DE4203465C1

DE4203465C1 -

Info

Publication number: DE4203465C1
Application number: DE19924203465
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc 1000 Berlin De Boinet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2012-02-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmekraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a heat engine according to the preamble of claim 1.

Wärmekraftmaschinen der gattungsgemäßen Art sind in der Patentanmeldung P 41 26 067.8-13 beschrieben.Heat engines of the generic type are in the Patent application P 41 26 067.8-13 described.

Diese Wärmekraftmaschinen umfassen eine Vielzahl von an einem zylindrischen Rahmen angeordneten Kammern, in denen sich jeweils ein Verdrängungselement befindet, welches das in der Kammer befindliche Arbeitsmedium von der heißen zur kalten Seite bzw. umgekehrt verschiebt. Die Verschiebung des Arbeitsmediums erfolgt sehr rasch, so daß die isochore Zustandsänderung schnell erfolgt und eine Verbesserung des Wirkungsgrades erzielt wird. Innerhalb und außerhalb des Rahmens sind die Temperaturen der benutzten Medien unterschiedlich. Die im Rahmen befindlichen Kammern werden alle von der Innenseite des Rahmens her gekühlt und von der Außenseite mit Wärme versorgt oder umgekehrt. Die Verdrängerelemente sorgen dafür, daß das in den Kammern befindliche Arbeitsmedium entweder mit der heißen oder mit der kalten Seite in Berührung kommt. Die durch die Expansion bzw. Kompression des Arbeitsmediums auftretenden Kräfte werden in bekannter Weise auf die Exentereinheit geleitet. Die Kammern haben eine ovale Zylinderform und sind in axialer Richtung in den Rahmenmantel eingelassen. Somit ist die eine Seite dem kalten und die andere Seite dem heißen Medium ausgesetzt. Das Verdrängungselement hat eine zylindrische Form mit kreisförmigem Querschnitt, dessen Radius dem Radius der Halbkreise des Kammerovals entspricht, so daß das Verdrängungselement, welches die gleiche Länge wie die Kammer besitzt, immer genau in eine halbkreisförmige Rundung der ovalen Kammer paßt. Zur Bewegung der Verdrängungselemente werden die Gravitation und/oder Bewegungseinrichtungen benutzt, die insbesondere aus steuerbaren Magneten gebildet sind, die mit magnetischen Elementen in den Verdrängungselementen zusammenwirken. Wenn sich eine Kammer in der oberen Stellung befindet, dann ist das Verdrängungselement im unteren Teil des Kammerovals und das Arbeitsmedium wird in diesem Falle erhitzt und dehnt sich aus. Ein Weiterdrehen des Rahmens bewirkt, daß das Verdrängungselement in der Kammer in der waagerechten Stellung durch die Gravitation von innen nach außen rollt. Das Arbeitsmedium wird plötzlich von der heißen zur kalten Seite der Kammer verlagert. Bei großen Drehzahlen und beim Betrieb abweichend von der Horizontalen sowie beim Betrieb mit drehfestem Rahmen gegenüber dem Abtriebselement ist es notwendig, Bewegungseinrichtungen, z. B. magnetische Elemente vorzusehen.These heat engines include a variety of at one cylindrical frame arranged chambers in which each has a displacement element, which in the Chamber working medium from hot to cold Side or vice versa. The shift of the Working medium is done very quickly, so that the isochoric Change of state is done quickly and an improvement in Efficiency is achieved. Inside and outside the The temperature of the media used is the framework differently. The chambers in the frame are all cooled from the inside of the frame and from the Provided with heat on the outside or vice versa. The Displacement elements ensure that this is in the chambers located working medium either with the hot or with the cold side comes into contact. The expansion or Compression of the working medium occurring forces are in known way directed to the eccentric. The chambers have an oval cylindrical shape and are in the axial direction the frame jacket embedded. So one side is that cold and the other side exposed to the hot medium. The displacement element has a cylindrical shape with circular cross section, the radius of which corresponds to the radius of the Semicircles of the chamber oval corresponds, so that the Displacement element, which is the same length as the chamber always has a semicircular curve oval chamber fits. For moving the displacement elements become the gravitation and / or movement devices used, in particular formed from controllable magnets are with magnetic elements in the Interacting displacement elements. If a chamber is in is in the upper position, then the displacement element in the lower part of the chamber oval and the working medium is in in this case heats up and expands. A further turning of the Frame causes the displacement element in the chamber in the horizontal position due to the gravitation from the inside to the inside outside rolls. The working medium suddenly becomes hot relocated to the cold side of the chamber. At high speeds and in operation deviating from the horizontal as well as in Operation with a non-rotatable frame opposite the output element it is necessary to use movement devices, e.g. B. magnetic To provide elements.

