. 1 geschilderten Ausführungsbeispiel die heißen Leitungen 7 und die kalten Leitungen 8 miteinander vertauscht werden, wenn nur darauf geachtet wird, daß zwischen den mit den Gehäusen einer Gehäusereihe verbundenen Zylindern nicht mehr als ein weiterer Zylinder liegt und die äußeren Zylinder der Zylinderreihe über eine hieran angeschlossene Leitung mil dem danebenstehenden Zylinder verbunden sind. Lediglich die Drehrichlung der Kurbelwelle würde sich in diesem Fall umkehren. Im Bereich der heißen Leitungen 7 sind Erhitzer 31 vorgesehen, die Im gezeichneten Ausführungsbeispiel eine im Bereich der Zylinderreihe vorgesehene, über der ganzen Maschinenlänge durchgehend ausgestaltete Erhitzerrohrwand 32 bilden.
Wie In Fig. 6 näher dargestellt, kann die von den Erhitzern 31 gebildete Erhitzerrohrwand 32 In vorteilhafter Weise zur Seite geneigt vorgesehen werden. Es ist aber auch ein senkrechter Verlauf der Erhitzerrohrwand möglich. Bei der gezeichneten Variante kann ein äußeres Verbrennungssystem 33 besonders platzsparend zur Seite ausladend senkrecht zur Ebene der Erhitzerrohrwand 32 angeordnet werden. Dadurch, daß das äußere Verbrennungssystem senkrecht über der Ebene der Erhitzerrohrwand 32 angeordnet lsi, können die aus der Brennkammer 34 kimm-ienden Vorbrcnr.ürigsgasc die Erhitzerrchrwand 32 in gerader Richtung durchströmen, ohne vorher umgelenkt werden zu müssen. Die Brenngase durchströmen auch in dieser Variante einen Vorerhitzer 35, in dem die zur Verbrennung notwendige Frischluft vorgewärmt wird. Der Vorerhitzer 35 ist im gezeichneten Fall an der Seite der Maschine untergebracht. Selbstverständlich können auch bei der gezeichneten Variante die Brennkammer 34 sowie der Vorerhitzer 35 als über die ganze Maschinenlänge durchlaufende Räume ausgebildet werden.In the embodiment of the invention shown in FIG. 5, the row of housings consisting of housings 9, 11, 13 and the row of housings consisting of housings SO, Ί2. U are arranged in the longitudinal direction of the machine without displacement on both sides of the row of cylinders consisting of cylinders I to 6 The housings 9 and 10 assigned to cylinders 1 and 2 are opposite one another in the area of the gap between the two cylinders 1 and 2. The further housings 11 and 12 and 13 and 14 are located in the area of the gap between cylinders 3 and 4 or 5 and 6 in the same way, which means that the central longitudinal axis of a cylinder 1 to 6 and a housing 9 to 14 connected to it via a hot pipe 7 lies in one plane; the planes of all such cylinder housing pairs run parallel to one another and at an angle to the longitudinal axis of the machine Is a regenerator and a cooler receiving housing, from which the cold line 8 leads to the cold working space of a further cylinder. The assignment of the housings of the individual housing rows to the individual cylinders is selected in the same way as in the example described above. So the cylinders I. 3 and 5 with odd numbers are assigned the housings 9, 11 and 13 of one housing row and the cylinders 2, 4 and 6 with even numbers are assigned the housings 10, 12 and 14 of the other housing row. Of course, in the present case as well as in the embodiment shown in FIG. 1, the hot lines 7 and the cold lines 8 could be interchanged if only care was taken that there was no more than one further cylinder between the cylinders connected to the housings of a housing row and the outer cylinders of the cylinder bank are connected to the adjacent cylinder via a line connected to it. Only the direction of rotation of the crankshaft would be reversed in this case. In the area of the hot lines 7, heaters 31 are provided which, in the exemplary embodiment shown, form a heater tube wall 32 which is provided in the area of the cylinder row and is designed continuously over the entire length of the machine.
As shown in more detail in FIG. 6, the heater tube wall 32 formed by the heaters 31 can advantageously be provided inclined to the side. However, a vertical course of the heater tube wall is also possible. In the variant shown, an external combustion system 33 can be arranged in a particularly space-saving manner, projecting to the side perpendicular to the plane of the heater tube wall 32. Because the outer combustion system is arranged vertically above the plane of the heater tube wall 32, the Vorbrcnr.ürigsgasc coming out of the combustion chamber 34 can flow straight through the heater wall 32 without having to be deflected beforehand. In this variant too, the combustion gases flow through a preheater 35, in which the fresh air required for combustion is preheated. In the case shown, the preheater 35 is housed on the side of the machine. Of course, in the variant shown, the combustion chamber 34 and the preheater 35 can also be designed as spaces extending over the entire length of the machine.

Der Vorteil der vorliegenden Ausführungsform ist insbesondere darin zu sehen, daß nur eine Erhitzerrohrwand vorgesehen ist und somit der Aufwand für eine weitere Erhitzerrohrwand entfallen kann. Allerdings müssen in diesem Fall zur Schaffung hinreichend großer Wärmeübergangsflächen lange Erhitzerrohre vorgesehen werden. Bei den In den Fig. 1 bis 4 erläuterten Beispielen, bei denen jeweils zwei Erhitzerrnhrwände vorgesehen sind, können dagegen die Erhitzerrohre verhältnismäßig kurz ausgebildet sein, was sich besonders vorteilhalt auf die Bauhöhe der Maschine auswirkt.The advantage of the present embodiment is particularly to be seen in the fact that only one heater tube wall is provided and thus the effort for a further heater tube wall can be omitted. However, in In this case, long heater tubes are provided to create sufficiently large heat transfer surfaces. In the examples explained in FIGS. 1 to 4, in each of which two heater walls are provided are, however, the heater tubes can be made relatively short, which is particularly advantageous affects the overall height of the machine.

