DE2249487B2 - Heißgas-Drehkolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißgas-Drehkolbenmaschine mit Hub- und Schlupfeingriff zwischen einem kreisrunden Gehäusemantel und einem in Schlitzen radial bewegliche Kolbenschieber aufweisenden Kolben, der innerhalb des Gehäusemantels exzentrisch angeordnet ist und mit dem Gehäusemantel Arbeitskammern abgrenzt, wobei das Arbeitsmedium im Bereich der Kompressionskammern eine externe Kühlvorrichtung durchströmt und im Bereich der maximalen Kompression über eine externe Heizvorrichtung in die Expansionskammern übergeführt wird.

Bei einer bekannten Heißgas-Drehkolbenmaschine dieser Art (US-PS 3169375) ist exzentrisch in dem kreisrunden Gehäusemantel ein Kolben angeordnet, von dem radial bewegliche Kolbenschieber nach außen jeweils bis zur Innenwand des Gehäusemantels abstehen. Die einzelnen Arbeitskammern werden jeweils von dem Gehäusemantel, zwei Kolbenschiebern und der Wand des Kolbens begrenzt. Die Arbeitskammern werden bei ihrem Umlauf abwechselnd zu

Kompressionskammern bzw. zu Expansionskammern. Im Bereich der größten Kompression wird das Antriebsmedium, bei dem es sich um Wasserdampf handelt, aus der Kompressionskarnmer heraus in eine Heizvorrichtung geleitet, um anschließend nach Aufheizung der nachfolgenden Expansionskammer zugeleitet zu werden. Ferner ist an dem Gehäusemantel ein Kondensator angeschlossen, in dem während der Kompressionsphase ein Teil des Wasserdampfes zu Wasser kondensiert. Wegen des Zweiphasenzustandes im kondensator bzw. bei der nachfolgenden weiteren Kompression verhält sich das Antriebsmedium nicht wie ein ideales Gas, so daß der durchlaufene Kreisprozeß keinen Carnot-Prozeß, d. h. isotherme Kompression — adiabatische Kompression, isotherme Expansion - adiabatische Expansion, darstellt.

Bei der bekannten Heißgas-Drehkolbenmaschine ist ferner die Leistungsregulierung schwierig. Sie kann allenfalls durch Steuerung der Wärmezufuhr zu der Heizvorrichtung erfolgen. Eine solche thermische Steuerung ist jedoch schwerfällig und für schnelle Leistungsregulierungen nicht verwendbar.

Bei einer weiteren bekannten Heißgas-Drehkolbenmaschine (US-PS 3483694), die nach einem Carnot-Prczeß betrieben werden kann, ist im Innern eines drehbaren Gehäusemantels mit 8förmiger Innenkontur ein zylindrischer Kolben exzentrisch zur Welle drehbar gelagert. Die Arbeitskammern weiden in dem 8förmigen Hohlraum des Gehäusemantels gebildet und von dem Kolben begrenzt. Das in ihm befindliche Gas wird in einem von Heißgas durchströmten Winkelbereich des Stators erwärmt und in einem der gegenüberliegenden Seite befindlichen von einem Kühlmedium durchströmten Winkelbereich des Stators gekühlt. Auf diese Weise erfolgt in den Kammern abwechselnd eine Expansion und eine Kompression, wobei die Wärmezufuhr durch Heizrippen bzw. die Wärmeabfuhr durch Kühlrippen eines Gehäusekäfigs hindurch erfolgt. Über einen Zahnradantrieb kann der Gehäusekäfig um die Achse des drehbaren Gehäusemantels herum gedreht werden, so daß die Lage der Winkelbereiche von Erwärmung und Kühlung verändert werden kann, um eine Leistungsregulierung durchzuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Heißgas-Drehkolbenmaschine der eingangs genannten Art eine Leistungsregelung bei möglichst gutem Wirkungsgrad der Maschine vorzunehmen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die folgenden Merkmale vorgesehen:

a) der Kreisprozeß erfolgt in der Reihenfolge isotherme Kompression - adiabatische Kompression - isotherme Expansion - adiabatische Expansion und

b) zwischen der Heizvorrichtung und den Expansionskammern ist eine Leistungsreguliereinrichtung vorgesehen, die mehrere an unterschiedlichen Stellen in die Expansionskammern einmündende Leitungen und ein Steuerorgan zur wahlweisen Verbindung dieser Leitungen mit der Heizvorrichtung aufweist.

