DE849326C - Heissgasmotor mit mehr als einem Kreisprozess - Google Patents

Heissgasmotor mit mehr als einem Kreisprozess

Info

Publication number
DE849326C
DE849326C DEN2177D DEN0002177D DE849326C DE 849326 C DE849326 C DE 849326C DE N2177 D DEN2177 D DE N2177D DE N0002177 D DEN0002177 D DE N0002177D DE 849326 C DE849326 C DE 849326C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
cylinder
hot gas
engine
spaces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEN2177D
Other languages
English (en)
Inventor
Franciscus Lambertus Va Weenen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Application granted granted Critical
Publication of DE849326C publication Critical patent/DE849326C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/045Controlling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/044Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines having at least two working members, e.g. pistons, delivering power output
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2244/00Machines having two pistons
    • F02G2244/50Double acting piston machines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/18Mechanical movements
    • Y10T74/18056Rotary to or from reciprocating or oscillating
    • Y10T74/18296Cam and slide
    • Y10T74/18336Wabbler type

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißgaskolbenmaschine mit mehr als einem Kreislauf, dessen Mindestdruck größer als ι Atm. ist, und einem Antrieb, bei dem jeweils zwei wirksame Kolbenflächen starr miteinander verbunden sind und an eine von den unter einem gewissen Phasenwinkel gegeneinander versetzten Kurbeln angelenkt sind, wobei diese Kolbenflächen die Volumina der von ihnen bestrichenen Räume periodisch vergrößern und verkleinern.
Diese Art Maschinen ist an sich bekannt; sie vermögen jedoch nicht mit den heutzutage üblichen Motoren mit innerer Verbrennung zu konkurrieren. Andererseits zeichnen sich Heißgaskolbenmaschinen als Kraftquelle durch gewisse Vorteile aus, wie weitgehende Geräuschlosigkeit als Folge des
vorhandenseins eines während des Betriebes der Maschine kontinuierlich arbeitenden Entzündungsmechanismus, ein effektives Drehmoment auch bei kleineren Umdrehungszahlen und als Folge deräußeren Verbrennung eine bedeutend freiere Wahl der zu verwendenden Brennstoffe als bei Motoren mit innerer Verbrennung.
Trotz der Tatsache, daß die vorbekannten Heißgaskolbenmaschinen bei einem den Atmosphärendruck übersteigenden Druckpegel arbeiteten, sind sie im Verhältnis zu der von ihnen entwickelten Leistung ziemlich groß. Dies ist eine Folge der Tatsache, daß der zu jedem Kreislauf gehörende kalte Raum über zwei Zylinder unterteilt ist, wobei jeder
der Teile des kalten Raumes von einer ihm zugehöreniden, sich untereinander mit einem Phasenwinkel bewegenden Kolbenfläche bestrichen wird. Diese Anordnung hat zur Folge, daß der Gesamtinhalt eines zu einem bestimmten Kreislauf gehörenden kalten Raumes zwangsläufig niemals den Wert Null erreichen kann, was für die von der Maschine entwickelte spezifische Leistung ungünstig ist. Auch in anderer Hinsicht ist diese vorbekannte Maschine als wirtschaftlich wirkende Kraftquelle ungeeignet. Bei Heißgasmaschinen soll, wie bekannt, die der Maschine zu- bzw. abgeführte Energie durch eine Wandung hindurch nach bzw. von dem in der Maschine arbeitenden Medium gets leitet werden. Insbesondere bei hochtourigen Maschinen ist somit die Zeitspanne, die während jedes Kreislaufes zum Wärmeaustausch zwischen Maschinenwandung und Arbeitsmedium zur Verfügung steht, äußerst kurz. Bei der bekannten Maschine der in der Einleitung angegebenen Art sind die Wandungen an der Innenseite glatt ausgeführt, so daß bei höheren Umdrehungszahlen der Maschinenwelle die Wärmeübertragung nur ungenügend ist. Dies führt zu einem relativ niedrigen Wirkungsgrad der Maschine. Auch in weiterer wärmetechnischer Hinsicht ist diese Maschine mangelhaft, es fehlt z. B. ein nach neueren Ansichten unumgänglicher Regenerator, der, wie bekannt, zur Aufgabe hat, beim Strömen des Arbeitsmediums von der warmen nach: der kalten Seite der Maschine Wärme ;ius diesem Medium aufzunehmen, diese aufzuspeichern und sie dem Arbeitsmedium, das von der kalten nach der warmen Seite der Maschine zurückströmt, wieder zurückzugeben.
