DE2321872A1 - Heissgaskolbenmaschine - Google Patents

Description

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft 8900 Augsburg, Stadtbachstraße 1

Motoren-Werke Mannheim AG vorm Benz Abt. stat. Motorenbau 6800 Mannheim 1, Carl-Benz-Straße 5

P. B. 2733/1154 Augsburg, den 25. Aprill973

Heißgaskolbenmaschine

Die Erfindung betrifft eine Heißgaskolbenmaschine mit wenigstens einer jeweils einen heißen Arbeitsraum und einen kalten Arbeitsraum aufweisenden Gehäuseeinheit, wobei jeder heiße Arbeitsraum über einen Erhitzer, einen Regenerator und einen Kühler mit einem kalten Arbeitsraum in Verbindung steht und zur Erzeugung der Ener< gie wenigstens einem Abschnitt jedes Erhitzers eine Brennkammer mit vorgeschaltetem Luftvorwärmer zugeordnet ist.

Eine derartige Heißgas kolbenmaschine mit einem auf einem Kreis angeordneten, den Erhitzer bildenden Rohrbündel und einem den Erhitzer ringförmig umgebenden Luftvorwärmer ist aus der DT-OS 1 601 464 bekannt. Die in einer zentral zum Erhitzer angeordneten Brennkammer erzeugten Heizgase beaufschlagen zunächst unter Ab·· gäbe eines großen Anteils ihrer Energie den Erhitzer und strömen dann dem den Erhitzer umgebenden Luftvorwärmer zu, in welchem unter weiterer Ausnutzung der Abgasenergie die der Brennkammer zugeführte Verbrennungsluft vorgewärmt wird. Durch die Vorwärmung der Verbrennungsluft ergeben sich ein sparsamer Brennstoffverbrauch und sehr hohe Heizgastemperaturen. Bei der bekannten

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Anordnung besteht jedoch die Gefahr, daß schon eine leichte Ände« ' rung, beispielsweise der Brennstoffzufuhr, eine verhältnismäßig starke Veränderung der Heizgastemperaturen zur Folge hat, da sich hierbei nahezu gleichzeitig mit der Veränderung des Brenn« stoffanfalls und damit des Anfalls einer Verbrennungskomponente auch zugleich die Temperatur der Verbrennungsluft und damit die Verhältnisse der anderen Verbrennungskomponente ändern. Diese Rückkopplung führt beispielsweise bei einer leichten Zurücknahme der Brennstoffzufuhr zu einem proportionalen Rückgang der Heiz« gastemperaturen. Demzufolge erniedrigt sich auch die Temperatur der vorgewärmten Verbrennungsluft. Die Verbrennung findet also künftig mit geringerem Brennstoff und kälterer Verbrennungsluft statt.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entkopplung der Brennkammer und des vorgeschalteten Luftvorwärmers herbeizuführen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens zwei Brennkammern vorgesehen sind und der jeweils einer Brennkammer vorgeschal. tete Luftvorwärmer von den Heizgasen einer anderen Brennkammer durchströmt ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine weitgehend selbsttätige Vergleichmäßigung der Leistung der einzelnen Brennkammern erreicht. Die Vorwärmtemperatur der einer Brennkammer zugeführten Verbrennungsluft ist nunmehr unabhängig von den in dieser Brennkammer herrschenden Verbrennungsverhältnissen. Vielmehr ergibt sich bei einer Änderung der Verbrennungsverhältnisse an einer Brennkammer gleichzeitig über die Vorwärmung der Verbrennungsluft eine Angleichung der Verbrennungsverhältnisse an

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der weiteren Brennkammer. Die an die einzelnen Erhitzer ab schnitte übertragene Leistung erfährt deshalb ebenfalls in vorteilhafter Weise eine Vergleichmäßigung. Dies führt zu einer gleichmäßigen thermischen und mechanischen Belastung aller Teile. Infolge der weitgehend selbsttätig stattfindenden Vergleichmäßigung ergibt sich in erwünschter Weise zudem eine positive Beeinflussung der Temperaturregelung.