Der Verlauf des Kreisprozesses in der angegebenen Reihenfolge entspricht einem Carnot-Prozeß und gewährleistet einen guten thermischen Wirkungsgrad der Maschine. Die Leistungsregelung erfolgt dadurch, daß das in der Heizvorrichtung erwärmte Gas an unterschiedlichen Stellen durch die einzelnen Leitungen hindurch wieder in die Arbeitskammern zurückge-

führt wird. Da diese Rückführung gezielt an unterschiedlichen Stellen der isothermen Expansionsphase erfolgt, wird das Maß der Expansion in der nachfolgenden adiabatischen Expansionsphase maßgeblich von der Eintrittsstelle bestimmt, an der die auf geheizten Gase in den Gehäusemantel zurückgeführt werden. Durch Umschaltung der Leisfevigsreguliereinrichtung von einer Leitung auf eine andere Leitung kann eine schnelle Leistungsregulierung erfolgen, so daß sich die Heißgas-Drehkolbenmaschine insbesondere auch als Antriebseinrichtung für Kraftfahrzeuge eignet.

Zweckmäßigerweise ist das Steuerorgan als Drehventil ausgebildet, das die Leitungen nacheinander an die Heizvorrichtung anschließt. Die Drehwinkelstellung des Drehventils bestimmt dabei die Eintrittsstelle des Heißgases in den Gehäusemantel und damit auch die Ausgangsleistung der Maschine. Sie kann durch einfache Stelleinrichtungen verändert werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung steht die externe Kühlvorrichtung über eine Rücklaufleitung mit der externen Heizvorrichtung in Verbindung. In die Rücklaufleitung kann eine Wärmetauscher für den Betrieb eines Heizgerätes oder Kühlgerätes eingesetzt sein. Dem Wärmetauscher wird die dem Kreislauf in der isothermen Kompressionsphase entzogene Wärme zugeführt. Diese Wärme kann für den Betrieb der Innenraumheizung eines Kraftfahrzeuges oder den Betrieb einer Klimaanlage genutzt werden. Die danach noch vorhandene Restwärme wird der Heizvorrichtung zugeführt, die das Gas wieder auf die erforderliche Eingangstemperatur aufheizt.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer nach dem Prinzip der Erfindung aufgebauten Heißgas-Drehkolbenmaschine;

Fig. 2 zeigt an Hand eines Druck-Volumen-Diagramms den Carnotkreislauf der Heißgas-Drehkolbenmaschine unter der Annahme, daß diese mit einem idealen Gas betrieben wird, und verdeutlicht die Zustände bei Einschaltung der verschiedenen Leitungen der Leistungsreguliereinrichtung.

Zuerst sei auf Fig. 2 Bezug genommen, in der das Druck-Volumen-Diagram der Heißgas-Drehkolbenmaschine dargestellt ist. Die dargestellten Verhältnisse gehen davon aus, daß die Maschine nach einem Carnotkreis arbeite und daß ein ideales Gas verwendet werde. Ausgehend vom Punkt 1 des Diagramms findet normalerweise eine isotherme Expansion zwischen den Punkten 1 und 2 statt. Dies ist als Phase A bezeichnet. In Übereinstimmung mit dem Carnotprinzip wird während dieser Zeit der Maschine von einer Hochtemperatur-Heizvorrichtung Wärme zugeführt und Arbeit erzeugt.

Als nächstes findet eine reversible adiabatische Expansion zwischen den Punkten 2 und 3 statt. Während dieses Vorgangs fährt das Gas fort, sich gegen einen Druckabfall zu entspannen und leistet weitere Arbeit, während die Gastemperatur gleichzeitig abfällt. Dieser Vorgang bildet die Phase B des Kreisprozesses. Während dieser Zeit erfolgt keine Wärmeabgabe.

In der dritten Phase des Carnotprozesses (Phase C) erfolgt eine isotherme Kompression zwischen den Punkten 3 und 4. Während dieses Vorgangs wird ein Teil der Kompressionsarbeit in das Gassystem zurückgegeben, während die Niedrigtemperatur-Wärme

des Gases zu einem Niedrigtemperatur-Wännereservo ir übertragen wird.

Schließlich wird in der vierten Phase des Carnotprozesses zwischen den Punkten 4 und 1 (Phase D) eine reversible adiabatische Kompression durchgeführt, um das System genau auf den Anfangspunkt, den Punkt 1, zurückzuführen.

