EP1411235A1 - Two cycle hot gas engine with two movable parts - Google Patents

Two cycle hot gas engine with two movable parts Download PDF

Info

Publication number
EP1411235A1
EP1411235A1 EP03023220A EP03023220A EP1411235A1 EP 1411235 A1 EP1411235 A1 EP 1411235A1 EP 03023220 A EP03023220 A EP 03023220A EP 03023220 A EP03023220 A EP 03023220A EP 1411235 A1 EP1411235 A1 EP 1411235A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
engine according
piston
hot gas
gas engine
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.)
Granted
Application number
EP03023220A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1411235B1 (en
Inventor
Gimsa Andreas
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.)
Enerlyt Potsdam GmbH Energie Umwelt Planung und Analytik
Original Assignee
Enerlyt Potsdam GmbH Energie Umwelt Planung und Analytik
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
Priority claimed from DE2002148785 external-priority patent/DE10248785B4/en
Application filed by Enerlyt Potsdam GmbH Energie Umwelt Planung und Analytik filed Critical Enerlyt Potsdam GmbH Energie Umwelt Planung und Analytik
Publication of EP1411235A1 publication Critical patent/EP1411235A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1411235B1 publication Critical patent/EP1411235B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F02G1/0435Hot 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 the engine being of the free piston type
    • 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
    • F02G2275/00Controls
    • F02G2275/20Controls for preventing piston over stroke

Definitions

  • the invention is in the field of hot gas engines.
  • Patent DE 199 38 023 for the first time discloses a hot gas engine with one another running into one another Piston in which the stroke range of the inner working piston is centered in the stroke range of the outer piston lies.
  • Patent DE 100 16 707 for the first time discloses such a motor Free piston version.
  • Patent DE 102 40 750 describes such a gearless hot gas engine.
  • the object of the invention is to provide an improved two-cycle hot gas engine with only two moving parts works to reveal. It also suggests a way to increase the compression ratio of this engine.
  • the movement of the double outer piston 2 also influences when the inner piston is stationary the total working gas volume.
  • the double inner piston 3 reaches during operation a higher speed than the double outer piston 2.
  • the double inner piston 3 rushes, driven by the changing working gas pressure, the Double outer piston 2 ahead. With its movement, the double inner piston 3 produces one Pressure change of the buffer gas in rooms 6.1, 6.2 and thus forces the outer bulb in the same direction. Due to the interaction of its magnets 2.7 with external ones Magnet 1.2 prevents the double outer piston 2 from hitting the cylinder wall.
  • Fig. 2 is the isochoric heat supply from the regenerator for the first gas cycle and the isochoric heat dissipation to the regenerator is shown for the second gas cycle.
  • the subsequent isothermal heating for the first cycle and for the second cycle Isothermal cooling runs from point B to C.
  • the working gas volume increases for the first and falls for the second cycle.
  • the isochore finds for the first cycle Heat dissipation to the regenerator and for the second cycle the isochoric heat supply from Regenerator instead.
  • the working gas volume falls for the first cycle, the isothermal course Cooling and increasing working gas volume for the second cycle isothermal Heating from point D to A Fig.2.
  • Fig.1 shows the basic structure of the engine with its essential components.
  • the two gas cycles work with 180 ° phase shift.
  • the piston rod 3.3 can be designed to be hollow to connect the buffer gas spaces 6.1 and 6.2.
  • the buffer gas volume is constant and regardless of the piston positions.
  • a double outer piston 2 is arranged in an axially movable manner in a basic cylinder body 1 and in this a double inner piston 3 is axially movable.
  • the cylinder body 1 contains two outer end walls and one parallel to it middle partition, so that two identical rooms are formed in its interior.
  • the outer bulb 2.1 contains in its end boundary surface facing away from the magnet Openings 2.5 which connect the gas space 4.2 to the gas space 4.3.
  • the outer bulb 2.2 contains openings 2.6 in its end facing surface facing away from the magnets, which the Connect gas space 5.1 to gas space 5.2.
  • the engine can be modified in the rooms that serve as buffer gas rooms. This task is solved by converting the two buffer gas spaces into working gas spaces.
  • Another possibility is to have at least one of the channels in the piston rod 303 of the double inner piston 300.
  • Fig. 7 shows a motor that does completely without magnets.
  • the working gas rooms 404 and 504 are converted into buffer gas spaces 404P and 504P. So that serves with the Movement of the double inner piston 300 compressed buffer gas of the pulse transmission the double outer piston 200.
  • a defined damping can be e.g. set using the external heat transfer components.
  • Fig. 4 shows schematically the arrangement of the heat-transferring components: heater, regenerator and coolers for every working gas cycle. It can be the heater 800 with the heater 1300 for operation with one burner, combining both heaters as one behind the other lying spirals of a heater body are formed. Another sensible one The arrangement is the connection of the two coolers 1000 and 1100. These can be For example, when running as a shell-and-tube heat exchanger, separate on the gas side for both cycles and summarize on the water side.
  • Fig. 5 illustrates the state change process and the system function.
  • the working gas of the first cycle stands before the expansion under high pressure (e.g. 15 bar).
  • the volume is on the Compressed room 403.
  • the working gas of the second cycle is under compression low pressure (e.g. 5 bar).
  • the volume is high and is in rooms 502, 503 and 504.
  • the left magnet 207 can move away from the left magnet after reduced pressure in the first cycle Repel 102.
  • the kinetic energy of the double inner piston 300 is called an impulse transferred to the double outer piston 200.
  • the right magnet 304 pushes the Movement from B to C via the right magnet 207 on the double outer piston 200 the right side.
  • the volume of the first cycle remains constant and that of second cycle constant low. Because both regenerators through the shifting movement are flowed through, the pressure drops in the first (e.g. to 5 bar) and the pressure rises in second cycle (e.g. to 15 bar).

Abstract

The two-stroke hot gas motor has a double outer piston (2) with an axial movement in the cylinder body (1). A double inner piston (3) moves axially within the outer piston. The cylinder has two outer limit walls, and a center dividing wall to give two equal chambers, and a center drilling to take at least one sliding seal (1.1) for the hollow piston rod (2.3) as the bonding link between the two outer pistons (2.1,2.2). The piston rod (3.3) between the two inner pistons (3.1,3.2) passes through sliding seals (2.4) within the hollow outer piston rod. Magnets (1.2) at the outer end walls act with magnets (2.7) at the outer pistons.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von Heißgasmotoren.The invention is in the field of hot gas engines.

Hintergrundbackground

Das Patent DE 199 38 023 offenbart erstmalig einen Heißgasmotor mit ineinander laufenden Kolben, bei dem der Hubbereich des inneren Arbeitskolbens mittig im Hubbereich des Außenkolbens liegt. Das Patent DE 100 16 707 offenbart erstmalig einen derartigen Motor als Freikolbenversion.Patent DE 199 38 023 for the first time discloses a hot gas engine with one another running into one another Piston in which the stroke range of the inner working piston is centered in the stroke range of the outer piston lies. Patent DE 100 16 707 for the first time discloses such a motor Free piston version.