Nachteilig ist es, daß die magnetischen Elemente mit der Bewegung der Verdrängungselemente in den Bereich des heißen Mediums gelangen, und daß dabei die Wirkung der Magnetfelder bei höheren Temperaturen des Arbeitsmediums, ca. ab 250° C, nachläßt und somit den Wirkungsgrad der Wärmekraftmaschine verschlechtert. Die Rollbewegung der Verdrängungselemente ist des weiteren mit einer relativ hohen Reibung verbunden, so daß dadurch eine gewisse Verzögerung der Verdrängung des Arbeitsmediums von einer Kammerseite zur anderen erfolgt.It is disadvantageous that the magnetic elements with the Movement of the displacement elements in the area of the hot Medium arrive, and that the effect of the magnetic fields at higher temperatures of the working medium, approx. from 250 ° C, decreases and thus the efficiency of the heat engine worsened. The rolling motion of the displacement elements is further connected with a relatively high friction, so that thereby delaying the displacement of the Working medium from one side of the chamber to the other.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Wärmekraftmaschine der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß durch eine konstruktive Veränderung des Verdrängungselementes die Wirkung des Magnetfeldes auch bei höheren Temperaturen des Arbeitsmediums erhalten bleibt und ein hoher Wirkungsgrad durch verminderte Reibungsverluste sowie durch eine bessere Ausnutzung des Temperaturgefälles erzielt wird.The invention is therefore based on the object Heat engine of the generic type to that effect improve that by a constructive change of the Displacement element also affects the effect of the magnetic field higher temperatures of the working medium is maintained and high efficiency through reduced friction losses and by making better use of the temperature gradient is achieved.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Erfindungsgemäß wird das Verdrängungselement, welches das in der Kammer befindliche Arbeitsmedium von der heißen zur kalten Seite bzw. umgekehrt verschiebt, mit Rippen ausgebildet, um die Oberfläche des Verdrängungselementes zu vergrößern und damit den Wärmeaustausch zu verbessern, der für den Wirkungsgrad von entscheidender Bedeutung ist. Die erfindungsgemäße trapez förmige Grundform des Verdrängungselementes umschließt ein Vakuum, wobei in der Segmenthälfte, die dem kalten Umgebungsmedium zugewandt ist, die Magnetelemente angeordnet sind, so daß durch die bessere Isolierung keine negative Wärmebeeinflussung des Magnetfeldes erfolgen kann. Das Vakuum in den Verdrängungselementen bewirkt des weiteren eine gute thermische Isolierung des heißen von dem kalten Umgebungs medium.The solution to the problem arises from the characteristic Features of claim 1. According to the invention Displacement element, which is in the chamber Working medium from the hot to the cold side or vice versa moves, ribbed to the surface of the Enlarging displacement element and thus the To improve heat exchange, which is essential for the efficiency of is crucial. The trapeze according to the invention shaped basic shape of the displacement element encloses Vacuum, being in the segment half, the cold Surrounding medium is facing, the magnetic elements arranged are, so that due to the better insulation no negative The magnetic field can be influenced by heat. The vacuum in the displacement elements also brings about a good one thermal insulation of the hot from the cold environment medium.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result itself from the subclaims.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is based on two in the drawing illustrated embodiments explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Verdrängungselementes, Fig. 1 is a perspective view of the displacement element,

Fig. 2 einen Querschnitt des Verdrängungselementes in einer Arbeitslage, Fig. 2 shows a cross section of the displacement element in a working position,

Fig. 3 einen Querschnitt des Verdrängungselementes in einer anderen Arbeitslage, Fig. 3 shows a cross section of the displacement element in a different working position,

Fig. 4 einen axialen Querschnitt der ersten Ausführungs form längs der Linie B-B in Fig. 5, Fig. 4 is an axial cross-section of the first execution form along the line BB in Fig. 5,

Fig. 5 einen radialen Querschnitt der ersten Ausführungs form längs der Linie A-A in Fig. 4, Fig. 5 is a radial cross section of the first execution form along the line AA in Fig. 4,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform, Fig. 6 is a perspective view of the first embodiment,

Fig. 7 einen axialen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 8 der zweiten Ausführungsform und Fig. 7 is an axial section along the line BB in Fig. 8 of the second embodiment and

Fig. 8 einen radialen Schnitt der zweiten Ausführungs form längs der Linie C-C in Fig. 7. Fig. 8 is a radial section of the second execution form along the line CC in Fig. 7.

