DE3407264C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine doppelt wirkende Mehrzylinder- Heißgasmaschine, bei der jeder Zylinder von einer ringförmi­ gen Regenerator-Kühlereinheit umgeben ist, und eine Kaltgas­ verbindungsleitung das Ende eines Kühlers, das von dem einen Zylinder umgebenden Regenerator abliegt, mit einer Nieder­ temperaturkammer mit variablem Volumen des anderen Zylinders verbindet.

Eine Heißgasmaschine dieser Art ist beispielsweise aus der US-PS 25 90 662 bekannt. Um eine gleichmäßig verteilte Gas­ strömung durch die ringförmige Kühler-Regeneratoreinheit zu erhalten, ist es notwendig, eine Gaskammer mit beträchtlichem Volumen an dem Ende des Kühlers vorzusehen, das an die Kam­ mer mit variablem Volumen eines angrenzenden Zylinders über eine Leitung verbunden ist. Obwohl eine solche Gaskammer nur wenig oder keinen Einfluß auf den Wirkungsgrad der Maschine haben dürfte, wird die Leistungsabgabe vermindert, so daß die Betriebskosten der Maschine bei einer erwünschten Leistung erhöht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heißgasmaschi­ ne der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß sich ei­ ne bessere Verteilung der Gasströmung durch die ringförmige Regenerator-Kühlereinheit ergibt, wobei übermäßige Totvolumi­ na, d. h. nicht variable Volumina, auf dem Niedertemperatur­ abschnitt der Maschine vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kaltgasverbindungsleitung aus mehreren parallelen Strömungs­ wegen besteht, die zu verschiedenen Segmenten des Kühlers führen.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nach­ folgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem senkrechten Schnitt schema­ tisch eine Heißgasmaschine der aus der US-PS 25 90 662 bekannten Bauart,

Fig. 2 einen Schnitt durch das untere Ende der erfindungsgemäß ausgebildeten Heißgasmaschine, und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.

In Fig. 1 sind zwei Zylinder einer Heißgasmaschine mit 1 und 2 bezeichnet. Jeder Zylinder 1, 2 enthält einen Kolben 3 bzw. 4, der den Innenraum des Zylinders jeweils in eine untere und obere Kammer 5, 6, 7 bzw. 8 mit variablem Volumen unterteilt. Die untere Kammer 5 mit variablem Volumen des Zylinders 1 ist mit der oberen Kammer 8 mit variablem Volumen des Zylin­ ders 2 über eine Kaltgasverbindungsleitung 9, eine Speicher­ kammer 10, einen Kühler 11, einen Regenerator 12, eine Spei­ cherkammer 13 und ein System von Heizröhren 14 verbunden, von denen nur eine dargestellt ist. Um eine gleichmäßige Ver­ teilung der Gasströmung durch den Kühler 11, der den Zylinder 2 umgibt, zu erhalten, muß die Speicherkammer 10 so ausgelegt werden, daß sie ein beträchtliches Volumen hat. Jedoch er­ gibt ein Volumen, das Arbeitsgas enthält und während des Be­ triebs der Maschine nicht variabel ist, ein höheres Gewicht/ Leistungsverhältnis, weswegen es erwünscht ist, das Volumen der Leitung 9 und der Speicherkammer 10 auf einem Minimum zu halten.

Fig. 2 und 3 zeigen, wie die Kaltgasverbindungsleitung nach der Erfindung in vier parallele Leitungen 9a, b, c und d unterteilt ist, die zu vier Segmenten 10 a, b, c und d der Speicherkammer führen. Die längsten Leitungen 9a, d führen zu den Speicherkam­ mersegmenten 10b, c, die von der Kammer 5 mit variablem Volumen aus gesehen, durch den Zylinder 2 abgedeckt sind. Die kürzeren Leitungen 9b und c führen zu kleineren Segmenten 10a und d, die auf der Vorderseite des Zylinders 2 liegen, wiederum von der Kammer 5 aus gesehen. Die Segmente der Speicherkammer sind durch Rippen 15 voneinander getrennt.

Bei einer Heißgasmaschine von solcher Größe, daß das Volumen, das von jedem Kolben verdrängt wird, 275 cm³ beträgt, kann das Volumen der Leitungen 9a und d jeweils 21,6 cm³ und das Volu­ men der Leitungen 9b und c jeweils 8,25 cm³ betragen. Das Vo­ lumen der Segmente 10b und c unter dem Kühler 11 kann jeweils 16,5 cm³ und das Volumen der Segmente 10a und d jeweils 5 cm³ betragen.

Wie Fig 2 und 3 zeigen, haben die im Schatten des Zylinders 2 liegenden Segmente 10b und c ein größeres Volumen als die auf der Vorderseite liegenden Segmente 10a, 10d, wobei die län­ geren Leitungen 9a, 9d einen größeren Querschnitt haben als die kürzeren Leitungen 9b, 9c. Fig. 2 zeigt die in dieser Ansicht etwa dreieckförmig gestalteten Segmente, wobei auf der kurzen Seite dieses Dreiecks jeweils eine Leitung 9 mündet. Die Ab­ trennung zwischen den Segmenten ergibt sich durch die in Fig. 2 bei 15 wiedergegebene Rippe, die durch die aneinander­ gesetzten Dreiecke gebildet wird. Die in der Seitenansicht nach Fig. 2 dreieckige Ausgestaltung vor allem der größeren Segmente 10b, 10c trägt zu einer gleichmäßigeren Strömungsver­ stellung in den entsprechenden Kühlersegmenten bei.

Die einzelnen Leitungen 9 münden, wie Fig. 3 zeigt, an der Kammer 5 über einen Abschnitt des Umfangs verteilt, der dem Zylinder 2 gegenüberliegt. Dabei verlaufen jeweils eine lan­ ge und eine kurze Leitung 9a, 9b etwa parallel zueinander und etwas schräg zur anderen Zweiergruppe von Leitungen 9.

Claims (2)

1. Doppelt wirkende Mehrzylinder-Heißgasmaschine, bei der jeder Zylinder von einer ringförmigen Regenerator-Kühler­ einheit umgeben ist und eine Kaltgasverbindungsleitung das vom Regenerator abliegende Ende eines Kühlers, der ei­ nen Zylinder umgibt, mit einer Niedertemperaturkammer mit variablem Volumen eines anderen Zylinders verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltgasverbindungsleitung (9) aus mehreren Strömungs­ wegen (9a-9d) aufgebaut ist, die zu verschiedenen Segmen­ ten (10a-10d) des Kühlers (11) führen.

2. Heißgasmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungswege (9a-9d) un­ terschiedlich lang sind und verschiedene Querschnitte ha­ ben, wobei der längste Strömungsweg (9a, 9d) mit dem größ­ ten Querschnitt zu einem Kühlersegment (10b, 10c) führt, das von der Kammer (5) mit variablem Volumen aus gesehen, mit der es verbunden ist, durch den Zylinder (2) abgedeckt ist bzw. in dessen Schatten liegt.