Sofern der Aufbau eines Heißgasmotor es zulässt, dass für die Realisierung eines oder mehrerer Heißgas-Zyklen (Kreisprozesse) auf ein Getriebe verzichtet werden kann, lassen sich die Druckschwankungen des Motors zum Antrieb von Membranen oder Piezo-Keramiken nutzen. Das Patent DE 102 40 750 beschreibt beispielsweise einen derartigen getriebelosen Heißgasmotor.If the construction of a hot gas engine allows for the realization of one or more Hot gas cycles (cycle processes) can be dispensed with a gearbox, the Use pressure fluctuations in the motor to drive diaphragms or piezo ceramics. Patent DE 102 40 750, for example, describes such a gearless hot gas engine.

Erfindunginvention

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Zwei-Zyklen-Heißgasmotor, der mit nur zwei bewegten Teilen arbeitet, zu offenbaren. Es wird darüber hinaus eine Möglichkeit vorgeschlagen, das Verdichtungsverhältnis dieses Motors zu vergrößern.The object of the invention is to provide an improved two-cycle hot gas engine with only two moving parts works to reveal. It also suggests a way to increase the compression ratio of this engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen 2-Zyklen-Heißgasmotor nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a 2-cycle hot gas engine according to the independent Claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent subclaims.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 7 näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 7.

Die Bewegung des Doppel-Außenkolbens 2 beeinflusst auch bei still stehendem Innenkolben das Arbeitsgasgesamtvolumen. Der Doppel-Innenkolben 3 erreicht während des Betriebes eine höhere Geschwindigkeit, als der Doppel-Außenkolben 2.The movement of the double outer piston 2 also influences when the inner piston is stationary the total working gas volume. The double inner piston 3 reaches during operation a higher speed than the double outer piston 2.

Der Doppel-Innenkolben 3 eilt, angetrieben durch den wechselnden Arbeitsgasdruck, dem Doppel-Außenkolben 2 voraus. Der Doppel-Innenkolben 3 erzeugt mit seiner Bewegung eine Druckänderung des Puffergases in den Räumen 6.1, 6.2 und zwingt damit den Außenkolben in die gleiche Richtung. Durch die Wechselwirkung seiner Magnete 2.7 mit außenliegenden Magneten 1.2 wird der Anschlag des Doppel-Außenkolbens 2 an die Zylinderwand verhindert.The double inner piston 3 rushes, driven by the changing working gas pressure, the Double outer piston 2 ahead. With its movement, the double inner piston 3 produces one Pressure change of the buffer gas in rooms 6.1, 6.2 and thus forces the outer bulb in the same direction. Due to the interaction of its magnets 2.7 with external ones Magnet 1.2 prevents the double outer piston 2 from hitting the cylinder wall.

Von Punkt A zu B Fig.2 ist für den ersten Gaszyklus die isochore Wärmezufuhr vom Regenerator und für den zweiten Gaszyklus die isochore Wärmeabfuhr zum Regenerator dargestellt. Die anschließende für den ersten Zyklus isotherme Erhitzung und für den zweiten Zyklus isotherme Kühlung verläuft von Punkt B zu C. Das Arbeitsgasvolumen steigt für den ersten und fällt für den zweiten Zyklus. Von Punkt C zu D findet für den ersten Zyklus die isochore Wärmeabfuhr an den Regenerator und für den zweiten Zyklus die isochore Wärmezufuhr vom Regenerator statt. Bei fallendem Arbeitsgasvolumen für den ersten Zyklus verläuft die isotherme Kühlung und steigendem Arbeitsgasvolumen für den zweiten Zyklus die isotherme Erhitzung von Punkt D zu A Fig.2.From point A to B Fig. 2 is the isochoric heat supply from the regenerator for the first gas cycle and the isochoric heat dissipation to the regenerator is shown for the second gas cycle. The subsequent isothermal heating for the first cycle and for the second cycle Isothermal cooling runs from point B to C. The working gas volume increases for the first and falls for the second cycle. From point C to D the isochore finds for the first cycle Heat dissipation to the regenerator and for the second cycle the isochoric heat supply from Regenerator instead. When the working gas volume falls for the first cycle, the isothermal course Cooling and increasing working gas volume for the second cycle isothermal Heating from point D to A Fig.2.

Fig.1 zeigt den Grundaufbau des Motors mit seinen wesentlichen Bauteilen. Die beiden Gaszyklen arbeiten mit 180° Phasenversatz. Die Kolbenstange 3.3 kann hohl ausgeführt sein, um die Puffergasräume 6.1 und 6.2 zu verbinden. In diesem Fall ist das Puffergas- volumen konstant und unabhängig von den Kolbenstellungen. Über eine Querschnitts- reduzierung der Öffnung in der Kolbenstange 3.3 lässt sich in ihr ein definierter Druckverlust einstellen, um bei Bewegung des Doppel-Innenkolbens 3 eine Druckänderung in den Puffergasräume 6.1 und 6.2 zu erzielen.Fig.1 shows the basic structure of the engine with its essential components. The two gas cycles work with 180 ° phase shift. The piston rod 3.3 can be designed to be hollow to connect the buffer gas spaces 6.1 and 6.2. In this case the buffer gas volume is constant and regardless of the piston positions. By reducing the cross-section of the Opening in the piston rod 3.3, a defined pressure loss can be set in it when the double inner piston 3 moves, a pressure change in the buffer gas spaces 6.1 and 6.2 to achieve.

Die Innenkolben 3.1 und 3.2 lassen sich unter Beibehaltung der notwendigen Kolbendichtflächen auch becherförmig ausführen, so, dass die Becheröffnungen den Magneten 2.7 zugewandt sind. Damit wird der Puffergasdruck auf ein geringeres Niveau gebracht.The inner pistons 3.1 and 3.2 can be maintained while maintaining the necessary piston sealing surfaces also make cup-shaped so that the cup openings face the magnet 2.7 are. This brings the buffer gas pressure to a lower level.

Der Aufbau des Motors lässt sich wie folgt beschreiben:The structure of the engine can be described as follows:

In einem Zylindergrundkörper 1 ist ein Doppel-Außenkolben 2 axial beweglich angeordnet und in diesem ist ein Doppel-Innenkolben 3 axial beweglich angeordnet.A double outer piston 2 is arranged in an axially movable manner in a basic cylinder body 1 and in this a double inner piston 3 is axially movable.

Der Zylindergrundkörper 1 enthält zwei äußere Stirnbegrenzungswände und eine dazu parallele mittlere Trennwand, so dass in seinem Innenraum zwei gleiche Räume gebildet werden. The cylinder body 1 contains two outer end walls and one parallel to it middle partition, so that two identical rooms are formed in its interior.

