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DE2344162A1 - HOT GAS ENGINE WITH ONE OR MORE HEATERS MADE BY A NUMBER OF PIPES ARRANGED IN THE FLOW PATH OF COMBUSTION GASES COMING FROM A COMMON BURNER DEVICE - Google Patents

HOT GAS ENGINE WITH ONE OR MORE HEATERS MADE BY A NUMBER OF PIPES ARRANGED IN THE FLOW PATH OF COMBUSTION GASES COMING FROM A COMMON BURNER DEVICE

Info

Publication number
DE2344162A1
DE2344162A1 DE19732344162 DE2344162A DE2344162A1 DE 2344162 A1 DE2344162 A1 DE 2344162A1 DE 19732344162 DE19732344162 DE 19732344162 DE 2344162 A DE2344162 A DE 2344162A DE 2344162 A1 DE2344162 A1 DE 2344162A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
heater
combustion gases
hot gas
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19732344162
Other languages
German (de)
Inventor
George Albert Apoloni Asselman
Josef Wilhelmus Johanne Leegte
Frits Reinink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE2344162A1 publication Critical patent/DE2344162A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/053Component parts or details
    • F02G1/055Heaters or coolers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Description

Pr. Hcrfiftrt Sehof*Pr. Hcrfiftrt Sehof *

lt PHN. 6>29.according to PHN. 6> 29 .

r.ie.i..«.ltr.ie.i .. «. lt

Anmelder: N. V. Philips'Gbeila^penFabrlekeDApplicant: N.V. Philips'Gbeila ^ penFabrlekeD

Aide No.. PHN- 6529 WIJ 7 WJM*Aide No .. PHN- 6529 WIJ 7 WJM *

Anmeldung voms 31· A^g. 1973Registration dated 31 · A ^ g. 1973

"Heissgasfflotor mit einem oder mehreren Erhitzern, die durch eine Anzahl Rohre gebildet sind, die im Strömungsweg der Verbrennungsgase, die von einer gemeinsamen ßrennervorrichtung herrühren, angeordnet sind"."Hot gas flotor with one or more heaters running through a number of tubes are formed in the flow path of the combustion gases from a common ßrennervorrichtung originate, are arranged ".

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heissgasmotor mit einem oder mehreren Arbeitsräumen, die je einen Kompressionsraum veränderlichen Volumens und niedrigerer mittlerer Temperatur und einen damit über einen Kühler, einen Regenerator und einen Erhitzer verbundenen Expansionsraum ebenfalls veränderlichen Volumens und höherer mittlerer Temperatur enthalten, wobei der (die) Erhitzer durch eine Anzahl Rohre gebildet ist (sind)', die im Strömungsweg der lioissen Verbrennungsgase, die von einer gemeinsamen Brennervorrichtung herrühren, angeordnet sindc The invention relates to a hot gas engine with one or more working spaces, each containing a compression space of variable volume and lower average temperature and an expansion space connected to it via a cooler, a regenerator and a heater, likewise variable volume and higher average temperature, the (the ) The heater is (are) formed by a number of tubes arranged in the flow path of the lioissen combustion gases emanating from a common burner device c

409813/0366409813/0366

PHX. OVi'). -Z- PHX. OVi '). -Z-

Ein derartiger Heissgasraotor ist ims den britischen Patentschriften 708.199 und 8S>8..?7n bekannt .Such a hot gas rotor is ims the British patents 708.199 and 8S> 8 ..? 7n known.

Der Erhitzer ist ein Wärmeaustauscher, inThe heater is a heat exchanger, in

dem im Motor befindlichem Arbeitsmittel kalorische Energie zugeführt wird. Die Verbrennungsgase strömen dazu an dvii Erhitzerrohren entlang und zwar unter Abgabe von Wärme an dom durch die Rohre strömenden Arbeitsmittel.the working fluid in the engine is supplied with caloric energy. The combustion gases flow to at dvii heating tubes along and under release of heat to dom through the tubes flowing working medium.

