DE2311596B2 - Nach dem vuilleumier-zyklus arbeitende kaltgaskaeltemaschine - Google Patents
Nach dem vuilleumier-zyklus arbeitende kaltgaskaeltemaschineInfo
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- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/044—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines having at least two working members, e.g. pistons, delivering power output
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- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2250/00—Special cycles or special engines
- F02G2250/18—Vuilleumier cycles
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine nach dem Vuiileumier-Zyklus arbeitende Kaltgaskältemaschine
ΙΠΐΐ einem äiiScitS gcSCHiöSScnen rküfbclgehäüSc, däS
zwei Zylinder mit uarir. beweglich angeordneten
Kolben trägt und einen von einem Motor gesteuerten Kurbeltrieb umschließt, der eine in einer zylindrischen
Kammer des Kurbelgehäuses, die zugleich eine der für den 7>klus benötigten Kammern bildet und mit den
Zylindern in Verbindung steht, konzentrisch angeordnete zylindrische Scheibe aufweist, an der die Kolben
mittels Kolbenstangen angelenkt sind.
Eine nach dem Vuilleumier-Zykius arbeitende Kaltgaskältemaschine
dieser Art ist beispielsweise aus der DT-OS 17 51 014 bekannt
Für einen guten Wirkungsgrad einer solchen Kaltgaskältemaschine ist es wichtig, daß das Volumen der
Kammer im Kurbelgehäuse möglichst klein ist. Die Abmessungen der Kammer sind jedoch durch den Hub
der in den Zylindern angeordneten Kolben und den Raumbedarf für eine ausreichend stabile Verbindung
!wischen Kolben und Kurbeltrieb, insbesondere der turn Kurbeltrieb gehörenden zylindrischen Scheibe,
fegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kältemaschine der bekannten Art so zu verbessern, daß
die Kammer im Kurbelgehäuse ein möglichst geringes Volumen aufweist, um den Wirkungsgrad der Kältemaschine
zu verbessern, ohne jedoch den optimalen Kolbenhub zu vermindern oder die Verbindung
zwischen Kolben und Kurbeltrieb zu schwächen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Scheibe die Kammer nahezu vollständig
ausfüllt und in ihren Stirnflächen je eine exzentrisch angeordnete, ringförmig geschlossene Nut aufweist, und
daß die Kolbenstangen in je einer die Kammer derart schneidenden Führungsbohrung gelagert sind, daß an
den Enden der Kolbenstangen angebrachte Abflachungen den Stirnflächen der Scheibe gegenüberstehen und
mittels zur Achse der Scheibe paralleler Zapfen in den Nuten gelagert sind.
Bei der erfindungsgemaßen Kältemaschine werden
also nicht die äußeren Abmessungen der Kammer vermindert, sondern es wird die Kammer weitgehend
ausgefüllt, um das in ihr verbleibende Volumen zu vermindern. Auf diese Weise ist es möglich, einen
maximalen Wirkungsgrad bei einem zugleich einfachen und robusten Aufbau der Kältemaschine zu erzielen, der
eine große Lebensdauer der Kältemaschine gewährleistet
Der den Wirkungsgrad vermindernde Einfluß des Volumens der von dem Kurbelgehäuse gebildeten
Kammer kann durch die Erfindung so weit vermindert werden, daß andere Einflußgrößen von Bedeutung
werden und es sich lohnt weitere Maßnahmen zur Erhöhung des Wirkungsgrades zu treffen. Insbesondere
kann der Phasenwinkel zwischen den Arbeitszyklen der beiden Kolben auf einen Wert eingestellt werden, der
von dem theoretisch richtigen Wert von 90° abweicht
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung des in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt
F i g. i eine perspektivische Darstellung einer Kältemaschine
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 durch die Kältemaschinenach Fig. 1,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch die ".ähemaschine
nach F i g. 2,
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 durch die Kältemaschine nach Fig. 1,
F i g. 5 einen Teihchnitt mit teilweise aufgebrochenen
Teilen längs der Linie 5-5 durch die Anorunurig nscn
Fig. 4,
F i g. 6, 7 und 8 Schnitte ähnlich F i g. 2 bei verschiedenen Stellungen der Kolben,
F1 g. 9 eine schematisrhe Darstellung der Kältemaschine
mit den verschiedenen vorhandenen Volumen und deren Verbindung.
