Kühlaggregat. Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühl aggregat, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es aus einem Heissgasmotor und einer von ihm angetriebenen Kühlmaschine besteht, die nach dem umgekehrten Heissgasmotorprinzip arbeitet und bei der sowohl der Arbeitsraum des Heissgasmotors als auch derjenige der Kühlmaschine an einen gemeinsamen Raum angeschlossen sind, dem für beide das gleiche Arbeitsmittel entnommen wird.
Der gemeinsame Raum kann mit der Atmo sphäre verbunden oder von ihr getrennt sein. Diese Trennung kann sich erstens auf eine Trennung zwischen zwei i3ledien gleichen Druckes beziehen, um Mischung zu verhüten, nämlich, wenn in den Arbeitsräumen des er findungsgemässen Kühlaggregates ein anderes Arbeitsmittel als Luft verwendet wird, und zweitens auf eine Trennung, die einen Druck , unterschied aufzunehmen vermag, was bei Verwendung von Luft unter Druck als Ar beitsmittel vorkommen kann. Es leuchtet. ein, dass im letztgenannten Fall an die Trennung im allgemeinen höhere Anforderungen als im erstgenannten . Fall gestellt werden, um zu vermeiden, dass der erforderliche Druck in kurzer Zeit weglecken würde.
Bei Vereinigung der beiden erwähnten Möglichkeiten, also bei Verwendung eines andern Arbeitsmittels als Luft und zugleich unter Anwendung eines höheren Druckes als derjenige der Atmo sphäre, wird also im allgemeinen zugleich die Anforderung, die beiden verschiedenen Mittel hinreichend voneinander zu trennen, um Ver rnischung zu verhüten, erfüllt sein, wenn die Anforderung erfüllt ist, dass der Druck im gemeinsamen Raum in bezug auf den äussern Atmosphärendruck praktisch aufrechterhal ten werden kann.
Aus diesem Grunde sind also die Anforde rungen, die an den gemeinsamen Raum ge stellt werden, von der Art. des Arbeitsmittels und von dem dabei angewendeten Druck ab hängig.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Kühl aggregates besteht. darin, dass es eine sehr ein fache Kombination einer Kühlmaschine mit dem entsprechenden Antriebsmotor ist. Da so wohl der Heissgasmotor als auch die Kühl maschine nach dem gleichen, wenn auch für die Kühlmaschine umgekehrten Prinzip ar beiten, ergibt sich bei gleicher Bemessung eine viel einfachere Herstellung, da eine grosse An zahl von Einzelteilen sowohl für den Motor als auch für die Kühlmaschine verwendbar sind.
Die Verwendung des gleichen Arbeitsmit tels für die beiden Maschinen kommt auch einer einfachen Ausbildung zugute. Dies be einträchtigt trotzdem nicht die wirtschaftliche Wirkungsweise von jeder der beiden Maschi nen an sich. Man könnte dies auf Grund der Tatsache erwarten, dass für beide Maschinen ein Arbeitsmittel gleichen Druckes dem er wähnten Raum entnommen wird, wodurch man zur Annahme geneigt wäre, dass auch der Druck des Arbeitsmittels im Arbeitsraum einer jeden Maschine gleich sein würde. Die Wirkungsweise einer jeden Maschine wäre in diesem Fall von einem und demselben Druck abhängig,
während man gerade mit Rücksicht auf eine möglichst günstige individuelle Wir- kLzngsweise eine gewisse Freiheit in der Wahl des Druckes für jede Maschine an sich wünscht. Dies ist jedoch ohne weiteres erziel bar, wenn man in Betracht zieht, dass die Überströmöffnung bei Heissgaskolbenmaschi- nen, die bekanntlich dazu dient, dem Arbeits raum der Maschine als Ersatz für Leckverluste neues Arbeitsmittel zuzuführen, derart ange ordnet werden kann, dass die Zufuhr in einem beliebigen,
erwünschten Augenblick erfolgen kann, z. B. in einem Augenblick, in dem der Druck des Arbeitsmittels im Arbeitsraum einen Maximal-, Minimal- oder einen dazwi schenliegenden Wert hat. Das Gebiet zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert des Druckes ist hinreichend weit, um eine pas sende Wahl zu treffen zum Zwecke, die An forderungen einer wirtschaftlichen Wirkungs- weise sowohl des Heissgasmotors als auch der Kühlmaschine gesondert erfüllen zu können.
Bei einer geeigneten Ausführungsform des Kühlaggregates bildet der gemeinsame Raum einen Teil der baulichen Verbindung zwischen dem Heissgasmotor und der Kühlmaschine, während die Kupplung zwischen beiden inner halb des erwähnten Raumes angeordnet ist. Eine solche Ausbildung ist besonders geeignet, wenn der Motor und die Kühlmaschine in Flucht angeordnet sind, wobei die Mittellinien der Zylinder der beiden Maschinen also in einer Linie liegen, da der Aufbau in diesem Fall sehr einfach wird.