Es hat sich herausgestellt, dass insbesondereIt turns out that in particular

bei Mehrzylinderheissgasmotoreii mit nur einer zentralen Urennervorrichtung, wie diese aus der britischen Patentschrift 708.199 bekannt sind, die Temperaturen des Arbeitsmittels in den unterschiedlichen Erhitzerrohrbündeln untereinander stark abweichen können. Dies kann mehrere Gründe haben. So kann durch eine Abweichung in der Brennstellung des iirenners das eine Bündel von Erhitzerrohren mehr Wärme zugeführt bekommen als das andere. Weiter können dadurch Temperaturunterschiede entstehen, das zwischen den Zylindern untereinander ungleiche Strömungs- und Leckverluste des Arbeitsmittels auftreten. Dabei können nicht nur die Strömungswiderstände der zu den jeweiligen Zylindern gehörenden Rohrbündel untereinander abweichen, es können jedoch auch die zu einem Zylinder gehörenden Rohre untereinander, was den Strömungswiderstand anbelangt, verschieden sein.in the case of multi-cylinder hot gas engines with only one central urn device, as they are known from British patent specification 708.199, the temperatures of the working medium in the different heater tube bundles with each other can vary greatly. There can be several reasons for this. For example, a deviation in the burning position of the racer one bundle of heater tubes is supplied with more heat than the other. This can also cause temperature differences arise, the unequal flow and leakage losses of the working medium between the cylinders appear. It is not just the flow resistances that can do this of the tube bundles belonging to the respective cylinders differ from one another, but those belonging to a cylinder can also be pipes belonging to one another, as far as the flow resistance is concerned, may be different.

Die festgestellten Temperaturuntersrhiode beeinträchtigen die Leistung und den thermischen Wirkungsgrad des Mo tors.The determined temperature undershoots affect the performance and the thermal efficiency of the Mo tor.

Die Erfindung bezweckt nun, einen Heis.-^a s —The invention now aims to provide a Heis .- ^ a s -

£09813/0 3 66£ 09813/0 3 66

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

23U16223U162

PHN. 652 9. - 3 -PHN. 652 9. - 3 -

mot or /u scha ΓΓ on, hoi dem die genannten Nachteile auf einfache l\eisp ausgeschaltet werden.mot or / u scha ΓΓ on, hoi dem the disadvantages mentioned in a simple manner l \ eisp must be switched off.

Der erfindungsgemässe Heissgasmotor weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Erhitzerrohre über einen Teil ihrer I.fingt» innerhalb eines gemeinsamen Wärmerohrs liegen, dus an einer anderen Stelle mit einer Wärmequelle versehen ist um im Hotrieb des Motors gleiche Temperaturen der betreffenden Ei-hit/orrohrteile beizubehalten.The hot gas engine according to the invention has this the indicator that the heater pipes over part of their I.fingt »lie within a common heat pipe, dus is provided with a heat source at another point is around the same temperatures of the relevant in the hot drive of the motor To retain egg-hit / pipe parts.

im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wirdin the context of the present application

unier einem Wärmerohr ein Wärmetransportvorrichtung verstanden, die durch einen Behälter gebildet wird, in dem sich eine kleine Menge Wärinetransportmittel befindet, beispielsweise Natrium, das einerseits von einer Behälterwand verdampft und /WfU1 durch Aufnahme von Wärme aus einer Wärmequelle und andererseits unter den übergang aus der Dampf- in die Flüssigkeit sphase? einer anderen Behälterwand Wärme abgibt. A heat pipe is understood as a heat transport device that is formed by a container in which there is a small amount of heat transport medium, for example sodium, which on the one hand evaporates from a container wall and / WfU 1 by absorbing heat from a heat source and on the other hand under the transition from the Vapor into the liquid phase? another container wall gives off heat.

Mit einem derartigen Wärmerohr können grosseWith such a heat pipe large

Kärinoinojigen fast ohne Temperaturabfall und ohne Pumpvorrichtung; oder ohne andere bewegliche Teile befördert werden.Kärinoinojigen with almost no temperature drop and no pumping device; or transported without other moving parts.

Das.Zurückführen des kondensierten Wärmetransport mittels zu der Wand, an der die Verdampfung stattfindet, kann unter Einfluss der Schwerkraft erfolgen. Meistens ist jedoch im Wärmerohr eine Kapillarstruktur .vorhanden, welche die Koniiensationswand mit der Verdampfungswand verbindet und durch die Kondensat auf Grund der Kapillarwirkung unter allen Umständen zur Verdampfungswand zurückgeführt wird.The return of the condensed heat transport by means of the wall on which the evaporation takes place, can take place under the influence of gravity. Most of the time, however, there is a capillary structure in the heat pipe, which the coniiensation wall connects with the evaporation wall and through which condensate is returned to the evaporation wall under all circumstances due to the capillary effect.

