NO117099B

NO117099B -

Info

Publication number: NO117099B
Application number: NO158250A
Authority: NO
Inventors: H Fokker; K Roozzndaal; R Meijer; G Prast
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1964-05-29
Filing date: 1965-05-26
Publication date: 1969-06-30
Also published as: DK116834B; FR1442620A; NL6406027A; BE664567A; US3302392A; AT253875B; CH455397A; GB1108958A; DE1261719B

Description

Anordning med en eller flere som rullemembran utformede tetninger mellom to koaksialt anordnede innbyrdes bevegelige elementer.

Oppfinnelsen angår en anordning med en

eller flere som rullemembran utformede tetninger mellom to koaksialt anordnede innbyrdes

bevegelige elementer, f. eks. en sylinder og ett i

denne bevegelig stempel, hvor rullemembranen

er i termisk kontakt med et medium som har en

temperaturforskjell overfor tetningen og hvor

det i det av elementene begrensede arbeidsrom

opptrer trykkvariasjoner.

Kjente anordninger av denne art som angår

foreliggende oppfinnelse, er f. eks. varmgass-stempelmotorer, kaldgasskjølemaskiner, kompressorer, stempelekspansjonsmaskiner og for-brenningsmotorer. Ved disse anordninger opptrer det under drift i arbeidsrommet ofte temperaturer som er høyere eller lavere enn den

temperatur som er den gunstigste for god virkning av tetningen. For høye tetningstempera-turer kan f. eks. opptre når temperaturen av om-givelsene som maskinen arbeider i er forholdsvis

høy (f. eks. ørkenluft), og/eller når det anvendes indirekte kjøling hvor f. eks. kjølevannet kjøles ved hjelp av omgivelsesluft ved hjelp av en kjø-ler, og/eller ved direkte lutfkjøling. For lave tet-ningstemperaturer kan f. eks. opptre ved ekspan-sjonsstempler i kaldgasskjølemaskiner og eks-pansjonsstempelmaskiner. Tetningen kan da ut-formes som stempelringtetning, rullemembrantetning osv.

Ved stempelringtetning er det med hensyn til slitasje viktig at temperaturen på de sam-arbeidende flater ikke blir for høy.

Ved rullemembrantetning har det vist seg at ved stigende temperatur avtar levetiden av rullemembranet raskt. En ytterligere ulempe ved en høy rullemembrantemperatur er at gassdiffusjo-nen øker med stigende temperatur.

Hvis rullemembrantemperaturen derimot er for lav opptrer det som følge av økende stivhet i materialet som rullemembranen er fremstillet av, riss slik at rullemembranens levetid også i dette tilfellet reduseres sterkt.

Oppfinnelsen er basert på den erkjennelse at de nevnte ulemper kan overvinnes ved at tetningen enten avkjøles eller oppvarmes i avhengighet av den temperatur som opptrer i arbeidsrommet.

Dette kan ifølge oppfinnelsen oppnås ved at anordningen omfatter minst ett ytterligere rom som over et regenererende element står i forbindelse med arbeidsrommet, at det ytterligere rom respektivt de ytterligere rom oppviser volumendringer som har en faseforskyvning i forhold til det i dette eller disse rom opptredende trykkvariasj oner, idet rullemembranen står i direkte eller indirekte varmeledende forbindelse med et medium i dette eller disse rom, og at det under drift opptrer en temperaturforskjell mellom mediet i det eller de ytterligere rom og tetningen. Med rom som oppviser volumendringer med en faseforskjell overfor de i disse rom opptredende trykkvariasjoner, skal forstås rom hvis volum endrer seg med en slik faseforskj ell overfor tryk-ket at j pdv er forskjellig fra null. På denne måte er det mulig å tilveiebringe rom i hvilke en vesentlig ekspensjon (kuldeytelse) eller en hovedsaklig kompresjon (varmeytelse) opptrer. Ved at mediet i disse er i direkte berøring med tetningen eller veggene i rommene er i varmeledende berøring med tetningen, blir rullemembranen alt etter arten av vedkommende rom enten avkjølet eller oppvarmet.

