EP0042902A1 - Hot gas piston engine and use of the same in heat, cold and power plants - Google Patents

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EP0042902A1
EP0042902A1 EP80810217A EP80810217A EP0042902A1 EP 0042902 A1 EP0042902 A1 EP 0042902A1 EP 80810217 A EP80810217 A EP 80810217A EP 80810217 A EP80810217 A EP 80810217A EP 0042902 A1 EP0042902 A1 EP 0042902A1
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
heat
machine according
burner
tubes
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Withdrawn
Application number
EP80810217A
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German (de)
French (fr)
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Treuhand Gmbh Fides
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Individual
Original Assignee
Individual
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Priority to US06/275,787 priority patent/US4435959A/en
Priority to JP56102211A priority patent/JPS5779233A/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/02—Hot gas positive-displacement engine plants of open-cycle type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular

Definitions

  • the present invention relates to a hot gas piston machine with a heat exchanger and to the use of the same in various systems such as heating and cooling systems and gas turbine systems.
  • the hot-air motor 4 is in this example a two-cycle hot-air motor, for example having a power of 10 kW and 4 cylinders with a total of 6000 cm 3 Content.
  • the heat exchanger 6 consists of a number Tubes 7. In the present example there are 150 tubes per cylinder with a diameter of 2.5 mm and a length of 500 mm. The tubes are arranged with respect to the flame 8 in such a way that the tubes of a cylinder are heated as evenly as possible.
  • the method of operation is as follows: In the bottom dead center area of the piston 9 of a cylinder, the purging takes place, that is to say the heated air exits the cylinder and is fed to the burner as warm combustion air at a temperature of, for example, 300 ° C., while the cold fresh air flows into the Cylinder enters (crankcase flushing). During the subsequent compression, the air enters the tubes of the heat exchanger, which are heated by the hot gases of the burner flame and transfer the heat to the enclosed air. This causes an increase in pressure and the piston does the work when moving downwards. The purging then takes place again in the bottom dead center area, etc.
  • tubes or the like which form the upper end of the compression space and the air contained therein is heated very quickly, eliminates the need for the use of otherwise customary heat exchangers with valves.
  • the number and size of the tubes must be matched to the strength and size of the flame and the period of the bulb.
  • the effective surfaces of the tubes are determined in such a way that the heat is transferred to the working gas quickly enough.
  • An increase in the overall efficiency is also achieved by supplying preheated combustion air to the burner via the feed line 10. Because the tubes protrude into the hot water area of the boiler, a certain temperature regulation is achieved and thus overheating of the tube ends is avoided.
  • the mechanical energy obtained on the output shaft 11 can for example be used to generate electrical energy, which enables autonomous operation of this system and possibly of the building in which the system is located.
  • the electrical energy can be used to operate a heat pump.
  • the exhaust gases from the burner reach the exhaust gas line 12.
  • the hot water supply 13 and the return 14 can also be seen.
  • FIG. 2 shows a thermal power plant with a gas turbine.
  • a gas turbine 15 with the compressor group 16 and the intercoolers 17 can be seen at the output of the incineration plant.
  • the output shaft of the gas turbine is designated by 18.
  • the fresh air passes from the inlet 19 through the compressor groups 16 and the intercoolers 17 into the cylinder inlet 20, is driven into the tubes of the heat exchanger in the compression phase of the piston, is heated and reaches the feed line 10 of the burner 1 via the cylinder outlet 21.
  • FIG. 1 The working diagram of this air circuit is shown in FIG.
  • the air passes through inlet 17 point A and is compressed in the compressor group and intercooler, points B, 'C, D, and reaches the cylinder at E.
  • the compression phase from E to F takes place in the heat exchanger, and the expansion and working phase at the cylinder outlet and in the feed line to the burner, points G and H.
  • the heat supply in the burner increases the volume of the gas, I, and cools down at a constant pressure the heat exchangers, J, and expansion in the gas turbine, K to get into the exhaust pipe.
  • the hatched area means the additional work gained on the output shaft 11 of the hot-air engine, while the remaining area corresponds to the work on the gas turbine shaft 18.
  • FIG. 3 shows a further, improved embodiment variant of the motor from FIG. 1. It is possible to increase the efficiency of the heat exchanger and to prevent the tubes from overheating by bending the tubes or fins in such a way that the end of the air duct comes close to the beginning, so that the hot ends of the tubes of the compression space heat less warm inlets. This can be carried out, for example, as shown in FIG. 3, the tubes 22 of the heat exchanger being bent and the ends having the beginnings being connected to one another in a heat-conducting manner. In this embodiment variant, a blower 23 is used instead of the usual pumping action of the two-stroke piston in the crankcase housing. A variant of the tubes or fins of the heat exchanger is shown in FIG. 4.
  • alloyed cast iron or another, highly conductive metal is suitable.
  • the section V - V is shown in FIG. 5, the slot width b being 0.5-5 mm in the present example.
  • the air is preheated when it flows into the fins.
  • FIGS. 6-10 A number of further exemplary embodiments are shown schematically in FIGS. 6-10.
  • FIG. 6 and its section 7 show an embodiment variant in which the heat exchanger 50 consists of round hollow bodies provided with ribs on the inside and outside.
  • the outer hollow body 51 with outer fins 52 is heated on the outside by the flame and gives off its heat through the wall and the inner fins 53 to the air flowing in at 54.
  • the particularly strongly heated amount of air reaches the top at 55 in the inner hollow body 56, which is closed at 57 and gives off the heat partially via fins 58 to the air flowing in at 54, so that the ge entire amount of air in the compression space is brought to about the same temperature.
  • the slot width b is again in the millimeter range.
  • FIG. 8 and its section 9 show a further embodiment variant, in which the exchangers 59 with the outer, 60, and inner, 61, hollow bodies are not cylindrical, but rectangular, and have ribs 62.
  • FIG 10 shows a further embodiment in which the exchanger 63 g prepared by ekantete and welded panels are constituting an outer, 64, and an inner, 65, hollow bodies, which are provided with ribs 66th
  • the mode of action is similar to the previous examples.
  • the large-area, lamellar-shaped heat exchangers can be produced by pulling, turning, broaching, milling, pressing, edging, welding or casting, ie practically by all manufacturing processes. It needs to be always ensured that the air ducts so stay small that a large heat exchange area is created and thus also the g rosse flow rate of the compressed air in this little Ziwschensch sufficiently high, so that a good heat transfer to the compressed air is possible. In some embodiments, this heat transfer must occur within 40 ms. However, in order to avoid larger throttling losses in the heat exchanger, it is advisable to keep the flow velocity in the tubes or fins approximately constant.
  • these air channels are designed such that they are from the input 27 or 54, and slightly tapered, that is, the cross section of the air channels should be when entering horses g his than the deflection point 25, or 55, or at the end points 26 and 57 .
  • a further increase in efficiency and in particular combustion can be achieved by the flame front pulsing.
  • the number of piston cylinders and the length and configuration of the air supply line 10 are coordinated such that the flame oscillates between the two points S1 and S2. With appropriate coordination of this vibration it can be achieved that the flame front is always at a time that is favorable for heat transfer, i.e. when the piston is at top dead center, near the heat exchanger, i.e. located at S2. This pulsation also promotes heat transfer.
  • FIG. 7 shows an application example of hot gas piston machines in which a total of three machines are used which allow the autonomous operation of a heat pump and a cooling unit.
  • the boiler 28 with the heating water supply 29 and the return 30 and the burner 31 can be seen.
  • the first hot air motor 32 is designed as in the previous example according to FIG. 3, the tubes or fins 22 also being designed differently, for example as shown in FIGS. 4 to 10 could be.
  • the first hot air motor 32 drives a second hot air piston machine 33, which is designed as a heat pump.
  • the pistons 34 and 35 of the two machines sit on the same shaft 36 and are radially offset.
  • the heat exchanger 37 of the heat pump projects into a boiler room 38 of the boiler, into which room the cool return water flows.
  • the heat exchanger works at much lower temperatures and in water, other materials can be used than for the heat exchanger tubes, which come into contact with the hot and corrosive gases of the burner flame. However, it is also important in this case that the tubes or fins of the heat exchanger 37 rapidly transfer those generated in them by the compression of the air Ensure warmth to the surrounding water.
  • the two machines are supplied with the necessary fresh air by a common blower 39 with a control flap 40.
  • this hot air motor-heat pump combination is as follows:
  • the shaft 36 driven by the hot air motor 32 drives the pistons 35 of the heat pump, which compresses the fresh air coming from the fan 39 into the tubes of the heat exchanger serving as the upper compression space and to approximately 100 to 300 ° C. heated.
  • the heat reaches the boiler space 38 via the heat exchanger 37, as a result of which the water contained therein is heated to approximately 50 to 90 ° C. This is an advantage over the usual heat pumps, which only allow heating water heating up to approx. 50 ° C.
  • the expanded air which has been cooled to, for example, 0 ° C.-30 ° C., comes out via an outlet 41, although it may also be required for cooling purposes, for example for operating a cooling or fresh-keeping system.
  • the cylinder groups on the one hand and the fresh air supply on the other must be coordinated and controlled.
  • a further hot gas piston machine can be used as the cooling unit, which in principle works like a heat pump running in reverse.
  • the air piston machine 42 is driven by an electric motor 43, and a combination similar to that described above is also possible for driving this machine.
  • the air coming from the fan 44 is compressed and heated in the tubes of the heat exchanger 45.
  • the heat exchanger 45 protrudes into a cooling chamber 46, through which air is driven by a fan 47. This air causes a cooling of the compressed and heated air via the heat exchanger 45, which when expanding to for example, -20 ° C is cooled.
  • This cooled air passes through the outlet 48 and the open flap 49 (shown in FIG.
  • the water supply temperature is approximately 5 ° C. can lower.
  • the air heated by the compressed air, via the heat exchanger 45 to about 80-120 ° C. can be used to heat the domestic water. Since it is an air-air heat exchanger in the present case, the material and the dimensions of the tubes or fins of the heat exchanger 45 must be adapted to this. But you can also indirectly heat the process water by means of the heat exchanger 45 if no warm air is required. In a machine designed as a heat pump and driven by a motor, the heat exchanger can give off its heat to the heating medium, which can be water, oil or air. It is advantageous if the heating medium is additionally circulated by means of a pump or blower.
  • the diameter of the tubes or lamellae can vary within a wide range, expediently covering a range of 1-5 mm 0 and a length of 100-1000 mm, preferably a diameter or slot width b of 1.5 - 3 mm and a length of 400 - 600 mm is used.
  • the wall thickness and in particular also the surface design and the material are adapted to the circumstances, i.e. in the case of a heat exchanger in the area of the burner flame or in a liquid medium such as water or in air.
  • a number other than two cylinders can also be selected.
  • the firebox can be lined fireproof. However, care must be taken to ensure that the tube ends are not heated excessively and that they are cooled.