Wärmerohre mit einer Kapillarstruktur zumHeat pipes with a capillary structure for

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PHN. 6529.PHN. 6529.

Zurückführen von Kondensat sind an sich bekannt, beispielsweise aus den U.S. Patentschriften 3.299.759 und 3.^02.767.Recirculation of condensate is known per se, for example from U.S. Patents 3,299,759 and 3 ^ 02,767.

Der grösste Vorteil der Verwendung des Wärmerohrs beruht im vorliegenden Fall auf der Tatsache, dass der grösste Teil des Wärmetransportmitteldampfes im Wärmerohr immer an denjenigen Erhitzerrohrteilen kondensiert, welche die niedrigste Temperatur aufweisen, d.h. an denjenigen Erhitzerrohrteilen, in denen durch das Arbeitsmittel des Motors die meiste Wärme aus den Rohrwänden aufgenommen wird. Dadurch und durch das Fehlen von Temperaturgradienten an den thermischen Verbindungen zwischen der Wärmequelle und den Erhitzer— rohrteilen wird erreicht, dass die Erhitzerrohrteile selbst isotherm sind und untereinander dieselbe Temperatur aufweisen. Dadurch nimmt das durch die unterschiedlichen Erhitzerrohre (Bündel) strömende Arbeitsmittel dieselbe Temperatur an.The greatest advantage of using the heat pipe in the present case is based on the fact that the major part of the heat transport medium vapor in the heat pipe always condenses on those parts of the heater tube which have the lowest temperature, i.e. on those parts of the heater tube, in which most of the heat is absorbed from the pipe walls by the working fluid of the engine. Through this and by the lack of temperature gradients at the thermal connections between the heat source and the heater - pipe parts it is achieved that the heater pipe parts themselves are isothermal and have the same temperature as each other. This takes it through the different heater tubes (Bundle) flowing working fluids at the same temperature.

Das Wärmerohr ist in konstruktiver HinsichtThe heat pipe is in structural terms

auf einfache Weise anzuordnen, auch bei bereits bestehenden Motoren mit unmittelbarer Erhitzung durch Verbrennungsgase, während es eine grosse Freiheit gibt in bezug auf die Stelle, an der das Wärmerohr auf den Erhitzerrohren montiert wird. Weiter ist die Wärmebelastung des Wärmerohres äusserst niedrig.easy to arrange, even in existing engines with direct heating by combustion gases, while there is great freedom as to where the heat pipe is mounted on the heater pipes. Furthermore, the heat load on the heat pipe is extremely low.

Es sei bemerkt, dass aus der schweizerischenIt should be noted that from the Swiss

Patentschrift 512.670 ein durch Verbrennungsgase erhitzter Heissgasraotor bekannt ist, bei dem die Erhitzerrohre über einen Teil der Länge in einem mit wärmespeicherndem Stoff gefüllten Gefäss angeordnet sind. Ein derartiger WärmespeicherPatent 512,670 a heated by combustion gases Heissgasraotor is known, in which the heater tubes over part of the length in a with heat-storing material filled vessel are arranged. Such a heat accumulator

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PHN. - 5 -PHN. - 5 -

ist.aus mehreren Gründen ungeeignet, als Temperaturausgleicher für die darin liegenden Erhitzerrohrteile wirksam zu sein.is unsuitable as a temperature equalizer for several reasons to be effective for the heater tube parts located therein.

Der Wärmespeicher mit seinem WärmetransportThe heat accumulator with its heat transport

durch Leitung hat einen um tausende Male grösseren Wärmewiderstand als das Wärmerohr. Dadurch entstehen, wenn dem Wärmespeicher durch das Arbeitsmittel in diesen Erhitzerrohren Wärme entnommen wird, ständig kältere Stellen im Wärmespeicher. Je nachdem das Arbeitsmittel in einem Rohr mehr Wärme entnimmt stellt sich eine örtlich niedrigere Temperatur ein. Die niedrigeren Temperaturen werden wegen zu kleiner Wärmeströme aus dem wärmespeichernden Stoff ungenügend ausgeglichen. Befindet sich flüssiges wärmespeicherndes Material, beispielsweise LiF, im Gefäss, so tritt Erstarrung dieses Materials an der Stelle der auf niedrigerer Temperatur befindlichen Erhitzerrohrteile auf und der Wärmewiderstand im Wärmespeicher nimmt wesentlich zu.through conduction has a thermal resistance that is thousands of times greater than the heat pipe. This occurs when the heat accumulator through the working fluid in these heater tubes Heat is extracted, constantly colder places in the heat storage. Depending on whether the working medium draws more heat in a pipe a locally lower temperature sets in. The lower temperatures are due to insufficient heat flows insufficiently balanced from the heat-storing material. Located If there is a liquid heat-storing material, for example LiF, in the vessel, this material solidifies at the point of the heater tube parts at a lower temperature and the thermal resistance in the heat accumulator increases significantly.