Ved en anordning av denne art hvor det under drift opptrer høyere temperaturer i arbeidsrommet enn ønskelig for god virkning av tetningen, kan ifølge oppfinnelsen volumendringene av det eller de ytterligere rom ha forsprang i fase overfor trykkvariasjonene.

Med et forsprang i fase av volumendringene i de ytterligere rom overfor trykkvariasj onene, skal forstås en slik faseforskjell mellom trykk-og volumendringene at integralet Jpdv rundt en sluttet kurve er positiv. Dette betyr at det her gjelder et ekspansjonsrom i hvilket gassen blir kaldere ved ekspansjon og trekker varme fra sine omgivelser. Tetningen som står i varmeledende berøring med gassen i det ytterligere rom eller med veggene i dette ytterligere rom blir derved avkjølet. På denne måte kan det i arbeidsrommet opptre høye temperaturer uten at tetningen på-virkes ufordelaktig av disse.

Ved en anordning hvor det under drift opptrer lavere temperaturer i arbeidsrommet enn ønskelig for god virkning av tetningen, kan ifølge oppfinnelsen volumendringene av det eller de ytterligere rom være forsinket i fase overfor trykkvariasj onene.

Med forsinkelse i fase av volumendringene overfor trykkendringene består en slik faseforskjell at integralet f pdv rundt en sluttet kurve er negativt, det vil si at det her gjelder et kompresjonsrom. I dette rom opptrer en hovedsaklig kompresjon hvor gassen blir varmere. Ved at selve gassen eller veggene i rommet som gassen befinner seg i, bringes i varmeledende berøring med tetningen, vil tetningen derved oppvarmes slik at de i arbeidsrommet opptredende lave temperaturer ikke påvirker tetningen ufordelaktig.

Ved en anordning av denne art kan ifølge oppfinnelsen det ytterligere rom med fordel bestå av den del av arbeidsrommet som grenser til rullemembranen og vil være skilt fra den øvrige del av arbeidsrommet ved hjelp av en bevegelig tetning mellom de i forhold til hverandre bevegelige elementer, idet i det minste ett av elementene er avtrappet på sådan måte at den bevegelige tetning ligger på en diameter som er ulik den effektive diameter av rullemembranen. På denne måte står gassen i det ytterligere rom i direkte berøring med en side av rullemembranen. Med effektiv rullemembrandiameter skal forstås den diameter av tetningen som ville ha samme virkning som rullemembrantetningen og som ligger tilnærmet i midten mellom diameteren av de flater langs hvilke rullemembranen ruller.

De ønskede volumendringer kan oppnås ved en enkel avtrappet utforming av de bevegelige elementer, slik at det ikke er nødvendig å innføre ekstra bevegelige deler. Da de ytterligere rom

må stå i forbindelse med arbeidsrommet over et regenereringselement, kan ved denne utførelse

tetningen mellom det ytterligere rom og arbeidsrommet bestå av en trang mellom de innbyrdes

bevegelige elementer anordnet spalte som samtidig er virksom som regenererende element. Det er også mulig å oppta en regenerator i det ene av de innbyrdes bevegelige elementer.

Da rullemembranen som oftest er fremstillet av et materiale som leder varme dårlig, kan det

være ønskelig å avkjøle eller oppvarme begge sider av rullemembranen. Dette kan gjøres ved

at de to sider direkte eller indirekte bringes i varmeledende berøring med et ytterligere rom. Ved en fordelaktig utførelse av en anordning ifølge oppfinnelsen kan den del av i det minste det ene bevegelige element, langs hvilket rullemembranen ruller, være fremstillet av et varmeledende materiale, idet denne del på den side som vender mot arbeidsrommet er forsynt med varmeutvekslingsflater langs hvilke mediet strøm-mer på sin vei fra det ytterligere rom til det regenererende element og tilbake igjen. På denne måte oppnås at rullemembranen med sin ene side står i direkte berøring med et medium i et ytterligere rom, mens den andre side av rullemembranen ruller på flater som står i varmeledende berøring med det medium som strømmer fra det ytterligere rom til regeneratoren og tilbake igjen og således også kjøles av dette medium. På denne måte er det således mulig å tilveiebringe kjøling av begge rullemembranets sider ved hjelp av et enkelt ytterligere rom.

