DE921421C

DE921421C - Verfahren zur Herstellung eines Regenerators fuer Heissgaskolbenmaschinen

Info

Publication number: DE921421C
Application number: DEN6800A
Authority: DE
Inventors: Aldert Teunis Bloem
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1952-02-28
Filing date: 1953-02-26
Publication date: 1954-12-16

Description

Verfahren zur Herstellung eines Regenerators für Heißgaskolbenmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Regenerators für Heißgaskolbenmaschinen, der aus einem Gehäuse und einer darin befindlichen Füllmasse besteht. Unter dem Begriff Heißgaskolbenmaschine soll hier ein Heißgaskolbenmotor, eine nach dem umgekehrten Heißgasmotorprinzip arbeitende Kühlmaschine oder eine Wärmepumpe verstanden werden.
Aus einem Gehäuse und einer darin befindlichen Füllmasse bestehende Regeneratoren sind bekannt. Bei diesen bekannten Regeneratoren ist die Füllmasse im allgemeinen aus Drahtmaterial, insbesondere aus Metallgaze, hergestellt. Dieses Material bildet eine nachgiebige Masse, die beim Einbringen in das Regeneratorgehäuse mit Spannung an der Gehäusewand anliegt. Bei diesen bekannten Regeneratoren war also eine gute Verbindung zwischen der Füllmasse und der Gehäusewand gesichert.
Bei Versuchen mit Heißgaskolbenmaschinen ergab sich nunmehr, daß der durch einen vorerwähnten Regenerator erzielbare Wirkungsgrad niedriger war, als auf Grund theoretischer Erwägungen erwartet werden durfte. Für diese Erscheinung konnte bis vor kurzem keine endgültige Erklärung gegeben werden. Es wurde nun gefunden, daß trotz der Tatsache, daß die Regeneratorfüllmasse mit einer gewissen Spannung an der Wand des Regeneratorgehäuses liegt, während der Strömung des Gases durch den Regenerator die Füllmasse von der Gehäusewand abgeblasen wird. Diese Erscheinung hat die vorerwähnte Erniedrigung des Wirkungsgrades zur Folge.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Regeneratorfüllmasse z. B. durch Kleben oder Löten an der Wand des Regeneratorgehäuses zu befestigen.
Ein anderes Verfahren, durch das die vorstehend beschriebene Beeinträchtigung behoben wird, ist jetzt entwickelt worden.
Gemäß der Erfindung wird die Füllmasse bei der Herstellung wenigstens einer. der Wände des Gehäuses in dieser Wand örtlich eingebettet. Dieses Verfahren kann vorzugsweise bei einem Regenerator verwendet werden, der aus Metallgazeschichten zusammengebaut ist.
Ein durch dieses Verfahren hergestellter Regenerator hat das Merkmal, daß eine Wand des Regeneratorgehäuses aus Elementen zusammengebaut ist, wobei die Füllmasse des Regenerators örtlich zwischen den Zwischenwänden der aneinander befestigten Elemente eingeschlossen ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist bei einem Regenerator, bei dem die Füllmasse aus einer Anzahl quer zur Hauptdurchströmungsrichtung des den Regenerator durchströmenden Mittels liegender Schichten besteht, die eine Stärke von maximal Zoo pc haben, jede Schicht zwischen Ringen eingeschlossen, wobei die Ringe aneinandergeheftet sind.
Wenn ,die Wand des Regenerators aus Ringen besteht, sind diese Ringe bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung aus Metall hergestellt und mittels eines Kunstharzes aneinander befestigt. Sind hingegen die Ringe aus einem thermoplastischen Stoff hergestellt, so ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung möglich, die Ringe durch Erhitzung aneinander zu befestigen. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das Regeneratorgehäuse aus einem erhärteten thermoplastischen Stoff, in den die Füllmasse örtlich, d. h. am Umfang, eingebettet ist.
In den Figuren sind schematisch einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
Fig. i stellt eine Heißgaskolbenmaschine dar, die mit einem Regenerator nach der Erfindung versehen ist; Fig.2 stellt eine Ausführungsform dieses Regenerators im Schnitt und Fig.3 eine zweite Ausführungsform in schaubildlicher Ansicht dar.
Die Heißgaskolbenmaschine nach Fig. i, eine Kalbgaskühlmaschine, ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Verdrängermaschine ausgebildet. Im Zylinder r bewegen sich ein Verdränger 2 und ein Kolben 3 mit einem konstanten Phasenunterschied auf- und abwärts. Der Verdränger 2 ist durch einen Triebstan:genmechanismus q. mit einer Kurbel einer Kurbelwelle 5 und der Kolben 3 mittels Triebstangen 6 mit Kurbeln derselben Kurbelwelle 5 gekuppelt. Der Raum 7 oberhalb des Verdrängers 2 ist der kalte Verdrängerraum, der durch einen Wärmeaustauscher 8, einen Regenerator g und einen Kühler io mit dem Raum ii zwischen dem Verdränger 2 und dem Kolben 3 in Verbindung steht. Letzterer Raum ist der sogenannte gekühlte Raum. Die Kühlmaschine wird von einem Elektromotor 12 angetrieben.
