WO2004053331A1 - Kolbenkompressor - Google Patents

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WO2004053331A1
WO2004053331A1 PCT/EP2003/013916 EP0313916W WO2004053331A1 WO 2004053331 A1 WO2004053331 A1 WO 2004053331A1 EP 0313916 W EP0313916 W EP 0313916W WO 2004053331 A1 WO2004053331 A1 WO 2004053331A1
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WO
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piston
cylinder
gas
compressed gas
wall opening
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PCT/EP2003/013916
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Norbert Rolff
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Leybold Vacuum Gmbh
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Publication date
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    • F04B53/148—Pistons, piston-rods or piston-rod connections the piston being provided with channels which are coacting with the cylinder and are used as a distribution member for another piston-cylinder unit
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    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/04—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports

Definitions

  • the invention relates to a piston compressor with a gas-bearing piston.
  • Piston compressors with gas storage are used in Stirling coolers, piston vacuum pumps and other gas compressors.
  • the gas storage of a piston in a cylinder enables a lubricant-free and low-resistance storage of the piston in the cylinder.
  • Such a piston compressor is known from WO 96/15369.
  • the piston compressor has a gas storage arrangement which has a compressed gas storage device which is connected to gas storage nozzles and supplies them with pressurized gas under pressure.
  • the compressed gas reservoir is supplied by the gas which is compressed by the piston in a cylinder pressure chamber in a filling position of the piston and has a high gas pressure.
  • a mechanical check valve for example in the form of a flap valve, is in the process of Compressed gas supply line is provided between the cylinder pressure chamber and the compressed gas storage.
  • Mechanical check valves are subject to mechanical inertia, can jam or have leaks and are subject to wear.
  • the object of the invention is therefore to provide a gas-bearing piston compressor with an improved inlet valve.
  • the piston compressor according to the invention has an inlet valve in the course of the pressure gas feed line which is formed by a cylinder wall opening and a piston wall opening.
  • the cylinder wall opening and the piston wall opening lie opposite one another in the filling position of the piston and form an open valve.
  • the cylinder wall opening and the piston wall opening are closed by the respectively opposite piston wall and cylinder wall and form a closed valve.
  • the cylinder wall opening and the piston wall opening are arranged relative to one another in such a way that the valve opens at high gas pressure and closes at low pressure in the compressed gas supply line. Opening and closing is not directly dependent on the gas pressure in the compressed gas supply line, but on the position of the piston.
  • a check valve is not necessary, so that no moving mechanical parts are required for the inlet valve.
  • the inlet valve formed by the cylinder wall opening and the piston wall opening works without delay, has a high degree of reliability and can be produced with relatively little effort.
  • the cylinder wall opening and / or the piston wall opening is preferably designed as a circular groove.
  • the cylinder wall opening and the piston wall opening face each other at every angle of rotation of the piston, so that the piston does not have to be guided in the cylinder with regard to its rotational position.
  • the compressed gas feed line is arranged in the cylinder housing between the cylinder pressure chamber and the inlet valve.
  • This arrangement is particularly useful when the compressed gas accumulator is arranged in the piston and when a single inlet valve is provided.
  • the compressed gas is routed from the cylinder pressure chamber via the compressed gas feed line in the cylinder housing to the inlet valve.
  • the compressed gas flows into the compressed gas storage in the piston.
  • the inlet valve formed by the cylinder wall opening and the piston wall opening is closed again and the compressed gas in the compressed gas reservoir can no longer escape through the inlet valve. In this way, a simple supply of compressed gas to a piston is implemented in a cylinder.
  • the compressed gas storage and the gas storage nozzles are arranged in the piston.
  • the gas storage nozzles are connected directly to the compressed gas storage via supply lines in the piston.
  • the compressed gas store can also be arranged in the housing.
  • the compressed gas feed line is preferably arranged in the piston between the piston head facing the cylinder pressure chamber and the lateral piston wall. This arrangement makes sense in the case of a compressed gas reservoir provided on the housing or if several inlet valves are arranged one behind the other.
  • a second inlet valve is provided in the course of the compressed gas supply line, which is formed by a second cylinder wall opening and a second piston wall opening and which opens in the filling position of the piston. In the filling position of the piston, the compressed gas flows through the two open inlet valves into the compressed gas reservoir.
  • the sealing length in the gap between the piston and the cylinder in the non-full position of the piston is approximately as large as the piston stroke reduced by an opening diameter.
  • the effective sealing length can be increased accordingly. This is necessary in particular in the case of a short piston stroke, in which the piston wall opening is not far from the cylinder wall opening when the piston is not in the full position.
  • the blocking effect is considerably improved in the non-full position of the piston, i. H. the so-called gas leak is reduced.
  • the inlet valves are preferably each at different angular and longitudinal positions of the cylinder. Three, four or more inlet valves can also be arranged in series one behind the other in the course of the gas feed line.
  • an anti-rotation device which prevents the piston from rotating in the cylinder. This is particularly the case if multiple inlet valves required, which are arranged at certain fixed angles of rotation to each other.
  • Each gas storage nozzle is preferably formed by a wire inserted into a nozzle bore. An annular gap is formed between the wire and the cylindrical bore wall, through which the gas flows out of the gas bearing nozzle in a throttled manner.
  • each gas storage nozzle can be formed by a gas-permeable plug made of sintered material, for example made of stainless steel.
  • the gas bearing nozzles are each in a transverse piston plane at the level of the two piston end areas. This achieves stable gas storage of the piston in the cylinder.
  • the gas bearing nozzles can be provided in the piston, but can also be arranged in the cylinder housing.
  • the gas bearing nozzles can also be partially arranged both in the piston and in the cylinder housing.
  • the arrangement of the gas bearing nozzles in the piston has the advantage that they move with the movement of the piston and the radial stabilizing forces therefore always act on the piston in the same way.
  • the arrangement of the gas bearing nozzles in the cylinder housing has the advantage that the compressed gas supply can largely be arranged in the fixed cylinder housing.
  • the piston compressor has a pneumatic piston end position control device, wherein a constant pressure gas source generates a gas pressure that is constant in comparison to the piston pressure stroke and is directly connected to a cylinder wall opening. Furthermore, a control pressure accumulator is arranged in the piston and connected directly to a control pressure accumulator piston wall opening. The control pressure accumulator is in the filling position of the piston with the same bend constant gas pressure of the constant pressure gas source.
  • a line is provided between the constant pressure gas source and a second cylinder wall opening, which forms a charging valve with the control pressure accumulator piston wall opening and which is opposite the control pressure accumulator piston wall opening in the end position of the piston, so that the gas pressure of the control pressure accumulator matches the gas pressure of the constant pressure. adjusted pressure gas source.
  • the piston end position control device is provided in addition to the piston gas bearing, wherein a compressed gas reservoir is provided for the piston bearing and for the piston end position control device, and both devices work separately and independently of one another.
  • the piston end position control device With the piston end position control device, a quantity of gas is transferred from the control pressure accumulator into the cylinder pressure chamber in a specific position of the piston, which is not the filling position or the end position. In this way, the amount of gas in the relevant cylinder pressure chamber is kept relatively constant. During the subsequent compression of the gas in the cylinder pressure chamber, the piston end position, which is determined by the gas pressure in the cylinder pressure chamber, is always in the same place. In this way, regulation of the piston end position of a free-floating piston is realized, i.e. a piston that is not mechanically coupled to a crankshaft or the like.
  • the pneumatic piston end position control device does not have to be part of the piston compressor claimed, but can also serve as an independent end position control device for any type of piston cylinder arrangement.
  • the piston compressor is part of a Stirling cooler with a cold finger.
  • the cold finger is formed by a displacer piston in a cold finger cylinder housing.
  • the cold finger has its own pressurized gas Storage and associated gas storage nozzles for storing the displacer piston, or alternatively, a common compressed gas storage is used outside the piston.
  • the cold finger compressed gas accumulator is connected to the piston compressor compressed gas accumulator by a cold finger gas supply line.
  • a cold finger valve is arranged, which is formed by a piston wall opening and a cylinder wall opening of the piston compressor and is open in a filling position of the piston compressor piston.
  • compressed gas is conducted from the piston compressor compressed gas storage into the cold finger compressed gas storage provided for this purpose. This is expediently carried out at the moment when the piston of the piston compressor is in its filling position, since the highest gas pressure for supplying the compressed gas accumulator is present at this time.