Die erfindungsgemäße Heißgaskolbenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der Räume, in dem sich ein Kreislauf abspielt, und deren Volumina bei D.rehung der Kurbelwelle durch die Kolbenflächen zweier an zwei verschiedenen Kurbein angelenkter Kolben, um den Versetzungswinkel der betreffenden Kurbeln phasenverschoben, periodisch geändert werden, über einen Parallelstromerhitzer, einen Regenerator und einen Parallelstromkühler miteinander in Verbindung stehen und auf diese Weise ein Raum gebildet wird, in dem sich ein Heißgasmotorkreislauf abspielt, wobei jeder kalte und warme Raum in jedem Kreislauf durch nur eine Kolbenfläche begrenzt ist, so daß dies§ Räume in je einem Zylinder über jeweils einer Kolbenfläche liegen.
Als Folge dieser Ausführung, d. h. bei gleich- j zeitiger Anwendung eines Mindestdruckes in jedem - Kreislauf größer als 1 Atm., einer zielbewußten Ausführung der in der Maschine vorhandenen wärmetechnischen Bauelemente und einer geschickten Anordnung und Ausführung der warmen und kalten Maschinenräume, ist es gelungen, zu einer Bauart zu gelangen, die im Verhältnis zur entwickelten Leistung klein gebaut werden und mit Oo einer hohen Drehzahl arbeiten kann. Überdies ist der Wirkungsgrad dieser Maschine relativ hoch. Als Folge dieser verschiedenen Umstände ist die erfindungsgemäße Maschine auch mit Hinsicht auf die eingangs erwähnten besonderen Eigenschaften imstande, mit den heutzutage üblichen Benzin- und Dieselmotoren zu konkurrieren.
Wenn nach einer günstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heißgaskolbenmaschine jedes der Paare von Kolbenflächen, die das Volumen der Kreislaufräume beeinflussen, durch eine Stirnfläche eines in einem gemeinsamen Zylinder gasdicht bewegbaren Kolbens gebildet wird, von denen eine in einem heißen und die andere in einem kalten Raum wirksam ist, so wird der Vorteil erreicht, daß die Kolbenstangen und auch die Lager für die Maschinenwelle verhältnismäßig leicht ausgeführt werden können. Auch bei stark erhöhtem Druckpegel in der Maschine tritt, als Folge der beiderseitig auf einen bestimmten Kolben wirksamen, untereinander verschieden großen Gaskräfte, eine Entlastung der Kolbenstangen auf, wodurch ein verhältnismäßig leichter Bau dieser Maschinenelemente ermöglicht wird.
Bei der erfindungsgemäßen Maschine spielt sich jeder Kreislauf in zwei über einen Verbindungskanal miteinander verbundenen Zylinderräumen ab. Wenn nun nach einer günstigen Ausführungsform der Erfindung die Zylinder V-förmig, angeordnet sind, so kann der Vorteil erreicht werden, daß die Verbindungskanäle zwischen den verschiedenen Zylinderräumen untereinander gleich lang sind, was dazu führt, daß die von einem bestimmten Kreislauf entwickelte Leistung mindestens annähernd gleich groß ist, wie die in jedem der anderen Kreisläufe entwickelte Leistung.
Der gleiche Vorteil wird erreicht, wenn, nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, das Triebwerk der Maschine als Taumelscheibenmechanismus ausgeführt ist, in welchem Fall die Maschinenzylinder auf einem Kreis konzentrisch um die Maschinenwelle herum gruppiert sind.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche in schematischer Darstellung einige Aus'führungsbeispiele veranschaulicht.