Die Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung das Verdrängungselement 1, bestehend aus dem trapezförmigen langgestreckten Grundkörper 5 mit den Ritzeln 11 (Fig. 2, 3) zum Eingriff in die Zahnradsegmente 12 (Fig. 2, 3). Der trapezförmige Querschnitt des Grundkörpers 5 wird an der Stirnseite 6 und an der Basisseite 7 jeweils durch einen Kreisbogen begrenzt, deren Radien dem Radius der Rippen 8 entspricht. Die Rippen 8 sind in regelmäßigen Abständen von der Basisseite 7 des Grundkörpers 5 aus als Kreisscheiben ausgebildet. Der Mittelpunkt der Rippen 8 ist der geometrische Mittelpunkt des Grundkörpers 5. Die Länge des Verdrängungs elementes 1 entspricht der Länge der zylindrischen Kammer 2 (Fig. 4, 6). Fig. 1 shows in a perspective view the displacement element 1, consisting of the trapezoidal elongated base body 5 with the pinions 11 (Fig. 2, 3) for engagement with the gear segments 12 (Fig. 2, 3). The trapezoidal cross section of the base body 5 is delimited on the end face 6 and on the base side 7 by a circular arc, the radii of which correspond to the radius of the ribs 8 . The ribs 8 are formed at regular intervals from the base side 7 of the base body 5 as circular disks. The center point of the ribs 8 is the geometric center point of the base body 5 . The length of the displacement element 1 corresponds to the length of the cylindrical chamber 2 ( Fig. 4, 6).

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Querschnitt des Verdrängungs elementes 1 mit der Trennwand 9. Die Trennwand 9 ist mit den Kreisbogenbegrenzungen an der Stirnseite 6 und der Basisseite 7 des Grundkörpers 5 verbunden, so daß sich die Form eines Ankers ergibt. Die Trennwand 9 unterteilt den Innenraum des Grundkörpers 5 in zwei Segmente 10. Diese Segmente 10 umschließen ein Vakuum. In einem der Segmente 10 sind jeweils die magnetischen Elemente 4 (Permanentmagnete) angeordnet. Dieses Segment 10 befindet sich immer im kalten Bereich des Arbeitsmediums. Dadurch wird eine Beeinflussung der Magnet feldwirkung durch Wärme ausgeschlossen. Der Grundkörper 5 des Verdrängungselementes 1 weist an seiner Basisseite 7 die Ritzel 11 auf, welche so in die Zahnradsegmente 12 eingreifen, daß eine feste, aber nur mit geringer Reibung behaftete Verbindung entsteht. Das Verdrängungselement 1 wird dadurch in zwei Pendellagen zwangsgeführt. Die Zahnradsegmente 12 sind Bestandteil des Mantels 14 (Fig. 2, 3). Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, bewegt sich das Verdrängungselement 1 während der Arbeitsphase so, daß es jeweils die Innenflächen der Kammern 2 eng ausfüllt und somit das Arbeitsmedium über die Verdrängungskanäle 27 und den Regenerator 26 in die jeweils andere Kammerhälfte verdrängt. Figs. 2 and 3 show the cross section of the displacement element 1 with the partition wall 9. The partition 9 is connected to the circular arc boundaries on the end face 6 and the base side 7 of the base body 5 , so that the shape of an anchor results. The partition 9 divides the interior of the base body 5 into two segments 10 . These segments 10 enclose a vacuum. The magnetic elements 4 (permanent magnets) are each arranged in one of the segments 10 . This segment 10 is always in the cold area of the working medium. This prevents the magnetic field from being influenced by heat. The base body 5 of the displacement element 1 has on its base side 7 the pinions 11 , which engage in the gearwheel segments 12 in such a way that a firm connection, but with little friction, is produced. The displacement element 1 is thereby positively guided in two pendulum positions. The gear segments 12 are part of the shell 14 ( Fig. 2, 3). As shown in FIGS. 2 and 3 show, the displacement element 1 moves during the working phase so as to respectively closely fills the inner surfaces of the chambers 2, and thus the working medium via the displacement channels 27 and the regenerator 26 displaced into the respective other chamber half.

