DE3333376A1 - FLYING FORCE EXPANSION METHOD AND PISTON EXPANSION DEVICE - Google Patents
FLYING FORCE EXPANSION METHOD AND PISTON EXPANSION DEVICEInfo
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Description
Fliehkraft-Sxpansionsverfahren und -Kolbenexpan-Centrifugal expansion method and piston expansion
sionseinrichtungsion facility
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrieb t.;:;ncr zwva Entziehen von Wärme und/oder mechanischer _ "This invention relates to a method and a rubbing t.;:; Ncr zwva extraction of heat and / or mechanical _ "
ünergi-Ξ aus einem unter Druck stehenden Gas, dadurch, daß nuTiri dieses in einer Kolben-- und Zylinder-Einheit expandiert, in welcher der Zylinder mit der Leistungs-Abtriebswelle verbunden und hiermit drehbar ist.ünergi-Ξ from a pressurized gas, thereby, that nuTiri this in a piston and cylinder unit expands, in which the cylinder with the power output shaft connected and rotatable therewith.
Buchstäblich tausende von Patenten haben sich mit dem Problem befaßt, entweder Wärme oder mechanische Energie wirksam einem unter Druck stehenden Gas zu entziehen. Im breitesten Sinn bildet ein Verbrennungsmotor, der in Zusammenwirkung einen hin- und herbe-Literally thousands of patents have dealt with the problem, either heat or mechanical energy effectively withdrawing from a pressurized gas. In the broadest sense, an internal combustion engine, which interacts with a back and forth
weglichen Kolben und einen Zylinder verwendet, eine Einrichtung zum Entziehen mechanischer Energie aus einem unter Druck gesetzten Gas, welches durch die Verbrennungs eines geeigneten Brennstoffs in der op Zylinderkammer erzeugt wurde. Klimatisierungs- und/oder Luftkühlungseinrxchtungen sind seit langem bekannt, wobei die Expansion eines Kühlgases dadurch bewirkt wird, daß man dat Gas in verdichteter Form einer Zylinderkammer ?x führt, in welcher ein Kolben hin-movable piston and cylinder, a device for extracting mechanical energy from a pressurized gas produced by the combustion of a suitable fuel in the op cylinder chamber. Air conditioning and / or air cooling devices have been known for a long time, the expansion of a cooling gas being effected by the fact that the gas is passed in compressed form into a cylinder chamber ? X into which a piston is introduced.
...... :: " : BADORIGiNAL...... :: " : BAD ORIGINAL
und herbewegt wird. Die Bewegung des Kolbens aus seiner Stellung des kleinsten Volumens in der Zylinderkammer in seine Stellung des größten Volumens erzeugt eine Expansion und somit auch eine Abdichtung des verdichteten Gases, und das abgekühlte Gas kann zur Luf tkliraatisierung und zu anderen Kühlungszwecken verwendet werden. Wenn der Kolben mit einer herkömmlichen Kurbelwelle verbunden ist, dann kann eine mechanische Energie aus dem Gasexpansionstakt des Kolbens hergeleitet werden, um die wirksame Energienutzung der Kolbenexpansionseinrichtung zu verbessern. ■and is moved. The movement of the piston out of its smallest volume position in the cylinder chamber in its position of greatest volume creates an expansion and thus also a seal of the compressed gas, and the cooled gas can be used for air conditioning and other cooling purposes be used. If the piston is connected to a conventional crankshaft, then a mechanical one can be used Energy can be derived from the gas expansion stroke of the piston in order to efficiently use energy to improve the piston expansion device. ■
Bei allen derartigen Anordnungen aus dem Stand der Technik ist der hin- und herbeweglich^ Kolben üblicherweise mit einer Kurbelwelle durch ein Pleuel verbunden,und zwar insbesondere dann, wenn mehrere solcher Kolben erforderlich sind, um die gewünschte. Leistung oder mechanische Energie oder das gewünschte abgekühlte, expandierte Gas zu erzeugen. Die Kurbelwelle und die Pleuel sind teuere Gegenstände, was die Herstellung, den Zusammenbau und die Erhaltung in gutem, bet.·: labsfähigem Zustand angeht. Es wurde bisher im Stand der Technik noch keine Einrichtung vorgesehen, welche die Expansion des verdichteten Gases in einer Zylinderkammer bewirkt, während die Zylinderkammer fest an einem drehbaren Körper angebracht ist und die mechanische Ausgangsleistung des expandierten Gases durch die Gegenkraft auf den Zylinder erzeugt wird. Keine Einrichtung aus dem Stand der Technik erübrigt jegliche mechanische Verbindung des Kolbens mit dem rotierenden Körper zu Zwecken der Kraftübertragung, und der Kolben wird relativ zur rotierenden Achse durch das expandierende Gas einwärts und dann in erster Linie durch die Fliehkraft auswärts bewegt, die durch den rotierenden Körper erzeugt wird, der den Zylinder trägt.In all such prior art arrangements, the reciprocating piston is common connected to a crankshaft by a connecting rod, and especially when several such pistons are required to achieve the desired. To generate power or mechanical energy or the desired cooled, expanded gas. The crankshaft and the connecting rods are expensive items to be made, assembled, and maintained in good, bet. It has been so far no device provided in the state of the art, which causes the expansion of the compressed gas in a cylinder chamber, while the cylinder chamber is fixedly attached to a rotatable body and the mechanical output of the expanded Gas is generated by the counterforce on the cylinder. Not a prior art facility eliminates the need for any mechanical connection between the piston and the rotating body for power transmission purposes, and the piston is moved inward and then relative to the rotating axis by the expanding gas moved outward primarily by centrifugal force generated by the rotating body that wearing the cylinder.
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Die Erfindung liefert ein Verfahren und eine Einrichtung zum Entziehen von Wärme und/oder mechanischer Energie aus einem unter Druck gesetzten Gas, mit einem Druckgas, das durch einen brennbairen Treibstoff erzeugt ist, wobei einer oder mehrere Zylinder zur Drehung um die Achse einer Arbeitswelle angebracht sind. Die Strömungsmitteldruckkammer, die vom Zylinder begrenzt wird, erstreckt sich von einem Punkt, der fern von der Drehachse angeordnet ist, zu einem Punkt nahe dieser Achse oder durchläuft bei einer angeänderten Äu'-filhrungsform diese Achse, Die Längsachse der Strör.ur-gsirdt-teldruckkamrnör ist allerdings nicht radial be;;cgi:-λ der Drehachse angeordnet, sondern weist eir.ea -V.ui-jren- Endabschnitt auf, der im wesentlichen nicht rad.'.al angeordnet ist. Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Endwand des Zylinders in einer Radialebene bezüglich der Drehachse der Ärbeitsveile angeordnet.The invention provides a method and a device for extracting heat and / or mechanical energy from a pressurized gas, with a pressurized gas generated by a combustible fuel is, with one or more cylinders mounted for rotation about the axis of a work shaft are. The fluid pressure chamber defined by the cylinder extends from a point which far from the axis of rotation, to a point close to this axis or passes through this axis if the outer shape is changed, the longitudinal axis of the Strör.ur-gsirdt-teldruckkamrnör is not radial, however be ;; cgi: -λ arranged on the axis of rotation, but points eir.ea -V.ui-jren- end section, which is essentially not rad. '. al is arranged. In the preferred embodiments of the invention is the end wall of the cylinder in a radial plane with respect to the axis of rotation the ararbeitsveil arranged.
Ein Kolben ist in jedem Zylinder für eine gleitende und dichtende Bewegung hieran angebracht. Der Kolben wird in eine Lage ganz außen im Zylinder in erster Linie durch die Fliehkraft bewegt, die durch die Drehung des Zylinders um die Drehachse erzeugt wird. Ein Anlasserrrotor ist mit der Arbeitswelle verbunden, um anfangs eine solche Fliehkraft herzustellen. Der Kolben wird durch die Expansion einer Füllung aus verdichtetem Gas einwärts bewegt, das am anderen Ende des Zylinders entweder durch Anschluß über ein Ventil oder durch Verbrennung eines brennbaren Treibstoffgemisches erzeugt wird. Der Kolben wird aus seiner innersten Lage in erster Linie durch die Fliehkraft zurückgeführt, so daß das Erfordernis für jeg".liche Kurbelwellenverbindung des Kolbens mit der Arbeitswelle zu Zwecken der Kraftübertragung erübrigt ist. Die Reaktionskraft des expandierenden Gases wird gegen die Endwan-l der Strömungsmitteldruckkammei: ausgeübt und erzeug : ein Drehmoment am rotierenden Zylin-A piston is in each cylinder for a sliding and sealing movement attached to it. The piston is in a position on the very outside of the cylinder in the first place Line moved by the centrifugal force generated by the rotation of the cylinder around the axis of rotation. A starter rotor is connected to the working shaft to initially produce such a centrifugal force. Of the Piston is moved inward by the expansion of a charge of compressed gas at the other end of the cylinder either by connection via a valve or by burning a combustible fuel mixture is produced. The piston is moved from its innermost position primarily by centrifugal force returned, so that the requirement for any ".liche Crankshaft connection of the piston with the output shaft is unnecessary for power transmission purposes. The reaction force of the expanding gas will against the end wall of the fluid pressure chamber: exercised and generate: a torque on the rotating cylinder
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der rait einein konstanten Momentenarm bezüglich der Drehachse.Diese Reaktionskraft liefert die mechanische Leistungsabgabe. = aus dem expandierenden Gas.he raises a constant moment arm with respect to the Axis of rotation. This reaction force provides the mechanical Power output. = from the expanding gas.
Da die Wechselbewegung des Kolbens mechanisch nicht der Drehung der Arbeitswelle zugeordnet ist, muß eine spezielle Ventilanordnung vorgesehen sein, um den Einlaß der Füllung unter Druck stehenden Gases oder brennbaren Treibstoffs zum anderen Ende einer Strötuungsmitteldruckkammer und dem nachfolgenden Auslaß des expandierten Gases aus der Strömungsmitteldruckkammer zu bewirken. Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist eine solche Ventilanordnung durch eine oszillierende Hülse bewirkt, die rund um die Arbeitswelle angeordnet ist und durch eine Verbindungsstange mit dem Kolben verbunden ist. Bei einem ant'iäreri Äusführungsbeispiel der Erfindung ist die Ventilsteuerung durch den Kolben bewirkt, der mit einem Ventilschaft in Eingriff tritt, der am anderen Ende der Strömungsmitteldruckkammer angebracht ist und mit. der.·; Kolben in Eingriff steht, wenn er auswärts bowegt wird. Bei noch anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Lage des Kolbens durch elektronische oder elektromagnetische Meßeinrichtungen festgestellt, die rund um den Zylinder angeordnet sind und ein Signal erzeugen, wenn der Kolben die spezielle Meßeinrichtung passiert. Die Ausgangssignale aus solchen Meßeinrichtungen werden einer logischen Schaltung zugeführt, die Steuersignale erzeugt, um elektromagnetbetätigte. Einlaß- und Auslaßventile zu betätigen, die an den Zylindern angebracht sind. Wenn die Pliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung speziell als Verbrennungsmotor angewandt wird, dann erzeugt die logische- Schaltung auch ein Zündsignal, das an eine Zündkerze oder eine ähnliche, brennbaren Treibstoff zündende Einrichtung abgegeben werden muß, die im anderen Ende der Strömungsmitteldruckkammer angebracht ist, die vom rotierendenSince the reciprocating movement of the piston is not mechanically assigned to the rotation of the working shaft, must a special valve arrangement may be provided to close the inlet of the filling of pressurized gas or combustible fuel to the other end of a fluid pressure chamber and the subsequent outlet of the expanded gas from the fluid pressure chamber to effect. In a modified embodiment of the invention, such a valve arrangement caused by an oscillating sleeve which is arranged around the working shaft and through a connecting rod is connected to the piston. In an ant'iäreri embodiment of the invention, the Valve control effected by the piston engaging a valve stem on the other End of the fluid pressure chamber is attached and with. the.·; Piston is engaged when out bowegt is. In still other embodiments of the invention, the location of the piston detected by electronic or electromagnetic measuring devices arranged around the cylinder and generate a signal when the piston passes the special measuring device. The output signals The control signals are fed from such measuring devices to a logic circuit generated to solenoid operated. Actuate intake and exhaust valves attached to the cylinders are. When the Pliehkraft piston expander is used specifically as an internal combustion engine, then the logic circuit also generates a Ignition signal sent to a spark plug or similar device that ignites combustible fuel must be in the other end of the fluid pressure chamber attached by the rotating
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
q «Ι Λ -■* ή -q «Ι Λ - ■ * ή -
4 f. ** * *f Λ 4 f. ** * * f Λ
Zylinder umgrenzt wird.Cylinder is delimited.
Wenn mehrere Kolben und Zylinder an einem einzigen ■rotierenden Körper angebracht sind, muß wiederum eine Einrichtung vorgesehen sein, um die Wechselbewegungen der Kolben zu koordinieren, um den dynamischen Ausgleich eier rotierenden Anordnung aufrechtzuerhalten. Bei einera anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine solche Koordinierung durch eine mechanische, wechselse^tige Verbindung des Kolbens durch die BenÜT-i-U'- : eir;or einzigen: Ventilhül sr-und Verbindungsslzange bewirkt, die sich hiervon zu den einzelnen Kolben erstrecken. Bei einer.· noch anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung· ^irci. die Koordinierung elektronisch durch Benutzung einer "UKD"-Schaltung bewirkt, die es erforderlich macht, daß alle Kolben den gleichen Punkt erreicht haben, bevor ein spezielles Ventil betätigt wird, beispielsweise das ''Einlaßventil für die Strömungsntitte!druckkammer. Die Einlaßventile für die StrömungsiKittaldruckkammeKn werden gemeinsam dann betätigt, wenn alle Kolben ihre äußerste Lage in der Strömungsraifiteldruckkammer erreicht haben.If several pistons and cylinders are attached to a single rotating body, one must in turn Means may be provided to coordinate the reciprocating movements of the pistons in order to maintain the dynamic compensation of the rotating assembly. In another embodiment of the invention such coordination is carried out by a mechanical, alternate connection of the piston through the BenÜT-i-U'- : eir; or single: valve sleeve sr and connecting pliers causes which extend from this to the individual pistons. In yet another embodiment of the invention ^ irci. coordination electronically through use a "UKD" circuit which requires that all pistons reach the same point before a special valve is actuated, for example the '' inlet valve for the flow inlet! pressure chamber. The inlet valves for the flow / kittal pressure chambersKn are actuated together when all pistons are in their outermost position in the flow pressure chamber achieved.
Wenn raan elektronische oder elektromagnetische Meßeinrichtungen zum Messen der Lage der Kolben in den jeweiligen Zylindern verwendet, dann besteht kein Erfordernis für irgendeine mechanische Verbindung der Zylinder untereinander. Als Ergebnis kann die Ausbildung der Strömungsmitteldruckkammer, von der her-SO kömmlichen zylindrischen Form ausgehend, zu einer Kammer mit kreisförmigem Querschnitt abgewandelt weiden, die eine bogenförmige Längsachse aufweist, um wirksam die Länge des Bewegungsweges der Kolben in den jeweiligen Zylindern zu erhöhen, ohne den Gesamtdurchmesser der Gesamtanordnung zu erhöhen. Somit kann die Strömungsmitteldruckkammer die Form eines Bogens oder eine: Spirale annehmen, deren Längsachsen in dersellen Ebene liegen. Die Strömungsmittel-If there are electronic or electromagnetic measuring devices used to measure the location of the pistons in the respective cylinders, then there is no requirement for any mechanical connection between the cylinders. As a result, training can of the fluid pressure chamber, starting from the conventional cylindrical shape, to a Graze chambers with a circular cross-section modified, which has an arcuate longitudinal axis to effectively increasing the length of the path of travel of the pistons in the respective cylinders without reducing the overall diameter to increase the overall arrangement. Thus, the fluid pressure chamber can be in the form of a Assume an arc or a spiral whose long axes lie in the same plane. The fluid
ORIGINALORIGINAL
druckkammer kann auch eine wendelförmige Spirale umfassen. In einem bevorzugten, abgeänderten Ausführungs beispiel der Erfindung kann die Strömungsmitteldruckkarnmor eine S-förmige Ausbildung aufweisen, die sich von einer Stelle fern vom Zylinder über einen Bogen hinweg erstreckt, um durch die Drehachse oder in deren Mähe hindurchzülaufen und sich dann über einen Bogen mit umgekehrter Krümmung hinweg zu einer zweiten abgelegenen Lage zu erstrecken. Bei dieser Ausbildung sind die erforderlichen Einlaß- und Auslaßventile jeweils an den abgelegenen Enden des speziellen S-fÖrinigen Zylinders angebracht. Für Verbrennungsmotoren ist auch eine Zündkerze oder eine andere. Art einer Sündungseinrichtung an jedem der abgelegenen Enden angebracht. Die Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile sowie der Zündkerzen wird durch elektronische odor elektromagnetische Kolben-Positionsmeßfühler gesteuert,- dia mit gegenseitigem Abstand längs des S-förmigen Zylinders angeordnet sind.pressure chamber can also comprise a helical spiral. In a preferred, modified embodiment of the invention, the fluid pressure carnmor have an S-shaped design, which extends from a point remote from the cylinder over an arc extends away to run through the axis of rotation or in the vicinity thereof and then over a To extend arches with reverse curvature to a second, remote location. In this training the required inlet and outlet valves are respectively at the far ends of the special S-shaped cylinder attached. For internal combustion engines is also a spark plug or another. Kind of a sin device at each of the far ends appropriate. The inlet and outlet valves and the spark plugs are operated electronically or electromagnetic piston position sensors controlled - slide with mutual distance along the S-shaped cylinder are arranged.
Der Fa/ hmann wird erkennen, daß die Verwendung eines "freien" Kolbens, der in einem Zylinder beweglich ist, der sich um eine Arbeitswellenachse dreht, eine wesentliche Vereinfachung des Aufbaus entweder einer Expansionseinrichtung für Klimatisierungszwecke oder für einen gasdruckbetätigten Motor darstellt. Der Umstand, daß eine Kurbelwelle überflüssig ist, verringert ganz wesentlich die Kosten der Anordnung und gestattet gleichzeitig die Verwendung von in Längs-The operator will recognize that using a "free" piston that is movable in a cylinder that rotates about a working shaft axis, a substantial simplification of the structure of either one Is expansion device for air conditioning purposes or for a gas pressure operated engine. Of the The fact that a crankshaft is unnecessary significantly reduces the cost of the arrangement and simultaneously allows the use of longitudinal
richtung gekrümmten Zylindern, die wesentlich den Wirkungsgrad der Gas-Expansionsarbeit erhöhen.direction curved cylinders, which significantly increase the efficiency of the gas expansion work.
Weitere Ziele und Vorzüge der Erfindung werden dem Fachmann aus der folgenden, detaillierten Beschreibung ersichtlich, die im Zusammenhang mit den beigefügten Blättern der Zeichnung heranzuziehen ist.Other objects and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description apparent in connection with the attached The drawing is to be consulted.
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
In der Zeichnung ist:In the drawing is:
Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnitte Seitenansicht einer Fliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung, die diese Erfindung vei'körpert undFig. 1 is a schematic, partially sectioned side view a centrifugal piston expander embodying this invention and
aufgebaut ist, um die Kühlung eines Luftstroms zu bewirken,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht deris designed to effect the cooling of an air flow,
Fig. 2 is a partially sectioned side view of the
Fig. 1,
XO Fic;. 3 eine Ansicht des Teilschnittes eines EndesFig. 1,
XO Fic ;. Figure 3 is a partial sectional view of one end
eines der Zylinderelemente der Fig. 1, Fig. 4 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht einer abgewandelten Gaskühleinrichtung, die diese Erfindung verwendet und ^zeitlich gesteuerte Ventile verwendet, die durch die Relaone of the cylinder elements of FIG. 1, FIG. 4 is a schematic, partially sectioned view a modified gas cooler using this invention and timed Valves used by the rela
tivlagen von Kolben und Zylindern betätigt werden,the lower positions of pistons and cylinders are actuated,
Fig. 5 die Ansicht eines Schnitts der Ventileinriehtung in vergrößertem Maßstab, die in rig. 4 verwendet Χ3ΐΐ,Fig. 5 is a view of a section of the Ventileinriehtung on an enlarged scale, which in rig. 4 used Χ3ΐΐ,
Fig, 6 eine Ansicht'eines Schnitts in vergrößertem6 is an enlarged view of a section
Maßstab, der in der Ebene 6-6 der Fig. 4 vorgenommen wurde,Scale made in the plane 6-6 of FIG became,
Fig. 7 eine schematische, teilweise geschnitte Ansieht einer Raumkühleinrichtung für einenFig. 7 is a schematic, partially sectioned view a room cooling device for one
offenen Zyklus, die die Fliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung dieser Erfindung verwendet, open cycle that the centrifugal piston expander used this invention,
Fig. 8 eine schematische, teilweise geschnitte Ansicht einer Fliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung,8 shows a schematic, partially sectioned view of a centrifugal piston expansion device,
die in Übereinstimmung mit dieser Erfindung aufgebaut wurde, und zwar in erster Linie zum Zweck der Entziehung mechanischer Energie aus einer Druckgasquelle,constructed in accordance with this invention primarily for the purpose of withdrawing mechanical energy a pressurized gas source,
Fig. 9 die Ansicht eines Schnitts, der längs der Ebene 9-9 in Fig. 8 vorgenommen wurde,Fig. 9 is a view of a section taken along the plane 9-9 in Fig. 8;
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-hi·-Hi·
J- Fig. 10 die Ansicht eines Schnitts in vergrößertemJ- Fig. 10 is a view of a section on an enlarged scale
Maßstab längs der Ebene 10-10 in Fig. 8, Fig. 11 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Fliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung, die diese Erfindung verkörpert und zu dem Zweck aufgebaut wurde in erster Linie als Raum-Luftkühleinrichtung zu wirken, v?cbei das Kühl strömungsmittel in einem geschlossenen Zyklus umläuft, Fig. 12 eine teilweise geschnittene SeitenansichtScale along the plane 10-10 in Fig. 8, Fig. 11 is a partially sectioned side view of a Centrifugal piston expander embodying this invention and for the purpose It was built primarily to act as a room air cooling device, with the cooling fluid in a closed one Cycle revolves, FIG. 12 is a partially sectioned side view
einer Fliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung, die diese Erfindung verkörpert und aufgebaut ist, um als Raum-Luftkühleinrichtung zu wirken, wobei Luft als Kühlströmungsmittel in einem 1^ offenen Zyklus verwendet wurde,a centrifugal expansion piston means, this invention is embodied and configured to act as a room-air cooling means with air being used as coolant fluid in a 1 ^ open cycle,
Fig. 13 die s.chematische Ansicht einer abgewandelten Einrichtung, die diese Erfindung verkörpert und Zylinderelemente verwendet, die in Längsrichtung gekrümmte Strömungsmitteldruckkammern13 shows the schematic view of a modified one Apparatus embodying this invention and utilizing cylinder members extending in the longitudinal direction curved fluid pressure chambers
„ _"_
ausweisen,identify,
Fig. 14 eine schematische Ansicht einer weiteren, abgewandelten Einrichtung, die diese Erfindung verkörpert und in Längsrichtung gekrümmte Strömungsmitteldruckkammern verwendet, die allgemein radial angeordnete Endwände aufweisen,14 shows a schematic view of a further, modified one Device embodying this invention and curved longitudinally Uses fluid pressure chambers that have generally radially disposed end walls,
Fig. 15 eine schematische Perspektivansicht einer Vorrichtung, die eine weitere, abgewandelte Ausführungsform dieser Erfindung verkörpert, wobei die Strömungsmitteldruckkammern einen spiraligen Weg bildet, der sich um mehr als 3 60° rund um die Drehachse erstreckt,15 shows a schematic perspective view of a device which shows a further, modified embodiment embodied of this invention, the fluid pressure chambers having a spiral Forms a path that extends more than 3 60 ° around the axis of rotation,
Fig. 16 eine schematische Perspektivansicht einer Einrichtung ist, die eine weitere, abgewandelteFig. 16 is a schematic perspective view of an apparatus which is another modified one
Ausführungsform dieser Erfindung ist, wobei 35Embodiment of this invention is where 35
eine in Längsrichtung gekrümmte Strömungsmittel-a longitudinally curved fluid
druckkammer einen wendeiförmigen, spiraligen Weg bildet, und wobei die Enden einer jeden Druckkammer sowohl .Axial- als auch Radial-pressure chamber forms a helical, spiral path, and with the ends of each Pressure chamber both axial and radial
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
Abstand zueinander aufweisen;Have a distance from one another;
Fig.,17 die vergrößerte Ansicht eines Schnitts durch einen kugelförmigen Kolben λ der in einer Fliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung verwendet ist,Fig. 17 is an enlarged view of a section through a spherical piston λ used in a centrifugal piston expander is,
Fig. 13 die vergrößerte Ansicht eines Schnitts eines
ellipsoidförmigen Kolbens, der in einer
Fliehkraft-Kolbenexpansionse±nr.ichtung verwendbar
ist,
IQ- F.L-; ~.9 ej-^.i schematische Seitenansicht einer anderen13 is an enlarged view of a section of an ellipsoidal piston which can be used in a centrifugal piston expansion direction,
IQ- FL-; ~ .9 ej - ^. I schematic side view of another
Einrichtung, die diese Erfindung verkörpert, FIc3, 20 die Ansicht eines Schnitts, der längs der Ebene 20-20 der Fig. 19 vorgenommen wurde, Fig. 21 die Vergrößerung eines Teilsehnitts, der IcIr-gs der Ebene 21—21 der Fig. 19 vorgenommen Apparatus embodying this invention, Fig 3 , 20 is a view of a section taken along plane 20-20 of Fig. 19, Fig. 21 is an enlargement of a partial section showing IcIr-gs of plane 21-21 of Fig. 19. 19 made
WUres,
Fig. 22 ein schematisches Schaltbild, das eineWUres,
22 is a schematic circuit diagram showing a
Steuer-Betriebsweise für die Einrichtung der Fig. 19 darstellt,19 illustrates control mode of operation for the device of FIG.
Fig. 23 ein schematisches Schaltbild/ das eine andere Steuer-Betriebsweise für die Einrichtung der Fig. 19 darstellt,23 is a schematic circuit diagram / the other 19 illustrates control mode of operation for the device of FIG.
Fig, 24 eine schematische/ teilweise geschnittene Ansicht, die die Anwendung der Einrichtung . der Fig. 19 bis 21 für eine Klimatisierungsanlage mit geschlossenem Zyklus darstellt, Fig. 25 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht der Einrichtung der Fig. 19 bis 2124 shows a schematic / partially sectioned view, which the application of the facility. 19 to 21 for an air conditioning system Figure 25 is a schematic, partially sectioned View of the device of FIGS. 19 to 21
in einer Kühlanlage mit offenem Zyklus SO angewandt ist,is used in a refrigeration system with open cycle SO,
Fig. 26 eine teilweise geschnittene Ansicht einer abgewandelten Form einer Einrichtung, die diese Erfindung verkörpert und Zylinderelemente verwendet, die bogenförmige Längsachsen aufv/eisen, 26 is a partially sectioned view of a modified one Form of device embodying this invention and cylinder members used that have arcuate longitudinal axes,
Fig. 27 die Ansicht eines Teilschnitts in vergrößertem Maßstab von einem abgewandelten Zylinder für eine Einrichtung, die diese Erfindung ver-27 is a partial sectional view, on an enlarged scale, of a modified cylinder for a device that makes this invention
BADORIGINAbBADORIGIN Fig
körpert, mit elektromagnetgesteuerten Einlaß-body, with solenoid-controlled intake
und Auslaßventilen,
Fig. 23 eine teilweise geschnittene, schematische Ansicht einer Klimaanlage mit geschlossenem
Zyklus, die die Zylinder der Fig. 27 umfaßt,and exhaust valves,
FIG. 23 is a schematic view, partially in section, of a closed cycle air conditioner including the cylinders of FIG. 27;
Fig. 29 die schematische Ansicht eines Teilschnitts einer Luftkühlanläge mit offenem Zyklus, die die Zylinderelemente der Fig. 27 umfaßt, Fig. 30 eine schematisches Schaltbild, das eine Steuer-Betriebsweise für die Einlaß- und Aus29 is a partial sectional schematic view of an open cycle air cooling system which comprises the cylinder elements of FIG. 27, FIG. 30 is a schematic circuit diagram showing a Control mode for inlet and outlet
laßventile der abgeänderten Ausführungsformen der Fig. 28 und 29 darstellt,represents the release valves of the modified embodiments of Figs. 28 and 29,
Fig. 31 uie Ansicht eines Schnitts in vergrößertem Maß-31 and a view of a section on an enlarged scale
&.Lab, der den Aufbau eines ovalförmigen Kolben— elements darstellt, das. bei Zylindern anwendbar& .Lab, which builds an oval-shaped flask— elements represents that. Applicable to cylinders
ist, deren Ausbildung in Längsrichtung bogenförmig
ist,
Fig. 37 die Ansicht eines Schnitts in vergrößertemis, the formation of which is curved in the longitudinal direction,
37 shows a view of a section on an enlarged scale
Mabstab, der eine andere Kolbenausbildung darstellt, die für Zylinder verwendbar ist,Mabstab, which has a different piston design represents which can be used for cylinders,
die in Längsrichtung bogenförmig ausgebildet sind,
Fig. 33 eine schematische Ansicht einer Einrichtung, die diese Erfindung verkörpert und ein einziges
Sylinderelement verwendet, das eine längliche, S-förmige Strömungsmitteldruckkammer
bildet r
Fig. 34 die Ansicht eines Schnitts.in vergrößertem.which are curved in the longitudinal direction,
Fig. 33 is a schematic view of a device embodying this invention and a single Sylinderelement used which forms an elongated S-shaped fluid pressure chamber r
34 is a view of a section on an enlarged scale.
Maßstab des freien Kolbens, der in Fig. 33 verwendet wird,Scale of the free piston used in Fig. 33
Fig. 3 5 ein scheinatiscb.es Schaltbild/ das die Steuerschaltung darstellt, die beim Betrieb der Einrichtung der Fig. 33 benutzt wird,Fig. 3 5 is a diagram scheinatiscb.es / illustrating the control circuit which is used during operation of the device of FIG. 33,
Fig. 36 eine schematische Perspektivansicht, die die Verwendung der Einrichtung der Fig. 3 3 als36 is a schematic perspective view illustrating the use of the device of FIG. 3 as a
Klimaanlage darstellt,Air conditioning represents
BAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTEDBAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTED
Fig. 37 eine schematische Perspektivansicht einer Kühleinrichtung mit offenem Zyklus, die die Einrichtung der Fig. 33 verkörpert,37 shows a schematic perspective view of a cooling device open cycle embodying the device of Fig. 33,
Fig. 38 eine schematische Ansicht einer abgewandelten Form einer S-förmigen Strömungsraitteldruck-38 is a schematic view of a modified form of an S-shaped flow beam pressure
kammer, undchamber, and
Fig. 3?j eine schematische Ansicht, die die Benutzung dreier S-förmiger Strömungsmitteldruckkammern darstellt, die an einem einzigen, rotierenden Körper angebracht sind.Fig. 3? J is a schematic view illustrating the use represents three S-shaped fluid pressure chambers attached to a single, rotating Bodies are attached.
