DE805825C

DE805825C - Hot gas machine

Info

Publication number: DE805825C
Application number: DEN292A
Authority: DE
Inventors: Cornelius Otto Jonkers; Jacob Willem Laurens Koehler; August Albert Liebe
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1948-12-21
Filing date: 1949-12-18
Publication date: 1951-05-31

Description

Heißgasmaschine Die vorliegende Erfindung bezieht :ich auf eine Heißgasinaschine, die finit wenigstens einem (las Volumen eines sich in cliesci- Maschine vollziehenden thermodvnaniischen Kreislaufs beeinflussenden, in axialer Richtung in einem Zylinder beweglichen Organ versehen ist.Hot gas machine The present invention relates to a hot gas machine, the finite of at least one (read volume of one that takes place in cliesci-machine Thermodevnaniischen circulation influencing, in the axial direction in a cylinder movable organ is provided.

Unter einer Heißgasmaschine wird hier eine Maschine verstanden, in der sich wenigstens ein Kreislauf vollzieht, der den Kreisläufen in einer Heißgaskolbenmaschine entspricht. Die Heißgasmaschine kann daher ein Heißgasmotor, eine nach dem umgekehrten ileil.lgasniotorprinzil> arbeitende Kühlmaschine oder eine Wärmepumpe sein.A hot gas machine is understood here to mean a machine in which takes place at least one cycle, the cycles in a hot gas piston machine is equivalent to. The hot gas engine can therefore be a hot gas engine, one after the other ileil.lgasniotorprinzil> be a working cooling machine or a heat pump.

Es ist üblich, bei Heißgasmaschinen die Geradführung der beweglichen Organe mittels starr am Maschinengestell befestigter Führungen erfolgen zu lassen. Es ist iin allgemeinen erforderlich, diese Führungen zu schmieren. Bei einer Schinierting bestellt jedoch die -Möglichkeit, daG das Schniierinittel in die Arheitsrätime der Maschine gelangt. In diesem Fall wird dasSchmierniittel vornArl>eitsmittel mitgeführt, wobei die Gefahr bcatelit, daß es in einem Wä rmeaustatischer oder im Regenorator abgesetzt wird. Dies hat zur Folge, daß die Wärme-Übertragung im `Värineaustauscher und die Wirksamkeit des Regenorators abnehmen. was den Wirkungsgrad der Heißgasinaschine beeinträchtigt.It is common for hot gas machines to use straight-line guidance for the movable ones To let organs take place by means of guides rigidly attached to the machine frame. It is generally necessary to lubricate these guides. At a Schinierting but orders the possibility that the interface is included in the work council of the Machine arrives. In this case, the lubricant is carried by the lubricant, with the risk of bcatelit that it will rmeaustatischer or in a Regenorator is discontinued. As a result, the heat transfer in the `Värine exchanger and the effectiveness of the regenerator decrease. what the efficiency of the hot gas machine impaired.

Ein zweiter Nachteil ist der, daß es in bestimmten Fällen besonders schwierig ist, die Führungen für das bewegliche Organ derart anzuordnen, daß sie bequem zugänglich sind. Dann kann aber die Schinierting schwer überwacht werden. tvocltircii die Gefahr besteht, daß die Schmierung ungenügend wird, was für die Führung nachteilige Folgen haben kann.A second disadvantage is that it is special in certain cases is difficult to arrange the guides for the movable member so that they are easily accessible. But then the Schinierting can be difficult to monitor. tvocltircii there is a risk that the lubrication will be insufficient, which can have detrimental consequences for leadership.

Die vorstehend beschriebenen Führungen haben den weiteren Nachteil, daß die Reibung zwischen der Führung und der Stange verhältnismäßig groß sein kann, was diel mechanischen Verluste der Maschine erhöht.The guides described above have the further disadvantage that the friction between the guide and the rod can be relatively high, which increases the mechanical losses of the machine.

Zum Beheben dieser Nachteile weist die Heißgasmaschine gemäß der Erfindung das Merkmal auf, daß während bei dieser Maschine das Verhältnis zwischen dem hydraulischen Durchmesser des Zylinders und dem Hub des in diesem Zylinder beweglichen Organs wenigstens 5 : i beträgt, die Geradführung dieses beweglichen Organs mittels eines oder mehrerer elastischer Elemente stattfindet, die mit dem einen Ende an einem festen Maschinenteil und mit dem anderen Ende derart an dem geradgeführten Organ befestigt sind, daß die zuletztgenannten Enden die Hinundherbewegung dieses Organs mitmachen.To overcome these disadvantages, the hot gas machine according to the invention the feature that while in this machine the ratio between the hydraulic Diameter of the cylinder and the stroke of the organ movable in this cylinder is at least 5: i, the linear guidance of this movable member by means of a or more elastic elements takes place, with one end at one fixed machine part and with the other end in such a way on the straight organ are attached so that the latter ends the reciprocation of this organ participate.