Die mittlere Trennwand des Zylindergrundkörpers 1 enthält eine zentrale Bohrung um mindestens eine Gleitdichtung 1.1 aufnehmen zu können. Der Doppel-Außenkolben 2 verbindet über eine hohle Kolbenstange 2.3 zwei Außenkolben 2.1 und 2.2 miteinander und die hohle Kolbenstange 2.3 ist druckdicht durch die Gleitdichtung 1.1 geführt.The middle partition of the cylinder body 1 contains a central bore by at least to be able to accommodate a sliding seal 1.1. The double outer piston 2 connects Via a hollow piston rod 2.3 two outer pistons 2.1 and 2.2 with each other and the hollow one Piston rod 2.3 is pressure-tight through the sliding seal 1.1.

Der Doppel-Innenkolben 3 verbindet über eine Kolbenstange 3.3 zwei Innenkolben 3.1 und 3.2 miteinander und die Kolbenstange 3.3 ist druckdicht durch die Gleitdichtungen 2.4 geführt, die sich in der hohlen Kolbenstange 2.3 befinden.The double inner piston 3 connects via a piston rod 3.3 two inner pistons 3.1 and 3.2 with each other and the piston rod 3.3 is pressure-tight through the sliding seals 2.4, which are located in the hollow piston rod 2.3.

Die Stirnbegrenzungsflächen des Zylindergrundkörpers 1 enthalten Magnete 1.2, die mit Magneten 2.7 in den Stirnbegrenzungsflächen des Doppel-Außenkolbens 2 auf Abstoßung wechselwirken (möglich sind auch Federn).The end boundary surfaces of the cylinder body 1 contain magnets 1.2, those with magnets 2.7 interact in the end boundary surfaces of the double outer bulb 2 for repulsion (feathers are also possible).

Der Außenkolben 2.1 enthält in seiner den Magneten abgewandten Stirnbegrenzungsfläche Öffnungen 2.5, die den Gasraum 4.2 mit dem Gasraum 4.3 verbinden. Der Außenkolben 2.2 enthält in seiner den Magneten abgewandten Stirnbegrenzungsfläche Öffnungen 2.6, die den Gasraum 5.1 mit dem Gasraum 5.2 verbinden.The outer bulb 2.1 contains in its end boundary surface facing away from the magnet Openings 2.5 which connect the gas space 4.2 to the gas space 4.3. The outer bulb 2.2 contains openings 2.6 in its end facing surface facing away from the magnets, which the Connect gas space 5.1 to gas space 5.2.

Der Außenkolben 2.1 kann alternativ zu den vorgenannten Öffnungen 2.5 diese in seiner den Magneten zugewandten Stirnbegrenzungsfläche enthalten, die dann den Gasraum 4.1 mit dem Gasraum 6.1 verbinden. Der Gasraum 4.2 wird dadurch zum Pufferraum.As an alternative to the aforementioned openings 2.5, the outer bulb 2.1 can have these in its Contain magnets facing end boundary surface, which then the gas space 4.1 with the Connect gas space 6.1. The gas space 4.2 thus becomes a buffer space.

Der Außenkolben 2.2 kann alternativ zu den vorgenannten Öffnungen 2.6 diese in seiner den Magneten zugewandten Stirnbegrenzungsfläche enthalten, die dann den Gasraum 6.2 mit dem Gasraum 5.3 verbinden. Der Gasraum 5.2 wird dadurch zum Pufferraum.As an alternative to the aforementioned openings 2.6, the outer bulb 2.2 can have these in its the Contain magnets facing end boundary surface, which then the gas space 6.2 with the Connect gas space 5.3. The gas space 5.2 thus becomes a buffer space.

Der Gasraum 4.1 ist über einen Erhitzer 8, einen Regenerator 9 und einen Kühler 10 mit dem Gasraum 4.3 verbunden, der Gasraum 5.1 ist über einen Kühler 11, einen Regenerator 12 und einen Erhitzer 13 mit dem Gasraum 5.3 verbunden.The gas space 4.1 is connected to the via a heater 8, a regenerator 9 and a cooler 10 Gas space 4.3 connected, the gas space 5.1 is via a cooler 11, a regenerator 12 and a heater 13 connected to the gas space 5.3.

In einer ebenfalls sinnvollen Anordnung lassen sich Erhitzer und Kühler gegeneinander vertauschen: An Stelle des Erhitzers 8 oder 13 ist ein Kühler angeordnet oder an Stelle des Kühlers 10 oder 11 ist ein Erhitzer angeordnet. In an equally sensible arrangement, the heater and the cooler can be interchanged: A cooler is arranged in place of the heater 8 or 13 or in place of the cooler 10 or 11, a heater is arranged.

Zur Vergrößerung des Verdichtungsverhältnisses und zur Begrenzung der Druckamplitude in den Räumen, die als Puffergasräume dienen, lässt sich der Motor abwandeln. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die beiden Puffergasräume in Arbeitsgasräume umgewandelt werden.To increase the compression ratio and limit the pressure amplitude in The engine can be modified in the rooms that serve as buffer gas rooms. This task is solved by converting the two buffer gas spaces into working gas spaces.

Fig. 3 zeigt den Grundaufbau des Motors. Es befinden sich zwei Doppel-Kolben, der äußere Kolben 200 und der innere Kolben 300 in einem Zylindergrundkörper 100. Der Zylindergrundkörper umschließt den äußere Kolben 200, der seinerseits den inneren Kolben 300 beinhaltet.Fig. 3 shows the basic structure of the engine. There are two double pistons, the outer one Piston 200 and the inner piston 300 in a cylinder base body 100. The cylinder base body encloses the outer piston 200, which in turn contains the inner piston 300.

In den Stirnflächen des Zylinders und der Kolben befinden sich zylindrische Magnete, die auf Abstoßung angeordnet sind.In the end faces of the cylinder and the piston there are cylindrical magnets that are on Repulsion are arranged.

Der erste Arbeitsgaszyklus läuft in folgenden Räumen ab: 401, 402, 403, 404 sowie Innenräume von 800, 900, 1000 und Innenräume verbindender Rohrleitungen. Der zweite Arbeitsgaszyklus läuft in folgenden Räumen ab: 501, 502, 503, 504 sowie Innenräume von 1100, 1200, 1300 und Innenräume verbindender Rohrleitungen.The first working gas cycle takes place in the following rooms: 401, 402, 403, 404 and interior rooms of 800, 900, 1000 and indoor pipes connecting. The second working gas cycle expires in the following rooms: 501, 502, 503, 504 and interiors of 1100, 1200, 1300 and indoor pipes connecting.