Die Rippen 8 des Verdrängungselementes 1 greifen während dieser Pendelbewegung in die Zwischenräume der zu den Rippen 8 intermittierend angeordneten Rippen 25 der Kammer 2 ein. Der Regenerator 26 ist als Wärmeaustauscher ausgebildet und enthält z. B. verdichtete Metallwolle. Die Betriebslage des Verdrängungselementes 1 ist immer so, daß die Ritzel 11 im unteren Teil der Kammer 2 liegen. Eine Betriebsvoraussetzung für die Wärmekraftmaschine ist daher ein feststehendes inneres Gehäuse und eine drehbare Exzenterwelle 17 (Fig. 4 bis 6). Die Kammern 2 stehen demzufolge im Stator örtlich fest und das Zentrum (Exzenterwelle) bewegt sich.The ribs 8 of the displacement element 1 engage during this pendulum movement in the spaces between the ribs 25 of the chamber 2 which are arranged intermittently to the ribs 8 . The regenerator 26 is designed as a heat exchanger and contains z. B. densified metal wool. The operating position of the displacement element 1 is always such that the pinions 11 are in the lower part of the chamber 2 . An operating requirement for the heat engine is therefore a fixed inner housing and a rotatable eccentric shaft 17 ( FIGS. 4 to 6). The chambers 2 are consequently locally fixed in the stator and the center (eccentric shaft) moves.

Die Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem zylindrischen Rahmen 13, der aus einem Mantel 14, einer Frontplatte 40 und einer Endplatte 41 gebildet ist. In dem Mantel 14 des zylindrischen Rahmens 13 sind die Kammern 2 eingelagert, die eine zylindrische, ovale Form haben. Die Kammern 2 sind derart in den Rahmen 13 eingelassen, daß der eine Teil nach außen und der andere Teil in das Innere des durch den Rahmen 13 gebildeten Hohlraumes zeigt. Zur besseren Wärmeübertragung sind die Wandstärken der Kammern 2 entsprechend dünn gehalten. Im Innern jeder Kammer 2 befindet sich das Verdrängungselement 1, mit dem zweigeteilten, ein Vakuum umschließenden Innenraum 10 (Fig. 2, 3). Das Verdrängungselement 1 ist aus einem wärmeisolierenden Material, z. B. Porzellan, gefertigt. Die Länge des Verdrängungselementes 1 stimmt mit der Länge der zylindrischen Kammer 2 überein. Jedes Verdrängungselement 1 weist kreisscheibenförmige Rippen 8 auf, welche in die Zwischenräume der intermittierend angeordneten Rippen 25 der Kammer 2 eingreifen. Über die Verdrängungskanäle 27 wird das in der Kammer 2 befindliche gasförmige Arbeitsmedium durch die Bewegung des Verdrängungselementes 1 von einer Seite der Kammer 2 zu der anderen verdrängt. Jede Kammer 2 ist mit einem Kolbenelement 3 versehen, welches einen Kolben 15 aufweist, der auch als eine Membran ausgebildet sein kann. Der Kolben 15 ist über ein erstes Gelenk 16, ein Abtriebs gestänge 19 und ein zweites Gelenk 20 mit einer Abtriebsscheibe 21 verbunden. Die Abtriebsscheibe 21 ist mittels zweier Kugellager 42 auf dem Exzenter 17 der Exzentereinheit 22, welche aus dem Exzenter 17 und der damit verbundenen Zentralachse 18 besteht, gelagert. Die Frontplatte 40 des zylindrischen Rahmens 13 weist eine Lagerbuchse 43 auf, mittels derer der gesamte Rahmen 13 mit seiner Vielzahl von Kammern 2 mittels Lagern 46 auf der Zentralachse 18 gelagert ist. Es wird nun die Exzentereinheit 22 drehbar und der Rahmen 13 festgelagert. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist die Zentralachse 18 horizontal gelagert. Unterhalb der Kammern 2 sind halbkreisförmig Magnete 47 angeordnet. Diese dienen dazu, die Verdrängungselemente 1 in die jeweilige Pendellage (Fig. 2 und 3) zu bewegen. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird die Wärme von außen durch das den Rahmen 13 umgebende Medium den Kammern 2 zugeführt. Die Kühlung der Kammern 2 erfolgt über das Innere des Rahmens 13, wobei das Kühlmedium durch den Kühleinlaß 48 und Auslaß 49 geleitet wird. Als Kühlmedium kann Luft, Öl, Wasser o. dgl. benutzt werden. FIG. 4 shows a first embodiment of the invention with a cylindrical frame 13 , which is formed from a jacket 14 , a front plate 40 and an end plate 41 . In the jacket 14 of the cylindrical frame 13 , the chambers 2 are embedded, which have a cylindrical, oval shape. The chambers 2 are embedded in the frame 13 in such a way that one part points outwards and the other part inside the cavity formed by the frame 13 . For better heat transfer, the wall thicknesses of the chambers 2 are kept correspondingly thin. Inside each chamber 2 there is the displacement element 1 with the two-part interior 10 enclosing a vacuum ( FIGS. 2, 3). The displacement element 1 is made of a heat insulating material, for. B. porcelain. The length of the displacement element 1 corresponds to the length of the cylindrical chamber 2 . Each displacement element 1 has circular-disk-shaped ribs 8 which engage in the spaces between the intermittently arranged ribs 25 of the chamber 2 . Via the displacement channels 27 , the gaseous working medium in the chamber 2 is displaced from one side of the chamber 2 to the other by the movement of the displacement element 1 . Each chamber 2 is provided with a piston element 3 , which has a piston 15 , which can also be designed as a membrane. The piston 15 is connected via a first joint 16 , an output linkage 19 and a second joint 20 to an output disk 21 . The driven pulley 21 is mounted by means of two ball bearings 42 on the eccentric 17 of the eccentric unit 22 , which consists of the eccentric 17 and the central axis 18 connected to it. The front plate 40 of the cylindrical frame 13 has a bearing bush 43 , by means of which the entire frame 13 with its plurality of chambers 2 is mounted on the central axis 18 by means of bearings 46 . The eccentric unit 22 is now rotatable and the frame 13 is fixed. In the embodiment shown here, the central axis 18 is mounted horizontally. Magnets 47 are arranged semicircular below the chambers 2 . These serve to move the displacement elements 1 into the respective pendulum position (FIGS . 2 and 3). In the preferred embodiment shown, the heat is supplied to the chambers 2 from the outside through the medium surrounding the frame 13 . The chambers 2 are cooled via the interior of the frame 13 , the cooling medium being passed through the cooling inlet 48 and outlet 49 . Air, oil, water or the like can be used as the cooling medium.

Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt in radialer Richtung längs der Strecke A-A der Fig. 4. Dargestellt ist der äußere Rahmen 13, der den Rahmenmantel 14 enthält. In dem Rahmenmantel 14 sind eine Vielzahl von Kammern 2 eingelassen, deren Wandungen zur besseren Wärmeübertragung dünner sind als der Mantel 14. Jede Kammer 2 enthält ein Verdrängungselement 1 mit trapezförmigem Querschnitt. Der ovale Querschnitt einer Kammer 2 wird durch einen oberen Halbkreis 50 und einen unteren Halbkreis 51 gebildet, die mittels zweier paralleler Stege 52 und 53 verbunden sind. Der Radius eines Verdrängungselementes 1 entspricht abzüglich einer gewissen Toleranz den Halbkreis radien der Halbkreise 50 bzw. 51. Somit ist eine einfache Bewegung der Verdrängungselemente 1 innerhalb der Kammern 2 durch eine Pendelbewegung möglich. Jede Kammer 2 weist ein Kolbenelement 3 auf, welches über ein Abtriebsgestänge 19 und ein Gelenk 20 mit der Abtriebsscheibe 21 verbunden ist. Die Abtriebsscheibe 21 ist mittels eines Lagers 42 auf dem Exzenter 17 gelagert. Die Verdrängungselemente 1 sind in den Kammern 2 durch die Ritzel 11 am Grundkörper 5 und die Zahnradsegmente 12 am Mantel 14 (Fig. 2, 3) so festgelegt, daß sie in den Kammern der rechten Seite (Kammer Nr. 1 bis 7) mit der Basisseite 7 in Uhrzeigerrichtung zeigen und in den Kammern der linken Seite (Kammern 8 bis 12) mit der Basisseite 7 entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung zeigen (Fig. 5). Das Arbeitsmedium komprimiert und expandiert im Rhythmus der Pendelbewegung des Verdrängungselementes 1. Diese Pendelbewegung erfolgt durch den sehr guten Wärmeaustausch über die Rippen 8 des Verdrängungselementes 1 und die Rippen 25 der Kammer 2 sowie infolge der reibungsarmen Lagerung des Verdrängungselementes 1 über das Ritzel 11 und die Zahnradelemente 12 nahezu schlagartig. Die Pendelbewegung wird durch die im Verdrängungselement 1 an der unteren, kalten Mediumseite angeordneten magnetischen Elemente 4 sowie die äußeren Magnete 47 unterstützt. Die Magnetfeldwirkung bleibt durch diese Anordnung auch bei höheren Temperaturen des Arbeitsmediums erhalten. FIG. 5 shows a cross section in the radial direction along the line AA in FIG. 4. The outer frame 13 is shown , which contains the frame jacket 14 . In the frame case 14, a plurality of chambers 2 are inserted, the walls for better heat transfer are thinner than the cladding fourteenth Each chamber 2 contains a displacement element 1 with a trapezoidal cross section. The oval cross section of a chamber 2 is formed by an upper semicircle 50 and a lower semicircle 51 , which are connected by means of two parallel webs 52 and 53 . The radius of a displacement element 1 , minus a certain tolerance, corresponds to the semicircle radii of the semicircles 50 and 51 . A simple movement of the displacement elements 1 within the chambers 2 is thus possible by means of a pendulum movement. Each chamber 2 has a piston element 3, which is an output rod 19, and a joint 20 connected to the driven pulley 21st The driven pulley 21 is mounted on the eccentric 17 by means of a bearing 42 . The displacement elements 1 are in the chambers 2 by the pinion 11 on the base body 5 and the gear segments 12 on the jacket 14 ( Fig. 2, 3) so that they are in the chambers on the right side (chamber No. 1 to 7) with the Show base side 7 in a clockwise direction and in the chambers on the left side (chambers 8 to 12) with base side 7 in the opposite direction to the clockwise direction ( FIG. 5). The working medium compresses and expands in the rhythm of the pendulum movement of the displacement element 1 . This pendulum movement takes place almost instantaneously due to the very good heat exchange via the ribs 8 of the displacement element 1 and the ribs 25 of the chamber 2 and due to the low-friction mounting of the displacement element 1 via the pinion 11 and the gear elements 12 . The pendulum movement is supported by the magnetic elements 4 arranged in the displacement element 1 on the lower, cold medium side and the outer magnets 47 . The magnetic field effect is retained by this arrangement even at higher temperatures of the working medium.