Fig. 10 und 11 pV-Diagramme für das kalte bzw.
heiße Volumen und
Fig. 12 eine graphische Darstellung der Beziehung
zwischen Kühlleistung und Phasenwinkel.
Um die Erfindung verstehen zu können, ist es
erforderlich, den Vuilleumier-Zykius zu kennen. Die in
Fig. 1, 2, ä und 6 bis 8 dargestellte Ausführungsform
einer Kältemaschine 10 weist einen heißen Zylinder 12 und einen kalten Zylinder 14 auf. Die beiden Zylinder
sind auf einem Kurbelgehäuse 16 befestigt In beiden Zylindern befindet sich ein Kolben 18 bzw. 20. Der
Kolben 18 im heißen Zylinder 12 unterteilt das Innere des Zylinders in eine heiße Kammer 22 und eine
normale Kammer 24. Die Temperatur der normalen Kammer 24 liegt geringfügig über der Umgebungstemperatur,
weil von dem gasförmigen Kältemittel bei der Temperatur der normalen Kammer von der Umgebung
.keine Wärme aufgenommen wird. Diese Kammer wird
normale Kammer genannt, weil s;e weder eine
absichtlich erhöhte noch eine absichtlich abgesenkte Temperatur aufweist.
Zum Erwärmen des Kältemittels in der heißen Kammer 22 ist ein Heizelement 26 vorgesehen. Der
Kolben 18 enthalt, wie in F i g. 9 schematisch angedeutet,
einen Regenerator, so daß ein Wärmetausch zwischen dem Kältemittel und der Regeneratormasse
stattfindet, wenn der Kolben den Zylinder 12 durchläuft.
In gleicher Weise unterteilt der kolben 20 den kalten Zylinder 14 in eine kalte Kammer 28 und eine normale
Kammer 30. Auch in der. Kolben 20 ist ein Regenerator 21 eingebaut, der über vordere und hintere öffnungen
23 bzw. 25 zugänglich ist. Somit findet ein Wirmetausch
zwischen dem Kältemittel und der Regenerate -a-ce
statt, wenn das Kältemittel den Kolben v.-ähr-;nd ' '•sen
Bewegung durch den kalten Zylinder durchströmt. Die
Kühlung findet am Ende 34 des kalten Zylinders 14 statt
Die beiden Kolben sind mechanisch .„ miteinander
verbunden, daß sie ihre Bew gung^n mn einer
Phasenverschiebung von 90° geger.e iander ausführen.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Kältemaichine
geht dies aus der um 90 versetzten Anordnung der Zylinder hervor. Es könnten jedoch die Zylinder
tuch eine andere Stellung zueinander haben und d-τ
Phasenwinkel könnte durch die Stellung der die Kolben tntreibenden Kurbeln bestimmt sein.
Die Kältemaschine arbeitet mit konstantem Volumen. Das Volumen ist jedoch je nach de.· Stellung der beiden
Kolben 18 und 20 in unterschiedliche Abschnitte unterteilt. Wenn der Kolben 18 sich in Richtung auf die
Kurbel bewegt, druckt er Gas aus der normalen Kammer 24 in die heiße Kammer 22. Da diese
Bewegung eine Zunahme der mittleren Temperatur des Gases in diesen beiden Abschnitten zur Folge hat.
nimmt der mittlere Druck in der Kältemaschine zu. Wenn dagegen der kalte Kotben 20 sich in Richtung auf
die Kurbelwelle bewegt, drückt er <
as aus der normalen Kammer 30 in die kalte Kammer 28. Da das Gas auf
diese Weise gekühlt wird, nimmt der Gesamtdruck ab.