  • the cold finger valve between the two compressed gas accumulators is therefore also opened, so that the compressed gas flows from the cylinder pressure chamber of the piston compressor into both the piston compressor compressed gas accumulator and the cold finger compressed gas accumulator. In this way, the use of flutter valves or other mechanical valves to shut off the compressed gas in the cold finger compressed gas storage is avoided.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a piston compressor in a filling position of the piston
  • 2 the piston compressor of FIG. 1 in a non-full position of the piston
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a piston compressor in a filling position of the piston
  • FIG. 4 shows the piston compressor of FIG. 3 in a non-full position of the piston
  • FIG. 5 shows a third embodiment of a piston compressor in a filling position of the piston
  • FIG. 6 shows the piston compressor of FIG. 5 in a non-full position of the piston
  • FIG. 7 A fourth embodiment of a piston compressor with a piston end position control device in a filling position of the piston
  • Fig. 8 the piston compressor of Figure 7 in a non-full position of the piston
  • FIG 9 shows a fifth exemplary embodiment of a piston compressor as part of a Stirling cooler with a cold finger in the filling position of the piston compressor piston.
  • FIGS. 1-8 show several exemplary embodiments of a piston compressor, as used, for example, as part of a Stirling cryocooler.
  • a Stirling cryocooler with a piston compressor is shown in FIG. 9.
  • a first embodiment of a piston compressor 10 is shown in FIGS. 1 and 2.
  • the piston compressor 10 is essentially formed by a piston 12 which oscillates in a cylinder 14 between two end positions, each of which is shown in FIGS. 1 and 2.
  • a compressed gas feed line 18 is provided, which connects a cylinder pressure space 20 at one cylinder end to a cylinder wall opening 22 in the lateral cylinder wall 24.
  • the piston 12 has four gas bearing nozzles 28 in two planes, which are connected to one another by transverse channels 30 and a longitudinal channel 32. At least three gas storage nozzles must be provided on each level.
  • the transverse and longitudinal channels 30, 32 together form a compressed gas store 34, which has a sufficient volume of compressed gas for supplying the gas storage nozzles 28 with compressed gas during a cycle.
  • the compressed gas accumulator 34 formed by the channels 30, 32 also has a connecting channel 36 which opens into a piston wall opening 38 in the lateral piston wall 40.
  • a circumferential circular groove 39 is assigned to the piston wall opening 38 and extends over the entire circumference of the lateral cylinder wall 24.
  • the cylinder wall opening 22 and the piston wall opening 38 together form an inlet valve 42 through which, in the filling or end position of the piston 12 shown in FIG. 1, compressed gas flows from the cylinder pressure chamber 20 into the compressed gas reservoir 34. In the non-full position shown in Figure 2, the inlet valve 42 is blocked. In the non-full position of the piston 12, the pressurized gas from the pressurized gas accumulator 34, as in FIG the filling position, slowly released again via the gas storage nozzles 28.
  • the gas bearing nozzles 28 each have an inserted wire in an axial bore, which wire forms an annular gap in the axial bore. In this way, a pressure drop is realized in the gas storage nozzle, which prevents the gas retained in the compressed gas storage 34 from escaping under pressure from escaping too quickly.
  • a plug made of sintered material e.g. B. made of stainless steel.
  • the gas slowly escapes over the entire cycle.
  • the gas pressure in the compressed gas accumulator 34 decreases so slowly that there is sufficient gas pressure practically over the entire movement cycle of the piston 12 to hold the piston 12 in the middle of the cylinder.
  • the gas bearing nozzles 28 are arranged distributed over the piston length and the piston circumference and act as throttles.
  • the gas storage nozzles 28 are continuously supplied with compressed gas from the compressed gas store 34.
  • the compressed gas flowing out of the gas bearing nozzles 28 forms a gap between the piston 12 and the cylinder housing 16, through which the piston 12 is held in the middle of the cylinder and moves back and forth in the cylinder housing 16 without contact.
  • the throttle resistance of the gas bearing nozzles 28 is approximately the same order of magnitude as the throttle resistance of the gas flow between the piston 12 and the cylinder 14 when the piston 12 is approximately in the radial center of the cylinder 14.
  • the pressure in the gap between the piston 12 and the cylinder 14 in the vicinity of the gas bearing nozzles 28 is approximately half the pressure in front of the gas bearing nozzles, ie as that Pressure within the compressed gas accumulator 34.
  • the pressure is approximately the same on all sides of the piston 12. As soon as a force acts on the piston 12, the piston 12, yielding to the force, moves towards the cylinder wall 24 in the radial direction. As a result, the gap between the piston wall 40 and the cylinder wall 24 is reduced in this region.
  • a gas pressure which is above the transfer pressure is required in the compressed gas storage 34.
  • the required gas pressure is always taken from the cylinder pressure chamber 20 in the filling position of the piston 12 shown in FIG. 1, which always has a high gas pressure at this time.
  • the inlet valve 42 formed by the cylinder wall opening 22 and the piston wall opening 38 is opened, so that the gas under high pressure can flow from the cylinder pressure space 20 into the compressed gas store 34.
  • the piston 12 has left its filling position, the cylinder wall opening 22 faces the piston wall 40 and the piston wall opening 38 the cylinder wall 24, so that the inlet valve 42 is closed.
  • the cylinder 14 is subjected to a constant gas pressure, for example atmospheric pressure.
  • the piston is driven by a drive, not shown, for example by a fixed electromagnet in connection with a piston spring or by a magnet which drives the piston and moves in the axial direction.
  • reference numerals of the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2 increased by 100 are adopted insofar as they relate to the same parts. The same applies correspondingly to the other exemplary embodiments, in which the reference numerals are increased by 200, 300 or 400.
  • a plurality of inlet valves 142, 144, 146, 148 are arranged in series in the course of the compressed gas supply line 118, 160, 162, 164.
  • a section of the compressed gas supply line 164 in the piston 112 is arranged between an opening 170 in the piston head 172 and a second piston wall opening 174, which forms the inlet valve 148 with a second cylinder wall opening 176.
  • the remaining inlet valves 142, 144, 146 are each formed by a piston wall opening and a cylinder wall opening opposite in the filling position of the piston. All four inlet valves 142-148 open the filling position of the piston 112 shown in FIG. 3 and are closed in the non-filling position of the piston 112 shown in FIG. 4, since the respectively opposite cylinder wall and piston wall openings of the inlet valves 142-148 do not lie opposite one another, but through the opposite piston or cylinder wall are blocked.
  • inlet valves 142-148 increases the so-called sealing length, ie the length of the piston-cylinder gap between the piston wall opening and the cylinder wall opening of the same inlet valve.
  • sealing length is quadrupled in this way, so that the gas leakage flow is considerably reduced in this way. This is particularly necessary in the case of a piston compressor which has only a short piston stroke, which in turn results in a short sealing length between the two wall openings of an inlet valve.
  • Another section of the compressed gas supply line 160 runs in the piston 112 between a third and a fourth inlet valve 144, 146.
  • An anti-rotation device is provided in the cylinder 114, which prevents the piston 112 from rotating in the cylinder 114.
  • the anti-rotation device can be designed, for example, as a non-circular configuration of the magnetic parts of the motor fastened to the piston 112, which face the corresponding magnetic pole shoes.
  • both the piston 212 and the cylinder 214 have gas bearing nozzles 228, 229.
  • a second inlet valve 250 is provided for supplying the cylinder-side gas bearing nozzles 229, which is connected to the first one Inlet valve 242 is connected by the piston-side compressed gas accumulator 34. Via the second inlet valve 250, a cylinder-side compressed gas reservoir 252 is supplied with compressed gas in the filling position of the piston 212 shown in FIG. 5.
  • the piston 212 is driven by a motor 260 which essentially has an electromagnet 262 which interacts with a permanently magnetic part of the piston.
  • the piston 212 can have a reduced outer circumference in the area of the electromagnet 262, as a result of which the cylinder 114 can also include the axial length of the motor 260. As a result, the manufacturing costs are reduced and the storage quality is increased.
  • FIGS. 7 and 8 show a fourth exemplary embodiment of a piston compressor, the bearing of the piston in the cylinder being omitted in the illustration.
  • the piston compressor 310 has a piston 312 which oscillates in a gas bearing in a cylinder 314 and is supported with compressed gas, as described in the exemplary embodiments shown in FIGS. 1-6.
  • the piston end position control device described below can also be operated with other piston-cylinder arrangements.
  • the piston end position control device shown in FIGS. 7 and 8 serves to control the end position of the piston 312 in its filling position, which is shown in FIG.
  • the filling position must therefore always be maintained precisely because this is the only way to ensure that the piston wall opening and the cylinder wall opening of an intake valve are exactly aligned with one another and that the intake valve formed by them has a sufficiently large opening cross-section and a sufficient has a sufficiently long opening time so that the piston compressor compressed gas storage can be fully charged again.