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Abstract

Der Heissgaskolbenmotor (4) besitzt als Kompressionsraum einen Wärmeaustauscher (6), der aus einer Anzahl Röhrchen (7) oder anders gestalteter Kapillaren besteht, die in den Brennerraum (5) des Brennen (1) hineinragen. In der Kompressionsphase wird die Luft in den als Kompressionsraum dienenden Röhrchen (7) komprimiert und zusätzlich durch die Brennerflamme erhitzt, wodurch eine Druckerhöhung erfolgt, und der Kolben bei der Abwärtsbewegung Arbeit leistet. Im unteren Totpunktbereich erfolgt dann die Spülung. Die heisse Abluft aus dem Motor gelangt in die Brennerzufuhrleitung (10) und von dort in den Brenner, wodurch der Leistungsgrad der Anlage noch weiter erhöht wird. Die an der Abtriebwelle (11) erhaltene mechanische Energie kann für die Erzeugung von elektrischer Energie oder zum Betreiben einer Wärmepumpe benutzt werden. Die oberen Röhrchenenden ragen in das Heizwasser hinein, wodurch sie vor Ueberhitzung geschützt werden. Solche Gaskolbenmaschinen können entweder zur Erzeugung von mechanischer Energie eingesetzt werden oder als Wärmepumpe oder als Kühlaggregat in Wärme- und Kühlanlagen oder Gasturbinenanlagen verwendet werden. Durch die Verwendung solcher Gaskolbenmaschinen kann der Gesamtwirkungsgrad einer Anlage wesentlich erhöht werden.The hot gas piston engine (4) has a heat exchanger (6) as a compression space, which consists of a number of tubes (7) or capillaries of different design, which protrude into the burner space (5) of the burner (1). In the compression phase, the air is compressed into the tube (7) serving as the compression space and additionally heated by the burner flame, which increases the pressure and the piston does the work during the downward movement. The purging then takes place in the bottom dead center area. The hot exhaust air from the engine enters the burner supply line (10) and from there into the burner, which further increases the efficiency of the system. The mechanical energy obtained on the output shaft (11) can be used to generate electrical energy or to operate a heat pump. The upper tube ends protrude into the heating water, which protects them from overheating. Such gas piston machines can either be used to generate mechanical energy or can be used as a heat pump or as a cooling unit in heating and cooling systems or gas turbine systems. The overall efficiency of a system can be significantly increased by using such gas piston machines.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heissgaskolbenmaschine mit einem Wärmeaustauscher und auf die Verwendung derselben in verschiedenen Anlagen wie Wärme-und Kälteanlagen, und Gasturbinenanlagen.The present invention relates to a hot gas piston machine with a heat exchanger and to the use of the same in various systems such as heating and cooling systems and gas turbine systems.