Bei Heißgaskolbenmaschinen, bei denen die Er hit ζ er ab schnitte jeweils eine flache Wand bilden, läßt sich dadurch, daß auf einer Seite einer durch einen Erhitzer ab schnitt gebildeten Wand eine diesen Erhitzerabschnitt beaufschlagende Brennkammer und auf der anderen Seite der Heizgas eingang eines von den Heizgasen dieser Brennkammer durchströmten Luftvorwärmers angeordnet sind, eine im wesentlichen umlenkungsfreie Heizgasführung erreichen. Hierdurch erübrigen sich in vorteilhafter Weise Prallbleche bzw. Hitzeschilde, die infolge der sehr hohen Temperaturen der Heizgase nur eine geringe Lebensdauer hätten.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist bei Heißgaskolbenmaschinen mit mehr als zwei Brennkammern der einer ersten Brennkammer vorgeschaltete Luftvorwärmer von den Heizgasen einer zweiten Brennkammer durchströmt, deren Verbrennungsluft von den Heizgasen einer weiteren Brennkammer vorgewärmt ist. Hierdurch läßt sich eine weitgehende Vergleichmäßigung der an alle Erhitzerabschnitte abgegebenen Leistung herbeiführen.

Dadurch, daß jeweils der Lufteinlaß einer Brennkamirß/r und der Luftauslaß des vorgeschalteten Luftvorwärmers nebeneinander angeordnet

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sind, lassen sich in vorteilhafter Weise sehr kurze Leitungen für die vorgewärmte Verbrennungsluft erreichen. Vorteilhaft sind bei Heißgaskolbenmaschinen, bei denen die Erhitzer eine in Maschinenlängsrichtung durchgehend sich erstreckende Erhitzerwand bilden, die Brennkammern zur Beaufschlagung benachbarter Abschnitte der Erhitzerwand versetzt gegeneinander auf unterschiedlichen Seiten der Erhitzerwand angeordnet. Dies ergibt einen sehr gedrängten und platzsparenden Aufbau.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung mit mehreren auf einem Kranz angeordneten Gehäuseeinheiten und senkrecht zum Kranzumfang angeordneten ebenen Erhitzern sind die Luftvorwärmer der den einzelnen Erhitzern zugeordneten Brennkammern von den Heizgasen der den auf dem Kranzumfang davorliegenden Erhitzern zugeordneten Brennkammern durchströmt. Dies ergibt eine sehr gedrängte Bauweise, sehr kurze, und im wesentlichen umlenkungs« freie Wege für die vorgewärmte Verbrennungsluft sowie in besonders vorteilhafter Weise eine selbsttätige Vergleichmäßigüng der an alle Erhitzerabschnitte abzugebenden Leistung.

Zur Erzielung einer geringen Bauhöhe sind die Luftvorwärmer an den Längsseiten der benachbarten Gehäuseeinheiten etwa parallel zu deren Mittellängs achsen angeordnet und liegt der Heißgas eintritt mit dem zugehörigen Erhitzer ab schnitt etwa auf gleicher Höhe. Bei einer Anordnung von Brennkammern und Luftvorwärmern in alternierender Reihenfolge ergibt sich hierdurch zudem eine gute Platzausnutzung im Bereich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Brenn« kammern.

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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Luftvorwärmer etwa senkrecht zu den Achsen der benachbarten Gehäuseeinheiten oberhalb der Erhitzer und der-Brennkammern angeordnet. Hierdurch ergeben sich in vorteilhafter Weise nach oben hin geschlossene Kanäle für die Heizgase zwischen den Brennkammern und den dazugehörigen Luftvorwärmern.

Dadurch, daß das Heizgas und die Verbrennlungsluft im Bereich der Wärmeaustauschwände der Luftvorwärmer im Gegenstrom zueinander strömen, ergibt sich eine sehr gute Ausnutzung der restlichen Heizgasenergie.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.