Die erfindungsgemäße Anordnung eines Heißgasmotors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum 403 mit dem Gasraum 404 verbunden ist und dass der Gasraum 501 mit dem Gasraum 504 verbunden ist. Hierbei ist die erste Gasverbindung an einen der beiden Arbeitsgaszyklen und die zweite Gasverbindung an den zweiten Arbeitsgaszyklus angeschlossen. Beide Arbeitsgaszyklen sind gegeneinander abgedichtet.The arrangement of a hot gas engine according to the invention is characterized in that the Gas space 403 is connected to gas space 404 and that gas space 501 is connected to the gas space 504 is connected. Here, the first gas connection is to one of the two working gas cycles and the second gas connection is connected to the second working gas cycle. Both Working gas cycles are sealed against each other.

Die wechselseitigen Verbindungsöffnungen lassen sich als umlaufende, zur Mittelachse parallel verlaufende Bohrungen (Kanäle 208 und 209) der hohlen Kolbenstange 203 ausführen. Die wechselseitige Gasverbindung kann in den inneren Begrenzungsdeckeln des Doppel-Außenkolbens 200 realisiert werden.The reciprocal connection openings can be made as circumferential, parallel to the central axis Drill holes (channels 208 and 209) in the hollow piston rod 203. The mutual gas connection can be made in the inner delimitation caps of the double outer bulb 200 can be realized.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, mindestens einen der Kanäle in der Kolbenstange 303 des Doppel-Innenkolbens 300 auszubilden.Another possibility is to have at least one of the channels in the piston rod 303 of the double inner piston 300.

Zur thermischen Entkopplung von Erhitzer und Zylinder lässt sich für beide Zyklen je ein Pulsrohr sinnvoll so anordnen, dass die Mittelachse des Pulsrohres senkrecht auf der Mittelachse des Zylindergrundkörpers 100 des Motors steht. For thermal decoupling of the heater and cylinder, one can be used for both cycles Arrange the pulse tube sensibly so that the center axis of the pulse tube is perpendicular to the center axis of the cylinder base body 100 of the engine.

Falls eine mechanische Kraftableitung vom Doppel-Außenkolben 200 durch die Zylinderwand nach außen benötigt wird (Fig. 6), erfolgt die Befestigung einer Kolbenstange 210 an dem Doppel-Außenkolben 200. Die Kolbenstange wird zur Ausführung einer linearen Hubbewegung durch die Zylinderwand druckdicht nach außen geführt. Hierzu wird eine Dichtung 103 benötigt, die in der beschriebenen Anordnung auf der kalten Motorseite liegt.If mechanical force is derived from the double outer piston 200 through the cylinder wall to the outside (Fig. 6), a piston rod 210 is attached to the double outer piston 200. The piston rod is used to perform a linear stroke through the cylinder wall pressure-tight to the outside. For this, a seal 103 needed, which is in the arrangement described on the cold engine side.

Im Zusammenhang mit einer außerhalb des Zylindergrundkörpers realisierten Hubbegrenzung des Doppel- Außenkolbens 200 kann auf die Magnete 102 verzichtet werden. Dazu ist die Kolbenstange zur Kraftfortleitung nach außen und zur Hubbegrenzung des Doppel-Außenkolbens 200 mit dem Mittelpunkt einer Membran, mit einem Pleuel, der an eine Kurbelwelle anlenkt oder mit dem Spulenkörper eines Lineargenerators mechanisch verbunden.In connection with a stroke limitation implemented outside the cylinder body of the double outer bulb 200 can be dispensed with the magnets 102. This is the Piston rod for power transmission to the outside and to limit the stroke of the double outer piston 200 with the center of a diaphragm, with a connecting rod attached to a crankshaft hinges or mechanically connected to the bobbin of a linear generator.

Fig. 7 zeigt einen Motor, der völlig ohne Magnete auskommt. Die Arbeitsgasräume 404 und 504 werden dazu in Puffergasräume 404P und 504P umgewandelt. Damit dient das mit der Bewegung des Doppel-Innenkolbens 300 komprimierte Puffergas der Impulsübertragung auf den Doppel-Außenkolben 200.Fig. 7 shows a motor that does completely without magnets. The working gas rooms 404 and 504 are converted into buffer gas spaces 404P and 504P. So that serves with the Movement of the double inner piston 300 compressed buffer gas of the pulse transmission the double outer piston 200.

Ebenso lässt sich unter Beibehaltung der Arbeitsgasräume 404 und 504 und der Verbindungskanäle 208 und 209 über den Querschnitt dieser Kanäle, die in ihnen wirkende Gasfeder so einstellen, dass auf Magnete verzichtet werden kann. Eine definierte Dämpfung lässt sich bspw. über die externen wärmeübertragenden Bauteile einstellen.Likewise, while maintaining the working gas spaces 404 and 504 and the connecting channels 208 and 209 about the cross section of these channels, the gas spring acting in them so adjust so that there is no need for magnets. A defined damping can be e.g. set using the external heat transfer components.

Fig. 4 zeigt schematisch die Anordnung der wärmeübertragenden Bauteile: Erhitzer, Regenerator und Kühler für jeden Arbeitsgaszyklus. Es lässt sich der Erhitzer 800 mit dem Erhitzer 1300 für den Betrieb mit einem Brenner zusammenfassen, indem beide Erhitzer als hintereinander liegende Spiralen eines Erhitzergrundkörpers ausgebildet werden. Eine weitere sinnvolle Anordnung ist die Verbindung der beiden Kühler 1000 und 1100. Diese lassen sich bspw. bei der Ausführung als Rohrbündelwärmeübertrager für beide Zyklen gasseitig trennen und wasserseitig zusammenfassen.Fig. 4 shows schematically the arrangement of the heat-transferring components: heater, regenerator and coolers for every working gas cycle. It can be the heater 800 with the heater 1300 for operation with one burner, combining both heaters as one behind the other lying spirals of a heater body are formed. Another sensible one The arrangement is the connection of the two coolers 1000 and 1100. These can be For example, when running as a shell-and-tube heat exchanger, separate on the gas side for both cycles and summarize on the water side.

Fig. 5 veranschaulicht den Ablauf der Zustandsänderungen und die Systemfunktion.Fig. 5 illustrates the state change process and the system function.

In Stellung A befinden sich beide Kolben auf der linken Seite. Das Arbeitsgas des ersten Zyklus steht vor der Expansion unter hohem Druck (bspw. 15 bar). Das Volumen ist auf den Raum 403 komprimiert. Das Arbeitsgas des zweiten Zyklus steht vor der Kompression unter niedrigem Druck (bspw. 5 bar). Das Volumen ist hoch und befindet sich in den Räumen 502, 503 und 504.In position A both pistons are on the left side. The working gas of the first cycle stands before the expansion under high pressure (e.g. 15 bar). The volume is on the Compressed room 403. The working gas of the second cycle is under compression low pressure (e.g. 5 bar). The volume is high and is in rooms 502, 503 and 504.