Es wird nun auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen; dort isv. eins .Luftkühleinrichtung 1 schematisch ge?ii.ig^f die eine Fliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung varvsnda··:., die diese Erfindung verkörpert. Eine solche Einrichtung umfaßt eine Hohlwelle 2, die durch einen geeigneten Motor (nicht gezeigt) in Drehung versetzt wird. Ein Träger 10 ist. an der Hohlwelle 2 zur gemeinsamen Drehung befestigt. Der Träger 10 kann zwei ruit Axialabstand angeordnete, kreuzförmige Platten 11 und 12 aufweisen, die jeweils an der Welle 2 zur gemeinsamen Drehung mittels Büchsen 13 befestigt sind. Die Platten 11 und 12 des Trägers 10 werden durch mehrere Distanzstäbe 15 in ihrem axialen Abstand ge-Reference is now made to Figures 1 to 3; there isv. one. Air cooling device 1 schematically ge? ii.ig ^ f the one centrifugal piston expansion device varvsnda ··:., which embodies this invention. Such a device comprises a hollow shaft 2 which is rotated by a suitable motor (not shown). A carrier 10 is. attached to the hollow shaft 2 for common rotation. The carrier 10 can have two axially spaced, cruciform plates 11 and 12 which are each fastened to the shaft 2 for common rotation by means of bushes 13. The plates 11 and 12 of the carrier 10 are axially spaced apart by several spacer rods 15.
halten, die jeweils mittels Schrauben 16 befestigt sind, In jeder der vier Ecken der kreuzförmigen Platten 11 und 12 ist ein Zylinder- und Kolbenelement 20 schwenkbar etwa mittels Schrauben 21 befestigt. Der Fachmann erkennt, daß die Anzahl solcher Kolben- undhold, which are each fastened by means of screws 16, In each of the four corners of the cross-shaped plates 11 and 12 there is a cylinder and piston element 20 pivotally fastened for example by means of screws 21. Those skilled in the art will recognize that the number of such piston and
Zylinderelernente, die verwendet wurden, eine Sache der freien Wahl ist, so lange die jeweiligen Kolben- und Zylinderelemente 20 mit gleichem Umfangsabstand rund um die Drehachse des Gehäuses 10 angeordnet sind, um die Anordnung dynamisch ausgewuchtet zu halten.Cylinder learners that were used, one thing is the free choice, as long as the respective piston and cylinder elements 20 with the same circumferential distance are arranged around the axis of rotation of the housing 10 in order to keep the arrangement dynamically balanced.
Wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt jedes Kolben- und Zylirderelement 20 einen Zylinder 21, der eine'.strömungsmi-i teldruckkammer 23 bildet, innerhalbAs best shown in Fig. 2, each piston and cylinder member 20 includes a cylinder 21, the a'.strömungsmi-i teldruckkammer 23 forms within
BAD ORIQINALBATH ORIQINAL
-sawelcher ein Kolben 22 hin- und herbeweglich ist. Der Weg der Wechselbewegung eines jeden Kolbens 22 findet längs jener Linie statt, die einen Radialabstand gegenüber der Drehachse des Trägers 10 aufweist, so daß die Fliehkraft normalerweise jeden Kolben 22 in eine radial außcnliegende Position in Relation zum mitwirkenden Zylinderelement 21 drückt und somit das Volumen der Strömungsmitteldruckkammer 23 auf ein MindestKtr.? verringert. Jeder Kolben 22 ist, in herkörmnlieher Weise mittels einer Verbindungsstange 24 mit dem Ende einer Kurbelstange 25 verbunden. Die Kurbeln 25 sind ihrerseits an einsr Nabe 26 starr befestigt, die zur freien Gszille-.tionsbewagung um die Hohlwelle 2 angebracht ist. Es sollte besonders vermerkt v/erden, daß die Weclvselbewogung- der Kolben 22 auf keine Weise mit der Drehbewegung der Arbeits-Hohlwelle 2 über die Tatsache hinaus verknüpft ist, daß die Drehbewegung der Kolben 20 mn die Drehwelle der .Arbeit swell ε 2 die oben erwähnte, nach außen gerichtete Fliehkraft erzeugt, dxe auf jeden Kolben 22 einwirkt. -sa which a piston 22 is movable to and fro. The path of the reciprocating movement of each piston 22 takes place along that line which has a radial distance from the axis of rotation of the carrier 10, so that the centrifugal force normally pushes each piston 22 into a radially outward position in relation to the cooperating cylinder element 21 and thus the volume of the Fluid pressure chamber 23 to a minimum Ktr.? decreased. Each piston 22 is connected in a conventional manner by means of a connecting rod 24 to the end of a connecting rod 25. The cranks 25 are in turn rigidly attached to a hub 26 which is attached to the hollow shaft 2 for free movement. It should be particularly noted that the reciprocating motion of the piston 22 is in no way linked to the rotational movement of the working hollow shaft 2 beyond the fact that the rotational movement of the pistons 20 is the rotational shaft of the work swell ε 2 above The outwardly directed centrifugal force mentioned is generated which acts on each piston 22.
Ein Verdichter 30 ist an der Welle 2 angebracht. Der Verdichter 3 0 kann jede herkömmliche Form eines Rotationsverdichters aufweisen, mit zwei relativ zu,-A compressor 30 is attached to the shaft 2. The compressor 30 can be any conventional form of one Rotary compressor have, with two relative to, -
2ö einsüider drehbaren Komponenten, mit der Ausnahme, daß die Verdichterkomponeftte 31 , die normalerweise die Auslaß- und Einlaß-Strömungsmittelkanäle enthält, gemeinsam mit der Welle 2 drehbar ist, während die"" andere Komponente des Verdichters 32 ortsfest angebracht ist, wie schematisch an der Stelle 3 2a gezeigt ist. Wie später noch beschrieben wird, wird das Einlaßströmungsmittel für den Verdichter 30 aus einer Öffnung (nicht gezeigt) in der hohlen Bohrung 2a der Hohlwelle 2 eingespeist. Der Auslaß für Druck-2ö single rotatable components, with the exception that the compressor component 31, which is normally the Contains outlet and inlet fluid channels, is rotatable together with the shaft 2, while the "" other component of the compressor 32 is fixedly attached, as shown schematically at point 3 2a is. As will be described later, the inlet fluid for the compressor 30 is made of one Opening (not shown) fed into the hollow bore 2a of the hollow shaft 2. The outlet for pressure
u strömungsmittel aus dem Verdichter 3 0 wird durch mehrere Rohrkupplungen 33 und Leitungen 34 an Ventilköpfe 35 weitergeleitet, die jeweils am Außenende eines jeden Kolben- und Zylinderelements 20 angeordnet u Fluid from the compressor 30 is passed on through a plurality of pipe couplings 33 and lines 34 to valve heads 35, which are each arranged at the outer end of each piston and cylinder element 20
' BAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTED'BAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTED
-53 --53 -
sind. . ^° are. . ^ °
Wie am besten in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt jeder Ventilkopf 35 einen Ringblock 36, der eine Mittelbohrung 3 6a und eine vergrößerte Kammer 3 6b umgrenzt, die rait: einer solchen Bohrung in Verbindung steht. Eir. Vc;,v„\.isitz 37 ist an der Verbindungsstalle der Mir L^-I:. :':ra:-g 36a und der vergrößerten Kammer 36b vorgesehen - und ein Schaftventil 38 wirkt mit dem Veiitiisit;: 17 zusammen, wobei es normalerweise durch eine starke Feder 39 in seine geschlossene Position, in der es aufsitzt, gedrückt wird. Die Feder 39 hält ä'cs Ventil 38 unter Betriebsbedingungen mit maximalem StrÖ^iurigäriittaldruck in der Kammer 23 in geschlossenen Zustand,As best shown in Figure 3, each valve head 35 includes an annular block 36 defining a central bore 36a and an enlarged chamber 36b in communication with one such bore. Eir. Vc;, v "\. Isitz 37 is at the connecting stalls of Mir L ^ -I :. : ': ra: -g 36a and the enlarged chamber 36b provided - and a stem valve 38 cooperates with the valve ;: 17, whereby it is normally urged by a strong spring 39 into its closed position in which it rests. The spring 39 holds ä'cs valve 38 under operating conditions with maximum stroe ^ iurigäriittaldruck in the chamber 23 in the closed state,
Dr.s Schaltventil 38 ist mit einem Schaft 38a versehe-;, der sich in das Innere der Strömungsmitteldruckkamner 23 erstreckt und steht mit -'der Außenfläche 22c'i des -iolbens 22 in Eingriff, wenn dieser Kolben seine äußerste auBenliegende Lage erreicht, in welcher er gegen eine Innenschulter 21a anschlägt, die innerhalb des Zylinders 21 ausgebildet ist. In einer solchen äußeren Endlage wird der Ventilkopf 38b des Schaftventils 38 aus dem Eingriff mit dem Ventilsitz 37 abgehoben. Somit wird Druckströmungsmittel, das vom Verdichter 30 durch die Leitung 34 zugeführt wird, freigesetzt, um in die Druckströmungsmittelkammern 23 einzutreten und eine Kraft auf die außenlieycnde Fläche 22a des Kolbens 22 auszuüben, um als erstes die Äuswärtsbewegung des Kolbens 22 zum Stilltand zu bringen und dann jenen Kolben zu zwingen, sich gegen die Fliehkraft-Vorbc-l:astung, dieDr.'s switching valve 38 is provided with a shaft 38a; which is located in the interior of the fluid pressure chamber 23 extends and stands with -'der outer surface 22c'i des -iolbens 22 engaged when this piston is its reaches the outermost position in which he abuts against an inner shoulder 21a which is formed within the cylinder 21. In such a the valve head becomes the outer end position 38b of stem valve 38 out of engagement with the valve seat 37 lifted. Thus, pressurized fluid, supplied from compressor 30 through line 34 is released to the pressurized fluid chambers 23 to enter and exert a force on the outer surface 22a of the piston 22, to first stop the outward movement of the piston 22 and then to close that piston force yourself against the centrifugal force Vorbc-l: astung that
ihn in einer solchen äußeren-1 Endlage hält, einwärts » ■ zu bewegen.holds it in such an outer 1 end position to move inwards.
Sobald die Fliehkraft des Strömungsmitteldrucks innerhalb der Strömungsmitteldruckkammern 23 die vorbelastende Fliehkraft auf die Kolben 22 überwindet, beginnen die Kolben 22, sich nach innen gegen die Achse der rotierenden Leistungswelle 2 zu bewegen und somit das Druckgas zu expandieren, das in den Strömungsmittel^ druckLararnem 23 enthalten ist. Nachdem jeder Kolben 22 seine Eirxwartsbewegung begonnen hat, sitzt das entsprochende Ventil 38 auf dem Ventil 37 durch die Wirkung der Feder 39 auf, und die Druckgasfüllung ist dann innerhalb der Strömungsmitteldruckkammer 23 eingeschlossen. Eine solche Gasfüllung fährt fort, zu expandieren und den Kolben 22 einwärts zu drücken, bis er rait einer zweiten Anschlagschulter 21b in Eingriff tritt,- die Am Zylinder 21 vorgesehen ist. Eine solche £inv;ärtsbewegung des Kolbens 22 erzeugt eine Winkelgur.u der die Kurbeln tragenden Nabe 26.Once the centrifugal force of the fluid pressure within of the fluid pressure chambers 23 overcomes the preloading centrifugal force on the pistons 22, begin the pistons 22 to move inwardly against the axis of the rotating power shaft 2 and thus to expand the pressurized gas that is in the fluid ^ DruckLararnem 23 is included. After each flask 22 has begun its Eirxwart movement, the corresponding one sits Valve 38 on the valve 37 by the action of the spring 39, and the pressurized gas filling is then enclosed within the fluid pressure chamber 23. Such a gas charge continues to expand and push piston 22 inwardly until he rait a second stop shoulder 21b into engagement occurs - which is provided on the cylinder 21. Such Inv; artic movement of the piston 22 generates an angle belt u the hub 26 carrying the cranks.
In Übertiinstinuramg mit dem Ausführungsbeispiel· dieser Erfindung. das in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, wird das expandierte Gas, das in der Druckströmungsmitteikäüimer 23 enthalten ist, am Ende des einwärtsgerichteten Taktes des Kolbens 22 durch die Ventilwirkuri«T· des Kolbens 22 beim Freilegen mehrerer, mit Umfangsabstand angeordneter Auslaß öffnung en 2.1c abgelassen, die in den Wänden des Zylinders 21 vorgesehen sind. Eine Ringleitung 27 umgibt die Auslaßöffnungen 21c und leitet die expandierte und somit abgekühlte Gasfüllung durch eine Leitung 28 zum Ein-3^ laß eines Wärmetauschers '40, der rund um die Leistungswelle 2 angebracht und gemeinsam mit dieser drehbar ist.In accordance with the embodiment of this invention. 1 to 3, the expanded gas contained in the Druckströmungsmitteikäüimer 23, at the end of the inward stroke of the piston 22 through the valve opening of the piston 22 when exposing a plurality of circumferentially spaced outlet openings en 2.1c which are provided in the walls of the cylinder 21 are drained. A ring line 27 surrounds the outlet openings 21c and guides the expanded and thus cooled gas filling through a line 28 to the inlet of a heat exchanger 40, which is attached around the power shaft 2 and can be rotated together with it.
Der Wärmeaustauscher 4Ό umfaßt ein erstes Endplattenteil 41, das die Enden der Strömungsmittelleitungen 28 aufnimmt. In unmittelbarer Nähe der Endplatte 41 ist eine Sammelleitung 4 2 befestigt, die eine Halterung für mehrere, mit Umfangsabstand angeordnete,The heat exchanger 4Ό comprises a first end plate portion 41 which the ends of the fluid lines 28 records. In the immediate vicinity of the end plate 41, a collecting line 4 2 is attached, which is a bracket for several, circumferentially spaced,
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sich cLXial erstreckende Rohre 43 bildet, die mjt ihren gegenüberliegenden Enden in einer Sammelleitung 44 angebracht sind, die allgemein ähnlich der Sammelleitung 42 ist. Eine zweite Endplatte 4 5 ist an der zweiten Sammelleitung 44 befestigt. Ringkammern 41a und 45ct sind jeweils zwischen der Endplatte 41 und der Sammelleitung 42 'sowie der Endplatte 45 und der Sammelleitung 44 gebildet:. Die Kammer 45 a ist mit der Bohrung 2a der Hohlwelle durch Radialöffnungen 46 verbunden und gestattec es somit dem wiedererwärmten Gas, durch die Bohrung 2a eier Hohlwelle 2 zum Einlaß (nicht gezeigt) des Verdichters 3 0 zu strömen.cLXially extending tubes 43 forms, which with their opposite ends are mounted in a manifold 44 which is generally similar to the manifold 42 is. A second end plate 45 is attached to the second manifold 44. Annular chambers 41a and 45ct are each between the end plate 41 and the manifold 42 'and the end plate 45 and the manifold 44 formed :. The chamber 45 a is connected to the bore 2a of the hollow shaft through radial openings 46 and permits it is thus the reheated gas, through the bore 2a eier hollow shaft 2 to the inlet (not shown) of the compressor 3 0 to flow.
Um die beschriebene Einrichtung als Vorrichtung zur Kühlung oder Klimatisierung von Luft zu verwenden, ist es lediglich erforderlich, eine geeignete Leitung sf ah rung und einen Lüfter vorzusehen, um einen Strom '-»arir.sr Luft seitlich quer zu den rotierendem Wärraaübertragungsrohren 43 zu bewegen. Eine solche herköir-irdiche Rohrführung ist nicht gezeigt, sondern die Strömung der zu kühlenden Luffc wurde schematisch in Fig, I durch Pfeile bezeichnet.To use the device described as a device for cooling or conditioning air, all that is required is a suitable line s guide and a fan to provide a Strom '- »arir.sr air laterally across the rotating Heat transfer tubes 43 to move. Such traditional pipe routing is not shown, but rather the flow of the loofah to be cooled was schematic denoted by arrows in FIG.
Der Betrieb der oben beschriebenen Einrichtung wird dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein. Eine Strömung aus einem geeigneten Kälteströmungsmittel ist in geschlossenem Kreislauf durch die beschriebene Einrichtung gebildet. Es wird mit den Ausgangsanschlüssen 33 des Verdichters 3 0 begonnen; eine solche Strömung erstreckt sich zu den Ventilköpfen 35, die an den Außenenden an jeder Kolben- und Zylinderanordnung 20 vorgesehen sind. Wenn das Schaftventil 38 bis in seine offene Lage vom Kolben 22 angehoben wird, v/enn dieser- an seiner radial äußersten Endlage ° angekommen ist, dann wird eine Druckgasfüllung in die Druckströmungsmittelkammer 23 eingeleitet, die innerhalb eines jaden Zylinders 21 gebildet ist. Eine solche Druckgasfüllung bewirkt die axiale Ver-The operation of the device described above will be readily apparent to those skilled in the art. A flow from a suitable cold fluid is formed in a closed circuit through the device described. It begins with the output connections 33 of the compressor 3 0; such flow extends to valve heads 35 provided at the outer ends of each piston and cylinder assembly 20. When the shaft valve 38 is raised up to its open position by the piston 22, v / hen this- has arrived at its radially outermost end position °, then a charge of compressed gas, is introduced into the pressurized fluid chamber 23 formed within a jaden cylinder 21st Such a pressurized gas filling causes the axial
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lagerung des Kolbens 22 zu einer radial innengelegenen Lage bezüglich der Drehachse der Arbeitswelle 2, und zv/ar gegen die Gegenwirkung der Fliehkraft, die durch die Drehung der Kolben- und Zylinderanordnungen 20 um diese Achse aufgebracht wird. Die Kolben 22 bewegen sich gemeinsam infolge der Tatsache einwärts, daß sie durch Pleuel bzw. Verbindungsstangen 24 und die Kurbeln 25 miteinander verbunden sind, die an der Kurbel-Tragehülse 26 angebracht sind. Somit bleibt die rotierende Anordnung stets dynamisch ausgewuchtet.bearing of the piston 22 to a radially inner one Position with respect to the axis of rotation of the working shaft 2, and zv / ar against the counteraction of the centrifugal force caused by the rotation of the piston and cylinder assemblies 20 is applied around this axis. The pistons 22 move inwardly as a result of the fact that they by connecting rods or connecting rods 24 and the cranks 25 are connected to one another, which are attached to the crank support sleeve 26. Thus the rotating one remains Arrangement always dynamically balanced.
Wenn jener Kolben 22 an seiner innersten Lage ankommt, die durch die Anschlagschulter 21b bestimmt ist, dann werden eis Auslaßöffnungen 21c offengelegt und das expandierte, gekühlte Gas wird durch die Ring-Sammelleitung 27 und die Leitungen 28 zur Einlaßseite des Wärinea^Btausehars 40 gefördert. Die Saugwirkung, die durch den Verdichter 30 ausgeübt wird, unterstützt dies..:; Gitsbawegung. Das expandierte, gekühlte Gas passiert die Wärmeübertragungsrohre 43 des Wärmeaustauschars 40, entzieht der über diese strömenden Raumluft Wärme und wird hierbei erwärmt. Das erwärmte Gas wird durch die Auslaßöffnungen 46 in die' Bohrung 2a der Arbeits-Hohlwelle 2 und dann in den Ströraungsmitteleinlaß des Verdichters 30 eingeleitet.When that piston 22 arrives at its innermost position, which is determined by the stop shoulder 21b, then are exposed ice outlet openings 21c and that expanded, cooled gas is released through the ring manifold 27 and the lines 28 to the inlet side of the Wärinea ^ Btausehars 40 promoted. The suction that exerted by the compressor 30 assists this ..:; Gitsba movement. The expanded, cooled gas passes through the heat transfer tubes 43 of the heat exchanger 40, extracts heat from the room air flowing through it and is heated in the process. The heated gas is discharged through the outlet openings 46 into the ' Bore 2a of the working hollow shaft 2 and then introduced into the flow medium inlet of the compressor 30.
Der spezielle Vorteil der oben beschriebenen Anlage liegt darin, daß während der Expansionsbewegung eines jeden Kolbens 22 durch di'e Druckgasfüllung die Reak-The special advantage of the system described above is that during the expansion movement each piston 22 by the pressurized gas filling the reaction
°® tionskraft des expandierenden Gases auf das außenliegende Ende der Zylinderanordnungen 20 ausgeübt wird, und daß diese Kraft in einer Richtung erfolgt, um die Drehung der Arbeitswelle 2 zu unterstützen. Somit kann der Energiebedarf zum Betreiben dieser ° ® tion force of the expanding gas is exerted on the outer end of the cylinder assemblies 20, and that this force takes place in one direction in order to support the rotation of the working shaft 2. Thus, the energy required to operate this
^° Anlage infolge der Entnahme mechanischer Energie aus der Expansionskraft des Druckgases verringert werden.^ ° System as a result of the extraction of mechanical energy can be reduced from the expansion force of the compressed gas.
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Ea--.ist noch bedeutender, daß es für den erfolgreichen Betrieb einer solchen Anlage nicht erforderlich ist, ein Kältemittel wie etwa Preon zu benutzen, obwohl ein solches Strömungsmittel, falls gewünscht, auch benutze ve."den könnte, um einen Phasenübergang von gasförr.-ig auf flüssig auf gasförmig zu bewirken. Eine beträchtliche Kühlwirkung kann durch die Verwendung von gewöhnlicher Luft als Kältemittel verwendet werden, und deshalb sollte der Begriff "Kältemittel", der in d;r-4 iu::■;..■ rüchen verwendet wird, jedes Gas umfassen, und zwar auch Luft, jedoch bevorzugt ein Gas, das nicht-eziiosiv ist und keine schädlichen Auswirkungen auf die Umgebung ausübt, wenn es infolge einer Störung durch ein Leck in die Umgebungsluft austritt.More importantly, the successful operation of such a system does not require the use of a refrigerant such as Preon, although such a fluid could, if desired, be used to effect a phase transition from gas .-ig to liquid to gaseous A considerable cooling effect can be used by the use of ordinary air as the refrigerant, and therefore the term "refrigerant" in d; r- 4 iu :: ■; .. ■ should smell may include any gas, including air, but preferably a gas that is non-eciotic and will not have harmful effects on the environment if it leaks into the ambient air as a result of interference.
Der Facliiv.i-nn erkennt, daß die oben beschriebene Einrichtung nur einen bestimmten Bereich der Temperatürabsenkung des Kältemittelgases bewirkt, der hauptsächlich dadurch bestirnt wird, inwieweit die Gasrnerge-expandiert: wird.The Facliiv.i-nn recognizes that the facility described above only a certain range of temperature reduction of the refrigerant gas, which is mainly determined by the extent to which the gas energy is expanded.
Wen rs es der Zweck der Einrichtung ist, die Raumkühlung zu bewirken, und der Bereich der Temperaturverringerung in der Größenordnung von 16,7 K(SQ1 F) liegt, dann darf offensichtlich die Temperatur des Druckgases,- das in die Vielzahl von Kolben- und Zylinderelemeaten 20 eintritt, 38°C (1001 F) oder weniger nicht überschreiten, um ein wirksames Ausmaß der Raumkühlung zu erreichen.If the purpose of the device is to cool the room, and the range of temperature reduction is in the order of 16.7 K (SQ 1 F), then obviously the temperature of the compressed gas - which in the multitude of piston- and cylinder elements 20 entering, do not exceed 38 ° C (100 1 F) or less to achieve an effective level of room cooling.
Es ist auch ersichtlich, daß die Wirkung des Verdichters beim Verdichten des wiedererwärmten Gases gleichzeitig die Temperatur des Gases erhöht. Dementsprechend wird es in den meisten Fällen notwendig sein, den Verdichter 30 und den Antriebsmotor für die Arbeitswelle 2 ihrerseits in einem getrennten Raum oder in einer Kammer ° anzubringen, die gegenüber jener Kammer getrennt ist, die gekühlt werden soll, und zwar durch eine geeignete Wand aus warmeisclxerendem Material. Da die Kolben- und Zylinderelemtnte 20 rotieren, ist eine solche WandIt can also be seen that the action of the compressor in compressing the reheated gas is simultaneous the temperature of the gas increases. Accordingly, in most cases it will be necessary to use the compressor 30 and the drive motor for the output shaft 2 in turn to be installed in a separate room or in a chamber ° which is separate from that chamber, which is to be cooled, through a suitable wall made of heat-insulating material. Since the piston and rotating cylinder elements 20 is one such wall
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cim bequciuGten zwischen dem rotierenden Träger 10 und dem Wärmeaustauscher 40 angeordnet, wie dies schematisch durch dcis Bezugszeichen 5 in Fig. 1 bezeichnet ist.Conveniently located between the rotating support 10 and the heat exchanger 40 arranged, as shown schematically is denoted by the reference number 5 in FIG.
Es kann auch erforderlich sein, das verdichtete Gas, das den Verdichter 30 verläßt, durch eine wärrneaustauscherarcige Kühleinrichtung zu schicken, und diese Einrichcur-g sollte an jener Seite der wärmeisolierenden Sperre 5 liegen, die vom Wärmeaustauscher 40 abgewandt ist- Der Lüfter (nicht gezeigt) für irgendeinen solcht3.': gf.skühlenden Wärmeaustauscher kann allerdings durcL die Arbeitswelle 2 angetrieben sein.It may also be necessary to send the compressed gas exiting the compressor 30 through a heat exchanger-like cooling device, and this device should be on that side of the heat-insulating barrier 5 that faces away from the heat exchanger 40 - the fan (not shown ) for any such 3rd heat exchanger, if necessary, can, however, be driven by the working shaft 2.
Bs wird nur. auf Fig. 4 Bezug genommen, in welcher gleiche Et:';u.gszeichen solche Teile bezeichnen, die nit den vorher beschriebenen Teilen übereinstimmen; do:"~t ."st ein. anderes Äusführungsbeispiel dieser Errir-dung gezeigt, welches taktsteuernde Ventile verwendet, die durch die Wech selb ewegung en der die Kurbel:· tragenden Nabe 26 betätigt werdenr um nicht nur die Zufuhr an Druckströmungsmittel zu den Druckströnuiricjsnittelkammern 23 der Kolben- =und Zylindereleraente 20 zu steuern, sondern auch den Auslaß des · kühlen expandierten Gases aus den Druckströmungsmittelkaiiiir.ern 23 während des rückwärts nach außen erfolgenden Hubes bzw. Taktes der Kolben 22 zu steuern. Während nur zwei Kolben- und Zylindergruppen 20 im einzelnen in Fig. 4 gezeigt sind, wird doch daraufBs will only. Reference is made to Fig. 4, in which like E: '; and g marks indicate parts which correspond to parts previously described; do: "~ t." st. Another Äusführungsbeispiel this Errir plication shown which uses clock-controlled valves s by the Wech selb ewegung the crank: be · bearing hub 26 is operated r to not only the supply of pressurized fluid to the Druckströnuiricjsnittelkammern 23 of the piston = and Zylindereleraente 20 to but also to control the outlet of the cool expanded gas from the pressurized fluid channels 23 during the backward outward stroke or stroke of the piston 22. While only two piston and cylinder groups 20 are shown in detail in FIG. 4, attention is drawn to it
^O hingewiesen, daß mehr als zwei solcher Einheiten^ O pointed out that there are more than two such units
. normalerweise verwendet werden, aber die zusätzlichen Einheiten sind nicht gezeigt, um es zu ermöglichen, daß die Zeichnungen deutlich die abgewandelte Ventilanordnung zeigen.. normally used, but the additional units are not shown to enable that the drawings clearly show the modified valve arrangement.
Am Ende der die Kurbeln tragenden Nabe 26 neben der Trägerwand 11 ist ein radialer Flansch 26a vorgesehen. Eine kreisringförmige Nockenplatte 50 ist am Naben-At the end of the hub 26 carrying the cranks next to the support wall 11, a radial flange 26a is provided. An annular cam plate 50 is on the hub
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flansch 26a mittels Schrauben 52 befestigt. Die Nocken- bzw. Steuerplatte 50 ist mit einem axial überstehenden Steuervorsprung 5 0a versehen.flange 26a fastened by means of screws 52. The cam or control plate 50 is provided with an axially protruding Control projection 5 0a provided.
Ein Einlaß-Steuerventilblock 53 ist an der Außenfläche der Platte 11 des rotierenden Trägers 10 befestigt. Der 'v=r:cilbiock 53 umgibt eine Ventilkaminer 54 (Fig. 5), Di« Vov-'-iikariinor 54 bildet einen Ventilsitz 54a, mit de;r. ei>; Schaftventil 54b zusammenwirkt. Das Schaftventil 54b wird normalerweise in seine dichtende Lage bezüglich dem Ventilsitz 54a durch eine Feder 54c gedrückt. Ein Schaftabschnitt 54d des Schaftventils 5-jb ragt durch eine geeignete Öffnung im Ventilblock 53 unä in der Seitenwand 11 des Trägers 10 hindurch, ui:i in Singriff mit dem Steuervorsprung 50a zu gelangen, der an der Nockenplatte 50 vorgesehen ist. Leitungen 34/ diy sich von der Äbgabescite des Verdichters 3 0 aas erstrecken, sind jeweils mit dem Ventilblock 53 verbunden, und zwar in Strömungsmittelverbindung mitAn inlet control valve block 53 is attached to the outer surface of the plate 11 of the rotating support 10. The 'v = r: cilblock 53 surrounds a valve chamber 54 (Fig. 5), The «Vov -'- iikariinor 54 forms a valve seat 54a with the. ei>; Shaft valve 54b cooperates. The shaft valve 54b is normally in its sealing position with respect to the valve seat 54a by a spring 54c pressed. A stem portion 54d of stem valve 5-jb protrudes through a suitable opening in the valve block 53 unä in the side wall 11 of the carrier 10 through, ui: i to come into single grip with the control projection 50a, which is provided on the cam plate 50. Lines 34 / diy extend from the discharge site of the compressor 3 0 aas are each connected to valve block 53, in fluid communication with
^O der Vantilkaiiiiner 54. Eine Auslaß-Sammelleitung 54e d.i.~. Ventilblccks 54 stellt eine Verbindung mit Le.itunc?en 55 her, c-i<? sich ixi Einlaßgehäusc GO erstrecken, die jeweils an den anderen Enden der Kolben- und Zylirideranordnungen 20 anstelle der Ventilblocks 3 5 vorgesehen sirsd, die bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 verwerdet werden. Jedes der Einlaßgehäuse 60 bildet lediglich eine unmittelbare Strömungsmittelverbindung mit der Strömungsmittelkammer 23 des jeweiligen Zylinders 21.^ O der Vantilkaiiiiner 54. An outlet manifold 54e di ~. Valve blocks 54 connect to functions 55, ci <? ixi inlet housings GO extend, which are provided at the other ends of the piston and cylinder arrangements 20 instead of the valve blocks 35, which are used in the embodiment of FIGS. Each of the inlet housings 60 merely forms a direct fluid connection with the fluid chamber 23 of the respective cylinder 21.