Ved en ytterligere fordelaktig utførelsesform av en anordning ifølge oppfinnelsen kan i det minste ett av de innbyrdes bevegelige elementer i det minste på ett sted hvor tetningen samarbeider med dette element være fremstillet av varmeledende materiale, og dette element kan være forsynt med en eller flere utsparinger i hvilke stempelformede legemer kan beveges, og de av utsparingene og de stempelformede legemer begrensede ytterligere rom over i det minste ett regenererende element står i forbindelse med arbeidsrommet, og veggdeler av de ytterligere rom og/eller veggdeler av de kanaler gjennom hvilke mediet strømmer på sin vei fra det ytter ligere rom til det regenererende element og tilbake igjen står i varmeledende forbindelse med de veggdeler av dette element som tetningen samarbeider med. På denne måte står mediet i de ytterligere rom i berøring med tetningen ved en indirekte varmeledende forbindelse.

For å oppnå bedre berøring mellom mediet som strømmer fra de ytterligere rom til regeneratoren, og de deler som danner den varmeledende forbindelse, er det ifølge oppfinnelsen fordelaktig at de ytterligere rom gjennom i det minste en kanal står i forbindelse med det regenerererende element.

Med fordel kan ifølge oppfinnelsen de ytterligere rom være anordnet i sylinderen og regeneratoren gjennom hvilken disse rom står i forbindelse med arbeidsrommet, kan være anordnet i et sjikt av varmeledende materiale som er anordnet på stempelets endeflate.

Anordningen ifølge oppfinnelsen egner seg særlig for anvendelse i kaldgass-stempelmotorer og kaldgass-kjølemaskiner eller varmepumper som arbeider etter det omvendte varmgass-stempelmotorprinsipp. Anordningen er videre godt egnet for anvendelse i kompressorer og stempelekspansj onsmaskiner.

Noen utførelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til teg-ningen. Fig. 1—7 viser skjematisk noen utførelses-eksempler på varmgass-stempelmotorer hvor tetningen mellom stemplet og sylinderen og mellom stemplet og fortrengerstangen består av rullemembraner som kjøles ved hjelp av et ytterligere ekspansjonsrom. Fig. 8 og 9 viser skjematisk i snitt to varmgass stempelmotorer med to stempler. Fig. 10 og 11 viser skjematisk i snitt en kaldgass kjølemaskin av fortrengertypen respektivt en kaldgasskjølemaskin med to stempler. Fig 12 viser skjematisk i snitt en kompressor. Fig. 13 viser skjematisk i snitt en stempelekspansj onsmaskin. Fig. 14 og 15 viser skjematisk en kompressor hvor tetningen mellom stempelet og sylinderen dannes av stempelringer. Fig. 1 viser skjematisk en varmgassmotor med en sylinder 1 i hvilken er bevegelig anordnet et stempel 2 og en fortrenger 3. Stemplet 2 er over en stempelstang 4 og fortrengeren 3 er over en fortrengerstang 5 forbundet med et på teg-ningen ikke vist drivverk på sådan måte at fortrengeren og stemplet beveges med en innbyrdes faseforskyvning. Stemplet 2 grenser med overside til kompresjonsrommet 6, mens fortrengeren med sin overside grenser til ekspansjonsrommet 7. Ekspansjonsrommet 7 og kompresjonsrommet 6 står i forbindelse med hverandre over en kjøler 8, en regenerator 9 og en oppvarmingsinnretning 10. Varmgass-stempelmaskinens hode tilføres varme ved hjelp av en brenner 11. Tetningen mellom sylinderen 1 og stemplet 2 består av en rullemembran 12 som er avstøttet ved hjelp av en væske og hvis konstruksjon og virkemåte er beskrevet i norsk patent nr. 104 154. Tetningen mellom stemplet 2 og fortrengerstangen 5 består av et rullemembran 13. Sylinderen 1 er på den side av rullemembranen 12 som vender mot

