DE807569C

DE807569C - Heissgaskolbenmaschine mit geschlossenem Kreislauf, welche mit einer Vorrichtung zum AEndern der Leistung durch AEnderung der Arbeits- mittelmenge in dieser Maschine versehen ist

Info

Publication number: DE807569C
Application number: DEN229A
Authority: DE
Inventors: Heinrich De Brey; Franciscus Lambertus Va Weenen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1948-12-04
Filing date: 1949-12-02
Publication date: 1951-07-02
Also published as: FR1000976A; CH282503A; GB689626A

Description

Heißgaskolbenmaschine mit geschlossenem Kreislauf, welche mit einer Vorrichtung zum Ändern der Leistung durch Änderung der Arbeitsmittelmenge in dieser Maschine versehen ist Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heißgaskolbenmaschine mit geschlossenem Kreislauf, die mit einer Vorrichtung zur Änderung der Leistung durch Änderung der Arbeitsmittelmenge in dieser Maschine versehen ist.
Nach der Erfindung ist einer der Teile eines oder mehrerer der in der lfaschine hin und her gehenden Organe mit einem Kanal versehen, der den Arbeitsrauen der Heißgaskolbenmaschine periodisch mit einem das :Mittel enthaltenden zweiten lZauin verbinden kann.
Bei den bekannten Vorrichtungen zum Ändern der Arbeitsmittelmenge in einer Heißgaskolbenmaschine (Heißgasmotor und nach dem tongekehrten Heißgasmotorprinzip wirkende Kühlmaschine) erfolgt die Zu- oder Abführung des Arbeitsmittels entweder durch einen Durchtritt im Zylinder, welcher durch einen der kolbenförmigen Körper geöffnet oder geschlossen werden kann, oder mit Hilfe eines Ventils. Die zuerst genannte Ausführung hat den Nachteil, daß die Zu- oder Abfuhr des Mittels ausschließlich hei nahezu dem niedrigsten Druck während einer Umdrehung erfolgen kann. Da es aber in einigen Fällen, z. B. für Fahrzeuge und elektrische Generatoren antreibende Maschinen, von Bedeutung sein kann, das Mittel bei einem anderen als diesem nahezu niedrigsten Druck zuzuführen, ist diese Ausführung für solche Maschinen weniger geeignet. Außerdem hat die ein Ventil besitzende Ausführung den Nachteil, daß in der Regel ein verhältnismäßig verwickelter Mechanismus zum Öffnen und Schließen des Ventils erforderlich ist.
Die Erfindung bezweckt, die Arbeitsmittelmenge in einer Heißgaskolbenmaschine auf einfache Weise zu ändern, wobei es durch eine geeignete Wahl der _\usführung möglich ist, das Arbeitsmittel in jedem vorherbestimmten Punkt des Kreislaufes zu-oder abzuführen. Zu diesem Zweck ist es angebracht, daß, nach einer Ausführungsform der Erfindung, die periodische Verbindung des Arbeitsraums in der Heißgaskolbenmaschine mit einem zweiten Raum fier das :Mittel durch eine oder mehrere Stangen der in der Maschine hin und her gehenden Organe hergestellt wird, wobei die Mangen zu diesem Zweck mit einem Kanal ver-#chen sind.
l'in einfacher Aufbau wird nach einer Ausführung.forin der Erfindung erhalten, wenn der Kanal in der Kolbenstange periodisch den Raum des Arbeitsmittels mit einem zweiten Raum verbindet, w ()bei die Verbindung zwischen dem Arbeitsraum in der Maschine mit dem zweiten Raum über den in der Kolbenstange vorhandenen Kanal periodisch mittels einer Kolbenstangenführung geöffnet und geschlossen wird.
Nach einer günstigen Ausführungsform der Erfindung, bei der die Heißgasmaschine als Verdrätigermaschine ausgebildet ist, ist die Stange des als Verdränger ausgebildeten kolbenförmigen Körl)ers wenigstens teilweise durchbohrt, wobei die Bohrung mittels wenigstens eines Kanals durch die Wand der durchbohrten Stange hindurch den Raum für das Arbeitsmittel in der ?Maschine periodisch mit einem zweiten Raum verbindet und die Führung der Stange im Arbeitsraum diese Verbindung periodisch öffnet oder schließt.
Insbesondere bei Maschinen, bei denen eine schnelle Regelung sehr wichtig ist, z. B. bei Fahrzeugen und einen elektrischen Generator antreibenden Maschinen, ist es vorteilhaft, wenn nach einer Ausführungsform der Erfindung die Lage des Kanal; in der Kolbenstange gegenüber dem Hub der Maschine und gegenüber der Kolbenstangenführung derart gewählt ist, daß die periodische Verbindung zwischen den beiden Räumen bei nahezu dein höchsten Druck des Kreislaufs hergestellt wird.
Diese Regelung beim Höchstdruck bietet nebst dem Vorteil einer schnellen Regelung die Möglichkeit, die :Maschine abzustellen, wenn der höchste Druck des Mittels bei einem Kreislauf gleich dem Atmosphärendruck ist, da in diesem Falle die Ausgangsleistung klein ist gegenüber den Reibungsverlusten usw. Außerdem ist der Regelbereich größer als bei einer Regelung z. B. beim :@Iindestdruck, da zwischen dem höchstzulässigen Maximaldruck, z. B. 3o Atm., und dem niedrigst verwirklichharen \(aximaldruck, z. B. I Atm., geregelt werden kann.
Bei einer Regelung bei Mindestdruck erfolgt diese Regelung zwischen dem höchstzulässigen .NIiniinaldruck, z. B. 12 Atm., und dem niedrigst verwirklichbaren Minimaldruck, z. B. i Atm. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Anlassen der Maschine mit Hilfe der Mittel erfolgen kann, die auch für die Regelung dienen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der beispielsweise zwei Ausführungsformen der Vorrichtung zum Ändern der Arbeitsmittelmenge in einer Heißgaskolbenmaschine dargestellt sind.