  • the piston compressor 310 has a constant pressure gas source 350, in which there is always a constant gas pressure.
  • the constant pressure gas source 350 is connected via a line 352 to a cylinder wall opening 354 which, in FIG. 7, shows the end or filling position of the piston 312 in alignment with a piston wall opening 356 and together with this forms an opened charging valve 358.
  • a control pressure accumulator 360 is provided in the piston 312, and the gas pressure of the compressed gas source 350 is applied to it in the filling position of the piston 312.
  • a line 364 is provided in the cylinder housing 362, which connects the cylinder pressure chamber 366 to a second cylinder wall opening 368.
  • the second cylinder wall opening 368 forms with the piston wall opening 356 an unloading valve 370 which is opened in the non-end position of the piston 312 shown in FIG. 8, so that the gas pressure of the regulating pressure accumulator 360 and the cylinder space 366 align.
  • a second corresponding piston end position control device can be provided to regulate the right end position of the piston 312.
  • electromagnet 260 and / or the ferromagnetic parts which are not rotationally symmetrical are designed . are connected to the piston 212, there is also guidance in the axis of rotation, so that a mechanical rotation lock can be omitted.
  • FIG. 9 shows a Stirling cryocooler 400 which is formed by a piston compressor 10 and a cold finger 460.
  • the cold finger 460 in turn is formed by a displacer piston 462 which oscillates in a cold finger cylinder housing 464.
  • the displacer piston 462 is gas-supported in the cold finger housing.
  • the cold finger 460 has a cold finger compressed gas storage 466.
  • gas bearing nozzles 468 are provided in the cylinder housing 464 for mounting the displacer piston 462.
  • the gas storage nozzles 468 are fed with compressed gas from the compressed gas storage 466.
  • the piston compressor compressed gas storage 34 is connected to the cold finger compressed gas storage 466 by a cold finger gas supply line 470.
  • a cold finger valve 480 is provided, which is formed by a piston wall opening 482 and a cylinder wall opening 484 of the piston compressor 10 and opened in a ' filling position of the piston compressor piston 12 shown in FIG. 9 is.
  • the compressed gas storage 466 of the cold finger 460 is also supplied with compressed gas in this way.
  • the cold finger valve 480 is configured in the same way as the piston compressor inlet valve 42. The compressed gas flows in the filling position of the piston compressor piston 12 into the cold finger compressed gas storage 466 and is released over the entire movement cycle of the displacer piston 462 via the cold finger gas bearing nozzles 468.
  • the Stirling cooler shown is a split Stirling cooler, with an overflow line 490 supplying the cold finger 460 with gas from the piston compressor 10.
  • the displacer piston 462 is supported exclusively in the "warm" half of the cold finger cylinder housing 464 by the gas bearing nozzles 468 lying in two transverse planes. This arrangement of the cold finger gas bearing nozzles 468 prevents the relatively warm gas flowing out of the cold finger gas bearing nozzles 468 from heating the cold side of the cold finger 460.

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Abstract

Ein Kolbenkompressor weist einen Kolben (12) auf, der in einem Zylinder (14) oszilliert. Es ist eine Druckgasversorgungsanordnung vorgesehen, die einen Druckgasspeicher (34), eine Druckgaszuleitung (18) zwischen einer Druckgasquelle (20) und dem Druckgasspeicher (34) aufweist. Ferner ist im Verlauf der Druckgaszuleitung (18) ein Einlassventil (42) vorgesehen, das in einer Füllposition des Kolbens (12) geöffnet ist. Das Einlassventil (42) wird von einer Zylinderwandöffnung (22) und einer Kolbenwandöffnung (38) gebildet, die in der Füllposition des Kolbens (12) einander gegenüberliegen und ein geöffnetes Ventil bilden und in einer Nichtfüllposition des Kolbens (12) von der Kolbenwand (40) bzw. der Zylinderwand (24) verschlossen sind und ein geschlossenes Ventil bilden. Hierdurch ist ein Ventil geschaffen, dass keine beweglichen Teile aufweist und daher einfach herstellbar ist, eine hohe Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer aufweist.

Description

Kolbenkompressor
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenkompressor mit einem gasgelagerten Kolben.
Kolbenkompressoren mit Gaslagerung werden u. a. in Stirlingküh- lern, in Kolben-Vakuumpumpen und anderen Gaskompressoren eingesetzt. Die Gaslagerung eines Kolbens in einem Zylinder ermöglicht eine schmiermittelfreie und widerstandsarme Lagerung des Kolbens in dem Zylinder. Ein derartiger Kolbenkompressor ist aus WO 96/15369 bekannt. Für die Gaslagerung weist der Kolbenkompressor eine- Gaslagerungsanordnung auf, die einen Druckgasspeicher aufweist, der mit Gaslagerdüsen verbunden ist und diese mit unter Überdruck stehendem Druckgas versorgt . Der Druckgasspeicher wird von dem durch den Kolben in einem Zylinderdruckraum in einer Füllposition des Kolbens komprimierten und einen hohen Gasdruck aufweisenden Gas versorgt. Um zu ver- meiden, dass das unter hohem Druck stehende Gas aus dem Druckgasspeicher in den Zylinderraum zurückfließt, wenn sich der Kolben nicht in seiner Füllposition befindet und in dem Zylinderraum ein niedriger Druck herrscht, ist ein mechanisches Rückschlagventil, beispielsweise in Form eines Flatterventiles, in den Verlauf der Druckgaszuleitung zwischen dem Zylinderdruckraum und dem Druckgasspeicher vorgesehen. Mechanische Rückschlagventile unterliegen einer mechanischen Trägheit, können verklemmen oder Undichtigkeiten aufweisen und unterliegen Verschleiß.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gasgelagerten Kolbenkompressor mit einem verbesserten Einlassventil zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Der erfindungsgemäße Kolbenkompressor' weist ein Einlassventil im Verlauf der Druckgaszuleitung auf, das von einer Zylinderwandöffnung und einer Kolbenwandöffnung gebildet wird. Die Zy- linderwandöffnung und die Kolbenwandöffnung liegen in der Füll- position des Kolbens einander gegenüber und bilden ein geöffnetes Ventil. In einer Nichtfullposition des Kolbens werden die Zylinderwandöffnung und die Kolbenwandöffnung von der jeweils gegenüberliegenden Kolbenwand bzw. Zylinderwand verschlossen und bilden ein geschlossenes Ventil. Die Zylinderwandöffnung und die Kolbenwandöffnung sind derart zueinander angeordnet, dass das Ventil bei hohem Gasdruck öffnet und bei niedrigem Druck in der Druckgaszuleitung schließt. Das Öffnen und Schließen ist nicht direkt abhängig von dem in der Druckgaszuleitung anliegenden Gasdruck, sondern von der Position des Kolbens. Ein Rückschlagventil ist entbehrlich, so dass keine beweglichen mechanischen Teile für das Einlassventil erforderlich sind. Das von der Zylinderwandöffnung und der Kolbenwandöffnung gebildete Einlassventil arbeitet verzögerungsfrei, weist eine hohe Zuverlässigkeit auf und ist mit relativ geringem Aufwand herstellbar.
Vorzugsweise ist die Zylinderwandöffnung und/oder die Kolben- wandδffnung als Zirkulärnut ausgebildet. Hierdurch stehen sich in der Füllposition des Kolbens die Zylinderwandöffnung und die Kolbenwandöffnung in jedem Rotationswinkel des Kolbens gegenüber, so dass der Kolben hinsichtlich seiner Rotationsposition in dem Zylinder nicht geführt werden muss .
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die DruckgasZuleitung in dem Zylindergehäuse zwischen dem Zylinderdruckraum und dem Einlassventil angeordnet. Diese Anordnung ist insbesondere bei Anordnung des Druckgasspeichers in dem Kolben und bei Vorsehen eines einzigen Einlassventils sinnvoll. Das Druckgas wird aus dem Zylinderdruckraum über die DruckgasZuleitung in dem Zylindergehäuse zu dem Einlassventil geleitet . Sobald die Kolben- wandδffnung der Zylinderwandöffnung gegenüber liegt, strömt das Druckgas in den Druckgasspeicher in dem Kolben. Sobald der Kolben die Füllposition wieder verlassen hat, ist das von der Zylinderwandöffnung und der Kolbenwandöffnung gebildete Einlassventil wieder geschlossen und kann das Druckgas in dem Druckgasspeicher durch das Einlassventil nicht mehr entweichen. Auf diese Weise ist eine einfache Druckgasversorgung eines Kolbens in einem Zylinder realisiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Druckgasspeicher und die Gaslagerdüsen in dem Kolben angeordnet . Die Gaslagerdüsen sind über Versorgungsleitungen in dem Kolben direkt mit dem Druckgasspeicher verbunden. Grundsätzlich kann der Druckgasspeicher jedoch auch im Gehäuse angeordnet sein. Vorzugsweise ist die DruckgasZuleitung in dem Kolben zwischen dem dem Zylinderdruckraum zugewandten Kolbenboden und der seitlichen Kolbenwand angeordnet. Diese Anordnung ist bei einem am Gehäuse vorgesehenen Druckgasspeicher oder beim Vorsehen mehrerer in Reihe hintereinander liegender Einlassventile sinnvoll .