Unter dem hydraulischen Durchmesser des Zylinders ist der Quotient aus dem Vierfachen der Querschnittsfläche und dem Umfang des Zylinderquerschnitts zu verstehen.The quotient is below the hydraulic diameter of the cylinder from four times the cross-sectional area and the circumference of the cylinder cross-section to understand.

Diese Ausführungsform ermöglicht es, die Geradführung des beweglichen Organs nahezu ohne Reibung erfolgen zu lassen; diese Geradführunä braucht außerdem nicht geschmiert und infolgedessen nicht überwacht zu werden.This embodiment allows the straight guidance of the movable To allow organs to take place almost without friction; this straight guide also needs not lubricated and consequently not monitored.

Es ist ersichtlich, daß das elastische Element auf verschiedene Weise ausgebildet werden kann. Es ist z. B. möglich, dieses Element nach einer Ausführungsform der Erfindung aus einer oder mehreren Blattfedern aufzubauen, die mit der einen Seite an der Maschine und mit der anderen Seite am geradgeführten Organ befestigt sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, das Element aus wenigstens zwei mit Vorspannung befestigten Seilen bestehen zu lassen. Diese Seile können entweder in Flucht liegen oder, wenn ihre Anzahl drei oder mehr beträgt, z. B. sternförmig angeordnet sein.It can be seen that the elastic element works in various ways can be trained. It is Z. B. possible this element according to one embodiment the invention from one or more leaf springs to build with the one One side attached to the machine and the other side attached to the straight organ are. According to a further embodiment of the invention, it is also possible that Let element consist of at least two ropes fastened with pretensioning. These ropes can either lie in alignment or if their number is three or more amounts to e.g. B. be arranged in a star shape.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das Element aus einer Membran; diese Membran kann aus Metall oder aus. einem biegsamen, dehnbaren, elastischen Material, wie z. B. Gummi, hergestellt werden. Es kann manchmal erwünscht sein, zur Erhöhung der Beweglichkeit diese Membran mit wenigstens einer Öffnung zu versehen. Es ist ersichtlich, daß diese Membran auch ringförmig ausgebildet sein kann, wobei die Form dieses Ringes beliebig wählbar ist.According to a further embodiment of the invention, the element consists from a membrane; this membrane can be made of metal or. a flexible, stretchable, elastic material, such as B. rubber. It can sometimes be desired be, to increase the mobility, this membrane with at least one opening to provide. It can be seen that this membrane can also be designed in the form of a ring can, whereby the shape of this ring can be selected as desired.

Da bei bestimmten Ausführungsformen die Enden der elastischen Elemente eine Bewegung vollführen, die annähernd ein Kreisbogen ist, wodurch die Möglichkeit bestehen würde, daß, wenn der bei dieser Kreisbewegung durchlaufene Winkel zu groß werden würde, die Geradführung nicht richtig stattfinden würde, ist es von großer Bedeutung, daß das Verhältnis zwischen dem Zylinderdurchmesser und dem Hub des in diesem Zylinder beweglichen Organs wenigstens 5 : i beträgt. Andererseits ist es aus baulichen Gründen nicht erwünscht, die Elemente zu groß zu bemessen. Es ist infolgedessen erforderlich, den Hub der Maschine klein gegenüber dem Zylinderdurchmesser zu halten, wodurch es möglich wird, die Bemessung des elastischen Elements im Verhältnis zu den Abmessungen der Maschine nicht zu groß zu wählen.As in certain embodiments, the ends of the elastic elements perform a movement that is approximately an arc, creating the possibility would exist that if the angle traversed in this circular movement was too large the straight line would not take place properly, it is of great importance Meaning that the relationship between the cylinder diameter and the stroke of the in this cylinder movable member is at least 5: i. On the other hand it is For structural reasons, it is not desirable to dimension the elements too large. It is as a result, the stroke of the machine required to be small compared to the cylinder diameter to keep, making it possible to proportionate the dimensioning of the elastic element to choose the dimensions of the machine not too large.

Im allgemeinen wird es erwünscht sein, das nachgiebige Element nahezu senkrecht zur Bewegungsrichtung des beweglichen Organs anzuordnen.In general, it will be desirable to have the compliant element close to to be arranged perpendicular to the direction of movement of the movable organ.