Der Regenerator g ist, wie vorstehend beschrieben, angeordnet, und einige Ausführungsformen werden an Hand der Fig. 2 und 3 näher erläutert.
DieAußenwand des Regenerators g ist bei derAusführung nach Fig. 2 aus einer Anzahl von Ringen 2 1 zusammengebaut, und die Innenwand besteht aus einer Anzahl von Ringen 22, so daß bei dieser Ausführungsform, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. i, ein ringförmiger Regeneratorraum entsteht. Die Ringe 21 und 22 sind aus einem thermoplastischen Stoff hergestellt und haben eine Stärke von 5o ,u. Zwischen jedem Ring befindet sich ein ringförmiger Streifen 23 aus Gaze, der auch eine Stärke von 5o ,u hat. Die Ringe aus thermoplastischem Stoff und die Gazeringe werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, abwechselnd aufeinandergestapelt, worauf durch Erhitzung die Ringe aus thermoplastischem Stoff aneinandergeheftet werden und gemeinsam die Wand des Regenerators bilden. Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist die Füllmasse nur örtlich an ihrem Umfang in den Gehäusewänden eingebettet. Der auf diese Weise ausgebildete Regenerator kann als Ganzes in einer Heißgaskolbenmasehine untergebracht werden.
Statt eines thermoplastischen Stoffes, z. B. Kunstharz, kann auch Metall für die Ringe 2i und 22 verwendet werden. Diese Ringe können entweder durch ein Schweißverfahren oder durch Kleben mittels eines Kunstharzes aneinander befestigt werden.
Fig. 3 stellt eine Ausführungsform dar, bei der der Regenerator um einen Kern 3o gewickelt ist. Dieser Regenerator kann aus sogenanntem Krangeldraht hergestellt sein. Nachdem die Regeneratorfüllmasse 3 1 spulenförmig aufgewickelt worden ist, wird sie von den Drähten 32 und 33 zusammengehalten. Die auf diese Weise hergestellte Spule wird über eine Schicht aus erwärmtem thermoplastischem Stoff 3q., z. B. einem thermoplastischen Kunstharz, derart gerollt, daß am Umfang der Füllmasse eine Wand gebildet wird, in der die Drähte der Regeneratorfüllmasse eingebettet sind. Auch am Innenumfang kann, nachdem der Kern 30 entfernt worden ist, eine Schicht aus thermoplastischem Stoff angebracht weTden, so daß auch am Innenumfang die Füllmasse beim Herstellen der Wand in diese eingebettet ist.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen betreffen ringförmige Regeneratoren. Das Verfahren nach der Erfindung kann jedoch auch bei in Form von Zylindern ausgebildeten Regeneratoren durchgeführt werden, die z. B. dadurch entstehen können, daß nach Fig.2 kreisförmige Gazestücke verwendet werden, die am Umfang eingebettet sind, so daß dann die zylindrische Innenwand, die in Fig. 2 von den Ringen 22 gebildet wird, in Fortfall kommt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen eines Regenerators für Heißgaskolbenmaschinen, welcher aus einem Gehäuse und einer darin befindlichen Füllmasse besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse bei der Herstellung wenigstens einer der Wände des Gehäuses in dieser Wand örtlich eingebettet wird.
2. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch i hergestellter Regenerator, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand des Regeneratorgehäuses aus Elementen zusammengebaut ist, wobei die Füllmasse des Regenerators örtlich zwischen den Zwischenwänden der Elemente eingeschlossen ist und die Elemente aneinander befestigt sind.
3. Regenerator nach Anspruch 2 mit einer Füllmasse, die aus einer Anzahl quer zur Hauptdurchströmungsrichtung des den Regenerator durchströmenden Mittels liegender Schichten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schichten eine Stärke von maximal 200,u haben, wobei jede Schicht zwischen Ringen eingeschlossen ist und die Ringe aneinander befestigt sind. q..
Regenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Füllmasse bildenden Schichten aus Metallgaze bestehen. $.
Regenerator nach Anspruch 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß die die Schichten einschließenden Ringe aus Metall hergestellt und mittels eines Kunstharzes aneinander befestigt sind.
6. Regenerator nach Anspruch 3 und q., dadurch gekennzeichnet, daß die die Schichten einschließenden Ringe aus einem thermoplastischen Stoff bestehen und durch Erhitzung aneinander befestigt sind.
7. Regenerator nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Regenerators aus einem erhärteten thermoplastischen Stoff besteht, in den die Füllmasse örtlich eingebettet ist.