Die Einrichtung der Fig. 4 stimmt im übrigen mit jener überein, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Das gekühlte, The device of FIG. 4 otherwise corresponds to that which has been described in connection with the embodiment of FIGS. The chilled,
expandierte Gas könnte aus den radialen öffnungen 21c 35expanded gas could come out of the radial openings 21c 35
dann abgegeben werden, wenn die Kolben 22 ihre innere Endlage erreichen, und dann durch die kreisring-" förmige Sammeilextung 27 und Leitungen 28 zum Einlaß des Wärmeaustauschers 40 geleitet werden. Das wieder-are then released when the piston 22 is their inner Reach the end position, and then through the circular "shaped Sammeilextung 27 and lines 28 to the inlet of the heat exchanger 40 are passed. That again-
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erwärmte Gas würde durch Leitungen 46 in die Bohrung 2a der. Hohlwelle 2 gelenkt, aus welcher es zur Ein~ laßseitc des Verdichters 30 zurückströmt. Der Druckströinungsmittelausgang des Verdichters 30 wird in die Ventilkammer eingeleitet und somit gemeinsam in die Kolben- und Zylimlerelemente 20.heated gas would pass through lines 46 into the bore 2a of the. Hollow shaft 2, from which it flows back to the inlet side of the compressor 30. The pressure fluid outlet of the compressor 30 is introduced into the valve chamber and thus together into the piston and cylinder elements 20.
Fig. 4 stellt jedoch als Älternativlösung ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Erfindung dar, wo ein Talctventil verwendet wird, um die Abgabe des gekühlten, expandierten Gases aus den jeweiligen Druckströmungsraittolkcj.ni;v.ei-n 23 während der längsten Zeit des nach außen erfolgenden Rückwärtshubes der Kolben 22 zu steuern. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß das ge-Xi-"rite Gan unter wirksamen Druck versetzt wird, wenn es zum Wärmeaustauscher 40 strömt, statt auf den Saugünterur'ick des Verdichters 3 0 angewiesen zu seinr wie es der Fall bei den bisher beschriebenen Anwendungsforraen ist.However, Figure 4 illustrates, as an alternative solution, a further embodiment of this invention where a talc valve is used to control the discharge of the cooled, expanded gas from the respective pressure flow channels 23 during the longest time of the outward reverse stroke to control the piston 22. This arrangement has the advantage that the Ge-Xi "rite Gan is added under effective pressure as it flows to the heat exchanger 40, instead of on the Saugünterur'ick of the compressor 3 0 r to be dependent as described in the case of the previously Application forum is.
Ein z'v'eitei- radialer Flansch 26b ist am gegenüberliegenden Ende der die Kurbeln tragenden Nabe 26 vorgesehen und trägt eine Nockenplatte 51 durch geeignete Schrauben 52. Die Nockenplatte 51;ist mit einem axial vorspringenden Steuervorsprung 51a versehen. Ein Steüer-Ventilblock 70 ist in geeigneter Weise an der Außenfläche der Seitenwand 12 des rotierenden Trägers 10 befestigt- Der Ventilblock 70 ist in seiner Funktion ähnlich dem Ventilblock 53 und umgrenzt eine Ventilkammer 71. Die Kammer 71 umfaßt einen Ventilsitz 71a, mit welchem ein Schaftventil 71b zusammenwirkte und zwar unter der Vorspannung einer Feder 71c. Der Schaft 71d des Schaftventils 71b ragt durch geeignete öffnungen im Ventilsitz 70 und in der Seitenwand 12 des ° rotierenden Trägers 10: so vor, daß er periodisch mit dem Steuervorsprung 51a in Eingriff gelangt, wenn die die Kurbeln tragende Nabe 26 bezüglich der rotierenden Arbeitswelle 2 eine oszillierende Bewegung durchführt.A z'v'eitei radial flange 26b is provided at the opposite end of the hub 26 carrying the cranks and carries a cam plate 51 by means of suitable screws 52. The cam plate 51 ; is provided with an axially projecting control projection 51a. A control valve block 70 is suitably attached to the outer surface of the side wall 12 of the rotating support 10. The valve block 70 is similar in function to the valve block 53 and defines a valve chamber 71. The chamber 71 includes a valve seat 71a with which a stem valve 71b cooperated under the bias of a spring 71c. The shaft 71d of the shaft valve 71b protrudes through suitable openings in the valve seat 70 and in the side wall 12 of the rotating support 10: so that it periodically comes into engagement with the control projection 51a when the hub 26 carrying the cranks with respect to the rotating working shaft 2 performs an oscillating movement.
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Die Einlaßabschnitte der Ventilkainnier 71 sind jeweils durch Leitungen 128 mit einem StrömungsmittelsteuerkopE 60 verbunden, der am äußeren Ende eines jeden der Zylinder 22 anstelle des Ventilkopfes 35 befestigt ist, der bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen verwendet wird. Wie am besten in Fig. 6 gezeigt, nimmt der Ströisurg-smittelsteuerkopf 6 0 ein Paar Strömungs™ iaittei^anaie 76 und 77 auf, die mit den Leitungen 56, die Druckgas einspeisen, bzw. den Leitungen 128 für gekühlUiS Gas verbunden sind, die zur Ventilkarninar 71 verlai;"'3n. Der Kanal 77 kann von einer Hülse 78 aus Isoliermaterial umgeben sein, die im Strömungsmittelsteuerkopf 60 angebracht ist. Wenn das Schaftventil 71b crier* ist, dann strömt gekühltes Gas durch die Leitung 1 2S zum Fm!aß des Wärmeaustauschers 40.The inlet portions of the valve channel 71 are respectively through lines 128 with a fluid control head 60 connected, which is attached to the outer end of each of the cylinders 22 in place of the valve head 35 is that in the previous embodiments is used. As best shown in Fig. 6, takes the Ströisurg fluid control head 6 0 a pair of flow ™ iaittei ^ anaie 76 and 77, those with lines 56, which feed in compressed gas or are connected to the lines 128 for cooled gas, which lead to the valve connector 71 verlai; "'3n. The channel 77 can start from a sleeve 78 Be surrounded by insulating material that is mounted in the fluid control head 60. When the stem valve 71b is crier *, then cooled gas flows through the pipe 1 2S to the size of the heat exchanger 40.
iTii Betrieb wird das Auslaßventil 71b normalerweise während der Füllung der Druckströmungsmittelkammern 23 der Zylinder 21 mit Druckgas und während des einwärtsgerlchteten Krafttaktes der Kolben 22 geschlossen gehalten. Wenn die Kolben 2 2 mit ihrem nach außen gerichteten Rückwärtstakt beginnen, dann gelangt das entsprechende Schaftventil 71b in Eingriff mit dem Steuervorsprung 51a und wird in eine offene Lage verlagert. Somit wird der auswärtsgerichtete Rückwärtstakt der Kolben 22 verwendet, um wirksam das gekühlte, expandierte Gas durch die öffnung 72 in den Einlaß des Wärmeaustauschers 40 zu drücken. Von diesem Punkt an ist der Umlauf des Kältegases derselbe wie bereitsIn iTii operation, the exhaust valve 71b is normally during the filling of the pressurized fluid chambers 23 of the cylinders 21 with pressurized gas and during the inward direction Power stroke of the piston 22 is kept closed. When the pistons 2 2 with their outward Start the reverse cycle, then that arrives corresponding stem valve 71b engages the control projection 51a and is displaced into an open position. Thus, the outward reverse stroke of pistons 22 is used to effectively deliver the cooled, forcing expanded gas through the opening 72 into the inlet of the heat exchanger 40. From that point on the circulation of the refrigerant gas is the same as before
°^ vorher im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben. ^ Previously described in connection with the other embodiments of this invention.
In allen Ausführungsformen der Erfindung trägt die Reaktionskraft auf die Zylinder 21, die durch das expandierende Gas erzeugt wird, dazu bei, die Rotationsgeschwindigkeit der Arbeitswelle 2 aufrechtzuerhalten, und ka.m somit den Energiebedarf des Systems verringern. Allerdings wird der Fachmann erkennen,In all embodiments of the invention, the reaction force on the cylinders 21 carried by the expanding gas is generated, helps to maintain the rotational speed of the working shaft 2, and thus ka.m reduce the energy requirements of the system. However, those skilled in the art will recognize
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- cadaß jedes Gas ,auch Luft, als Kalteströmungsmittel ■ verwendet v/erden kann, und daß die Phasenumwandlung eines solchen Gases zur Flüssigphase und zurück nicht wesentlich ist für die Betreibbarkeit der Fliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung. - Ca that any gas, including air, can be used as a cold flow medium, and that the phase transformation of such a gas to the liquid phase and back is not essential for the operability of the centrifugal piston expansion device.
Wenn Luft als Kälteströmungsmittel bei einer Einrichtung 1 verwendet wird, die diese Erfindung verkörpert, ist es nicht erforderlich, daß für Luft ein geschlossene;-" Eyklu« vorgesehen ist. Somit kann, wie am besten in Fig. 7 gezeigt ist, die aus den Strömungsmitteldruckkamiern 23 durch Ring-Sammelleitungen 27 abge-*- gehene,, gekühlte Luft in den zu kühlenden Raurribereich durch Leibungen 7 und Düsenelemente 8 geleitet werden, die sich drehen. Mit einer solchen Anordnung kann eine ρohr wirksame Verteilung der kühlen Luft im Eaumberoich erreicht werden, indem man die Ärbeitswelie 2 in. einer vertikalen Lage nahe der Decke .4 des Rauis.es anordnet und den Rest der Einrichtung 1, und Kwar den Antriebsmotor (nicht gezeigt) , den Ver·*- dichter 30 sowie die Vielzahl rotierender Kolben- und ZyIincLerc-1 csiente 20 ,oberhalb der Decke 4 des zu kühlenden Raumes angeordnet. Die zurückgeführte Luft kann bequem vom offenen Ende der Arbeitswelle 2 aufgenommen werdenr an deiti eine konische Leitfläche 9 angebracht ist.When air is used as the refrigerant fluid in a device 1 embodying this invention, it is not necessary that air be closed ; - "Eyklu" is provided. Thus, as best shown in FIG. 7, the cooled air discharged from the fluid pressure chambers 23 through ring manifolds 27 into the Raurrib area to be cooled can through soffits 7 and nozzle elements 8 With such an arrangement, an effective distribution of the cool air in the room can be achieved by arranging the working area 2 in a vertical position near the ceiling .4 of the room and the rest of the facility 1 , and Kwar the drive motor (not shown), the compressor 30 and the multitude of rotating piston and cylinder cylinders 20, arranged above the ceiling 4 of the room to be cooled 2 are recorded r on deiti a conical guide surface 9 is attached.
Es wird nun auf die Fig. 8 und 9 Bezug genommen; ein anderes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist dargestellt, das eine Fliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung A1 zum Entziehen von Wärme und mechanischer Energie aus einem Druckgas umfaßt. Eine solche Einrichtung ist an einer kreisförmigen Platte A10 angebracht, welche ihrerseits auf eine Welle A2 aufgekeilt ist, die durch einen geeigneten elektrischen oder strömung smittelbetriebenen Startermotor A3 betrieben wird. Eine herkömmliche Strömungsmittelwellenkupplung A4 bewirkt die Zufuhr von Druckströmungsmittel zur Ein-Reference is now made to Figures 8 and 9; a Another embodiment of this invention is shown which is a centrifugal piston expander A1 for extracting heat and mechanical energy from a compressed gas. Such a facility is attached to a circular plate A10, which in turn is keyed onto a shaft A2, which by a suitable electrical or current medium-powered starter motor A3 is operated. A conventional fluid shaft coupling A4 causes the supply of pressure fluid to the inlet
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richtuny,und zwar aus einem orbsfesten Speiserohr durch einen hohlgebohren Abschnitt A2a der Welle A2 und in einen Verteiler A6. Die expandierten und gekühlten Abgase werden aus der Einrichtung durch eine herkömmliche Strömungsmittel-Wellenkupplung A5 entfernt 'jnd in ein ortsfestes Ablaßrohr A5a eingespeist. Die Äi:-Ia Skupplung A5 steht mit einem anderen hohlen Abschnitt A2b der Welle A2 in Verbindung, welche allerdings durch eine geeignete Sperre (nicht gezeigt) gegenüber äera hohlgebohren Abschnitt A2a isoliert istr der die unter Druck gesetzten Einlaßgase aufnimmt. Der vvellerbohrungsabschnitt A2b steht mit einem Auslaη-Ga3sammler A5b in Verbindung.Richtuny, from an orbs-proof feeding tube through a hollow bored section A2a of shaft A2 and into a manifold A6. The expanded and chilled Exhaust gases are removed from the device by a conventional fluid shaft coupling A5 'and fed into a stationary drain pipe A5a. The Äi: -Ia coupling A5 stands hollow with another Section A2b of shaft A2 in connection, which, however, is secured by a suitable lock (not shown) insulated from aera hollow bored section A2a isr that receives the pressurized inlet gases. The vvellerbohrungsabschnitt A2b is with an outlet Ga3sammler A5b in connection.
Mehrere 2yl?.nderelemente A20 sind starr an einer rotierenden Trägerplatte A10 angebracht. Jedes solche Zylirii3::elti?-iant bildet eine Strömungsmitteldruckkairuner A20a. die eine Längsachse aufweist, die sich von einen Funkt nahe der Drehachse des Trägers A10 zu einem Punkt erstreckt, der radial von der Drehachse entfernt ist. Jede Längsachse der Zylinder A20 ist allerdings nicht radial bezüglich der Drehachse der Welle A2 angeordnet, sondern weist zu dieser einen Abstend auf.Several 2-cylinder changing elements A20 are rigidly attached to one rotating support plate A10 attached. Any such Zylirii3 :: elti? -Iant forms a fluid pressure kairuner A20a. which has a longitudinal axis that extends from a point near the axis of rotation of the beam A10 extends to a point radially from the axis of rotation. Each longitudinal axis of the cylinder is A20 however, not arranged radially with respect to the axis of rotation of the shaft A2, but points to this one Evening up.
Ura die Leistung der Einrichtung A1 zu optimieren, sind so viele Zylinder A20 an der rotierenden Trägerwelle A10 angebracht, wie nur irgendwie dort untergebracht werden können. Die exakte, verwendete Anzahl hängt von einer Anzahl von Konstruktionsfaktoren ab, wie etwa dem Druck des Gases, das zum Antrieb der Einheit zur Verfügung steht, dem Raum, der zur Aufnahme der Einheit zur Verfügung steht, der gewünschten Drehgeschwindigkeit und den Gewichtsbegrenzungen für dieseIn order to optimize the performance of the device A1, there are so many cylinders A20 on the rotating carrier shaft A10 attached, just like somehow housed there can be. The exact number used will depend on a number of design factors such as about the pressure of the gas that is available to drive the unit, the space that is used to accommodate the Unit is available, the desired speed of rotation and the weight limits for this
^° Einheit. Es ist ersichtlich, daß, je größer der Durchmesser der einzelnen Zylinder Λ20 ist, desto kleiner auch die Gesamtz hl solcher Zylinder ist, die an der Trägerplatte A10 angebracht werden können. In ähnlicher^ ° unit. It can be seen that the larger the diameter of the individual cylinder is Λ20, the smaller the total number of such cylinders that are part of the Carrier plate A10 can be attached. In a similar way
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Weise erhöht die Länge der Zylinder A20 wesentlich · die Fliehkräfte, die auf solche Zylinder einwirken, und macht somit eine Erhöhung des Gewichts und der Festigkeit der Zylinderkomponente Ä20 erforderlich, sowio auch der Träger-Montageplatte A10 und der kraftgetriebenen Welle A2. Bei dem speziellen, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs solcher Sylindereinheiten A20 gezeigt, und sie sind je".\:ei.ls en dar Trägerplatte A10 durch verschraubte Bänder A21 befestigt.Way increases the length of the cylinder A20 significantly · the centrifugal forces acting on such cylinders, and thus makes an increase in the weight and strength of the cylinder component Ä20 necessary, as well as the carrier mounting plate A10 and the power-driven shaft A2. In the particular, illustrated in the drawings embodiment six such Sylindereinheiten A20 are shown, and they are each "\:. Ei.ls en carrier plate is secured by bolted A10 A21 bands.
Ein freier Kolben A25 ist in jeder der Bohrungen A20a befestigt, die von den Zylindern A20 gebildet werden und zwar iur abgedichteten Verschiebebewegung längs dieser Bohrungen. Da die Bohrung A20a eine -zylindrische Ausbildung aufweist, können herkömmliche Kolbenringe (nicht gezeigt) an den Kolben A25 verwendet werden, es ]zönnsn aber die Kolben auch mit einem äußeran überzug aus einem organischen Material versehen ■·■,-.-rdexi, das gute Schmier- und Dichtungseigen- schai-ciii aufweist, wie etwa -Polytetrafluorethylen, das ur.tssi" dem DuPont-Warenzeichen "Teflon" verkauft wird,oder ein Perfluorelastomer,das unter dem DuPont-Waren seichen. "Kalrez" verkauft wird.A free piston A25 is mounted in each of the bores A20a formed by the cylinders A20 for sealed sliding movement along these bores. Since the hole A20a having a -Cylindrical training, conventional piston rings (not shown) may be used to the piston A25, it] provided but zönnsn the piston with a coating of an organic material äußeran ■ ■ ·, -.- rdexi that having good lubricating and Dichtungseigen- Schai-ciii, such as polytetrafluoroethylene, which ur.tssi "the DuPont trademark" Teflon "is sold, or a perfluoroelastomer piss DuPont under the merchandise." Kalrez "is sold.
Die radiale Einwärtsbewegung eines jeden Kolbens A25 ist durch einen Schnappring A20b begrenzt, der im jeweiligen Zylinder A20 angebracht ist, und die Auswärtsbewegung durch eine Schulter A20c. Am AußenendeThe radial inward movement of each piston A25 is limited by a snap ring A20b, which is in the respective cylinder A20 is attached, and the outward movement by a shoulder A20c. At the outer end
^Q eines jeden Zylinders A20 ist ein auswärtsvorspringender Flansch A20d vorgesehen, um es zu ermöglichen, daß eine Ventileinheit A35 hieran durch geeignete Schrauben A35a befestigt wird. Jede Ventileinheit A3 5 (Fig. 10) umfaßt einen ringförmigen Block A3 6, ^ Q of each cylinder A20 is a auswärtsvorspringender flange A20d provided to allow a valve unit A35 is secured thereto by suitable screws A35a. Each valve unit A3 5 (Fig. 10) comprises an annular block A3 6,
der eine Mittelbohrung A36a sowie eine vergrößerte Ventilkammer A36b begrenzt, die mit einer solchen Bohrung in Verbindung steht. Ein Ventilsitz A37 ist an der Verbindungsstelle der Mittelbohrung A36aone central hole A36a and one enlarged one Limits valve chamber A36b, which is in communication with such a bore. A valve seat A37 is at the junction of the center hole A36a
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und der vergrößerten Kammer A36b vorgesehen, und ein Schaftventil Λ38 wirkt mit dem Ventilsitz A3 7 zusammen und wird normalerweise durch eine starke Feder A38d in eine geschlossene, dichtende Stellung gedrückt. Die Feder A38d hält das Ventil A38 in seinerand the enlarged chamber A36b, and a Shaft valve Λ38 works together with valve seat A3 7 and is normally urged to a closed, sealing position by a strong spring A38d. The spring A38d holds the valve A38 in its
gerchlc£-eri_iri Stellung, und zwar auch während Betriebsedir.j'.-!Tic-i-:; mit maximalem Strömungsmitteldruck in dergerchlc £ -eri_iri position, even during company dir.j '.-! Tic-i- :; with maximum fluid pressure in the
A20a.A20a.
Das Seii-ftventil A38 ist mit einem Schaft A38a versehen... der sich in das Innere der Strömungsmitteldruckkamirer A20a des jeweiligen Zylinders A20 erstreckt, ur/d 3-ueht mit der Außenfläche A25a eines Kolbens A25 in Eingriff, wenn dieser Kolben seine äußereThe valve A38 is provided with a stem A38a ... which is located in the interior of the fluid pressure chamber A20a of the respective cylinder A20 extends, ur / d 3-flush with the outer surface A25a of a piston A25 engaged when this piston is its outer
1^ Endlage erreicht hat, in welcher er gegen die Innenschulter A20c anschlägt, die innerhalb des Zylinders A2G gebildet ist. In einer solchen äußeren Endlage wird der Ventilkopf A38b des Schaftventils 1 ^ has reached the end position in which it strikes against the inner shoulder A20c, which is formed within the cylinder A2G. In such an outer end position, the valve head A38b becomes the stem valve
A35 vein Eingriff mit dem Ventilsitz A37 angehoben. 20A35 is raised in engagement with the valve seat A37. 20th
Druckgas wird der Ventilkammer A36b durch eine Leitung A6a zugeführt, welche mit dem Gasverteiler A6 verbunden ist, der konzentrisch an der gegenüberliegenden FlächePressurized gas is supplied to the valve chamber A36b through a conduit A6a supplied, which is connected to the gas distributor A6 which is concentric on the opposite face
der Hontagsplatte A10 angebracht ist. Wie bereits vor-25 the honing plate A10 is attached. As before-25
her erwähnt, wird das Druckgas im Verteiler A6 durch die Strömungsmittelkupplung A4 und den hohlgebohrten Abschnitt A2a der rotierenden Arbeitswelle A2 zugeführt. Mentioned ago, the pressurized gas in the manifold A6 is through the fluid coupling A4 and the hollow-bored one Section A2a of the rotating output shaft A2 is supplied.
Aus der bisher erfolgten Beschreibung ist ersichtlich, daß sich die Kolben A25 in ihre äußeren Lagen in den jeweiligen Druckströmungsmittelkammern A20a durch die Fliehkraft bewegen, die durch die Drehung de.r Arbeitswelle A2 vom Anlassermotor A3 erzeugt wird.From the description made so far it can be seen that that the pistons A25 in their outer positions in the respective pressure fluid chambers A20a move the centrifugal force generated by the rotation of the working shaft A2 from the starter motor A3.
Wenn jeder Kolben A25 sich seiner äußersten Stellung nähert, dann tritt er in Berührung mit dem nach innen vorspringenden Ventilschaft A38a und bewegt das Ventil A38 in seine offene Stellung, und zwar gegen dieWhen each piston A25 moves to its extreme position approaches, it comes into contact with the inwardly projecting valve stem A38a and moves the valve A38 into its open position, against the
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Vorspannung der Feder A38d. Sorait wird eine Füllung aus Druckgas in das äußere Ende der Zylinderkantnner A20a eingeleitet, um die Auswärtsbewegung des Kolbens anzuhalten, und es wird dann, wenn der Druck einer solchen. Füllung hoch genug ist, jeder Kolben A25 einwärts durch die Kraft bewegt v/erden, die durch ein solches Gas erzeugt wird. Es ist ersichtlich, daß, wenn sich jeder Kolben A25 einwärts bewegt, die Fliehkraft, die auf den Kolben einwirkt, abnimmt, so daß dann, wenn die Einwärtsbewegung erst einmal in Gang gesetzt is.t, sie sich auch fortsetzt.Preload of spring A38d. Sorait becomes a filling from pressurized gas into the outer end of the cylinder socket A20a initiated the outward movement of the piston to stop, and it will be when the pressure of such. Fill is high enough, each piston A25 inward moved by the force generated by such a gas. It can be seen that, when each piston A25 moves inward, the centrifugal force, which acts on the piston decreases, so that once the inward movement has started is set, it continues.
Wie bereits vorher erwähnt, wird die Reaktionskraft der Füllung aus Druckgas auf die Endwand der Druckströit.ur.gsEii ctelkammer A2öa ausgeübt. Diese Kraft ist schalttafel sch in der Fig. 9 durch den mit F_ bezeichneten Pfeil dargestellt. Es ist ersichtlich, daü de:.· wirksame Drehmoment, das von der Kraft F ausgeübt wird, das Produkt aus einer solchen Kraft und. ΰ-air. Abstand R ist, der' zwischen der Achse der " Druckst.röütungs:nittelkainmer A20a und der Drehachse des hohlen Trägers A10 und der Welle A2 ist.As already mentioned before, the reaction force of the filling of pressurized gas is exerted on the end wall of the Druckströmit.ur.gsEii ctelkammer A2öa. This force is shown in the control panel in FIG. 9 by the arrow labeled F_. It can be seen that:. · Effective torque exerted by the force F, the product of such a force and. ΰ-air. Distance R is the 'between the axis of the "Druckst.röütungs: nittelkainmer A20a and the axis of rotation of the hollow beam A10 and the shaft A2.
Wenn der Kolben A25 mit seiner Bewegung nach innen ^"J anfälligtf dann gestattet er es dem Schaftventil A38, zu schließen und somit die Füllung am Druckgas einzuschließen. Dieses Gas expandiert und kühlt dann ab,, während es auf den Kolben A25 einwirkt, um ihn nach innen zu treiben. Das expandierte, gekühlte °υ Gas wird durch ein zweites Ventilelement abgegeben, das eine Anzahl radialer Öffnungen A20e aufweist, die in der Zylinderwand ausgebildet sind und vom Kolben A25 unmittelbar, bevor dieser das Ende seines einwärtsgerichteten Hubes erreicht, freigelegt werden. Eine ringförmige Sammelleitung A27 ist rund um die Auslaßöffnungen A20e angeordnet und führt die expandierte und somit abgekühlte Gasfüllung durch eine Leitung A27a und somit bis zum Abgassammler A5b undWhen the piston A25 with its inward movement ^ 'J f prone t he allows the shaft valve A38 to close and therefore the filling of the compressed gas include. Expanding this gas, and then cooled ,, while it acts on the piston A25, him to push inward. the expanded, cooled ° υ gas is discharged through a second valve member having a number of radial openings A20e that are formed in the cylinder wall and the piston A25 immediately before it reaches the end of its inwardly directed stroke, An annular collecting line A27 is arranged around the outlet openings A20e and leads the expanded and thus cooled gas filling through a line A27a and thus to the exhaust manifold A5b and
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zur ortsfesten Abgasleitung A5a durch die Strömungsmittelkupplung A5.to the stationary exhaust pipe A5a through the fluid coupling A5.
Wenn es erwünscht ist, die leistungserzeugenden Eigenschäften der oben erwähnten Einrichtung zu optimieren, dann ist es ersichtlich, daß, je mehr· Druckgas in jede Druckströmungsmittelkammer A20a eingeleitet werden karir, 3.ich desto größer die Reaktionskraft sein wird und defvcigen auch die Drehung, die ein Drehmoment erzeuge., das auf den drehbaren Träger A10 und dia Well.s ~2 ausgeübt wird. In Übereinstimmung mit dieser Erfindung ist ein herkömmlicher, einstellbarer Dämpfung^behälter A39 (Fig. 10) vorgesehen, urn wahlveiBe aar. Maß der Rückführung des Schaftventiles A38 in seine vollabdichtende Liige zu steuern und somit den Zeitraum zu verlängern, während welchem es einem Druckgas gestattet ist, in die Druckströmungsrnittel-kair.~ier A20a einzutreten. Der Dämpfungsbehälter A39 umfaßt eine ölgefüllte Kammer A39a, die im Block A36 ausgebildet ist, worin ein Kolben A39b verschieblich raitwirkt. Der Kolben A39b ist seinerseits an einem" nach außen ragenden Schaft A38c befestigt, der an der Außenfläche des Schaftventils A38 vorgesehen ist. Ein einstellbares Strömungsrückschlagventil A3 9c ist in einer Umgehungsöffnung angebracht, die im Kolben A39b vorgesehen ist, und gestattet auf herkömmliche Weise die freie Strömung des Strörnungsmittels durch den Kolben A39b während der Auswärtsbewegung des Schaftventils A38, liefert aber einen gehemmten Durchgang für jede Strömungsmittelströmung, wenn das Schaftventil A38 versucht, in seine innenliegende Dichtungsposition zurückzukehren. Somit kann die Länge der Zeit, während welcher die Druckströmungsmittelkainmer A20a mit einer Druckgasquelle verbunden ist, in bequemer Weise dadurch verändert werden, daß man die Einstellung des einstellbaren Rückschlagventils A39c ändert.If it is desired to optimize the power generating properties of the above-mentioned device, then it can be seen that the more pressurized gas that is introduced into each pressurized fluid chamber A20a , the greater the reaction force and rotation that will be generate a torque that is exerted on the rotatable carrier A10 and dia Well.s ~ 2. In accordance with this invention, a conventional adjustable dampening cup A39 (Fig. 10) is provided, of choice. To control the extent to which the stem valve A38 is returned to its fully sealing position and thus to extend the period of time during which a pressurized gas is permitted to enter the pressurized flow medium through A20a. The damping container A39 comprises an oil-filled chamber A39a formed in the block A36, in which a piston A39b slidably operates. The piston A39b, in turn, is attached to an "outwardly projecting stem A38c provided on the outer surface of the stem valve A38 Flow of fluid through piston A39b during outward movement of stem valve A38, but provides an obstructed passage for any fluid flow when stem valve A38 attempts to return to its inboard sealing position. Thus, the length of time that pressurized fluid chamber A20a with a source of pressurized gas can be conveniently changed by changing the setting of the adjustable check valve A39c.
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Es wird nun auf Fig. 11 Bezug genommen, in welcher gleiche Bezugszeichen entsprechende Anordnungen darstellen; dorc ist die Fliehkraft-Kolbenexpansionseinrichtung A1 gezeigt, die zur Funktion als Raumlufb-Kühleinrichtung angeschlossen ist, wobei sich ein Kälteströmungsmittel in einem geschlossenen Zyklus in Um?.auf befindet. Das Kai te strömungsmittel kann irgendeines der bekannten Kältegase umfassen, wie etwa Fr-üon, kann aber auch ein gewöhnliches Gas oder Luft bilden, da der verwendete Kühlungszyklus nicht die Umwandlung des Gases in eine Flüssigkeit und umgekehrt als Teil des Kühlungszyklus erfordert. Reference is now made to FIG. 11 in which like numerals represent corresponding arrangements; dorc is the centrifugal piston expansion device A1 shows the function as a room air cooling device is connected, wherein a refrigerant fluid is in a closed cycle in around? .on is located. The quay fluid can be any the known refrigerant gases, such as Fr-üon, but can also be an ordinary gas or air form, as the cooling cycle used is not the Requires conversion of the gas to a liquid and vice versa as part of the refrigeration cycle.
Ein V'ar-ieaustauscher A40 ist um die Arbeitswelle A2 ' drehbar " angebracht. Leitungen A28 sind vorgesehen.-die jede ringförmige Sammelleitung A27, die jeweils die gekühlten, expandierten Gasfüllungen aufnohinen« mit dem Einlaß des Wärmeaustauschers A4 0 verbinden. Der Wärmeaustauscher A40 weist ein erstes EaOn:.attenteil A41 auf, weiches die Enden der Strörau.rigs^ii:tc-lleitungen A28 aufnimmt. In unmittelbarer Fachba.r3ci.aft zur Endplatten A41 ist eine Sammelleitung A42 vorgesehen, welche eine Halterung für mehrere, mit üsifangsabstand angeordnete, sich axial erstreckende Rohre ΙΛΖ bildet, die mit ihren gegenüberliegenden Enden in einer Sammelleitung A44 angebracht sind, die ähnlich zur Sammelleitung A42 ausgebildet ist. Eine ζ v/ei te Endplatte A45 ist an der zweiten Sammelleitung A44 befestigt. Ringförmige Kammern A41a und A45a sind entsprechend zwischen der Endplatte A41 und der Sammelleitung A42 bzw. zwischen, der Endplatte A45 und der Sammelleitung A44 angebracht. Die Kammer A45a ist ηit der Bohrung A2'a der Hohlwelle A2' durch radiale Öffnungen A46 verbunden, die somit es demA heat exchanger A40 is rotatably mounted about the working shaft A2 '. Lines A28 are provided. - The heat exchanger A40 has a first EaOn : .attteil A41, which receives the ends of the Strörau.rigs ^ ii: tc-l lines A28. In the immediate compartment to the end plates A41 a collecting line A42 is provided, which a holder for several, with a catch distance arranged, axially extending tubes ΙΛΖ , which are mounted with their opposite ends in a manifold A44, which is formed similar to the manifold A42. A ζ front end plate A45 is attached to the second manifold A44. Annular chambers A41a and A45a are respectively attached between the end plate A41 and the manifold A42 or between the end plate A45 and the manifold A44 A45a is ηit the bore A2'a of the hollow shaft A2 'connected by radial openings A46, which thus it the
3^ wiedererwärmten Gas gestatten, durch die Bohrung A2'a der Hohlwelle A2' zum Einlaß der rotierenden Verdichtereinheit A30 zu strömen, die an der anderen Seite der kreisförmigen Montageplatte A10 in jener LageAllow 3 ^ reheated gas to pass through the hole A2'a the hollow shaft A2 'to the inlet of the rotating compressor unit A30 to flow on the other side the circular mounting plate A10 in that position
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angebracht ist, die vorher vom Druekga ever boiler Λ6 eingenommen wurde. Die ortsfesten Abschnitte A32 der; Verdichters A30 sind an einer Halterung A32a angebracht, Der Auslaß des rotierenden Verdichters Ä30 ist liDer Laitungen A34 mit den Einlv Böff nurigen verbunden , die in den Seitenwänden der Ventileinheiten A35 vorgesehen sind.installed beforehand by the Druekga ever boiler Λ6 was taken. The stationary sections A32 of the; Compressor A30 are attached to a bracket A32a, the outlet of the rotary compressor Ä30 is connected liDer Laitungen A34 with the Einlv Böff nurigen in the side walls of the valve units A35 are provided.
