DE2017239A1

DE2017239A1 - Heißgas-Rotationskolbenmaschine

Info

Publication number: DE2017239A1
Application number: DE19702017239
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart; Braun Eberhard Dipl.-Ing. 7050 Waiblingen Wahnschaffe
Original assignee: Daimler-Benz AG, 7000 Stuttgart-Untertürkheim
Priority date: 1970-04-10
Filing date: 1970-04-10
Publication date: 1971-10-28
Also published as: GB1302809A; US3762167A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Paint 8572 /4

Stuttgart-Untertürkheim 6»April 197ο

"Heißgas-Rotationskolbenmaschine"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heißgasmaschine in der Ausführung als Hotatlonskolbenmaachlne in Trochoidenbauart.

Es ist bereite eine nach dem Heißgasprinzip arbeitende Rotationskolbenmaschine vorgeschlagen worden, die aus einer getrennten Kompressions·» und Expansionsmaschine besteht und mit komplizierten das zwischen den Maschineneinheiten hin- und herströmende Arbeitsmittel steuernden Einrichtungen versehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen nachteiligen und aufwendigen Bauaufwand mit den zusätzlich entstehenden Reibungs- und Drosselverlusten in vorteilhafter Weise durch einfache bauliche Maßnahmen zu beseitigen.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß zwei sich gegenüberliegende und phasenversetzt arbeitende Kreiskolbenmaachinen, von denen die eine Kreiskolbenmaschine als Heißgasteil und die andere als Kaltgasteil ausgebildet sind, mit je einem in an sich bekannter Weise epitrochoidenförmigen zweibogigen Mantelgehäuse und mit je einem auf einer Exzenterwelle

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- 2 - Daim 8572/4

umlauf enden dreieckigen Kolben als Innere Hüllfigur verseilen aind und das E/Iantelgehäuae jeder Maschine im Bereich ihrer kurzen Achse Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweist, von denen jeweils die Einlaß- und die Auslaßöffnungen im zweibogigen Mantelgehäuse zueinander diagonal angeordnet sind und die Auslaßöffnungen der einen Kreiskolbenmaschine mit den Einlaßöffnungen der anderen Kreiskolbenmaschine und umgekehrt durch Erhitzer, Rekuperator und Kühler enthaltende Leitungen verbunden sind.

In baulich günstiger Weise kann erfindungsgemäß je eine für einen Yorlamf und je «ine tür einen Bücklauf vorgesehene Leitung in dem mit awei voneinander getrennten Kammern ausgebildeten Erhitzer und Klhler parallel, jedoch in einem für den Vorlauf und Rücklauf gemeinsamen Rekuperator kreuzweise angeordnet sein*

In vorteilhafter Ausgestaltung <ler Erfindung Minnen auch jeweils 4ie für das Heißgas und die für das Kaltgas vorgesehenen und voneinander getrennten Leitungen in paralleler Anordnung die Erhitzer, Rekuperatoren und Kühler paarweise durchlaufen.

Die Anwendung der nach dem Eelßgasprinzip von Stirling arbeitenden Rotationskolbenmaschine ist hinsichtlich der Tsefeannten mit unstetiger Bewegung arbeitenden und doppeltwirkenden StlrTiiig-. Hubkolbenmotoren aufgrund des vollkommenen Mass©naiisgleiehes, . der kompakten Banweiae und des sich daraus ergebenden geringen Leistungsgewichtes vorteilhaft,.

In der Zsdchnung sind AuafOhrungsbeispiele des Segenstandes der Erfintliang dargestellt»

Es zeigen S¹Ig..1 und flg.2 jeweils zwei für den Heißgaabetrieb arbeitende KreiBkolbenmaschinen mit awiseiien beiden einheiten un-terschiedlich angeordneten Leitungseyatemen.

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Zwei mit entsprechendem PhaeeneiÄtB arbeitende Kreiskolbenmaschinen 1 und 2 bestehen gemäß Fig. 1 jeweils aua einem feststehenden zweibogigen Mantelgehäuae 3 und aus einem in diesem unlaufenden dreieckigen Kolben 4 . Der mit drei Dichtleisten 5 versehene, auf einer Exzenterwelle drehbar gelagerte und an einer Mantellaufbahn 6 dea TÄantelgehäuses 3 gleitende Kolben 4 steuert mit seinen drei Flanken 7 die paarweise in der Trochoide im Bereich der kurzen Achse θ angeordneten Einlaß- und Auslaßöffnungen, von denen die Einlaßöffnungen 9a und 9b in der Drechrichtung des Kolbens 4 hinter der kurzen Achse 8 und die Auslaßöffnungen, von denen die Einlaßöffnungen 9a und 9b in der Drehrichtung des Kolbens 4 hinter der kurzen Achse 8 und die Auslaßöffnungen 10a und 10b vor der kurzen Achse 8 angeordnet sind.