Fig. ι zeigt einen Heißgasmotor, in dem sich vier geschlossene Kreisläufe abspielen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind mit jeder Kurbel auf der Kurbelwelle jeweils zwei untereinander starr gekuppelte Kolbenkörper verbunden. Jeder dieser Kolbenkörper ist in seinem zugehörigen Zylinder bewegbar.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors, in dem sich ebenfalls vier geschlossene Kreisläufe abspielen. In jedem der Zylinder ist jeweils ein Kolbenkörper bewegbar, dessen eine Stirnfläche das Organ bildet, das in dem betrachteten Zylinder das Volumen des als warmen Raum eines bestimmten Kreislaufes wirkenden Zylinderteils periodisch vergrößert und verkleinert, während die anderen Stirnflächen dieses Kolbens das Organ ist, das das Volumen des als kalten Raum eines anderen Kreislaufes wirkenden Zylinderteils in demselben Zylinder periodisch verkleinert und vergrößert.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors mit zwei Kreisläufen,
bei der zwei koaxiale Zylinder je mit einem Kolbenkörper nach Fig. ι und ein Zylinder mit doppelt wirkenden Kolben nach Fig. 2 kombiniert sind.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der vier Zylinder mit doppelt wirkenden Kolben (nach Fig. 2) um eine gemeinsame Triebwelle herum gruppiert sind und als Triebwerk ein Taumelscheibenmechanismus verwendet wird.
In Fig. ι ist ι die gemeinsame Kurbelwelle, auf der vier Kurbeln 2, 3, 4 und 5 vorhanden sind, die je mit einer Treibstange 6, 7, 8 und 9 verbunden sind. Jede dieser Treibstangen ist mit einem ersten Kolben verbunden; diese Kolben, die in Fig. 1 mit 10, 11, 12 und 13 bezeichnet sind, sind mittels auf den Kolben angeordneter Kolbenringe in Zylindern 14, 15, 16 und 17 gasdicht bewegbar. Jeder dieser Zylinder ist im oberen Deckel mit einer Stopfbüchse versehen, durch die gasdicht eine Kolbenstange (18, 19, 20 und 21) geführt ist, die je mit einem zweiten
ao Kolben (22, 23. 24 und 25) verbunden sind; diese Kolben sind mittels auf dem Kolbenkörper angeordneter Kolbenringe in Zylindern 26, 27, 28 und 29 gasdicht bewegbar. Auf diese Weise sind somit stets die mit einer Kurbel verbundenen zwei KoI-
»5 benkörper starr verbunden, so daß l>eide sich stets in gleicher Phase bewegen. Auf der Kurbelwelle ist weiterhin noch ein Schwungrad 30 befestigt.
Wie in der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Räume in den Zylindern 26, 27, 28 und 29 durch Vermittlung der Kanäle 31, 32, 33 und 34 mit den Räumen in den Zylindern 15, 16, 17 und 14 verbunden. LIm die Zylinder 26 bis einschließlich 29 herum sind ferner hintereinander in der Strömungslichtung des im Motor in den verschiedenen Kreis- prozessen umlaufenden Mediums die Erhitzer 35, die Regeneratoren 36 und die Kühler 37 angeordnet. Der Motor arbeitet nun wie folgt: Im Motor spielen sich gleichzeitig vier Kreisprozesse ab. Der erste Kreisprozeß spielt sich ab in dem Raum im Zylinder 26 über dem Kolben 22 alsMieißem Raum und in dem Raum im Zylinder 15 über dem Kolben 11 als kaltem Raum. Diese beiden Räume stehen auf die bei Heißgasmotoren übliche Weise miteinander ül>er den Erhitzer 35^1 den Regenerator 3ο·4, den Kühler 37^ und den Kanal 31 in Verbindung. Die für die Wirkung erforderliche Phasenverschiebung zwischen dem Inhalt des heißen Raumes und des kalten Raumes wird durch den Umstand erhalten, daß der als heißer Kolben in diesem Kreisprozeß umlaufende Kolben 22 und der als kalter Kolben in diesem Kreisprozeß wirksame Kolben 11 mit den zwei