DE802127C

DE802127C - Heissgaskolbenmaschine mit einer Vorrichtung zur AEnderung der am Kreislauf teilnehmenden Arbeitsmittelmenge

Info

Publication number: DE802127C
Application number: DEP38500D
Authority: DE
Inventors: Franciscus Lambertus Va Weenen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1949-10-29
Filing date: 1949-04-02
Publication date: 1951-02-05

Description

Heißgaskolbenmaschine mit einer Vorrichtung zur Änderung der am Kreislauf teilnehmenden Arbeitsmittelmenge Die l:rfttdutig bezieht sich auf eine Il-eißgaskolbenniaschine, Heil.igasmotor oder nach dein umgekehrten Heißgasmotorprinzip wirkende Kühlmaschine. die mit einer Vorrichtung zur Änderung der am Kreislauf teiliieliniendenArbeitsmittelmenge versehen ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung weist (las Kennzeichen auf, daß sie mit wenigstens zwei Regelgefäßen mitgegenseitig verschiedenem, nahezu konstantem Druck und finit einem Regelorgan versehen ist, welches die Regelgefäße nacheinander mit demArbeitsrauni. in dein sich derl>etretfetideKreislauf vollzieht, verbinden kann, wobei gleichzeitig der Zeitpunkt, in <lern die l#,>egelgefäße je mit (lern Arbeitsraum verbunden werden, mittels des Regelorgans geändert werden kann.
Diese Vorrichtung bietet den Vorteil einer schnellen Regelung lwi großcin Regelbereich. Eine einfache Hauart ergi@ttsich.i@ennder_@rl>eitsratini mittels eines Regelorgans mit einem um seine Längsachse drehbaren, mit wenigstens einem Kanal versehenen Schieber nacheinander durch axiale Verschiebung des Regelorgans mit wenigstens zwei Regelgefäßen verbunden werden kann, wobei, gleichfalls durch axiale Verschiebung des Regelorgans, auch der Zeitpunkt, in dem die Verbindung hergestellt wird, geändert werden kann.
Durch die Verschiebung in Richtung der Längsachse läßt sich eine ununterbrochene Reilie von 1_eisttttigs:iti(lertingen erhalten. Außerdem ist diese Verschiebung in einfacher Weise unter Zuhilfenahme eines Regulators durchführbar.
Zur Erzielung einer genauen Reglung ist es wichtig. (laß die Regelgefäße möglichst auf konstantem Druck gehalten werden. Dies ist in einfacher Weise mngrlicli, wenn die Regel-efäße mittels einer Vorrichtung zur Druckherabsetzung mit wenigstens einem Regelgefäß niedrigeren Drucks in Verbindung stehen.
Werden andere Gase als Luft als Arbeitsmittel verwendet, so kann es wichtig sein, ein geschlossenes Regelsystem zu verwenden. Ein geschlossenes Regelsystem läßt sich verwirklichen, wenn das Regelgefäß mit dem niedrigsten Druck, das mit dem am Kreislauf teilnehmenden Arbeitsmittel in Verbindung gebracht werden kann, mittels einer Reduziervorrichtung mit einem Raum noch niedrigeren Drucks in Verbindung .steht, wobei Mittel vorgesehen sind, durch die das Gas aus diesem Raum in das Regelgefäß mit dem höchsten Druck gepreßt wird.
Infolge dieser Anordnung bleibt auch der Druck im Gefäß mit dem niedrigsten Druck konstant. Bei einem offenen Regelsystem läßt sich als niedrigster Druck der atmosphärische Druck verwenden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein geschlossenes Regelsystem schematisch dargestellt.
In dem Gehäuse t ist ein Schieber 2 sowohl drehbar als auch in Richtung der Längsachse verschiebbar. Der Schieber 2 ist mit einem eingedrehten Teil 3 versehen, wodurch ein ringförmiger Raum 4 mit einer Höhe a entsteht. Außerdem ist der Schieber mit einem schraublinienförmigen Kanal 5, gleichfalls mit einer Höhe a, und mit einer Bohrung 6 versehen, die den ringförmigen Raum mit dem schraublinienförmigen Kanal verbindet.