Bei der Bewegung des Doppel-Innenkolbens 300 von A nach B verharrt der Doppel-Außenkolben 200 in seiner linken Stellung. Die Bewegung des Doppel-Innenkolbens 300 von links nach rechts kommt durch die Druckdifferenz über die Kolbenseiten zustande. Gleichzeitig erfolgt eine Wärmezufuhr vom Erhitzer des ersten Zyklus und eine Wärmeabfuhr an den Kühler des zweiten Zyklus. Am Ende der Bewegung hat sich der Druck beider Zyklen angenähert. Er beträgt jetzt bspw. 10 bar in beiden Zyklen.When the double inner piston 300 moves from A to B, the double outer piston remains 200 in its left position. The movement of the double inner piston 300 from left to right is due to the pressure difference across the piston sides. simultaneously heat is supplied from the heater of the first cycle and heat is removed the cooler of the second cycle. At the end of the movement there is pressure in both cycles approximated. It is now, for example, 10 bar in both cycles.

Der linke Magnet 207 kann sich nach reduziertem Druck im ersten Zyklus vom linken Magneten 102 abstoßen. Die kinetische Energie des Doppel-Innenkolbens 300 wird als Impuls auf den Doppel-Außenkolben 200 übertragen. Dabei schiebt der rechte Magnet 304 bei der Bewegung von B nach C über den rechten Magneten 207 den Doppel-Außenkolben 200 auf die rechte Seite. Das Volumen des ersten Zyklus bleibt dabei konstant hoch und das vom zweiten Zyklus konstant niedrig. Da durch die Verschiebebewegung beide Regeneratoren durchströmt werden, fällt der Druck im ersten (bspw. auf 5 bar) und steigt der Druck im zweiten Zyklus (bspw. auf 15 bar).The left magnet 207 can move away from the left magnet after reduced pressure in the first cycle Repel 102. The kinetic energy of the double inner piston 300 is called an impulse transferred to the double outer piston 200. The right magnet 304 pushes the Movement from B to C via the right magnet 207 on the double outer piston 200 the right side. The volume of the first cycle remains constant and that of second cycle constant low. Because both regenerators through the shifting movement are flowed through, the pressure drops in the first (e.g. to 5 bar) and the pressure rises in second cycle (e.g. to 15 bar).

Bei der Bewegung des Doppel-Innenkolbens 300 von C nach D verharrt der Doppel-Außenkolben 200 in seiner rechten Stellung. Die Bewegung des Doppel-Innenkolbens 300 von rechts nach links kommt durch die Druckdifferenz über die Kolbenseiten zustande. Gleichzeitig erfolgt eine Wärmeabfuhr an den Kühler des ersten Zyklus und eine Wärmezufuhr vom Erhitzer des zweiten Zyklus. Am Ende der Bewegung hat sich der Druck beider Zyklen wieder angenähert. Er beträgt jetzt bspw. 10 bar in beiden Zyklen.When the double inner piston 300 moves from C to D, the double outer piston remains 200 in its right position. The movement of the double inner piston 300 from right to left is due to the pressure difference across the piston sides. At the same time, heat is dissipated to the cooler of the first cycle and heat is added from the heater of the second cycle. At the end of the movement there is pressure from both Cycles approximated again. It is now, for example, 10 bar in both cycles.

Der rechte Magnet 207 kann sich nach reduziertem Druck im zweiten Zyklus vom rechten Magneten 102 abstoßen. Die kinetische Energie des Doppel-Innenkolbens 300 wird als Impuls auf den Doppel-Außenkolben 200 übertragen. Dabei schiebt der linke Magnet 304 bei der Bewegung von D nach A über den linken Magneten 207 den Doppel-Außenkolben 200 auf die linke Seite. Das Volumen des ersten Zyklus bleibt dabei konstant niedrig und das vom zweiten Zyklus konstant hoch. Da durch die Verschiebebewegung beide Regeneratoren durchströmt werden, steigt der Druck im ersten (bspw. auf 15 bar) und fällt der Druck im zweiten Zyklus (bspw. auf 5 bar). The right magnet 207 may move away from the right after reduced pressure in the second cycle Repel magnet 102. The kinetic energy of the double inner piston 300 is called an impulse transferred to the double outer piston 200. The left magnet 304 pushes in the movement from D to A via the left magnet 207, the double outer piston 200 to the left. The volume of the first cycle remains constant and that of second cycle constant high. Because both regenerators through the shifting movement are flowed through, the pressure rises in the first (e.g. to 15 bar) and the pressure in the second cycle (e.g. to 5 bar).

