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Doppelt wirkender Mehrzylinder-Heißgaskolbenmotor Die Erfindung bezieht
sich auf einen doppelt wirkenden 1,Tehrzylinder-Heiß,gaskolbenmotor, bei dem jeder
auf einer bestimmten Seite eines Zylinders liegende warme Raum durch einen Erhitzer,
Regenerator und Kühler mit einem auf der gegenüberliegenden Seite in einem anderen
Zylinder befindlichen kalten Raum in Verbindung steht, und die Kühler die kalben
Räume der Zylinder umschließen. Der Heißgaskolbenmotor nach der Erfindung weist
das Merkmal auf, daß sich jeder Kühler unmittelbar an .den von diesem Kühler umschlossenen
kalten Raum anschließt, und der Regenerator sich unmittelbar an der anderen Seite
des Kühlers anschließt, wobei die Verbindung zwischen dem Regenerator und dem warmen
Raum wenigstens teilweise vom Erhitzer beansprucht wird.
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Die Lage :der Erhitzer, Regeneratoren und Kühler ist bei den bisher
bekannten doppelt wirkenden Heißgaskolbenmotoren derart, daß sich der Erhitzer an
einer Seite unmittelbar an den warmen Raum anschließt, der Regenexator sich unmittelbar
an die andere Seite des. Erhitzers. und der Kühler seinerseits sich unmittelbar
an den Regenerator anschließt.
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Bei dieser Bauart liegt der Kühler innerhalb eines ihn ringsum umgebenden
kalten Raums, der nicht zum Kreislauf gehört und dem mittels dieses Kühlers Wärmeenergie
entnommen wird. Zwischen
defn'Kiihler"-urid-'dem ,dazugehörigen
kalten Raum; der also in einem anderen Zylinder liegt, ist ein Verbindungskanal
vorgesehen. Dieser Kanal ist im allgemeinen im Zylinderblock. der Maschine ausgespart
und befindet sich an der Seite des Kurbelkastens.
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"Es .ist nhn< festgestellt worden, daß eine. .derartige Läge" ,dieses
Verbindungskanals den Wirkungsgrad und, die spezifische Leistung des Motors beeinträchtigt.
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Um diesen nachteiligen Einfluß aufzuheben, wird bei der Bauart nach
der Erfindung .der Kühler rings um den entsprechenden kalten Raum, und der Regenerator
mit -seiner kalten Seite unmittelbar gegen die andere Seite dieses Kühlers äng@ä.rdhet.
Der Erhitzer kann bei dieser Bauart gegebenenfalls den entsprechenden warmen Raum
umgeben. Ein gegebenenfalls, vorhandener VeYbindungskanal kann entweder zwischen
dem Erhitzer und dem warmen Raum, oder zwischen dem Regerierator und dem Erhitzer
liegen. Da sich auf dieser Seite des Motors kein. Triebwerk befindet, kann die Verbindung
zwischen dem Regenerator und dem wärmen Raum jedoch auch derart ausgebildet sein,
daß diese Verbindung vollkommen vom Erhitzer beansprucht wird. Dies kann sich z:
B. ereignen, wenn der Erhitzer nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
als Rohrerhitzer ausgebildet ist..
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Beim bekannten doppelt wirkenden Heißgaskolbenmotor, bei dem ein verhältnismäßig
großer Verbindungskanal zwischen dem Kühler und dem kaltem: Raum vorhanden ist,
wird sich dem Arbeitsmittel bei seiner Strömung von dem Kühler zum kalten Raum und
zurück ein verhältnismäßig großer Widerstand entgegensetzen. Um diesen Strömungswiderstand;
herabzusetzen befinden sich beim bekannten Motor im Verbindungskanal zwischen dem
Kühler und dem kalten Raum Leitschaufeln.
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Bei der Bauart nach der Erfindung schließt sich der Kühler unmittelbar
an den kalten Raum an, wodurch die Strömung von und zu dem Kühler beträchtlich verbessert
ist und im allgemeinen Leitschaufeln entfallen.können.
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Beim Motor nach der Erfindung ist weiter, ebenso wie bei einem anderen.
schon bekannten Heißgaskolbenmotor, der als Verdrängermotor ausgebildet ist, der
kalte Raum von einem Kühler umschlossen, wodurch der kalte Raum auf der getvünschten
Temperatur gehalten werden kann, und eiil -günstiger Einfiuß auf den Wirkungsgrad
der Maschine äusgübt wird.