Or·-, die beschriebene Einrichtung bei einer Vorrichtung £--'v· T*l;r-"=.ii,i oder Klimatisieren von Luft zu verwenden, ist £o iüdiglich erforderlich, eine geeignete Verrchrnr'·- und einen Lüfter vorzusehen, um einen Strom warmer L-uft seitlich über die rotierenden Wärrneübertrö.guna3/obre A43 hinweg zu bewegen. Eine solche horkö'xr'liciie Verrohrung ist nicht gezeigt, sondern clex S tr on; der zu kühlenden Luft wurde schema ti sch in Fig. 11 durch .Pfeile bezeichnet.To use the device described in a device £ - ' v * T * l; r - "=. Ii, i or air conditioning, all that is required is a suitable controller and a fan to move a stream of warm air laterally over the rotating heat exchangers / upper A43. Such a harmonious piping is not shown, but rather complex ; the air to be cooled is shown schematically 11 denoted by arrows.
Der Betrieb der oben beschriebenen Einrichtung wird ohn-v- weiteres dem Fachmann ersichtlich .Durch die besen.; !.ebene Einrichtung wird ein geschlossener Umlauf strom aus einem geeigneten Kälteströmungsmittel gebildet. Es wird mit den Ausgangsanschlüssen A33 des Verdichters A3Q begonnen; ein solcher Strom erstreckt sich durch Leitungen A34 bis zu den Ventilköpfen A35, die an den Außenenden der ZyIindereleiaente A20 vorgesehen sind. Wenn jedes Schaftventil A38 in seiner offenen Lage durch den entsprechen den freien Kolben A25 angehoben wird, wenn dieser i. in seiner äußersten, radial außenliegenden Stellung angekommen ist, dann wird eine Füllung aus. Druckgas in die Druckströrnungsmittelkammer A20a eingespeist, die innerhalb eines jeden Zylinders A20 gebildet ist. Eine solche Füllung aus Druckgas bewirkt die axiale Bewegung der freien Kolben A2 5 zu einer- radial innenliegenden Stellung bezüglich der Drehachse der Arbeitswelle A21, und zwar entgegen der Gegenwirkung der Fliehkraft, iie von der Drehung der Kolben umThe operation of the device described above will ohn-v- further apparent to the person skilled in the art broom.; !. level facility becomes a closed circuit stream formed from a suitable refrigerant fluid. It is connected to the output connections A33 of the A3Q compressor started; such a stream extends through lines A34 up to the valve heads A35, which are attached to the outer ends of the cylinder elements A20 are provided. When each stem valve A38 is in its open position through the correspond the free piston A25 is raised when this i. arrived in its outermost, radially outward position then a filling will be made. Pressurized gas fed into the pressurized fluid chamber A20a, which is formed within each cylinder A20. Such a filling of compressed gas causes the axial Movement of the free piston A2 5 to a radially inner position with respect to the axis of rotation of the working shaft A21, against the counteraction of centrifugal force, iie from the rotation of the pistons
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diese Achse aufgebracht wird.this axis is applied.
Wenn jeder freie Kolben Λ25 an seiner radial am weitesten innenliegenden Stellung angekommen ist, {3 v/ie sie ehwa durch den Anschlagring A20b bestimmt ist, dann werden die Auslaßöffnungen A20e geöffnet, und das expandierte, abgekühlte Gas wird somit durch die ki oisringförmige Sammelleitung Λ27 und die Leitungen A28 zur Einiaßseite des Wärmeaustauschers A40 geleitet. Die vom Verdichter A30 ausgeübte Saugwirkung unterstützt.diese Gasbewegung* Das expandierte, abgekühlte Gas passiert die Wärmeübertragungsrohre A43 des Vvärir.eciustauschers A40, wobei es Wärme aus der Raumluft aufnimmt, die über diese Rohr hinwegstreicht, und wird hierbei erwärmt. Das wiedererwärmte Gas wird durch die Auslaßöffnungen A46 in die'Bohrung A2'a der hohlen Arbeitswelle A2' und dann in den Strömungsmittel einlaß des Verdichters A30 geleitet. .When each free piston Λ25 has reached its most radially inward position, {3 v / how it is determined by the stop ring A20b, then the outlet ports A20e are opened, and the expanded, cooled gas is thus passed through the ki ois ring-shaped manifold Λ27 and the lines A28 routed to the inlet side of the heat exchanger A40. The suction exerted by the compressor A30 supports this gas movement * The expanded, cooled Gas passes through the heat transfer pipes A43 of the Vvärir.eciustauschers A40, whereby there is heat from the Absorbs room air that passes over this pipe, and is heated in the process. The reheated gas is through the outlet openings A46 in the'Bohrung A2'a of hollow output shaft A2 'and then into the fluid inlet of the compressor A30. .
Der Hciuptvorteil der oben beschriebenen Einrichtung besteht darin, daß während der Expansionsbewegung eines jedan Kolbens A25 infolge der Druckgasfüllung die Reakt :.onskraf t des expandierenden Gases auf das außenliegende Ende der Strömungsmitteldruckkammer A20a ausgeübt, wird, und daß diese Kraft in einer Richtung erfolgt, um zur Drehung der Arbeitswelle A2 beizutragen. Somit können die Energiebedürfnisse zum Betreiben dieser Anlage infolge der Entziehung mechanischer Energie aus der Expansionskraft des Druckgases verringert werden. Es ist noch wesentlicher, daß die Anzahl bewegter Teile deutlich verringert wurde.The main advantage of the facility described above consists in the fact that during the expansion movement of each piston A25 as a result of the pressurized gas filling the React: .ons force of the expanding gas on the outside The end of the fluid pressure chamber A20a is exerted, and that this force is in one direction takes place to contribute to the rotation of the output shaft A2. Thus, the energy needs to operate this system as a result of the withdrawal of mechanical energy from the expansion force of the compressed gas be reduced. More importantly, the number of moving parts has been significantly reduced.
Der Fachmann wird erkennen, daß die oben beschriebene Einrichtung nur einen bestimmten Bereich der Tempera-3^ turverringerungdes Kältegases bewirkt, was in erster Linie bestimmt ist durch das Maß, um welches das Gas expandiert wird. Wenn es der Zweck der Einrichtung ist die Raumkühlung zu bewirken, und der Bereich derThe skilled artisan will appreciate that the device described above results in 3 ^ turverringerungdes refrigerant gas only a certain range of temperature, which is determined primarily by the extent to which the gas is expanded. If the purpose of the facility is to effect room cooling, and the area of the
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Temperaturverringerung in der Größenordnung von 16,7 K liegt, dann ist es ersichtlich, daß die Temperatur des Druckgases, das in die Vielzahl von Kolben- und ZyIindereiementen A20 eintritt, nicht 380C überschreiten darf oder weniger betragen.kann, um jedes wirksame Haß der Raumkühlung zu ergeben.Temperature decrease in the order of 16.7 K, then it is apparent that the temperature of the pressurized gas, entering into the plurality of piston and ZyIindereiementen A20, may not exceed 38 0 C or less betragen.kann to any effective hatred to result in room cooling.
Es ist auch ersichtlich, daß die Wirkung des Verdichters Λ.7 0 büira Verdichten des wiedererwärmten Gases zwangsläufig die Temperatur des Gases erhöht. Dementsprechend wird es in den meisten Fällen notwendig sein, den Verdichter A3 0 und den Antriebsmotor für die Äro-eitswelle A2 ' in einem separaten Raum oder einer IvrTr.rier unterzubringen, die von jener Kammer getrarcH: ist, die gekühlt werden muß, und zwar mittels einer geeigneten Wand aus wärmeisolierendem Materiell. Da die Kolben- und Zylinderlemente A20 rotieren, kann eine solche W&rid am bequemsten zwischen dem rotierenden Träger A10 und dem Wärmeaustauscher A40 angeordnet:It can also be seen that the effect of the compressor Λ.7 0 büira compressing the reheated gas inevitably increases the temperature of the gas. Accordingly In most cases it will be necessary to use the compressor A3 0 and the drive motor for the Äro-eitswelle A2 'in a separate room or to accommodate an IvrTr.rier that is trarcHed by that Chamber: that must be cooled by means of a suitable wall made of heat-insulating material. Since the piston and cylinder elements rotate, A20 can such a W & rid most convenient between the rotating Carrier A10 and the heat exchanger A40 arranged:
sein.- wie dies schematisch durch das Bezvigszeichcn A7 in Fig.. 11 bezeichnet ist.be.- as shown schematically by the reference sign A7 in Fig. 11 is designated.
E£ kann auch erforderlich sein, das verdichtete Gets, das den Verdichter A30 verläßt, durch eine Kühlvorrichtung nach Art eines Wärmeaustauschers zu schicken , und diese Vorrichtung (nicht gezeigt) sollte an jener Seite der wärmeisolierenden Sperre A7 angeordnet sein, die vom Wärmeaustauscher A40 abgewandt ist. Der Lüfter (nicht gezeigt) für irgendeinen solchen gas-E £ may also be required, the compacted gets, that leaves the compressor A30 to pass through a cooling device in the manner of a heat exchanger, and this device (not shown) should be placed on that side of the heat insulating barrier A7, facing away from heat exchanger A40. The fan (not shown) for any such gas
SQ kühlenden Wärmeaustauscher kann ohne weiteres von der Arbeitswelle A2' angetrieben sein. SQ cooling heat exchanger can easily be driven by the working shaft A2 '.
Es wird nun auf Fig. 12 Bezug genommen; dort ist eine Abwandlung dieser Erfindung gezeigt, wobei die ° Einrichtung A1 so aufgebaut ist, daß sie als Raum-Luftkühlvorrichtung arbeitet, wobei Luft als Kälteströmungsmittel .n einem offenen Zyklus verwendet ■ wird. Somit wird die expandierte Luft, die aus den Druck strömung sm:i -telkammern A20ä durch die kreis-Reference is now made to Figure 12; there is shown a modification of this invention wherein the device ° A1 is constructed so that it operates as a room-air cooling apparatus, said air refrigerant fluid .n an open cycle is used ■. Thus, the expanded air that flows from the pressure sm: i -tel chambers A20ä through the circular
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ringförmige Sammelleitung A27 abgegeben wird, in denannular manifold A27 is released into the
Kaumbereich gerichtet, der gekühlt werden soll, und . zwar durch Leitungen A8 und Düsenelemente A8a, die ihrerseits rotieren. Mit einer solchen Anordnung kann eine sehr wirksame Verteilung der kühlen Luft im Raumbereich erreicht werden, indem man die Arbeitswelle A2' ir; einer vertikalen Lage nahe der Decke C des ■ Raumes anbringt und die verbleibenden Teile der Einrichtung 2\1 f nämlich den Antriebsmotor (nicht gezeigt) , Hardly directed area that is to be cooled, and. through lines A8 and nozzle elements A8a, which in turn rotate. With such an arrangement, a very effective distribution of the cool air in the room area can be achieved by the working shaft A2 'ir; a vertical position near the ceiling C of the room and the remaining parts of the device 2 \ 1 f namely the drive motor (not shown),
jQ den Verdichter A30 und die Vielzahl von. Zylinderelemenfcen ä2C, die jeweils einen freien Kolben A25 enthalten, oberhalb der Decke C des zu kühlenden Räumens anbringt. IU"-.:kgeführte Luft kann bequem vom offenen Ende de:-: Ärbeitswelle A2' aufgenommen werden, an welcn era eine konische Leitfläche A9 angebracht ist.jQ the compressor A30 and the multitude of. Cylinder elements ä2C, each containing a free piston A25, above the ceiling C of the room to be cooled attaches. IU "- .: k guided air can comfortably from the open End of de: -: Arbeitsswelle A2 'are included, at which what a conical guide surface A9 is attached.
Aus der vorangehenden Beschreibung wird es ersichtlich, da" diese Erfindung verwendet werden kann, um sowohl mechanische Energie als auch Wärme einem Druckgas zu entziehen, um als Luftkühlanlage zu wirken, die entsprechend einem geschlossenen Zyklus gemäß <äer Ausführurgsfcriri der Fig. 11 sowie in einem offenen Zyklus gemäß der Ausführungsform der Pig. 12 mit Luft als Kälteströmungsmittel arbeitet.From the foregoing description it will be apparent since "this invention can be used to both mechanical energy as well as heat to a compressed gas withdraw in order to act as an air cooling system, which corresponds to a closed cycle according to the execution criteria of Fig. 11 as well as in an open cycle according to the embodiment of Pig. 12 works with air as the refrigerant fluid.
Alle die.;;? Ausführungsformen der Erfindung können in ihren Betriebseigenschaften wesentlich dadurch verbessert werden, daß man die Länge der Druckströmungsmittelkammern A20a der Zylinder A20 erhöht. Wie bereits vorher im Zusammenhang mit der Ausführungsform der Fig. 8 und 9 erwähnt, ist das aus der Reaktionskraft herrührende Drehmoment, das auf den rotierenden Träger aufgebracht wird, um so größer, je langer es der Druckgasfüllung gestattet ist, auf den freien Kolben einzuwi';,":en. Wenn andererseits die Kühlungsfähigkeit der Einrichtung der vorherrschende, zu erreichende Faktor ist, dann gestattet eine Verlängerung der Länge der DruckStrömungsmittelkammern A20a einen größerenAll the. ;;? Embodiments of the invention can be found in their operating properties are significantly improved as a result that one is the length of the pressurized fluid chambers A20a the cylinder A20 increases. As previously in connection with the embodiment of Referring to Figures 8 and 9, this is the reaction force torque applied to the rotating carrier is applied, the greater, the longer it is the compressed gas filling is allowed to work on the free piston;, ": en. On the other hand, if the refrigeration capability of the facility is the predominant factor to be achieved then increasing the length of the pressurized fluid chambers A20a allows a greater one
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Expansionsgrad der eingeschlossenen Füllung aus Druckgas, so daß ein größeres Maß der Kühlwirkung erreichL wird. Diese Ziele können bequem gemäß Ausführungsf οπαοη erreicht werden, die schematisch in den Fig. 13 bis 16 daroesteilt sind.Degree of expansion of the enclosed filling from compressed gas, so that a greater degree of cooling effect is achieved. These goals can be conveniently set according to embodiment can be achieved, which are shown schematically in Figs.
Es wird zunächst auf Fig. 13 Bezug genommen; eine Arrie-ir :v-e.lle A2 treibt eine kreisförmige Trägerplatte Al C a:-. Lf_ ε zylindrischen Elemente Λ120 sind an dein roi-ier-i.--i-äsri Träger A1 0 mittels Bändern A21 befestigt und w«:rr1c:n durch Leitungen A106 in derselben Weise, wie bereits vorher beschrieben, mit Druckgas beaufschlagt, und das gekühlte, expandierte Gas wird aus den Zylindern A120 durch eine kreisringförmige Sanixnelleitung Al 27 entfernt, die eine Vielzahl radialer Öffnungen Al21 umgibt. Allerdings definiert jeder der Zylinder A120 eine Druckstromungsmittelkamner A120a, welche r.war einen gleichförmigen Querschnitt twvEweist, aber eine gekrümmte Längsachse, wodurch die Wirksame-Lenge einer solchen Kammer erhöht wird.Reference is first made to FIG. 13; an Arrie-ir: ve.lle A2 drives a circular carrier plate Al C a: -. Lf_ ε cylindrical elements Λ120 are attached to the ro i -ier-i .-- i-äsr i support A1 0 by means of straps A21 and w «: rr1c: n through lines A106 in the same way as previously described with pressurized gas , and the cooled, expanded gas is removed from the cylinders A120 through an annular sanitary line Al 27 which surrounds a plurality of radial openings Al21. However, each of the cylinders A120 defines a pressurized flow means chamber A120a which r.war has a uniform cross-section twvE but a curved longitudinal axis, thereby increasing the effective length of such a chamber.
Vlsr.n der Hauptzweck der Einrichtung ein Antriebsmotor ist, dann wird das Druckgas von einem Verteiler ähnlich dem Verteiler A6 der Fig. 8 und 9 zugeführt. If the main purpose of the device is a drive motor, then the pressurized gas is supplied from a manifold similar to manifold A6 of Figs.
Wenn der Hauptzweck in der Luftkühlung besteht, dann wird das Druckgas aus dem Auslaß eines rotierenden Verdichters ähnlich dem rotierenden Verdichter A30 der Fig. 11 und 12 zugeführt. Somit ist die Druckgasquelle schematisch mit A13 0 bezeichnet.If the main purpose is air cooling, then the pressurized gas is released from the outlet of a rotating compressor similar to the rotating compressor A30 11 and 12 are supplied. The pressurized gas source is thus designated schematically with A13 0.
Zur Verwendung als Antriebsmotor wird das Abgas durch Leitungen A128 einer Sammeleinrichtung oder einem Schalldämpfer zugeführt; zu Luftkühlungszwecken wird es in den zu kühlenden Raum entsprechend er Aus- ^ füll rung s form der Fig. 12 oder zu einem Wärmeaustauscher entsprechend der Ausführungsform der Fig. 11 geleitet, wie schematisch rrit A140 dargestellt.For use as a drive motor, the exhaust gas is fed through lines A128 to a collecting device or a muffler; for air cooling purposes, it is directed into the space to be cooled off in accordance with he ^ s fill tion form of the Fig. 12 or to a heat exchanger according to the embodiment of FIG. 11, as schematically illustrated RRIT A140.
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In der Ausführungsform der Pig. 14 sind die Zylinder Al 20 mit in Längsrichtung gerkümmten Strömungsmittel·^· kammern A220a versehen, aber das Maß der Krümmung solcher Kammern ist derart gewählt, daß die Endwand A220b der Strömungsmitteldruckkammer allgemein radial bezüglich der Drehachse der Arbeitswelle A2 angeordnet ist. Das heißt, daß die Reaktionskraft die vom expa-.'iiförend3n Gas am äußersten Ende des Zylinders Α22Ό ausgeübt wird, an einer von der Drehachse am weitesten entfernten Radiallage angeordnet ist, so daß das Reaktionsmoinent, das dem rotierenden Träger A10 mitgeteilt: wird, ein Maximum erreicht. In the embodiment of the Pig. 14 are the cylinders Al 20 with longitudinally curved fluid ^ chambers A220a provided, but the amount of curvature such chambers is chosen such that the end wall A220b of the fluid pressure chamber is generally radial arranged with respect to the axis of rotation of the working shaft A2 is. This means that the reaction force is that of the expa -. 'Iiförend3n Gas is exerted at the extreme end of the cylinder Α22Ό, at one furthest from the axis of rotation remote radial position is arranged, so that the reaction moinent, which is communicated to the rotating carrier A10: reaches a maximum.
Bei der Ausführungsform der Fig. 15 wird ein einziges ° Zylinäerclert-ent A3 20 verwendet, welches eine Druckströinuii-gsiuitt.elkammer A32Oa definiert, die eine spiralig-2 Ausbildung aufweist und sich um mehr als 3 60°· um die Drehachse der Arbeitswelle A2 erstreckt. Somit ist ein äi:3erst langer Bewegungsweg für den freienIn the embodiment of Fig. 15 is a single ° Zylinäerclert-ent used A3 20 having a Druckströinuii-gsiuitt.elkammer defined A32Oa, which has a spirally-2 formation and by more than 3 60 ° · about the rotation axis of the working shaft A2 extends. Thus an ai: 3 very long movement path for the free one
Kolben vorgesehen, jedoch auf Kosten der Begrenzung der PnKahl der Zylinöerelemente, die durch die Trägerplatte Piü getragen werden, auf eines. Allerdings köMnari mehrere Trägerplatten 10 und spiralige Zylinder elemeni.e A320 axial an der Arbeitswelle A2 hintereinandergereiht verwendet werden, wenn die Ausgangsleistung zusätzlicher Zylinder erforderlich ist.Plunger provided, but at the expense of limitation the PnKahl of the cylindrical elements passing through the carrier plate Piü be worn on one. However köMnari several carrier plates 10 and spiral cylinders elemeni.e A320 can be used axially in a row on the output shaft A2 if the output power additional cylinder is required.
In jeder dieser Ausführungsformen in Fig.. 13 bis 15 ist es für den Fachmann ersichtlich, daß herkömmliche,In each of these embodiments in Figs. 13-15 it is apparent to the person skilled in the art that conventional,
zylinderförmige Kolben nicht verwendet werden. Stattdessen kann der freie Kolben die in Fig. 17 gezeigte Ausbildung einer Kugel A6 0 einnehmen. Bevorzugt umfaßt ein solcher Kolben eine dünnwandige, äußerecylindrical pistons are not used. Instead, the free piston may be that shown in FIG Form a ball A6 0 occupy. Such a piston preferably comprises a thin-walled, outer one
kugelige Schale A61 aus Metall, die aus zwei geprägten 35spherical shell A61 made of metal, made up of two embossed 35
Halbteilen besteht, die zusammengeschweißt sind, wie mit AG 1a bezeichnet, wobei die Kugel mit einer Schicht A62 aus einem organischen Kunststoff beschichtet ist,There are half parts that are welded together, as indicated by AG 1a, the ball with a layer A62 is coated from an organic plastic,
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der sowohl schmierende als auch dichtende Eigenschaί-ten aufweist, wie etwa dj e oben erwähnten Kunststoffe, die unter den Warenzeichen "Teflon" und "Kalrcz" vertrieben werden. Zusätzlich ist zum Erhöhen des Ggwichtes des Kolbens A60 das Innere der Hohlkugel bevorzugt mit einem Schwermetall AC3 ausgefüllt, das Qucck:5i.'-^£-r,- eine massive Bieimasse oder kleine Bleischrot-.C.y wichen umfassen kann. Es ist ersichtlich, cu;". ;: gröSer die Masse des freien Kolbens A60 ist, desto orößsr auch die Kraft des Gasdrucks sein wird, die erforderlich ist, um die Fliehkräfte zu überwinden, die £ui den Kolben einwirken, um ihn zu.!.veranlassen, sich vor. seiher radial äußersten Stellung in irgendeiner 6sr· gekrümmten, vorher beschriebenen DruckströnungsT.f.ittclkaKimern einwärts zu bewegen. Außerdem veranlaßt der Strömungsmitteldruck, der auf die verhältnis mäßig dünnwandige Schale A61 einwirkt, das Eindrücken eins;., solchen Schale, was danach trachtet, den ümfar-.g der· Kvigel J^oQ in noch engeren Dichtungseingriff mit den Wänden der speziellen, gekrümmten Druckströmungsr; Ltt.slkäinir-'?.r 211 drücken, in welcher sie verwendet ist.both lubricating and sealing properties has, such as the plastics mentioned above, which are sold under the trademarks "Teflon" and "Kalrcz" will. In addition, in order to increase the weight of the piston A60, the interior of the hollow sphere is preferred filled in with a heavy metal AC3, the Qucck: 5i .'- ^ £ -r, - a massive bent mass or small lead shot-.C.y wich may include. It can be seen cu; ".;: the mass of the free piston A60 is greater, the greater the force of the gas pressure will be, which is necessary to overcome the centrifugal forces, the £ ui act on the piston to cause it to.!., before. be in any radially outermost position 6sr · curved, previously described pressure flow T.f.ittclkaKimern move inward. In addition, the fluid pressure causes the ratio moderately thin-walled shell A61 acts, the indentation one;., such shell that seeks it, the ümfar-.g the Kvigel J ^ oQ in even closer sealing engagement with the walls of the special curved pressure flow; Ltt.slkäinir - '?. r 211 press in which it is used.
Es kann, wie in Fig. 18 gezeigt, auch ein Kolben Λ7 0 mit allgemein ellipsoidförmiger Gestalt verwendet werden. Auch der Kolben A70 umfaßt eine Schale A71, die aus zwei geprägten Halbschalenabsbhnitten gebildet ist, die durch eine Schweißnaht A71a zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Ein überzug A72 aus geeignetem organischen Kunststoff, der wegenAs shown in Fig. 18, a piston Λ7 0 can also be used generally ellipsoidal in shape can be used. The piston A70 also comprises a shell A71, which is formed from two embossed half-shell sections, which are closed by a weld seam A71a are combined into one unit. A cover A72 made of suitable organic plastic, because of
®ö seiner schmierenden und dichtenden Eigenschaften gewählt ist, ist auf die Außenseite der ellipsoidförmigen Schale A71 aufgebracht. Das Innere der Schale ist wiederum mit einem ausgewählten Schwermetall A73 gefüllt, wie etwa flüssigem Quecksilber, massivem Blei oder Bleischrot.® ö for its lubricating and sealing properties is applied to the outside of the ellipsoidal shell A71. The inside of the shell is in turn filled with a selected heavy metal A73, such as liquid mercury, solid lead or lead shot.
Der Fachmann erkannt, daß die kleinere Achse des eilipsoidförmige1 Kolbens A70 im wesentlichen gleich,Those skilled in the art recognized that the minor axis of the ellipsoidal 1 piston A70 essentially the same,
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aber nicht größer sein sollte als der Durchmesser der speziellen, in Längsrichtung gekrümmten Druckströmungsmittelkammor, in welcher der freie Kolben verwendet werden soll. Außerdem sollte die Hauptachse des Ellipsoidt; hinlänglich kurz sein, um zu verhindern r daß die Enäabschnitte des Ellipsoids an den Wänden der Kammer fressen, wenn es die gekrümmten Abschnitte der speziellen, in Längsrichtung gekrümmte Druck ströinuregsmittelkammer, durchquert,but should not be greater than the diameter of the particular longitudinally curved pressurized fluid chamber in which the free piston is to be used. In addition, the major axis of the ellipsoid should be; well be short, to prevent r that eat the Enäabschnitte of the ellipsoid on the walls of the chamber when the curved portions of the particular curved in the longitudinal direction of the pressure ströinuregsmittelkammer, crosses,
Es wird nun auf Fig. 16".Bezug genommen? dort ist eine v.'cit-;.re Aus führung sform dieser Erfindung gezeigt, wobei eine in Längsrichtung gekrümmte Druckströmungs~ iriit'-eikeatvuer einen spiralig-wendelförmigen Weg verfolgt,Referring now to Figure 16, ". There is one v.'cit - ;. re embodiment of this invention shown where a longitudinally curved pressure flow ~ iriit'-eikeatvuer follows a spiral-spiral path,
!5 de-:«.· durch einen spiral-wendelf örmigen Längenah schnitt eines Rohres A420 dargestellt ist, welches an der rotierenden Arbeitswelle A2! befestigt ist, in dem es an Kehreren radial vorspringenden Strebenelementen .MOO befestigt ist, welche an der Welle A2' angeschweißt sind. Die Druckströmungsmittelkainmer A421, die durch das spiralig-wendeiförmige Rohr A420 gebildet int, erstreckt sich von einem Endabschnitt A42Ga, der mit Radialabstand bezüglich der Achse der Arbeitsseile A2' angeordnet ist, bis zu einem Ende! 5 en -: «. · Is represented by a spiral-helical longitudinal section of a tube A420, which is attached to the rotating working shaft A2 ! is attached, in which it is attached to Kehreren radially projecting strut elements .MOO, which are welded to the shaft A2 '. The pressurized fluid chamber A421 formed by the helical-helical tube A420 extends from an end portion A42Ga, which is arranged at a radial distance with respect to the axis of the working ropes A2 ', to one end
3^ A42Ob, welches dicht neben der Achse der Arbeitswelle A2' angeordnet ist, jedoch gegenüber dem Ende A420a einen Axialabstand aufweist. Somit bilden bei dieser Ausführungsform die Arbeitswelle A2 und die radialen Streben A400 den rotierenden Träger, an welchem das 3 ^ A42Ob, which is arranged close to the axis of the working shaft A2 ', but has an axial distance from the end A420a. Thus, in this embodiment, the working shaft A2 and the radial struts A400 form the rotating carrier on which the
spiralig-wendelförmige Rohr A420 angebracht ist.spiral-helical tube A420 is attached.
Ein kugelartiger, freier Kolben A60 wird in die Druckströmungsmittelkammer eingesetzt, die durch das Rohr A420 gebildet ist. Ein herkömmliches EinlaßventilA spherical free piston A60 is inserted into the pressurized fluid chamber used, which is formed by the tube A420. A conventional inlet valve
A435 ist am radial äußersten Ende A420a der Druckströmungsmittelkainmer vorgesehen, und: ein herkömmliches Auslaßventil, das radiale Öffnungen (nicht ge-A435 is the pressurized fluid chamber at the radially outermost end A420a provided, and: a conventional exhaust valve that has radial ports (not
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zeigt) umfaßt, sowie eine Sammelleitung A4 27 werden verwendet, um die Zufuhr an Druckströrnunysmittel zur Druckstr.ömungsmittelkarcimer bzw. die Entfernuncj des gekühlten,- expandierten Gases hiervon auf dleselbe Weise zu steuern, wie dies im Zusammenhang mit den früherer. Ausführungsformen, beschrieben ist.shows), as well as a manifold A4 27 are included used to supply to Druckströrnunysmittel Pressure flow fluid carcimer or the removal of the cooled, - expanded gas from it on the same Way to control how this related to the earlier. Embodiments, is described.