Die Fig. 6 zeigt die erste erfindungsgemäße Ausführungsform in perspektivischer Ansicht. Der zylindrische Rahmen 13 umfaßt den Mantel 14, in dem eine Vielzahl von zylindrischen Kammern 2 eingelassen sind. Dabei befindet sich der eine Teil einer Kammer 2 außerhalb des Mantels 14, während der andere Teil in das Innere des Mantels 14 zeigt. Im Innern jeder Kammer 2 befinden sich Verdrängungselemente 1 zum Verdrängen des in den Kammern 2 eingeschlossenen Arbeitsmediums. Jede Kammer 2 enthält ein Kolbenelement 3 und einen Kolben 15, welcher über ein Gelenk 16, ein Abtriebsgestänge 19 und ein weiteres Gelenk 20 mit der Abtriebsscheibe 21 verbunden ist. Die Abtriebsscheibe 21 ist auf einem Exzenter 17 gelagert, welcher mit der Zentralachse 18 verbunden ist. Diese Ausführungsform ist besonders im Solarbereich vorteilhaft anwendbar, indem z. B. der Motor im Brennpunkt eines Hohlspiegels angeordnet wird. Über die reflektierten Sonnenstrahlen wird eine gleichmäßige Erwärmung der äußeren Zone der Kammern 2 erzielt. Fig. 6 shows the first embodiment according to the invention in perspective view. The cylindrical frame 13 comprises the jacket 14 , in which a plurality of cylindrical chambers 2 are embedded. One part of a chamber 2 is located outside the jacket 14 , while the other part points into the interior of the jacket 14 . Inside each chamber 2 there are displacement elements 1 for displacing the working medium enclosed in the chambers 2 . Each chamber 2 contains a piston element 3 and a piston 15 , which is connected to the driven pulley 21 via a joint 16 , an output linkage 19 and a further joint 20 . The driven pulley 21 is mounted on an eccentric 17 which is connected to the central axis 18 . This embodiment can be used particularly advantageously in the solar field, for example by B. the motor is placed in the focus of a concave mirror. A uniform heating of the outer zone of the chambers 2 is achieved via the reflected sun rays.