Kurbeln 2 und 3 gekuppelt sind, die hier miteinander einen Winkel von 90 ° einschließen. Auf ähnliche Weise spielen sich die anderen Kreisprozesse in den als heiße Räume wirkenden Räumen der Zylinder 27, 28 und 29 über den Kolben 23, 24 und 25 und in den als kalte Räume wirkenden Zylinderräumen 16, 17 und 14 über den Kolben 12, 13 und 10 ab. Das Volumen der Räume, in denen sich jeder Kreisprozeß abspielt, wird somit beim erfindungsgemäßen Motor nur durch zwei Kolben beeinflußt, für den Kreislauf, der sich beispielsweise in den Zylinderräumen 26 und 15 abspielt, durch die Kolben 22 und 11. Durch eine geeignete Wahl der Winkel, welche die Kurbeln 2, 3, 4 und 5 miteinander bilden, sowie durch die Tatsache, daß das Volumen, in dem sich jeder Kreisprozeß abspielt, durch zwei Kolben beeinflußt wird, die mit verschiedenen Kurbeln zusammenarbeiten, wird erzielt, daß mit jeder Kurbel zwei Kolben derart starr gekuppelt werden können, daß sich die wirksamen Stirnflächen dieser Kolben stets paarweise im gleichen Abstand voneinander befinden, wodurch' das Triebwerk eines solchen Motors außerordentlich einfach wird. Um Ungleichmäßigkeiten im Verlauf der Kolbenstangenkräfte zumindest teilweise auszugleichen, kann man erfindungsgemäß einen oder mehrere Kolbenkörper eines oder mehrerer der dargestellten Paare auf der nicht einen Kreislauf beeinflussenden Seite sich in einem gasgefüllten Raum hin und her bewegen lassen, wobei die angestrebte Wirkung, im vorliegenden Fall das Gleichmäßigmachen des Verlaufes der Kolbenstangenkräfte, dadurch erzielt werden kann, daß das Gas in diesem Raum komprimiert wird. Dies kann bei der dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht werden, daß beispielsweise sämtliche Oberzylinder 26, 27, 28 und 29 am unteren Ende auch gasdicht abgeschlossen werden, wie durch gestrichelte Linien angegeben ist, wobei also die Unterseiten der KoI-ben 22, 23, 24 und 25 in den Räumen 38, 39, 40 und 41 bei ihrem Niedergang das in diesen Räumen befindliche Gas komprimieren.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform des Motors gemäß der Erfindung dargestellt, bei der sowohl die obere Stirnfläche als auch die untere Stirnfläche jedes der Kolben 51, 52, 53 und 54 dazu dient, das Volumen eines der vier sich im Motor abspielenden Kreisprozesses zu beeinflussen. Der auf diese Weise erhaltene Motor bietet gegenüber dem Motor nach Fig. 1 den Vorteil, daß sein Bau erheblich einfacher ist, da mit jeder der Kurbeln 55, 56, 57 und 58 nur ein einziger Kolbenkörper gekuppelt ist. Dies ist dadurch möglich geworden, daß die Zylinder 59, 60, 61 und 62 auch am unteren Ende gasdicht abgeschlossen sind. Wenn man vorläufig lediglich die in ausgezogenen Linien dargestellten Verbindungskanäle 63, 64, 65 und 66 zwischen den verschiedenen Zylindern berücksichtigt, so ergibt sich aus der Zeichnung, daß für den ersten Kreisprozeß der obere Teil 59^ des Zylinders 59 als heißer Raum und der untere Teil 6oB des Zylinders 60 als kalter Raum wirksam ist und daß für die folgenden Kreisprozesse als heißer bzw. kalter Raum wirksam sind: der obere Teil 6oJ des Zylinders 60 und der untere Teil 6iB des Zylinders 61, der obere Teil 61^ des Zylinders 61 und der untere Teil 62s des Zylinders 62 sowie der obere Teil 62-4 des Zylinders 62 mit dem unteren Teil 59B des Zylinders 59. Auf ähnliche Weise wie in Fig. 1 sind zwi- iao sehen den heißen und den kalten Teilen des Motors die Erhitzer 67, die Regeneratoren 68 und die Kühler 69 angeordnet.