arbeidsrommet avtrappet slik at det dannes en tringflate 14. Rommet 15 inne i rullemebranen står ved hjelp av en trang spalte 16 i forbindelse med kompresjonsrommet 6. På stedet for rullemembranen 13 og på den side av denne som vender mot kompresjonsrommet 6 er stemplet 2 likeledes avtrappet slik at det dannes en ring-flate 17. Rommet 18 inne i rullemembranen 13 står ved hjelp av en trang spalte 19 i forbindelse med kompresjonsrommet 6. Under drift opptrer det i kompresjonsrommet 6 temperaturer som er for høye for god virkning av rullemembranen. Da sylinderen 1 er avtrappet endres volumet av rommet 15 på sådan måte at volumendringene har et forsprang på trykkendringene. Som følge derav opptrer det i rommet 15 hovedsaklig ekspansjon slik at det oppnås en kjøling av rullemembranen. Den trange spalte 16 virker da som regenererende element. Det samme gjelder for rommet inne i rullemembranen 13 bare med den forskjell at her beveges ringflaten 17 sammen med stemplet 2. Dette er nødvendig på grunn av stemplets og fortrengerstangens innbyrdes bevegelse.

At rommet 15 danner et ekspansjonsrom kan forklares på følgende måte: Stemplet 2 som er et av de elementer som endrer volumet av arbeidsrommet, er ved en varmgassmotor av fortrengertypen i virkeligheten et ekspansjonsstempel fordi gassen utfører arbeidet på dette stempel. Rullemembranen 12 beveger seg i fase med stemplet 2. Dette betyr at det i rommet 15 som dannes av rullemembranen 12 og den fast med sylinderen forbundne flate 14, hovedsaklig skjer ekspansjon fordi rullemembranen 12 er virksom som ekspansjonsstempel. Som følge derav trekker mediet i rommet 15 varme fra sin omgivelse og kjøler rullemembranen 12.

At rommet 18 også er et ekspansjonsrom kan forklares like lett fordi det i dette tilfelle skjer en relativ bevegelse mellom stemplet 2 og fortrengerstangen 5. Den del av rullemembranen 13 som forårsaker volumendringene beveger seg i fase med fortrengeren. Flaten 17 som begrenser rommet 18 oventil, beveger seg i fase med stemplet 2. Da flaten 17 er rettet mot den side som vender fra stemplets 2 endeflate, og rullemembranets underside er rettet motsatt fortren-gerens, er volumendringene i rommet 18 i motfase med volumendringene i kompresjonsrommet, slik at rommet 18 danner et ekspansjonsrom, det vil si at integralet [ pdv blir positivt. Også her trekker mediet i dette rom varme fra sin omgivelse.

På fig. 1 står rommene 15 og 18 i forbindelse med arbeidsrommet gjenom en trang spalte 16 respektivt 19. Veggene i denne spalte er utformet slik at de ved gjennomstrømmende medium opp-tar varme eller avgir varme til mediet.

I stedet for denne trange spalte kan det som regenererende element også anvendes en vanlig regenerator. Dette er vist på fig. 2 i forbindelse med rullemembranen 12. Virkemåten for denne anordning er for øvrig fullstendig identisk med den anordning som er vist på fig. 1.

Regeneratoren på fig 2 er anordnet i spalten mellom stemplet 2 og sylinderen 1 og kan hvis ønskelig også være anbrakt i sylinderen eller på stemplet. For å oppnå de ønskede volumendringer opprettholdes den avtrappede form av sylinderen, idet det i spalten mellom stemplet og sylinderen eventuelt kan være anordnet en stempel-ring.