Es sind einerseits eine Reihe von Wärmekraftmaschinen oder sogenannte Stirlingmotoren bekannt, die mit einer äusseren Wärmequelle betrieben werden, wie beispielsweise gemäss DE-OS 26 33 233 oder US-PS 4,008,574. Bei diesen Schriften geht es in der Hauptsache um die Verbesserung des Wirkungsgrades der Wärmekraftmaschine. Andererseits sind Heizanlagen bekannt, an denen eine Heissluft-oder Heissgaskraftmaschine angekoppelt ist. So ist beispielsweise in der DE-OS 25 22 711 ein Kraftwerk beschrieben, welches eine Verbrennungsanlage und wenigstens eine Heissgaskraftmaschine aufweist, die über regenerative Wärmeaustauscher mit der Verbrennungsanlage verbunden ist.On the one hand, a number of heat engines or so-called Stirling engines are known, which are operated with an external heat source, such as, for example, according to DE-OS 26 33 233 or US Pat. No. 4,008,574. The main focus of these writings is to improve the efficiency of the heat engine. On the other hand, heating systems are known to which a hot air or hot gas engine is coupled. For example, DE-OS 25 22 711 describes a power plant which has an incineration plant and at least one hot gas engine which is connected to the incineration plant via regenerative heat exchangers.

Während sich die beiden erstgenannten Schriften auf die Verbesserung der Wärmekraftmaschine, bzw. Stirlingmotors beziehen, handelt die letzgenannte Druckschrift von der Verbesserung des Wirkungsgrades einer Grossanlage. Es ist demgegenüber ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Maschine und deren Verwendungsmöglichkeiten anzugeben, die einerseits einen hohen Wirkungsgrad aufweist, und die andererseits auch in einer kleineren bis mittleren Anlage verwendet werden kann, beispielsweise in einem Wohnblock oder zum Heizen eines Kleinbetriebes.While the first two documents refer to the improvement of the heat engine or Stirling engine, the latter document deals with the improvement of the efficiency of a large system. In contrast, it is an object of the present invention to specify a machine and its possible uses ben, which on the one hand has a high efficiency, and on the other hand can also be used in a small to medium-sized system, for example in an apartment block or for heating a small business.

Eine Maschine, die dieses Ziel erreicht, ist in den Ansprüchen beschrieben.A machine that achieves this goal is described in the claims.

Die Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will now be explained in more detail with reference to a drawing of exemplary embodiments.

  • Figur 1 zeigt einen erfindungsgemässen Heissgaskolbenmotor in einer Verbrennungsanlage,FIG. 1 shows a hot gas piston engine according to the invention in an incineration plant,
  • Figur 2 zeigt die Verwendung des Motors in einer Kraftanlage mit Verdichtergruppe,FIG. 2 shows the use of the engine in a power plant with a compressor group,
  • Figur 3 zeigt eine Ausführungsvariante des Motors,FIG. 3 shows an embodiment variant of the engine,
  • Figuren 4 bis 10 zeigen Ausschnitte aus weiteren Ausführungsvarianten,FIGS. 4 to 10 show sections of further design variants,
  • Figur 11 zeigt das Arbeitsdiagramm der Ausführungsvariante gemäss Figur 2.FIG. 11 shows the working diagram of the embodiment variant according to FIG. 2.
  • Figur 12 zeigt eine weitere Verwendung einer Heissgaskolbenmaschine als Wärmepumpe und als Kältemaschine.FIG. 12 shows a further use of a hot gas piston machine as a heat pump and as a cooling machine.

In Figur 1 erkennt man den Brenner 1, der beispielsweise eine Leistung von 10 kg Heizöl/Std. aufweist, die Oelzuleitung 2, den Warmwasserkessel 3 und den Heissluftmotor 4 mit dem in den Brennerraum 5 hineinragenden Wärmeaustauscher 6. Der Heissluftmotor 4 ist in diesem Beispiel ein Zweitakt-Heissluftmotor, beispielsweise mit einer Leistung von 10 kW und 4 Zylindern mit insgesamt 6000 cm3 Inhalt. Der Wärmeaustauscher 6 besteht aus einer Anzahl Röhrchen 7. In vorliegendem Beispiel sind es 150 Röhrchen pro Zylinder mit einem 0 von 2,5 mm und einer Länge von 500 mm. Dabei sind die Röhrchen bezüglich der Flamme 8 so angeordnet, dass die Röhrchen eines Zylinders möglichst gleichmässig erhitzt werden.In Figure 1 you can see the burner 1, for example, an output of 10 kg of heating oil / hour. having the Oelzuleitung 2, the hot water boiler 3 and the hot-air motor 4 projecting into the combustion chamber 5 of heat exchanger 6. The hot-air motor 4 is in this example a two-cycle hot-air motor, for example having a power of 10 kW and 4 cylinders with a total of 6000 cm 3 Content. The heat exchanger 6 consists of a number Tubes 7. In the present example there are 150 tubes per cylinder with a diameter of 2.5 mm and a length of 500 mm. The tubes are arranged with respect to the flame 8 in such a way that the tubes of a cylinder are heated as evenly as possible.

Die Arbeitsweise ist die folgende: Im unteren Totpunktbereich des Kolbens 9 eines Zylinders erfolgt die Spülung, d.h. die erwärmte Luft tritt aus dem Zylinder aus und wird als warme Verbrennungsluft mit einer Temperatur von beispielsweise 3000 C dem Brenner zugeführt, während die kalte Frischluft in den Zylinder eintritt (Kurbelkastenspülung). Bei der anschliessenden Kompression gelangt die Luft in die Röhrchen des Wärmeaustauschers, die durch die heissen Gase der Brennerflamme erhitzt werden und die Wärme an die eingeschlossene Luft übertragen. Dadurch erfolgt eine Druckerhöhung und der Kolben leistet bei der Abwärtsbewegung Arbeit. Im unteren Totpunktbereich erfolgt dann wieder die Spülung, usw.The method of operation is as follows: In the bottom dead center area of the piston 9 of a cylinder, the purging takes place, that is to say the heated air exits the cylinder and is fed to the burner as warm combustion air at a temperature of, for example, 300 ° C., while the cold fresh air flows into the Cylinder enters (crankcase flushing). During the subsequent compression, the air enters the tubes of the heat exchanger, which are heated by the hot gases of the burner flame and transfer the heat to the enclosed air. This causes an increase in pressure and the piston does the work when moving downwards. The purging then takes place again in the bottom dead center area, etc.