Die Kurbelwelle läuft im Uhrzeigersinn um. Die
Größe des kalten Volumens und des heißen Volumens bei der zyklischen Bewegung der Kolben ist in Fig. 10
und 11 dargestellt. Wenn sich die Kurbelwelle im
Uhrzeigersinn dreht, ändern sich die Druck-Voiunicn
Verhältnisse in der angegeberen Weis.; Bei der in
Fi g.7 wiedergegebenen Stellung befindet sich der
Kolben 20 in seiner äußersten Stellung im kalten
Zylinder 14. während der kolben 18 ι τι heißen Zylinder
12 eine Mittelstellung einnimmt und sn η in Richtung auf
die Kurbelwelle beweg; Wenr die Kurbelwelle um W
in die Stellung narh F . g. 8 weiterlauft, geht der Kolben
20 sn eine mittlere Stellung /unick, während der Kolben
18 in seine untere "ictpunkiiiellung bewegt wird. B<:;
diener Beu'?g'.'ni» ^"^ Ki-,:h«>n« 18 he<.teht die !enden',
den Druck /u erhöhet;, während ίο Bewegung des
Kolbens 22 in dieser Richtung im Sinne einer Druckverminderung wirkt Diese Wirkungen gleichen
sich im wesentlichen aus, so daß sich der mittlere Druck
nicht wesentlich ändert, wie es die Kurven in Fig. 10
Und 11 zeigen. Die resultierende Wirkung dieses Bewegungsabschnittes besteht darin, daß eine gewisse
Menge des gasförmigen Kältemittels in die kalte Kammer 28 gebracht worden ist, ohne eine wesentliche
Druckänderung zu erfahren.
Die weitere Bewegung der Kurbelwelle zu der in Fi g. 2 wiedergegebenen Stellung bringt den Kolben 20
in seine innere TOtpunkts.ellung und den Kolben 18 in
eine Mittelstellung. Dies hat in beiden Fällen ein Kühlen des Gases zur Folge und es fällt der Druck von einem im
wesentlichen konstanten hohen Wert Pi auf einen neuen, im wesentlichen konstanten unteren Wert Pi ab.
wie es Fig. 10 und 11 zeigen. Es handelt sich hier um
den Kühlabschnitt des Zyklus, der durch eine Expansion des Gases in der kalten Kammer 28 charakterisiert ist.
Wenn die Kurbelwelle von der Stellung nach F i g. 2 in ίο die Stellung nach Fig.6 übergeht, bewegt sich der
Kolben 18 in seine obere Totpunktstellung, während der Kolben 20 in eine mittlere Stellung bewegt wird.
Während dieser Bewegung bringt der Kolben 20 Gas in einen wärmeren Bereich, während der Kolben 18 Gas in
einen kälteren Bereich bringt, was wiederum im wesentlichen ohne Einfluß auf den Druck bleibt, wie es
in Fig. 10 und 11 angegeben ist. Infolgedessen bleibt
der Druck im wesentlichen bei dem unteren Wert Pi und es wird Gas von der heißen Kammer 22 in die kalte
Kammer 28 gefördert.
Bei der Bewegung von der Stellung nach F i g. Ό zur
Stellung nach F i g. 7 wird der Kolben 10 in seine äußere Totpunktstellung gebracht, wodurch da- ^ ".!te Volumen
reduziert wird, während der Kolben 18 in Richtung auf die Kurbelwelle in eine Mittelstellung gebracht wird und
so den Ausgangspunkt für die Kühlphase des Zyklus erreicht. Diese Bewegung bewirkt daß beide Kolben
einen Druckanstieg verursachen, so daß der Gasdruck vom Wert Pi zum Wert Pi zunimmt.
Die Druck-Volumen-Kurven nach Fig. 10 Jnd 11
zeigen, daß die von dem Gas im kalten Volumen geleistete Arbeit genau der Arbeit gleicht, «jie dem Gas
im heißen Volumen zugeführt wird. Die bei der Expansion des kalten Kältemittels geleistete Arbeit ist
der bei der Kompression des heißen Kältemittels geleisteten Arbeit gleich. Daher bewirkt eine Wärmezufuhr
durch das Heizelement 26 einen gleichen Wärmeentzug oder eine Kühlung an der vom Ende 34
des kalten Zylinders 14 gebildeten Kühlstelle.
Es ist jedoch zu beachten, daß die Druckänderung in hohem Maße von der Größe des normalen Volumens abhär 3t. Die gleiche Temperaturänderung wird eine um so geringere Druckänderung zur Folge haben, je größer das normale Volumen ist Infolgedessen sollte das normale Volumen so weit wie möglich vermindert werden, um größere reiaiive Drückändcriingen wahrend eines Zyklus und infolgedessen eine bessere Kühlleistung pro Volumeneinheit der Kältemaschine zu erzielen.