Die in Fig. 1 dargestellte Heißtgas-Drehkolbenmaschine 10 arbeitet grundsätzlich nach dem Carnotkreis-Prinzip, hat jedoch gewisse Verbesserungen, die es ihr gestatten, eine gute Arbeitsleistung zu erbringen, so daß sie wirtschaftlich etnsetzbar ist.

Die Heißgas-Drehkolbenmaschine 10 weist einen Gehäusemantel 11 auf, der einen im wesentlichen zylindrischen, in Arbeitskammern unterteilten Arbeitsraum 12 umfaßt. Innerhalb des Gehäusemantels 11 ist eii> Kolben 13 angeordnet, der um eine gegenüber der Achse des Arbeitsraums 12 versetzte Achse rotiert und dabei an einem Punkt dicht an den Gehäusemantel 11 herankommt. An dem gegenüberliegenden Punkt des Arbeitsraums besteht ein größerer Zwischenraum zwischen Kolben und Gehäusemantel. Der Punkt, an dem der exzentrisch zum Gehäusemantel angeordnete Rotor 13 dem Gehäusemantel 11 am nächsten kommt, ist der Punkt der größten Gaskompression und entspricht dem Punkt 1 des Druck-Volumen-Diagramms (P-V-Diagramm) der Fig. 2.

Der Kolben 13 ist mit mehreren mit Abstand über seinen Umfang verteilten, Arbeitskammern bildenden flügelartigen Kolbenschiebern 14 ausgestattet. Die speziellen Konstruktionsdetails der Kolbenschieber 14 und ihre Anordnung im Kolben 13 sind nicht im einzelnen dargestellt. Die Kolbenschieber 14 sind in dem Kolben 13 so angeordnet, daß sie radiale Gleitbewegungen ausführen und von dem Kolben konstant radial nach außen gedrückt werden, so daß sie in stetiger Dichtberührung mit dem Gehäusemantel 11 stehen.

Bei der dargestellten Ausführungsform soll der Kolben 13 im Uhrzeigersinn rotieren. Ein kurzes Stück vor dem Punkt 1 ist der Gehäusemantel 11 mit einer Auslaßöffnung 15 für komprimierte Gase versehen. Die Auslaßöffnung 15 führt in eine Auspuffleitung 16, die mit einem im wesentlichen T-förmigen Anschlußstück 17 an eine Bypaßleitung 18 angekuppelt ist. Die Bypaßleitung 18 ist ihrerseits an eine Heizvorrichtung 20 angekuppelt, in der die komprimierten Gase aufgeheizt werden, bevor sie zu dem vom Gehäusemantel gebildeten Arbeitsraum zurückgeführt werden.

Die aufgeheizten und komprimierten Gase werden von der Heizvorrichtung 20 einer Beschickungsleitung 21 zugeführt, die zu einer Leistungsreguliereinrichtung 22 mit einer Drosselvorrichtung führt. Die Leistungsreguliereinrichtung 22 enthält mehrere separate Leitungen 23,24 und 25, die jeweils an den Einlaßöffnungen 26, 27 und 28 in den Gehäusemantel 11 führen. Die Einlaßöffnungen 26,27 und 28 sind in Umfangsrichtung in Abständen zueinander entlang des Gehäusemantels 11 zwischen dem Punkt 1 und dem Punkt 2 gemäß dem Druck-Volumen-Diagramm nach Fig. 2 angeordnet. An dieser Stelle sei vermerkt, daß in Fig. 2 drei Druck-Volumen-Diagramme mit den Punkten 2 X, 2 Y und 2 entsprechend der Zufuhr von Heibgas unter Druck durch die jeweilige Einlaßöffnung 26,27 bzw. 28 in die Arbeitskammern überlagert dargestellt sind.

Der Strom heißen und komprimierten Gases von

der Heizvorrichtung 20 durch die Beschickungsleitung 21 in die Leitungen 23, 24 und 25 wird durch ein drehbares Steuerorgan 30 gesteuert. Das Steuerorgan 30 kann in bekannter Weise aufgebaut sein, vorzugsweise so, daß es sequentiell arbeitet. Dies bedeutet, daß das Steuerorgan bei Verstellung das Arbeitsgas nacheinander durch die Einlaßöffnung 26, die Einlaßöffnung 27 und die Einlaßöffnung 28 in die Expansionskammern schickt. Eine nähere Erläuterung des Steuerorgans 30 erfolgt später.

Im folgenden wird im einzelnen auf die Zuordnung der Heißgas-Drehkolbenmaschine 10 zu dem Druck-Volumen-Diagramm der Fig. 2 eingegangen. Zusätzlich zu den schon erwähnten Punkten 1 und 2 durchläuft die Maschine 10 Zustände, die den Punkten 3 und 4 des Druck-Volumen-Diagramms nach Fig. 2 entsprechen.