Durch die Verwendung von Röhrchen oder dergleichen, welche das obere Ende des Verdichtungsraumes bilden und wobei die darin enthaltene Luft sehr rasch erwärmt wird, erübrigt sich die Verwendung von sonst üblichen separaten Wärmeaustauschern mit Ventilen. Die Anzahl und Grösse der Röhrchen ist auf die Stärke und Grösse der Flamme abzustimmen, sowie auf die Periode des Kolbens. Dabei sind die wirksamen Oberflächen der Röhrchen derart bestimmt, dass die Uebertragung der Wärme auf das Arbeitsgas genügend schnell erfolgt. Eine Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades wird auch dadurch erzielt, dass dem Brenner vorgewärmte Verbrennungsluft über die Zuleitung 10 zugeführt wird. Dadurch, dass die Röhrchen in den Warmwasserbereich des Heizkessels ragen, wird eine gewisse Temperaturregulierung erzielt und damit eine Ueberhitzung der Röhrchenenden vermieden. Die an der Abtriebwelle 11 erhaltene mechanische Energie kann beispielsweise zur Erzeugung von elektrischer Energie verwendet werden, womit ein autonomer Betrieb dieser Anlage und eventuell des Gebäudes, in welchem die Anlage steht, möglich wird. Dabei kann die elektrische Energie für den Betrieb einer Wärmepumpe benutzt werden. Die Abgase vom Brenner gelangen in die Abgasleitung 12. Man erkennt ferner den Warmwasservorlauf 13, sowie den Rücklauf 14.The use of tubes or the like, which form the upper end of the compression space and the air contained therein is heated very quickly, eliminates the need for the use of otherwise customary heat exchangers with valves. The number and size of the tubes must be matched to the strength and size of the flame and the period of the bulb. The effective surfaces of the tubes are determined in such a way that the heat is transferred to the working gas quickly enough. An increase in the overall efficiency is also achieved by supplying preheated combustion air to the burner via the feed line 10. Because the tubes protrude into the hot water area of the boiler, a certain temperature regulation is achieved and thus overheating of the tube ends is avoided. The mechanical energy obtained on the output shaft 11 can for example be used to generate electrical energy, which enables autonomous operation of this system and possibly of the building in which the system is located. The electrical energy can be used to operate a heat pump. The exhaust gases from the burner reach the exhaust gas line 12. The hot water supply 13 and the return 14 can also be seen.

In Figur 2 ist eine Wärmekraftanlage mit einer Gasturbine dargestellt. In dieser Figur 2 sind die gleichen Elemente mit der gleichen Numerierung versehen. Man erkennt am Ausgang der Verbrennungsanlage eine Gasturbine 15 mit der Verdichtergruppe 16 und den Zwischenkühlern 17. Die Abtriebswelle der Gasturbine ist mit 18 bezeichnet. Die Frischluft gelangt vom Einlass 19 durch die Verdichtergruppen 16 und die Zwischenkühler 17 in den Zylindereinlass 20, wird in der Kompressionsphase des Kolbens in die Röhrchen des Wärmeaustauschers getrieben, erhitzt und gelangt über den Zylinderauslass 21 in die Zuleitung 10 des Brenners 1.FIG. 2 shows a thermal power plant with a gas turbine. In FIG. 2, the same elements have the same numbering. A gas turbine 15 with the compressor group 16 and the intercoolers 17 can be seen at the output of the incineration plant. The output shaft of the gas turbine is designated by 18. The fresh air passes from the inlet 19 through the compressor groups 16 and the intercoolers 17 into the cylinder inlet 20, is driven into the tubes of the heat exchanger in the compression phase of the piston, is heated and reaches the feed line 10 of the burner 1 via the cylinder outlet 21.

In Figur 6 ist das Arbeitsdiagramm dieses Luftkreislaufes dargestellt. Die Luft gelangt durch den Einlass 17 Punkt A und wird in der Verdichtergruppe und Zwischenkühler, Punkte B,'C, D, komprimiert und gelangt bei E in den Zylinder. Ahschliessend erfolgt die Kompressionsphase von E nach F im Wärmeaustauscher, und die Expansions-und Arbeitsphase am Zylinderauslass und in der Zuleitung zum Brenner, Punkte G und H. Durch die Wärmezufuhr im Brenner erfolgt bei gleichbleibendem Druck eine Volumenvergrösserung des Gases,I, eine Abkühlung durch die Wärmeaustauscher, J, und eine Expansion in der Gasturbine, K, um in die Abgasleitung zu gelangen. Man erkennt, dass die schraffierte Fläche die zusätzlich gewonnene Arbeit an der Abtriebswelle 11 des Heissluftmotors bedeutet, während die übrige Fläche der Arbeit an der Gasturbinenwelle 18 entspricht.The working diagram of this air circuit is shown in FIG. The air passes through inlet 17 point A and is compressed in the compressor group and intercooler, points B, 'C, D, and reaches the cylinder at E. Finally, the compression phase from E to F takes place in the heat exchanger, and the expansion and working phase at the cylinder outlet and in the feed line to the burner, points G and H. The heat supply in the burner increases the volume of the gas, I, and cools down at a constant pressure the heat exchangers, J, and expansion in the gas turbine, K to get into the exhaust pipe. It can be seen that the hatched area means the additional work gained on the output shaft 11 of the hot-air engine, while the remaining area corresponds to the work on the gas turbine shaft 18.