Es ist jedoch zu beachten, daß die Druckänderung in hohem Maße von der Größe des normalen Volumens abhär 3t. Die gleiche Temperaturänderung wird eine um so geringere Druckänderung zur Folge haben, je größer das normale Volumen ist Infolgedessen sollte das normale Volumen so weit wie möglich vermindert werden, um größere reiaiive Drückändcriingen wahrend eines Zyklus und infolgedessen eine bessere Kühlleistung pro Volumeneinheit der Kältemaschine zu erzielen.
Da das Volumen in den Kammern 24, 30 und 32 das Volumen mit Normaltemperatur bildet, die gerade so
viel hoher ist ais die Temperatur der Umgebung, daß
von dem Volumen Wärme an die Umgebung abgegeben werder. kann, trägt diese* Volumen nichts zu den
Druckandi r jngen bei. die sich aus der mittleren
TemDeratur der etsamtcn Menge des Kältemittels
ergeben Stattdessen vermindert das Volumen des
Kurbelgeh "ises das Druckverhältnis und ist demgemäß für den Wirkungsp^ad der Kältemaschine schädlich.
Eine Reduzierung des Volumens des Kurbelgehäuses auf Null würde zu maximalen Druckänderungen im
System bei der Bewegung des Kältemittels von einer Kammer zur anderen führen. Bei dem höchsten
Druckverhältnis wird auch die größte Kühlleistung bei einer Kältemaschine ,zegebener Größe erzielt. Wenn es
auch nicht möglich ist, das Volumen des Kurbelgehäuses
auf Null zu reduzieren, weil eine Verbindung zwischen den normalen Kammern 24 und 30 der beiden Zylinder
f sboi.rjiigeri 5β bzw.
._. mangen S6 bzw 63
Die !"ührjngsbohrunger·
1 da" lie Mc'ilier.jtar.gr;',
iigen verbunden weiden so getr<
ff en, daß
vorhanden sein muß, so kann doch das Volumen des Kurbelgehäuses auf ein Minimum gebracht werden.
Fig.3, 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform, mit der nach der Erfindung das Volumen des Kurbelgehäuses
auf ein Minimum reduziert werden kann.
An dem Kurbelgehäuse 16 ist ein Motor 36 befestigt.
Bei dem Motor 38 handelt es sich im Prinzip um einen Geschwindigkeitsregler, der die Geschwindigkeit des
Kühlzyklus bestimmt Die Leistungsaufnahme ist gering und dient im wesentlichen nur zur Überwindung der
Reibung. Die Motorwelle 38 erstreckt sich in das Kurbelgehäuse i6. Auf dem Ende der Motorwelle 38
sind Scheiben 40 und 42 befestigt, in jrde dpi Scheiben
40 nd 4? ..: -ine r*/>
.fische Nut 4h b/w 47 fngcarb-irct "u·: d ir- -.-· Hici ,' s>
r v ;1:· ·,: Ό
Kugellager 48 bzw SOautgi /ireßt, die Laufring? 5; br-v
54 tragen Diese Laufnnge füllen die Nuten 46 und 47 im
wesentlichen aus Die äußeren Ringe der Kugellager und die Laufringe haben geg°nüber den Wandungen der
Nuten ein geringes Spiel.