Der J.V:-.v;_^c:rin wird erkennen, daß die vielen Ausführung« fornvc-i- clisri-r Erfindung, die bisher im einzelnen ha^chrj..i^..:--. sind, die äußerste Flexibilität bei der Konscruivtion einer vereinfachten Einrichtung zum Entziehen von Wärme · und/oder mechanischer Energie aus «ii-'-irn Druckgas bieten. In Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften der Einrichtung kann die einzelne Konstruktion zu einer Einrichtung führen, die erhebliche Mengen an mechanischer Energie aus eincra Druckgas erzeugt. Die Einrichtung kann aber auch so ausgelegt werden, daß sie in erster Linie eine Abkühlung- des Druckgases zur Verwendung in einer Luftkühlanlage in offenem oder geschlossenem Zyklus bewirkt, jedoch noch immer einen mechanischen Energiee-irigang aus der Expansion des Druckgases gewinnt, um die Drehung der Arbeitswelle zu unterstützen. Somit iF-t der vorgesehene Motor A3 in erster Linie ein Anlassermotor und ist notwendig für den Zweck, die Einrichtung auf eine ausreichende Drehzahl zu brincjen, um die freien Kolben in ihren radial äußersten Stellungen zu halten. Nachdem Druckgas den äußersten Enden der Druckströmungsrnittelkammer zugeführt wurde, erzeugt die Reaktionskraft des Gases, welches auf die äußersten Enden derartiger Kammern einwirkt, ein Drehmoment, das danach trachtet, die Drehzahl der rotierenden Arbeitswelle zu erhöhen oder aufrechtzuerhalten. Somit ist ein Antriebsmotor, eine Luft-The JV: -. V; _ ^ c: rin will recognize that the many execution «fornvc-i-clisri-r invention, which hitherto in detail ha ^ chrj..i ^. .: -. offer the utmost flexibility in the design of a simplified device for extracting heat and / or mechanical energy from «ii -'- in compressed gas. Depending on the desired properties of the device, the individual construction can result in a device which generates significant amounts of mechanical energy from a single pressurized gas. However, the device can also be designed so that it primarily causes a cooling of the compressed gas for use in an air cooling system in an open or closed cycle, but still gains a mechanical energy transition from the expansion of the compressed gas to rotate the To support labor wave. Thus, the provided motor A3 is primarily a starter motor and is necessary for the purpose of bringing the device to a sufficient speed to keep the free pistons in their radially outermost positions. After pressurized gas is supplied to the extreme ends of the pressurized fluid chamber, the reaction force of the gas acting on the extreme ends of such chambers creates a torque which tends to increase or maintain the speed of the rotating working shaft. Thus, a drive motor, an air
Klimatxsierungsanlage oder eine Luft-Kühlanlage mit hohem Energiewirkungsgrad erreicht.Air conditioning system or an air cooling system with high energy efficiency achieved.
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Ea jtfird nun auf die Fig. 19 bis 21 Bezug genommen;· cine abgewandelte Einrichtung B1 zum Entziehen von Wärme und mechanischer Energie aus einem Druckgas durch eine Pliehkraft-Expansionseinrichtung ist dargestellt, die allgemein ähnlich der bisher beschriebenen Einrichtung ist. Eine solche Einrichtung ist an einer kreisförmigen Platte oder einem kreisförmigen Träger B10 angebracht, welcher seinerseits auf eine Welle B2 aufgekeilt ist, die durch einen geeigneten elektrisch oder durch Strömungsmitteldruck betriebenen Änls.SEari:iO'cor B3 gedreht wird. Eine herkömmliche StrÖ-inu !"-Cj sii'iitfcei-Wellenkupplung B4 bewirkt die Zufuhr von Drückgas zur Einrichtung aus einem ortsfesten Speiserohr E4ci durch einen hohlgebohrten" Abschnitt B2a der Welle R2 xxnä in einen Verteiler B6 . Die expandierten und abgekühlten Abgase werden aus der Einrichtung 331 durch aine herkömmliche Strömungsmittel-Wellenkupplung BS eni:fen".t und in ein ortsfestes Abgasrohr B5a eingespOHist. Die Abgaskupplung B5 steht mit einem anderenReferring now to Figures 19-21, a modified device B1 for extracting heat and mechanical energy from a pressurized gas by a force expansion device is shown which is generally similar to the device previously described. Such a device is attached to a circular plate or carrier B10 which in turn is keyed onto a shaft B2 which is rotated by a suitable electrical or fluid pressure operated Änls.SEari: iO'cor B3. A conventional StrÖ-inu! "- Cj sii'iitfcei shaft coupling B4 causes the supply of pressurized gas to the device from a stationary feed pipe E4ci through a hollow-bored section B2a of the shaft R2 xxnä into a distributor B6. The expanded and cooled exhaust gases are fed from the device 331 through a conventional fluid shaft coupling BS and fed into a stationary exhaust pipe B5a. The exhaust coupling B5 is connected to another
^O hohlen Abschnitt B2b der Welle B2-in Verbindung, welche allerdings durch eine geeignete Sperre (nicht gezeigt) gegenüber cie;rt hohlgebohrten Abschnitt B2a isoliert ist, der die Einlaß-Druckgase aufnimmt. Der Wellenbohrungsabschnitt B2b steht mit einem Abgassammler B5b in Verbindung.^ O hollow section B2b of shaft B2-in connection which however by a suitable lock (not shown) is insulated from the hollow bored section B2a, which receives the inlet pressurized gases. The shaft bore section B2b stands in with an exhaust manifold B5b Link.
Mehrere Zylinderelemente B20 sind starr an der rotieren den Trägerplatte BIO angebracht. Jedes solche Zylinderelement begrenzt eine Druckströmungsmittelkanmier B-20a, die eine Längsachse aufweist, die sich von einem Punkt nächst der Drehachse des Trägers B10 zu einem Punkt erstreckt, der gegenüber der Drehachse radial abgesetzt ist. Jede Längsachse der Zylinder B20 ist allerdings nicht radial bezüglich der Drehachse der Welle B2 angeordnet, sondern weist hierzu einen-Abstand auf.Several cylinder elements B20 are rigidly attached to the rotating support plate BIO. Any such cylinder element defines a pressurized fluid channel B-20a which has a longitudinal axis extending from a point next to the axis of rotation of the carrier B10 extends to a point which is radially offset from the axis of rotation is. However, each longitudinal axis of the cylinder B20 is not radial with respect to the axis of rotation of the shaft B2 arranged, but has a distance to this.
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Um die Leistung der Einrichtung B1 zu optimieren, sind so viele Zylinder 1320 an der rotierenden Trägerplatte B10 angebracht, als dort, untcrgobrcicht wej.den können. Die genaue, verwendete Anzahl hängt von einer Ansah! vo~\ Konstruktionsfaktoren ab, wie etwa dem Druck c"r_H Gases, das zum Antrieb der Einheit zur Verfüg-iriy steht, dem Raum, der zur Aufnahme der Einheit zur Vertagung steht, der gewünschten Drehzahl, der gewünachten abgegebenen Leistung oder Kühlungswirkung und den Gewichtsbeschränkungen für die Einheit. Es ist ersichtlich, daß, je größer der Durchmesser der einzelnen Zylinder B20 wird, desto kleiner" die Gesamtzahl solcher Zylinder sein wird, die an der Trägerplatte 310 angebracht werden können. In ähnlicher WeiseIn order to optimize the performance of the device B1, as many cylinders 1320 are attached to the rotating carrier plate B10 as can be undocumented there. The exact number used depends on a view! vo ~ \ design factors, such as the pressure c "r_H gas, which is for driving the unit for Verfüg-iriy, the space available for receiving the unit for postponement, the desired speed, the gewünachten power output or cooling effect and the Unit Weight Restrictions. It can be seen that the larger the diameter of the individual cylinders B20, the smaller the total number of such cylinders that can be attached to the support plate 310 will be. In a similar way
1^ erhöht- die Länge der Zylinder B20 wesentlich die Fliehkräfte, die auf solche Zylinder einwirken, und er~ forciert somit eine Erhöhung des Gewichts und der Festigkeit der Zylinderkomponenten B20 sowie der Trägör-Hontageplatte B10 sowie der kraftgetriebenen 1 ^ the length of the cylinder B20 erhöht- substantially the centrifugal forces acting on such a cylinder, and he ~ thus force an increase in the weight and strength of the cylinder components B20 and B10 of the Trägör-Hontageplatte and the power-driven
^ Walle 32. Bei dem speziellen, in der Zeichnung dargest-oi3.tin
Ausführungsbeispiel sind sechs solcher Zylinder&inheiten
B20 gezeigt, und sie sind jeweils an der Trägerplatte B10 durch verschraubte Bänder B21 ange~-„
bracht,
, ^ Wall 32. In the special embodiment shown in the drawing, six such cylinders B20 are shown, and they are each attached to the carrier plate B10 by screwed straps B21,
,
Ein freier Kolben B25 (Fig. 21) ist in jeder der Bohrungen B2Ca angebracht, die von den Zylindern B20 gebildet sind, und zwar zur verschieblichen und dichtenden Bewegung längs dieser Bohrungen. Da die BohrungA free piston B25 (Fig. 21) is mounted in each of the bores B2Ca, which from the cylinders B20 are formed, namely for displaceable and sealing movement along these bores. Because the hole
oder Druckströmungsmittelkammer B20a des Zylinders B20 in der Ausbildung zylindrisch ist, können herkömmliche Kolbenringe B25a am Kolben B25 verwendet werden, die Kolben könnten aber auch mit einem äußeren Überzug aus einem organischen Material versehen sein, das gute Schmier- und Dichtungseigenschaften aufweist, wie etwa Polytetrafluorethylen, das unter dem DuPont-Warem.eichen "Teflon" vertrieben wird, oder ein Perfluo:'elastomer, das unter dem DuPont-Waren-or pressurized fluid chamber B20a of the cylinder B20 is cylindrical in configuration, conventional Piston rings B25a can be used on piston B25, but the pistons could also be fitted with an outer Coating made of an organic material that has good lubricating and sealing properties has, such as polytetrafluoroethylene, which is sold under the DuPont Warem.eichen "Teflon", or a Perfluo: 'elastomer, which under the DuPont goods
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•-20- :v ν--:• -20-: v ν--:
zeichen "Kalrez" verkauft wird. Die Kolben B25 sind, bevorzugt aus einem ferromagnetisehen Material gebildet. Die radial nach innen gerichtete. Bewegung eines jeden Kolbens B25 ist durch einen Federring B20b begrenzt, der im jeweiligen Zylinder B20 angebracht ist, und die Auswärtsbewegung ist durch einen Federring B2üc begrenzt. Am Außenende eines jeden Zylinders B20 ist ein auswärtsvorstehender Flansch B2Od vorgesehen, uη1, es zu ermöglichen, daß ein Zylinderkopf B26 hie·.·:ar durch geeignete Schrauben. B26a befestigt wird. Mittig ist an jedem Zylinderkopf B26 ein durch einen Elektromagneten betätigtes Einlaßventil B33 angebrächt, r welches durch eine Leitung B6a mit einem Druckgasvexteiler B6 verbunden ist, der konzentrisch an der gegen—sign "Kalrez" is sold. The pistons B25 are preferably formed from a ferromagnetic material. The radially inward one. Movement of each piston B25 is limited by a spring ring B20b mounted in the respective cylinder B20, and the outward movement is limited by a spring ring B2üc. At the outer end of each cylinder B20 there is provided an outwardly projecting flange B2Od, uη 1 , to enable a cylinder head B26 to be installed by means of suitable screws. B26a is attached. Centrally an actuated by a solenoid inlet valve B33 is indicative avenge at each cylinder head B26 is r which is connected by a line B6a with a Druckgasvexteiler B6 concentrically counter at the
-15 überliecjenden Fläche der Montageplatte BIO angebracht isL. Wie bereits vorher erwähnt, wird das Druckgas ' dex? Verteiler B6 "durch die Strömungsmittelkupplung-' B4 und c.en hohlgebohrten ',Abschnitt B2a der rotierenden. Arbciifcsvelle B2 zugeführt1. .. - '■ ■-15 is attached to the surface of the mounting plate BIO. As mentioned earlier, is the pressurized gas' dex? Manifold B6 "fed through the fluid coupling- 'B4 and c.en hollow-drilled', section B2a of the rotating. Arbciifcsvelle B2 1 ... - '■ ■
Das Einlaßverrtil B33 umfaßt ein zylindrisches, nichteisenhaltiges Gehäuse B33a> innerhalb dessen ein ferromagneti scher Kern oder Kolben B3 3b verschieb lieh ang.e-" bracht ist. Das Vent L!element B33c ist mit dem ferromagnetischen Kolbeneleinent- B33b verschraubt und normalerweise durch eine Feder B33d in eine geschlossene Stellung gedrückt. Eine Leitung B6a verbindet das Innere des Ventilgehäuses, B33a mit dem Druckgasver- · teiler B6. Schließlich ist eine Betätigungs-Magnetspule B33e rund um den mittleren Abschnitt des Veiitilgehäuses B33a vorgesehen. Eine solche Magnetspule - · wirdr wenn sie erregt ist, das ferromagnetische Kolben1-element B33b veranlassen, nach unten gezogen zu werden, um das öffnen des Einlaßventilelements B33c zu be-The inlet valve B33 comprises a cylindrical, non-ferrous housing B33a, within which a ferromagnetic core or piston B3 3b is slidably mounted. The valve element B33c is screwed to the ferromagnetic piston element B33b and is normally by a spring . B33d pressed into a closed position a line B6a connects the interior of the valve housing, B33a with the Druckgasver- · divider B6 Finally, an actuating solenoid is about provided B33e around the central portion of the Veiitilgehäuses B33a such solenoid -.. · r if it is energized, causing the ferromagnetic piston 1 element B33b to be pulled down to operate the opening of the inlet valve element B33c.
wirken. ' ."."--;"works. '. "." - ; "
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Anhand der bisherigen Beschreibung is-t es ersichtlich, daß die Kolben B25 sich in den jeweiligen Druckströmung smittelkammern B20a durch die Fliehkraft in ihre äußersten Lagen bewegen, die durch die Drehung der Arbeitswelle B2 durch den Anlassermotor B3 erzeugt wird. >-a.r;n die Kolben B25 ihre äußersten Lagen erreicht.. haben ascA wird durch den Betrieb einer Steuerr.chaltur«c;, die. nachfolgend noch beschrieben vzird, das Ele-ki:rt,::ia9net-betätigte Einlaßventil B3 3 betätigt, uraFrom the previous description it can be seen that the pistons B25 in the respective pressure flow medium chambers B20a move into their outermost positions by the centrifugal force generated by the rotation of the working shaft B2 by the starter motor B3. >-ar; n the pistons B25 have reached their outermost positions .. ascA is activated by the operation of a control valve «c ;, the. In the following it will be described that the Ele-ki: rt, :: ia9net-operated inlet valve B3 3 is operated, ura
j,Q KU öff.r.(Sr. und zu gestatten, daß eine Druckgasfüllung in äia Druckströniungsmittelkammer B20a eingeleitet wird. Wenn der Druck einer solchen Gasfüllung hinlänglich hoch ist, dann wix'd jeder Kolben in seiner Ausv/ärcsbewegung angehalten und einwärts gegen die Fli<sh>.reift.-Vorbelastung bewegt, und zwar durch die Kraft, clie durch ein solches Gas erzeugt wird". Es ist ersichtlich,- daß, wenn sich jeder Kolben B25 einwärts bewegt-, die Fliehkraft, die auf den Kolben einwirkt, abninnre, so daß dann, wenn die Einwärtsbewegung des Kolbs";;s erst einmal in Gang gesetzt ist, sie auch for-rti-ühren v;ird Die Kolben B25 können durch Bleieinilagen 1:aschwert werden, wenn ein zusätzliches Gewicht erfor-'---riicb ist.j, Q KU öff.r. (Sr. and to allow a pressurized gas filling introduced into aia pressure fluidizing agent chamber B20a will. If the pressure of such a gas filling is sufficient is high, then each piston wix'd stopped in its extension and inward against the Fli <sh> .matures.-preload moved by the Force generated by such a gas ". It is can be seen - that when each piston B25 moves inward moved-, the centrifugal force that acts on the piston, decreases, so that when the inward movement of the Kolbs ";; s is set in motion, so too for-rti-ühren v; ird The pistons B25 can through lead inserts 1: become a sword when an additional weight is required.
Wie bereits vorher erörtert, wird die Reaktionskraft:As discussed earlier, the reaction force will be:
der Druckgasfüllung auf die Endwand der Druckströmungsmittelkamraer B20a ausgeübt, die hier als Wand B26b des Zylinderkopfes B26 gezeigt ist. Diese Kraft ist schematisch in Fig. 2 durch den Pfeil mit der Be?:.iich-nung Fn dargestellt. Es ist ersichtlich, daß das wirksame Drehmoment/ daß durch die Kraft Fn.ausgeübt wird,of the pressurized gas charge is exerted on the end wall of the pressurized fluid chamber B20a, shown here as wall B26b of the cylinder head B26. This force is shown schematically in FIG. 2 by the arrow with the reference F n . It can be seen that the effective torque / that is exerted by the force F n.
das Produkt aus einer solchen Kraft und dem senkrechten Abstand ist, der zwischen der Achse der Druckströniungsmittelkammer B20a und. der Drehachse des Trägers B10 und der Welle B2 vorliegt. -So ist der Momentenarm für F eine Konstante.is the product of such force and the perpendicular distance that is between the axis of the pressurized fluid chamber B20a and. the axis of rotation of the carrier B10 and the shaft B2 is present. -So is the moment arm for F is a constant.
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Nachdem jeder Kolben B25 mit seiner Einwärtsbewegung begonnen hat, wird das niagnetspulenbetätigte Einlaßventil B33 auf eine Weise geschlossen, die noch nach- : folgend beschrieben wird, und schließt somit die Druckgasfüllung ein. Dieses Gas wird dann expandiert und abgekühlt, während es auf die Kolben B25 einwirkt, um ihn oinwärts zu treiben. Das expandierte, abgekühlte Gas viird durch ein zweites Ventilelement abgegeben, das nachfolgend das Auslaßventil genannt wird und mehrere rtiJiale öffnungen B20e aufweist, die in der Zylinder wand ausgebildet sind und vom Kolben B25 freigegeben xvr'irdan, unmittelbar bevor',dieser Kolben das Ende seines Einwai :..shubes erreicht, d.h. am achsnahen Ende derAfter each piston B25 has begun its inward movement, the niagnet-solenoid operated inlet valve B33 is closed in a manner which will be described below, thus including the pressurized gas charge. This gas is then expanded and cooled while acting on the pistons B25 to drive it inward. The expanded, cooled gas is released through a second valve element, hereinafter called the outlet valve, which has several radial openings B20e which are formed in the cylinder wall and which are released by the piston B25 immediately before this piston reaches the end of its Einwai : ..shubes reached, ie at the end of the
Druclcströiiianysmittelkaramer B20a angekommen ist. Eine kicJ..·:,v:incförmige Sammelleitung B27 ist rund um die Ausici.ßoffnungen B20e angeordnet und leitet die expancisrU: arid somit abgekühlte Gasfüllung durch eine Leitung B20 r--ui'i Ah>gassammler B5b sov?ie zur ortsfesten Abga si ei tür1- g B5a darch die Strömungsmittelkupplung B5. . ' _■-.,■ Druclcströmiiianysmittelkaramer B20a has arrived. A kicJ .. · :, v : inc-shaped collecting line B27 is arranged around the outlet openings B20e and conducts the expancisrU: arid thus cooled gas filling through a line B20 r - ui'i Ah> gas collector B5b as? Ie to the stationary outlet On door 1 - G B5a, the fluid coupling B5. . '_ ■ -., ■
Es VvTir·.'? nur; auf die Fig. 22 Bezug genommen; dort ist eine scheiratische Steuerschaltung zum Betreiben eines jedfc>n ri'».gn et spulengesteuerten Einlaßventils B33 ge~ zeigt, die mit BV1, BV2"... bzw. BV6 bezeichnet sind. Ein Paar Meßeinrichtungen BS1 und BS2 sind an jedem der Zylinder B20 vorgesehen, um jeweils ein Signal dann abzugeben, wenn sich der freie Kolben B25 nahe der Lage einer solchen Meßeinrichtung befindet. Die Meßeinrichtung BS1 ist bevorzugt so angeordnet, daß sie dann ein Signal liefert, wenn der freie Kolben B25 sich in seiner äußersten oder entferntesten Lage bezüglich der Drehachse befindet. Alle diese Signale werden in eine herkömmliche, elektronische Schaltung B50 eingegeben, die als "UND"-Schaltung bekannt istEs Vv T ir ·. '? only; Referring to Figure 22; There is shown a discrete control circuit for operating a coil-controlled intake valve B33, denoted BV1, BV2 "... and BV6, respectively. A pair of measuring devices BS1 and BS2 are on each of the cylinders B20 provided in order to emit a signal whenever the free piston B25 is close to the position of such a measuring device The measuring device BS1 is preferably arranged so that it then supplies a signal when the free piston B25 is in its outermost or farthest position All of these signals are fed into a conventional electronic circuit B50 known as an "AND" circuit
und ein verstärktes Ausgangssignal für die Aufbringung von Strom an alle magnctspulengesteuerten Einlaßventile BV1, BV2 ... BV6 nur dann abgibt, wenn alle freien BAD ORIGINALand an amplified output for the application of power to all solenoid controlled inlet valves BV1, BV2 ... BV6 are only released if all free BAD ORIGINAL
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Kolben B25ihre äußerste Luge erreicht haben. Es ist deshalb sichergestellt, daß alle diese; Kolben zum gleichen Zeitpunkt erregt worden, so daß somit eine Vorkehrung für die im wesentlichen synchrone Einwärtsbewegung der Kolben gegeben ist und somit die dynamische A^swuchtung der rotierenden Anordnung aufrechterhalten ist.Piston B25 have reached their furthest point. It is therefore ensured that all of these; Piston to been excited at the same time, so that thus a provision for the substantially synchronous inward movement the piston is given and thus the dynamic balancing of the rotating assembly is maintained is.
Die sielten .Meßfühler BS2 sind an dem Zylinder B20 £-- eine:: Stelle radial einwärts gegenüber den MeßfüMsr.-, S1 angeordnet. Die exakte Stelle der Meßfühler B 3 2 hängt; von- der Druckgasmenge ab, die man in jede Drv~kStrömungsmittelkammer B20a einzubringen wünscht» v;=.an es das Siel der Einrichtung ist, in erster Linie die' U:rv;.r;ellung des Druckgases in mechanische Energie zu bewirken, dann sollte die Erregungsschaltung für die Ventile- BV1 , BV2 ... BV6 ein selbsthaltendes Merkmal unra;:-3en, und die Meßfühler BS.2 v;ären dann jeweils weit innerhalb" der Meßfühler BSI angeordnet, um für eine größtmögliche Dauer der Druckgasbeaufschlagung dsr jeweiligen Druckströrnungsmittelkammern B20a zu sorgen. Wenn es allerdings das Ziel der Einrichtung ist, einen maximalen Wärmeentzug aus dem Druckgas zu erreichen, dann wird der Meßfühler BS2 in eine Lage bewegt j, die viel dichter am, Meßfühler B1Si liegt, so daß die Einlaßventile BV1, BV2 ... BV6 durch die Tätigkeit der Meßfühler BS2 kurz nach dem Beginn der Einlaßbewegung der freien Kolben B25 geschlossen werden., so daß die maximale Expansion der jeweiligen Druckgaslagerungen erzielt wird. Für Minimalbedingungen können die. Meßfühler BS2 weggelassen werden und die Ventile BV1, BV2 ... BV6 durch unterbrechen des Signales aus den Meßfühlern BS1 geschlossen werden. Die Meßfühler BS2 sind durch eine zweite "UND"-Schaltung B51 ange-The last .MeßfüMsr.- BS2 are arranged on the cylinder B20 £ - a point radially inwardly opposite the MeßfüMsr.-, S1. The exact location of the sensors B 3 2 depends; depends on the amount of pressurized gas that one wishes to introduce into each pressure fluid chamber B20a, where the aim of the device is primarily to convert the pressurized gas into mechanical energy, Then the excitation circuit for the valves BV1, BV2 ... BV6 should have a self-retaining feature, and the sensors BS.2 are then each arranged far inside the sensor BSI in order to ensure that the pressurized gas is applied for as long as possible If, however, the aim of the device is to achieve maximum heat extraction from the pressurized gas, then the sensor BS2 is moved to a position which is much closer to the sensor B 1 Si, so that the Inlet valves BV1, BV2 ... BV6 are closed by the action of the sensors BS2 shortly after the start of the inlet movement of the free pistons B25, so that the maximum expansion of the respective pressurized gas bearings is achieved conditions can. Sensor BS2 can be omitted and valves BV1, BV2 ... BV6 are closed by interrupting the signal from sensors BS1. The sensors BS2 are connected by a second "AND" circuit B51.
schlossen, um ein Relais B52 zu betätigen, welches die Zufuhr an Betätigungsstrom zu den magnetspulengesteuerten Einlaßventilen BV1, BV2 ... BV6 sperrt. Jeder der Meßfüh .er BS2 kann auch durch eine getrennteclosed to actuate a relay B52 which controls the supply of actuation current to the solenoid controlled Inlet valves BV1, BV2 ... BV6 blocked. Each of the measuring sensors BS2 can also be connected to a separate
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Verstärkerschaltung und ein Relais unmittelbar mit dem entsprechenden Ventil BV1 , BV2 ... BV6 verbunden". sein, so daß jedes der Ventile als eine Funktion des Kolbens des jeweiligen Zylinders geschlossen wird, statt daß r.ian das Schließen zu jenem Zeitpunkt be- ' wirkt, bei dem alle freien Kolben die Lagen in der Druckatrömungsmittelkammer erreichen, die den Anbringung κ a teilen der Meßfühler BS2 entsprechen. Somit wird die Länge der Zeit, in der die Druckströmimgsmittel kammern 320a mit einer Druckgasquelle verbunden sind, iu bequemer Weise dadurch geändert r daß man die Lage der H-.-UfübIor BS2 bezüglich den Zylindern B20 ändert oder, genauer gesagt, die Lage ändert, bei welcher der. jeweilige freie Kolben B25 die Betätigung des Heßfühlers BS2 bewirkt, um das Schließen des jeweiligen Drackströiriungsruitteleinlaßventiles BV1 , BV2 . . . BV6 zu verursachen.Booster circuit and a relay connected directly to the corresponding valve BV1, BV2 ... BV6 so that each of the valves is closed as a function of the piston of the respective cylinder, instead of closing at that point in time. acts reach the layers in the Druckatrömungsmittelkammer in which all the free piston, the κ the mounting a share of the sensor BS2, respectively. Thus, the length of time in which the Druckströmimgsmittel chambers 320a connected to a pressure gas source, iu conveniently r changed by that one changes the position of the H -.- UüberbIor BS2 with respect to the cylinders B20 or, more precisely, changes the position in which the respective free piston B25 causes the actuation of the sensor BS2 in order to close the respective Drackströmiriungsruitteleinlaßventiles BV1, BV2. To cause BV6.
Bei dor.i in Fig. 22 dargestellten Steuervorgang wird auf ei J. ie Kolben B25 gemeinsam durch eine Gasfüllung cincj:i-,irkt und sie beginnen somit ihren jeweiligen Sinwärt-shub gleichzeitig. Auf diese Weise werden die Kolben, einigermaßen synchron gehalten, und die dynamische Ausrichtung der rotierenden Bestandteile ist sichergestellt. Es kann bevorzugt werden, die Kolben zweier einander- diametral gegenüberliegender Zylinder gleichzeitig und gemeinsam zu betätigen und dann periodisch nachfolgend die verbleibenden Paare einander diametral gegenüberliegender Kolben aufeinander-In the control process shown in FIG on ei J. ie piston B25 together by a gas filling cincj: i-, irkt and they thus begin their respective Forward shub at the same time. In this way, the Pistons, kept reasonably in sync, and the dynamic alignment of the rotating components is there ensured. It may be preferred to use the piston to actuate two diametrically opposed cylinders at the same time and together and then periodically following the remaining pairs of diametrically opposed pistons on top of each other-
^O folgend zu betätigen und somit intermittierende Kraft Impulse aufzubringen, wenn dies der Hauptanwendungszweck der Einrichtung ist, oder periodische Impulse gekühlten, expandierten Abgases für Kühlzwecke, wenn dies der Hauptzweck der Einrichtung ist. Dieser Steuervorgang ist schematisch in Fig. 23 dargestellt, in welcher jeder der Meßfühler BS1 nun entsprechend dem speziellen Zylinder bezeichnet ist, an welchem er angewandt ist. Somit wird der Meßfühler mit der Be-To actuate ^ O and applying the following force thus intermittent pulses if this is the main purpose of the device, or periodic pulses cooled, expanded waste gas for cooling purposes, if this is the main purpose of the device. This control process is illustrated schematically in Figure 23 in which each of the sensors BS1 is now labeled according to the particular cylinder to which it is applied. Thus the sensor is
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1 zeichnung BS1-1 an einem ausgewählten der Zylinder B20 angewandt, und ein Meßfühler mit der Bezeichnung BS1-4 wird an jenem der Zylinder B20 angewardt, der dem erst-1 drawing BS1-1 on a selected one of the cylinders B20 used, and a sensor with the designation BS1-4 is applied to that of the cylinder B20, which is the first
' erwähnten Zylinder diametral gegenüberliegt. Die Meß-'mentioned cylinder is diametrically opposite. The measuring
5 fühlerbezeichnung BS1-2 wird ähnlich für einen"zweiten Zylinder verwandt, der dem Zylinder benachbart ist.,5 sensor designation BS1-2 will be similar for a "second Cylinder that is adjacent to the cylinder.,
s dessen HeSfühler die Bezeichnung BS1-1 trägt, und dies whose HeSsensor bears the designation BS1-1, and the
Msiifüh." erbozeichnung BS1-5 wird bei jenem Zylinder angev.-ariuz. ae.r diesem Zylinder diametral gegenüberliegt.Msiifüh. "Erbozeichnung BS1-5 is applied to that cylinder - ariuz. Ae.r this cylinder is diametrically opposite.
Die ν;-:,·"-]?.: bonden zwei Zylinder tragen die Meßfühlerbe^ei"lm.ungen BS1-3 bzw. BS1-6. Jedes der Paare einander dlaiaerral gegenüberliegender Zylinder sind mit ihrer jeweiligen Meßfühlern durch getrennte "UND^Schaltur.gei-D..-5ay B55b und B55c verbunden, so daß kein Signal durch irgendeine spezielle "UND"-Schaltung erzeugt wird, bit nicht die Kolben in den jeweiligen Paaren zweier einandergegenüberliegender Zylinder beide ihre äußerste Äußenlage erreicht haben. Die Ausgänge der "UND"-Schaltungen B55a, B55b und B55c sind mit ertsfesten, bogenförmigen Segmenten einer mechanischen WevK'-escrülteinrichtung bzw. Schalteinrichtung oder Zeitsteuereinrichtung B6 0 verbunden. Der Schalter B6 wirkt nit einer rotierenden, diametral verlaufenden Kontaktstange B61 an der Arbeitswelle B2 zusammen, 2^ die die jeweiligen Verbindungen der "UND"-Schaltung B55a, B55b und B55c mit elektromagnetbetätigten Einlaßventilen BV1 und BV4, BV2 und BV5 sowie BV3 und BV6 bewirkt, aber die Betätigung eines jeden Ventilpaares wird um einen Zeitraum verzögert, der einer Drehung d0 der Arbeitswelle B2 um 120° entspricht. Somit werden die diametral gegenüberliegenden Kolbcnpaare B25 gemeinsam, jedoch in zeitlich versetzter Reihenfolge betätigt.The ν; - :, · "-]?.: Bond two cylinders bear the sensor mountings BS1-3 and BS1-6. Each of the pairs of dlaiaerrally opposing cylinders are connected to their respective sensors by separate "AND ^ Schaltur.gei-D ..- 5a y B55b and B55c, so that no signal is generated by any special" AND "circuit, bit not the Pistons in the respective pairs of two opposing cylinders have both reached their outermost outer position. The outputs of the "AND" circuits B55a, B55b and B55c are connected to fixed, arcuate segments of a mechanical WevK'-escrommunikeinrichtung or switching device or timing device B6 0 Switch B6 works together with a rotating, diametrically running contact rod B61 on the working shaft B2, 2 ^ which causes the respective connections of the "AND" circuit B55a, B55b and B55c with solenoid operated inlet valves BV1 and BV4, BV2 and BV5 as well as BV3 and BV6, but the actuation of each pair of valves is delayed by a period of time equal to one rotation d0 of the working shaft B2 by 120 °. Thus, the diametrically opposite piston pairs B25 are actuated together, but in a chronologically staggered sequence.