In Figur 3 ist eine weitere, verbesserte Ausführungsvariante des Motors von Figur 1 dargestellt. Es ist möglich, die Wirsamkeit des Wärmeaustauschers zu erhöhen und die Ueberhitzung der Röhrchen zu vermeiden, indem die Röhrchen oder Lamellen umgebogen sind, derart, dass das Ende des Luftkanals in die Nähe des Anfangs gelangt, so dass die heissen Enden der Röhrchen des Kompressionsraumes die weniger warmen Einlässe erhitzen. Dies kann beispielsweise wie gemäss Figur 3 ausgeführt werden, wobei die Röhrchen 22 des Wärmeaustauschers umgebogen sind und die Enden mit den Anfängen wärmeleitend miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausführungsvariante wird anstelle der üblichen Pumpwirkung des Zweitaktkolbens im Kurbelkastengehäuse ein Gebläse 23 verwendet. In Figur 4 ist eine Ausführungsvariante der Röhrchen oder Lamellen des Wärmeaustauschers dargestellt.Die Lamelle 24 besitzt einen gebogenen Luftkanal 25, bei welchem sein Ende 26 wärmeleitend mit dem Anfang 27 verbunden ist. Dafür eignet sich beispielsweise legiertes Gusseisen oder ein anderes, gut leitendes Metall. In Figur 5 ist der Schnitt V - V dargestellt, wobei die Schlitzbreite b in vorliegendem Beispiel 0,5 - 5 mm beträgt. Bei dieser Ausführung des Wärmeaustauschers ist die Luft bereits beim Einströmen in die Lamellen vorgewärmt.FIG. 3 shows a further, improved embodiment variant of the motor from FIG. 1. It is possible to increase the efficiency of the heat exchanger and to prevent the tubes from overheating by bending the tubes or fins in such a way that the end of the air duct comes close to the beginning, so that the hot ends of the tubes of the compression space heat less warm inlets. This can be carried out, for example, as shown in FIG. 3, the tubes 22 of the heat exchanger being bent and the ends having the beginnings being connected to one another in a heat-conducting manner. In this embodiment variant, a blower 23 is used instead of the usual pumping action of the two-stroke piston in the crankcase housing. A variant of the tubes or fins of the heat exchanger is shown in FIG. 4. For example, alloyed cast iron or another, highly conductive metal is suitable. The section V - V is shown in FIG. 5, the slot width b being 0.5-5 mm in the present example. In this version of the heat exchanger, the air is preheated when it flows into the fins.

In den Figuren 6 - 10 werden schematisch einige weitere Ausführungsbeispiele dargestellt. Figur 6 und dessen Schnitt 7 zeigen eine Ausführungsvariante, bei welcher der Wärmeaustauscher 50 aus innen und aussen mit Rippen versehenen runden Hohlkörpern besteht. Der äussere Hohlkörper 51 mit äusseren Rippen 52 wird aussen durch die Flamme erhitzt und gibt seine Wärme durch die Wandung und die inneren Rippen 53 an die bei 54 einströmende Luft ab. Die besonders stark erhitzte Luftmenge gelangt oben bei 55 in den inneren Hohlkörper 56, der bei 57 verschlossen ist und gibt die Wärme teilweise über Rippen 58 an die bei 54 einströmende Luft ab, damit die gesamte Luftmenge im Kompressionsraum etwa auf die gleiche Temperatur gebracht wird. Die Schlitzbreite b ist wieder im Millimeterbereich.A number of further exemplary embodiments are shown schematically in FIGS. 6-10. FIG. 6 and its section 7 show an embodiment variant in which the heat exchanger 50 consists of round hollow bodies provided with ribs on the inside and outside. The outer hollow body 51 with outer fins 52 is heated on the outside by the flame and gives off its heat through the wall and the inner fins 53 to the air flowing in at 54. The particularly strongly heated amount of air reaches the top at 55 in the inner hollow body 56, which is closed at 57 and gives off the heat partially via fins 58 to the air flowing in at 54, so that the ge entire amount of air in the compression space is brought to about the same temperature. The slot width b is again in the millimeter range.

Figur 8 und dessen Schnitt 9 zeigen eine weitere Ausführungsvariante, bei welcher die Austauscher 59 mit dem äusseren, 60, und inneren, 61, Hohlkörpern nicht zylindrisch, sondern rechteckig gestaltet sind und Rippen 62 aufweisen.FIG. 8 and its section 9 show a further embodiment variant, in which the exchangers 59 with the outer, 60, and inner, 61, hollow bodies are not cylindrical, but rectangular, and have ribs 62.

Figur 10 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Austauscher 63 durch gekantete und verschweisste Bleche hergestellt sind, die einen äusseren, 64, und einen inneren, 65, Hohlkörper bilden, welche mit Rippen 66 versehen sind. Die Wirkungsweise ist ähnlich, wie bei den vorhergehenden Beispielen.Figure 10 shows a further embodiment in which the exchanger 63 g prepared by ekantete and welded panels are constituting an outer, 64, and an inner, 65, hollow bodies, which are provided with ribs 66th The mode of action is similar to the previous examples.

Aus obigen Beispielen folgt, dass die grossflächigen und lamellenartig gestalteten Wärmeaustauscher durch Ziehen, Drehen, Räumen, Fräsen, Pressen, Kanten, Schweissen oder Giessen, also praktisch durch alle Herstellungsverfahren hergestellt werden können. Es muss dabei immer darauf geachtet werden, dass die Luftkanäle derart klein bleiben, dass eine grosse Wärmeaustauschfläche entsteht und damit ausserdem die grosse Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft in diesen kleinen Ziwschenräumen genügend hoch ist, damit ein guter Wärmeübergang an die komprimierte Luft möglich ist. Bei einigen Ausführungsformen muss dieser Wärmeübergang innerhalb von 40 ms geschehen. Um jedoch qrössere Drosselverluste in dem Wärmeaustauscher zu vermeiden, ist es ratsam, die Strömungsgeschwindigkeit in den Röhrchen oder Lamellen etwa konstant zu halten. Zu diesem Zwecke werden diese Luftkanäle derart gestaltet, dass sie sich vom Eingang 27 oder 54 ausgehend, leicht verjüngen, d.h. der Querschnitt der Luftkanäle sollte beim Eintritt grösser sein als beim Umlenkpunkt 25, bzw. 55 oder an den Endpunkten 26, bzw. 57.It follows from the above examples that the large-area, lamellar-shaped heat exchangers can be produced by pulling, turning, broaching, milling, pressing, edging, welding or casting, ie practically by all manufacturing processes. It needs to be always ensured that the air ducts so stay small that a large heat exchange area is created and thus also the g rosse flow rate of the compressed air in this little Ziwschenräumen sufficiently high, so that a good heat transfer to the compressed air is possible. In some embodiments, this heat transfer must occur within 40 ms. However, in order to avoid larger throttling losses in the heat exchanger, it is advisable to keep the flow velocity in the tubes or fins approximately constant. For this purpose, these air channels are designed such that they are from the input 27 or 54, and slightly tapered, that is, the cross section of the air channels should be when entering horses g his than the deflection point 25, or 55, or at the end points 26 and 57 .

Eine weitere Erhöhung des Wirkungsgrades und insbesondere auch der Verbrennung kann dadurch erzielt werden, dass die Flammenfront pulsiert. Dabei wird die Anzahl der Kolbenzylinder und die Länge und Ausgestaltung der Luftzuleitung 10 derart abgestimmt, dass eine Schwingung der Flamme zwischen den zwei Punkten S1 und S2 entsteht. Bei entsprechender Abstimmung dieser Schwingung kann erreicht werden, dass die Flammenfront immer in einem für den Wärmeübergang günstigen Zeitpunkt, d.h. dann, wenn der Kolben sich im oberen Totpunkt befindet, in der Nähe des Wärmeaustauschers, d.h. bei S2 befindet. Ausserdem wird durch diese Pulsation der Wärmeübergang begünstigt.A further increase in efficiency and in particular combustion can be achieved by the flame front pulsing. The number of piston cylinders and the length and configuration of the air supply line 10 are coordinated such that the flame oscillates between the two points S1 and S2. With appropriate coordination of this vibration it can be achieved that the flame front is always at a time that is favorable for heat transfer, i.e. when the piston is at top dead center, near the heat exchanger, i.e. located at S2. This pulsation also promotes heat transfer.