Erfüllt beim erfindungsgemässen HeissgasmotorFulfilled in the hot gas engine according to the invention

das Wärmerohr fast vom Anlassen des Motors seine temperaturausgleichende Aufgabe, beim Heissgasmotor aus der genannten schweizerischen Patentschrift bildet der Wärmespeicher während einer beträchtlichen Periode nach dem Einschalten des Motors gerade ein Element, das einem Ausgleich der Arbeitsmitteltemperatur in den unterschiedlichen Erhitzerrohren im Wege steht. Wegen der verhältnismässig grossen Wärmekapazität und der schlechten"Wärmeleitfähigkeit des Wärmespeichermaterials vergeht eine beträchtliche Zeit bis dieses Material die Betriebstemperatur hat. In dieser Periode tritt geradethe heat pipe almost equilibrates its temperature from starting the engine Task, in the case of the hot gas engine from the aforementioned Swiss patent, the heat accumulator forms during a considerable period after the engine has been switched on, an element that compensates for the temperature of the working medium in the way of the different heater tubes. Because of the relatively large heat capacity and the poor "thermal conductivity" of the thermal storage material It takes a considerable time for this material to reach operating temperature. In this period just occurs

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PHN. 6 yi<) . - 6 -PHN. 6 yi <). - 6 -

wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit praktisch kein Wärmeaustausch zwischen den Erhitzerrohrteilen untereinander und daher kein Temperaturausgleich auf.practically no heat exchange due to the poor thermal conductivity between the heater tube parts and therefore no temperature equalization.

Als Wärmequelle für das gemeinsame WärmerohrAs a heat source for the common heat pipe

kann beispielsweise ein Hilfsbrenner verwendet werden oder ,ein elektrisches Erhitzungselement und zwar innerhalb oder ausserhalb des Wärmerohrs.For example, an auxiliary burner can be used or an electrical heating element within or outside the heat pipe.

Nach der Erfindung weist das gemeinsame Wärme— "rohr eine im Strömungsweg der Verbrennungsgase angeordnete wärmedurchlässige Wand in thermischem Kontakt mit einem Teil der Verbrennungsgase auf.According to the invention, the common heat - "tube a heat-permeable wall arranged in the flow path of the combustion gases in thermal contact with a part of the combustion gases.

Dies macht weitere Hilfsmittel überflüssig,This makes further aids superfluous,

während das Wärmerohr keine speziellen konstruktiven Vorkehrungen erfordert.while the heat pipe does not require any special structural precautions.

Bei einer günstigen Ausführungsform des erfin-In a favorable embodiment of the invention

dungsgemässen Heissgasmotors ist die Wärmequelle derart ausgebildet, dass sie die Erhitzerrohrteile bei einer Temperatur behält, die wenigstens der mittleren Temperatur der unmittelbar von den Verbrennungsgasen erhitzten Erhitzerrohrteile ausserhalb des Wärmerohrs entspricht.According to the hot gas engine, the heat source is designed in such a way that that it keeps the heater tube parts at a temperature which is at least the mean temperature of the immediate corresponds to the heated by the combustion gases heater tube parts outside the heat pipe.