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein. The features disclosed in the above description, the claims and the figures The invention can be used both individually and in any combination for implementation of the invention in its various embodiments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
ZylindergrundkörperCylinder body
1.11.1
Dichtung zur Trennung beider GaszyklenSeal to separate both gas cycles
1.21.2
Magnet zur Abstoßung von 2.7Magnet to repel 2.7
22
Doppel-AußenkolbenDual external piston
2.12.1
Außenkolben erster GaszyklusOuter bulb first gas cycle
2.22.2
Außenkolben zweiter GaszyklusOuter bulb of the second gas cycle
2.32.3
Kolbenstange von 2Piston rod from 2
2.42.4
Dichtung in 2.3Seal in 2.3
2.52.5
Gasverbindungsöffnung in 2.1Gas connection opening in 2.1
2.62.6
Gasverbindungsöffnung in 2.2Gas connection opening in 2.2
2.72.7
Magnet zur Abstoßung von 1.2Magnet to repel 1.2
33
Doppel-InnenkolbenDouble inner piston
3.13.1
Innenkolben erster GaszyklusInner piston first gas cycle
3.23.2
Innenkolben zweiter GaszyklusInner piston second gas cycle
3.33.3
Kolbenstange von 3Piston rod from 3
44
Arbeitsgas erster GaszyklusWorking gas first gas cycle
4.14.1
Gasraum 4.1Gas room 4.1
4.24.2
Gasraum 4.2Gas room 4.2
4.34.3
Gasraum 4.3Gas room 4.3
55
Arbeitsgas zweiter GaszyklusWorking gas second gas cycle
5.15.1
Gasraum 5.1Gas room 5.1
5.25.2
Gasraum 5.2Gas room 5.2
5.35.3
Gasraum 5.3Gas room 5.3
6.16.1
Puffergasraum 1Buffer gas space 1
6.26.2
Puffergasraum 2Buffer gas space 2
77
GasverbindungsleitungGas interconnector
88th
Erhitzer von 4Heater from 4
99
Regenerator von 4Regenerator of 4
1010
Kühler von 4Cooler of 4
1111
Kühler von 5Cooler of 5
1212
Regenerator von 5Regenerator of 5
1313
Erhitzer von 5Heater from 5
100100
ZylindergrundkörperCylinder body
101101
Dichtung zur Trennung beider GaszyklenSeal to separate both gas cycles
102102
Magneten zur Abstoßung von den Magneten 207Magnets to repel magnets 207
103103
Kolbenstangendichtung im Zylindergrundkörper (für Kolbenstange 210)Piston rod seal in the cylinder body (for piston rod 210)
200200
Doppel-AußenkolbenDual external piston
201201
Außenkolben erster GaszyklusOuter bulb first gas cycle
202202
Außenkolben zweiter GaszyklusOuter bulb of the second gas cycle
203203
Kolbenstange des Doppel-AußenkolbensPiston rod of the double outer piston
204204
Dichtungen in der Kolbenstange 203Seals in piston rod 203
205205
Gasverbindungsöffnungen im Doppel-Außenkolben 200, erster GaszyklusGas connection openings in the double outer bulb 200, first gas cycle
206206
Gasverbindungsöffnungen im Doppel-Außenkolben 200, zweiter GaszyklusGas connection openings in the double outer bulb 200, second gas cycle
207207
Magnet zur Abstoßung vom Magneten 102 im Zylindergrundkörper und von 304Magnet to repel magnet 102 in the cylinder body and 304
208208
Arbeitsgasverbindungskanal zwischen Gasraum 501 und Gasraum 504Working gas connection channel between gas space 501 and gas space 504
209209
Arbeitsgasverbindungskanal zwischen Gasraum 403 und Gasraum 404Working gas connection channel between gas space 403 and gas space 404
210210
Kolbenstange des Außenkolbens zur Kraftableitung aus der MaschinePiston rod of the outer piston to derive force from the machine
300300
Doppel-InnenkolbenDouble inner piston
301301
Innenkolben erster GaszyklusInner piston first gas cycle
302302
Innenkolben zweiter GaszyklusInner piston second gas cycle
303303
Kolbenstange des Doppel-InnenkolbensPiston rod of the double inner piston
304304
Magnet des Doppel-Innenkolbens zur Abstoßung vom Magneten 207Magnet of the double inner piston to repel magnet 207
400400
Arbeitsgas erster GaszyklusWorking gas first gas cycle
401401
Gasraum 401Gas room 401
402402
Gasraum 402 (über 205 verbunden mit 401)Gas space 402 (connected to 401 via 205)
403403
Gasraum 403 (über 800, 900, 1000 verbunden mit 401)Gas room 403 (over 800, 900, 1000 connected with 401)
404404
Gasraum 404 (über 209 verbunden mit 403)Gas room 404 (connected via 209 to 403)
404P404P
Puffergasraum an Stelle von 404Buffer gas space instead of 404
500500
Arbeitsgas zweiter GaszyklusWorking gas second gas cycle
501501
Gasraum 501Gas room 501
502502
Gasraum 502 (über 206 verbunden mit 503)Gas space 502 (connected to 503 via 206)
503503
Gasraum 503 (über 1100, 1200, 1300 verbunden mit 501)Gas room 503 (via 1100, 1200, 1300 connected to 501)
504504
Gasraum 504 (über 208 verbunden mit 501)Gas space 504 (connected via 208 to 501)
504P504p
Puffergasraum an Stelle von 504Buffer gas space instead of 504
701701
Kühleranschluss erster Gaszyklus an den ZylindergrundkörperRadiator connection of the first gas cycle to the cylinder body
702702
Erhitzeranschluss erster Gaszyklus an den ZylindergrundkörperFirst gas cycle heater connection to the cylinder body
703703
Erhitzeranschluss zweiter Gaszyklus an den ZylindergrundkörperSecond gas cycle heater connection to the cylinder body
704704
Kühleranschluss zweiter Gaszyklus an den ZylindergrundkörperRadiator connection of the second gas cycle to the cylinder body
800800
Erhitzer erster GaszyklusFirst gas cycle heater
801801
Pulsrohr zur thermischen Entkopplung von Erhitzer 800 und ZylindergrundkörperPulse tube for thermal decoupling of heater 800 and cylinder body
900900
Regenerator erster GaszyklusFirst gas cycle regenerator
10001000
Kühler erster GaszyklusCool first gas cycle
10011001
Wasseranschluss von Kühler 1000Water connection from cooler 1000
11001100
Kühler zweiter GaszyklusCool second gas cycle
11011101
Wasseranschluss von Kühler 1100Water connection from cooler 1100
12001200
Regenerator zweiter GaszyklusSecond gas cycle regenerator
13001300
Erhitzer zweiter GaszyklusSecond gas cycle heater
13011301
Pulsrohr zur thermischen Entkopplung von Erhitzer 1300 und ZylindergrundkörperPulse tube for thermal decoupling of heater 1300 and cylinder body

Claims (20)