In Figur 7 ist ein Anwendungsbeispiel von Heissgaskolbenmaschinen dargestellt, bei welchem insgesamt drei solche Maschinen verwendet werden, die den autonomen Betrieb einer Wärmepumpe und eines Kühlaggregates gestatten. Man erkennt den Heizkessel 28 mit dem Heizwasservorlauf 29 und den Rücklauf 30 sowie den Brenner 31. Der erste Heissluftmotor 32 ist wie im vorhergehenden Beispiel gemäss Figur 3 ausgebildet, wobei die Röhrchen oder Lamellen 22 auch anders, beispielsweise wie gemäss Figuren 4 bis 10 ähnlich ausgebildet sein können. Der erste Heissluftmotor 32 treibt eine zweite Heissluftkolbenmaschine 33, die als Wärmepumpe ausgebildet ist. Die Kolben 34, bzw. 35 der beiden Maschinen sitzen auf der gleichen Welle 36 und sind radial versetzt. Der Wärmeaustauscher 37 der Wärmepumpe ragt in einen Kesselraum 38 des Heizkessels, in welchen Raum das kühle Rücklaufwasser hineinströmt. Da der Wärmeaustauscher bei wesentlich niedrigeren Temperaturen und im Wasser arbeitet, sind hierfür andere Materialien verwendbar als bei den Wärmeaustauscherröhrchen, die mit den heissen und korrodierenden Gasen der Brennerflamme in Kontakt geraten. Es ist aber auch in diesem Falle wichtig, dass die Röhrchen oder Lamellen des Wärmeaustauschers 37 eine rasche Uebertragung der in ihnen durch die Kompression der Luft erzeugten Wärme an das umgebende Wasser gewährleisten. Die beiden Maschinen werden durch ein gemeinsames Gebläse 39 mit Regelklappe 40 mit der nötigen Frischluft versorgt.FIG. 7 shows an application example of hot gas piston machines in which a total of three machines are used which allow the autonomous operation of a heat pump and a cooling unit. The boiler 28 with the heating water supply 29 and the return 30 and the burner 31 can be seen. The first hot air motor 32 is designed as in the previous example according to FIG. 3, the tubes or fins 22 also being designed differently, for example as shown in FIGS. 4 to 10 could be. The first hot air motor 32 drives a second hot air piston machine 33, which is designed as a heat pump. The pistons 34 and 35 of the two machines sit on the same shaft 36 and are radially offset. The heat exchanger 37 of the heat pump projects into a boiler room 38 of the boiler, into which room the cool return water flows. Since the heat exchanger works at much lower temperatures and in water, other materials can be used than for the heat exchanger tubes, which come into contact with the hot and corrosive gases of the burner flame. However, it is also important in this case that the tubes or fins of the heat exchanger 37 rapidly transfer those generated in them by the compression of the air Ensure warmth to the surrounding water. The two machines are supplied with the necessary fresh air by a common blower 39 with a control flap 40.

Die Arbeitsweise dieser Heissluftmotor-Wärmepumpenkombination ist die folgende: Die durch den Heissluftmotor 32 anqetriebene Welle 36 treibt die Kolben 35 der Wärmepumpe, die vom Gebläse 39 her stammende Frischluft in den als oberen Kompressionsraum dienenden Röhrchen des Wärmeaustauschers komprimiert und auf ca. 100 bis 300°C erhitzt. Die Wärme gelangt über den Wärmeaustauscher 37 in den Kesselraum 38, wodurch das darin enthaltene Wasser auf ca. 50 bis 90°C erwärmt wird. Dies ist ein Vorteil gegenüber den üblichen Wärmepumpen, welche nur eine Heizwassererwärmunq bis zu ca. 50°C erlauben. Die expandierte und auf beispielsweise 0°C - 30° C abgekühlte Luft gelangt über einen Auslass 41 nach aussen, wobei sie aber auch zu Kühlzwecken benötigt werden kann, beispielsweise zum Betrieb einer Kühl- oder Frischhalteanlage. Dabei müssen die Zylindergruppen einerseits und die Frischluft- zuführunq andererseits aufeinander abgestimmt und gesteuert werden.The operation of this hot air motor-heat pump combination is as follows: The shaft 36 driven by the hot air motor 32 drives the pistons 35 of the heat pump, which compresses the fresh air coming from the fan 39 into the tubes of the heat exchanger serving as the upper compression space and to approximately 100 to 300 ° C. heated. The heat reaches the boiler space 38 via the heat exchanger 37, as a result of which the water contained therein is heated to approximately 50 to 90 ° C. This is an advantage over the usual heat pumps, which only allow heating water heating up to approx. 50 ° C. The expanded air, which has been cooled to, for example, 0 ° C.-30 ° C., comes out via an outlet 41, although it may also be required for cooling purposes, for example for operating a cooling or fresh-keeping system. The cylinder groups on the one hand and the fresh air supply on the other must be coordinated and controlled.