Beide Maschinen, die als Heißgasteil ausgebildete Kreiskolbenmaschine 1 und die als Kaltgasteil ausgebildete Kreiskolbenmaschine 2, sind mit ihren jeweils analog angeordneten Einlaß- und Auslaßöffnungen Über Leitungen unter Zwischenschaltung eines Erhitzers 11a,11b, eines Rekuperators 12a,12b und eines Kühlers 13a,13b . miteinander verbunden, v/obei die aus zwei getrennten Kammern bestehenden Erhitzer und Kühler in ihren Kammern von jeweils nur einer entweder für den Vorlauf oder für den Rücklauf vorgesehenen Leitung 14a oder 14b, 15a oder 15b durchlaufen 1st. Der Kaltgaskolben, der gegenüber dem Heißgaskolben um 90° Exzenterwellenwinkel phasenverschoben nacheilt, verdrängt das zuvor komprimierte Arbeitsmittel in die für den Vorlauf vorgesehenen Leitungen 14a und 15a. Das in den warmen Raum der Kreiskolbenmaschine 1 strömende, dort expandierende und Arbeit leistende Arbeltsmittel gelangt dann Über die für den Rücklauf vorgesehenen Leitungen 14b und 15b wieder in den kalten Raum der Kreiskolbenmaschine 2 . Dieser nach dem Stirlingprlnzip verwirklichte und sich ständig wiederholende geschlossene thermodynamische Kreisprozeß erfolgt während einer vollständigen Umdrehung eines Kolbens sechsmal.

Ί0984 Ul 0 6 9Ί BAD ORlGiMAL.

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Die Anordnung des Leitungssystemes ist dergestalt getroffen, daß die zwischen beiden Maschineneinheiten paarweise angeordneten Leitungen 14a, 14b und 15a, 15b die getrennten Kammern der Kühler 13a,13b und Erhitzer 11a,11b zunächst parallel, jedoch jeweils den Rekuperator 12a oder 12b gemeinsam, aber getrennt und kreuzweise durchlaufen.

Die gemäß Fig.2 in ähnlichem Aufbau dargestellte Maschine ist mit einem Leitungseystem vergehen, dessen jeweils im Erhitzer, Rekuperator und Kühler für den Heißgasstrom in der einen und für den Kaltgasstrom in der anderen Richtung vorgesehenen Leitungen parallel und getrennt nebeneinanderliegend angeordnet sind.

Die mit Umfangesteuerung versehenen Kreiskolbenmaschinen gemäß Fig.1 und 2 sind gegebenenfalls aufgrund wesentlich kompakterer Bauweise durch Kreiskolbenmaschinen zu ersetzen, deren Einlaß- und Auelaßöffnungen nicht an den Mantellaufbahnen, sondern an den Seitenteilen der Maschine angeordnet sind.

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Claims

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Ansprüche

Heißgasmaachine in der Ausführung als Rotationskolbenmaschine in Trochoideribauart, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich gegenüberliegende und phasenversetzt arbeitende Kreiskolbenmaschinen (1,2), von denen die eine Kreiskolbenmaschine als Heißgaeteil und die andere als Kaltgasteil ausgebildet sind, mit je einem in an sich bekannter Weise epitrochoidenförmigen zweibogigen Mantelgehäuse (3) und mit je einem auf einer Exzenterwelle umlaufenden dreieckigen Kolben (4) als Innere Hüllfigur versehen sind und das Mantelgehäuse jeder Maschine im Bereich ihrer kurzen Aehse (8) Einlaß-(9a,9b) und Auslaßöffnungen (10a,10b) aufweist, von denen jeweils die Einlaß- und die Auslaßöffnungen iia zweibogigen Mantelgehäuse zueinander diagonal angeordnet sind und die Auslaßöffnungen der einen Kreiskolbenmaschine mit den Einlaßöffnungen der anderen Kreiskolbenmaschine und umgekehrt durch Erhitzer (11a,11b), Rekuperator (12a,12b) und Kühler (13a,13b) enthaltende Leitungen (14a,14b, 15a,15b) verbunden sind·

Heißgasmaschine in der Ausführung als Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je eine für einen Vorlauf vorgesehene Leitung in dem mit zwei voneinander getrennten Kammern ausgebildeten Erhitzer und Kühler parallel, jedoch in einem für den Vorlauf und Rücklauf gemeinsamen Rekuperator kreuzweise angeordnet ist. ( Pig.1 ).

Heißgasmaschine in der Ausführung als Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die für das Heißgas und für dap Kaltgas voneinander getrennten Leitungen in paralleler Anordnung die Erhitzer, Rekuperatoren und Kühler paarweise durchlaufen (Pig.2)

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L e e r s e i t e