Hierbei zeigen

Figur 1 eine Einzylinder-Anordnung,

Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer

Mehr zylinder -Reihenanordnung,

Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel

einer Mehrzylinder·»Reihenanordnungj

Figur 4 einen Schnitt entlang der,Linie IV-IV

in Figur 3 und

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Figur 5 ein anderes Ausführungebeispiel der

Erfindung*

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Verdrängermaschine mit einem Zyklus ist aus dem Zylinder 1 und dem Gehäuse 2 aufgebaut. Der Zylinder und das Gehäuse 2 bilden gemeinsam eine Gehäuseeinheit. Im Zylinder 1 befindet sich in der Regel ein heißer Arbeitsraum und ein kalter Arbeitsraum. Der heiße Arbeitsraum wird bei der genannten Verdrängerbauweise von einem Verdrängerkolben und der kalte Arbeitsraum von einem Arbeitskolben abgeschlossen. Im Gehäuse 2 befinden sich übereinander ein Kühler und ein Regenerator. Der Kühler ist über eine kalte Leitung mit dem kalten Arbeitsraum verbunden. In einer Abwandlung wäre es auch denkbar, daß im Gehäuse 2 auch der kalte Arbeitsraum untergebracht ist. Vom heißen Arbeitsraum zum Regenerator, also im vorliegenden Beispiel eben*« falls vom Zylinder 1 zum Gehäuse 2, führt ein weiterer Strömungsweg, in dem zur Übertragung von Energie von den Heizgasen an das Arbeitsgas ein Erhitzer angeordnet ist. Der im Bereich des Zylinders 1 angeordnete Erhitzer abschnitt ist mit 3, der im Bereich des Gehäuses 2 angeordnete Erhitzerabschnitt mit 4 bezeichnet. Zur Bildung der Erhitzer dienen vorzugsweise U-förmig gebogene Rohre, die in jeweils an den Zylinder 1 und das Gehäuse 2 angeschlossene , sich auf der gesamten Erhitzerbreite überdeckende Sammelkanäle münden. Wie im vorliegenden Beispiel angedeutet ist, bilden die Erhitzerabschnitte 3 und 4 jeweils eine flache ebene Wand. Dies wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß die Rohrelemente parallel nebeneinander angeordnet werden. Zur direkten Beaufschlagung des Erhitzerabschnitts 3 ist eine Brennkammer 5 vorgesehen. Mit Hilfe einer lediglich schematisch angedeuteten Einspritzdüse 6

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kann beispielsweise flüssiger Brennstoff in die Brennkammer 5 eingespritzt werden. Die durch die Pfeile 7 angedeutete Verbrennungsluft wird zur Verbesserung der Verbrennungsverhältnisse in einem neben der Brennkammer 5 angeordneten Luftvorwärmer 8 vorgewärmt. Dem Luftvorwärmer 8 wird Frischluft beispielsweise durch ein Gebläse zugeführt. Die aus der Brennkammer 5 ausströmenden, durch die Pfeile 9 sichtbar gemachten Heizgase, die eine Temperatur von etwa 1800 G besitzen, beaufschlagen zunächst den Erhitz er ab schnitt 3 und strömen hierauf, auf ca. 900 C abgekühlt, einem weiteren Luftvorwärmer 10 zu, in dem die Verbrennungsluft für die den Er hitzer abschnitt 4 beaufschlagende Brennkammer 11 vorgewärmt wird. Hierauf werden die nunmehr zweimal ausgenutzten Heizgase beispielsweise über einen Auspuff ins Freie abgelassen. Die Frischluftzufuhr kann beispielsweise über dasselbe Gebläse erfolgen, mit dem auch der Luftvorwärmer 8 schon versorgt wird. Die in der Brennkammer 11 erzeugten Heizgase werden nach Verlassen des Erhitzerabschnitts 4 im Luftvorwärmer 8 weiter verwertet und hierauf ebenfalls über einen Auspuff abgelassen. Zum Einspritzen von flüssigem Brennstoff in die Brennkammer 11 ist ebenfalls eine Einspritzdüse 6 vorgesehen. Dadurch, daß auf einer Seite der Erhitzerabschnitte 3 bzw. 4 jeweils eine Brennkammer 5 bzw. 11 und auf der Gegenseite der jeweils von den Heizgasen der betreffenden Brennkammer durchströmte Luftvorwärmer 10 bzw. 8 angeordnet sind, ergeben sich im wesentlichen umlenkungsfreie Strömungswege für die Heizgase. Infolge der gegeneinander versetzten Anordnung der Brennkammern 5 und 11 auf unterschiedlichen Seiten der durch die Erhitzerabschnitte 3 und 4 gebildeten Wand wird eine enge Nachbarschaft zwischen den Brennkammern und den vorgeschalteten Luftvorwärmern erreicht. Der Brennkammer 5 ist, wie sich aus den obi-