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist im Verlauf der Druckgaszuleitung ein zweites Einlassventil vorgesehen, das durch eine zweite Zylinderwandöffnung und eine zweite Kolbenwandöffnung gebildet ist, und das in der Füllposition des Kolbens öffnet. Das Druckgas fließt in der Füllposition des Kolbens durch die beiden geöffneten Einlassventile in den Druckgasspeicher.
Die Dichtlänge in dem Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder in der Nichtfullposition des Kolbens ist ungefähr so groß wie der Kolbenhub verringert um einen Öffnungsdurchmesser. Durch das Vorsehen mehrerer Einlassventile kann die effektive Dichtlänge entsprechend vergrößert werden. Dies ist insbesondere bei kurzem Kolbenhub erforderlich, bei dem sich die Kolbenwandöffnung in der Nichtfullposition des Kolbens nicht weit von der Zylinderwandöffnung entfernt. Durch Vorsehen des zweiten Einlassventiles wird in der Nichtfullposition des Kolbens die Sperrwirkung erheblich verbessert, d. h. das sog. Gasleck reduziert. Die Einlassventile befinden sich vorzugsweise jeweils auf unterschiedlichen Winkel- und Längspositionen des Zylinders. Es können auch drei, vier oder mehr Einlassventile in Reihe hintereinander im Verlauf der Gaszuleitung angeordnet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, die ein Verdrehen des Kolbens in dem Zylinder verhindert. Dies ist insbesondere bei Vorsehen mehrerer Einlass- ventile erforderlich, die in bestimmten feststehenden Rotationswinkeln zueinander angeordnet sind.
Vorzugsweise ist jede Gaslagerdüse durch einen in eine Düsenbohrung eingesetzten Draht gebildet. Zwischen dem Draht und der zylindrischen Bohrungswand ist ein Ringspalt gebildet, durch den das Gas aus der Gaslagerdüse entsprechend gedrosselt ausströmt. Alternativ kann jede Gaslagerdüse durch einen gasdurchlässigen Stopfen aus Sintermaterial gebildet sein, beispielsweise aus Edelstahl .
Die Gaslagerdüsen liegen jeweils in einer Kolben-Querebene auf der Höhe der beiden Kolbenendbereiche. Hierdurch wird eine stabile Gaslagerung des Kolbens in dem Zylinder erreicht. Die Gaslagerdüsen können in dem Kolben vorgesehen sein, können jedoch auch in dem Zylindergehäuse angeordnet sein. Die Gaslagerdüsen können auch teilweise sowohl in dem Kolben als auch in dem Zylindergehäuse angeordnet sein. Die Anordnung der Gaslagerdüsen in dem Kolben hat den Vorteil, dass diese mit der Bewegung des Kolbens mitwandern und die radialen Stabilisierungskräfte daher stets in gleicher Weise auf den Kolben wirken. Die Anordnung der Gaslagerdüsen in dem Zylindergehäuse hat den Vorteil, dass die Druckgasversorgung größtenteils in dem feststehenden Zylindergehäuse angeordnet sein kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Kolbenkompressor eine pneumatische Kolbenendlage-Regelungsvorrichtung auf, wobei eine Konstantdruckgasquelle einen im Vergleich zum Kolbendruckhub konstanten Gasdruck erzeugt und direkt mit einer Zylinderwandöffnung verbunden ist. Ferner ist ein Regeldruckspeicher in dem Kolben angeordnet und direkt mit einer Regel- druckspeicher-Kolbenwandöffnung verbunden. Der Regeldruckspeicher wird in der Füllposition des Kolbens mit dem gleichblei- bend konstanten Gasdruck der Konstantdruckgasquelle beaufschlagt. Es ist eine Leitung zwischen der Konstantdruckgas- quelle und einer zweiten Zylinderwandöffnung vorgesehen, die mit der Regeldruckspeicher-Kolbenwandöffnung ein Ladeventil bildet und die in der Endlage des Kolbens der Regeldruckspeicher-Kolbenwandöffnung gegenüberliegt, so dass sich der Gasdruck des Regeldruckspeichers an den Gasdruck der Konstant- druckgasquelle angleicht. Die Kolbenendlage-Regelungsvorrichtung ist zusätzlich zu der Kolben-Gaslagerung vorgesehen, wobei jeweils ein Druckgasspeicher für die Kolbenlagerung und für die Kolbenendlage-Regelungsvorrichtung vorgesehen ist und beide Vorrichtungen getrennt und unabhängig voneinander arbeiten.
Mit der Kolbenendlage-Regelungsvorrichtung wird eine Gasmenge in den Zylinderdruckraum in einer bestimmten Position des Kolbens, die nicht die Füllposition bzw. die Endlage ist, aus dem Regeldruckspeicher übergeben. Auf diese Weise wird die Gasmenge in dem betreffenden Zylinderdruckraum relativ konstant gehalten. Bei der anschließenden Kompression des Gases in dem Zylinderdruckraum ist die Kolbenendposition, die durch den Gasdruck in dem Zylinderdruckraum bestimmt wird, stets an der selben Stelle. Auf diese Weise wird eine Regelung der Kolbenendlage eines freischwingenden Kolbens realisiert, d.h. eines Kolbens, der nicht mit einer Kurbelwelle o. ä. mechanisch gekoppelt ist. Die pneumatische Kolbenendlage-Regelungsvorrichtung muss nicht Teil des beanspruchten Kolbenkompressors sein, sondern kann auch als eigenständige Endlage-Regelungsvorrichtung für jede Art von Kolbenzylinder-Anordnung dienen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist der Kolbenkompressor Teil eines Stirlingkühlers mit einem Kaltfinger. Der Kaltfinger wird von einem Displacer-Kolben in einem Kaltfinger-Zylindergehäuse gebildet. Der Kaltfinger weist einen eigenen Druckgas- Speicher und damit verbundene Gaslagerdüsen zur Lagerung des Displacer-Kolbens auf, oder es wird alternativ ein gemeinsamer Druckgasspeicher außerhalb des Kolbens verwendet. Der Kaltfinger-Druckgasspeicher ist mit dem Kolbenkompressor-Druckgasspeicher durch eine Kaltfinger-Gaszuleitung verbunden. Im Verlauf der Kaltfinger-Gaszuleitung ist ein Kaltfinger-Ventil angeordnet, das von einer Kolbenwandδffnung und einer Zylinderwandöffnung des Kolbenkompressors gebildet wird und in einer Füll- position des Kolbenkompressorkolbens geöffnet ist . Zur Versorgung der Kaltfinger-Gaslagerung wird Druckgas von dem Kolbenkompressor-Druckgasspeicher in den hierfür vorgesehenen Kalt- finger-Druckgasspeicher geleitet. Dies erfolgt sinnvollerweise in dem Moment, in dem sich der Kolben des Kolbenkompressors in seiner Füllposition befindet, da zu diesem Zeitpunkt der höchste Gasdruck zur Versorgung der Druckgasspeicher vorliegt. In der Füllposition des Kolbenkompressorkolbens wird daher auch das Kaltfinger-Ventil zwischen den beiden Druckgasspeichern geöffnet, so dass das Druckgas aus dem Zylinderdruckraum des Kolbenkompressors sowohl in den Kolbenkompressor-Druckgasspeicher als auch in den Kaltfinger-Druckgasspeicher fließt. Auf diese Weise wird der Einsatz von Flatterventilen oder anderen mechanischen Ventilen zur Absperrung des Druckgases in dem Kaltfinger-Druckgasspeicher vermieden.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Kolbenkompressors in einer Füllposition des Kolbens, Fig. 2 den Kolbenkompressor der Figur 1 in einer Nichtfullposition des Kolbens,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines Kolbenkompressors in einer Füllposition des Kolbens,
Fig. 4 den Kolbenkompressor der Figur 3 in einer Nichtfullposition des Kolbens,
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform eines Kolbenkompressors in einer Füllposition des Kolbens,
Fig. 6 den Kolbenkompressor der Figur 5 in einer Nichtfullposition des Kolbens,
Fig. 7 . eine vierte Ausführungsform eines Kolbenkompressors mit einer Kolbenendlage-Regelungsvorrichtung in einer Füllposition des Kolbens,
Fig. 8 der Kolbenkompressor der Figur 7 in einer Nichtfullposition des Kolbens, und
Fig. 9 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Kolbenkompressors als Teil eines Stirlingkühlers mit einem Kalt- finger in der Füllposition des Kolbenkompressor-Kolbens.