Wie schon erwähnt, ist die Phase des Gaszustandes zwischen den Punkten 1 und 2 als Phase A bezeichnet. Die Gaszustandsphase zwischen den Punkten 2 und 3 ist als Phase B bezeichnet. Die Gaszustandsphase zwischen den Punkten 3 und 4 ist Phase C und die Gaszustandsphase zwischen den Punkten 4 und 1 die Phase D.

In dem Bereich der Gaszustandsphase C sollte eine möglichst große Menge an zurückgehaltener Wärme von dem innerhalb der Kompressionskammer befindlichen Gas abgegeben werden. Dementsprechend ist das Gehäuse mit einer Kühlvorrichtung 31,33 in Form von miteinander verbundenen Kühlleitungen 31 versehen, von denen nur drei dargestellt sind. Diese externe Kühlvorrichtung hat vorzugsweise die Form kleiner Gehäuse mit äußeren Ableitflächen, um die Wärmeabfuhr zu erleichtern. Die Kühlleitungen 31 münden mittels öffnungen 32 in die Kompressionskammer. Man erkennt, daß das Gas innerhalb der Kompressionskammer bei einer Drehung des Kolbens 13 zunehmend komprimiert und nicht gehindert wird, durch die Kühlleitungen 31 zu fließen. Wenn die Kolbenschieber 14 die jeweiligen Kühlleitungen 31 passieren, fließt das komprimierte Gas, das in der Kühlvorrichtungenthalten ist, aus diesem heraus, und zwar teilweise infolge der Kühlwirkung, die durch die die Leitungsgehäuse umgebenden Ableitflächen erzeugt wird und teilweise infolge der Tatsache, daß unmittelbar hinter jedem Kolbenschieber, nachdem dieser die jeweilige öffnung 32 passiert hat, ein niedrigerer Druck herrscht als zu der Zeit, wenn der nächstfolgende Kolbenschieber dieselbe öffnung 32 im wesentlichen erreicht hat.

Ferner sei vermerkt, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Kühlleitungen 31 durch in Umfangsrichtung verlaufende Verbindungsleitungen 33 miteinander verbunden sind. Dadurch entsteht zusätzlich ein vorwiegend im Gegenuhrzeigersinn laufender Gasstrom durch die Kühlvorrichtung 31, 33. Dieser Gasstrom entsteht dadurch, daß der Druck in der Kompressionskammer an der Stelle 4 größer ist als an der Stelle 3.

Es leuchtet ein, daß das Arbeitsgas durch eine Reduzierung seiner Wärmeenergie in der Kompressionskammer zwischen den Punkten 3 und 4 wesentlich komprimiert wird, wodurch beim Durchlaufen der Strecke zwischen den Punkten 4 und 2 in der die stärkste Kompression der Gase stattfindet, der Arbeitsaufwand geringer wird, das Gas noch weiter zu komprimieren.

Bei der Heißgas-Drehkolbenmaschine 10 kann der Abfall der Druck-Volumen-Linie zwischen den Punkten 1 und 2 flacher werden, indem man der natürlichen Volumenvergrößerung der Gase infolge der Erweiterung des Arbeitsraums zwischen Kolben und ■ Gehäusemantel zwischen den Punkten 1 und 2 nachgibt. In gleicher Weise kann die Steigung der Linie C zwischen den Punkten 3 und 4 flacher gemacht werden, indem man die Gase stärker komprimiert und den Gasdruck zwischen den Punkten 4 und 3 auf ei-

i» nem Minimum hält. Auf diese Weise kann die Leistung der Wärmekraftmaschine 10 erheblich verbessert werden.

Obwohl die Konstruktion der Heizvorrichtung 20 an sich beliebig sein kann, wird vorgeschlagen, sie als

ι > Brennkraftmaschine für gasförmige Brennstoffe auszubilden. Es hat sich herausgestellt, daß bestimmte Kohlenwasserstoffgase, einschließlich z. B. Propan und Butan, wirksam als Brennstoff verwendbar sind. Diese Kohlenwasserstoffgase verbrennen relativ ab-

-<> gasarm und sauber, verglichen mit den Abgasen einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung.