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gen Ausführungen ergibt, der Luftvorwärmer 8, der Brennkammer 11 der Luftvorwärmer 10 vorgeschaltet. Hierdurch läßt sich eine gegenseitige Beeinflussung und Vergleichmäßigung der Heizgastemperaturen erzielen. Erhält beispielsweise die Brennkammer 5 durch irgendeine Störung weniger Brennstoff als zuvor, so werden die nunmehr in der Brennkammer 5 erzeugten Heizgase kälter sein als zuvor. Die Temperatur, mit der die Heizgase den Luftvorwärmer 10 erreichen, fällt somit ebenso ab. Hierdurch ergibt sich eine geringere Vorwärmung der Verbrennungsluft für die andere Brennkammer 11 und damit auch in diesem Bereich geringere Heizgastemperaturen. Die im Bereich der Erhitzer abschnitte 3 und 4 übertragene Leistung erfährt demgemäß eine Angleichung. Hierdurch wird ermöglicht, eine gegebenenfalls vorhandene Regelungseinrichtung zur Vereinheitlichung der beiden Brennerleistungen sehr einfach und billig auszuführen. Die Häufigkeit der Regeleingriffe ist dabei in erwünschter Weise verhältnismäßig gering, die Amplituden bleiben relativ klein. Infolge der hierdurch gegebenen Unterstützung um die Bemühungen einer ausgewogenen Temperaturregelung ist es möglich, die Temperaturschwankungsbreite sehr klein zu halten und somit eine hohe Prozeßtemperatur im Bereich der oberen Grenze der thermischen Belastbarkeit des Werkstoffs und aufgrund dessen einen sehr guten Wirkungsgrad zu erreichen. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist die gesamte Anordnung in eine Wärmeisolierung, beispielsweise aus Keramik-Kurzfasern öder -Gewebematten, eingebettet· Den äußeren Abschluß bildet beispielsweise ein Blechmantel 13.

Die in Figur 2 dargestellte doppeltwirkende Heißgaskolbenmaschine umfaßt acht in einer Reihe nebeneinander angeordnete Zylinder 15