In den Figuren 1 - 8 sind mehrere Ausführungsbeispiele eines Kolbenkompressors dargestellt, wie er beispielsweise als Bestandteil eines Stirling-Kryokühlers verwendet wird. Ein Stir- ling-Kryokühler mit einem Kolbenkompressor ist in Figur 9 dargestellt . Eine erste Ausführungsform eines Kolbenkompressors 10 ist in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Der Kolbenkompressor 10 wird im wesentlichen gebildet von einem Kolben 12, der in einem Zylinder 14 zwischen zwei Endpositionen oszilliert, die jeweils in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind.
In dem Gehäuse 16 des Zylinders 14 ist eine DruckgasZuleitung 18 vorgesehen, die einen Zylinderdruckraum 20 an einem Zylinderende mit einer Zylinderwandöffnung 22 in der seitlichen Zylinderwand 24 verbindet.
Der Kolben 12 weist vier Gaslagerdüsen 28 in zwei Ebenen auf, die durch Querkanäle 30 und einen Längskanal 32 miteinander verbunden sind. Mindestens sind drei Gaslagerdüsen in jeder Ebene vorzusehen. Die Quer- und Längskanäle 30,32 bilden zusammen einen Druckgasspeicher 34, der ein ausreichendes Volumen Druckgas zur Versorgung der Gaslagerdüsen 28 mit Druckgas während eines Zyklus hat. Der von den Kanälen 30,32 gebildete Druckgasspeicher 34 weist ferner einen Verbindungskanal 36 auf, der in einer Kolbenwandöffnung 38 in der seitlichen Kolbenwand 40 mündet. Der Kolbenwandöffnung 38 ist eine in Umfangsrichtung verlaufende Zirkulärnut 39 zugeordnet, die über den gesamten Umfang der seitlichen Zylinderwand 24 verläuft.
Die Zylinderwandöffnung 22 und die Kolbenwandöffnung 38 bilden zusammen ein Einlassventil 42, durch das in der in Figur 1 dargestellten Füll- bzw. Endposition des Kolbens 12 Druckgas aus dem Zylinderdruckraum 20 in den Druckgasspeicher 34 fließt. In der in Figur 2 dargestellten Nichtfullposition ist das Einlassventil 42 gesperrt. In der Nichtfullposition des Kolbens 12 wird das Druckgas aus dem Druckgasspeicher 34, ebenso wie in der Füllposition, über die Gaslagerdüsen 28 langsam wieder abgegeben.
Die Gaslagerdüsen 28 weisen in einer Axialbohrung jeweils einen eingesetzten Draht auf, der in der Axialbohrung einen Ringspalt bildet. Auf diese Weise wird ein Druckabfall in der Gaslagerdüse realisiert, der ein zu schnelles Entweichen des in dem Druckgasspeicher 34 unter Druck zurückgehaltenen Gases verhindert. Alternativ kann in die Bohrung auch ein Stopfen aus Sintermaterial, z. B. aus Edelstahl, eingesetzt sein.
Das Gas entweicht über den gesamten Zyklus langsam. Der Gasdruck in dem Druckgasspeicher 34 nimmt so langsam ab, dass praktisch über den gesamten Bewegungszyklus des Kolbens 12 genügend Gasdruck vorhanden ist, um den Kolben 12 in der Zylindermitte zu halten.
Die Gaslagerdüsen 28 sind über die Kolbenlänge und den Kolbenumfang verteilt angeordnet und wirken als Drosseln. Die Gaslagerdüsen 28 werden von dem Druckgasspeicher 34 kontinuierlich mit Druckgas versorgt. Das aus den Gaslagerdüsen 28 ausströmende Druckgas bildet zwischen dem Kolben 12 und dem Zylindergehäuse 16 einen Spalt, durch den der Kolben 12 in der Zylindermitte gehalten wird und berührungslos in dem Zylindergehäuse 16 hin- und herläuft .
Der Drosselwiderstand der Gaslagerdüsen 28 ist ungefähr in der gleichen Größenordnung wie der Drosselwiderstand des Gasflusses zwischen dem Kolben 12 und dem Zylinder 14, wenn sich der Kolben 12 ungefähr in der radialen Mitte des Zylinders 14 befindet . Hierdurch ist der Druck in dem Spalt zwischen dem Kolben 12 und dem Zylinder 14 in der Nähe der Gaslagerdüsen 28 etwa halb so groß wie der Druck vor den Gaslagerdüsen, d. h. wie der Druck innerhalb des Druckgasspeichers 34. An allen Seiten des Kolbens 12 herrscht ungefähr der gleiche Druck. Sobald eine Kraft auf den Kolben 12 wirkt, verschiebt sich der Kolben 12 der Kraft nachgebend in radialer Richtung auf die Zylinderwand 24 zu. Hierdurch verringert sich in diesem Bereich der Spalt zwischen der Kolbenwand 40 und der Zylinderwarid 24. Dadurch wird die DrosselWirkung des Spaltes zwischen der Kolbenwand 40 und der Zylinderwand 24 in diesem Bereich erhöht, wodurch der Kolben 12 entgegen der nach radial außen wirkenden Störkraft wieder nach radial innen in Richtung Zylindermitte gedrückt wird.
Für den Betrieb der Gaslagerung ist in dem Druckgasspeicher 34 ein Gasdruck erforderlich, der über dem Übergebungsdruck liegt. Der erforderliche Gasdruck wird während eines Zyklus stets in der in Figur 1 dargestellten Füllposition des Kolbens 12 dem Zylinderdruckraum 20 entnommen, der zu diesem Zeitpunkt stets einen hohen Gasdruck aufweist. In dieser Position ist das von der Zylinderwandöffnung 22 und der Kolbenwandöffnung 38 gebildete Einlassventil 42 geöffnet, so dass das unter hohem Druck, befindliche Gas aus dem ZylInderdruckraum 20 in den Druckgasspeicher 34 fließen kann. Sobald der Kolben 12 seine Füllposition verlassen hat, steht der Zylinderwandöffnung 22 die Kolbenwand 40 und der Kolbenwandöffnung 38 die Zylinderwand 24 gegenüber, so dass das Einlassventil 42 geschlossen ist.
Durch die Zuordnung der Zirkulärnut 39 zu der Kolbenwandöffnung 38 ist bei dem im Querschnitt kreisrunden Kolben 12 und kreisrunden Zylinder 14 sichergestellt, dass das Einlassventil 42 in der Füllposition des Kolbens 12 bei jeder Rotationsposition des Kolbens 12 tatsächlich öffnet. Der Zylinder 14 ist an dem dem Zylinderdruckraum 20 gegenüberliegendem Ende mit einem konstanten Gasdruck beaufschlagt, beispielsweise mit atmosphärischem Druck. Der Kolben wird durch einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben, beispielsweise durch einen feststehenden Elektromagneten in Verbindung mit einer Kplbenfeder oder durch einen den Kolben mitnehmenden und sich in axialer Richtung bewegenden Magneten.
Eine Ausbildung eines Antriebes ist in dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
In dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten zweiten Ausfüh- rungsbeipiel sind um 100 erhöhte Bezugszeichen des Ausführungsbeispieles der Figuren 1 und 2 übernommen, soweit sie gleiche Teile betreffen. Das gleiche gilt entsprechend für die übrigen Ausführungsbeispiele, in denen die Bezugszeichen um 200,300 bzw. 400 erhöht sind.
In dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten zweiten Ausfüh- rungsbeipiel eines Kolbenkompressors 110 sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel mehrere Einlassventile 142,144,146,148 im Verlauf der Druckgaszuleitung 118,160,162,164 in Reihe hintereinander angeordnet.