Zur Umkehrung des Drehsinnes des dargestellten Motors sind außer den Kanälen 63, 64, 65 und 66, die mit Hilfe der Absperrventile 63^, 6471, Α und
abgeschlossen werden können-, noch Kanäle 83 84, 85 und 86 vorhanden, die in der Zeichnung gestrichelt dargestellt sind und mit Hilfe der Absperrventile 83Λ, 84Λ 85Λ und 86* in und außer Betrieb gesetzt werden können. Im Zusammenhang mit den gegenseitigen Kurbelstellungen sind die verschie denen heißen und kalten Räume im Motor mittels der in ausgezogenen und gestrichelten Linien angegebenen Kanäle derart verbunden, daß bei geöffneter Stellung der Absperrventile 63Λ 64^, 65* und 66J der Drehsinn des Motors durch den Pfeil ] angegeben wird und daß, wenn die Absperrventile 63Λ 64^, 65Λ und 66J geschlossen und die Absperrventile 83Λ 84Λ, 85^ und 86J geöffnet sind, der Drehsinn des Motors durch den Pfeil II angegeben wird.
Um die Bauhöhe des Motors möglichst zu beschränken und Kreuzkopfkonstruktionen zu ersparen, sind, wie in der Figur dargestellt ist, an den Unterseiten der Kolbenkörper hohle zylindrische Vorsprünge 71, 72, 73 und 74 vorgesehen, die gasdicht durch die Öffnungen in den Unterzylinderdeckeln der Zylinder geführt werden. In diesen Vorsprüngen befinden sich Querstifte 75, 76, 77 und 78, mit denen die Treibstangen 79, 80, 81 und 82 gelenkig verbunden sind.
In Fig. 3 ist noch eine besondere Ausführungsform des Motors gemäß der Erfindung dargestellt, bei der der Motor als Motor mit zwei Kreisprozessen ausgebildet ist. Der Motor weist drei Zylinder 90, 91 und 92 auf, in denen drei Kolben 93, 94 und 95 bewegbar sind. Der Kolben 93 ist doppelt wirkend, während die Kolben 94 und 95 einfach wirkend sind. Der Kolben 93 steht über die Kolbenstange 96, den Kreuzkopf 97 und die Treibstange 98 mit der Kurbel 99 und der Kurbelwelle 100 in Verbindung; letztere trägt auch ein Schwungrad 101. Die Kolbenkörper 94 und 95 sind durch Vermittlung der Stange 102 starr miteinander gekoppelt und wirken mittels der Treibstange 103 auf die Kurbel 104 und auf die Kurbelwelk. Auf ähnliche Weise wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, sind an den oberen Enden der Zylinder 90 und 91 die Erhitzer 105, die Regeneratoren 106 und die Kühler 107 angeordnet. Durch Vermittlung dieser Elemente steht der obere Teil 90^ des Zylinders 90 in Verbindung mit dem Zylinder 92, und der Zylinder 91 in Verbindung mit dem unteren Teil 90s des Zylinders 90. Einer der beiden Kreisprozesse spielt sich nun ab in dem als heißer Raum funktionierenden oberen Teil 90^ des Zylinders 90 und im Zylinder 92, und das Volumen dieser Räume wird durch die ais heißer Kolben funktionierende obere Seite des Kolbens 93 und den als kalter Kolben funktionierenden Kolben 95 beeinflußt. Das Volumen des heißen Raumes für den anderen Kreisprozeß wird durch den Kolben 94 und das Volumen des kalten Raumes dieses Kreisprozesses durch die Unterseite des Kolbens 93 geändert.
In Fig. 4 ist in schaubildlicher Ansicht eine Ausführungsform des Motors gemäß der Erfindung dargestellt, bei der das Triebwerk durch einen Taumelscheibenmechanismus gebildet wird. Der Motor selbst ist von dem in Fig. 2 dargestellten Typ. In der Figur sind die vier Zylinder 110, in, 112 und 113 dargestellt, in denen die doppelt wirkenden Kolben 114, 115, 116 und 117 bewegbar sind. Die Zylinder 110, in, 112 und 113 und die in ihnen vorhandenen Kolben, sowie die weiteren Zubehörteile sind der Deutlichkeit halber ausschließlich schematisch im Querschnitt dargestellt. Zur Erhöhung der Deutlichkeit der Figur sind die Zylinderachsen weiter voneinander entfernt dargestellt, als es in der Praxis der Fall ist. Die Kolben sind mit den Kolbenstangen 118, 119, 120 und 121 starr gekuppelt. Diese Stangen sind durch Vermittlung der Stangen 122, 123, 124 und 125 mit der Taumelscheibe 126 verbunden. Um den während des Betriebes des Motors auftretenden Bewegungen der Taumelscheibe folgen zu können, sind die Gelenke zwischen den Stangen 122, 123, 124 und 125 und den Kolbenstangen 118, 119, 120 und 121 einerseits und der Taumelscheibe 126 andererseits als Kugelgelenke ausgebildet. Die Taumelscheibe ist mit einem Z-förmigen Teil 128 einer Kurbelwelle derart gekuppelt, daß dieser Z-förmige Teil zwar in bezug auf die Taumelscheibe drehbar, aber nicht verschiebbar ist und nicht seine senkrechte Lage in bezug auf den Kurbelwellenteil 128" verlassen kann. Die Taumelscheibe nimmt infolgedessen in bezug auf den gerade verlaufenden Teil 127 der Kurbelwelle stets eine schräge Lage ein. Dies ist aus Fig. 4 ersichtlich; die durch die Achsen p-p und r-r verlaufende Ebene steht senkrecht zum Kurbelwellenteil 127; die Ebene der Taumelscheibe wird durch die Achsen p-p und q-q bestimmt, wobei die Achse q-q mit der Achse r-r einen Winkel α einschließt.