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bis 22, von denen jeder einen heißen Arbeitsraum und einen hiervon durch einen Kolben getrennten kalten Arbeitsraum enthält. Die zugehörigen Regeneratoren und Kühler sind in Gehäusen 23 bis 30 untergebracht. Von jedem heißen Arbeitsraum führt eine im vorliegenden Beispiel durch eine strichpunktierte Linie angedeutete heiße Leitung 31 zum zugeordneten Regenerator-Kühlergehäuse. Von hier aus führt eine im vorliegenden Beispiel durch eine Doppellinie angedeutete kalte Leitung 32 zum kalten Arbeitsraum eines anderen Zylinders. Die jeweils über eine heiße Leitung 31 miteinander verbundenen Zylinder-Gehäusepaare bilden eine Gehäuseeinheit. Im Bereich der heißen Leitungen 31 sind zur Aufnahme der Energie beispielsweise durch U-förmig gebogene Rohre gebildete Erhitzer vorgesehen. Zur Erzeugung der Energie sind vier Brennkammern 33 bis 36 mit jeweils vorgeschalteten Luftvorwärmern 37 bis 40 vorgesehen. Der von jeder Brennkammer beaufschlagte Erhitzerabschnitt umfaßt demnach jeweils zwei Zylinder mit den dazugehörigen Regenerator-Kühlergehäusen. Der zu den Zylindern 15 und 16 sowie den zugehörigen Regenerator-Kühlergehäusen 23 und 30 gehörende Erhitzerabschnitt ist mit 41 bezeichnet. Die Brennkammern zur Beaufschlagung benachbarter Erhitzerabschnitte sind im vorliegenden Beispiel versetzt gegeneinander auf unterschiedlichen Seiten der Zylinderreihe angeordnet. In alternierender Reihenfolge folgen jeweils eine Brennkammer und ein Luftvorwärmer, bzw. der Heizgas eingang eines Luftvorwärmers, aufeinander. Hierdurch ergibt sich eine sehr gedrängte und platzsparende Bauweise. Durch die Gegenüberstellung jeweils einer Brennkammer und des von den Heizgasen dieser Brennkammer durchströmten Luftvorwärmers ergeben sich wiederum in vorteilhafter Weise nahezu um lenkungsfreie Strömungswege für die sehr heißen Heizgase. Erfindungsgemäß wird die im Luftvorwärmer 38,

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welcher von den Heizgasen der Brennkammer 33 durchströmt ist* vorgewärmte Verbrennungsluft der Brennkammer 34 zugeleitet, deren Heizgase den Luftvorwärmer 37 durchströmen, in welchem, die Verbrennungsluft für die erste Brennkammer 33 vorgewärmt wird. Dies ergibt eine Vergleichmäßigung der an den Erhitzerabschnitten 41 und 42 zu übertragenden Leistung. Dasselbe gilt für die Erhitzer abschnitte 43 und 44. Hierbei durchströmen die Heiz« gase der Brennkammer 35 den Luftvorwärmer 40, in dem die Verbrennungsluft für die weitere Brennkammer 36 vorgewärmt wird, deren Heizgase wiederum den der Brennkammer 35 vorgeschalteten Luftvorwärmer 39 durchströmen. Dadurch, daß jeweils der Lufteinlaß einer Brennkammer und der Luftauslaß des vorgeschalteten Luftvorwärmers dicht nebeneinander angeordnet sind, ergeben sich

sehr kurze gleiche Wege für die vorgewärmte Verbrennungsluft» Die Abkühlung der vorgewärmten Verbrennungsluft auf ihrem Weg zwisehen der Brennkammer und dem vorgeschalteten Luftvorwärmer ist deshalb sehr gering. Die Verbindungsleitungen, die mit 45 bezeichnet sind, sind in zweckmäßiger Weise alle gleich groß. Die Frischluftzufuhrleitungen 46 können zum Beispiel gemeinsam oder einzeln durch ein nicht dargestelltes Gebläse mit Frischluft versorgt werden. Über Aus puff leitungen 47 werden die Heizgase nach ihrer Verwertung in den Luftvorwärmern abgelassen. Der baukastenmäßige Aufbau der Gesamtanlage aus jeweils zwei Zylinder , die zugehörigen Regenerator-Kühlergehäuse, einen entsprechenden Erhitzerabschnitt sowie eine Brennkammer mit gegenüberliegendem Luftvorwärmer enthaltenden Einheiten ermöglicht eine sehr einfache Lager- bzw. Ersatzteilhaltung. Zur wirksamen Vermeidung von Wärmeverlusten ist die Gesamtanlage mit einer eine Isolierung 48 bildenden stabilen Schicht, beispielsweise aus Keramik-Kurzfasern, und einem äußeren ab·, schließenden Blechmantel 49 versehen. /