In dem vorliegenden Kolbenkompressor 110 ist ein Abschnitt der Druckgaszuleitung 164 in dem Kolben 112 zwischen einer Öffnung 170 in dem Kolbenboden 172 und einer zweiten Kolbenwandöffnung 174 angeordnet, die mit einer zweiten Zylinderwandöffnung 176 das Einlassventil 148 bildet. Auch die übrigen Einlassventile 142,144,146 werden jeweils durch eine Kolbenwandöffnung und eine in der Füllposition des Kolbens gegenüberliegende Zylinderwandöffnung gebildet. Alle vier Einlassventile 142-148 öffnen in der Figur 3 dargestellten Füllposition des Kolbens 112 und sind in der in Figur 4 dargestellten Nichtfullposition des Kolbens 112 geschlossen, da die jeweils einander gegenüberliegenden Zylinderwand- und Kolbenwandöffnungen der Einlassventile 142-148 nicht einander gegenüberliegen, sondern durch die jeweils gegenüberliegende Kolben- bzw. Zylinderwand versperrt sind. Durch das Vorsehen von mehreren Einlassventilen 142-148 wird die sog. Dichtlänge vergrößert, d. h. die Länge des Kolben-Zylinder-Spaltes zwischen der Kolbenwandδffnung und der Zylinderwandöffnung desselben Einlassventiles. Bei vier Einlassventilen 142-148 wird auf diese Weise die Dichtlänge vervierfacht, so dass der Gas- leckstrom auf diese Weise erheblich reduziert wird. Dies ist insbesondere bei einem Kolbenkompressor notwendig, der nur einen kurzen Kolbenhub aufweist, der wiederum eine kurze Dichtlänge zwischen den beiden Wandöffnungen eines Einlassventiles zur Folge hat. Ein weiterer Abschnitt der Druckgaszuleitung 160 verläuft in dem Kolben 112 zwischen einem dritten und einem vierten Einlassventil 144,146.
In dem Zylinder 114 ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, die ein Verdrehen des Kolbens 112 in dem Zylinder 114 verhindert. Die Verdrehsicherung kann beispielsweise als eine nichtkreisförmige Ausbildung der am Kolben 112 befestigten, magnetischen Teile des Motors ausgebildet sein, die entsprechenden magnetischen Polschuhen gegenüberstehen.
In dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel eines Kolbenkompressors 110 weist sowohl der Kolben 212 als auch der Zylinder 214 Gaslagerdüsen 228,229 auf. Für die Versorgung der zylinderseitigen Gaslagerdüsen 229 ist ein zweites Einlassventil 250 vorgesehen, das mit dem ersten Einlassventil 242 durch den kolbenseitigen Druckgasspeicher 34 verbunden ist. Über das zweite Einlassventil 250 wird ein zy- linderseitiger Druckgasspeicher 252 in der in Figur .5 dargestellten Füllposition des Kolbens 212 mit Druckgas versorgt.
Der Kolben 212 wird durch einen Motor 260 angetrieben, der im wesentlichen einen Elektromagneten 262 aufweist, der mit einem permanent magnetischen Teil des Kolbens zusammenwirkt. Der Kolben 212 kann im Bereich des Elektromagneten 262 einen reduzierten Außenumfang aufweisen, wodurch der Zylinder 114 auch die Axiallänge des Motors 260 mit einschließen kann. Hierdurch werden die Herstellungskosten gesenkt und die Lagerqualität gesteigert.
In den Figuren 7 und 8 ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines Kolbenkompressors dargestellt, wobei die Lagerung des Kolbens in dem Zylinder in der Darstellung weggelassen ist. Der Kolbenkompressor 310 weist einen Kolben 312 auf, der gasgelagert in einem Zylinder 314 oszilliert und mit Druckgas gelagert ist, wie in den Figuren 1 - 6 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Die im Folgenden beschriebene Kolbenendlage- Regelungsvorrichtung kann aber auch mit anderen Kolben-Zylinder-Anordnungen betrieben werden.
Die in den Figuren 7 und 8 dargestellte Kolbenendlage-Regelungsvorrichtung dient der Steuerung der Endlage des Kolbens 312 in seiner Füllposition, die in Figur 7 dargestellt ist. Die Füllposition muss deshalb stets genau eingehalten werden, weil nur dadurch gewährleistet ist, dass die Kolbenwandöffnung und die Zylinderwandöffnung eines Einlassventiles dann genau miteinander fluchten und das durch sie gebildete Einlassventil einen ausreichend großen Öffnungsquerschnitt und eine ausrei- chend große Öffnungsdauer hat, damit der Kolbenkompressor- Druckgasspeicher wieder vollständig aufgeladen werden kann.
Der Kolbenkompressor 310 weist eine Konstantdruckgasquelle 350 auf, in der stets ein konstanter Gasdruck herrscht. Die Konstantdruckgasquelle 350 ist über eine Leitung 352 mit einer Zylinderwandöffnung 354 verbunden, die in der Figur 7 dargestellten End- bzw.- Füllposition des Kolbens 312 mit einer Kolbenwandöffnung 356 fluchtet und mit dieser zusammen ein geöffnetes Ladeventil 358 bildet.
In dem Kolben 312 ist ein Regeldruckspeicher 360 vorgesehen, der in der Füllposition des Kolbens 312 mit dem Gasdruck der Druckgasquelle 350 beaufschlagt wird.
Ferner ist in dem Zylindergehäuse 362 eine Leitung 364 vorgesehen, die den Zylinderdruckraum 366 mit einer zweiten Zylinderwandöffnung 368 verbindet. Die zweite Zylinderwandöffnung 368 bildet mit der Kolbenwandöffnung 356 ein Entladeventil 370, das in der Figur 8 dargestellten Nichtendpositio des Kolbens 312 geöffnet ist, so dass sich der Gasdruck des Regeldruckspeichers 360 und des Zylinderraumes 366 einander angleichen.
In der in Figur 7 dargestellten End- bzw. Füllposition des Kolbens 312 befindet sich dieser in der Endlage in Richtung Zylinderraum 366. In diesem Zeitpunkt ist der Gasdruck in dem Zylinderraum 366 höher als in dem Regeldruckspeicher 360 oder der Konstantdruckgasquelle 350. In dieser Position des Kolbens 312 ist das Regelventil 358 geöffnet, so dass sich der Gasdruck in dem Regeldruckspeicher 360 angleicht an den Gasdruck der Konstantdruckgasquelle 350. Diese Gasdruck ist höher als der Gasdruck in dem Zylinderdruckraum 366 in der in Figur 8 dargestellten Nichtendposition des Kolbens 312. In der Nichtendposi- tion des Kolbens 312, die in Figur 8 dargestellt ist, ist das Regelventil 358 geschlossen und das Entladeventil 370 geöffnet. Hierdurch wird der Druck in dem Zylinderdruckraum 366 an den Druck in dem Regeldruckspeicher 360 angeglichen, so dass sich in dem Zylinderdruckraum 366 in dieser Kolbenposition stets ungefähr die gleiche Gasmenge befindet .
Bei zu hohem Druck, d. h. bei zu großer Gasmenge in dem Zylinderdruckraum 366, wird die in Figur 7 dargestellte Endposition des Kolbens 312 nicht erreicht, so dass dem Regeldruckspeicher 360 kein Gas von der Konstantdruckgasquelle 350 zugeführt wird. Durch den unvermeidlichen Gasverlust und damit Druckverlust in dem Zylinderdruckraum 366 wandert die zylinderraumseitige Endposition des Kolbens 312 von Zyklus zu Zyklus weiter in Richtung Zylinderdruckraum 366, bis in seiner Endposition das Regelventil 358 wieder geöffnet wird. Auf diese Weise wird die druckseitige Endposition des Kolbens 312 geregelt bzw. begrenzt .
Zur Regelung der rechten Endposition des Kolbens 312 kann eine zweite entsprechende Kolbenendlage-Regelungsvorrichtung vorgesehen werden.
Durch die beschriebene Regelung der Kolbenendlage ergibt sich eine definierte Ortslage des maximalen Kompressordrucks, wodurch die Ventilwirkung der in den Figuren 1 - 6 beschriebenen Einlassventile nicht viel schlechter als bei herkömmlichen Flatterventilen ist, jedoch absolut verschleißfrei arbeitet.
Bei einem Antrieb des Kolbens durch einen bewegten Magneten oder Eisenkern ergibt sich der Vorteil, dass keine bewegten elektrischen Leitungen erforderlich sind. Ferner ergibt sich eine federnde Wirkung durch das Magnetfeld, wodurch eine Zen- trierfeder entfallen kann. Damit sind alle Verschleißteile und Federn, für die ein Bruchrisiko besteht, nicht mehr vorhanden.
Bei nicht rotationssymmetrischem Aufbau des Elektromagenten 260 und/oder der ferromagnetischen Teile, die . mit dem Kolben 212 verbunden sind, ergibt sich auch eine Führung in der Rotationsachse, so dass eine mechanische Verdrehsicherung entfallen kann.