Einer der Vorteile dieser Ausführungsform des Motors gemäß der Erfindung liegt darin, daß man infolge der Anordnung der Zylinderachsen der Zylinder 110, in, 112 und 113 in einem Viereck sehr kurze Verbindungskanäle zwischen den verschiedenen Zylindern erhalten kann, wodurch naturgemäß die schädlichen Räume im Motor auf ein Minimum herabgesetzt werden. Ferner können sämtliche Kanäle von gleicher Länge gemacht werden, was einen vorteilhaften Einfluß auf den regelmäßigen Lauf des Motors hat. Diese Vorteile gelten natürlich ebenfalls, wenn der eigentliche Motor nicht nach Fig. 2, sondern nach Fig. 1 ausgebildet ist.
Der Bau des Motors nach Fig. 2 bietet jedoch die Nebenvorteile, daß, da die Motorkolben doppelt wirkend sind, die Summe der axialen Kräfte annähernd gleich Null ist, so daß die Lagerung der Kurbelwelle in axialer Richtung sehr einfach ausgebildet sein kann. Es sind ferner keine gesonderten etriebe für etwaige Steuerorgane des Motors, wie Klappen, Schieber u. dgl. erforderlich, die notwendig sein würden, wenn der Motor nicht als Heißgasmotor, sondern als Verbrennungsmotor oder als Dampfmaschine ausgebildet wäre. Es wird somit auf die in Fig. 4 dargestellte Weise eine äußerst einfache Kraftquelle erhalten, die in axialer Richtung gut ausbalanciert und sehr einfach ist.
Infolge der geringen Maße der hin und her beweglichen Teile des Motors nach Fig. 4 eignet
letzterer sich insbesondere zu einem Betrieb mit ' einer hohen Drehzahl.
Durch das öffnen und Schließen der verschiedenen Kanäle, welche die verschiedenen heißen und kalten Räume verbinden, läßt sich auf ähnliche Weise, wie l>eim Motor nach Fig. 2 beschrieben wurde, der Drehsinn des Motors umkehren.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE:
    i. Heißgaskolbenmaschine mit mehr als einem Kreislauf, dessen Mindestdruck größer als ι Atm. ist, und einem Antrieb, l>ei dem jeweils zwei wirksame Koltienflächen starr miteinander verbunden sind und an eine von den unter einem gewissen Phasenwinkelgegeneinander versetzten Kurbeln angelenkt sind, wobei diese KoI-benflächen die Volumina der von ihnen bestrichenen Räume periodisch vergrößern und verkleinern, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei dieser Räume, deren Volumina bei Drehung der Kurbelwelle durch die Kolbenflächen zweier an zwei verschiedenen Kurbeln angelenkten Kolben — um den Versetzungswinkel der betreffenden Kurbel phasenverschoben — periodisch geändert werden, über einen Parallelstromerhitzer, einen Regenerator und einen Parallelstromkühler miteinander in Verbindung stehen und auf diese Weise ein Raum gebildet wird, in dem sich ein Heißgasmotorkreislauf abspielt, wobei jeder kalte und warme Raum in jedem Kreislauf durch nur eine Kolbenfläche begrenzt ist, so daß diese Räume in je einem Zylinder über jeweils einer Kolbenfläche liegen.