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Der in Figur 3 dargestellte Achtzylinder-Reihenmotor entspricht im Grundaufbau der Anordnung des in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiels. Für gleich angeordnete Teile werden deshalb dieselben Be« zugszeichen verwendet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ergibt sich in besonders vorteilhafter. Weise infolge der besonderen Verlegung der Verbindungsleitungen 45 eine weitgehende Vergleichmäßigung der an allen Erhitzer abschnitten zu übertragenden Leistung. Der von der an einem Ende der Zylinderreihe angeordneten Brennkammer 33 aus beaufschlagte bei 38 angedeutete Luftvorwärmer ist hierbei der am anderen Ende der Zylinderreihe angeordneten Brennkammer 36 vorgeschaltet, deren Heizgase den der im Inneren der Zylinderreihe angeordneten Brennkammer 35 vorgeschalteten Luftvorwärmer 39 durchströmen. Die Heizgase der Brennkammer 35 durchströmen den Luftvorwärmer 40, welcher der ebenfalls im Inneren der Zylinderreihe angeordneten Brennkammer 35 vorgeschaltet ist, von der aus der ersten Brennkammer 30 vorgeschaltete Luftvorwärmer 37 beaufschlagt wird. Bei der dargestellten Reihenbauweise wird durch diese Leitungsführung der die vorgewärmte Verbrennungsluft führenden Verbindungsleitungen die Verbindungsleitung zwischen der Brennkammer 36 und dem vorgeschalteten Luftvorwärmer 38 etwas länger als die übrigen Verbindungsleitungen 45. Mit Hilfe einer entsprechenden Isolierschicht können jedoch auch die Wärmeverluste in dieser langen Verbindungsleitung sehr gering gehalten werden. Hinsichtlich des Vorteils, daß die Leistungsübertragung an den einzelnen Erhitzerabschnitten 41 bis 44 infolge der sich ausbildenden Kettenreaktion eine sehr starke Vergleichmäßigung erfährt, kann dieser leichte Isolieraufwand in Kauf genommen werden.

Wie aus Figur 4 hervorgeht, können die Luftvorwärmer 37 bis 40 ober*·

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halb der durch U-förmig gebogene Rohrelemente 50 gebildeten Er« hitzerwand angeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind lediglich zwei Rohrreihen angedeutet. Es sind jedoch auch Ausführungen denkbar, bei welchen drei und mehrere hintereinander angeordnete Rohrreihen vorgesehen sind. Der Luftvorwärmer 38 ergibt demgemäß einen geschlossenen Kanal für die Heizgase der Brennkammer 33. Der Heizgas eingang 51 des Luftvorwärmers 38 ist auf der der Brennkammer 33 gegenüberliegenden Seite der Er« hitzerwand vorgesehen. Zweckmäßig durchströmen die durch die Pfeile 52 angedeuteten Heizgase den Luftvorwärmer 38 sowie die übrigen Luftvorwärmer im Gegenstrom zu der durch Pfeile 53 angedeuteten vorzuwärmenden Verbrennungsluft. Dadurch, daß die der Brennkammer 33 zugeführte vorgewärmte Verbrennungsluft in einen Primärluftstrom, der durch die Pfeile 54 angedeutet ist, und einen durch die Pfeile 55 angedeuteten Sekundärluftstrom aufgeteilt wird, ergeben sich im Bereich der Brennkammer sehr gute leicht zu regelnde Verbrennungs verhältnis se sowie in zweckmäßiger Weise eine leicht einstellbare Flammenform. Es ist jedoch auch denkbar, die Luftvorwärmer 37 bis 40 in stehender Anordnung etwa parallel zu den zugehörigen Erhitzerabschnitten seitlich der benachbarten Gehäuseeinheiten anzuordnen. Wie aus Figur 4 weiter hervorgeht, befindet sich unterhalb der durch die Zylinder 15 bis 22 gebildeten Zylinder reihe ein im vorliegenden Fall lediglich schematisch ange« deutetes Kurbelgehäuse 56, in dem eine Kurbelwelle 57 gelagert ist. Die in den Zylindern 15 bis 22 verschiebbar gelagerten Kolben sind jeweils über ein Triebwerk mit zugeordneten Wellenkröpfungen verbunden. Infolge der besonders weitgehenden Vergleichmäßigung der an den einzelnen Erhitzerabschnitten zu übertragenden Leistung ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise ein sehr ruhiger, ausgeglichener und stoßfreier Lauf der Kurbelwelle.

