CH355324A - Gaskolbenmaschine - Google Patents

Description

      Gaskolbenmaschine       Die vorliegende     Erfindung    bezieht sich auf eine       Gaskol@benmaschine    mit einem Expansionsraum und  einem Kompressionsraum, die durch einen ersten       Wärmeaustauscher,    einen     Regenerator    und einen  zweiten     Wärmeaustauscher    miteinander in Verbin  dung stehen,

   wobei die Volumina des     Expansions-          und    des Kompressionsraumes mit einem     annähernd     konstanten Phasenunterschied geändert werden und  in welcher Maschine ein Gas unveränderlicher che  mischer Zusammensetzung einen thermodynamischen       Kreisprozess        durchläuft,    wobei es sich stets     irn    glei  chen     Aggregatszustand    befindet.  



  Hierbei sind unter einer     Gaskolbenmaschine    so  wohl ein Gasmotor als auch eine Kältemaschine und  eine Wärmepumpe zu verstehen, welch     letztere    nach  dem umgekehrten     Heissgaskolbenmotorprinzip    arbei  ten. Bekanntlich können diese     Gaskolbenmaschinen     auf verschiedene Weise ausgebildet sein, z. B.     als          Verdrängermaschine,    als Maschine mit auf beiden  Seiten des Kolbens vorhandenen Arbeitsräumen oder  als Maschine, bei der zwei Zylinder einen Winkel  miteinander einschliessen.  



  Bei einzylindrigen     Gaskolbenmaschinen    ist es üb  lich, den     Regenerator    in einem den Zylinder der Ma  schine umgebenden     ringförmigen    Raum     unterzubrin-          gen.     



  Wenn die Leistung, welche die Maschine liefert,  oder aufnimmt, erhöht wird, z. B. durch Vergrösse  rung des Zylinderdurchmessers oder des Druckpegels,  bei dem der Zyklus erfolgt, oder durch beides, hat  dies zur Folge, dass aus Festigkeitsgründen die den       Regeneratorraum    begrenzenden Wände, das heisst die  zylindrische Seitenwand, die Stirnwände     und.    die be  nachbarten Teile des Maschinengehäuses dicker als  bei den kleineren Maschinen sein müssen. Das Tem  peraturgefälle über die     zylindrische        Seitenwand    be  trägt bei Motoren z. B. 600  und bei Kältemaschinen    z. B. 300 , so dass infolge dieser grossen Temperatur  unterschiede in der Wand unerwünscht grosse Wärme  spannungen entstehen können.  



  Die     Erfindung    bezweckt, die Maschine derart zu  bauen, dass auch bei grosser Leistungsabgabe oder  Leistungsaufnahme, z. B. 20 PS und höher, die  Wärmespannungen in der den     Regeneratorraum    be  grenzenden Wand innerhalb     erwünschter    Grenzen  bleiben.  



  Es sei bemerkt, dass es bekannt ist, bei     einer          mehrzylindrige    Maschine     mit    auf beiden Seiten je  des Kolbens vorhandenen Arbeitsräumen die     Regene-          ratoren    und die Zylinder kreisförmig anzuordnen,  aber so, dass jedem     Expansions-    und Kompressions  raum ein nicht     unterteilter        Regenerator    zugeordnet ist.  



  Nach der Erfindung ist der den     Expansions-    mit  dem Kompressionsraum verbindende     Regenerator    in  eine Anzahl parallel geschalteter     Regeneratorelemente          unterteilt.    Jedes der     Regeneratorelemente    hat deshalb  kleinere Abmessungen als ein gleich     wirksamer,    aus  einem Stück hergestellter     Regenerator    oder ein ring  förmiger, den Zylinder umgebender     Regenerator,    so  dass die die     Regeneratorelemente    abschliessenden  Wände beträchtlich dünner sein dürfen.  



  Nach     einer        zweckmässigen    konstruktiven Ausbil  dung des     Erfindungsgegenstandes    sind die     Regene-          ratorelemente        kranzförmig    um den Zylinder angeord  net, in dem sich der Expansionsraum befindet.  



