DE802486C

DE802486C - Doppeltwirkende Heissgaskolbenmaschine

Info

Publication number: DE802486C
Application number: DEN26A
Authority: DE
Inventors: Franciscus Lambertus Va Weenen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1948-10-12
Filing date: 1949-10-11
Publication date: 1951-02-12
Also published as: NL70865C; CH280629A; US2611235A; GB685374A; FR1004910A

Description

(WiGBI. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 12. FEBRUAR 1951

N 26Ia/40d

Die Erfindung bezieht sich auf eine doppeltwirkende Heißgaskolbenmaschine mit wenigstens vier in einer Reihe angeordneten Zylindern. Hierbei ist es nicht erforderlich, daß die Mittellinien der Zylinder in einer Ebene liegen. Unter einer Heißgaskolbenmaschine ist ein Heißgasmotor und eine gemäß dem umgekehrten Heißgasmotorprinzip wirkende Kühlmaschine zu verstehen.

Die Heißgaskolbenmaschine gemäß der Erfindung weist das Merkmal auf, daß die beiden Arbeitsräume des ersten Zylinders sowie die beiden Arbeitsräume des letzten Zylinders je mit dem eigenen Arbeitsraum in einem zwischen dem ersten und dem letzten Zylinder der Reihe liegenden Zylinder in offener Verbindung stehen.

Im allgemeinen werden in einer Reihe angeordnete Mehrzylinder - Heißgaskolbenmaschinen wie folgt ausgebildet: Der Raum oberhalb des Kolbens im ersten Zylinder wird mit dem Raum unterhalb des Kolbens im zweiten Zylinder verbunden. Der Raum über dem Kolben im zweiten Zylinder wird wieder mit dem Raum unter dem Kolben im dritten Zylinder verbunden. Schließlich wird der Raum über dem Kolben im letzten Zylinder wieder mit dem Raum unter dem Kolben im ersten Zylinder verbunden. Diese Verbindungsart der Räume hat den \^Torteil, daß die Verbindungskanäle zwischen den meisten Zylindern sehr kurz sind, so daß die schädlichen Räume der Arbeitszyklen, die sich in diesen Arbeitsräumen abspielen, klein sind. Ein Nachteil besteht aber darin, daß der Verbindungskanal zwischen dem letzten und dem ersten Zylinder sehr lang ist. Infolgedessen ist der schädliche Raum des sich sowohl im ersten Zylinder als auch im

letzten Zylinder abspielenden Zyklus sehr groß. Auch die Wärmeverluste sind wegen der großen Länge des Kanals ganz bedeutend. Dies hat zur Folge, daß der Wirkungsgrad dieses Zyklus sowohl wegen des großen schädlichen Raumes als auch wegen der großen Wärmeverluste beträchtlich abfallen kann.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird bei der Bauart nach der Erfindung ein Verbindungskanal ίο zwischen dem ersten und letzten Zylinder vermieden. Hierdurch wird erzielt, daß die Längen der Kanäle in der Maschine gleichmäßiger verteilt sind, da kein sehr langer Verbindungskanal vorhanden ist. In diesem Fall sind einige Kanäle länger als in der oben geschilderten Ausbildung, aber der Gesamtwirkungsgrad der Maschine ist vermöge der gleichförmigeren Zyklen trotzdem größer. Außerdem arbeitet die Maschine ruhiger.

Bei einer besonders günstigen Ausführungsform

ao der Erfindung weist die Heißgaskolbenmaschine das Merkmal auf, daß sowohl vom ersten als auch vom letzten Zylinder der Reihe der eine Arbeitsraum in offener Verbindung mit einem im nebenliegenden Zylinder vorhandenen Arbeitsraum und der andere Arbeitsraum des ersten und des letzten Zylinders mit einem Arbeitsraum im zweitnebenliegenden Zylinder in offener Verbindung steht.

Hierdurch wird erreicht, daß die Verbindungskanäle zwischen den verschiedenen Zylindern ver- hältnismäßig kurz sind. Außerdem ist bei verschiedenen Anzahlen von Zylindern eine vollkommen symmetrische Lage der Kanäle erzielbar. Ein besonderer Vorzug besteht darin, daß die Maschine z. B. mit zwei Gruppen vollkommen gleicher Kanäle ausgestattet sein kann, so daß eine Auswechslung der Verbindungskanäle möglich ist.

Mit den beiden erwähnten Ausführungsformen

läßt sich der Vorteil erzielen, daß sowohl die Länge als auch der Querschnitt der Verbindungskanäle zwischen sämtlichen Zylindern groß sind. Hierdurch wird erreicht, daß sämtliche sich in den verschiedenen Zylindern abspielenden Kreisläufe gleichförmig sind. Bei richtiger Anordnung der Kanäle können außerdem verschiedene Verbindungskanäle untereinander austauschbar und Erhitzer, Generator und Kühler eines jeden Kanals können identisch sein.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. ι zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Sechszylinder-Heißgaskolbenmaschine, bei der die Verbindungskanäle gemäß der Erfindung an-' geordnet sind.

In Fig. 2 ist eine Vierzylinder-Heißgaskolbenmaschine dargestellt, die mit vier gleich langen Verbindungskanälen versehen ist.