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In Figur 5 ist eine Kr an ζ anordnung mit vier Zylindern 60 bis 63 und vier zugehörigen jeweils nebenstehend angeordneten Regenerator-Kühlergehäusen 64 bis 67 gezeigt. Zu.jeder Gehäuseeinheit, wie Zy« linder 60 und nebenstehendem Regenerator-Kühlergehäuse 64, gehört ein Erhitzerabschnitt 68 bis 71, wie 68. Jeder Erhitzerabschnitt 68 bis 71 bildet eine senkrecht zum Kreisumfang angeordnete, ebene Erhitzerwand. Auf einer Seite der Erhitzer ab schnitte ist die zugehörige Brennkammer 72 bis 75 und auf der Gegenseite ein von den Heizgasen dieser Brennkammer durchströmter Luftvorwärmer 76 bis 79 angeordnet. So ist beispielsweise der Erhitzer abschnitt 68 im Bereich zwischen der Brennkammer 72 und dem Luftvorwärmer 76 bzw. dem Heizgaseingang des Luftvorwärmers 76 vorgesehen. Der Erhitzer« abschnitt 69 liegt zwischen'der Brennkammer 73 und dem Luftvorwärmer 77. Die Heizgase der Brennkammer 72 durchströmen den Luft·· vorwärmer 76, in welcher die Verbrennungsluft für die auf dem Kreis ·- umfang der Brennkammer 72 nachgeordnete Brennkammer 73. Im Luftvorwärmer 77 wird die Verbrennungsluft für die auf dem Kreis« umfang der Brennkammer 73 nachgeordnete Brennkammer 74 vorgewärmt. Dadurch, daß der der ersten Brennkammer 72 vorgeschaltete Luftvorwärmer 79 von den Heizgasen der Brennkammer 75 durchströmt ist, schließt sich der Kreis. Es findet demnach auch bei der vorliegenden Anordnung eine gegenseitige Beeinflussung aller Brennkammern und damit eine weitestgehende Angleichung der an den einzelnen Erhitzerabschnitten zu übertragenden Leistung statt. Zweckmäßig sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Luftvorwärmer 76 bis 79 ebenfalls oberhalb der Erhitzerabschnitte 68 bis 71 liegend angeordnet.

Wie die obigen Ausführungen zeigen, ist die Erfindung keineswegs auf

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die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist beispiels« weise jederzeit denkbar, daß die Zylinder zahlen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele durch Weglassen bzw. Hinzufügen von einzelnen Baukasteneinheiten verkleinert bzw. vergrößert wird, oder daß etwa die Regeneratoren und die Kühler in um die zugehörigen Zylinder he rum ge legten Ringräumen untergebracht sind.

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Claims (11)

1. (P. B. 2733 / 1154>

   Ansprüche

   Heißgas kolbenmaschine mit wenigstens einer jeweils einen heißen Arbeitsraum und einen kalten Arbeitsraum aufweisen·- den Gehäuseeinheit, wobei jeder heiße Arbeitsraum über ei« nen Erhitzer, einen Regenerator und einen Kühler mit einem kalten Arbeitsraum in Verbindung steht und zur Erzeugung der Energie wenigstens einem Abschnitt jedes Erhitzers eine Brennkammer mit vor ge s ehalte tem Luftvorwärmer züge« ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Brennkammern {5, 11 ; 33 bis 36; 72 bis 75) vorgesehen sind und der jeweils einer Brennkammer (5, 11; 33 bis 36; 72 bis 75) vorgeschaltete Luftvorwärmer {8, 9; 37 bis 40; 76 bis 79) von den Heizgasen einer anderen Brennkammer (5, 11; 33 bis 36; 72 bis 75) durchströmt ist.
2. 2. Heißgaskolbentnaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine flache Wand bildende Erhitzerabschnitte (3, 4; 41 bis 44; 68 bis 71), auf deren einer Seite eine diesen Erhitzerabschnitt (3, 4; 41 bis 44; 68 bis 71) beaufschlagende Brennkammer (5, 11; 33 bis 36; 72 bis 75) und auf deren anderer Seite der Heizgas eingang eines von den Heizgasen dieser Brennkammer (5, 11; 33 bis 36; 72 bis 75) durchströmten Luftvorwärmers (8, 11; 37 bis 40; 76 bis 79) angeordnet sind.
3. 3, Heißgaskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehr als zwei Brennkammern, dadurch gekenn-