Indem Brennstofftank 35 wird der aus Kohlenwasserstoff gas bestehende Brennstoff in flüssiger Form unter Druck aufbewahrt. Der Brennstoff wird über

- > eine Leitung 36, in der sich ein Steuerventil 37 befindet, der Heizvorrichtung 20 zugeführt.

Die Konstruktion der Heizvorrichtung 20 hängt in starkem Maße von der speziellen Verwendungsart der Heißgas-Drehkolbenmaschine 10 ab. Bei dem spe-

J" ziellen hier erläuterten Ausführungsbeispiel soll die Maschine in Verbindung mit einer Vorrichtung, deren Leistungsbedarf stark schwankt, wie beispielsweise einem Fahrzeugmotor, eingesetzt werden. Die Heizvorrichtung kann daher mit einem Mehrstufenbrenner

r> ausgestattet sein, der u. a. einen Sparbrenner enthält, welcher sowenig Leistung aufbringt, daß die Heißgas-Drehkolbenmaschine 10 mit Leerlaufgeschwindigkeit arbeitet.

Ferner wird vorgeschlagen, innerhalb des Arbeits-

4» raums 12 das gleiche Gas zu nehmen, das in der Heizvorrichtung 20 als Brennstoff benutzt wird. Es hat sich gezeigt, daß bestimmte Kohlenwasserstoffgase, einschließlich Propan und Butan, ausgezeichnet als Arbeitsgas in der Heißgas-Drehkolbenmaschine 10 ver-

4ö wendbar sind. Insbesondere Propan hat sich als ausgezeichnetes Schmiermittel für die Kolbenschieber 14 erwiesen, die in Gleitkontakt mit dem Gehäusemantel 11 stehen.

Es ist klar, daß stets eine geringere Leckmenge des

^r)(i Druckgases aus der Maschine entweicht. Daher wird für eine konstante Ersetzung des aus dem Arbeitsraum 12 entweichenden Gases gesorgt. Zu diesem Zweck ist eine weitere Leitung 38 vom Brennstofftank 35 zur Bypaßleitung 18 geführt. Der Gasstrom durch die Bypaßleitung 38 wird von einem Ventil 40 gesteuert Gewünschtenfalls können die Ventile 37 und 40 zusammengeschaltet sein, so daß Gas von dem Brennstofftank 35 nur dann an die Heißgas-Drehkolbenmaschine 10 abgegeben wird, wenn die Heizvorrichtung

20 in Betrieb ist und die Maschine läuft. Insoweit als der Gasdruck im Innern des Brennstofftanks 35 größer ist als der Druck des von der Maschine 10 in die Bypaßleitung 18 strömenden Gases, sollte ein Rückschlagventil 41 in der Bypaßleitung 18 oberhalb der

b5 Einlauf stelle von Leitung 38 in die Bypaßleitung vorgesehen sein.

Etwa aus dem Gehäusemantel 11 ausströmendes Gas kann auf einfache Weise wiedergewonnen wer-

den, wenn der Gehäusemantel 11 innerhalb einer einfachen (nicht dargestellten) Verkleidung untergebracht ist. Die den Gehäusemantel 11 umgebende Luft sowie die übrigen Gase können zum Zwecke der Verbrennung entwichener Gase in die Heizvorrichtung eingeblasen werden, so daß die Leckwirkung keinen Brennstoffverlust zur Folge hat.

Oben wurde zwar vorgeschlagen, für die Heizvorrichtung 20 das gleiche Kohlenwasserstoffgas zu verwenden, wie für den Arbeitsraum 12; es ist aber klar, daß auch ein anderes Gas eingeführt werden kann. Wenn jedoch solch ein anderes Gas verwendet wird, wird es immer noch über die Bypaßleitung 18 dem Arbeitsraum 12 in der dargestellten Weise zugeführt, mit der Ausnahme, daß es in einem von dem Brennstofftank getrennten Tank enthalten sein müßte.

Die Leistungsreguliereinrichtung 11 ermöglicht es, die Heißgas-Drehkolbenmaschine in Verbindung mit einem Motorfahrzeug einzusetzen, bei dem bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschiedlicher Leistungsbedarf auftritt. Aus dem Druck-Volumen-Diagramm der Fig. 2, in dem die mit der Maschine 10 verfügbaren Kennlinien dargestellt sind, erkennt man, daß die jeweils eingestellte Kennlinie von der Stellung des Steuerorgans 30 abhängt. Die Leistungsreguliereinrichtung ist jedoch so aufgebaut, daß sie einen leistungsstarken Maschinenbetrieb ermöglicht, insbesondere für die Verwendung der Brennkraftmaschine in Verbindung mit einem Motorfahrzeug.