In Figur 9 ist ein Stirling-Kryokühler 400 dargestellt, der von einem Kolbenkompressor 10 und einem Kaltfinger 460 gebildet wird. Der Kaltfinger 460 wiederum wird von einem Displacer-Kol- ben 462 gebildet, der in einem Kaltfinger-Zylindergehäuse 464 oszilliert. Der Displacer-Kolben 462 ist in dem Kaltfingergehäuse gasgelagert. Hierzu weist der Kaltfinger 460 einen Kaltfinger-Druckgasspeicher 466 auf. Ferner sind in dem Zylindergehäuse 464 Gaslagerdüsen 468 zur Lagerung des Displacer-Kolbens 462 vorgesehen. Die Gaslagerdüsen 468 werden von dem Druckgasspeicher 466 mit Druckgas gespeist. Der Kolbenkompressor-Druckgasspeicher 34 ist durch eine Kaltfinger-Gaszuleitung 470 mit dem Kaltfinger-Druckgasspeicher 466 verbunden. Zwischen dem Kolbenkompressor-Druckgasspeicher 34 und der Kaltfinger-Gaszuleitung 470 ist ein Kaltfinger-Ventil 480 vorgesehen, das von einer Kolbenwandöffnung 482 und einer Zylinderwandöffnung 484 des Kolbenkompressors 10 gebildet ist und in einer in der Figur 9 dargestellten ' Füllposition des Kolbenkompressor-Kolbens 12 geöffnet ist. In der Füllposition des Kolbenkompressor-Kolbens 12 wird auf diese Weise auch der Druckgasspeicher 466 des Kalt- fingers 460 mit Druckgas versorgt. Das Kaltfinger-Ventil 480 ist in gleicher Weise ausgebildet wie das Kolbenkompressor-Einlassventil 42. Das Druckgas fließt in der Füllposition des Kolbenkompressor- Kolbens 12 in den Kaltfinger-Druckgasspeicher 466 und wird über den gesamten Bewegungszyklus des Displacer-Kolbens 462 über die Kaltfinger-Gaslagerdüsen 468 abgegeben.
Bei dem dargestellten Stirling-Kühler handelt es sich um einen Split-Stirling-Kühler, wobei eine Überströmleitung 490 den Kaltfinger 460 mit Gas aus dem Kolbenkompressor 10 versorgt.
Der Displacer-Kolben 462 ist durch die in zwei Querebenen liegenden Gaslagerdüsen 468 ausschließlich in der "warmen" Hälfte des Kaltfinger-Zylindergehäuses 464 gelagert. Durch diese Anordnung der Kaltfinger-Gaslagerdüsen 468 wird vermieden, dass das relativ warme aus den Kaltfinger-Gaslagerdüsen 468 ausströmende Gas die kalte Seite des Kaltfingers 460 erwärmt.
Während der Bewegung des Kolbenkompressor-Kolbens 12 in die Nichtfullposition nimmt der Druck in dem Kolbenkompressor-Zylinderdruckraum 20 schnell ab, wohingegen sich der Gasdruck in den beiden Druckgasspeichern 34,466 nur langsam über die Gaslagerdüsen 28,468 des Kolbenkompressors 10 und des Kaltfingers 460 und über die sog. Kolbenlecks abbaut. Solange der Kolbenkompressor-Kolben 12 mit ausreichend hoher Frequenz oszilliert, ist zu jedem Zeitpunkt eine ausreichende Druckdifferenz vor und hinter den Gaslagerdüsen 28,468 vorhanden, die die Gaslagerung der Kolben 12,462 aufrechterhält. Der geringe Gasfluss aus den Gaslagerdüsen 468 des Kaltfingers 460 wird über die Überströmleitung 490 in den Zylinderdruckraum 20 des Kolbenkompressors 10 zurückgeführt.

Claims

Patentansprüche
1. Kolbenkompressor mit
einem Kolben (12) , der in einem Zylinder (14) oszilliert und der in einer Füllposition in einem Zylinderdruckraum (20) Gas komprimiert,
im Kolbenbereich angeordneten Gaslagerdüsen (28) zur Gas- lagerung des Kolbens (12) ,
einem Druckgaspeicher (34) , der mit den Gaslagerdüsen (28) verbunden ist,
einer DruckgasZuleitung (18) zwischen dem Zylinderdruckraum (20) und dem Druckgasspeicher (34) , und
einem Einlassventil (42) im Verlauf der Druckgaszuleitung (18) , das in der Füllposition des Kolbens (12) geöffnet ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Einlassventil (42) von einer Zylinderwandöffnung (22) und einer Kolbenwandöffnung (38) gebildet wird, die in der Füllposition des Kolbens (12) einander gegenüberliegen und ein geöffnetes Ventil bilden und in einer Nichtfullposition von der Kolbenwand (40) bzw. der Zylinderwand (24) verschlossen sind und ein geschlossenes Ventil bilden.
2. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderwandöffnung (22) und/oder die Kolbenwandöffnung (38) als Zirkulärnut (39) ausgebildet ist.
3. Kolbenkompressor nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgaszuleitung (18) in dem Zylindergehäuse (16) zwischen dem Zylinderdruckraum (20) und dem Einlassventil (42) angeordnet ist.
4. Kolbenkompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die DruckgasZuleitung (164) in dem Kolben (112) zwischen dem Kolbenboden (172) und der Kolbenwand angeordnet ist.
5. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasspeicher (34) und die Gas- lagerdüsen (28) in dem Kolben (12) angeordnet sind.
6. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf der Druckgaszuleitung (164) ein durch eine zweite Zylinderwandöffnung (176) und eine zweite Kolbenwandöffnung (174) gebildetes zweites Einlassventil (148) angeordnet ist.
7. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylinder (114) eine Verdrehsicherung vorgesehen ist, die ein Verdrehen des Kolbens (112) in dem Zylinder (114) verhindert.
8. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gaslagerdüse (28) durch einen in eine Düsenbohrung eingesetzten Draht gebildet ist.
9. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 - 7 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Gaslagerdüse (28) durch einen gasdurchlässigen Stopfen aus Sintermaterial gebildet ist .
10. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaslagerdüsen (28) jeweils in einer Querebene auf der Höhe der beiden Kolbenendbereiche angeordnet sind.
11. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaslagerdüsen (28) in dem Kolben
(12) vorgesehen sind.
12. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaslagerdüsen (229) in dem Zylindergehäuse (216) angeordnet sind.
13. Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine pneumatische Kolbenendlage-Regelungsvorrichtung vorgesehen ist, die aufweist:
einen Regeldruckspeicher (360) in dem Kolben (312), wobei der Regeldruckspeicher (360) mit einer Regeldruckspeicher- Kolbenwandöffnung (356) in der Kolbenwand verbunden ist
eine Konstantdruckgasquelle (350) , die durch eine Leitung (352) mit einer Zylinderwandöffnung (354) verbunden ist, die mit der Regeldruckspeicher-Kolbenwandöffnung (356) ein
Regelventil (358) bildet und in der Endlage des Kolbens (312) von der Regeldruckspeicher-Kolbenwandöffnung (356) passiert wird, und einer Leitung (364) zwischen dem Zylinderdruckraum (366) und einer Zylinderwandöffnung (368) , die mit der Regel- druckspeicher-Kolbenwandöffnung (356) ein Entladeventil (370) bildet, und die während eines Zyklus' in einer NichtEndlage des Kolbens (312) von der Regeldruckspeicher-Öffnung (356) passiert wird.