Wenn eine sehr kurze Öffnungszeit der Einlaßventile BV1 , BV2 ... BV6 erwünscht ist, kann dies durch d<?n mechanischen Schilter B60 bewirkt werden. Wenn eine längere öffnungejeriode gewünscht ist, dann können dieIf a very short opening time of the inlet valves BV1, BV2 ... BV6 is desired, this can be done by d <? N mechanical switch B60. If a longer opening period is desired, then the
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Steuer-schaltungen für die Magnet spulen B33e dear Ventile BVl, BV2 ... BV6 eine herkömmliche Halteschaltung (nicht gezeigt) umfassen, die die Ventile BV1, BV2 BVG offen hält, bis die Relais. B57a, B57b und B57c durch die Betätigung der Meßfühler BS2 geöffnet werden.Control circuits for the solenoid coils B33e dear valves BVl, BV2 ... BV6 comprise a conventional holding circuit (not shown) which controls the valves BV1, BV2 BVG holds open until the relay. B57a, B57b and B57c can be opened by actuating the sensor BS2.
Es wird, nun auf Fig. 24 Bezug genommen, in xvelcher gleiche Bezugszeichen bereits vorbeschriebene, entsprechende Anordnungen bezeichnen; dort ist eine Ein-Referring now to Figure 24, xvelcher the same reference numerals, corresponding ones already described above Denote arrangements; there is an
IQ richtPiig BI gezeigt, die so angeschlossen ist, daß sie als Ruu.u: Luft-Kühlvorrichtung wirksam ist, wobei eiii Kälieetrömungsmittel in einem geschlossenen Zyklus in ΠιλΙ?·.■.:£ gebracht wird. Das Kälteströraungsmittel kann irgenih ir<- s der bekannten Kältegase, umfassen, kann aber auch irvjor.aein gewöhnliches Gas bilden, wie etwa Stickstoff od^r Luft, da der verwendete Kühlzyklus nicht clic Uiiivrano.lung des Gases in eine Flüssigkeit und umgekehrt eis Teil des Kühlzyklus erfordert.IQ richtPiig BI shown connected in such a way that it is effective as Ruu.u: air cooling device, whereby eiii cold fluid in a closed cycle in ΠιλΙ? ·. ■.: £ is brought. The cold fluid can irgenih ir <- s of the known refrigerant gases, but can also irvjor.a form an ordinary gas, such as nitrogen od ^ r air, since the cooling cycle used is not clic Uiiivrano.lung of the gas into a liquid and vice versa This is part of the refrigeration cycle.
rri.n Wärmeaustauscher B4 0 ist rund um die Arbeite-,/eile ü2' angebracht. Leitungen B28 sind vorgesehen, welche jede Jcreisringf örmige Sammelleitung B27, die die geleühlUG7 expandierte Gasladung aufnimmt, mit dem Einlaß dss Wärmeaustauschers B4Q verbinden. Der Wärmeaustauccier B40 umfaßt ein erstes Endplattenteil B41, welchrs die Enden der Strömungsmittelleitungen B28 aufniRir;.·"-. In unmittelbarer Nachbarschaft zur Endplatte B41 ist eine Sammelleitung B42 befestigt, die eine Befestigung für mehrere, mit Umfangsabstand angeordnete, sich axial erstreckende Rohre B43 liefert, die mit ihren entgegengesetzten Enden an einer zweiten Sammelleitung B44 angebracht sind, die allgemein ähnlich der Sammelleitung B42 ist. Eine zweite Endplatte B45 ist an der zweiten Sammelleitung B44 befestigt. Kreisringförmige Kammern B41a und B45a sind jeweils zwischen der Endplatte B41 und der Sammelleitung B4 2 gebildet, sowie zwischen der Endplatte B45 und der Sammelleitung B44. Die Kammer B45a ist mit rri.n heat exchanger B4 0 is installed around the work / eile ü2 '. B28 lines are provided, which each Jcreisringf örmige bus B27 that receives the geleühlUG 7 expanded gas charge connected to the inlet heat exchanger dss B4Q. The heat exchanger B40 comprises a first end plate part B41 which accommodates the ends of the fluid lines B28;. · "-. In the immediate vicinity of the end plate B41 a manifold B42 is attached, which provides attachment for a plurality of circumferentially spaced, axially extending tubes B43 which are attached at their opposite ends to a second manifold B44, which is generally similar to the manifold B42. A second end plate B45 is attached to the second manifold B44. Annular chambers B41a and B45a are between the end plate B41 and the manifold B4 2, respectively formed, as well as between the end plate B45 and the collecting line B44. The chamber B45a is with
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dor Bohrung B2'ci einer Hohlwelle B2 ' verbunden, und zwar durch radiale öffnungen B4G, die somit es ermöglichen, daß das wiedererwärmte Gas durch die Bohrung B2'a der Hohlwelle B2 zum Einlaß einer rotierenden Verdichtsreinheit B3 0 strömt, welche an der anderen Seihe c.;:-r kreisförmigen Montageplatte B10 in jener Lage ώnc.ebrächt ist, die vorher vom Druckgasverteiler einjenor.r.icr; wurde. Die ortsfestem Abschnite B32 des Verciichr^rs B30 sind an einer Halterung B32a angebracht D-c·;· Aa^.La2 c.es rotierenden Verdichters B3 0 ist mittels Lsitun^s- BJOa mit den Einlaßöffnungen verbunden, die in c-'ij; ;:·.:.?t'/Av/änden der magnekspulenbetätigteri EinlciJ-/Kr.-ilei';h:-:it B33 vorgesehen sind.connected to the bore B2'ci of a hollow shaft B2 ', through radial openings B4G, which thus enable the reheated gas to flow through the bore B2'a of the hollow shaft B2 to the inlet of a rotating compression unit B3 0, which is located on the other side c.;: - the circular mounting plate B10 is in the position ώnc.ebrächt previously from the compressed gas distributor einjenor.r.icr; became. The spatially fixed sectons B32 of Verciichr ^ rs B30 are mounted on a support B32a Dc · · Aa ^ .La2 c.es rotary compressor B3 0 is connected by means Lsitun ^ s- Bjoa with the inlet openings in c-'ij;;: ·.:.? T '/ Av / changes of the magnet coil actuatedi EinlciJ- / Kr.-ilei'; h: -: it B33
üru die beschriebene Einrichtung als Luftkühlungs- oder L-uftkliraatisierungsvorrichtung zu verwenden, ist es iediclxcr notwendig, eine geeignete Leitungsführung und einen Lüfter vorzusehen, um einen Strom warmer Luft seitlich quer über die rotierenden Wärmoübertrarjuiac.-rohre B43 zu bewegen. Eine solche herkömmliche: Leitüv^gsführung ist nicht gezeigt, statt dessen wurde der zu kühlende Luftstrom schematisch durch Pfeile *and Erläuterungen in Fig. 24 bezeichnet.To use the device described as an air cooling or air conditioning device, it is necessary to provide a suitable conduit and a fan to move a stream of warm air laterally across the rotating heat transfer tubes B43. Such a conventional guide guide is not shown; instead, the air flow to be cooled has been indicated schematically by arrows and explanations in FIG. 24.
Der Betrieb der oben erwähnten Einrichtung wird dem Fachmann ohr.e weiteres ersichtlich. Ein Strom eines geeigneten Kälteströmungsmittels wird durch die beschriebene Einrichtung in einem geschlossenen Umlauf gebildet. Wenn man mit den Ausgangsarischlüssen B30bThe operation of the above-mentioned device is the Expert ohr.e further evident. One stream one suitable cold fluid is circulated through the described device in a closed loop educated. If you use the output arias B30b
^O des Verdichters B30 beginnt, dann erstreckt sich eine solche Strömung durch die Leitungen B30a zu den magnetspulenbetätigten Einlaßventilen B33, die an den Außenenden der Zylinderelemente B20 vorgesehen sind. Wenn die Steuerschaltung der Fig. 22 verwendet wird, dann sind alle diese Ventile B33 dann offen, wenn alle freien Kolben B25 ihre äußerste Lage erreicht haben. Wenn der Betrieb gemäß der Steuerschaltung der Fig. durchgeführt wire , dann werden die Ventile B33 eines^ O of compressor B30 begins, then extends a such flow through lines B30a to the solenoid operated Intake valves B33 provided on the outer ends of the cylinder members B20. if the control circuit of Fig. 22 is used, then all of these valves B33 are open when all free piston B25 have reached their extreme position. When the operation according to the control circuit of Fig. carried out wire, then the valves B33 one
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jeden Paares einander diametral gegenüberliegender ZyIi ride relaitm te dann geöffnet, wemn die entsprechenden Kolben B25 des Paares der Zylinderelemente ihre äußerste Lage erreicht haben. In jedem Falle treibt die An v? en dung des Gasdruckes aus dem Verdichter B3 0 die jeweiligen Kolben B25 gegen die Gegenkraft aus der Zentrifugalkraft einwärts. Nachdem eine Bewegung über einen, ausgewählten Abstand zurückgelegt wurde, der d- roh der, Anbringungsort der Meßfühlerelemente 0 BS2 besT-irr-it. ist, werden die jeweiligen Einlaßventile B3 3 einschlössen und die Gasfüllung wird eingeschlossen und expandiert somit und kühlt, während sie fortfährt t die jeweiligen Kolben B25 einwärts zu drücken. Die Gag'ür:kxc-:.t., die durch das expandierende Gas erzeugt wird, wird auf das Außenende eines jeden Zylinders E2ö aufgebracht und liefert ein.. Drehmoment, um die Drehung dar gesamten, rotierenden Baugruppe zu unterstütz e r,.,each pair of diametrically opposite cylinders is then opened when the corresponding pistons B25 of the pair of cylinder elements have reached their outermost position. In any case, does the An v? At the end of the gas pressure from the compressor B3 0, the respective piston B25 moves inwards against the counterforce from the centrifugal force. Once a motion has been covered more than one selected distance d raw 0 BS2 besT-irr-it of, mounting location of the sensor elements. is, the respective intake valves B3 3 are einschlössen and the gas filling is enclosed, and thus expands and cools, while continuing t the respective pistons B25 inwardly to press. The torque generated by the expanding gas is applied to the outer end of each cylinder E2ö and provides a torque to assist the rotation of the entire rotating assembly.
V,KWVx öer freie Kolben B25 an seiner radial innersten Lage : r-gekoTsmer. ist, die durch den Anschläger ing B20b büstinunt ist, dann werden die Aus laß öffnungen B20e geö."i.:;-:r. und das expandierte, gekühlte Gas wird somit durch diü kreisringförmige Sammelleitung B27 und durch Leitungen 328 zur Einlaßseite des Wärmeaustauschers B40 eingespeist. Die von dem Verdichter B30 ausgeübte Saugwirkung unterstützt diese Gasbewegung. Das expandierte, gekühlte Gas passiert die Wärmeübertragungsrohe B4 3 des Wärmeaustauschers B4 0, wobei es Wärme aus der Raumluft absorbiert, welche hierüber hinwegstreicht, und wird hierbei erwärmt. Das erneut erwärmte Gas wird durch die Auslaßöffnung B46 in die Bohrung B2'a der hohlen Arbeitswelle B21 und dann in den Strömungsmitteleinlaß des Verdichters B30 geleitet. V, KWVx öer free piston B25 at its radially innermost position: r-koTsmer. which is büstinunt through the stopper B20b, then the outlet openings B20e are opened. "i .: ; -: r. and the expanded, cooled gas is thus through the annular collecting line B27 and through lines 328 to the inlet side of the heat exchanger B40. The suction exerted by the compressor B30 supports this gas movement. The expanded, cooled gas passes the heat transfer pipes B4 3 of the heat exchanger B4 0, where it absorbs heat from the room air, which passes over it, and is heated in the process. The re-heated gas is passed through the outlet port B46 into the bore B2'a of the hollow working shaft B2 1 and then into the fluid inlet of the compressor B30.
v?ie erwähnt, liegt der spezielle Vorteil der voranstehend beschriebenen Anlage darin, daß während der Expansionsbewegung eines jeden freien Kolbens B25 durch die Druckgasfüllung die Reaktionskraft desAs mentioned above, there is the particular advantage of the foregoing described plant in that during the Expansion movement of each free piston B25 by the pressurized gas filling the reaction force of the
BAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTED'BAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTED '
expandierenden Gcises auf das außenseitige Ende der Druckströmungsmittelkammer B20a einwirkt,und daß diese Kraft in einer solchen Richtung vorliegt, daß sie die Drehung der Arbeitswelle B2' unterstützt. Somitexpanding Gcises acts on the outside end of the pressurized fluid chamber B20a, and that this There is a force in such a direction that it assists the rotation of the working shaft B2 '. Consequently
'f 5 könner: die Energieerfordernisse zum Betreiben dieser 'f 5 skills: the energy requirements to operate them
\ Anlage-, infolge der Entziehung mechanischer Energie \ Plant, as a result of the withdrawal of mechanical energy
r aus d::r Expansion des Druckgases verringert werden.r from d :: r expansion of the compressed gas can be reduced.
Noch v;^;-er;rlicher ist, daß die Anzahl beweglicher Tei.1 eEven more v; ^; - more real is that the number of movable parts. 1 e
bstrrclcr.tij.oh verringert wurde.bstrrclcr.tij.oh has been reduced.
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Der ?a .]\:ua;-n wird erkennen, dciß die oben beschriebene Einrichtung nur einen bestimmten Bereich der Temperaturvevringerung des Kältegases bewirkt, welcher An erste.-; Linie durch das Maß bestimmt ist, um welches das GiiO Gxr-snäiert wird. Wenn es der Zweck der Einrichtung xsZf die Raumkühlung zu bewirken, und der Bereich der Temperaturverringerung in der Größenordnung von 16,7 K liegt, dann muß ersiehtlichorweiso die Temperatur des Druckgases, das in die Vielzahl der Eylinderelemente B20 eintritt, 380C odex~ weniger nicht übei'st-eiigen, um irgendein wirksames Maß der - RaurtucC/iuncT zu liefern. Es ist auch ersichtlich, daß die Wirkung des Verdichters B3 0 beim Verdichten des wieö-srerwärmten Gases zwangsläufig die Gastemperatur erhöhen wird. Dementsprechend wird es in den meisten Fällen notwendig sein, den Verdichter B30 und den Antriebsmotor (nicht gezeigt) für die Arbeitswelle B2' in einem getrennten Raum oder einer getrennten Kammer anzubringen, welche gegenüber jener Kammer getrennt ist, die zu kühlen ist, und zwar durch eine geeignete Wand aus wärmeisolierendem Material. Da die Zylinderelemente B20 rotieren, kann eine solche Wand am bequemsten zwischen dem rotierenden Träger B10 und dem Wärineau stau scher B4 0 angeordnet sein, wie scheriiätisch durch das Bezugszeichen B7 in Fig. 24 bezeichnet ist.The? A.] \: Ua; -n will recognize that the device described above brings about only a certain range of temperature reduction of the refrigerant gas, which at first.-; Line is determined by the amount by which the GiiO Gxr-snäiert. If it is the purpose of the device xsZf to effect the room cooling, and the range of temperature decrease in the order of 16.7 K, then ersiehtlichorweiso the temperature of the pressurized gas, entering into the plurality of Eylinderelemente B20 must, 38 0 C odex ~ less do not exert themselves to provide any effective measure of restraint. It can also be seen that the action of the compressor B30 in compressing the re-heated gas will inevitably increase the gas temperature. Accordingly, in most cases it will be necessary to mount the compressor B30 and the drive motor (not shown) for the working shaft B2 'in a separate room or chamber which is separated from the chamber to be cooled by a suitable wall made of heat-insulating material. Since the cylinder elements B20 rotate, such a wall can most conveniently be arranged between the rotating carrier B10 and the heat exchanger B40, as is schematically indicated by the reference character B7 in FIG.
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Es kann auch erforderlich sein, das verdichtete Gas, das den Verdichter B30 verläßt, durch eine Kühlvorrichtung nach Art eines Wärmeaustauschers zu schicken, und diese Vorrichtung (nicht gezeigt) sollte auf jener-Seite der './ärmeisolierenden Sperrschichten B7 angeordnet-. Gciri, welche von dem Wärmeaustaucher B40 abgewärult. ist. Der Lüfter (nicht gezeigt) für irgendeiner., solchen gaskühlenden Wärmeaustauscher kann von der Arbr-xtsweile B2' getrieben sein.It may also be necessary to send the compressed gas leaving the compressor B30 through a cooling device similar to a heat exchanger, and this device (not shown) should be on that side the './ärmeisolisolierende barrier layers B7 arranged-. Gciri, which unwound from the heat exchanger B40. is. The fan (not shown) for any such gas cooling heat exchanger can be from the work in the meantime B2 'be driven.
ίο ■■■-'-ίο ■■■ -'-
Es wird nun auf Fig. 25 Bezug genommen; dort ist eine weitere Ausführung dieser Erfindung gezeigt, wobei die Eir. rj.Cii .:ang B1 so aufgebaut ist, daß sie als Rau πι-luft-iaihlvcrrichtung wirksam ist, wobei Luft als Käl.teströmur.:;öir.i-ttel in einem offenen Zyklus verwendet wird. Sorair. vvirci die gekühlte, expandierte Luft/· die aus der.. DiTickstrcraungsmittelkamniern. B20a durch die kreisrir.gi urinal en Sammelleitungen B27 abgegeben wird, in den zu kühlenden Ramnbereich durch Leitungen B8 und B8a ??;.:. den Enden solcher Leitungen abgegeben r welche alli-rcirgs rotieren. #Mit einer solchen Anordnung kann eine sehr wirksame Verteilung der Kaltluft in dem Raumbereich dadurch erreicht werden, daß man die Arbeitswelle B21 in einer vertikalen Lage nahe der Decke C des JRaurne5 anbringt und den Rest der Einrichtung B1 , nämlich äon Antriebsmotor (nicht gezeigt), den Verdichter B3 0 und die Anzahl der Zylinderelemente B20, die jeweils einen freien Kolben B25 aufweisen, oberhalb der Decke C des zu kühlenden Raumes anbringt. Die rückgeführte Luft kann bequem von dem offenen Ende der Arbeitswelle B2' aufgefangen werden, an welchem eine konische Leitfläche B9 angebracht ist.Reference is now made to Figure 25; there is shown another embodiment of this invention, the Eir. rj.Cii.: ang B1 is constructed in such a way that it is effective as a Rau πι-Luft-iaihlvcrrichtung, where air is used as Käl.teströmur.:; öir.i-ttel in an open cycle. Sorair. vvirci the cooled, expanded air / · that from the .. DiTickstrramittelkamniern. B20a is discharged through the circular urinal collecting lines B27, into the area to be cooled through lines B8 and B8a ??;.:. the ends of such lines delivered r which alli-rcirgs rotate. # With such an arrangement a very effective distribution of the cool air can be achieved in the spatial domain, that one of the JRaurne5 the working shaft B2 1 attaches in a vertical position close to the ceiling C and the rest of the apparatus B1, namely eon drive motor (not shown) , the compressor B3 0 and the number of cylinder elements B20, each having a free piston B25, above the ceiling C of the room to be cooled. The recirculated air can conveniently be collected by the open end of the working shaft B2 ', on which a conical guide surface B9 is attached.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist es ersichtlich, dciß diese Erfindung in einer Einrichtung verwendet werden kann, die in erster Linie dazu bestimmt ist, mechanische Energie dem Druckgas zu entziehen, wie durch die Ausführungsform der Fig. 19 und 2Q dargestelltFrom the foregoing description it will be apparent that this invention is used in an apparatus which is primarily intended to extract mechanical energy from the compressed gas, such as represented by the embodiment of Figures 19 and 2Q
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ORIGINALINSPEGTEDORIGINALINSPEGTED
ist. Die Grundlagen dieser Erfindung können aber auch verwendet werden, um sowohl mechanische Energie air· auch Ivänria einem Druckgas zu entziehen, um als Luftkühlanlage in einem geschlossenen Zyklus entsprechend der Ausführungsform der Fig. 24 und in einem offenen Zyklus 7.i'.t Luft als Kälteströmungyinittel in Übereinstir-;:.-.;;:.j mit der Ausführungsform der Fig. 25 zu funktionieren -is. The principles of this invention can also be used to generate both mechanical energy air also extract Ivänria from a pressurized gas to use as an air cooling system in a closed cycle according to the embodiment of FIG. 24 and in an open cycle Cycle 7.i'.t air as a refrigerant fluid in coincidence -;: .-. ;;:. J to function with the embodiment of FIG -
Alle ciicse Ausführungsformen der Erfindung können wesentlich in ihren Betr-iebscharakteristiken dadurch verbessert werden, daß man die Länge der Druck ström- mgs mitt" !.Kr-iTL-T.ern 320a der Zylinder B20 verlängert. Wie bere.i ~.ä vorher im Zusammenhang mit der Ausführungsform der I1Lg= 19 und 20 erwähnt, wird, je langer die Füllung des Drv-jkgases auf den freien Kolben einwirken kann, auch desto größer das aus der Reakbionskraft herrührende Drehmoment sein, das auf den rotierenden Träger aufgebracht wird. Wenn andererseits die Kühlfähigkeit der - Einrichtung ein vorherrschender, zu erreichender Pa?-;tor ist, dann wird eine Verlängerung der Länge der DruckströiTiUngsmittelkaininer B20a einen größeren Expansionsgrad der eingeschlossenen Druckgasladung gestatten und somit ein größeres Maß der Abkühlung ersieleru Diese Ziele können bequem entsprechend der Ausführungsform erreicht werden, die schematisch in Fig. 26 dargestellt ist, sowie in anderen Zylinderausbildüngen, die bisher bereits beschrieben wurden.All these embodiments of the invention can be significantly improved in their operating characteristics by lengthening the length of the pressure flows through the cylinder B20. As mentioned above In connection with the embodiment of I 1 Lg = 19 and 20 mentioned, the longer the filling of the Drv-jkgases can act on the free piston, the greater the torque resulting from the reaction force that is applied to the rotating carrier If, on the other hand, the cooling capacity of the device is a predominant factor to be achieved, then an increase in the length of the pressurized flow means in a B20a will allow a greater degree of expansion of the enclosed pressurized gas charge and thus a greater degree of cooling to be achieved Embodiment can be achieved, which is shown schematically in Fig. 26, as well as in other cylinder Ausbildüngen that so far bere its have been described.
°Q Es wird nun auf Fig. 26 Bezug genommen, in welcher identische Nummern Bestandteile darstellen, die bereits vorher beschrieben wurden; eine Einlaßwelle B2' treibt eine kreisförmige Trägerplatte B10. Zylinderelemente B120 sind am rotierenden Träger B10 mittels Bändern B21 angebracht und v/erden durch Leitungen B6ci mit Druckgas auf dieselbe Weise gespeist, wie dies bereits vorher b--schrieben wurde, und das gekühlte, expandierte Gas ''ird von den Zylindern B120 durch ° Q Reference is made to Figure 26 now, in which identical numbers represent components that have already been previously described. an inlet shaft B2 'drives a circular support plate B10. Cylinder elements B120 are attached to the rotating support B10 by means of belts B21 and are fed with compressed gas through lines B6ci in the same way as previously described, and the cooled, expanded gas is passed through the cylinders B120
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eine kreisringförmige Sammelleitung B27 entzogen,.a circular collecting line B27 withdrawn.
welche oinc Vielzahl radialer öffnungen B20e umgibt. Allerdings bildet jeder der Zylinder B120 eine Druckströrnungsmittelkamraer BI 20a, die zwar einen gleichformigen Querschnitt, aber eine gekrümmte Längsachse aufweist, wodurch die wirksame Länge einer solchen Karger erhöht ist. Noch wesentlicher ist es, daß das Maß der K/.ürttaung solcher Kammern derart gewählt ist, di-ß dia 'Δ\ linderendwand B26b einer jeden Kammer allgemein radial bezüglich der Drehachse der Arbeitswelle B2' angeordnet ist. Das bedeutet, daß die Reaktionskraft, die vom expandierenden Gas im äußersten Ende der Zy-IiIVr1-Sr B120 ausgeübt wird, bezüglich der Drehaciu!e die größtmögliche radiale Position einnimmt, und d:.T.f>. ein solcher Drehmomentarm konstant bleibt, so da L c.urf Ueaktionsdrehmoment, das dem rotierenden Träger Bi C-rr.i-L.3o':.3ilt wird, einen Höchstwert erreicht.which surrounds a multitude of radial openings B20e. However, each of the cylinders B120 forms a pressure flow means chamber BI 20a which, although it has a uniform cross section, has a curved longitudinal axis, as a result of which the effective length of such a chamber is increased. It is even more important that the extent of the K / .ürttaung of such chambers is chosen such that di-ß dia 'Δ \ linderendwand B26b of each chamber is generally arranged radially with respect to the axis of rotation of the working shaft B2'. This means that the reaction force exerted by the expanding gas in the extreme end of the Zy-IiIVr 1 -Sr B120, with respect to the Drehaciu ! e assumes the greatest possible radial position, and d : .T. f> . such a torque arm remains constant, so that L c.urf Ueaktionsdrehmoment, which is applied to the rotating carrier Bi C-rr.iL.3o ':. 3ilt, reaches a maximum value.
Bei dsr Α:;οίührungsform der Fig. 26 erkennt der Fach-κι:·.ηη,. daß keine gewöhnlichen, zylindrisch geformten. Ko3.beη verwendet werden können. Wie bereits vorher beach r leben ,- karui ein kugelförmiger. Kolben verwendet wer el sp , der eine Oberflächenbeschichtung aus einem organischen Kunststoff aufweist, der sowohl Schmierals auch Dichteigenschaft hat, wie. etwa die oben erwähnten Kunststoffe, die unter dem Warenzeichen "Teflon" und "Kalrez" vertrieben v/erden. Es kann auch ein eil ipsoidf örmxger Kolben, verwendet werden, der mit einem solchen organischen Kunststoff beschichtet ist. Es wird insbesondere auf die Fig. 31 und 3 2 Bezug genommen; dort ist ein eilipsoidförmxger Kolben B70 gezeigt, der zwei ferromagnetische Halbschalehabschnitte B70a und B70b aufweist, die durch eine Umfangsschweißnaht B71 aneintmder befestigt sind. NaheIn the case of dsr Α:; οί guiding form of Fig. 26, the subject κι recognizes: · .ηη ,. that no ordinary, cylindrically shaped. Ko3.beη can be used. As before beach r live, - karui a spherical. Pistons used wer el sp, which has a surface coating made of an organic plastic that has both lubricating and sealing properties, such as. such as the above-mentioned plastics sold under the trademarks "Teflon" and "Kalrez". An ipsoid-shaped piston coated with such an organic plastic can also be used. Reference is made in particular to FIGS. 31 and 32; there is shown an ellipsoidal piston B70 which has two ferromagnetic half-shell sections B70a and B70b which are attached to one another by a circumferential weld seam B71. Vicinity
^S eiern Durchmesserbereich mit größtem Querschnitt des ellipsoidförmigen Kolbens B60 ist ein Paar Kolbenringnuten B72 vorgesehen, welche jeweils herkömmliche Kolbenringe B73 aufnehmen. Ein solcher Kolben kann^ A range of diameters with the largest cross-section of the ellipsoidal piston B60 is a pair of piston ring grooves B72 provided, which each receive conventional piston rings B73. Such a piston can
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
ersichtlich die gekrümmten Abschnitte der mittclkamraern durchqueren, die längs-gekrümmt:« Achsen auf v/eisen. Dj s Innere des Kolbens B70 kann mit Blei beschwert sein.can be seen to traverse the curved sections of the central cameras, which are longitudinally curved: axes on iron. The inside of the piston B70 may be weighted with lead.
Es wird nun auf Fig. 3 2 Bezug.genommen; dort ist einο weiteve Rollenanordnung gezeigt. Der Kolben B8 0 umfaßt eine Anordnung aus zwei oder mehreren, massiven, rerr :c.rtgnatischen Kugelelementen 1381 und B82, welche J^q Gurcii i'-in Kugelgelenk B83 schwenkbar miteinander vereint sind. Bei dieser Anordnung kann jede der Kugeln BSI und B32 eine Ringnut B81a und B82a zur Aufnahme eines Kolbenrings B84 aufweisen.Reference is now made to Fig. 32; there is shown another roller arrangement. The piston B80 comprises an arrangement of two or more massive, natural ball elements 1381 and B82, which are pivotably combined with one another in ball joint B83. With this arrangement, each of the balls BSI and B32 can have an annular groove B81a and B82a for receiving a piston ring B84.
In ^an^zn Fällen kann es erwünscht sein, den erswung ort en. Auspuff der gekühlten, expandierten Gase au£.: clor; Syiinderelementen zu bewirken, statt sich au! irgendeinen Druckunterschied zwischen solchen G::.sea ar.d den Umgebungsdruck zu verlassen, oder tmf den Gaugdruck de£3 Verdichters im Fall einer Klimati— sierur.gsarilage mit geschlossenem Zyklus. Es ist ersicht-licii, daß die Auslaßöffnungen B20e in jedem der f,yLinder B20 nur für eine .sehr kurze Zeit offen sind,- während sich der freie Kolben B25 in seiner achsnächsten Stellung befindet. Um dieses Problem zu überxiindan, wurden die Ausführungsformen der Fig. 27 bis 29 entwickelt.In ^ on ^ zn cases it may be desirable to locate the erwung. Exhaust of the cooled, expanded gases from: clor; To effect syiinderelemente, instead of au! any pressure difference between such G ::. sea ar.d to leave the ambient pressure, or tmf the gauging pressure of the 3 compressor in the case of an air conditioning system with a closed cycle. It can be seen that the outlet openings B20e in each of the f, yLinder B20 are only open for a very short time - while the free piston B25 is in its position closest to the axis. In order to overcome this problem, the embodiments of Figs. 27-29 were developed.
Es wird zuerst auf Fig. 27 Bezug genommen; das Ausstoßen gekühlter, expandierter Gase aus der Druck-Strömungsmittelkammer B20a wird durch ein magnetspulenbetätigtes Auslaßventil B35 bewirkt, welches am Zylinderkopf B26 angebracht ist. Das Auslaßventil B35 weist den gleichen Aufbau wie das magnetspulenbetätigte Einlaßventil B33 auf und umfaßt somit ein zylindrisches, nicht eisenhaltiges Gehäuse B35a, innerhalb dessen ain ferromagnetischer Kolben B35b verschieblich ancebrächt ist. Ein Ventilelement B35cReferring first to Fig. 27; the ejection cooled, expanded gases from the pressurized fluid chamber B20a is actuated by a solenoid Effects exhaust valve B35, which is attached to the cylinder head B26. The exhaust valve B35 has the same structure as the solenoid operated intake valve B33 and thus includes a cylindrical, non-ferrous housing B35a, inside which ain ferromagnetic piston B35b is movably attached. A valve element B35c
ist mit dem ferromagnetischen Kolbenelement B35b veriichraubt und normalerweise in die geschlossene Lage mittels einer Feder B35d vorgespannt. Leitungen B35 stellen jeweils eine Verbindung mit dem Inneren der Ventilgehäuse B3 5a durch radiale Öffnungen her, die unterhalb des ferromagnetischen Kolbenelements B35b angeordnet sind. Eine Betätigungs-Magnetspule B3 5e ist rund um den mittleren Abschnitt des Ventilgehäuse·; B3üTä vorgesehen. Eine solche Magnetspule wird, wenn sie erregt ist, das ferromagnetische Kolbeneleluanu B35b veranlassen, nach unten gezogen zu werden, UiTS clas öfxneri des Auslaßventils B35 zu bewirken.is screwed to the ferromagnetic piston element B35b and normally biased to the closed position by means of a spring B35d. Lines B35 each establish a connection with the interior of the valve housing B3 5a through radial openings, the below the ferromagnetic piston element B35b are arranged. An actuating solenoid B3 5e is provided around the central portion of the valve housing ·; B3üTä provided. Such a solenoid is when excited, the ferromagnetic piston eleluanu Cause B35b to be pulled down, UiTS clas öfxneri of the outlet valve B35 to cause.