Falls eine solche oder eine andere Heizanlage dazu benutzt werden soll, als Kühleinrichtung zu dienen, kann eine weitere Heissaaskolbenmaschine als Kühlaggregat eingesetzt werden, die im Prinzip wie eine umgekehrt laufende Wärmepumpe arbeitet. Die Luftkolbenmaschine 42 wird durch einen Elektromotor 43 angetrieben, wobei zum Antrieb dieser Maschine auch eine ähnliche Kombination wie vorgehend beschrieben möglich ist. Die vom Gebläse 44 her stammende Luft wird in den Röhrchen des Wärmeaustauschers 45 komprimiert und erhitzt. Der Wärmeaustauscher 45 ragt in eine Kühlkammer 46, durch die mittels eines Gebläses 47 Luft durchgetrieben wird. Diese Luft bewirkt über den Wärmeaustauscher 45 eine Abkühlung der komprimierten und erhitzten Luft, die beim Expandieren auf beispielsweise -20° C abgekühlt wird. Diese abgekühlte Luft gelangt über den Ablass 48 und der geöffneten Klappe 49 (in Figur 7 in geschlossener, bzw. Heizstellung gezeichnet) in die Brennerzufuhrleitung 10 und von dort in den Heizkessel, wo sie bei geeigneter Dimensionierung des Kühlaggregates die Wasservorlauftemperatur auf etwa 5° C abzusenken vermag. Die durch die komprimierte, über den Wärmeaustauscher 45 auf etwa 80 - 120° C erwärmte Luft kann zur Erwärmung des Brauchwassers verwendet werden. Da es sich im vorliegenden Fall um einen Luft-Luft-Wärmeaustauscher handelt, müssen das Material und die Dimensionen der Röhrchen oder Lamellen des Wärmeaustauschers 45 daran angepasst werden. Man kann aber auch mittelbar das Brauchwasser mittels des Wärmeaustauschers 45 erwärmen, wenn keine Warmluft benötigt wird. Bei einer als Wärmepumpe ausgebildeten Maschine, die durch einen Motor angetrieben wird, kann der Wärmeaustauscher seine Wärme an das Heizmedium, das Wasser, Oel oder Luft sein kann, abgeben. Dabei ist es vorteilhaft, falls das Heizmedium zusätzlich, mittels Pumpe oder Gebläse, in Zirkulation gesetzt wird.If such or another heating system is to be used to serve as a cooling device, a further hot gas piston machine can be used as the cooling unit, which in principle works like a heat pump running in reverse. The air piston machine 42 is driven by an electric motor 43, and a combination similar to that described above is also possible for driving this machine. The air coming from the fan 44 is compressed and heated in the tubes of the heat exchanger 45. The heat exchanger 45 protrudes into a cooling chamber 46, through which air is driven by a fan 47. This air causes a cooling of the compressed and heated air via the heat exchanger 45, which when expanding to for example, -20 ° C is cooled. This cooled air passes through the outlet 48 and the open flap 49 (shown in FIG. 7 in the closed or heating position) into the burner supply line 10 and from there into the boiler, where, with suitable dimensioning of the cooling unit, the water supply temperature is approximately 5 ° C. can lower. The air heated by the compressed air, via the heat exchanger 45 to about 80-120 ° C., can be used to heat the domestic water. Since it is an air-air heat exchanger in the present case, the material and the dimensions of the tubes or fins of the heat exchanger 45 must be adapted to this. But you can also indirectly heat the process water by means of the heat exchanger 45 if no warm air is required. In a machine designed as a heat pump and driven by a motor, the heat exchanger can give off its heat to the heating medium, which can be water, oil or air. It is advantageous if the heating medium is additionally circulated by means of a pump or blower.

Es sind noch verschiedene andere Variationsmöglichkeiten in der Ausgestaltung des Wärmeaustauschers oder in der Verwendung der Gaskolbenmaschinen möglich. So kann der Durchmesser der Röhrchen oder Lamellen in einem weiten Bereich variieren, wobei zweckmässigerweise ein Bereich von 1 - 5 mm 0 und eine Länge von 100 - 1000 mm überdeckt werden kann, wobei vorzugsweise ein Durchmesser, bzw. eine Schlitzbreite b von 1,5 - 3 mm und eine Länge von 400 - 600 mm verwendet wird. Dabei wird die Wandstärke und insbesondere auch die Oberflächengestaltung und das Material den Gegebenheiten angepasst, d.h. im Falle eines Wärmeaustauschers im Bereich der Brennerflamme oder in einem flüssigen Medium wie Wasser oder in Luft. Ausserdem kann eine andere Anzahl als zwei Zylinder gewählt werden.Various other possible variations in the design of the heat exchanger or in the use of the gas piston machines are possible. For example, the diameter of the tubes or lamellae can vary within a wide range, expediently covering a range of 1-5 mm 0 and a length of 100-1000 mm, preferably a diameter or slot width b of 1.5 - 3 mm and a length of 400 - 600 mm is used. The wall thickness and in particular also the surface design and the material are adapted to the circumstances, i.e. in the case of a heat exchanger in the area of the burner flame or in a liquid medium such as water or in air. A number other than two cylinders can also be selected.

Im Falle der Anlage gemäss Figur 2 kann es sich auch um einen anderen Heizkessel handeln, beispielsweise um einen solchen, der nicht der Heisswassererzeugung dient. Wenn keine Warmwasserheizung erforderlich ist, kann der Feuerraum feuerfest ausgekleidet sein. Dabei muss aber darauf geachtet werden, dass die Röhrchenenden nicht übermässig erhitzt werden und für deren Kühlung gesorgt wird.In the case of the system according to FIG. 2, it can also be another boiler, for example one that does not serve to produce hot water. If hot water heating is not required, the firebox can be lined fireproof. However, care must be taken to ensure that the tube ends are not heated excessively and that they are cooled.

Claims (23)