2-Zyklen-Heißgasmotor mit ineinander laufenden Kolben, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zylindergrundkörper 1 ein Doppel-Außenkolben 2 axial beweglich angeordnet ist und in diesem ein Doppel-Innenkolben 3 axial beweglich angeordnet ist.2-cycle hot gas engine with pistons running into one another, characterized in that a double outer piston 2 is arranged in an axially movable manner in a cylinder base body 1 and in this a double inner piston 3 is arranged in an axially movable manner. Heißgasmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindergrundkörper 1 zwei äußere Stirnbegrenzungswände und eine dazu parallele mittlere Trennwand enthält, so dass in seinem Innenraum zwei gleiche Räume gebildet werden.Hot gas engine according to claim 1, characterized in that the cylinder base body 1 contains two outer end boundary walls and a central partition wall parallel thereto, so that two identical spaces are formed in its interior. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Trennwand des Zylindergrundkörpers 1 eine zentrale Bohrung enthält um mindestens eine Gleitdichtung 1.1 aufnehmen zu können.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the central partition of the cylinder base body 1 contains a central bore in order to be able to accommodate at least one sliding seal 1.1. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppel-Außenkolben 2 über eine hohle Kolbenstange 2.3 zwei Außenkolben 2.1 und 2.2 miteinander verbindet und die hohle Kolbenstange 2.3 druckdicht durch die Gleitdichtung 1.1 geführt ist.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the double outer piston 2 connects two outer pistons 2.1 and 2.2 via a hollow piston rod 2.3 and the hollow piston rod 2.3 is guided pressure-tight through the sliding seal 1.1. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppel-Innenkolben 3 über eine Kolbenstange 3.3 zwei Innenkolben 3.1 und 3.2 miteinander verbindet und die Kolbenstange 3.3 druckdicht durch die Gleitdichtungen 2.4 geführt ist, die sich in der hohlen Kolbenstange 2.3 befinden.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the double inner piston 3 connects two inner pistons 3.1 and 3.2 to each other via a piston rod 3.3 and the piston rod 3.3 is pressure-tightly guided through the sliding seals 2.4, which are located in the hollow piston rod 2.3. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnbegrenzungsflächen des Zylindergrundkörpers 1 Magnete 1.2 enthalten, die mit Magneten 2.7 in den Stirnbegrenzungsflächen des Doppel-Außenkolbens 2 auf Abstoßung wechselwirken (möglich sind auch Federn).Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the end boundary surfaces of the cylinder base body 1 contain magnets 1.2 which interact with magnets 2.7 in the end boundary surfaces of the double outer piston 2 to repel (springs are also possible). Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben 2.1 in seiner den Magneten abgewandten Stirnbegrenzungsfläche Öffnungen 2.5 enthält, die den Gasraum 4.2 mit dem Gasraum 4.3 verbinden. Hot-gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the outer bulb 2.1 contains openings 2.5 in its end boundary surface facing away from the magnets, which connect the gas space 4.2 with the gas space 4.3. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben 2.2 in seiner den Magneten abgewandten Stirnbegrenzungsfläche Öffnungen 2.6 enthält, die den Gasraum 5.1 mit dem Gasraum 5.2 verbinden.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the outer bulb 2.2 contains openings 2.6 in its end boundary surface facing away from the magnets, which connect the gas space 5.1 to the gas space 5.2. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche außer 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben 2.1 in seiner den Magneten zugewandten Stimbegrenzungsfläche Öffnungen 2.5 enthält, die den Gasraum 4.1 mit dem Gasraum 6.1 verbinden. Der Gasraum 4.2 wird zum Pufferraum.Hot gas engine according to one of the preceding claims, except 7, characterized in that the outer bulb 2.1 contains openings 2.5 in its stimulation surface facing the magnets, which connect the gas space 4.1 to the gas space 6.1. The gas space 4.2 becomes the buffer space. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche außer 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkolben 2.2 in seiner den Magneten zugewandten Stimbegrenzungsfläche Öffnungen 2.6 enthält, die den Gasraum 6.2 mit dem Gasraum 5.3 verbinden. Der Gasraum 5.2 wird zum Pufferraum.Hot gas engine according to one of the preceding claims, except 8, characterized in that the outer bulb 2.2 contains openings 2.6 in its stimulation surface facing the magnets, which connect the gas space 6.2 to the gas space 5.3. Gas space 5.2 becomes a buffer space. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum 4.1 über einen Erhitzer 8, einen Regenerator 9 und einen Kühler 10 mit dem Gasraum 4.3 verbunden ist und dass der Gasraum 5.1 über einen Kühler 11, einen Regenerator 12 und einen Erhitzer 13 mit dem Gasraum 5.3 verbunden ist.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the gas space 4.1 is connected to the gas space 4.3 via a heater 8, a regenerator 9 and a cooler 10 and that the gas space 5.1 is connected via a cooler 11, a regenerator 12 and a heater 13 the gas space 5.3 is connected. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle des Erhitzers 8 oder 13 ein Kühler angeordnet ist und dass an Stelle des Kühlers 10 oder 11 ein Erhitzer angeordnet ist.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that a cooler is arranged in place of the heater 8 or 13 and that a heater is arranged in the place of the cooler 10 or 11. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange 3.3 des Doppel-Innenkolbens 3 hohl ist und damit den Puffergasraum 6.1 mit dem Puffergasraum 6.2 verbindet.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod 3.3 of the double inner piston 3 is hollow and thus connects the buffer gas space 6.1 with the buffer gas space 6.2. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum 403 mit dem Gasraum 404 verbunden ist und dass der Gasraum 501 mit dem Gasraum 504 verbunden ist.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the gas space 403 is connected to the gas space 404 and that the gas space 501 is connected to the gas space 504. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gasverbindung an einen der beiden Arbeitsgaszyklen angeschlossen ist, während die zweite Gasverbindung an den zweiten Arbeitsgaszyklus angeschlossen ist. Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the first gas connection is connected to one of the two working gas cycles, while the second gas connection is connected to the second working gas cycle. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gasverbindungen über Kanäle 208 und 209 in der hohlen Kolbenstange 203 des Doppel-Außenkolbens 200 ausgebildet sind.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the two gas connections via channels 208 and 209 are formed in the hollow piston rod 203 of the double outer piston 200. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Kanäle in der Kolbenstange 303 des Doppel-Innenkolbens 300 ausgebildet ist.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the channels is formed in the piston rod 303 of the double inner piston 300. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur thermischen Entkopplung von Erhitzer und Zylinder für beide Zyklen je ein Pulsrohr so angeordnet ist, dass die Mittelachse des Pulsrohres senkrecht auf der Mittelachse des Zylindergrundkörpers 100 des Motors steht.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that for the thermal decoupling of the heater and cylinder for each cycle a pulse tube is arranged such that the central axis of the pulse tube is perpendicular to the central axis of the basic cylinder body 100 of the engine. Heißgasmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppel-Außenkolben 200 zur Kraftableitung mit einer Kolbenstange 210 verbunden ist und diese druckdicht durch die Zylinderwand nach außen geführt ist.Hot gas engine according to one of the preceding claims, characterized in that the double outer piston 200 is connected to a piston rod 210 for power transmission and this is guided pressure-tight through the cylinder wall to the outside. Heißgasmotor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange 210 zur Kraftfortleitung nach außen und zur Hubbegrenzung des Doppel-Außenkolbens 200 mit dem Mittelpunkt einer Membran, mit einem Pleuel, der an eine Kurbelwelle anlenkt oder mit dem Spulenkörper eines Lineargenerators mechanisch verbunden ist.Hot gas engine according to claim 19, characterized in that the piston rod 210 for power transmission to the outside and to limit the stroke of the double outer piston 200 with the center of a membrane, with a connecting rod which hinges to a crankshaft or is mechanically connected to the coil body of a linear generator.
EP03023220A 2002-10-15 2003-10-13 Two cycle hot gas engine with two movable parts Expired - Fee Related EP1411235B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002148785 DE10248785B4 (en) 2002-10-15 2002-10-15 Two-cycle hot gas engine with two moving parts
DE10248785 2002-10-15
DE10329977 2003-06-26
DE10329977A DE10329977B4 (en) 2002-10-15 2003-06-26 2-cycle hot gas engine with increased compression ratio

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1411235A1 true EP1411235A1 (en) 2004-04-21
EP1411235B1 EP1411235B1 (en) 2005-07-13

Family

ID=32043976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03023220A Expired - Fee Related EP1411235B1 (en) 2002-10-15 2003-10-13 Two cycle hot gas engine with two movable parts

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6945044B2 (en)
EP (1) EP1411235B1 (en)
JP (1) JP2004138064A (en)
DE (1) DE10329977B4 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ303266B6 (en) * 2010-11-09 2012-07-04 Libiš@Jirí Double-acting displacer with separated hot and cold spaces and heat engine with such a double-acting displacer
WO2022194877A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 Cixten Cartridge for a heat engine having a thermodynamic cycle and associated heat engine