  2. 2. Heißgaskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Paare von Kolbenflächen, die das Volumen der Kreislaufräume beeinflussen, durch eine Stirnfläche eines in einem gemeinsamen Zylinder gasdicht bewegbaren Kolbens gebildet wird, von denen eine in einem 'heißen und die andere in einem kalten Raum wirksam ist.
  3. 3. Heißgaskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder V-förmig angeordnet sind.
  4. 4. Heißgaskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Triebwerk als Taumelscheibenmechanismus ausgebildet ist.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
    © 5341 9.52
DEN2177D 1943-01-23 1944-01-21 Heissgasmotor mit mehr als einem Kreisprozess Expired DE849326C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL697081X 1943-01-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE849326C true DE849326C (de) 1952-09-15

Family

ID=19808908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEN2177D Expired DE849326C (de) 1943-01-23 1944-01-21 Heissgasmotor mit mehr als einem Kreisprozess

Country Status (5)

Country Link
US (1) US2480525A (de)
DE (1) DE849326C (de)
FR (1) FR901449A (de)
GB (2) GB697081A (de)
NL (1) NL65813C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1277634B (de) * 1965-01-20 1968-09-12 Philips Nv Nach dem Stirlingprinzip arbeitende Kolbenmaschine
DE3002669A1 (de) * 1979-01-26 1980-08-07 United Stirling Ab & Co Heizkopf fuer mehrzylindrige, doppelt wirkende heissgasmaschinen
DE4320356A1 (de) * 1993-06-19 1994-12-22 Thorsten Vos Stirling-Wärmekraftmaschine in Verdrängerbauweise

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2657528A (en) * 1948-12-24 1953-11-03 Hartford Nat Bank & Trust Co Hot gas engine enclosing two thermodynamic cycles
US2643507A (en) * 1948-12-30 1953-06-30 Hartford Nat Bank & Trust Co Hot-gas reciprocating engine in which a plurality of closed thermodynamic cycles are performed simultaneously and which includes a compressor means
US2724248A (en) * 1952-02-08 1955-11-22 Nat Res Dev Hot air engines and refrigerating machines
US2814935A (en) * 1954-01-18 1957-12-03 Harrison W Sigworth Hot gas engine
NL140615B (nl) * 1965-04-06 1973-12-17 Philips Nv Inrichting voor het verwekken van koude bij zeer lage temperaturen.
US3527049A (en) * 1967-11-03 1970-09-08 Vannevar Bush Compound stirling cycle engines
US3538706A (en) * 1968-08-02 1970-11-10 Gen Motors Corp Multicylinder hot gas engine with power control
DE2156773C3 (de) * 1971-11-16 1974-09-19 Motoren Werke Mannheim Ag Verfahren zur lastabhängigen Regelung der Leistung eines doppeltwirkenden Heißgasmotors
DE2217078C3 (de) * 1972-04-08 1981-06-04 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8900 Augsburg Doppeltwirkende Heißgaskolbenmaschine
NL7308702A (de) * 1973-06-22 1974-12-24
NL7410532A (nl) * 1974-08-06 1976-02-10 Philips Nv Inrichting met tenminste drie heen- en weer- beweegbare zuigervormige lichamen.