Der gemeinsame Raum kann, wie bereits erwähnt, mit der freien Atmosphäre verbun den sein, wobei es sich z. B. empfehlen kann, ein Filter, z. B. ein feuchtigkeitsabsorbierendes Filter, zu verwenden, wenn das Arbeitsmittel im gemeinsamen Raum Luft vom Atmosphä rendruck ist. Auf diese Weise können etwaige Druckunterschiede nur durch das Filter aus geglichen werden, so dass keine Gefahr des Hineindringens feuchter Luft in den gemein- Samen Raum besteht, was die Wirkungsweise der Maschinen beeinträchtigen könnte.
In bestimmten Fällen, z. B. bei Verwen dung eines andern Arbeitsmittels als Luft und bei einem andern Druck, ist es erforderlich, den gemeinsamen Raum hermetisch gegen die Atmosphäre abzuschliessen. In diesem Fall wird vorzugsweise eine Ausbildung gewählt, bei der der Anlassmechanismus für den Heiss gasmotor im gemeinsamen Raum selbst ange ordnet ist und durch seine Wand nach aussen geführt ist, wobei die Durchführungsstelle gegebenenfalls mit einem zusätzlichen Ver schluss gegen die Atmosphäre versehen ist, um einen hermetischen Verschluss zu verbürgen. Dieser kann z.
B. aus einem losen Hütchen bestehen, das über der Durchfühinuzgsstelle und dem mit der Anlassvorrichtung koppel baren Einzelteil angeordnet wird.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Längsschnitt eines erfindungsgemässen Aus führungsbeispiels dargestellt. Aus der Zeich nung ist ersichtlich, dass das Kühlaggregat aus einer Heissgasmaschine 10 und einer Kühl maschine 11R besteht, welche durch bekannte, nicht dargestellte Mittel auf einem gemein samen Kurbelkästen bzw. Gehäuse 13 montiert sind. Eine Betrachtung der Zeichnung lehrt, däss die Bauart der Heissgasmaschine 10 in mancher Hinsicht gleich derjenigen der Kühl maschine 11R ist, so dass gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern versehen sind, unter Hinzufügung des Buchstabens R zur Diffe renzierung zwischen den Teilen der beiden Maschinen.
Zur Erleichterung der Montage dieser getrennten Einheiten ist das Gehäuse 13 längs einer vertikalen Achse 1-1 geteilt und die beiden durch diese Teilung entstande nen Teile werden nach erfolgter Montage ge wisser, im nachstehenden zu beschreibenden innern Teile der Maschine durch bekannte, nicht dargestellte BefestigLlngsmittel, wie Bol zen, miteinander verbunden.
Das Gehäuse ist derart gestaltet, dass ein Hohlraum 14 entsteht, der unter Druck oder nicht unter Druck gesetzt werden kann und den obenerwähnten gemeinsamen Raum dar stellt. Dieser Raum dient zur Aufnahme der. Kupplungsmittel 12 und als gemeinsamer Raum für die beiden Einheiten 10 und 11R.
Praktisch in der Mitte des Raumes 14 ist ein gemeinsamer Taumelscheibenantrieb vor gesehen mit einer Taumelscheibe 15, welche auf einer bei 17 und 17R im gemeinsamen Gehäuse 13 gelagerten Kurbelwelle 16 mittels eines geteilten Lagers montiert ist. Ein am linken Ende der Kurbelwelle 16 befestigtes Ritzel 18 kann finit einer Zahnstange 21 einer im nachstehenden näher zu beschreibenden Anlassvorrichtung in Eingriff gebracht wer den.
Zwecks Erhaltung eines gedrängten Kühl aggregates sind die Zylinder und Kolben der Ileissgasmaschine in Flucht mit denen der Kühlmaschine angeordnet, und zu diesem Zweck sind Verbindungsstangen 23 vorgese hen, durch welche die Kolben 24 und 24R der Einheiten miteinander gekuppelt sind. Da die Kolben der getrennten Maschinen 10 und 11R doppelwirkend sind, ist in den Zylindern je nur ein Kolben vorhanden, wobei die Verbin dungsstangen 23 einen direkten Antrieb zwi schen den Kolben 24 und 24R bilden. Die Ver bindungsstangen 23 sind in nahezu gasdichten, in Flucht miteinander liegenden Büchsen 19 und 19R beweglich.
