EP1411235A1 - Two cycle hot gas engine with two movable parts - Google Patents
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- 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
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- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot 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
- F02G1/0435—Hot 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
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- F02G1/044—Hot 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
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- F02G2275/00—Controls
- F02G2275/20—Controls 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
Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von Heißgasmotoren.The invention is in the field of hot gas engines.
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.
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.
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
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent subclaims.
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
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
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
Der Zylindergrundkörper 1 enthält zwei äußere Stirnbegrenzungswände und eine dazu parallele
mittlere Trennwand, so dass in seinem Innenraum zwei gleiche Räume gebildet werden. The
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
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
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
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
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
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
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 (
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
- 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 1
Buffer gas space 1 - 6.26.2
-
Puffergasraum 2
Buffer 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 andgas space 504 - 209209
-
Arbeitsgasverbindungskanal zwischen Gasraum 403 und Gasraum 404Working gas connection channel between
gas space 403 andgas 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 401
Gas 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 501
Gas 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
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