På fig. 1 og 2 er vist rullemembraner som på den side som vender mot kompresjonsrommet 6 kjøles ved hjelp av et medium i rommene 15 og 18. Da stemplet på sylinderen som oftest er fremstillet av varmeledende materiale, kan det tilfelle inntreffe at veggene langs hvilke membranen ruller, og/eller avstøtningsvæsken blir for varm. Ved at materialet som rullemembranen er fremstillet av er dårlig varmeledende, kan som følge derav den side av rullemembranen som vender fra rommet 15 eller 18 bli for varm. For å unngå denne fare er ved varmgassmotoren som er vist på fig. 3 og 4, mellom rullemembranen 12 og regeneratoren 20 anordnet en varmeutveksler 21 som består av flere varmeutvekslingsflater som står i varmeledende forbindelse med en godt varmeledende mantel 22. Denne mantel 22 er forbundet på sådan måte med sylinderveggen at rullemembranen 12 kan rulle langs denne. Ved denne konstruksjon strømmer mediet på sin veg fra rommet 15 til kompresjonsrommet 6 og om-vendt alltid gjennom varmeutveksleren 21. På denne måte avgir mediet sin kulde til varmeutveksleren. Mantelen 22 kjøles også av varmeutveksleren, slik at rullemembranen ruller langs en avkjølt flate, slik at begge sider av rullemembranen avkjøles. En lignende konstruksjon kan anvendes for rullemembranen 13.

Fig. 5 viser en varmgasmotor hvor det for oppnåelse av riktige volumendringer av de ytterligere rom anvendes spaltetetninger 25 respektivt 29. Disse spaltetetninger har en diameter som er mindre enn den effektive diameter av rullemembranen. Med effektiv diameter av rullemembranen forstås her den diameter som har samme effekt som en rullemembrantetning. Ved den utførelsesform som er vist på fig 5 står rommene 15 og 18 gjennom en varmeutveksler 26 i forbindelse med en i stemplet 2 anbrakt regenerator 27. Denne regenerator 27 er anordnet i et sjikt 28 av varmeisolerende materiale som er utformet på en særskilt måte slik at det skadelige rom holdes lite og allikevel sikres en god føring og tetning mellom stemplet 2 og sylinderen 1. Stemplet 2 er av varmeledende materiale slik at den i rommene 15 og 18 frembrakte kulde gjennom varmeutveksleren 26 og stempellegemet overføres til den side av rullemembranene 12 og 13 som vender mot arbeidsrommet.

I den på fig. 6 og 7 skjematisk viste varmgassmotor hvor det foruten rommene inne i rullemebranen 12 og 13 også er anordnet ytterligere rom. I dette tilfelle er stemplet 2 forsynt med utsparinger 33 i hvilke der er anbrakt stempelformede legemer 31. Legemene 31 er ved hjelp av armer 32 forbundet med sylinderen 1. Utsparingene i fortrengeren og stemplet sørger for a1 armene 32 ved bevegelse av fortrengeren os stemplet ikke kommer i berøring med disse elementer. Ved bevegelse av stemplet 2 vil volumel av rommene 33 endres av de stempelformede legemer 31. Disse rom 33 står ved hjelp av en trang ringformet spalte 34, kanalene 35 og regeneratoren 36 i forbindelse med kompresjonsrommet 6. Volumendringen av rommet 33 er her gjort slik at trykk- og volumendringene gir et positivt integral / pdv slik at disse rom blir ekspansjonsrom. Den i disse rom frembrakte kulde blir ved intim berøring mellom mediet og stemplet 2 i en trang spalte 34, overført til stempelmaterialet slik at rullemembranens løpeflate og/eller av-støtningsvæske kjøles tilstrekkelig. Rullemembranene blir heller ikke her utsatt for store kom-presj onstemperaturer.

Hva der i det foregående er sagt om anvendelse av rullemembraner i varmgassmotorer av fortrengertypen, gjelder naturligvis også for mo-torer med to stempler.

På fig. 8 er skjematisk vist en utførelsesform av en varmgassmotor med to stempler. Sylinderen 81 er forsynt med et kompresjonsstempel 82 og et ekspansjonsstempel 83 med en viss innbyrdes faseforskyvning. Stemplene endrer volumene av et kompresjonsrom 84 og et ekspansjonsrom 85. De to rom står i forbindelse med hverandre gjennom en kjøler 86, en regenerator 87 og en oppvarmingsinnretning 88. Tetningen mellom stemplet 82 og sylinderen 81 består av en rullemembran 89 og tetningen mellom stemplet 83 og sylinderen 81 består av en rullemembran 90. For begge rullemembraner er temperaturen i kom-presjons-, respektivt ekspansjonsrommet for høy for god virkning av tetningen. For avkjøling må det således i nærheten av disse rullemembraner tilveiebringes ekstra kompresjonsrom. Ved kompresjonsstemplet skjer denne avkjøling ved at stemplet 82 på den side av rullemembranen 89 som vender mot kompresjonsrommet 84 er avtrappet slik at det dannes en spaltetetning som har-en diameter som er større enn den effektive rullemembrandlameter.