Es ist natürlich klar, dass die Erfindung nicht. auf die dargestellte Vier zylindermaschine mit vier Kreisläufen be schränkt ist, da selbstverständlich auch die allgemein bekannte Heissgasmasehine mit so wohl einem Verdränger als auch einem Kol ben verwendbar ist. Es ist auch ohne weiteres einleuchtend, dass der Taumelseheibenantriebs- mechanismus, der einen Teil der Kupplungs- oder Antriebsmittel 12 bildet, durch den Kur belwellenantrieb ersetzt werden könnte. Die Lagerung würde in diesem Falle senkrecht zu der bei 17 und 17R dargestellten Lagerung stehen.
Die Heissgasmaschine besitzt Zylinder 34, deren linke Enden je von einem Erhitzer 30 umgeben sind. Die Zylinderbüchse 34 ist von einem wellenförmig gebogenen Blech 33 umgeben, über das ein Erhitzerkopf 32 ge stülpt ist, der am linken offenen Ende des Zylinders 34 einen Raum bildet.. Die erwähn ten Teile bilden das Innere des Erhitzers 30, der an der Aussenseite durch ein wellenförmig gebogenes Blech 31 aus gut leitfähigem Mate rial gebildet ist., welches mit. der Aussenseite des Erhitzerkopfes 32 verbunden ist. Diese sämtlichen Teile werden von der Wärmequelle 25 erhitzt.
Um das rechte Ende des Z,-linders ist ein Kühler 37 mit innen vom Arbeitsmedium, aussen von einem Kühlmittel bestrichenen Tei len angeordnet. Ein Isolierorgan 36 mit sym metrisch angebrachten Löchern, in die jeder Zylinder mit dem zwischen dem Erhitzer 30 Lind dein Kühler 37 angebrachten Regenerator 35 eingeführt werden kann, verhindert das Abströmen von Wärme von den Erhitzern zu den Kühlern. Die Kühlmaschine ist mecha nisch gleich aufgebaut wie die Heissgas inaschine, so dass sieh die Erläuterung der Teile 34R, 37R, 35R, 30R erübrigt.
Die den warmen Raum eines Zylinders der Kühl maschine umgebenden Wärmeaustauseher 30R sind von einem Kasten mit isolierten Wänden 36R, 46R umschlossen, um den Kompressor teil der Kühlmaschine 11R gegenüber dem Ausdehnungs- oder Kühlteil der Maschine zu isolieren.
Das oben beschriebene Kühlaggregat er möglicht die Verwendung eines gemeinsamen Arbeitsmittels sowohl für den Antriebsmotor 10 als auch für die Kühlmaschine 11R wegen des Vorhandenseins eines gemeinsamen Rau mes 1.1 zwischen diesen getrennten Einheiten. Bei Verwendung von Luft unter atmosphäri schem Druck kann ein Filter 2 mit feuehtig- keitabsorbierenden Eigenschaften aus einem bekannten Material, wie Caleiumchlorid, wel ches in einer Öffnung in der Bodenwand des gemeinsamen Raumes 14 angebracht ist., als Drlickausgleichsmittel und zur Beseitigung von Feuchtigkeit verwendet werden.
Es ist bekannt, dass die Leistung einer Heissgasmaschine gesteigert werden kann, wenn der Betriebsdruck der Maschine in einem vor herbestimmten Punkt im Arbeitszyklus erhöht. wird. Bei der vorliegenden Erfindung kann nun. der gemeinsame Raum der beiden Ein heiten unter einen gewünschten Druck gesetzt werden, so dass ein gemeinsames, unter Druck stehendes, gasförmiges Mittel zur Erhaltung des erwähnten höheren Druckes benutzt wer den kann.
Damit der Druck des gemeinsamen Rau mes 14, der 4 bis 5 Atmosphären betragen kann, im geeigneten Moment in jedem Arbeits- zylinder ausgeübt werden kann, führen Ka näle 7 und 7R vom gemeinsamen Raum 14 zu einer vorher -bestimmten Stelle der Zylinder 34 und 34R.
Das Problem des Anlassens des Antriebs motors 10 ist durch Anordnung einer Zahn stange 21 auf dem Innenende einer nach aussen vorstehenden Stange 8 gelöst, welche luftdicht in ein mit einer Packung versehenes Lager 3, 4 passt, wobei letzteres Element die ses Lagers mit einem.Aussengewinde versehen ist und mit dem Kurbelkasten 13 ein Ganzes bildet. Eine Kappe 9 ist auf diesem Lager auf geschraubt, wenn die Teile 8, 21 des Antriebs mechanismus 20 nicht im Betrieb sind. Durch Bewegung der Stange 8 kann die richtige Lage der Arbeitskolben 24 zum Anlassen der Ma schine erreicht werden, nachdem die von den Wärmequellen 25 geheizten Erhitzer 30 die richtige Temperatur erreicht haben.