Die Fig. 7 zeigt die zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. In den Mantel 14 des zylindrischen Rahmens 13 sind eine Vielzahl von Kammern 2 eingelassen, in denen sich Verdrängungselemente 1 befinden. An der jeweils einen Seite des aus einem isolierenden Material gefertigten Verdrängungs elementes 1 befindet sich das magnetische Element 4. Der zylindrische Rahmen 13 ist von einer äußeren Exzentereinheit 28 in Form eines zylindrischen Gehäuses umgeben. Die Exzenter einheit 28 umfaßt einen zylindrischen Außenmantel 29, der an den beiden Enden durch die Außenplatten 30, 31 abgeschlossen ist. Die Exzentereinheit 28 ist durch die Außenplatten 30, 31, die axiale Öffnungen aufweisen, auf dem zylindrischen Mantel 14 des Rahmens 13 außerhalb der Bereiche der Kammern 2 durch die Lager 32, 33 gelagert. Im Inneren der Exzentereinheit 28 befinden sich an den beiden Stirnseiten Magnete 44, 45, die sich über den entsprechenden Magneten 4 der Verdrängungs elemente 1 befinden und mit diesen die Verdrängungselemente 1 bewegen. Jede der Kammern 2 weist in der Mitte ein nach außen zeigendes Kolbenelement 3 auf. In dem Kolbenelement 3 befindet sich ein Kolben 15, der über ein Gelenk 16, ein Abtriebsgestänge 19 und ein weiteres Gelenk 35 mit einem Abtriebsring 34 verbunden ist. Der Abtriebsring 34 ist mittels eines ringförmigen Abtriebsringlagers 36 auf einem Exzentersteg 37 angeordnet. Der Exzentersteg 37 ist mit dem Außenmantel 29 der Exzentereinheit 28 fest verbunden. Fig. 7 shows the second preferred embodiment of the invention. A multiplicity of chambers 2 , in which displacement elements 1 are located, are let into the jacket 14 of the cylindrical frame 13 . The magnetic element 4 is located on one side of the displacement element 1 made of an insulating material. The cylindrical frame 13 is surrounded by an outer eccentric unit 28 in the form of a cylindrical housing. The eccentric unit 28 comprises a cylindrical outer jacket 29 which is closed at both ends by the outer plates 30 , 31 . The eccentric unit 28 is supported by the outer plates 30 , 31 , which have axial openings, on the cylindrical jacket 14 of the frame 13 outside the regions of the chambers 2 by the bearings 32 , 33 . In the interior of the eccentric 28 are located at the two end faces of magnets 44, 45, the elements with the corresponding magnets 4, the displacement is 1 and move with them the displacement elements. 1 Each of the chambers 2 has a piston element 3 pointing outwards in the middle. In the piston member 3 there is a piston 15 which is connected via a joint 16, an output rod 19, and a further joint 35 with a driven ring 34th The output ring 34 is arranged on an eccentric web 37 by means of an annular output ring bearing 36 . The eccentric web 37 is firmly connected to the outer casing 29 of the eccentric unit 28 .

Die Fig. 8 zeigt einen radialen Querschnitt längs der Linie B-B der Fig. 7. Die in den Mantel 14 des Rahmens 13 eingelassenen Kammern 2 weisen Verdrängungselemente 1 auf deren Kolbenelemente 3 mittels Abtriebsstangen 19 und Gelenken 35 mit dem Abtriebsring 34 verbunden sind. Der Abtriebsring 34 ist über ein Lager 36 auf dem Exzentersteg 37 angeordnet. Der Exzentersteg 37 ist mit dem Außenmantel 23 der Exzentereinheit 28 fest verbunden. Dabei haben der Mantel 23 der Exzenter einheit 28 und der Rahmen 13 den gemeinsamen zentralen Achsen punkt 38, während der Mittelpunkt des Exzentersteges 37 durch den exzentrischen Achsenpunkt 39 gebildet wird. Die zweite Ausführungsform nach Fig. 7 und Fig. 8 weist im Innern einen offenen Raum auf, der beispielsweise durch eine Flamme mit Wärme beschickt werden kann. Die Kühlung der Kammern 2 wird innerhalb des von der Exzentereinheit 28 und dem Mantel 14 des Rahmens 13 gebildeten Hohlraumes vorgenommen. Die Kompression durch Abkühlung bzw. Expansion durch Erhitzung des in den Kammern 2 eingeschlossenen Arbeitsmediums wird durch ein Rotieren der Exzentereinheit 28 bewirkt. Fig. 8 shows a radial cross-section along the line BB of Fig. 7. The point in the mantle 14 of the frame 13 taken in chambers 2 displacement elements 1 on the piston elements 3 by means of driven rods 19 and the joints 35 with the output ring 34 are connected. The output ring 34 is arranged on the eccentric web 37 via a bearing 36 . The eccentric web 37 is firmly connected to the outer jacket 23 of the eccentric unit 28 . The jacket 23 of the eccentric unit 28 and the frame 13 have the common central axis point 38 , while the center of the eccentric web 37 is formed by the eccentric axis point 39 . The second embodiment of FIG. 7 and FIG. 8 has in the interior at an open space that can be charged, for example by a flame with heat. The cooling of the chambers 2 is carried out within the cavity formed by the eccentric unit 28 and the jacket 14 of the frame 13 . The compression by cooling or expansion by heating the working medium enclosed in the chambers 2 is brought about by rotating the eccentric unit 28 .