Derved dannes et rom 92 i hvilket det opptrer volumendringer som frembringes av rullemembranen 89 og som er motfase med de volumendringer som frembringes av oversiden av kompresjonsstemplet 82. Derav følger direkte at rommet 92 danner et ekspansjonsrom.

På stedet for rullemembranen 90 på den side av membranen som vender mot ekspansjonsrommet, er sylinderen 81 avtrappet. Den derved dan-nede spaltetetning melom stemplet 83 og sylinderen 81 har en diameter som er mindre enn den effektive rullemembrandiameter.

På denne måte dannes et rom 93 i hvilket det opptrer volumendringer som tilveiebringes av rullemembranen 90 og som er i fase med de volumendringer som tilveiebringes av oversiden av ekspansjonsstemplet 83. Herav følger at rommet 93 danner et ekspansjonsrom.

Rullemembranet 89 og 90 avkjøles av mediet i ekspansjonsrommene 92 og 93 slik at det sikres lang levetid av membranene og liten gassdiffu-sjon.

Selvsagt er det også ved denne motor mulig i stedet for regenererende spalter å anvende regeneratorer, eventuelt sammen med varmeut-vekslere, som avkjøler rullemembranens løpe-flater, slik at også den andre side av rullemembranen avkjøles.

Det er også mulig å anordne utsparinger i stemplene i hvilke det beveger seg stempelformede legemer og som endrer volumet av ytterligere rom slik at det i disse rom opptrer hoved-sakelig ekspansjon. En mulig utførelsesform av en slik motor er vist skjematisk på fig. 9.

På fig. 9 er stemplene 82 og 83 forsynt med boringer 95 og 96. I disse boringene er anordnet stempelformede legemer 97 og 98 som er forbundet med sylinderveggen ved hjelp av armer 99 og 100. Ved hjelp av de stempelformede legemer 97 og 98 endres volumet av ytterligere rom 101 respektivt 102 på sådan måte at det i disse rom opptrer hovedsaklig ekspansjon. Rommet 92 står ved hjelp av en trang spalte 103 og generatoren 104 i forbindelse med kompresjonsrommet 84. På den annen side av det stempelformede legeme 97 befinner det seg et bufferrom 105. Rommet 102 står ved hjelp av en trang spalte 106 og regeneratoren 107 i forbindelse med ekspansjonsrommet 85. Den i de ytterligere rom 101 og 102 fremrbrakte kulde blir gjennom stemplet tilført rullemembranene 89 og 90 som derved avkjøles godt.

Ved denne maskin med to stempler kan de ytterligere rom i stedet for å bringes i forbindelse med det varme ekspansjonsrom, over en regenerator bringes i forbindelse med det kjøligere kompresjonsrom 84. Derved blir regeneratoren mindre belastet. På fig. 9 er denne alternative utførelsesform vist med strekete linjer.

Ovenfor er tetningene beskrevet i forbindelse med stempler i varmgassmotorer. Det er inn-lysende at disse tetninger også kan anvendes i kaldgass-kjølemaskiner.