Die dargestellten Heißgasmotoren umfassen jeweils sechs Zylinder. Selbstverständlich ist die vorstehend beschriebene Erfindung auch bei Heißgasmaschinen mit anderen Zylinderzahlen, beispielsweise vier oder acht Zylinder, anwendbar. Insbesondere bei ungeraden Zylinderzahlen kann In einer Weiterbildung der Erfindung neben den beiden Gehäusereihen, die die Zylinderreihe an den Längsseiten flankieren, ein weiteres, einen Kühler und einen Regenerator enthaltendes Gehäuse in vorteilhafter Weise in Verlängerung der Zylinderreihe angeordnet werden.The hot gas engines shown each have six cylinders. Of course that is above Invention described also in hot gas machines with other numbers of cylinders, for example four or eight Cylinder, applicable. In a further development of the invention, in particular with an uneven number of cylinders In addition to the two rows of housings that flank the row of cylinders on the long sides, another, a cooler and a regenerator containing housing arranged in an advantageous manner in an extension of the cylinder row will.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Double-acting hot gas piston machine with several cylinders arranged next to one another in a straight row, in which the hot working space Each cylinder is initially connected to a generator via a hot pipe and a heater is, which on the other hand with the interposition of a cooler via a cold line with the cold The working space of the next but one cylinder is connected, characterized in that, that the cylinder row (I, 2, 3, 4, 5, 6) in the longitudinal direction of two at least partially covering rows of housings (9, 11, 13 and 10, 12, 14) with an equal number of one regenerator each and a cooler containing housings (9, 10, 11, 12, 13, 14) is flanked, and that the outer Cylinders (1 ,, 6) of the cylinder row with the nearest outer housings (9, 10 and 13, 14) of both rows of housings, the inner cylinder (2, 3, 4, S) in alternating order with the next closest Housings of a row of housings are connected.

2. Double-acting hot gas piston machine according to claim 1, characterized in that the Rows of housings (9, 11, 13 and 10, 12, 14) parallel, of the same length and by a maximum of one cylinder distance are offset from one another.

3. Double-acting hot gas piston machine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the heaters i23, 31) are arranged by rows of several two-legged extension tubes (22, 30) are formed and form at least one closed heater tube wall (24, 25, 32).

4. Double-acting hot gas piston machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the central longitudinal axis of each cylinder (1 to 6) and each with this over a hot pipe (7) connected housing (9 to 14) lie in one plane and the planes of all such Cylinder-housing pairs parallel to each other and against the through the central longitudinal axes of the cylinder laid level are employed.

5. Double-acting hot gas piston machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cylinders (2, 3, 4, 5) are connected to the cylinders (2, 3, 4, 5) within the cylinder bank cold lines (3) run parallel.

6. Double-acting Hcißgaskolbenmaschlne according to at least one of the preceding claims, characterized in that the two cold lines (8) connected to the outer cylinders run parallel to each other.

7. Double-acting hot gas piston machine according to one of claims 5 and 6, characterized in that that all cold lines (8) are of the same length.

8. Double-acting hot gas piston machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that each of the central longitudinal axes of a cylinder (1 to 6) and a housing (9 to 14) Lying in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the machine, with adjacent cylinders Housing of different housing series are assigned.

9. Double-acting hot cast piston machine according to at least one of claims 3 to 8, characterized in that each row of housings (9, 11, 13 and 10.12; 14) associated with a heater tube wall (24, 25) and one between the two heater tube walls (24, 25) continuous combustion chamber (26) acted upon by at least one burner is provided.

10. Double-acting hot gas piston machine according to at least one of claims 3 to 9, characterized characterized in that at least one leg forming the heater tube walls (24, 25) has two legs Heater tubes (30) set against the plane laid by the central longitudinal axes of the cylinders (1 to 6) is.

11. Double-acting hot gas piston machine according to one of claims 1 to 7 ", characterized in that that the housings (9 to 14) of the two rows of housings each contain a regenerator and a cooler themselves in the area; face every other gap between two cylinders.

12. Double-acting hot gas piston machine according to claim 11, characterized in that a common, arranged above the cylinder row, can be acted upon from a laterally located combustion chamber (34) Heater tube wall (32) is provided.

13. Double-acting hot gas piston machine according to one of claims II and 12, characterized in that that the plane of the heating tube wall (32) against that defined by the central longitudinal axes of the cylinders (1 to 6) laid level is employed.

14. Double-acting hot gas piston machine according to at least one; of the preceding claims, characterized in that in the area of the hot line (7) to the cylinders (1 to 6) and to the respective a regenerator and a cooler containing housing (9 to 14) collecting ducts (20, 21) connected which extend from the cross-section of the attachment to the area of the mouths of the heater tubes (22) expand continuously.

15. Double-acting hot gas bottle machine according to claim 14, characterized thereby. that the collecting channels (20, 21) are designed to protrude to one side and mutually in the area of the mouths of the heater tubes overlap.

16. Double-acting hot gas piston machine according to one of claims 14 and 15, characterized in that that the to the cylinders (1 to 6) and to each containing a regenerator and a cooler Housing (9 to 14) attached, to one side projecting collecting channels (20, 21) in the area the mouths of the heater tubes (22) are the same size.