Das Wärmerohr gleicht dann bei einer Temperatur, die der gewünschten Arbeitsmitteltemperatür in den Erhitzer— rohren nahezu entspricht, aus. Die Wärmequelle liefert dabei die optimale Wärmemenge. Eine Erhöhung des Wärmestromes durch das Wärmerohr mit der Folge eines Anstieges des Temperaturpegels, hat keinen weiteren günstigen Effekt im bezug auf eine Verringerung der Temperaturunterschiede zwischen den Erhitzer-The heat pipe then equals at a temperature that corresponds to the desired temperature of the working medium in the heater. pipes almost corresponds to. The heat source supplies the optimal amount of heat. An increase in the heat flow through the heat pipe, with the consequence of an increase in the temperature level, has no further beneficial effect with respect to a Reduction of the temperature differences between the heater

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PHN. 6529. - 7 - PHN. 6529. - 7 -

rohren.pipes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist inAn embodiment of the invention is shown in

den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:the drawings and is described in more detail below. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht eines doppeltwirkenden ^-Zylinder Heissgasmotors,Fig. 1 is a plan view of a double-acting ^ -cylinder hot gas engine,

Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie U-II in Fig. 1.FIG. 2 shows a section along the line U-II in FIG. 1.

Der Heissgasmötor nach Fig. 1 enthält vierThe hot gas motor according to FIG. 1 contains four

Zylinder 1, 2, 3 und h für vier thermodynamisch^ Kreisläufe. Der Regenerator und der Kühler, der zu einem bestimmten Kreislauf gehören, liegen je in einem gemeinsamen Raum und zwar in den Räumen 5» 6, 7 bzw. 8. Die vier Zylinder sowie die Räume für den Regenerator und den Kühler liegen in einen Kranz. Im Raum 7 aus Fig. 2 befindet sich ein Regenerator und ein Kühler 10. In den Räumen 5» 6 und 8 befinden sich ebenfalls ein Regenerator und ein Kühler» die in der Figur nicht dargestellt sind.Cylinders 1, 2, 3 and h for four thermodynamic ^ circuits. The regenerator and the cooler, which belong to a certain circuit, are each located in a common space, namely in spaces 5 »6, 7 and 8. The four cylinders and the spaces for the regenerator and the cooler are in a ring. A regenerator and a cooler 10 are located in space 7 from FIG. 2. A regenerator and a cooler are also located in spaces 5-6 and 8, which are not shown in the figure.

Im Zylinder 3 bewegt sich der Kolben 11 aufThe piston 11 moves up in the cylinder 3

und ab. über dem Kolben befindet sich der Expansionsraum 12, an den sich Erhitzerrohre 13 anschliessen, deren andere Enden in einen Kanal I^ münden. Unter dem Kolben 11 liegt der Kompre^.-ionsraum 15» an den sich ein Kanal 16 anschüesst.and from. The expansion space 12 is located above the piston, to which the heater tubes 13 are connected, the other ends of which open into a channel I ^. Under the piston 11 is the Compression space 15 »to which a channel 16 adjoins.

An den Regenerator 9 schliessen sich Erhitzer— rohre !7 an» deren andere Enden in den Kanal 1k münden. An den Kühler 10 schliesst sich ein Kanal 18 an,Heater pipes 7 are connected to the regenerator 9 at the other ends of which open into the channel 1 k. A duct 18 connects to the cooler 10,

Hei einem doppeltwirkenden Motor ist derHei a double-acting motor is the

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PHN. 6529.PHN. 6529.

Expansionsraum des einen Zylinders über einen Erhitzer, Regenerator und Kühler mit dem Kompressionsraum eines anderen Zylinders verbunden, von welchem anderen Zylinder der Expansionsraum wieder über einen Erhitzer, Regenerator und Kühler mit dem Kompressionsraum eines nächsten Zylinders verbunden ist.Expansion space of one cylinder via a heater, regenerator and cooler with the compression space of another Cylinder connected, from which other cylinder the expansion space again via a heater, regenerator and cooler connected to the compression chamber of a next cylinder is.

Im vorliegenden Fall steht der ExpansionsraumIn the present case, there is the expansion space

12 im Zylinder 3 über die Erhi'tzerrohre 13» den Kanal 14, die Erhitzerrohre 17» den Regenerator 9j den Kühler 10 und den Kanal 18 mit dem nicht dargestellten Kompressionsraum im Zylinder k in offener Verbindung.12 in cylinder 3 via heater tubes 13 »channel 14, heater tubes 17» regenerator 9j, cooler 10 and channel 18 with the compression chamber (not shown) in cylinder k in open connection.

Der Kompressionsraum 15 im Zylinder 3 stehtThe compression space 15 in the cylinder 3 is standing

über den Kanal 16, den nicht dargestellten Kühler und den Regenerator im Raum 6 und die nicht dargestellten Erhitzerrohre mit dem nicht dargestellten Expansionsraum im Zylinder 2 in Verbindung.via the channel 16, the cooler, not shown, and the Regenerator in space 6 and the heater tubes (not shown) with the expansion space (not shown) in the cylinder 2 in connection.