Die Scheiben 40 und 42 befinden sr.h innerhalb einer
ν*.η Herr Kurbelgehäuse <*» gebildeten Kammer 56, die
eine zylindrische Gestalt aufweist und die Scheiben 40 u d 42 dicht u: igibt. Dsher is1· das freie Volumen dieser
Kammer auf das nt.lwenr.ge ^piei reduzier; !n
Lagerhuisen62und64s,nd F Λίτ
60 angebracht, in deren K
verschiebbar gelagert sinci
schneiden die Kammer 5ft ■
mit den exzentrischen La«.,ii
können. Die Anordnung \i. _ ö. Mittellinie der Führungsbohriüg 58 im wesentlichen mit der in F i g. 3 linken Seite d°' Kammer 56 fluchtet, während die Mittellinie de. '-ührungsbohrung 60 im wesentlicher, mit der in ι .3 echten Seite der Kammer fluchtet Die K.oiLci»-.iangc:n s:nd an ih.en Enden mit Abflachungen 70 b;-*\ 72 versehen, die in einer Langsebene cer KoIb^uM-i^i-n l>e;jen. Di» die Abflachungen bildenden Aussparungen werden an ihren Enden von Flächen 74 und 76 begrenzt, die im wesentlichen den gleichen Radius wie die Scheiben haben. Die Flächen 74 und 76 sind so an den Kolbenstangen angebracht, daß sie der Umfangsfiäche der Scheiben dicht gegenüberstehen, wenn die Kolben ihre innerste Stellung einnehmen, wie es in Fig. 3 für den Ko'iben 18 mit der Kolbenstange 66 dargestellt ist
verschiebbar gelagert sinci
schneiden die Kammer 5ft ■
mit den exzentrischen La«.,ii
können. Die Anordnung \i. _ ö. Mittellinie der Führungsbohriüg 58 im wesentlichen mit der in F i g. 3 linken Seite d°' Kammer 56 fluchtet, während die Mittellinie de. '-ührungsbohrung 60 im wesentlicher, mit der in ι .3 echten Seite der Kammer fluchtet Die K.oiLci»-.iangc:n s:nd an ih.en Enden mit Abflachungen 70 b;-*\ 72 versehen, die in einer Langsebene cer KoIb^uM-i^i-n l>e;jen. Di» die Abflachungen bildenden Aussparungen werden an ihren Enden von Flächen 74 und 76 begrenzt, die im wesentlichen den gleichen Radius wie die Scheiben haben. Die Flächen 74 und 76 sind so an den Kolbenstangen angebracht, daß sie der Umfangsfiäche der Scheiben dicht gegenüberstehen, wenn die Kolben ihre innerste Stellung einnehmen, wie es in Fig. 3 für den Ko'iben 18 mit der Kolbenstange 66 dargestellt ist
Die Verbindung zwischen dtn Kolbenstangen und den Laufringen erfolgt mit Hilfe von Zapfen 78 bzw.
Diese Zapfen greifen in Lager in den Kolbenstangen ein.
Da zwischen den Zapfen und den Bohrungen in den Kolbenstangen eine Schwingbewegung besteht können
zur Verminderung der Reibung, wie in Fig.3 dargestellt. Kugellager angewendet A^rder.
Die Abstände zwischen den Teilen sind übertrieben groß dargestellt, um deutlich zu marken, welche Teüe
gegenüber den anderen ohne Berührung beweglich sind.
Die Abstände werden jedoch auf das notwendige Spiel vermindert insbesondere bsi den Bohrungen 58 und 60,
um das Volumen des Kurbelgehäuses *uf ein Minimum
zu vermindern. Eine Gasverbindung zwischen den Kammern 24 und 32 kann durch Anbringen einer
schmalen Abflachung an der Außenseite der Kolbenstange 66 erfoigen, die einen Gas^uichtriu aus dem
verdrängten Volumen unter dem kolben 18 zur K'mmer 56 des Kurbelgehäuses gestattet Im übrigen
ist das für den freien Lauf der Teile belassene Spiel ausreichend, um den Durchtritt des Kältemittels zu
ermöglichen.
Der Kolben 20 kann entweder einen Kolben größeren Durchmessers am Ende einer dünneren
Kolbenstange aufweisen oder den g'eichen Durchmesser haben wie die Kolbenstange, wie es in Fig.3
dargestellt ist. In diesem Fall befindet sich die gesamte
normale Kammer 30 in i'er Führungshohrung 60 und wird von dem inneren Ende der Kolbenstange 68
begrenzt. Der Eintritt von der Kammer 30 in den Regenerator 21 erfolgt durch die Öffnungen 25.
ο Eine nach der Erfindung hergestellte kleine VM-KaI-temaschine
kann beispielsweise einen Hub der Kolben von 6,25 mm aufweisen. Bei diesem Hub ergibt sichfur die
Scheiben 40 und 42 ein Durchmesser von 37,5 mm und ε ne CtesamtaxiaMa' pe von K25 rr.:i. Der Abstand
?>:... tr jiT '-iiPj.be1 J '. ■ Ka—.rne κ ■'ι auf
0.05 mm-erf'!/.,ert werden Aiuf \. 'S bstand zwischen
den tnden ;!?r Kolbenstangen und den Enden der
Führungsbonrungen braucht nur 0,05 mm zu betragen.