I en kaldgass-kjølemaskin av fortrengertypen hvor tetningen mellom stemplet og fortrengerstangen er utformet som rullemembraner, og rommene inne i rullemembranene er virksomme som de ytterligere rom, er vist skjematisk på fig. 10. Det fremgår herav at for oppnåelse av riktige volumendringer i de ytterligere rom er stemplet avtrappet slik at spaltetetningen 110 mellom stemplet og sylinderen har en diameter som er større enn den effektive diameter av rullemembranen 111, og spaltetetningen 112 mellom stemplet og fortrengerstangen har en diameter som er mindre enn den effektive diameter av rullemembranen 113. Som følge derav dannes det to ytterligere rom 114 og 115 i hvilke integralet J pdv er positivt slik at mediet trekker varme fra rullemembranene. Volumendringene i rommet 117 er i motfase til volumendringene på oversiden av stemplet 116. Da stemplet 116 ved en kaldgass-kjølemaskin er et kompresjonsstempel (over dette stempel tilføres mediet et arbeide), betyr dette at rullemembranen 111 virker som ekspansjonsstempel, slik at integralet / pdv i rommet 114 er positivt. For rommet 115 gjelder det samme som er angitt for rommet 28 i den beskrevne varmgassmotor. Rommet 115 er således også her et ekspansjonsrom. Ved hjelp av den i ekspansjonsrommene 114 og 115 utviklede kulde avkjøles rullemembranene. Selvsagt kan også ved denne kaldgass-kjølemaskin anvendes den konstruksjon som er vist på fig. 2—7.

Fig 11 viser en kaldgass-kjølemaskin med to stempler. Ved kompresjonsstemplet 200 som

grenser til det forholdsvis varme kompresjonsrom, må rullemembranen 201 også avkjøles. Spaltetetningen 202 har i den hensikt en diameter som er større enn den effektive diameter av rullemembranen 201, slik at det dannes et rom 203 hvis volumendringer er i motfase med volumendringene som frembringes av kompresjonsstemplet, slik at det her igjen er tale om et ekspansjonsrom hvor integralet J pdv er positivt. Rommet 203 er således et ekspansjonsrom slik at rullemembranen avkjøles av den ekspan-derende gass.

Ekspansjonsstemplet 205 grenser til det me-get kalde ekspansjonsrom. Her består det fare for at rullemembranen 206 blir for kald. For å hindre dette har spaltetetningen 207 en diameter som er større enn den effektive diameter av rullemembranen. Som følge derav blir integralet J pdv for rommet 108 negativt. Da volumendringene i dette tilfellet tilveiebringes av ekspansjonsstemplet, er det her tale om et kompresjonsrom. Ved kompresjonen frigjøres en varmemengde som beskytter rullemembranen for overdreven avkjøling.

Også ved denne kaldgass-kjølemaskin kan de i de ovenfor beskrevne utførelseseksempler

viste anordninger av regeneratorer, varmeveks-lere, godt ledende flater langs hvilke rullemembranene ruller og ekstra ytterligere rom anvendes.

Også ved kompressorer og stempelekspansjonsmaskiner kan de ovenfor beskrevne kon-struksjoner anvendes for å hindre for høy eller for lav rullemembrantemperatur. Når temperaturen truer med å bli'for høy må minst ett ytterligere ekspansjonsrom anvendes og når rullemembrantemperaturen blir for lav må minst ett ytterligere kompresjonsrom anvendes.

På fig. 12 og 13 er skjematisk vist en kompressor respektivt en ekspansjonsstempelmaskin. Under henvisning til det som er beskrevet ovenfor trenger disse figurer ikke ytterligere beskri-velse. Kompressoren er forsynt med et ytterligere ekspansjonsrom og ekspansjonsmaskinen er forsynt med et ytterligere kompresjonsrom, hvilke rom står i varmeledende forbindelse med rullemembranen.

Den store fordel ved oppfinnelsen består i at uten ekstra kjøleanordninger og uten ekstra bevegelige deler kan rullemembranen allikevel holdes på en fordelaktig arbeidstemperatur.

Claims

1. Anordning med en eller flere som rullemembran utformede tetninger mellom to koaksialt anordnede innbyrdes bevegelige elementer, f. eks. en sylinder og et i denne bevegelig stempel, hvor rullemembranen er i termisk kontakt, med et medium som har en temperaturforskjell overfor tetningen, og hvor det i det av elementene begrensede arbeidsrom opptrer trykkvariasjoner,karakterisert vedat anordningen omfatter minst ett ytterligere rom (15, 18; 33; 92, 93; 101, 102; 114, 115; 203, 208; 233) som over et regenerererende element (16; 19, 20; 27; 36; 104, 107; 225) står i forbindelse med arbeidsrom met (6; 84, 85; 226) at det ytterligere rom resp. de ytterligere rom oppviser volumsendringer som har en faseforskyvning i forhold til det i dette eller disse rom opptredende trykkvariasj oner, at idet rullemembranen (12,13; 89; 90; 111,113; 201, 206; 220) står i direkte eller indirekte varmeledende forbindelse med et medium i dette eller disse rom, og at det under drift opptrer en temperaturforskjell mellom mediet i det eller de ytterligere rom og tetningen .