Diese Ausführungsform ist bevorzugt zur Anwendung in Verbrennungsanlagen geeignet. This embodiment is preferred for use in Incinerators suitable.

BezugszeichenlisteReference list

1 Verdrängungselement
2 Kammer
3 Kolbenelement
4 magnetisches Element
5 langgestreckter Grundkörper
6 Stirnseite
7 Basisseite
8 Rippen
9 Trennwand
10 Segmente
11 Ritzel
12 Zahnradsegmente
13 Rahmen
14 Mantel
15 Kolben
16 Gelenk
17 Exzenter
18 Zentralachse
19 Antriebsgestänge
20 Gelenk
21 Abtriebsscheibe
22 Exzentereinheit
23 Außenmantel
24
25 Rippen
26 Regenerator
27 Verdrängungskanal
28 Exzentereinheit
29 Außenmantel
30 Außenplatte
31 Außenplatte
32 Lager
33 Lager
34 Abtriebsring
35 Gelenk
36 Abtriebsringlager
37 Exzentersteg
38 zentraler Achsenpunkt
39 exzentrischer Achsenpunkt
40 Frontplatte
41 Endplatte
42 Kugellager
43 Lagerbuchse
44 Magnete
45 Magnete
46 Lager
47 Magnete
48 Kühleinlaß
49 Auslaß
50 oberer Halbkreis
51 unterer Halbkreis
52 paralleler Steg
53 paralleler Steg 1 displacement element
2 chamber
3 piston element
4 magnetic element
5 elongated body
6 end face
7 base page
8 ribs
9 partition
10 segments
11 sprockets
12 gear segments
13 frames
14 coat
15 pistons
16 joint
17 eccentrics
18 central axis
19 drive linkage
20 joint
21 driven pulley
22 eccentric unit
23 outer jacket
24th
25 ribs
26 regenerator
27 displacement channel
28 eccentric unit
29 outer jacket
30 outer plate
31 outer plate
32 bearings
33 bearings
34 output ring
35 joint
36 output ring bearings
37 eccentric web
38 central axis point
39 eccentric axis point
40 front panel
41 end plate
42 ball bearings
43 bearing bush
44 magnets
45 magnets
46 bearings
47 magnets
48 cooling inlet
49 outlet
50 upper semicircle
51 lower semicircle
52 parallel web
53 parallel web

Claims

1. Heat engine, consisting of a plurality of chambers, each with a displacement element and with at least one piston element, made of magnetic elements, from the rotatable frame and the rotatable central axis, according to patent application P 41 26 067.8-13, characterized in that the displacement element 1 is formed from an elongated base body ( 5 ) with a trapezoidal cross-section, the front and base sides ( 6 , 7 ) are delimited by arcs, and that on the base body ( 5 ) are formed at regular intervals, intermittently with empty spaces, ribs 8 which complete the trapezoidal cross section of the base body ( 5 ) to form a full circle, and that the base body ( 5 ) has two segments ( 10 ) formed in its interior by a partition ( 9 ).

2. Heat engine according to claim 1, characterized in that the displacement element ( 1 ) on its base side ( 7 ) at defined intervals pinion ( 11 ) for engagement in a gear segment ( 12 ) of the shell ( 14 ).

3. Heat engine according to claims 1 and 2, characterized in that the segments ( 10 ) inside the base body ( 5 ) enclose a thermally insulating medium.

4. Heat engine according to claim 3, characterized in that the thermally insulating medium is a vacuum.

5. Heat engine according to claims 1 to 3, characterized in that the magnetic element ( 4 ) is arranged in one of the segments ( 10 ) inside the base body ( 5 ).

6. Heat engine according to claim 5, characterized in that the segment ( 10 ) with the magnetic element ( 4 ) is arranged in the cold ambient medium.

7. Heat engine according to claims 1 to 6, characterized in that the ribs ( 8 ) of the displacement element ( 1 ) in spaces between on the inner wall of the chambers ( 2 ) intermittently to the ribs ( 8 ) of the displacement body ( 1 ) attached ribs ( 25 ) intervene.