Das Gehäuse i besitzt zwei Kanäle 7 und 8, die je an ein Regelgefäß 9 bzw. io angeschlossen sind. Der Abstand zwischen den Kanälen 7 und 8 ist vorzugsweise gleich der Höhe a des Raums 4. Ein Regelgefäß 9 mit dem höchsten Druck steht mittels einer Reduziervorrichtung ii, z. B. eines Reduzierventils, mit einem Regelgefäß io niedrigerenDrucks und letzteres mittels einer Reduziervorrichtung 12 mit einem Hilfsraum 13 in Verbindung, der über einen Kompressor 14 an das Regelgefäß des höchsten Drucks angeschlossen ist.
In dem Gehäuse i sind zwei weitere Kanäle 15 und 16 vorgesehen, die im Abstand a voneinanderliegen und gemeinsam mit dem Arbeitsraum der Maschine in Verbindung stehen.
In der Lage des Schiebers 2, in welcher der Kanal 7 geöffnet ist, steht der schraubenförmige Kanal 5 mit dem Kanal 15 in Verbindung.
Der Schieber 2 wird durch Zahnräder 17 und 18 in Umlauf gesetzt, und zwar mit einer Drehzahl gleich derjenigen der Kurbelwelle der Maschine. Der Schieber 2 ist in dem Zahnrad 17 in seiner Längsrichtung verschiebbar und wird von dem Zahnrad 17 mittels eines Keils mit der Drehbewegung mitgenommen. Die Verschiebung des Schiebers kann von Hand oder mittels eines Regulators erfolgen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: In der dargestellten Lage steht das Regelgefäß 9 mit dem höchsten Druck über den Kanal 7, den ringförmigen Raum 4, den Kanal 6, den schraubenlinienförmigen Kanal 5 und den Kanal 15 mit dem Arbeitsraum der Maschine in Verbindung.
Da der Schieber 2 mit derselben .Drehzahl umläuft wie die Kurbelwelle der Maschine, so wird die Verbindung des Regelgefäßes mit dem Arbeitsraum der Maschine einmal je Umdrehung hergestellt, im vorliegenden Falle z. B. wenn der Kreislauf je Umdrehung seinen niedrigsten Druck hat. Die in diesem Falle gelieferte Leistung ist ein Maximum.
Soll die Leistung der Maschine herabgesetzt werden, so muß man den Schieber etwas herabschieben, wodurch die Verbindung mit dem Regelgefäß mit dem höchsten Druck in einem anderen Zeitpunkt des Kreislaufs, z. B. in einem Punkt der Kompressionslinie, hergestellt wird, so daß der Höchstkompressionsdruck niedriger ist und der mittlere Druck des Kreislaufs abnimmt. Eine weitere Verschiebung ergibt eine weitere Abnahme der Leistung, da der Zeitpunkt der Verbindung sich ändert und der Höchstkompressionsdruck abnimmt.
Ist der Schieber über den Abstand a hinaus verschoben, so kommt bei weiterer Verschiebung das Regelgefäß io mit einem niedrigeren Druck über den schraubenlinienförmigen Kanal 5 und den Kanal 16 mit dem Arbeitsraum der Maschine in Verbindung. Hierbei ist der Zeitpunkt, in dem das Regelgefäß mit dem Arbeitsraum in Verbindung kommt, wieder derart, daß die Maschine beim Druck dieses Regelgefäßes ihre :Maximalleistung liefert, welcher kleiner ist als die Minimalleistung, die beim Regelgefäß mit einem höheren Druck geliefert werden kann. Bei weiterer Verschiebung ändert sich der Zeitpunkt, in dem der Arbeitsraum mit dem Regelgefäß in Verbindung gebracht wird, wieder derart, daß die Maschine eine noch kleinere Leistung liefert. Wenn die Maschine eine größere Leistung liefern soll, muß der Schieber in entgegengesetzter Richtung bewegt werden.