US4009573A (en) * 1974-12-02 1977-03-01 Transpower Corporation Rotary hot gas regenerative engine
US4241580A (en) * 1978-11-30 1980-12-30 Ford Motor Company Stirling engine
EP0041718B1 (de) * 1980-06-09 1985-10-09 Nissan Motor Co., Ltd. Doppelt wirkender Heizgas-Reihenmotor mit geschlossenem Kreislauf
JPS5956055A (ja) * 1982-09-24 1984-03-31 アイシン精機株式会社 スタ−リングサイクル冷凍機
DE3302553A1 (de) * 1983-01-26 1984-07-26 Eder, Franz X., Prof. Dr.-Ing., 8000 München Durch aeussere waermezufuhr betriebene waerme- und kraftmaschine
GB2155112B (en) * 1984-03-01 1988-01-20 United Stirling Ab & Co Multi-cylinder double-acting hot gas engine
TW347464B (en) * 1996-11-15 1998-12-11 Sanyo Electric Co Stirling cycle machine
DE102005042744A1 (de) * 2005-08-16 2007-04-26 Enerlyt Potsdam GmbH Energie, Umwelt, Planung und Analytik 4-Zyklen-Universalmaschine
FR2966520A3 (fr) * 2010-10-22 2012-04-27 Wind Building Engineering Wibee Moteur a air chaud travaillant essentiellement selon un cycle a trois phases
US10100778B2 (en) * 2015-05-11 2018-10-16 Cool Energy, Inc. Stirling cycle and linear-to-rotary mechanism systems, devices, and methods
US20180023508A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Ali Javaherpour Two Cylinder Double Acting Stirling Engine
US10598125B1 (en) * 2019-05-21 2020-03-24 General Electric Company Engine apparatus and method for operation

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1536262A (en) * 1925-05-05 Piston engine
US1613116A (en) * 1923-10-15 1927-01-04 Crankless Engines Ltd Crankless mechanism
US1879563A (en) * 1930-03-27 1932-09-27 Gas Res Co Heat engine
US2011964A (en) * 1931-07-28 1935-08-20 Devon Mfg Company Refrigerating machine
US2272925A (en) * 1936-06-26 1942-02-10 Gen Motors Corp Refrigerating apparatus
US2190812A (en) * 1937-05-17 1940-02-20 Gunnar A Wahlmark Hydraulic motor or pump

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1277634B (de) * 1965-01-20 1968-09-12 Philips Nv Nach dem Stirlingprinzip arbeitende Kolbenmaschine
DE3002669A1 (de) * 1979-01-26 1980-08-07 United Stirling Ab & Co Heizkopf fuer mehrzylindrige, doppelt wirkende heissgasmaschinen
DE4320356A1 (de) * 1993-06-19 1994-12-22 Thorsten Vos Stirling-Wärmekraftmaschine in Verdrängerbauweise

Also Published As

Publication number Publication date
NL65813C (de)
US2480525A (en) 1949-08-30
FR901449A (fr) 1945-07-26
GB697081A (en) 1953-09-16
GB697158A (en) 1953-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE849326C (de) Heissgasmotor mit mehr als einem Kreisprozess
DE2736472C3 (de) Hubkolbenmaschine, insbesondere Heißgasmaschine oder Verdichter
DE3540441A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem drehbaren absperrorgan zur steuerung des gaswechsels
DE4019384A1 (de) Brennkraftmaschine
WO2003014527A9 (de) Rotationskolbenmaschine
DE1551109A1 (de) Roll- oder Waelzkolbenmechanismus
DE2848220A1 (de) Rotationskolbenmotor
DE1052626B (de) Umlaufender Druckaustauscher
EP0136565A2 (de) Aggregat bestehend aus einer Hubkolbenmaschine und einem Getriebe
DE4424319C1 (de) Heißgasmotor
DE2904762A1 (de) Isotherme kapsel und mit solchen kapseln versehene maschinen
DE4326463A1 (de) Viertakt-Verbrennungsmotor
DE3347859A1 (de) Zweitakt-kolben-brennkraftmaschine
DE3920620A1 (de) Rotationsmaschine
DE2365050A1 (de) Umlaufkolbenmaschine, insbesondere verbrennungskraftmaschine
CH249942A (de) Heissgasmotor mit mehr als einem Kreisprozess.
DE3137471A1 (de) Viertakt-brennkraftmaschine, insbesondere fuer kraftfahrzeuge, mit zumindest einem zylinderpaar
DE1219300B (de) Einrichtung zum Abdichten eines umlaufenden Verdraengerteiles gegenueber seinem Gehaeuse bei einem Rotationsverdraenger
DE3118452A1 (de) Verbrennungsmotor
DE3041405A1 (en) Cam driven engine
DE1152574B (de) Heissgaskolbenmaschine und aus einer Anzahl dieser Maschinen zusammengebaute Anlage
DE102020109743A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Freikolbenlineargenerators sowie Freikolbenlineargenerator
DE252042C (de)
DE3315783A1 (de) Viertaktverbrennungsmotor
DE2715686C3 (de) Hubkolben-Viertakt-Brennkraftmaschine