Ebenso kann auch der Abstand zwischen den rlächcn 74
und 76 an den Kolbenstangen und dtr Umfangsflati^e
der Scheiben auf 0.05 mm reduziert werden. Mit klein«·"
Abflachungen an der Kolbenstange 66 zum Herstellen einer Verbindung zur Kammer 56 sind diese Abstände
ausreichend, um den Fluß des gasförmigen Kältemittels zwischen den b'-den Zylindern zu ermöglichen.
Bei >(err Wnkjnpsgr.'.d. d^n fire η? - ά?.. Enindung
verbesserte Köl'en.aschi-ie errchi id ^e L'nt.*-·
schiede zwischen der the».ret;sch--ri \xr-J jer p: aktiicheD
Leistung ausreichend, "πι eine V-; arifieiung dei
Phasenwinkel g jenübcr der theorei·:- :"~.en Phasenverschiebung
von 90° auf e:r ■ 1^-::'^verschiebung zu
rechtfertigen, die zu einer größe-en Ki<::ieistung f'ihrL
Vom Optimum abweichefide Bed'Pgvr.gen. ύ\ι. tu
Verlusten führen, umfassen mechani<'■-<■ Keibungsver
luste, durch den Fluß des K^ite. ueis bedingte
Druckdifferenzen und eine WanneUbtrnragu»? durch
Wärmeleitung. Diese Verluste verändern auch in ei (er
gut konstruierten Kältemaschine ro-.reichend die
Arbeitsbedingungen gegenüber dem Iaea^ustand. daß
eine größere Kühlleistung erzielt wird, wenn mit einem
anderen als dem theoretisch korrekten Phasenwinkel von 90° gearbeitet wird Tatsächlich werden nur bei gut
konstruierten Maschinen Hie anderen Verluste so weit
reduziert daß die Anwendung eines von 90° abweichenden Phasenwinkels eine solche Differenz Jer Kühlleistung
zur Folge hat daß es sich lohnt mit eni"m anderen
Phasenwinkel zu arbeiten.
Wie aus F i g. 3, 4 und 5 ersichtlich, ist dit Scheibe
auf einem Achszapfen 82 gelagert der von der Scheibe 40 absteht Durch diese Anordnung sind die beiden
Scheiben gegeneinander verdrehbar. In der Scheibe ist eine Welle 84 mit einem Zahnrad 36 drehbar
gelagert Dieses Zahnrad greift in einen Zahnring 88 ein,
dzr in einer ringförmigen Nut dt-r Scheibe 40 befestigt
ist. Wenn es erwünscht ist, das Normal volumen auf
einem Minimum zu halten, kann der Zahnring 88 und die
ihn aufnehmende Nut auf einen Ringabschnitt begrenzt sein.
Ein Drehen des Zahnrades 86 hat eine R-»!atiwerdrehung
der Scheiben 40 und 42 zur Folge. Die Anordnung ist schwergängig genug, daß die Scheiben 40 und 42 ihre
relative Winkelstellung beibehalten. Eine andere Verriegelung
der Scheiben kann bei Bedarf oil! üblichen Mitteln vorgenommen werden.