Die Bauart gemäß der Erfindung kann besonders erfolgreich verwendet werden, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei einer Heißgasmaschine ein thermodynamischer Kreislauf von wenigstens einer Membran beeinflußt wird. Diese Membran kann mit ihrem Rande an der Zylinderwand und ferner an einer Stange des zu führenden Organs befestigt sein. Es ist ersichtlich, daß diese :Membran auch ringförmig ausgebildet sein kann, wobei dieser Ring verschieden gestaltet, z. B. kreisförmig, rechteckig o. dgl. sein kann.The construction according to the invention can be used particularly successfully if according to an embodiment of the invention in a hot gas machine a thermodynamic cycle is influenced by at least one membrane. These Membrane can with its edge on the cylinder wall and also on a rod of the to be attached to the leading organ. It can be seen that this: membrane too can be formed ring-shaped, this ring being designed differently, for. B. can be circular, rectangular or the like.

Die Zeichnungen stellen schematisch zwei Ausführungsformen der Erfindung dar.The drawings show schematically two embodiments of the invention represent.

Fig. i ist eine Seitenansicht einer Bauart.Fig. I is a side view of one type.

Fig. 2 ist ein Durchschnitt längs der Linie II-11. Fig.3 stellt eine Membran dar, die für die Geradführung dienen kann.Figure 2 is a section along line II-11. Fig. 3 represents a Membrane that can be used for straight line guidance.

Nach den Fig. i und 2 wird eine Stange i, welche die Kolbenstange einer Maschine darstellt, auf eine nicht näher dargestellte Weise von einem Kurbelwellenmechanismus hin und her bewegt. An dieser Stange i ist ein aus zwei Tellern 2 und 3 bestehender Körper befestigt. Zwischen den Rändern dieser Teller 2 und 3 ist eine Membran. festgeklemmt, die das Arbeitsmittel der Maschine beeinflußt und die mit ihrem Außenrand an der Zylinderwand 5 befestigt ist. Die Teller 2 und 3 und die Membran .4 bilden die Arbeitskolben der Heißgasmaschine. Die Geradführung der Stange i erfolgt mittels zweier Federn 6, die im Punkt B an der Stange und im Punkt C am Maschinengestell befestigt sind. Bei der Hinundherbewegung der Stange i beschreiben die Federn annähernd einen kleinen Kreisbogen um den Punkt C herum. Der von den Federn durchlaufene Winkel ist klein, so daß der Bogen annähernd eine gerade Linie ist.According to FIGS. I and 2, a rod i, which is the piston rod represents a machine, in a manner not shown in detail, from a crankshaft mechanism moved back and forth. On this rod i is one consisting of two plates 2 and 3 Body attached. Between the edges of these plates 2 and 3 is a membrane. clamped, which affects the working equipment of the machine and which with its outer edge on the Cylinder wall 5 is attached. The plates 2 and 3 and the diaphragm .4 form the working piston the hot gas machine. The straight guidance of the rod i is carried out by means of two springs 6, which are attached to the rod at point B and to the machine frame at point C. When the rod i moves back and forth, the springs describe approximately a small one Arc around point C. The angle traversed by the feathers is small, so that the arc is approximately a straight line.

Es kann manchmal erwünscht sein, die Federn an ihren Einklemmpunkten über einen Teil ihrer Länge mittels Stützplatten zu haltern.It may sometimes be desirable to keep the springs at their pinch points to be held over part of its length by means of support plates.

Die Membran io der Fig. 3 ist in der -.Mitte an der geradzuführenden Stange i i und an ihrem Umfang im Ring 12 des Gestells befestigt. Zur Erhöhung der Nachgiebigkeit ist die Membran mit Öffnungen 13 versehen. Es ist ersichtlich, daß neben den vorstehend angegebenen Ausführungsformen verschiedene andere Ausführungsformen möglich sind.The membrane io of Fig. 3 is attached in the middle of the straight rod ii and on its circumference in the ring 12 of the frame. The membrane is provided with openings 13 to increase the flexibility. It will be seen that various other embodiments are possible in addition to the embodiments indicated above.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Hot gas machine with at least one element which is movable in the axial direction in a cylinder and which influences the volume of a therm <@dvnamic circuit taking place in this machine, characterized in that in this machine the ratio between the hydraulic diameter of the cylinder and the stroke of the in this Cylinder of movable member is at least 5: i, the linear guidance of this movable member is carried out by means of one or more flexible elements which are attached at one end to a fixed part of the machine and at their other end to the straight member in such a way that the latter ends take with the rocking of the organ. z. Hot gas machine according to claim i, characterized in that the flexible element consists of one or more leaf springs. 3. Hot gas machine according to claim i, characterized in that the resilient element consists of at least two ropes fastened with bias. Hot gas machine according to claim i, characterized in that the flexible element consists of a membrane. 5. Hot gas machine according to one of the preceding claims, characterized in that a thermodynamic circuit is influenced by at least one membrane.