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8312717B2 (en) * 2005-08-05 2012-11-20 Renewable Thermodynamics, Llc Externally heated engine
US7076941B1 (en) * 2005-08-05 2006-07-18 Renewable Thermodynamics Llc Externally heated engine
WO2009070771A1 (en) * 2007-11-28 2009-06-04 Tiax Llc Free piston stirling engine
JP5365352B2 (en) * 2009-06-08 2013-12-11 株式会社eスター Electric recovery engine
JP5463858B2 (en) * 2009-11-06 2014-04-09 トヨタ自動車株式会社 Stirling engine
DE102010054306A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-14 Markus Metzger Heating and/or refrigeration apparatus of heat engine, has displaceable piston unit which is operatively connected between two working chambers, in order to change temperature effective displacement volumes in one of working chambers
CN102062015B (en) * 2011-01-18 2013-09-18 黄锦峰 Novel stirling engine
CN103912405B (en) * 2014-04-30 2016-04-06 郭远军 A kind of parallel motion thermal power machine and work method thereof
WO2020236885A2 (en) 2019-05-21 2020-11-26 General Electric Company Energy conversion apparatus and control system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL12811C (en) * 1900-01-01
GB179259A (en) * 1921-01-28 1922-04-28 Wilfred Swann Improvements in or relating to internal-combustion engines
US2465139A (en) * 1943-04-06 1949-03-22 Hartford Nat Bank & Trust Co Hot gas engine with phase changer
WO2001094769A1 (en) * 2000-06-06 2001-12-13 Sander Pels Stirling motor and heat pump
FR2819555A1 (en) * 2001-01-17 2002-07-19 Conservatoire Nat Arts Electrical generator uses alternating linear motion of Stirling cycle and includes piston and linked displacers within chamber having stator windings, central radiators and heat inputs at extremities

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1530539A (en) * 1921-07-27 1925-03-24 Albert B Bernhard Internal-combustion engine
US1666941A (en) * 1926-10-15 1928-04-24 Martin Morris Internal-combustion engine
US4404802A (en) * 1981-09-14 1983-09-20 Sunpower, Inc. Center-porting and bearing system for free-piston stirling engines
US4722188A (en) * 1985-10-22 1988-02-02 Otters John L Refractory insulation of hot end in stirling type thermal machines
AU4236593A (en) * 1992-05-06 1993-11-29 Balanced Engines, Inc. Balanced compound engine
US5488830A (en) * 1994-10-24 1996-02-06 Trw Inc. Orifice pulse tube with reservoir within compressor
JP3175534B2 (en) * 1995-06-05 2001-06-11 ダイキン工業株式会社 Stirling refrigerator
DE10082399D2 (en) * 1999-08-11 2001-12-13 Enerlyt Potsdam Gmbh Hot gas engine with reciprocating pistons
DE10153772C1 (en) * 2001-10-24 2003-03-13 Enerlyt Potsdam Gmbh Energieba Two-cycle hot gas engine has expansion and compression pistons connected in series along common central axis
DE10240750C1 (en) * 2001-10-24 2003-10-09 Enerlyt Potsdam Gmbh En Umwelt Stirling motor for a heat engine has an expansion piston in a heatable cylinder component and a compression piston in a coolable cylinder component each fitting along a common center axis.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL12811C (en) * 1900-01-01
GB179259A (en) * 1921-01-28 1922-04-28 Wilfred Swann Improvements in or relating to internal-combustion engines
US2465139A (en) * 1943-04-06 1949-03-22 Hartford Nat Bank & Trust Co Hot gas engine with phase changer
WO2001094769A1 (en) * 2000-06-06 2001-12-13 Sander Pels Stirling motor and heat pump
FR2819555A1 (en) * 2001-01-17 2002-07-19 Conservatoire Nat Arts Electrical generator uses alternating linear motion of Stirling cycle and includes piston and linked displacers within chamber having stator windings, central radiators and heat inputs at extremities

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ303266B6 (en) * 2010-11-09 2012-07-04 Libiš@Jirí Double-acting displacer with separated hot and cold spaces and heat engine with such a double-acting displacer
WO2022194877A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 Cixten Cartridge for a heat engine having a thermodynamic cycle and associated heat engine
FR3120916A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-23 Pierre-Yves Berthelemy Cartridge for thermal machine with thermodynamic cycle and module for associated thermal machine

Also Published As

Publication number Publication date
DE10329977A1 (en) 2005-03-03
JP2004138064A (en) 2004-05-13
US6945044B2 (en) 2005-09-20
DE10329977B4 (en) 2013-10-24
EP1411235B1 (en) 2005-07-13
US20040128994A1 (en) 2004-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1917434B1 (en) 4-cycle stirling engine with two double piston units
DE102006040206B4 (en) Working gas pressure compensation system for dual-acting multi-cylinder hot-gas engine
DE2051203C2 (en) Gas chiller
DE60224261T2 (en) DRIVE UNIT WITH LINEAR LIFTING MOVEMENT BASED ON A STIRLING ENGINE AND METHOD USED IN THE DRIVE SYSTEM
EP1411235B1 (en) Two cycle hot gas engine with two movable parts
DE102005039417A1 (en) Four-cycle Stirling engine for powering vehicle or machine has double piston units consisting of expansion piston fixed by piston rod to compression piston
EP2329127B1 (en) Exhaust system for motor vehicles comprising a built-in heat engine
EP1306539B1 (en) Two cycle hot gas engine
DE4018943A1 (en) Piston engine for use in regenerative cycles - produces optimum time slope using rotating eccentric transmission
WO2021175353A1 (en) Stirling engine
DE19814742C1 (en) Rotary heat engine
DE4307526C2 (en) Energy converter for the optional conversion of thermal energy into mechanical energy or vice versa
EP2037113A2 (en) Thermal power machine
DE102007000652A1 (en) Piston cooling device for piston engine of gas compressor i.e. unlubricated piston compressor, has control unit for positively driving operating fluid for cooling piston and for heat emission over fastening element
EP3301287A1 (en) Double action floating piston-stirling-circulating machine with linear generator
DE10153772C1 (en) Two-cycle hot gas engine has expansion and compression pistons connected in series along common central axis
DE19722249A1 (en) Heat engine with closed cycle
DE10248785B4 (en) Two-cycle hot gas engine with two moving parts
DE102015101726B4 (en) Stirling machine and arrangement for generating electrical energy
DE10209858B4 (en) Electromechanical energy converter
DE10216190C1 (en) Stirling motor for a heat engine has an expansion piston in a heatable cylinder component and a compression piston in a coolable cylinder component each fitting along a common center axis.
DE102004018782A1 (en) Two cycle hot gas engine has a working piston coaxial to a compression piston and linked by flexible means
DE202022001806U1 (en) Multi-cylinder hot gas engine system
DE4320356A1 (en) Displacement-type Stirling heat engine
DE102014011241B3 (en) 2-cycle Stirling engine with two double-acting pistons

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20040209

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

AKX Designation fees paid

Designated state(s): FR GB

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): FR GB

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20050919

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20060418

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20070629

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: RN

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: FC

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20071016

Year of fee payment: 5

PGRI Patent reinstated in contracting state [announced from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 20071024

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20071013

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071013

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20090630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20081031