Die zu den vier thermodynamischen KreisläufenThe four thermodynamic cycles

gehörenden Erhitzerrohre stehen in einem Kranz um einen Raum 20 für Verbrennungsgase. Die heissen Verbrennungsgase rühren von einer zentralen Brennervorrichtung 21 mit einer Zufuhr für Verbrennungsluft 22 und einer Zufuhr für Kraftstoff 23 her. An den Raum 20 schliesst sich eine Abfuhr 2h für Verbrennungsgase an.The heater tubes belonging to it stand in a wreath around a room 20 for combustion gases. The hot combustion gases come from a central burner device 21 with a supply for combustion air 22 and a supply for fuel 23. A discharge 2 h for combustion gases is connected to the room 20.

Die oberen Teile sämtlicher ErhitzerrohreThe upper parts of all heater tubes

liegen zusammen mit den Kanälen, welche die zu einer Zylinder, Regeneratorkombination gehörenden Erhitzerrohre miteinander verbinden (beispielsweise Kanal 1^1 in Fig. Γ2 ) innerhalb eineslie together with the channels that connect the heater tubes belonging to a cylinder, regenerator combination connect (e.g. channel 1 ^ 1 in Fig. Γ2) within a

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PHN. 6529. - 9 -PHN. 6529. - 9 -

gemeinsamen ringförmigen Wärmerohrs 25, dessen Innenwand mit einer Kapillarstruktur 26 bedeckt ist. Im Wärmerohr befindet sich etwas Natrium als Wärmetransportmittel. Das Wärmerohr weist weiter eine wärmedurchlässige Wand 27 auf, die im Strömungsweg der von der Brennervorrichtung 21 herrührenden heissen Verbrennungsgase angeordnet ist.common annular heat pipe 25, the inner wall of which is covered with a capillary structure 26. Located in the heat pipe some sodium as a heat transport medium. The heat pipe further has a heat-permeable wall 27, which is in the flow path of the originating from the burner device 21 hot combustion gases is arranged.

Im Betrieb des Heissgasmotors streifen dieWhen the hot gas engine is running, the

heissen Verbrennungsgase an der wärmedurchlässigen Wand 27 und an den unteren freien Erhitzerrohrteilen unter Abgabe von Wärme an denselben entlang. Durch Aufnahme von Wärme aus der wärmedurchlässigen "Wand 27 verdampft das im Wärmerohr 25 befindliche Natrium. Der Natriumdampf strömt zu den Erhitzerrohrteilen und ihren Verbindungskanälen und zwar wegen des dort herrschenden Drucks infolge etwas niedrigerer Temperaturen an dieser Stelle. Denn das durch die Erhitzerrohre und ihre Verbindungskanäle strömende Arbeitsmittel nimmt aus den Erhitzerrohrwänden und Kanalwänden Wärme auf. Der Natriumdampf kondensiert danach an diesen Wänden unter Abgabe von Wärme an denselben. Dort, wo die niedrigsten Temperaturen herrschen kondensiert der meiste Dampf, Die Temperaturen dieser Wände werden auf diese Weise ausgeglichen. Das Resultat ist, dass die oberen Erhitzerrohrteile und ihre Verbindungskanäle isotherm sind und dieselbe Temperatur aufweisen. Das durch die Erhitzerrohre strömende Arbeltsmittel wird dadurch überall in Temperatur ausgeglichen, so dass Arbeitsmitteltemperaturunterschiede zwischen den Rohren untereinander nahezu verschwunden sind, was die Leistung und den thermischenhot combustion gases on the heat-permeable wall 27 and along the lower free heater tube parts with dissipation of heat therealong. By absorbing heat from the heat-permeable "wall 27 evaporates in the heat pipe 25 present sodium. The sodium vapor flows to the heater tube parts and their connecting channels because of the Pressure prevailing there due to slightly lower temperatures at this point. Because that through the heater tubes and Working medium flowing through its connecting channels absorbs heat from the heater tube walls and channel walls. The sodium vapor then condenses on these walls, giving off heat to them. Where the lowest temperatures if most of the steam condenses, the temperatures of these walls are equalized in this way. The result is that the upper heater tube parts and their connecting channels are isothermal and have the same temperature. The temperature of the working medium flowing through the heater tubes is equalized everywhere, so that there are differences in working medium temperature between the pipes among each other have almost disappeared, which is the performance and the thermal