  Bei einer weiteren, baulich     einfachen    Ausbildung  sind die     Regeneratorelemente    zylindrisch.  



  Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an  schliessend beispielsweise näher     erläutert.    Es zeigen:       Fig.    1 einen senkrechten Schnitt durch einen Kopf  eines     Heissgaskolbenmotors    längs der Linie 1-1 der       Fig.    2 und       Fig.    2 eine Draufsicht auf diesen Kopf.      Der in der Zeichnung dargestellte     Heissgaskolben-          motor        besitzt    einen Zylinderraum, in dem sich ein       Verdränger    1 mit einer Kappe 2 und ein Kolben 3 auf  und nieder bewegen können.

   Der     Verdränger    1 ändert  hierbei das     Volumen        eines    Kompressionsraumes 4, der  durch einen     Erhitzer,    der aus einer     Anzahl    parallel       Qeschalteter    Rohre 5 besteht, durch eine Anzahl par  allel geschalteter     zylindrischer,    den     Regenerator    bil  dender     Regenerätorelemente    6 und durch eine     Anzahl     von einen     Kühler        bildenden        Kühlerelementen    7 mit  einem Expansionsraum 8 in Verbindung steht,

   wobei  das Volumen des     letztgenannten    Raumes sowohl  durch den     Verdränger    1 als auch durch den Kolben 3  beeinflusst wird, derart, dass die Volumina des     Expan-          sions-    und des Kompressionsraumes mit einem an  nähernd konstanten Phasenunterschied geändert wer  den. Jedes     Regeneratorelzment    6 hat ein eigenes Re  Qeneratorgehäuse 9, in welches bei der dargestellten  Ausbildung     zwei    Rohre 5 münden. In dem Heissgas  kolbenmotor durchläuft ein Gas unveränderlicher  chemischer     Zusammensetzung    einen thermodynami  schen     Kreisprozess.     



  Der     Zylinderraum    und die     Regeneratorgehäuse    9  sind mittels einer Platte 10 und mit Schrauben 11 an  den     Kühlerelementen    7 befestigt. Weil jedes     Regene-          ratorelement    6 einen     verhältnismässig        kleinen    Durch  messer hat, können sowohl die Seitenwand des ent  sprechenden     Regeneratorgehäuses    9 als auch seine  obere Wand verhältnismässig dünn ausgebildet werden.  



  Dem durch die Rohre 5     gebildeten    Erhitzer kann  in bekannter Weise von einem nicht dargestellten  Brenner Wärme     zugeführt    werden. Wird die Maschine  als Kältemaschine     verwendet,    so kann einem zu<B>küh-</B>         lenden    Raum durch das durch die Rohre 5 strömende  Kühlgas     Wärme    entzogen werden.  



  Die Bauart nach der Erfindung ist nicht nur bei  einer     Verdrängermaschine    wie eingangs geschildert,  sondern auch bei anderen Arten von Gaskolben  maschinen anwendbar. Für die Auf- und Niederbewe  gung des Kolbens 3 und des     Verdrängers    1 kann ein  zu solchen Zwecken übliches Triebwerk verwendet  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Gaskolbenmaschine mit einem Expansionsraum und einem Kompressionsraum, die durch einen ersten Wärmeaustauscher, einen Regenerator und einen zweiten Wärmeaustauscher miteinander in Verbin dung stehen, wobei die Volumina des Expansions- und des Kompressionsraumes mit einem annähernd kon stanten Phasenunterschied geändert werden, und in welcher Maschine ein Gas unveränderlicher chemi scher Zusammensetzung einen thermodynamischen Kreisprozess durchläuft, wobei es sich stets im glei chen Aggregatzustand befindet, dadurch gekennzeich net,

   dass der den Expansions- mit dem Kompressions raum verbindende Regenerator in eine Anzahl paral lel geschalteter Regeneratorelemente unterteilt ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Gaskolbenmaschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Regeneratorelemente kranzförmig um einen Zylinder, in dem sich der Ex pansionsraum befindet, angeordnet sind. 2. Gaskolbenmaschine nach dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneratorelemente zylindrisch ausgebildet sind.