Es wird nur. auf Fig. 28 Bezug genommen; dort -.ist ein K.v.luG;n.!ttel system mit geschlossenem Zyklus gezeigt, velches die Auslaßventilanordnung der Fig. 27 umfaßt. Ξξ wj rc vormerkt, daß die Leitungen B36, die von den hu si a Sven ~ii einholten B3 5 wegführen, jeweils mit der Sanroelleitung 341 des Wärmeaustauschers B4 0 verbunden sind, ".LIe anderen Elemente dieser Anordnung stimmen nait j<■;.:·.en überein, die vorher im Zusammenhang mit der Au5= führungsforni der Fig. 24 beschrieben wurden.It will only. Referring to Fig. 28; There is shown a closed cycle system including the exhaust valve assembly of FIG. Ξξ wj rc notes that the lines B36, which lead away from the hu si a Sven ~ ii caught B3 5, are each connected to the Sanroelleitung 341 of the heat exchanger B4 0, ". The other elements of this arrangement are correct nait j <■ ;. : ·. Those previously described in connection with the embodiment of FIG. 24.
Fig. 23 zeigt die Anwendung des Abgasventilmechanismus der Fig, 27 bei einer Luftkühlvorrichtung mit offenem Zyklus, die vorher bereits im Zusammenhang mit Fig. beschrieben wurde. Abgasleitungen B26 stellen eine Verbindung der Abgasventile B3 5 mit Abgabedüsen B8a her. Alle anderen Bestandteile stimmen mit jenen der Ausführungsform der Fig. 25 überein.23 shows the application of the exhaust valve mechanism 27 in an air cooling device with an open Cycle that was previously described in connection with FIG. Exhaust pipes B26 represent a Connection of exhaust valves B3 5 with discharge nozzles B8a here. All other components are the same as in the embodiment of FIG.
Die Steiierschaltung, die in Fig. 30 dargestellt ist, muß allerdings abgewandelt werden, um eine Vorkehrung für den Betrieb der magnetspulengesteuerten Abgasventile B3 5 zu ordnungsgemäßen Zeitpunkten herzustellen, die durch die Stellung des freien Kolbens B25 in- der jeweiligen Druckströmungsmittelkammer B20a bestimmt ist. Ein solcher Betrieb kann durch die. The Steiierschaltung shown in Fig 30, however, must be modified to produce a provision for the operation of the solenoid controlled exhaust valves B3 5 to proper points in time represented by the position of the free piston B25 in - is determined by the respective pressure fluid chamber B20a. Such an operation can through the
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Hinzu.LÜgung eines dritten Meßfühlers BS3 zu jedem der Zylinder B20 an einer Stelle in der Nähe des achs-•nahen Endes der Druckströmungsmittelkammer B2 0a bewirkt werden. Somit stellt der Meßfühler BS3 fest, wenn der jeweilige freie Kolben B25 seine äußerste innere oder achsna'·.a Stellung erreicht hat. Wenn jeder freie KoI-ber. 3.:': ^.r. uiner solchen Stellung angekommen ist, dann iyt 33 ά Signal, das durch den Meßfühler BS3 erzeugt v.'urdOi änxc'ri eine herkömmliche logische Schaltung B65 ' wirksan., un die Öffnung des jeweiligen Abgasventiles B35 vor~u.nehxnen. Eine herkömmliche Halteschaltung inier.t geneigt:) hält das Abgasventil B3 5 offen. Die Keßf'lcler BSI . die nahe der äußersten oder achsfernen Lag-.· cles freien Kolbens B25 angeordnet sind, funktionieren duxoh eine "UND"-Schaltung B50 auf dieselbe Weise, vis dies im Zusammenhang mit Fig. 22 beschrieben wurde,- i.*.m die korrekte öffnung aller magnet spuleng esteut'.tsu Einlaßventile B33 zu bewirkein. Der Meßfühler BS2 füiirt nun eine Doppelfunktion durch. Bei der Eiriviärt-b^v/eciung des freien Kolbens B25 erzeugt der jeweilige Meßfühler BS2 ein Signal, welches durch die logische Schaltung B65 wirksam ist, um das Schließen des jeweiligen Einlaßventils B33 zu bewirken. Bei der Rückwärtsbewegung des freien Kolbens B25 erzeugt der Meßfühler BS2 ein Signal, welches es durch die logische Schaltung B65 bewirkt, ein Signal zu erzeugen, um das Relais B66 zu öffnen und das Schließen des magnetspulenbetätigteri Auslaßventiles B3 5 zu bewirken.Addition of a third sensor BS3 to each of the cylinders B20 at a point in the vicinity of the end of the pressure fluid chamber B2 0a near the axis. Thus, the sensor BS3 determines when the respective free piston B25 is its outermost inner or axially near '·. a position has reached. If every free KoI-ber. 3rd: ': ^ .r. If such a position has been reached, then the signal generated by the sensor BS3 is activated by a conventional logic circuit B65, and the respective exhaust valve B35 is opened. A conventional hold circuit inier.t inclined :) holds the exhaust valve B3 5 open. The Kessf'lcler BSI. . which are located near the outermost off-axis or lag · cles free piston B25, function duxoh an "AND" circuit B50 in the same manner, vis has been described in connection with Figure 22, -... i * m the correct opening all solenoid spuleng esteut'.tsu inlet valves B33 to be effected. The sensor BS2 now performs a double function. When the free piston B25 is activated, the respective sensor BS2 generates a signal which is effective through the logic circuit B65 in order to cause the respective inlet valve B33 to close. As the free piston B25 moves backward, the sensor BS2 generates a signal which causes the logic circuit B65 to generate a signal to open the relay B66 and cause the solenoid operated exhaust valve B3 5 to close.
^ Es ist bisher ersichtlich, daß das expandierte, gekühlte Gas durch den durch die Fliehkraft induzierten Auslaßhub der freien Kolben B25 durch die magnetspulenbetätigten Auslaßventile B35 während eines wesentlichen Teiles des Auswärtshubes dieser Kolben abgegeben wird. Somit wird das gekühlte, expandierte Gas zwangsweise dem Einlaß des Wärmeaustauschers B40 bei der Ausführu.gsform der Fig. 29 oder unmittelbar dem zu kühlenden Raum bei der Ausführungsform der^ So far it can be seen that the expanded, cooled Gas through the centrifugal-induced exhaust stroke of the free piston B25 through the solenoid operated B35 exhaust valves during a substantial portion of the outward stroke of these pistons is delivered. Thus, the cooled, expanded gas is forced to enter the inlet of the heat exchanger B40 in the embodiment of FIG. 29 or directly the room to be cooled in the embodiment of
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Fig, 3 0 zugeführt.Fig, 3 0 supplied.
ge-ge
-H--H-
Wie im Fall der oben beschriebenen Ausf ührungsforrnen kann eine Steuerschaltung ähnlich Fig. 23 verwendet (j werden, um das öffnen der magnetspulenbetätigten Einlaßventile B33 derart zu steuern, daß Paare aus ζ v/ei einander diametral gegenüberliegenden Zylindern B20 mit Gas zura gleichen Augenblick gespeist werden, aber in seitlicher Zuordnung zum Einspeisen von DruckgasCan as ührungsforrnen in the case of the embodiment described above, a control circuit similar to Fig. 23 (j can be used to control the opening of the solenoid-operated intake valves B33 to control such that pairs are fed from ζ v / ei diametrically opposed cylinders B20 gas zura same moment , but in a lateral assignment for feeding in compressed gas
] 0 zu den übrigen Paaren cius einander diametral gegenüberliegenden Zylindern. Somit kann die bogenförmige. spriciifc=..ruicfe oder wendel-/spiralförmige Ausbildung der Drucks Lröniungsmittelkaitißiern, die vorher beschrieben Vurcien r zusammen mit den Abgasventilen und der Steuerschaltung benutzt werden, die durch die. Ausführungsfornen der Fig. 27 bis 29 dargestellt sind. Der Fachrtä.-m vi.rci erkennen, daß viele Abwandlungen bei der bisher bar-.chriebenen Erfindung die äußerste Flexibilität \-~:.\ do.c Konstruktion einer einfachen Einrichtung" zur. Unt/.iehen von Wärme und/oder mechanischer Energie von siUis-V! Druckgas liefert. Abhängig von den gewünschten Chara/. '^eristiken der Einrichtung kann die Konstruktion zn einer Einrichtung führen, die erhebliche Mengen an mechanischer Energie aus Druckgas erzeugt. Die Einrichtung kann aber auch so ausgelegt sein, daß sie in erster Linie eine Abkühlung des Druckgases zur Verwendung bei einer Luftkühlanlage entweder in offenem oder geschlossenem Zyklus bewirkt, aber in jedem Fall wird ein gewisser mechanischer Energieeingang der Expansion dos Druckgases entzogen, um die Drehung der ArbeitGV.-alle zu unterstützen. Somit ist der Motor B3, der vorgesehen ist, in erster Linie ein Anlassermotor, der zu dem Zweck erforderlich ist, die Einrichtung auf eine hinlängliche Drehzahl zu bringen,] 0 to the remaining pairs of diametrically opposed cylinders. Thus, the arch-shaped. spriciifc = .. ruicfe or helical / spiral design of the pressure Lröniungsmittelkaitißiern, the previously described Vurcien r together with the exhaust valves and the control circuit are used by the. Embodiments of Figs. 27-29 are shown. The Fachrtä.-m vi.rci recognize that many modifications in the previously bar-written invention require the utmost flexibility \ - ~:. \ Do.c construction of a simple device "for Providing energy from compressed gas. Depending on the desired characteristics of the device, the construction may result in a device which generates considerable amounts of mechanical energy from compressed gas, but the device can also be designed to do so primarily acts to cool the pressurized gas for use in an air cooling system in either an open or closed cycle, but in either case some mechanical energy input is withdrawn from the expansion of the pressurized gas to aid the rotation of the work B3, which is provided, primarily a starter motor, which is necessary for the purpose of bringing the device to a sufficient speed,
^ um die Kolben in ihren radial äußersten Lagen zu halten. Nachdem Druckgas auf die Außenenden der Druck-Strömungsmittelkammern aufgebracht wurde, erzeugt die Reaktionskraft des Gases, die auf die äußersten^ to keep the pistons in their radially outermost positions. After pressurized gas is applied to the outer ends of the pressurized fluid chambers, is generated the reaction force of the gas acting on the extreme
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H Λ.* ·■ AH Λ. * · ■ A
• *• *
* A * it ♦ ** A * it ♦ *
Enden der Kammern einwirkt, ein Drehmoment, dcis danach trachtet, die Drehzahl der rotierenden ÄrbeiLswelle zu vergrößern oder aufrechtzuerhalten. Somit ist eine Klima- oder Luftkühlanlage mit einem Hauptantrieb mit hohem Energiewirkungsgrad gebildet.Ends of the chambers acts, a torque, dcis thereafter seeks to increase or maintain the speed of rotation of the rotating engine shaft. Consequently an air conditioning or air cooling system is formed with a main drive with high energy efficiency.
Es vv-urae bereits erwähnt, daß es erwünscht ist, längli che, rc" ii rende Druckströmungsmittelk^mrnern mit möglicasL großer Länge zu benutzen, um entweder die iin.vj'ha^;.-,!.^"·:: Energie zu erhöhen, die dem Druckgas odsr der Luft entzogen wird, die am Außenende der Druckvcrömurnjsmittelkammer eingespeist wird, oder um dc..s Karf der Expansion zu erhöhen und somit die Kühlung des Druckgases, die durch die Expansion des Gases in dor länglichen Druck strömungsraittelkaramer erzeugt wird In alIei* bisher erörterten Ausführungsformen ist die wirksame Länge der Druckströmungsmittelkammer. allgei-.i^i durch das Erfordernis begrenzt, daß sich Auslaßöffrxuugen bei der einwärtsgerichteten Bewegung des Kolbens1 zur Drehachse herstellen müssen. Es ist ersichtlich, daß dann, wenn der Kolben· derartige Auslaßöffnungen. passiertf ier nächst der Drehachse der länglichen, rotierenden Druckströmungsmittelkammer angeordnet ist, aber es kann wegen der Fliehkraft nicht gestattet wer- den', daß er über die Drehachse hinausläuft, weil diese dann umschlagen würde und den Kolben radial von der Drehachse wegbewegen würde, wobei er die Auslaßöffnungen offen ließe. Zusätzlich beruhten alle vorher genannten bzw. in der oben genannten Anmeldung offen-It vv-urae already mentioned that it is desirable to use elongated, rc "ii rending pressurized fluid tubes of possibly great length to either transfer the iin.vj'ha ^; .-,!. ^" · :: energy to increase, which is withdrawn from the compressed gas or the air that is fed in at the outer end of the Druckvcrömurnjsmittelkammer, or to increase the expansion and thus the cooling of the compressed gas, which is generated by the expansion of the gas in the elongated pressure strömungsraittelkaramer In all of the embodiments discussed so far, is the effective length of the pressurized fluid chamber. generally limited by the requirement that outlet openings must be established during the inward movement of the piston 1 to the axis of rotation. It can be seen that when the piston has such outlet openings. passier tf ier nearest the axis of rotation of the elongate, rotating pressure fluid chamber is arranged, but it can not advertising permitted because of the centrifugal force the 'that it also passes over the axis of rotation, because that would then folding and the piston would radially move away from the axis of rotation, he left the outlet openings open. In addition, all of the aforementioned or in the above-mentioned application were openly based
^u barten Ausführungsformen entweder auf einem niedrigen Umgebungsdruck, urn die expandierten Gase aus den Auslaßöffnungen abzuziehen, oder auf der Einlaß-Saugwirkung, die durch einen Verdichter erzeugt wurde, der bei den Versionen der Einrichtung mit geschlossenem Zyklus angeschlossen war. Tatsächlich waren die Kolben einfachwirkend, d.h., der Strömungsmitte]druck^ U disclosed embodiments, either at a low ambient pressure, the expanded gases from the exhaust ports urn subtract, or on the inlet suction generated by a compressor, which was connected with the versions of the device with a closed cycle. In fact, the pistons were single-acting, that is, of mid-flow pressure
war nur in einer Richtung wirksam.was only effective in one direction.
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WWW VW / V/WWW VW / V /
Eh ist jerloch erwünscht:, rotierende Druckströmungs — mittGlkaimncm mit größerer Länge vorzusehen, was dadurch bewirkt werden kann, daß man sich die Druckströrunragsiaittelkanimer diametral von einer Seite der Drehachse zur anderen erstrecken läßt, vorausgesetzt/ es sind geeignete Ventilanordnungen vorgesehen, um die Jiui.bririgung eines Druckströmungsmittels am e'inen Ende der diametral angeordneten, länglichen Druckströ-ii:ri-vr.'-;mlttelkanuner zu ermöglichen, wenn sich der Κο1)ΐ3η nahe diesem Ende befindet, und die Aufbringung einsK solchen Strörnungsmitteldiruekes im wesentlichen se laTi..·?: fort zusetzen, bis der Kolben das andere Ende der sich ei lar.etral erstreckenden, länglichen Druckst r or van-;-sr.; itt el kammer erreicht. Gleichzeitig kann das e.'par.ciic rte, ausgestoßene Strömungsmittel, das vom vurar;;eh.enden Takt des Kolbens in der Gegenrichtung herriUirt;, zwangsweise aus dem anderen, .diametral gegen-U1:.-?-!"!.!. eg en el er, Ende der länglichen Druckströmungsinittelkar;u-.er verdrängt werden. Eine solche Anordnung liefert eine größtmögliche Leistungsabgabe an den rotierenden T:cäv-:.r, woran die sich diametral erstreckende, länglich·? DriK?kströmungsmittelkammer angebracht ist.Anyway, it is desirable to provide rotating pressure flow means of greater length, which can be achieved by letting the pressure flow means can extend diametrically from one side of the axis of rotation to the other, provided that suitable valve arrangements are provided to facilitate the flow control a pressurized fluid at the end of the e'inen diametrically disposed elongated Druckströ-ii: ri-vr .'-; to allow mlttelkanuner when the Κο1) ΐ3η located close to this end, and the application einsK such Strörnungsmitteldiruekes substantially LATI se .. · ?: continue until the piston reaches the other end of the elongated pressure tube, which extends slightly from the egg, and van -; - sr .; itt el chamber reached. At the same time, the e'par.ciic rte, ejected fluid that originates from the vurar ;; existing stroke of the piston in the opposite direction; compulsorily from the other, .diametral to -U 1 : .-? -! "! are displaced u-.er such an arrangement provides a maximum power output of the rotating T; eg en el he end of the elongated Druckströmungsinittelkar: CAEV - :. r what the diametrically extending, elongated · Drik kströmungsmittelkammer.!..? is appropriate.
Wenn andererseits eine optimale Luftkühlung erwünscht ist,- dann sollte die Ventilanordnung die Aufbringung eines Druckströmungsmittels auf den Kolben nur für einer; L'sitrauin. gestatten, der ausreicht, um sicherzustellen, daß er mit der Einwärtsbewegung aus seiner radial äußersten Lage beginnt, wonach dann der Druck- ^ strörnungsmitteleinlaß verschlossen wird und die ein-r geschlossene Gasfüllung während des gesamten Hubes des Kolbens durch die sich diametral erstreckende Druckströnvungsmittelkammer expandiert wird.On the other hand, when optimal air cooling is desired is, - then the valve assembly should be applying of pressurized fluid on the piston only for one; L'sitrauin. allow sufficient to ensure that it begins with the inward movement from its radially outermost position, after which the pressure ^ the fluid inlet is closed and the a-r closed gas filling during the entire stroke of the piston through the diametrically extending Pressure flow medium chamber is expanded.
Eine neue Druckgasfüllung kann in jedes Ende des S-förmigen Zylinders eingeleitet werden, welchem sich der Kolben nähert, und -das Auslaßventil geschlossen werden, bevor der Kolben dieses Ende erreicht, umA new charge of pressurized gas can be introduced into either end of the S-shaped cylinder which is located the piston approaches, and the exhaust valve is closed before the piston reaches this end
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das Ende der Bewegung des Kolbens bis zum Stillstand abzupolstern mid zu verhindern, daß er gegen das ^yI inderende ansehlägt. Das Schließen do;s Auslaßventil es kann aber auch hinlänglich Gas einschließen, urn die Energie d-:*3 Kolbens zu schlucken, so daß das öffnen des 2ini:. i', .-ntiles verzögert werden kann, bis der Kolben iL....· stillstand gekommen ist. Somit wird ein wesent-.lcr-.-3r Teil der kinetischen Energie des Kolbens als eine K-iaktionskraft auf die benachbarte Zylinder*- enCviand übertragen, um die Rotation des Zylinders zu unters i ät:-:er.t r während die verbleibende Energie auf den Ruck-.· art chub des freien Kolbens aufgebracht wird. Es if-t ersichtlich/ daß dann, wenn die Geschwindigkeit der !.vech:~älbew-=gung des freien Kolbens ein angestrebtes Hcchr-'t:;'..:;.:; erreicht, entweder der Druck oder die Menge der ns -rhi olgenden Druckgasfüllung en durch herkömmliche Ventiici-urichtungen (nicht gezeigt), verringert wird.to cushion the end of the movement of the piston until it comes to a standstill and to prevent it from resting against the end of the piston. Closing the outlet valve can, however, also include sufficient gas in order to swallow the energy d -: * 3 piston, so that the opening of the 2ini :. i ',.-ntiles can be delayed until the piston iL .... · has come to a standstill. Thus a substantial part of the kinetic energy of the piston is transferred as a K-iaktionskraft to the neighboring cylinder * - enCviand in order to reduce the rotation of the cylinder i ät: -: er. tr while the remaining energy is applied to the jerk. · art thrust of the free piston. It if-t can be seen / that if the speed of the ! .vech: ~ älbew- = movement of the free piston a desired Hcchr-'t:;'..:;.:; achieved, either the pressure or the amount of ns -rhi owing pressurized gas filling s by conventional valve devices (not shown), is reduced.
Alle vorangehenden Ziele können durch die Einrichtung el erreicht werden, die schematise].! in Fig. 33 dargestellt: ist. Eine solche Einrichtung umfaßt ein Zylinder el ene nt C10, welches 'eine allgemein S-förmige Bohrung CIOe festlegt, die die Druckströmungsmittelkammer für die Einrichtung bildet. Das Zylinderelement C10 ist bevorzugt zur Drehung mittels einer kraftgetriebenen Welle C2 angebracht. Zu diesem Zweck kann das Sylinderelement C10 mittels mehrerer Bänder C12 an einer kreisförmigen Platte C14 angebracht werden, welche ihrerseits in geeigneter Weise auf der Welle ° C2 aufgekeilt oder aufgeschweißt ist.All of the foregoing goals can be achieved through the establishment el be achieved, the schematise].! shown in Fig. 33: is. One such device includes a cylinder element C10 which is generally S-shaped Bore CIOe defines the pressurized fluid chamber for the establishment. The cylinder element C10 is preferred for rotation by means of a power-driven Shaft C2 attached. For this purpose, the cylinder element C10 can by means of several belts C12 attached to a circular plate C14, which in turn is suitably keyed or welded onto the shaft ° C2.
An jedem Ende des Zylinderelements C10 sind einander gleiche Ventilköpfe C20 vorgesehen, welche jeweils ein magnetspulenbetätigtes Einlaßventil C25 umfassen, welches die Zufuhr von Druckströinungsmittel aus einev Speiseleitung C25a steuern. Zusätzlich umfaßt der Ventilkopf C20 ein magnctspulenbetätigtes Auslaßventil C26, welches den Auslaß der Druckströmung smittelkcimrnerAt each end of the cylinder element C10 are each other the same valve heads C20 are provided, each of which includes a solenoid-operated inlet valve C25, which control the supply of pressurized fluid from a feed line C25a. In addition, the includes Valve head C20 a solenoid operated exhaust valve C26, which is the outlet of the pressurized flow medium
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C10a in cine Auslaßleitung C26a gestattet.C10a allowed in an outlet line C26a.
Ein freier Kolben C15 ist zur Wechselbewegung innerhalb der S-förmigen Druckströmungsmittelkammer C10a angeordnet. Ein solcher Kolben kann einen eil ipso idf örrnigen Kolben umfassen, wie dargestellt, oder kann eine Kugel anfassen. In jedem Fall ist der freie Kolben C.15 längs der Gesamtlänge der S-förmigen. Druckströmungstnittelkc;-:;..:^:: Cl Oa lediglich unter dem Einfluß der Stror.uii-, -v.ritteldruckkräfte und der Fliehkraft beweglich. E.r. .i..oL ersichtlich, daß die Fliehkraft in Gegen-. richtung auf den freien Kolben C15 jedesmal dann einwirkt, vevui er die Drehachse der Welle C2 passiert.A free piston C15 is arranged for reciprocating movement within the S-shaped pressurized fluid chamber C10a. Such a piston may comprise an ipsoidal piston, as shown, or it may grip a ball. In any case, the free piston C.15 is along the entire length of the S-shaped. Druckströmungsstmittelkc; -:; ..: ^ :: Cl Oa only movable under the influence of the Stror.uii-, -v.ridden pressure forces and the centrifugal force. He .i..oL can be seen that the centrifugal force in counter-. direction acts on the free piston C15 each time, vevui he passes the axis of rotation of the shaft C2.
Um den Bv.-tr .leb des Paares der Hagnet-Einlaßventile
C25 uEid des Paares der Magnet-Auslaßventile C26 zu
s ',eu ■-.·-:; ι ist es erforderlich, daß die Lage des freien
Koi'r c-rv: Ci 5 in der S-förmigen Druckströmungsmittelkammo-r
CI Q'.i f C-:L tr|ös teilt wird. Dementsprechend ist eine
Anzahl elektronischer Meßeinrichtungen mit Abstand
lr.nq?. ;"..--;. Bewegungsweges des freien Kolbens C15 angebracht.
Somit sind zwei die Anwesenheit des Kolbens
feststellende Einrichtungen C40a und C40b jeweils
nabe dcv; Au Gen en den der S-förmigen Drucks trömungsip.ittelkanc.:or
C10a vorgesehen, während zwei weitere, die Anwesenheit des Kolbens feststellende Einrichtungen
C4üc und C40d nahe den raittlereii Abschniten der
S~föx\;Xqt λ Druckströmungsmittelkammer rC10a angebracht
sind.
' ·To the Bv.-tr .leb of the pair of magnetic inlet valves C25 uEid of the pair of magnetic outlet valves C26 to s', eu ■ -. · - :; ι it is necessary that the position of the free Koi'r c-rv: 5 Ci in the S-shaped Druckströmungsmittelkammo-r CI Q'.i f C: L r t | ös is divided. Accordingly, a number of electronic measuring devices are at a distance of lr.nq ?. ; "..-- ;. the path of movement of the free piston C15. Thus, two devices C40a and C40b, which determine the presence of the piston, are provided in each case at the hub dc v ; Au genes of the S-shaped pressure fluid flow channel: or C10a, while two further, the presence of the piston fixed by bodies C4üc and C40d near the raittlereii Abschniten the Foex S ~ \; Xqt λ pressure fluid chamber r C10a are attached.
'·
Während die Meßeinrichtungen C40a bis C40d entweder einen herkömmlichen elektrostatischen oder elektromagnetischen Meßfühler urfassen können, wird bevorzugt ein elektromagnetischer Meßfühler und ein freier Kolben C15 mit ellipsiodförmiger Ausbildung verwendet, der einen Permanentmagneten C16 (Fig. 34) enthält, dor allgemein auf die Hauptachse des ellipsoidförraigen Kolbens ausgerichtet ist. Der Rest des InnenraumsWhile the measuring devices C40a to C40d can include either a conventional electrostatic or electromagnetic sensor, it is preferred an electromagnetic sensor and a free piston C15 with an ellipsoidal design are used, which includes a permanent magnet C16 (Fig. 34) generally on the major axis of the ellipsoidal shape Piston is aligned. The rest of the interior
BAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTEDBAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTED
-^ des freien Kolbens C15 kann mit Arcjondoimün κα1ιν?οτ(·>α Nichteisenmetall C17 aufgefüllt :;o.i.u , v;iR etwa Quecksilber oder Bleischrot·- ^ of the free piston C15 can with Arcjondoimün κα1ιν? οτ (·> α Non-ferrous metal C17 filled up:; o.i.u, v; iR about Mercury or lead shot
Der Kolben CI-5 umfaßt bevorzugt eine dünnwandige Schale CIS, rliv- aai-':h das Zusammenschweißen zweier gestanzter Haib-b-^v :.t.te C18a und C18b gebildet ist. Die äußere, ell Ip.:. 5 idf örnige Oberfläche des Kolbens CI 5 ist mit -eir;-.j~. ergarischen Kunststoff material C19 beschichtet. das cfiit-v £ ehr, der- und Dichtungseigenschaf ten auf weist, wie etc.? mit Kunststoffen, die unter den Du Pont-V?a ret)--zeiebcu '-Tel:lon" und "Kalrez" verkauft werden.The piston CI-5 preferably comprises a thin-walled cup CIS, rliv- aai - ': h the welding together of two punched Haib-b- ^ v: .t.te C18a and C18b is formed. The outer, ell Ip.:. 5 idf örnige surface of the piston CI 5 is with -eir; -. j ~. Bulgarian plastic material C19 coated. the cfiit v £ honor, which has and sealing properties, how etc.? with plastics covered by the Du Pont-V? a ret) - zeiebcu '-Tel: lon "and" Kalrez "are sold.
Es π 1.TV. nun a\if Fig. 35 Bezug genommen; dort ist schere; "^iscii p.in2 elektronische Schaltung zum Steuern, der Magnetventile C25 und C27 zum Bewirken der ständigen v.'rchse-lbev/egu.ng des Kolboneleraen fco CZ^ö über die Länge der S-f örrai-jen Druckströraungsmi ttelkamiT-sr C10a geseilt. Die Meß- oder Ermittlungseinrichtangen C4 0;<., ΔΌ C4 0.O, Ζϊ^ο und C4 0d sind über eine logische Schaltung C'.'O ^ncrer-chlossan f um die erforderliche, aufeinanderfolgende Tätigkeit der magnetspulenbetätigten Einlaßventile-; C25 ur.u der magnet spulenbetä tig ton Auslaßventeile C26 ir. Übereinstimmung mit der Lage des freien Kolbens CI5 in der Druckströmungsiaittelkainmer CiOa zu liefern.It π 1.TV. now referring to Fig. 35; there are scissors; "^ iscii p.in2 electronic circuit to control the solenoid valves C25 and C27 to effect the constant v.'rchse-lbev / egu.ng des Kolboneleraen fco CZ ^ ö roped over the length of the Sf örrai-jen Druckströmraungsmi ttelkamiT-sr C10a the measurement or Ermittlungseinrichtangen C4 0;. '.', 'ΔΌ C4, and C4 ^ Ζϊ 0d are 0.O ο via a logic circuit C O ^ ncrer chlossan-f to the required successive action of the solenoid-operated Einlaßventile-. C25 ur.u the solenoid actuation ton exhaust valves C26 ir. To deliver correspondence with the position of the free piston CI5 in the Druckströmungsiaittelkainmer CiOa.
Wenn somit der freie Kolben C15 nahe einem der diametral einander gegenüberliegenden Enden der Druckströ-30 Thus, when the free piston C15 is close to one of the diametrically opposite ends of the Druckström-30
mungstnittelKammer CIOa befindlich ist, an welchem die Meßeinheit C40a angeordnet ist, dann wird diese Meßeinheit durch die logische Schaltung C50 wirksam, um ein öffnen des benachbarten DruckeinlaßventilsMungstittelKammer CIOa is located, at which the Measuring unit C40a is arranged, then this measuring unit is activated by the logic circuit C50, to open the adjacent pressure inlet valve
C25 und ein Schließen des benachbarten Auslaßven-35 C25 and a closure of the adjacent outlet valve 35
tiles C26 zu bewirken. Gleichzeitig wird das Auslaßventil C26 am gegenüberliegenden Ende der Druckstrümungsmittelkamme.' C10a geöffnet. Dementsprechend wird der freie Kolben C15 durch die Druckgasfüllungtiles C26. At the same time, the outlet valve C26 at the opposite end of the pressure flow means chamber. C10a open. The free piston C15 is correspondingly filled with compressed gas
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
j eirivärtsgetriuben und das Druckgas -wird, wenn keine andercn Steuerfunktionen vorgesehen sind, fortfahren, in den Kolben C30 eingespeist zu werden, um ihn über die Drehachse hinweg anzutreiben, wobei an dieser Stelle die Fliehkraft wirksam wird, um ihn nach außen in die diametral gegenüberliegende, äußerste Endlage zu drücken. Während all der Zeit, während welcher das Druckströinungsmittel auf den freien Kolben Cl 5 einwirkt:, w ir rl eine Reaktionskraft durch einen solchen 0 SLrCüriuncari'.ltfceldruck gegen die Endfläche der Druckströmungsni^irulkamtner C1 Oa ausgeübt, so daß somit c-iii Drehnioju.raU auf das Zylinderelement CtO und den Tracer CI4 ausgeübt wird, um zum Beibehalten oder Steigern der Drehzahl solcher Elemente beizutragen.In each case, the compressed gas will, if no other control functions are provided, continue to be fed into the piston C30 in order to drive it over the axis of rotation, at which point the centrifugal force becomes effective to move it outward into the diametrically opposite one to press the extreme end position. During all the time during which the pressure fluid acts on the free piston Cl 5: a reaction force is exerted against the end face of the pressure flow device C1 Oa by such a 0 SLrCüriuncari'.ltfceldruck , so that thus c-iii Drehnioju. raU is applied to the cylinder element CtO and the tracer CI4 to help maintain or increase the speed of such elements.