Motorfahrzeuge sind normalerweise mit einer Heizung zur Konditionierung der Luft im Fahrzeuginnenraum ausgestattet. Darüber hinaus sind in neuerer Zeit zahlreiche Fahrzeuge mit einer Klimaanlage ausgestattet, die es zusätzlich ermöglicht, die Fahrzeugluft zu kühlen. Die Maschine 10 kann sowohl eine Heizung als auch eine Kühlung eines Fahrzeuges mit einem Minimum an Leistungsverlust durchführen. Dies wird durch einen nur als Kondensator wirkenden Wärmetauscher 42 und einen als Verdampfer wirkenden Wärmetauscher 43 erreicht, die durch eine Durchflußleitung 44 mit eingeschaltetem Drosselventil 45 miteinander verbunden sind. Dem Kondensator

■> 42 werden komprimierte Gase von der Maschine 10 durch das T-förmige Anschlußstück 17 und eine Leitung 46 zugeführt. Die Leitung 46 enthält ein Rückschlagventil 47 zur Verhinderung des Rückströmens von Gasen. Vom Verdampfer 43 führt eine Rücklauf leitung zurück in den Arbeitsraum, vorzugsweise in den Anfangsbereich der Phase C durch die erste der Leitungen 31, in Drehrichtung gesehen.

In dem Wärmetauscher 42, der als Heizung für das jeweilige Motorfahrzeug dient, werden die komprimierten Gase schnell gekühlt und daher noch mehr komprimiert. Wenn die komprimierten Gase aus dem Kondensator das Drosselventil 45, das in Form eines Expansionsventils ausgebildet sein kann, passieren und in den Verdampfer gelangen, expandieren sie und absorbieren Wärme. Sie kühlen daher die durch den Verdampfer hindurchgehende Luft und wirken kühlend im Sinne einer Klimaanlage für das jeweilige Fahrzeug.

Die Luftleitung zur Durchführung der Aufheizung und Kühlung der Luft im Innern eines Motorfahrzeuges kann leicht an den Kondensator und den Verdampfer in herkömmlicher Weise angeschlossen werden. Aus diesem Grunde sind sie aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung fortgelassen.

j<> Die Heißgas-Drehkolbenmaschine und ihre Wärmetauscher können ferner in besonders zweckmäßiger Weise als Bestandteile eines Gesamtenergiesystems eingesetzt werden. In einem derartigen System wird die Drehkolbenmaschine zum Antrieb einer Energies' erzeugungsmaschine, beispielsweise einer Maschine zur Erzeugung elektrischer Leistung, eingesetzt, und gleichzeitig wird der Wärmetauscher dazu benutzt, selektiv für nötige Kühlung und Heizung der Anlagen zu sorgen.

Hierzu 1 Blatt Z-'ichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Heißgas-Drehkolbenmaschine mit Hub-und Schlupfeingriff zwischen einem kreisrunden Gehäusemantel und einem in Schlitzen radial bewegliche Kolbenschieber aufweisenden Kolben, der innerhalb des Gehäusemantels exzentrisch angeordnet ist und mit dem Gehäusemantel Arbeitskammern abgrenzt, wobei das Arbeitsmedium im Bereich der Kompressionskammern eine externe, Kühlvorrichtung durchströmt und im Bereich der maximalen Kompression über eine externe Heizvorrichtung in die Expansionskammern übergeführt wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Kreisprozeß erfolgt in der Reihenfolge isotherme Kompression — adiabatische Kompression— isotherme Expansion — adiabatische Expansion und

b) zwischen der Heizvorrichtung (20) und den Expansionskammern ist eine Leistungsreguliereinrichtung (22) vorgesehen, die mehrere an unterschiedlichen Stellen in die Expansionskammern einmündende Leitungen (23, 24, 25) und ein Steuerorgan (30) zur wahlweisen Verbindung dieser Leitungen mit der Heizvorrichtung aufweist.

2. Heißgas-Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (30) als Drehventil ausgebildet ist, das die Leitungen (23, 24, 25) nacheinander an die Heizvorrichtung (20) anschließt.

3. Heißgas-Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Kühlvorrichtung (31,33) über eine Rücklaufleitung (48,46,18) mit der externen Heizvorrichtung (20) in Verbindung steht.

4. Heißgas-Drehkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rücklaufleitung (48, 46,18) ein Wärmetauscher (42, 43) für den Betrieb eines Heizgerätes oder Kühlgerätes eingesetzt ist.