SE467792B - Energiomvandlare - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 2 används ett särskilt cirkulationssmörjsystem, innefattande en oljepump och oljekanaler till de olika smörjställena, vilket både fördyrar energiomvandlaren och gör den mera komplicerad.

En annan nackdel är att oljesmörjningen gör att energiomvandlarens vevhus med den rombiska vevmekanismen 1 måste avtätas hermetiskt mot energiomvandlarens cylinder för att inte arbetsgasen i cylindern ska bemängas med olja, som medför skadlig kontaminering av energiomvandla- rens värmeväxlare. Denna hermetiska avtätning är svår att åstadkomma på grund av de eftersträvade höga trycken på arbetsgasen och förutsätter användning av dyrbara och komplicerade tätningar.

På grund av ovannämnda nackdelar använder man ofta permanentsmorda rullningslager, vilka inte kräver något särskilt cirkulationssmörjsystem, i stället för oljesmorda glidlager, i synnerhet vid konstruktion av små, encylind- riga energiomvandlare, där kostnadsaspekterna spelar en mera framträdande roll och rullningslagrens lägre friktion ger märkbara positiva effekter. I För större energiomvandlare brukar man vid användning av permanentsmorda rullningslager välja flercylindriga konstruktioner, i vilka krafterna fördelas på ett större antal lager, som därmed utsätts för lägre belastning och får väsentligt ökad livslängd. Nackdelen med sådana fler- cylindriga konstruktioner är att de är betydligt dyrare och mera komplicerade än encylindriga kcnstruktioner. Ändamålet med uppfinningen är att möjliggöra konst- ruktion av stora, i synnerhet encylindriga energiomvand- lare, vilka i sin vevmekanism har fler lager än de tradi- tionella vevmekanismerna av exempelvis rombisk typ och É därmed får en betydligt längre lagerlivslängd, speciellt vid användning av permanentsmorda rullningslager.

Detta ändamål uppnås hos en energiomvandlare av in- ledningsvis nämnd typ genom att arbetskolvens länksystem innefattar ett ramelement, vilket har åtminstone fyra med avseende på cylinderns axel symmetriskt anordnade axel- 10 15 20 25 30 35 467 79É 3 tappar, som är parallella med vevaxlarna, ligger i ett gemensamt mot cylinderns axel vinkelrätt plan och är led- bart förbundna med varsin vevstake, och vilket ramelement är stelt förbundet med arbetskolvens kolvstångselement för att balanserat uppbära arbetskolven, varvid ramele- mentet har en öppning som medger passage för deplacer- kolvens länksystem och/eller dess kolvstångselement, och genom att vevstakarna är ledbart förbundna med vevaxlarna medelst varsin vevsläng, varvid vevaxellager är anordnade mellan vevslängarna.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen är vevaxlarnas vevslängar, vilka är förbundna med deplacer- kolvens länksystem resp med arbetskolvens länksystem, vinkelförskjutna i förhållande till varandra och består arbetskolvens kolvstångselement av två kolvstänger, vilka är stelt och med avseende på cylinderns axel symmetriskt infästa i arbetskolven.

En utföringsform av uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till ritningen, på vilken: fig l visar en Stirling-motor i tvärsektion, fig 2 visar Stirling-motorn i längdsektion, fig 3 visar delar av Stirling-motorns vevmekanism i planvy, och I fig 4 schematiskt visar Stirling-motorns vevmekanism- och kolvarrangemang.

Den på ritningen visade Stirling-motorn l har en cylinder 2, i vilken en deplacerkolv 3 och en arbetskolv 4 är anordnade. Upptill i fig l och 2 finns värmarrör 5, vilka är placerade i en ej visad brännkammare och för- binder cylinderutrymmet ovanför deplacerkolven 3 med ut- sidan på en ringformig regenerator 6, som omger Stirling- motorns cylinder 2. Regeneratorns 6 insida har förbin- delse med en kammare, i vilken en kylare 7 är anordnad och vilken i sin tur står i förbindelse med cylinder- utrymmet under deplacerkolven 3.

I Stirling-motorns vevhus 8 sitter två parallella vevaxlar 9, vilka är symmetriskt anordnade i förhållande 467 792 10 15 20 25 30 35 4 till cylinderns 2 axel och sträcker sig i vinkelrät riktning mot denna axel. Vardera vevaxel har fyra vev- lager 10, ll, 12, 13 med däremellan anordnade vevslängar 14, 15, 16. med varandra, medan den tredje vevslängen 16 är vinkel- Vevslängarna 14 och 15 är anordnade i linje förskjuten i förhållande till dessa, varvid de synkronise- rade Vevaxlarnas vevslängsarrangemang är spegelsymmetriskt med avseende på ett plan som sträcker sig genom cylinderns axel.

Den centrala vevslängen 16 på vardera vevaxel 9 är ledbart.förbunden med storänden på varsin vevstake 17, vars lillände ledbart ingriper med axeltappar 18 i ändarna på ett ok 19.