ΐ*Γ·ΐΐ"ίΠ (3er freie Kolben C15 am diametral gegenüberliegen der: Dneic der S-förmigen Druckströmungsmittelkamruer CIOa an.ebngt ist, dann wird seine Anwesenheit durch die i.nv.X trtlangsvorrichtung C40b festgestellt, und das soru.l f i-r'-'.ougte Signal wird in die logische Schaltung CSD e.i.KjaCj-^bsn, mit dem Ergebnis, daß das Druckr.tro::VJ.:-fj srui t Lei-Einlaß ventil C25 nahe dem freien Kolben geöffnet und das Auslaßventil C26 geschlossen wirdΐ * Γ · ΐΐ "ίΠ (3 free pistons C15 on the diametrically opposite side of the: Dneic the S-shaped pressure fluid chamber CIOa is attached, then its presence is determined by the i.nv.X longitudinal device C40b, and the soru.lf i -r '-'. ougte signal is sent to the logic circuit CSD eiKjaCj- ^ bsn, with the result that the pressure r.tro :: VJ.: - fj srui t Lei inlet valve C25 near the free piston is opened and the outlet valve C26 is closed
Dies gestattet dem aufgebrachten Strömungsmitteldruck, die Dov.-egung des Kolbens C15 zu einem derartigen, gegenül-arl.legenden Ende gepolstert zum Stillstand zu bringen, und ein wesentlicher Anteil der Energie, der von einem solchen abgepolsterten Stillstand herrührh, wird in einer Richtung aufgewandt, die zum Unterstützen der Drehung des Zylinders C10 und somit der Arbeitswelle C2 beiträgt. In anderen Worten, ein Teil der Druckgasenergie wird in eine kinetische Energie des Kolbens umgewandelt, welche auf dem Zylin-This allows the applied fluid pressure to padded the dov. Movement of piston C15 to such an opposite end, and a substantial portion of the energy resulting from such a padded standstill is expended in one direction that contributes to assisting the rotation of the cylinder C10 and thus the output shaft C2. In other words, part of the compressed gas energy is converted into a kinetic energy of the piston, which on the cylinder
3ö derkopf am Ende eines jeden Kolbentaktes übertragen wird. Uni die Winkelgeschwindigkeit des Zylinders CIO und der Welle C2 zu erhöhen.3ö derkopf transferred at the end of each piston stroke will. Uni is the angular velocity of the cylinder CIO and wave C2 to increase.
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Das Auslaßventil C26 am diametral gegenüberliegenden Ende dur S-förmigen DruckströTnungsjaittelkaruner C1 Oa wird geöffnet und der Kolben wird seine Bewegung durch die S-förmige Druckströinungsmittelkammer C 10a umkehren,The outlet valve C26 on the diametrically opposite one The end of the S-shaped pressure flow jumper C1 Oa will open and the piston will reverse its movement through the S-shaped pressurized fluid chamber C 10a,
δ wobei ex als doppeltwirkender freier Kolben wirksam ist. DJo Meßeinheit C40a wird wiederum dein η erregt, wenn acr freie Kolben in seiner Ausgangslage ankommt/ wodu.rcr- der Zyklus wiederholt wird.δ where ex acts as a double-acting free piston is. DJo measuring unit C40a is in turn excited by η, when acr free piston arrives in its starting position / wodu.rcr- the cycle is repeated.
Wer?rs ey aaäererseits erwünscht ist, die Expansion des ü;.~u r:kg-a.ses zu optimieren/ welches der Druckströip.uTi---r-iVi:.~ti'lkavamer C10a zugeführt wird, dann gelangen dii ^--^einrichtungen C40c und C40d zur Wirkung. Diese Ξ in r .ich tung an erzeugen jeweils dann Signale, wenn der frti-r- Kolben CI5 sie passiert. Solche Meßeinrichtungenkontur, nahe der Drehachse angeordnet sein, wie gezeigt;, od&- mit Radialabs band gegenüber dieser.If you want to optimize the expansion of the ü ;. ~ U r : kg-a.ses / which the Druckströmip.uTi --- r -iVi:. ~ Ti'lkavamer C10a is supplied, then you get ^ - ^ facilities C40c and C40d to effect. These Ξ in the direction of each generate signals when the frti-r piston CI5 passes them. Such measuring devices contour, be arranged near the axis of rotation, as shown; od & - with radial abs band opposite this.
Die i:e';eir.richtungen C4 0c und C40d sind beide mit der 1 ;■;.■!.-■ Ji.-en Schaltung C50 verbund-in. Die logische Schaltung C"."0 spricht auf die Erregung der Aufnahmeeirjrichtung C4i)c dadurch an, daß sie das nächstgelegene Druckstföjiiur.gsmitteleinlaßventil C25 schließt, V7elches Druc!-;strömungsmittel in den Kolben einspeist/ und so- mit das vorher eingespeiste Gas hinter dein Kolben einschließt und es gestattet, daß ein solches Gas während des Restes des Bewegungsweges des Kolbens C3 0 zura diametral gegenüberliegenden Ende der S-förmigen Druckströmungsmittelkammer C10a expandiert. Die Meßeinrichtung C4 0d spricht auf die Bewegung des freien Kolbens C15 in der entgegengesetzten Richtung an, um die selbe Funktion durchzuführen. Es ist ersichtlich, daß der Permanentmagnet C16, der im ellipsoidförmigen Kolben C15 angeordnet ist, ein entgegengesetztes S.ig~ ηειΐ bei den Meßeinrichtungen C40c und C4 0d erzeugt, in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des freien Kolbens 15 bezug..ich dieser, so daß die jeweiligen Rückwärtshübe des freien Kolbens 15 ciuf die Steuer-The i: e '; devices C40c and C40d are both connected to the 1; ■;. ■! .- ■ Ji.-en circuit C50. "." The logic circuit C 0 is responsive to the excitation of the Aufnahmeeirjrichtung C4i) c characterized in that it includes the closest Druckstföjiiur.gsmitteleinlaßventil C25, V7elches Pressure -;! Fluid fed to the flask and / so-with the previously inducted gas behind the piston and allows such gas to expand during the remainder of the travel of the piston C3 0 to the diametrically opposite end of the S-shaped pressurized fluid chamber C10a. The measuring device C40d is responsive to the movement of the free piston C15 in the opposite direction to perform the same function. It can be seen that the permanent magnet C16, which is arranged in the ellipsoidal piston C15, generates an opposite S.ig ~ ηειΐ in the measuring devices C40c and C4 0d, depending on the direction of movement of the free piston 15 with respect to this, so that the respective backward strokes of the free piston 15 ciuf the control
schaltuiig keine Auswirkung haben.jerky have no effect.
Die Vorwendung der gekühlten, expandierten Gase, die durch die oben beschriebene Einrichtung erzeugt werden, b wird auf irgendeine der vorher beschriebenen Weisen bewirkt, ütiisijielsweisc können, wie schematisch in Fig. 36 MC5:-:':\igi., die Äbgasleitungen C26a mit einer Kiril/iu-\;::n: Ölleitung C61 eines rotierenden Wärmeaus-tausc::-j'-ö CCC verbunden sein. Das gekühlte Gas wird durch di.; sich axial erstreckenden Rohre C63 in eine Aus}εβ-£αΐΓ'.'ι£] leitung C62 eingeleitet, won wo aus es über die Leiuing C6 6 zum Einlaß eines Verdichters C65 zurü„f.'.;'-füiiit wird, welcher zur gemeinsamen Drehung ii-.j ■;. der Arbertswolle C2, dem Zylinderelement C10 und einen* ?·.1ϊ1ϊ.-:;::-'-."motor C3 angetrieben ist. Der Druckausgang des Verdichters C65 wird über.Leitungen C25a eince:-rK-ii.t, die jeweils einen Anschluß mit den r.ici^ri-'::-. steuerten Einlaßventilen C25 herstellen. Somit kann ei;:c- nit h oh ein Wirkungsgrad betriebene Luftkliraatisioruiij'seinrichtung mit geschlossenem Zyklus auf der G••■undj ζ jvj ciö-r Benutzung der S-förmigen Druckströmungr:- r^itteik^isür C 10a beruhen.The Vorwendung the cooled, expanded gases generated by the above described means, b is effected on any of the ways previously described, ütiisijielsweisc can, as shown schematically in Figure 36 MC 5: -: ': \ igi, the Äbgasleitungen C26a.. be connected to a Kiril / iu - \; :: n: oil line C61 of a rotating heat exchanger :: - j'-ö CCC. The cooled gas is through di .; axially extending tubes C63 are introduced into an outlet line C62, from which it is fed back via the line C6 6 to the inlet of a compressor C65, which for common rotation ii-.j ■ ;. the Arbertswolle C2, the cylinder element C10 and a * ? · .1ϊ1ϊ.- :; :: - '-. "C3 motor is driven, the pressure output of the compressor is C65 eince über.Leitungen C25a: -RK-ii.t, each having a connection with the r.ici ^ ri -.' :: - controlled intake valves. . Thus, to produce C25 egg; nit c h oh an efficiency Luftkliraatisioruiij'seinrichtung powered with a closed cycle on the G •• ■ ζ and j jvj cioè-r using the S-shaped Druckströmungr: - r ^ ^ itteik isür C based 10a .
Es \:i -d nun auf Fig. 37 Bezug genommen; dort ist eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung gezeigt, wobei eine rotierende, S-förmige Druckströmungsmittelkaminer verv/endet wird, um Kaltluft dem Raum in einer Anlage mit offenem Zyklus zuzuführen. Wie schematisch in Fig. 37 dargestellt, ist ein S-förmiger Zylinder CIO, der mit jenem in Fig. 33 gezeigten übereinstimmt, an einer vertikal angeordneten Arbeitswelle C2 angebracht und wird durch einen geeigneten Motor (nicht gezeigt) angetrieben. Der Zylinder C10 und eine Trägerplatte (nicht gezeigt) sind, beide oberhalb einer Decke C eines zu kühlenden Raumes angeordnet. Druckluft wird von einem Verdichter C60, der am oberen Ende der Welle C2 angebracht ist, durch Leitungen C25a den Ventilköpfen C20 zugeführt, die an jedem EndeThere \: i -d Referring now to Figure 37 taken;. there is shown another embodiment of this invention wherein a rotating, S-shaped pressurized fluid chimney is used to supply cold air to the room in an open cycle facility. As schematically shown in Fig. 37, an S-shaped cylinder CIO, which is the same as that shown in Fig. 33, is attached to a vertically disposed working shaft C2 and is driven by a suitable motor (not shown). The cylinder C10 and a support plate (not shown) are both arranged above a ceiling C of a room to be cooled. Compressed air is supplied from a compressor C60 mounted at the top of shaft C2 through lines C25a to valve heads C20, which are at each end
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• /IDS · des S-förraigen Zylinders C10 vorgesehen nand. Die gekühlte c expandierte Luft wird mit Lei:; Auslaßleitunyon C26a durch eine geeignete Öffnung in der Decke C einem Paar kontisförmiger Expansionseinrichtungen C26b zugeführt,, uurch welche die gekühlte Luft unter Rotation in der. ru-ui-:« abgegeben wird. Die Rückführung der Raumluft kann durch die Hohlbohrung der Arbeitsv/elle C2 zur lic'; '_üim Einlaß des Verdichters C65 durch eine gee;r-Ci-n--t:-;. I-eitung C66 geleitet werden. Somit können die S-form:.{je Druck strömungsmittelka miner CiOa und der mit ihr ;-.usanuuenwirkende, ellipsoidförmige, freie Kolben Ci5 vorteilhaft bei einer Raumkühlanlage mit oiferu^.-: iy't-il'us verwendet werden.• / IDS · of the S-shaped cylinder C10 provided. The cooled c expanded air is with lei :; Outlet duct C26a is fed through a suitable opening in the ceiling C to a pair of contour-shaped expansion devices C26b, through which the cooled air rotates in the. ru-ui-: «is delivered. The return of the room air can through the hollow bore of the working area C2 to the lic ';'_u in the inlet of the compressor C65 through a gee; r -Ci-n - t: - ; . Line C66. Thus, the S-shape:. {Per pressure fluid chamber CiOa and the with it; -. Usanuuen-acting, ellipsoidal, free piston Ci5 can advantageously be used in a room cooling system with oiferu ^ .-: iy't-il'us.
Es vird nun auf Fig. 38 Bezug genommen; dort ist edne äbq^v^avidslte äusführungsforp.i dieser Erfindung gezeigt, wcb?-:i <~:as S-förmige Zylinderelereent ClOO im wesentliche·-" 7.--.--C1 halbkreisförmige Abschnitte CIOOa ixnd CIOOb aufν:·ί.ι _; t f welche mit ihren aneinander anstoßenden Er.-d&n =·.η de.r Drehachse der VJoIIe C2 angebracht sind und .die V^r.tilköpfe C20f wie vorher beschrieben,, an ihren diametral einander gegenüberliegenden Enden befestict nabc-,-η. Das Zylinderelement C100 bildet somit eine S-fönräge Druckströmungsmittelkammer C101, in v;elcher die Endwände der Druckströmungsruittelkammer beide in im wesentlichen radialen Ebenen bezüglich der Drehachse angeordnet sind. Dies vergrößert den Drehmomentann auf ein Höchstmaß, der für die Reaktionskraft verfügbar ist, die vom expandierenden GasReference is now made to Figure 38; there is shown edne äbq ^ v ^ avidslte embodiment form of this invention, wcb? -: i <~: as S-shaped cylinder elements ClOO essentially · - " 7. - - C1 semicircular sections CIOOa ixnd CIOOb on ν: · _ ί.ι; tf which with their abutting Er.-d = n · .η de.r axis of rotation of VJoIIe C2 are mounted and .the V ^ f r.tilköpfe C20 as previously described ,, at their diametrically opposed ends The cylinder element C100 thus forms an inclined pressure fluid chamber C101, in which the end walls of the pressure fluid chamber are both arranged in substantially radial planes with respect to the axis of rotation. This increases the torque to a maximum that is suitable for the Reaction force is available from the expanding gas
ausgeübt wird. Andere Elemente der Einrichtung'sind identisch mit jenen)/ die bereits vorher im Zusammenhang mit der Ausführungsform der Fig. 33 beschrieben wurden, was auch die Verwendung eines ellipsoidförmigen freien Kolbens C15 umfaßt, der einen Permanent-is exercised. Other elements of the facility are identical to those) / which have already been described previously in connection with the embodiment of FIG. 33 what were also the use of an ellipsoidal includes free piston C15, which has a permanent
magneten trägt, sowie die Benutzung von vier Meßeinrichtungen C40a, C40b, C4 0c und C4 0d, um jeweils die Druckströmungsmittel-Einlaßventile (nicht gezeigt) und die magnetge»feuerten Auslaßventile (nicht gezeigt)magnet carries, as well as the use of four measuring devices C40a, C40b, C4 0c and C4 0d to each Pressurized fluid inlet valves (not shown) and the solenoid-fired exhaust valves (not shown)
ZLi Stauern.ZLi stevedores.
Zuletzt wird auf Fig. 39 Bezug genommen; dort ist eine? v/eitere Ausführungsforrn dieser Erfindung gezeigt, P1 wobei ein S-förmiges Zylinderelement C1 0, welches mit der Ausführungsform der Fig. 33 übereinstimmt, an einer drehbarer !latte C14 angebracht ist und zwei zusätzliche S-fömxgci Zylinderelemente C210 und C310 jeweils auf eiric:·: dir Seiten des Elements C10 angebracht sind.Referring finally to Fig. 39; there is one? Another embodiment of this invention is shown, P 1 wherein an S-shaped cylinder element C1 0, which corresponds to the embodiment of FIG. 33, is attached to a rotatable lath C14 and two additional S-shaped cylinder elements C210 and C310 each on eiric : ·: The sides of the element C10 are attached.
IQ Die Z;, Z i:"iit-.rcloniente C210 und C310 verkörpern jeweils S-för.v.ige I-1''.ckströmungsmittelkaraniern, ellipsoidf öriaige fr&ie Kcln-3n,. die einen Permanentmagneten aufweisen, scvis Ventilköpfe C20 ein jedem Ende der Zylinder elemente Cs 10 ί,ί-c CL-20, welche dieselben Funktionen wir die Ventil^cpfe C20 aas führten, die an den Enden des mittleren, S-förmigen Zylinderelements C10 vorgesehen sind. KoI-bivi'-iisS-'inrichtungen C40a, C40b, C40c und C40d sind efcc?" r.ills -'lit diesen beiden zusätzlichen S-förmigen Syliiiif'-ri-L'vUisnten vorgesehen, und diese wirken mit ώ'";"ι jeweiligen Magnet-Einlaß- und Auslaßventilen in de:- VcnLiikönfen C20 zusammen, um die Wechselbewegung der j'v.v,-.-ji.Il-jan freien Kolben auf dieselbe Weise wie her·?:·.' .·· ·verhör beschrieben zu steuern. Die Auslaßleitur.g«n C20a sind ein einen Wärmeaustauscher C6 0IQ The Z ;, Z i: "iit-.rcloniente C210 and C310 each embody S-form.v.ige I-1 ''. Back-flow-media-caraniern, ellipsoid-form for & ie Kcln-3n,. Which have a permanent magnet, scvis valve heads C20 each end of the cylinder elements Cs 10 ί, ί-c CL-20, which performed the same functions as the valve ^ cpfe C20 aas, which are provided at the ends of the central, S-shaped cylinder element C10. KoI-bivi'-iisS- 'Institutions C40a, C40b, C40c and C40d are efcc? " r.ills -'lit these two additional S-shaped Syliiiif'-ri-L'vUisnten provided, and these act with ώ '";" ι respective magnetic inlet and outlet valves in de: - VcnLiikönfen C20 together to the alternating movement the j'v.v, -.- ji.Il-jan free flask in the same way as her ·?: ·. ' . ·· · interrogation described to control. The outlet ducts C20a are a heat exchanger C60
2Ό angeschlossen, und ein Verdichter C65 auf der Arbeitswelle C2 liefert Druckgas an die Leitungen C25a. 2Ό connected, and a compressor C65 on the output shaft C2 supplies compressed gas to the lines C25a.
Es kann auch eine Vielzahl von einzylindrigen Einheiten ähnlich der Ausführungsform der Fig. 33 an der Arbeitsweise axial hintereinandergereiht angebracht werden.There can also be a plurality of single-cylinder units similar to the embodiment of FIG. 33 at the Working method can be attached axially one behind the other.
Der Fachmann erkennt, daß die oban beschriebenen Anordnungen Ausbildungen mit optimaler Länge für längliö--> ehe, rotierende Druck Strömungsmittelkammern bieten, innerhalb deren ein freier Kolben lediglich durch die Wirkung von Druckkräften und der Fliehkraft hin- und herbewegt wird. Die Steuerschaltungen liefern einThose skilled in the art will recognize that the arrangements described above Training with the optimal length for längliö -> before, rotating pressure provide fluid chambers, within which a free piston merely passes through the Effect of pressure forces and centrifugal force is moved back and forth. The control circuits deliver a
BAD ORIGINAL OR1GINALINSPECtEDBAD ORIGINAL OR 1 GINALINSPECtED
Optimum an Flexibilität bei der Auswahl dar Art des gewünschten Zyklus, gemäß den Zwockbentiiamungon, die für die Einrichtung vorgegeben werden. Somit kcimi die Einrichtung so eingestellt werden, daß sie dom Druckgas eir. Maximum an mechanischer Energie entzieht oder umgekeli:.·;;,- άέΐ.\ Druckgas ein Maxiraum an Wärme entzieht, um clic .'"^l^Utigkeit der Einrichtung zu optimieren. Es kan?.: auch Luft als Druckgas verwendet werden.Optimum flexibility in choosing the type of cycle you want, according to the timing specified for the facility. Thus, the device can be set so that it eir dom pressurized gas. Removes maximum mechanical energy or vice versa:. · ;;, - άέΐ. \ Compressed gas A maximum space of heat is withdrawn in order to optimize the facility's functionality. Air can also be used as compressed gas.
Der Ρ'αο-.ί.-ΰΓΓπ erkennt, daß jede der oben beschriebenen Aüofüh:cu;:.~Äfarmen dieser Erfindung als eine Druckströr.uii.csr.-:ittöirr.aschine lediglich zum Zweck verwendet werdet veroon kann, um mechanische Energie, einer Druckgas- cnella zu entziehen. Für eine solche Anwendungsform., wird dar AVfriebsmotor C2 im wesentlichen nur noch ein Anlassermotor. Die Hauptfunktion des Anlassermotors liegt ά-,πη. d-irin, dem Zylinderclement C10 eine hinlängliche Drehung mitzuteilen , um sicherzustellen , daß da;" freie Kolben Ci 5 in einem der äußersten Absehn;-"--.ce der S-förmigen Druckströmungsmittelkamrn.-ir CiOa cingäordnet ist. Die Aufbringung von Druckströlaungsn.ütcel auf ein solches Ende der S-förmigen D.! uckstr^iuriysiv-ir.-celkamrrier C 10a veranlaßt den Kolben C15, sich in der oben beschriebenen Weise radial einwärts zu bewegen und somit dem Ende des Zylinders C10 eine Reaktionskraft mitzuteilen, um die Drehzahl des Zylinder elements C10 und der Antriebswelle C2 zu erhöhen. Wenn eine hinlängliche Drehzahl erreicht ist, dann kann der Anlassermotor C2 abgeschaltet werden oderThe Ρ'αο-.ί.-ΰΓΓπ will recognize that any of the above-described Aüofüh: cu;:. ~ AEF poor this invention as a Druckströr.uii.csr .-: ittöirr.aschine only used for the purpose will can veroon to mechanical energy to withdraw from a pressurized gas cnella. For such an application form., Is AVfriebsmotor C2 essentially only a starter motor. The main function of the starter motor is ά-, πη. In order to ensure that the "free piston Ci 5" is arranged in one of the outermost sections of the S-shaped pressure fluid chamber. The application of Druckströmungsn.ütcel to such an end of the S-shaped D.! uckstr ^ iuriysiv-ir.-celkamrrier C 10a causes the piston C15 to move radially inward in the manner described above and thus impart a reaction force to the end of the cylinder C10 in order to increase the speed of the cylinder element C10 and the drive shaft C2. When a sufficient speed is reached, the starter motor C2 can be switched off or
° kann in einem Zustand mit überhöhter Drehzahl angetrieben werden, um als Generator zu funktioniert >.. Andere Einrichtungen als ein Anlassermotor zum Sichern der anfänglichen Positionierung des Kolbens C15 in einem der abgelegenen Enden der S-förmigen Druckströmung smittelkammer dOa sind dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich.° can be driven in an excessive speed condition to work as a generator> .. Means other than a starter motor to secure the initial positioning of piston C15 in one of the far ends of the S-shaped pressure flow Central chamber dOa are readily apparent to the person skilled in the art.
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Während kein spezielles Ausführurigsbeispiel eines Verbroamingsmotors beschrieben wurde, erkennt der Fachmann doch, daß jede der oben im einzelnen be·*- schriebenen ZyIinderausbildungen als Verbrennungsb motor cj an ζ einfach dadurch benutzt werden kann, daß man die Einlaßventile verwendet, um eine Füllung aus brennbarem Treibstoff in die Druckströmungsmittelkeiraa·.1!- zu leiten.und, wenn der spezielle Treibstoff ein" Σ:υndi..ng erfordert, eine Zündkerze im Ends einer 0 jeder: Druck atröirtungsmittelkammer einbringt und diese veranlaßt, zur ordnungsgemäßen Zeit dann, gezündet zu v:-;rcifη . wenn sich der entsprechende Kolben seiner raü ic-;! au ve roten Stellung nähert. Spezielle Anlaß-,:\:·!oj.'di.i'./'.r-äri sind allerdings für die Verwendung einer 5 Fliokkraf t-J^olhenexpan 3 ions einrichtung als VerbxennungsiroLoi" erforderlich, und diese Anlaß-Anordnungen sind in f-intr ebenfalls anhängigen Anmeldung beschrieben und Lc.-'T!spracht.While no specific embodiment of a combustion engine has been described, those skilled in the art will recognize that any of the cylinder designs described in detail above can be used as a combustion engine simply by using the inlet valves to fill a charge of combustible fuel into the pressurized fluid keiraa ·. 1 ! - to conduct. And, if the special fuel requires a "Σ: υndi..ng, a spark plug in the end of a 0 each: pressure introduces atröirtmittelkammer and causes this to be ignited at the correct time v: -; rcifη. when the corresponding piston approaches its red position. Special occasions : \: ·! oj.'di.i './'. r-äri are, however, for the use of a 5 Fliokkraf tJ ^ olhenexpan 3 ion device as VerbxisierungsiroLoi "required, and these event arrangements are described in f-intr also pending application and Lc .- 'T!
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irseitirseit
Claims (1)
.) -Bntnehr.er. von Luft aus dem Raum und Verdichten dieser Luft zum erneuten Einleiten in den Zylinder..) Oreru: r: a cylinder and piston arrangement outside the space around an axis which is at a distance from the path of the relative movement of piston and cylinder and extends transversely to this / whereby the centrifugal force pushes the piston io. Eir.e end position with respect to the cylinder presses, 2.) .t-irilo-: ten a compressed gas filling in the cylinder, which is sufficient to move the piston and cylinder relatively close to the other end position against the effect of centrifugal force, whereby the air expands and cools and the speed of rotation of the piston and cylinder increases, 3.} Er.trerpen the cooled and expanded air ϊΐυ, Β dent. Cylinder and introducing air into the room urd
.) -Bntnehr.er. of air from the room and compressing this air for reintroduction into the cylinder.
3.) Entfernen der abgekühlten und expandierten. Luftand cylinder increased,
3.) Remove the cooled and expanded. air
eir Txi.qex. der um eine Achse drehbar ist, eine Antriebt einrichtung zum Drehen des Trägers, mehrere Zylindereierente, die am rotierenden Träger in einer Anordnung mit den gleichen Abständen rund um die Achse befestigt sind, jedes Zylinderelement bildet eine längliche Drud"Strömungsmittelkammer, ein freier Kolben ist in Längsrichtung in jeder Druckströmungsniitt ."kammer beweglich, die Zylinderelemente sind am öx-:":'-jjaron Träger befestigt, wobei der Bewegung s v/eg eines jeden Kolbens sich von einer Lage nahe'der Achse zu einer Lage fern der Achse erstreckt, wobei Fliehkraft den freien Kolben in die entfernte. Lage bewegt, eine Einlaßventileinrichtung, die zwischen einer· Druckgasquelle und dem entfernten Ende eines jeden Zylinderelements eine Verbindung herstellt, eine Einrichtung zum öffnen der Einlaßventileinrichtung nur dann, wenn sich die freien Kolben den jeweiligen achsfernen Lagen nähern, um eine Druckgasladung in den jeweiligenDruckströmungsmittelkammern aufzunehmen, und Äbgasventileinrichtungen, die jeweils mit den Druckströmungsmittelkammern in Verbindung stehen und nur dann betreibbar sind, wenn sich die freien Kolben ihrer jeweiligen ächsnahen Lage nähern, wobei jede Druckgasladung die Drehgeschwindigkeit des Trägers erhö'it und in gekühltem, expandiertem35. Device for extracting heat and mechanical jiier-gio from a pressurized gas, characterized by the following features: '
eir Txi.qex. which is rotatable about an axis, a drive means for rotating the carrier, a plurality of cylinder elements attached to the rotating carrier in an arrangement with the same distances around the axis, each cylinder element forms an elongated fluid chamber, a free piston is in Longitudinal direction in each pressure flow direction. "Chamber movable, the cylinder elements are attached to the öx-:" : '-jjaron support, the movement sv / eg of each piston extending from a position near the axis to a position remote from the axis, whereby Centrifugal force moves the free piston into the distant position, an inlet valve device which establishes a connection between a source of compressed gas and the distal end of each cylinder element, a device for opening the inlet valve device only when the free pistons approach the respective off-axis positions, to receive a charge of pressurized gas in the respective pressurized fluid chambers, and exhaust valves i Devices which are each connected to the pressurized fluid chambers and can only be operated when the free pistons are approaching their respective positions close to the axis, each pressurized gas charge increasing the rotational speed of the carrier and in a cooled, expanded state
3.) öffnen des Auslaßventils eines jeden Zylinders dann, wenn der jeweilige freie Kolben das achsnahe Ende der Druckströmungsmittelkammern erreicht, vobei die freien Kolben der einander diametral gegenüberliegenden. Zylinder sich im wesentlichen synchron zueinander bewegen.reach chamber, and
3.) open the outlet valve of each cylinder when the respective free piston reaches the near-axis end of the pressure fluid chambers, the free pistons of the diametrically opposite one another. Cylinders move essentially synchronously with one another.
25Axis intersects.
25th
ou strömungsmittelkammer bildet, um eine Achse, die quer zur länglichen Achse des Zylinders an deren Mitte verläuft,1.) Erection of a cylinder that has an S-shaped print
ou forms fluid chamber around an axis which is transverse to the longitudinal axis of the cylinder at its center,
2.) hinführen eines freien Kolbenelements in die ^-.'.iormige Drucks tröntungsmittt-.ikammer zur dichtenden Gleitbewegung hierin,1.) Rotation of a cylinder, which forms an elongated S-shape r
2.) Introduce a free piston element into the central pressure chamber for sealing sliding movement therein,
35untex 'supported, and
35
1.) Dr..-.bo." eines Zylinders, der eine S-förmige Druckstrornu.v^smittelkammor bildet, um eine Achse, die qucl ;:,:.i7 Längsachse der S-förmigen Druckströmungs■ nO.t-wilkarraner verläuft und diese schneidet, wobei die gegenüberliegenden Enden der S-förraigen Druck-Rrröaurqsrnittelkami^er sich in der Drehrichtung des 2-v:.;- r.di,rs erstrecken,
2,} :i:=n ae3v.attet es einem freien Kolben, in der92. Process for extracting mechanical energy from eirisa compressed gas, characterized by the following notices - ^. Ü:
1.) Dr ..-. Bo. "Of a cylinder, which forms an S-shaped pressure flow and medium chamber, around an axis which qucl; runs and intersects, with the opposite ends of the S-shaped pressure Rrröaurqsrnittelkami ^ er extending in the direction of rotation of the 2-v:.; - r.di, rs,
2,}: i: = n ae3v. It has a free piston in which
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- 1983-09-16 GB GB08324829A patent/GB2127496B/en not_active Expired
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: F25B 3/00 |
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8131 | Rejection |