2. Anordning ifølge krav 1, hvor det under drift opptrer høyere temperaturer i arbeidsrommet enn ønskelig for god virkning av tetningen,karakterisert vedat volumendringene av det eller de ytterligere rom har forsprang i fase overfor trykkvariasj onene.

3. Anordning ifølge krav 1, hvor det under drift opptrer lavere temperaturer i arbeidsrommet enn ønskelig for god virkning av tetningen,karakterisert vedat volumendringene av det eller de ytterligere rom er forsinket i fase overfor trykkvariasj onene.

4. Anordning ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat det ytterligere rom består av den del (15, 18; 114, 115; 208, 203; 92, 93) av arbeidsrommet som grenser til rullemembranen (12, 13; 89, 90; 111, 113; 201, 206) og er skilt fra den øvrige del av arbeidsrommet ved hjelp av en bevegelig tetning mellom de i forhold til hverandre bevegelige elementer (2, 1, 5; 81, 82, 83), idet i det minste ett av elementene er avtrappet på sådan måte, at den bevegelige tetning ligger på en diameter som er ulik den effektive diameter av rullemembranen.

5. Anordning ifølge krav 4,karakterisert vedat tetningen (16, 19; 110, 112; 202, 207) mellom det ytterligere rom og arbeidsrommet består av en trang, melom de innbyrdes bevegelige elementer anordnet spalte som samtidig er virksom som regenererende element (fig. 1, 8, 10, 11).

6. Anordning ifølge krav 4,karakterisert vedat det regenererende element består av en regenerator (20, 27, 36, 107, 225) som er anordnet i det minste i det ene av de innbyrdes bevegelige elementer.

7. Anordning ifølge krav 4, 5 eller 6,karakterisert vedat de deler (22) av i det minste det ene bevegelige element, langs hvilket rullemembranen (12) ruller, er fremstillet av varmeledende materiale idet disse deler (22) på den side av rullemembranen (12) som vender mot' arbeidsrommet (6) er forsynt med varmeutvekslingsflater (21) langs hvilke mediet strømmer på sin vei fra de ytterligere rom (15, 18) til det regenererende element (20) og tilbake igjen (fig. 3).

8. Anordning ifølge et eller flere av de foregående krav,karakterisert vedat i det minste ett av de innbyrdes bevegelige elementer (2, 82, 83) i det minste på ett sted hvor tetningen (12, 89, 90, 220) samarbeider med dette element, er fremstillet av varmeledende materiale, at dette element er forsynt med en eller flere utsparinger i hvilke stempelformede legemer, (31, 97, 98, 222) kan beveges, at de av utsparingene (133, 95, 96, 221) og de stempelformede legemer begrensede ytterligere rom (133, 101, 102, 233) i det minste ett regenererende element (36, 104, 107, 225) står i forbindelse med arbeidsrommet, og at veggdeler av de ytterligere rom og/eller veggdeler av de kanaler (34, 103, 106, 224) gjennom hvilke mediet strømmer på sin vei fra det ytterligere rom til det regenererende element og tilbake igjen, står i varmeledende forbindelse med de veggdeler av dette element som tetningen samarbeider med.

9. Anordning ifølge krav 8;karakterisert vedat de ytterligere rom gjennom i det minste en trang kanal (34, 103, 106, 224) står i forbindelse med det regenererende element.

10. Anordning ifølge krav 8 eller 9,karakterisert vedat de ytterligere rom er anordnet i stemplet (2, 82, 83), og at regeneratorene (36, 104, 107, 225) gjennom hvilken disse rom står i forbindelse med arbeidsrommet, er anordnet i et sjikt av varmeisolerende materiale som er anordnet på stemplets endeflate.