Oket 19 är spegelsymmetriskt med avseende på planet genom cylinderns axel och axeltapparna 18 i dess ändar är parallella med vevaxlarna 9. I okets mitt är en kolv- stång 20 stelt infäst, vilken koaxiellt och avtätat sträcker sig genom arbetskolven 4 och är infäst i depla- cerkolvens 3 undersida.

Vevaxlarnas 9 övriga vevslängar 14, 15 är ledbart förbundna med storänden på varsin vevstake 21, vilkas lilländar ledbart ingriper med varsin axeltapp 22, 23 på ett ramelement 24. Ramelementet 24 är spegelsymmetriskt med avseende på planet genom cylinderns axel och dess par- visa axeltappar 22, 23 är inriktade med varandra och pa- rallella med vevaxlarna 9. Ramelementet 24 är utformat som ett mycket styvt fackverk kring en central öppning, som är tillräckligt stor för att medge obehindrad passage för oket 19 i cylinderaxelns riktning. På ömse sidor om den centrala öppningen är två kolvstänger 25 fästa, vilka ligger i planet genom cylinderns axel och är parallella med och anordnade på samma avstånd från denna axel. Kolv- stängerna 25 sträcker sig liksom kolvstången 20 avtätat genom en vägg, som möjliggör differentierade gastryck i Stirling-motorns cylinderutrymme och vevhusutrymme, och är förbundna med arbetskolvens 4 undersida.

I den visade Stirling-motorn används rullningslager 10 15 20 467 792' 5 för samtliga vevaxellager och ledförbindelser i vevmeka- nismen, varvid rullningslagren utgörs av kapslade, perma- nentsmorda rullager, vilka är helt underhållsfria och tack vare det stora antalet lager endast utsätts för ringa lagerbelastning och därmed får mycket lång livslängd.

Den visade Stirling-motorn är främst avsedd för sta- tionär drift och kan användas exempelvis för drivning av elgeneratorer, vilka kopplas till dess vevaxlar. Man kan emellertid genom förlängning av motorns kolvstänger, vilket med streckade linjer antyds i fig l och 2, direkt driva andra aggregat, såsom linjära elgeneratorer, eller kolvar på pumpar eller på en andra Stirling-maskin, vilken- då exempelvis kan arbeta som kylmaskin. Även om den här beskrivna utföringsformen avser en Stirling-motor, vilken har vevaxlar med vinkelförskjutna vevslängar för arbets- och deplacerkolven, är det även möjligt att tillämpa uppfinningen med ramelementet och det stora antalet lager på en energiomvandlare med rom- bisk vevmekanism, där vevaxlarnas vevslängar för arbets- och deplacerkolven är inriktade med varandra.

Claims (3)

1. 467 l0 15 20 25 30 2 PATENTKRAV l. Energiomvandlare, vilken arbetar enligt Stirling-, Ericsson- eller en liknande cykel och har två parallella, synkroniserade vevaxlar (9), som roterar i motsatta rikt- ningar, och minst en cylinder (2), som innehåller en ar- betskolv (4) och en separat deplacerkolv (3), vilka är fram och tillbaka förflyttbara utmed cylinderns (2) axel och har varsitt kolvstångselement (20, 25), som är förbun- det med varsitt länksystem, vilket innefattar vevstakar (17, 21) som är ledbart förbundna med vevaxlarna (9), k ä n n e t e c k n a d av att arbetskolvens (4) länksys- tem innefattar ett ramelement (24), vilket har åtminstone fyra med avseende på cylinderns (2) axel symmetriskt an- ordnade axeltappar (22, 23), som är parallella med vev- axlarna (9), ligger i ett gemensamt, mot cylinderns axel vinkelrätt plan och är ledbart förbundna med varsin vev- - stake (21), och vilket ramelement är stelt förbundet med arbetskolvens (4) kolvstångselement (25) för att balanse- rat uppbära arbetskolven (4), varvid ramelementet (241 har en öppning som medger passage för deplacerkolvens (3) länksystem och/eller dess kolvstångselement (20), och att vevstakarna (17, 21) är ledbart förbundna med vevaxlarna (9) medelst varsin vevsläng (16, 14, l5), varvid vevaxel- lager (ll, 12) är anordnade mellan vevslängarna (14, 16, 15).

2. Energiomvandlare enligt krav l, k ä n n e - t e c k n a d av att vevaxlarnas (9) vevslängar (16 resp 14 och 15), vilka är förbundna med deplacerkolvens (3) länksystem resp med arbetskolvens (4) länksystem, är vinkelförskjutna i förhållande till varandra.

3. Energiomvandlare enligt krav l eller 2, k ä n - n e t e c k n a d av att arbetskolvens (4) kolvstångs- element (25) innefattar två kolvstänger vilka är stelt och med avseende på cylinderns axel symmetriskt infästa i arbetskolven (4).