1. Heissgaskolbenmaschine mit einem Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmeaustauscher (6, 37, 45, 50, 59, 63) als Kompressionsraum eines Zylinders ausgebildet ist.1. hot gas piston machine with a heat exchanger, characterized in
that the heat exchanger (6, 37, 45, 50, 59, 63) is designed as a compression space of a cylinder. 2. Maschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmeaustauscher aus einer Vielzahl von geeignet angeordneten Röhrchen (7, 22), Lamellen (24) besteht oder Rippen (52, 53, 58; 62) aufweist.2. Machine according to claim 1,
characterized,
that the heat exchanger consists of a plurality of suitably arranged tubes (7, 22), fins (24) or ribs (52, 53, 58; 62). 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Röhrchen (22) umgebogen und das Ende mit dem Anfang wärmeleitend miteinander verbunden sind.3. Machine according to claim 1 or 2,
characterized,
that the tubes (22) are bent and the end is connected to the beginning in a heat-conducting manner. 4. Maschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lamellen (24) einen gebogenen Luftkanal (25) aufweisen, deren Enden (26) mit den Anfängen (27) wärmeleitend verbunden sind.4. Machine according to claim 1 or 2,
characterized,
that the fins (24) have a curved air duct (25), the ends (26) of which are connected in a heat-conducting manner to the beginnings (27). 5. Maschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmeaustauscher (50, 59, 63) aus Hohlkörpern (51, 56; 60, 61; 64, 65) besteht, die innen und aussen mit Rippen (53, 52, 58; 62; 66) versehen sind.5. Machine according to claim 1 or 2,
characterized,
that the heat exchanger (50, 59, 63) consists of hollow bodies (51, 56; 60, 61; 64, 65), the inside and are provided on the outside with ribs (53, 52, 58; 62; 66). 6. Maschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die durch die Rippen gebildeten Luftkanäle (55) gebogen sind, und deren Enden (57) mit den Anfängen (54) wärmeleitend verbunden sind.6. Machine according to claim 5,
characterized,
that the air channels (55) formed by the ribs are bent, and the ends (57) of which are thermally conductively connected to the beginnings (54). 7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass pro 1000 cm3 Zylinderinhalt 100 bis 200, vorzugsweise 150 Röhrchen mit einem Durchmesser von 1 bis 5 mm, vorzugsweise 1,5 bis 3 mm und einer Länge von 100 bis 1000 mm, vorzugsweise 400 bis 600 mm verwendet werden.7. Machine according to one of claims 1 to 3,
characterized,
that 100 to 200, preferably 150 tubes with a diameter of 1 to 5 mm, preferably 1.5 to 3 mm and a length of 100 to 1000 mm, preferably 400 to 600 mm are used per 1000 cm 3 of cylinder content. 8. Maschine nach Anspruch 4 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Breite (b) des Luftkanals zwischen 0,5 und 5 mm liegt.8. Machine according to claim 4 or 6,
characterized,
that the width (b) of the air duct is between 0.5 and 5 mm. 9. Maschine nach einem der Ansprüche 4, 6 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Breite (b) des Luftkanals beim Anfang (27, 54) grösser ist als am Ende (26, 57).9. Machine according to one of claims 4, 6 or 8,
characterized,
that the width (b) of the air duct is larger at the beginning (27, 54) than at the end (26, 57). 10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie eine Kurbelkastenspülung aufweist.10. Machine according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that it has a crankcase purge. 11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie ein Gebläse (23, 40) aufweist.11. Machine according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that it has a blower (23, 40). 12. Verwendung der Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einer Heizanlage mit einem Oel- oder Gasbrenner,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslass der Maschine mit dem Brenner (1) verbunden ist (10) und der Wärmeaustauscher (7) in den Brennerraum (5) ragt.12. Use of the machine according to one of claims 1 to 11 in a heating system with an oil or gas burner,
characterized,
that the outlet of the machine is connected to the burner (1) (10) and the heat exchanger (7) projects into the burner chamber (5). 13. Verwendung der Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ende des Wärmeaustauschers in das Heizwasser des Kessels hineinragt, um die Röhrchen oder Lamellen vor Ueberhitzung zu schützen.13. Use of the machine according to claim 12, characterized in that
that the end of the heat exchanger protrudes into the heating water of the boiler to protect the tubes or fins from overheating. 14. Verwendung der Maschine nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausgestaltung und die Länge der Zuleitung (10) derart auf die Anzahl der Kolbenzylinder abgestimmt ist, dass die Flamme (8) des Brenners pulsiert (S1, S2) derart, dass die Flammenfront immer in einem für den Wärmeübergang günstigen Zeitpunkt, das heisst dann, wenn der Kolben (9) sich im oberen Totpunktbereich bewegt, in der Nähe des Wärmeaustauschers befindet (S2).14. Use of the machine according to claim 12 or 13,
characterized,
that the design and the length of the feed line (10) are matched to the number of piston cylinders in such a way that the flame (8) of the burner pulsates (S1, S2) in such a way that the flame front is always at a time that is favorable for heat transfer, that is when the piston (9) moves in the top dead center area, is in the vicinity of the heat exchanger (S2). 15. Verwendung der Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einer Gasturbinenanlage mit Verdichtergruppe,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verdichtergruppe (16, 17) mit den Zylindern der Maschine und deren Auslass mit dem Brenner verbunden ist.15. Use of the machine according to one of claims 1 to 11 in a gas turbine system with a compressor group,
characterized,
that the compressor group (16, 17) is connected to the cylinders of the machine and its outlet to the burner. 16. Verwendung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Enden der in den Brennerraum hineinragenden Röhrchen, Lamellen oder Rippen des Wärmeaustauschers vor Ueberhitzung geschützt sind.16. Use according to claim 15,
characterized,
that the ends of the tubes, fins or ribs of the heat exchanger protruding into the burner chamber are protected against overheating. 17. Verwendung von zwei Maschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einer Heizkraftanlage,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine (33) der Maschinen als Wärmepumpe betrieben wird, deren Kolben (35) von der gleichen Welle (36) angetrieben werden, wie die radial versetzten Kolben (34) der vom Brenner (31) betriebenen Maschine (32).17. Use of two machines according to one of claims 1 to 11 in a cogeneration plant,
characterized,
that one (33) of the machines is operated as a heat pump, the pistons (35) of which are driven by the same shaft (36) as the radially offset pistons (34) of the machine (32) operated by the burner (31). 18. Verwendung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmeaustauscher (37) der Wärmepumpe (33) zwecks Wärmeabgabe in einen vom Heizwasserrücklauf (30) gespeisten Kesselraum (38) ragt.18. Use according to claim 17,
characterized,
that the heat exchanger (37) of the heat pump (33) projects into a boiler room (38) fed by the heating water return (30) for the purpose of heat dissipation. 19. Verwendung nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass beide Maschinen mit einem gemeinsamen Gebläse (39) mit Steuerklappe (40), verbunden sind.19. Use according to claim 17 or 18,
characterized,
that both machines are connected to a common blower (39) with control flap (40). 20. Verwendung der Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Kälteaggregat,
dadurch gekennzeichnet,
dass der als Kompressionsraum dienende Wärmeaustauscher (45) der angetriebenen Maschine (42, 43) von einem die entstandene Wärme aufnehmenden Medium umspült wird.20. Use of the machine according to one of claims 1 to 11 as a refrigeration unit,
characterized,
that the heat exchanger (45) of the driven machine (42, 43) serving as a compression space is washed around by a medium which absorbs the heat generated. 21. Verwendung des Kälteaggregates nach Anspruch 20 in einer Heiz- und Kühlanlage,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslass (48) der Zylinder über eine Steuerklappe (49) mit der Brennerzufuhrleitung (10) verbunden ist.21. Use of the cooling unit according to claim 20 in a heating and cooling system,
characterized,
that the outlet (48) of the cylinders is connected to the burner supply line (10) via a control flap (49). 22. Verwendung nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmeaustauscher (45) in eine vom einem Gebläse (47) beschickte Kühlkammer (46) hineinragt und die dort erhitzte Luft zur Erwärmung von Brauchwasser verwendet wird oder dass der Wärmeaustauscher unmittelbar das Brauchwasser erhitzt.22. Use according to claim 20 or 21,
characterized,
that the heat exchanger (45) in a Ge blower (47) charged cooling chamber (46) protrudes and the air heated there is used to heat domestic water or that the heat exchanger directly heats the domestic water. 23. Verwendung der Maschine nach einem der Ansprüche 1 - 11, als angetriebene Wärmepumpe,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmeaustauscher seine Wärme an das Heizmedium abgibt, und das Heizmedium zusätzlich in Zirkulation gesetzt wird.23. Use of the machine according to one of claims 1-11, as a driven heat pump,
characterized,
that the heat exchanger releases its heat to the heating medium, and the heating medium is additionally circulated.
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