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   zeichnet, daß der einer ersten Brennkammer (33 bis 36; 72 bis 75) vorgeschaltete Luftvorwärmer (37 bis 40; 76 bis 79) von den Heizgasen einer zweiten Brennkammer (33 bis 36; 72 bis 75) durchströmt ist, deren Verbrennungsluft von den Heizgasen einer dritten Brennkammer (33 bis 36; 72 bis 75) vorgewärmt ist.
4. 4. Heißgaskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der Lufteinlaß einer Brennkammer (33 bis 36; 72 bis 75) und der Luftauslaß des vorgeschalteten Luftvorwärmers (37 bis 40; 76 bis 79) nebeneinander angeordnet sind.
5. 5· Heißgaskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Erhitzerabschnitte eine in Maschinen« längsrichtung durchgehend sich erstreckende Erhitzerwand bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammern (33 bis 36) zur Beaufschlagung benachbarter Abschnitte (41 bis 44) der Erhitzerwand versetzt gegeneinander auf unterschiedliche α Seiten der durch die Erhitzer abschnitte (41 bis 44} gebildeten Wand angeordnet sind.
6. 6. Heißgas kolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis Ά,

   gekennzeichnet durch mehrere auf einem Kranz angeordnete Gehäuseeinheiten (60 bis 67) und senkrecht zum Kranzumfang angeordnete, ebene Erhitzerabschnitte .{68 bis 7l), wobei die Luftvorwärmer £76 bis 79) der den einzelnen Erhitzerabschnitfce (68 bis 71), zugeordneten Brennkammern (72 bis 75) von den Heizgasen der den auf dem Kranzumfang davor liegenden Er··

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   hitzerabschnitten (68 bis 71) zugeordneten Brennkammern (72 bis 75) durchströmt sind.
7. 7. Heißgaskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von einer Brennkammer (33 bis 36) mit vorgeschaltetem Luftvorwärmer (37 bis 40)-beaufschlagte Erhitzerabschnitt (41 bis 44) die Er· hitzer mehrerer Gehäuseeinheiten (15 bis 30) umfaßt.
8. 8. Heißgaskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftvorwärmer (37 bis 40) an den Längsseiten der benachbarten Gehäuseeinheiten (15 bis 30) etwa parallel zu deren Mittellängsachsen angeordnet sind und der Heizgas eingang (51) tnit dem zugehö· rigen Erhitz er ab schnitt (41 bis 44) etwa auf gleicher Höhe liegt.
9. 9. Heißgas kolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftvorwärmer (37 bis 40) etwa senkrecht zu den Achsen der benachbarten Gehäuseeinheiten (15 bis 30) oberhalb der durch die U-förmig gebogenen Rohre (50) gebildeten Erhitzerabschnitte (41 bis 44) und der Brennkammern (33 bis 36) ange« ordnet sind.
10. 10. Heißgaskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizgas und die Verbrennungsluft im Bereich der Wärmeaustauschwände der Luftvorwärmer (8, 10; 37 bis 40; 76 bis 79) im Gegenstrom zueinander strömen. /

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11. 11. Heißgaskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden An-'

    sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich der Brennkammern (33 bis 36) in einen Primärluftstrom (54) und einen Sekundär luftstrom
    (55) aufteilt.

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