Die Drehung der Welle 84 mit dem Zahnrad 86 kann auf jede Weise erfolgen. Normalerweise ist eine
Justierung des Phasenwinkels während des Aj-beitens
der Kältemaschine 10 nicht erforderlich, sondern es
genügt, wenn eine Verdrehung der Scheiben gegeneinander
bei stehender Maschine erfolgen kann. Zu diesem Zweck ist das Ende der Welle 84 geschlitzt und es ist in
dem Kurbelgehäuse 16 ein Schlüssel 90 verschiebbar lind drehbar angeordnet. Wenn der Schlüssel von außen
in das Gehäuse gedrückt wird, kann er in den Schlitz am Ende der Welle 84 eingreifen. Dann kann der Schlüssel
gedreht werden, so daß das Zahnrad 86 in Verbindung tnit dem Zahnring 88 eine Relativverdrehung der
Scheiben zur Änderung des Phasenwinkels bewirkt. Die Anordnung ist '.o getroffen, daß eine Feder oder der
Druck in der Kältemaschine den Schlüssel nach außen drückt, solange er nicht in Gebrauch ist. Die Öffnung für
den Schlüssel 90 kann durch cine K aj.'pe q2 verschic ssen
In der Praxis wird die Kältemaschine zunächst mit
einem nominellen Phasenwinkel montiert und betrieben. Die Prüfung der Maschine ergibt die Daten ihrer
Kühlleistung. Dann wird eine kleine Verstellung vorgenommen, der eine weitere Prüfung folgt, um
festzustellen ob sich eine Erhöhung der Kühlleistung ergeben hat oder nicht. Fig. 12 veranschaulicht die
Kühlleistung 94 einer speziellen Kältemaschine in Abhängigkeit von dem Phasenwinkel. Es wurde
festgestellt, daß diese spezielle Kältemaschine bei einem Phasenwinkel von 105° eine größere Kühlleistung hat
als bei dem theoretisch optimalen Phasenwinkel von 90°.
H'.erzu 5 Blatt Zeichnungen
«09525/231
Claims (4)
- Patentansprüche: ^1^l.Nach dem Vuilleumier-Zykius arbeitende KaItjaskältemaschine mit einem allseits geschlossenen Korbelgehäuse, das zwei Zylinder mit darin beweglich angeordneten Kolben trägt und einen von eintm Motor gesteuerten Kurbeltrieb umschließt, der eine in einer zylindrischen Kammer des Kurbelgehäuses, die zugleich eine der für den Zyklus benötigten Kammern bildet und mit den Zylindern in Verbindung steht, konzentrisch angeordnete zylindrische Scheibe aufweist, an der die Kolben mittels Kolbenstangen angelenkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (40, 42) die Kammer (56) nahezu vollständig ausfüllt und in ihren Stirnflächen je eine exzentrisch angeordnete, ringförmig geschlossene Nut (46; 47) aufweist, und daß die Kolbenstangen (66; 68) in je einer die Kammer (56) derart schneidenden Führungsbohrung (58; 60) gelagert sind, daß an den Enden der Kolbenstangen angebrachte Abflatt ungen (70; ?2)den Stirnflächen der Scheibe (40,42) gegenüberstehen und mittels zur Achse der Scheibe paralleler Zapfen (78; SO) in den Nuten (46; 47) gelagert sind.
- 2. Kaltgaskältemaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß in den Nuten (46; 47) Laufnnge (52; 54) gelagert sind, weiche die zugeordneten Zapfen (78;80) aufnehmen.
- 3. Kaltgaskältemaschine n^ch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufringe (52; 54) in den Nuten (46; 47, auf Kugellagern (48; 50) gelagert sind.
- 4. Käiigäskäitcfnftschinc nuh An ^fuch i. dadurch gekennzeichnet, daß die Aüfhc ungen (70; 72) der Kolbenstangen (66; 68) Aussparungen bilden, deren Enden von Flächen (74; 76) begrenzt sind, die den gleichen Radius aufweisen wie die Scheibe (40, 42).40
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US23527572A | 1972-03-16 | 1972-03-16 | |
US23517072A | 1972-03-16 | 1972-03-16 | |
US23527572 | 1972-03-16 | ||
US23517072 | 1972-03-16 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2311596A1 DE2311596A1 (de) | 1973-09-20 |
DE2311596B2 true DE2311596B2 (de) | 1976-06-16 |
DE2311596C3 DE2311596C3 (de) | 1977-02-03 |
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ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1411480A (en) | 1975-10-29 |
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IL41550A (en) | 1975-07-28 |
SE397404B (sv) | 1977-10-31 |
IL41550A0 (en) | 1973-04-30 |
FR2176098B1 (de) | 1977-04-29 |
FR2176098A1 (de) | 1973-10-26 |
CA987119A (en) | 1976-04-13 |
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NL149903B (nl) | 1976-06-15 |
JPS5232477B2 (de) | 1977-08-22 |
IT979839B (it) | 1974-09-30 |
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