Die Heißgaskolbenmaschine nach Fig. 1 besitzt sechs Zylinder 1, 2, 3, 4, 5 bzw. 6, in denen mit geeigneten Phasenunterschieden die Kolben i°, 2°, 3°, 4°, 5" bzw. 6" spielen. Jeder Kolben ist mittels einer Kolbenstange und einer Triebstange mit der Kurbelwelle 7 verbunden. Der Raum über dem Kolben i" ist durch einen Kanal 8 mit dem Raum unter dem Kolben 2" verbunden. Der Raum über dem Kolben 2" ist wieder durch einen Kanal 9 mit dem Raum unter dem Kolben 3^a verbunden, und der Raum über diesem Kolben steht mit dem Raum unter dem im Zylinder 4 spielenden Kolben in Verbindung. Der Arbeitsraum über dem Kolben 4" im Zylinder 4 steht wieder durch den Kanal 11 mit dem Arbeitsraum unter dem Kolben 5⁰ in Verbindung. Der Arbeitsraum über dem letztgenannten Kolben ist durch einen Kanal 12 mit dem Arbeitsraum unter dem Kolben 6" verbunden, und der Raum über dem Kolben 6° ist mit dem Raum unter dem Kolben i^a verbunden, so daß sämtliche Räume mit einem anderen Raum in Verbindung stehen. In den Verbindungskanälen 8, 9, 10, 11, 12 und 13 befinden sich ein Erhitzer, ein Regenerator und ein Kühler. Entsprechend den bisher bekannten Maschinen sind sämtliche Räume über den Kolben in den verschiedenen Zylindern gleichartig, d. h. daß sämtliche Arbeitsräume erwärmt oder gekühlt sind, und weiter sind auch sämtliche Arbeitsräume unter den Kolben gleichartig. Im vorliegenden Fall sind die Arbeitsräume über den Kolben als erwärmte Räume verwendbar, während die Räume unter den Kolben die gekühlten Räume sind. Bei Heißgaskolbenmaschinen erfolgt im erwärmten Raum im wesentlichen die Expansion und im gekühlten Raum die Kompression. Bei der Maschine nach diesem schematisch dargestellten Beispiel können die Verbindungskanäle 8, 10 und 12 gleich groß und die andere Gruppe Verbindungskanäle 9, 11 und 13 ebenfalls gleich groß gemacht werden. Da die Längen der den verschiedenen Gruppen zugeordneten Kanäle nicht bedeutend voneinander verschieden sind, wird der Wirkungsgrad eines jeden Zyklus auch nicht allzuviel verschieden sein.

Die Heißgaskolbenmaschine nach Fig. 2 ist mit vier in einer Reihe angeordneten Zylindern 21, 22, 23 und 24 versehen, in denen die Kolben 21", 22", 23" und 24" spielen. Auch in diesem Falle wird angenommen, daß die Räume über den Kolben 21", 22°, 23° und 24" die erwärmten Räume und die Räume unter diesen Kolben die gekühlten Räume sind. Der warme Raum des Zylinders 21 steht durch einen Verbindungskanal 25 mit dem gekühlten Raum des Zylinders 22 und der warme Raum des Zylinders 22 durch den Kanal 26 mit dem gekühlten Raum des Zylinders 23 in Verbindung. Der Arbeitsraum über dem Kolben 23° (der erwärmte Raum) steht durch den Kanal 27 mit dem Arbeitsraum unter dem Kolben 24" in Verbindung. Der warme Raum des Zylinders 24 ist durch den Verbindungskanal 28 mit dem kalten Raum des Zylinders 21 verbunden. In den Verbindungskanälen 25, 26, 27 und 28 können der Erhitzer, der Regenerator und der Kühler untergebracht sein. Bei dieser Ausführungsform können ebenfalls die Längen sämtlicher Verbindungskanäle gleich groß gemacht werden, so daß jeder Zyklus vollkommen gleich sein kann. Es leuchtet ein, daß die Ausführungsform nach dieser Figur, bei der sich ein Kreislauf sowohl im ersten Zylinder als auch im nebenliegenden Zylinder und ein anderer Kreislauf im ersten Zylinder und im

zweitnebenliegenden Zylinder abspielt, was auch beim letzten Zylinder zutrifft, auch in einfacher Weise bei Heißgaskolbenmaschinen mit mehr als vier Zylindern anwendbar ist. Die Kolben 2i°, 22", 23° und 24° sind in üblicher Weise mit einer Kurbelwelle 29 verbunden. Namentlich bei diesen Ausführungsformen, bei denen sowohl die Länge als auch der Querschnitt der Kanäle gleich groß sind, wird erreicht, daß Erhitzer, Regenerator und Kühler eines jeden Kanals dem Erhitzer, Regenerator und Kühler eines jeden anderen Kanals gleich sind.

Claims

Patentansprüche:

i. Doppeltwirkende Heißgaskolbenmaschine mit wenigstens vier in einer Reihe angeordneten Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die beiden Arbeitsräume im ersten Zylinder als auch die beiden Arbeitsräume im letzten Zylinder der Reihe je in offener Verbindung mit einem eigenen Arbeitsraum in einem Zylinder stehen, der zwischen dem ersten und dem letzten Zylinder der Reihe angeordnet ist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl vom ersten als auch vom letzten Zylinder der Reihe der eine Arbeitsraum in offener Verbindung mit einem im nebenliegenden Zylinder vorhandenen Arbeitsraum und der andere Arbeitsraum des ersten und des letzten Zylinders mit einem Arbeitsraum im zweitnebenliegenden Zylinder in offener Verbindung steht.
3. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Länge als auch der Querschnitt der Verbindungskanäle zwischen sämtlichen Zylindern gleich groß sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 3380 2.51