Fig. i zeigt eine Ausführungsform, bei der mittels der Kolbenstangenführung der Arbeitsraum mit einem Hilfsraum verbunden wird: in der Fig. 2 ist ein Querschnitt gemäß der Linie II-II dargestellt; Fig. 3 stellt eine Verdrängermaschine dar, deren :Arbeitsraum mittels der Führung der Verdrängerstange im Kolben mit einem Hilfsraum verbunden wird.
In der Fig. i ist mit t der Zylinder einer Heißgaskolbenmaschine bezeichnet, die mit einer Kolbenstangenführung 2 versehen ist. Der Kolben 3 und die Kolbenstange 4 können sich im Zylinder i bzw, in der Kolbenstangenführung 2 hin und her bewegen. Die Kolbenstange 4 ist mit einem Kanal versehen, der an den Kanal 6 in der Kolbenstangenführung 2 anschließen kann, wobei der Kanal 6 mit einem nicht dargestellten Hilfsraum in Verbindung steht.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Der Arbeitsraum kann durch den Kanal und den Kanal 6 mit dein Hilfsraum verbunden werden. Der Augenblick, in dem diese Verbindung hergestellt wird, ist von der Länge des Kanals 5 und von der Lage des Kanals 6 abhängig. Wenn ein Druckunterschied zwischen dem Arbeitsraum und dem Hilfsraum herrscht, so wird dieser Druckunterschied durch die periodische Verbindung dieser beiden Räume ausgeglichen, so daß der :Mitteldruck des Kreislaufs in der Maschine geändert werden kann.
In der Fig. 3 bewegen sich ein Verdränger 12 und ein Kolben 13 in einem Zylinder i i. Die Kolbenstange i.; und die Verdrängerstangen 15 und 16 wirken mit einer Kurbelwelle 17 zusammen.
Der Kolben 13 ist mit einem Kanal 18 versehen. Dieser Kanal 18 kann in einer bestimmten Lage des Kolbens und des Verdrängers über einen Durchtritt i9 mit einer Bohrung 20 in der Verdrängerstange 15 verbunden werden. Die Bohrung 2o mündet in einen biegsamen Schlauch 21. Die Verdrängerstange 15 besitzt außerdem einen Kanal 22, dessen Lage derart ist, daß in einer vorherbestimmten Lage der Arbeitsraum über den Kanal 22, den Kanal 18, den Durchtritt i9, die Bohrung 20 und den biegsamen Schlauch 21 mit einem nicht dargestellten Hilfsraum für das Mittel verbunden werden kann.
In dieser Lage kann ein Austausch des Mittels zwischen dem Arbeitsraum und dem Hilfsraum erfolgen, so daß die Leistung, welche die Maschine liefert oder die Kühlmaschine braucht, geändert werden kann.
Es ist einleuchtend, daß der Punkt, in dem der Austausch des Mittels erfolgt, durch eine andere Lage des Kanals 22 und des Durchtritts icg geändert «erden kann. Der Druck im Hilfsraum kann in bekannter Weise geändert werden. Auch ist es möglich, (Maß der Schlauch z. B. durch einen Verteilerlalin mit Räumen mit gegenseitig verschiedenen Drucken angeschlossen lvird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Heißgaskolbenmaschine mit geschlossenem Kreislauf, welche mit einer Vorrichtung zum Ändern der Leistung durch Änderung der Arbeitsmittelmenge in dieser Maschine versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Teile eines oder mehrerer der in der Maschine hin und her gehenden Organe mit einem Kanal versehen ist, der Gien Arbeitsraum in der Heißgaskolbenmäschine periodisch mit einem zweiten, (las Arbeitsmittel enthaltenden Raum verbinden kann.
2. Heißgaskolbenmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Stangen der in der Maschine hin und her gehenden Organe mit einem Kanal versehen sind, der den Arbeitsraum des Arbeitsmittels in Gier Heißgaskolbenmaschine periodisch mit einem zweiten Raum für das Arbeitsmittel verbinden kann.
3. Heißgaskolbenmaschine nach einem der vorhergehenden .lnsprüche. dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal in der Kolbenstange den Raum des Arbeitsmittels in der Heißgaskolbenmaschine periodisch mit einem -zweiten Raum verbindet, wobei die Verbindung zwischen dem Arbeitsraum in der Maschine und dem zweiten Raum durch den in der Kolbenstange vorhandenen Kanal mittels einer Kolbenstangenführung periodisch geöffnet und geschlossen wird.
Heißgaskolbenmaschine nach einem der Ansprüche i und 2, die als Verdrängermaschine ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange des als Verdränger ausgebildeten kolbenförmigen Körpers wenigstens teilweise durchbohrt ist, wobei die Bohrung mittels wenigstens eines Kanals durch die Wand der durchbohrten Stange hindurch den Arbeitsraum für das Arbeitsmittel in der 'Maschine poriodisch mit einem zweiten Raum verbindet, wobei die Führung der Stange im Arbeitskolben diese Verbindung periodisch öffnet oder schließt.
5. Heißgaskolbenmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Kanals in der Kolbenstange gegenüber dem Hub der Maschine und gegenüber der Kolbenstangenführung derart gewählt ist, daß die periodische Verbindung zwischen den leiden Räumen bei nahezu dein höchsten Druck des Kreislaufs hergestellt wir('.