14. Stirling-Kühler mit einem Kaltfinger (460) und einem Kolbenkompressor (10) nach einem der Ansprüche 1-13, wobei
der . Kaltfinger (460) einen Displacer-Kolben (462) in einem Kaltfinger-Zylindergehäuse (464) aufweist,
der Kaltfinger (460) einen Druckgasspeicher (466) und damit verbundene Gaslagerdüsen (468) zur Lagerung des Displacer- Kobens (462) aufweist,
der Kaltfinger-Druckgasspeicher (466) mit dem Kolbenkompressor-Druckgasspeicher (34) durch eine Kaltfinger-Gaszuleitung (470) verbunden ist, und
im Verlauf der Kaltfinger-Gaszuleitung (470) ein Ventil (480) angeordnet ist, das von einer Kolbenwandöffnung (482) und einer Zylinderwandöffnung (484) des Kolbenkompressors (10) gebildet wird und in einer Füllposition des Kolbenkompressor-Kolbens (12) öffnet.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010038199A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-08 Pfizer Inc. Rotary supply joint, rotary timing valve and product handling apparatus
WO2013167124A3 (de) * 2012-05-11 2014-01-09 Aerolas Gmbh Aerostatische Lager-Lasertechnik Kolben-zylinder-einheit
EP2871620A1 (de) * 2013-11-07 2015-05-13 Labor Strauss Sicherungsanlagenbau Ges. m. b. H Rauchdetektionsanordnung

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004036106A1 (de) * 2004-07-24 2006-03-16 Ina-Schaeffler Kg Periodisch beaufschlagbarer Stößel für einen Ventil- oder Pumpentrieb
DE102005053836A1 (de) * 2005-11-09 2007-05-10 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kompressor
DE102006009274A1 (de) * 2006-02-28 2007-08-30 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Linearverdichter bzw. Kältegerät umfassend eine Abflusseinrichtung für Fluidkondensat
US20100307156A1 (en) 2009-06-04 2010-12-09 Bollinger Benjamin R Systems and Methods for Improving Drivetrain Efficiency for Compressed Gas Energy Storage and Recovery Systems
US20110266810A1 (en) 2009-11-03 2011-11-03 Mcbride Troy O Systems and methods for compressed-gas energy storage using coupled cylinder assemblies
US8479505B2 (en) 2008-04-09 2013-07-09 Sustainx, Inc. Systems and methods for reducing dead volume in compressed-gas energy storage systems
US8037678B2 (en) 2009-09-11 2011-10-18 Sustainx, Inc. Energy storage and generation systems and methods using coupled cylinder assemblies
US8240140B2 (en) 2008-04-09 2012-08-14 Sustainx, Inc. High-efficiency energy-conversion based on fluid expansion and compression
US8359856B2 (en) 2008-04-09 2013-01-29 Sustainx Inc. Systems and methods for efficient pumping of high-pressure fluids for energy storage and recovery
US7832207B2 (en) 2008-04-09 2010-11-16 Sustainx, Inc. Systems and methods for energy storage and recovery using compressed gas
US8448433B2 (en) 2008-04-09 2013-05-28 Sustainx, Inc. Systems and methods for energy storage and recovery using gas expansion and compression
US8677744B2 (en) 2008-04-09 2014-03-25 SustaioX, Inc. Fluid circulation in energy storage and recovery systems
US8474255B2 (en) 2008-04-09 2013-07-02 Sustainx, Inc. Forming liquid sprays in compressed-gas energy storage systems for effective heat exchange
US7958731B2 (en) 2009-01-20 2011-06-14 Sustainx, Inc. Systems and methods for combined thermal and compressed gas energy conversion systems
US8250863B2 (en) 2008-04-09 2012-08-28 Sustainx, Inc. Heat exchange with compressed gas in energy-storage systems
US8225606B2 (en) 2008-04-09 2012-07-24 Sustainx, Inc. Systems and methods for energy storage and recovery using rapid isothermal gas expansion and compression
WO2009152141A2 (en) 2008-06-09 2009-12-17 Sustainx, Inc. System and method for rapid isothermal gas expansion and compression for energy storage
WO2010105155A2 (en) 2009-03-12 2010-09-16 Sustainx, Inc. Systems and methods for improving drivetrain efficiency for compressed gas energy storage
US8104274B2 (en) 2009-06-04 2012-01-31 Sustainx, Inc. Increased power in compressed-gas energy storage and recovery
US8191362B2 (en) 2010-04-08 2012-06-05 Sustainx, Inc. Systems and methods for reducing dead volume in compressed-gas energy storage systems
US8171728B2 (en) 2010-04-08 2012-05-08 Sustainx, Inc. High-efficiency liquid heat exchange in compressed-gas energy storage systems
US8234863B2 (en) 2010-05-14 2012-08-07 Sustainx, Inc. Forming liquid sprays in compressed-gas energy storage systems for effective heat exchange
US8495872B2 (en) 2010-08-20 2013-07-30 Sustainx, Inc. Energy storage and recovery utilizing low-pressure thermal conditioning for heat exchange with high-pressure gas
US8578708B2 (en) 2010-11-30 2013-11-12 Sustainx, Inc. Fluid-flow control in energy storage and recovery systems
CN102579017A (zh) * 2011-01-11 2012-07-18 无锡华清医疗器械有限公司 无创血流动力学参数分析仪
CN103930654A (zh) 2011-05-17 2014-07-16 瑟斯特克斯有限公司 用于在压缩空气能量存储系统中高效两相传热的系统和方法
WO2013106115A2 (en) 2011-10-14 2013-07-18 Sustainx, Inc. Dead-volume management in compressed-gas energy storage and recovery systems
CN104145084B (zh) * 2011-12-29 2018-12-18 埃塔热发电机股份有限公司 用于管理活塞式发动机中的间隙的方法和系统
US9435322B2 (en) * 2012-01-19 2016-09-06 Ge Oil & Gas Compression Systems, Llc Valveless reciprocating compressor
US9702350B2 (en) * 2012-01-19 2017-07-11 Ge Oil & Gas Compression Systems, Llc Valveless reciprocating compressor
KR102121585B1 (ko) * 2013-09-16 2020-06-11 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기
DE102013223364A1 (de) * 2013-11-15 2015-05-21 Heinrich Frey Maschinenbau Gmbh Abfüllvorrichtung
JP6188619B2 (ja) * 2014-04-02 2017-08-30 住友重機械工業株式会社 極低温冷凍機
DE102014116554B3 (de) * 2014-11-12 2015-11-12 Heinrich Frey Maschinenbau Gmbh Abfüllvorrichtung
US9932975B2 (en) * 2015-01-16 2018-04-03 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Compressor
CN107101409B (zh) * 2017-05-17 2018-01-23 宁利平 双作用α型斯特林制冷机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4545738A (en) * 1984-02-03 1985-10-08 Helix Technology Corporation Linear motor compressor with clearance seals and gas bearings
EP0864750A1 (de) * 1996-07-09 1998-09-16 SANYO ELECTRIC Co., Ltd. Linearer kompressor
US6016738A (en) * 1994-11-10 2000-01-25 Thomassen International B.V. Piston compressor of the horizontal type
US6035637A (en) * 1997-07-01 2000-03-14 Sunpower, Inc. Free-piston internal combustion engine

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4387568A (en) * 1980-07-14 1983-06-14 Mechanical Technology Incorporated Stirling engine displacer gas bearing
US4574591A (en) 1983-08-29 1986-03-11 Helix Technology Corporation Clearance seals and piston for cryogenic refrigerator compressors
US4543793A (en) * 1983-08-31 1985-10-01 Helix Technology Corporation Electronic control of cryogenic refrigerators
US4644851A (en) 1984-02-03 1987-02-24 Helix Technology Corporation Linear motor compressor with clearance seals and gas bearings
US4553398A (en) * 1984-02-03 1985-11-19 Helix Technology Corporation Linear motor compressor with pressure stabilization ports for use in refrigeration systems
DE3439648A1 (de) * 1984-10-30 1986-05-07 Joachim Prof. Dr.-Ing. 8000 München Heinzl Aerostatisches lager
FR2611031B1 (fr) * 1987-02-16 1989-05-05 Commissariat Energie Atomique Refrigerateur, notamment a cycle de vuilleumier, comportant des pistons suspendus par des paliers a gaz
US5901737A (en) * 1996-06-24 1999-05-11 Yaron; Ran Rotary valve having a fluid bearing
TW347464B (en) 1996-11-15 1998-12-11 Sanyo Electric Co Stirling cycle machine
US5775273A (en) 1997-07-01 1998-07-07 Sunpower, Inc. Free piston internal combustion engine
US6170442B1 (en) 1997-07-01 2001-01-09 Sunpower, Inc. Free piston internal combustion engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4545738A (en) * 1984-02-03 1985-10-08 Helix Technology Corporation Linear motor compressor with clearance seals and gas bearings
US6016738A (en) * 1994-11-10 2000-01-25 Thomassen International B.V. Piston compressor of the horizontal type
EP0864750A1 (de) * 1996-07-09 1998-09-16 SANYO ELECTRIC Co., Ltd. Linearer kompressor
US6035637A (en) * 1997-07-01 2000-03-14 Sunpower, Inc. Free-piston internal combustion engine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010038199A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-08 Pfizer Inc. Rotary supply joint, rotary timing valve and product handling apparatus
RU2480655C2 (ru) * 2008-10-02 2013-04-27 Пфайзер Инк. Поворотное подающее соединение, поворотный распределительный клапан и устройство для обработки продукта
US8739812B2 (en) 2008-10-02 2014-06-03 Capsugel Belgium Nv Rotary supply joint, rotary timing valve and product handling apparatus
WO2013167124A3 (de) * 2012-05-11 2014-01-09 Aerolas Gmbh Aerostatische Lager-Lasertechnik Kolben-zylinder-einheit
US9739276B2 (en) 2012-05-11 2017-08-22 Aerolas Gmbh Piston/cylinder unit
EP2871620A1 (de) * 2013-11-07 2015-05-13 Labor Strauss Sicherungsanlagenbau Ges. m. b. H Rauchdetektionsanordnung

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