Um in den Regelgefäßen einen gleichbleibenden Druck zu unterhalten, ist das Gefäß mit dem höchsten Druck 9 über eine Reduziervorrichtung i i mit dem Gefäß niedrigeren Drucks to verbunden. Bei der Reglung einer großen Leistung auf eine kleine Leistung kann der Druck des Arbeitsmittels in der Maschine größer sein als der Druck des Regelgefäßes, mit dem es in Verbindung gebracht wird, wodurch Mittel aus dem Arbeitsraum zum Regelgefäß fließen wird. Dies kann bei Wiederholung zur Folge haben, daß der Druck in letzterem Regelgefäß auf einen unzulässigen Wert zunehmen würde, wodurch die Reglung gestört würde. Das Regelgefäß to mit dem niedrigeren Druck steht daher über eine Reduziervorrichtung 12 mit einem Hilfsraum 13 in Verbindung, so daß der Druck auch im Regelgefäß mit dem niedrigsten Druck konstant bleibt. Wird ein offenes Regelsystem verwendet, so kann auch für den Raum 13 der atmosphärischeDruck gewählt werden. Wird ein anderes Gas als Luft als Arbeitsmittel verwendet, so ist es zweckmäßig, ein geschlossenes Regelsystem zu verwenden, bei dem das Gas von einem Kompressor 14 aus dem Hilfsraum 13 in das Regelgefäß 9 mit dem höchsten Druck gepreßt wird.
Es ist einleuchtend, daß die Erfindung auch noch auf verschiedene andere Weisen verwirklicht werden kann. Der schraubenlinienförmige Kanal 5 als auch der zylindrische Raum ,4 können in der Wand des Gehäuses i angebracht werden. Es ist auch möglich, daß mehrere Druckgefäße mit unterschiedlichen Drücken vorhanden sind. Nvobei diese Gefäße sowohl in Reihe als auch parallel zwischen dem Gefäß des höchsten Drucks und gegebenenfalls dem Hilfsraum liegen können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Heißgaskolbenmaschine mit einer Vorrichtung zur Änderung der am Kreislauf teilnehmenden Arbeitsmittelmenge, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung mit wenigstens zwei Regelgefäßen mit voneinander verschiedenen, nahezu konstanten Drücken und mit einem Regelorgan versehen ist, das die Regelgefäße nacheinander mit dem Arbeitsraum, in dem sich der betreffende Kreislauf vollzieht, verbinden kann, wobei gleichzeitig der Zeitpunkt, in dem die Regelgefäße mit dem Arbeitsraum verbunden werden, mittels des Regelorgans geändert werden kann.
2. Heißgaskolbenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum mittels eines Regelorgans mit einem um seine Längsachse drehbaren und mit wenigstens einem Kanal versehenen Schieber nacheinander durch eine axiale Verschiebung dieses Regelorgans mit wenigstens zwei Regelgefäßen verbunden werden kann, wobei, gleichfalls durch axiale Verschiebung des Regelorgans, auch der Zeitpunkt, in dem die Verbindung hergestellt wird, geändert werden kann.
3. Heißgaskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dasRegelorgan mittels eines Regulators betätigt wird.
4. Heißgaskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß jedes Regelgefäß über eine Vorrichtung zur Druckherabsetzung mit wenigstens einem Regelgefäß niedrigeren Drucks in Verbindung steht.
5. Heißgaskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelgefäß mit dem niedrigsten Druck, das mit dem am Kreislauf teilnehmenden Arbeitsmittel in Verbindung gebracht werden kann, mittels einer Reduziervorrichtung mit einem Raum noch niedrigeren Drucks in Verbindung steht, wobei Mittel vorgesehen sind, durch die das Gas aus diesem Raum in das Regelgefäß mit dem höchsten Druck Leoreßt wird.