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Vollständigkeitshalber sei bemerkt, daß es bei einem einfach wirkenden
Zweizylinder-Heißgaskolibenmoior, bei dem sich im einen Zylinder der warme und im
- anderen Zylinder der kalte Räum befindet, und- beide Zylinder an der oberen Seite
durch einen Erhitzer, Regenerator und Kühler miteinander verbunden sind, bekannt
ist, daß der Kühler sich unmittelbar an den kalten Raum anschließt. -Bei dieser
Bauart ergibt sich aber nicht die durch die vorliegende Erfindung gelöste Aufgabe,
nämlich das Anbringen eines thermodynamisch möglichst günstigen Verbindungskanals
' zwischen einer oberen Seite des einen Zylinders und der Unterseite eines anderen:
Zylinders.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen von.Heißgaskolbenmotoren
nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Der Heißgaskolbenmotor nach Fig. i ist ein -doppelt wirkender Vierzylinder-Heißgaskolbenmotor,
bei dem der Erhitzer als Rippenerhitzer ausgebildet ist, während er in Fig. 2 ein
Röhrenerhitzer ist.
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In den Zylindern 1, 3, 5 und 7 nach Fig. i spielen die Kolben 2, 4,
6, b@zw. B. Der Arbeitsraum 9 oberhalb des Kolbene 2 steht durch einen Erhitzer
i o, einen Regenerator i i und einen Kühler 12 mit dem Raum 13 unterhalb des Kolbens
4 in Verbindung. Auf entsprechende Weise steht der Raum 14 oberhalb des Kolbens
4 durch den Erhitzer 15, Regenerator 16, -Kühler 17 mit dem Raum 18 unterhalb des
Kolbens 6 in Verbindung. Der Raum i9 oberhalb :des Kaligens 6 ist durch den Erhitzer
2o, Regenerabör 21 und Kühler, 22 mit dem Raum 23 unterhalb des Kolbens 8 verbunden.
In gleicher Weise steht der Raum 24 über dem Kolben 8 ,durch den Erhitzer 2:5, den
Regenerator 26 und den Kühler 27 mit :dem Raum 28 unter -dem Kolben 2 in Verbindung.
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Die Räume 9, 14, 19, 24 sind die warmen Räume, die Räume 3,
18, 23, 28 .die kalten Räume des Heißgaskolbenmotors. Die Kolben 2, 4, 6, 8 sind.
durch Triebstangenmechanismen 29, 30, 31 bzw. 32 mit der Kurbelwelle 33 verbunden.
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Den Erhitzern io, 15, 2o und 25 wird von den Brennern 34 35, 36 b.zw.
37 Wärmeenergie zugeführt. Die Kühler 12, 17, 22 und 27 umschließen die entsprechendem
kalten Räume und reihen sich diesen Räumen unmittelbar an. Die kalte Endfläche eines
jeden Re@gernerators schließt sich,unmittelbar an den entsprechenden Kühler an.
Die Verbindungskanäle zwischen den Regeneratoren und den wärmeren Räumen enthalten
die Erhitzer. Durch diese Bauart ist gegenüber dem bekannten doppelt wirkenden Motor
untergleichen, Umständen eine Steigerung der spezifischen Leistung von sogar mehr
als io °/o erreichbar.
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In Fig. 2 ist ebenfalls ein doppelt wirkender Vierzylinder-Heiß:gaskolbenmotor
dargestellt. In dieser Figur sind entsprechende Teile des Motors nach Fig. i mit
den ,gleichen Bezugszeichen versehen. Die Erhitzer dieses Motors sind aus den Röhren
40 aufgebauteRöhrenerhitzer. An :die Röhren.4o reihen "sich -Ringkanäle 41, 42,
43 und 44 an. Diese Ringkanäle sind durch Führungen 45, 46, 47 und 48 mit den warmen
Räumen 9, 14, i9 bzw. 24 verbunden. Mittels der Ringbrenner 49, 5o, 51 und 52 wird
den Röhrenerhitzern Wärmeenergie zugeführt.