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PHN. 6529. - 10 -PHN. 6529. - 10 -

Wirkungsgrad des Motors verbessert. Die Oberfläche der wärmodurchlässigen Wand 27 des Warmerohrs 25 ist dabei derart gewählt worden, dass der Wärmestrom zum Wärmerohr eine Natriumtemperatur ergibt, die der mittleren Temperatur der unmittelbar durch die Verbrennungsgase erhitzten unteren Rohrteile nahezu entspricht. Die durch das Wärmerohr aufgenommene Wärmemenge ist dann optimal um den gewünschten Temperaturausgleich zu erhalten. Die Wärmebelastung des Wärmerohrs ist gering. Eine höhere Wärmebelastung ergibt keine Verbesserung des Temperaturausgleichs.Improved engine efficiency. The surface of the heat permeable Wall 27 of the heat pipe 25 is chosen in this way been that the heat flow to the heat pipe is a sodium temperature gives that of the mean temperature of the lower pipe parts directly heated by the combustion gases almost corresponds. The one absorbed by the heat pipe The amount of heat is then optimal to achieve the desired temperature compensation. The heat load on the heat pipe is small amount. A higher thermal load does not improve the temperature compensation.

40981 3/036640981 3/0366

Claims (2)

23U16223U162 PHN. 6529. - 11 PATENTANSPRÜCHE . PHN. 6529. - 11 PATENT CLAIMS. 1,) Heissgasmotor mit einem oder mehreren Arbeits-1,) Hot gas motor with one or more working räumen, die je einen Kompressionsraum veränderlichen Volumens und niedrigerer mittlerer Temperatur sowie einen damit über einen Kühler, einen Regenerator und einen Erhitzer verbundenen Expansionsraum ebenfalls veränderlichen Volumens und höherer mittlerer Temperatur enthalten, wobei der (die) Erhitzer durch eine Anzahl Rohre gebildet ist (sind), die im Strömungsweg der von einer gemeinsamen Brennervorrichtung herrührenden heissen Verbrennungsgase angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzerrohre über einen Teil ihrer Länge innerhalb eines gemeinsamen Wärmerohrs liegen, das an einer anderen Stelle mit einer Wärmequelle versehen ist um im Betrieb des Motors gleiche Temperaturen der betreffenden Erhitzerrohrteile beizubehalten.clear a compression room of variable volume and lower average temperature as well as one with it a cooler, a regenerator and a heater connected expansion space also of variable volume and higher medium temperature, the heater (s) being formed by a number of tubes placed in the flow path of the from a common burner device hot combustion gases are arranged, characterized in that the heater tubes over part of their Length lie within a common heat pipe that is provided with a heat source at another point around Maintain the same temperatures of the relevant heater tube parts when the engine is running. 2. Heissgasmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das gemeinsame Wärmerohr eine im Strömungsweg der Verbrennungsgase angeordnete wärmedurchlässige Wand aufweist, die mit einem Teil der Verbrennungsgase in thermischem Kontakt steht»2. hot gas engine according to claim 1, characterized in that that the common heat pipe has a heat-permeable wall arranged in the flow path of the combustion gases having, with part of the combustion gases in thermal Contact is available » 3· Heissgasmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch3 · Hot gas engine according to claim 1 or 2, characterized gekennzeichnet, dass die Wärmequelle derart ausgebildet ist, ~ dass sie die Erhitzerrohrteile auf einer Temperatur behält, die wenigstens nahezu der mittleren Temperatur der unmittelbar durch die Verbrennungsgase erhitzten Erhitzerrohrteile ausserhalb des Wärmerohrs entspricht.characterized in that the heat source is designed in such a way that ~ that it keeps the heater tube parts at a temperature the at least almost the mean temperature of the heater tube parts directly heated by the combustion gases outside the heat pipe. 409813/0366409813/0366
DE19732344162 1972-09-22 1973-09-01 HOT GAS ENGINE WITH ONE OR MORE HEATERS MADE BY A NUMBER OF PIPES ARRANGED IN THE FLOW PATH OF COMBUSTION GASES COMING FROM A COMMON BURNER DEVICE Pending DE2344162A1 (en)

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NL7212824A NL7212824A (en) 1972-09-22 1972-09-22

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