DE4137756A1

DE4137756A1 - THERMAL ENGINE ACCORDING TO THE STIRLING PRINCIPLE

Info

Publication number: DE4137756A1
Application number: DE19914137756
Authority: DE
Inventors: Vaclav Prech; Klaus Dr Schubert; Wilhelm Dr Bier
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1991-11-16
Filing date: 1991-11-16
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2011-11-17
Also published as: DE4137756C2; EP0543132A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmekraftmaschine für einen geschlossenen Kreisprozeß mit Heißgas nach dem Stir ling-Prinzip mit mindestens je einem heißen und einem kalten Raum in vorzugsweise jeweils einem Zylinder, in oder an wel chem jeweils ein entsprechend dem Prozeß sich bewegender Kol ben oder ein Membranbalg mit Abgriff der mechanischen Energie arbeitet und mit einem Regenerator für das Arbeitsmedium.The present invention relates to a heat engine for a closed cycle with hot gas after stir Ling principle with at least one hot and one cold Space in preferably one cylinder each, in or on wel chem each a Kol moving according to the process ben or a membrane bellows with tap of mechanical energy works and with a regenerator for the working medium.

Wärmekraftmaschinen nach dem Stirling-Prinzip bestehen in ih rer einfachsten Bauart aus je einem von außen gekühlten bzw. erhitzten Zylinder mit Kolben, die miteinander gekoppelt sind. Die beiden Zylinder sind durch ein Rohr miteinander verbunden und mit einem Arbeitsgas, dem Arbeitsmedium gefüllt. Zunächst dehnt sich dieses Gas - z. B. Helium oder Luft - im heißen Zylinder aufgrund der zugeführten Wärme aus und schiebt dessen Kolben nach unten, so daß mechanische Arbeit geleistet wird. Auf sei nem Rückweg drückt der Kolben das heiße Gas in den kalten Zy linder, wobei das Gas in dem Verbindungsrohr Wärme an den darin plazierten Regenerator,einem Wärmespeicher und dem in der Strömungsrichtung des Arbeitsgases folgenden kalten Wärme tauscher abgibt und sich dabei abkühlt. Der Kolben im kalten Zylinder, dem sog. Schiebezylinder, eilt dem im heißen, dem im Arbeitszylinder, bei einem Kurbelwellenantrieb ungefähr um eine Viertelumdrehung voraus, macht also dem Gas Platz. Wenn er dann wieder zu komprimieren beginnt, preßt er das Gas zusammen und in den heißen Zylinder zurück. Dabei nimmt das Gas zuvor an den Regenerator abgegebene Wärme wieder auf. Insgesamt ist die bei der Verdrängung geleistete Arbeit größer als die zum Schieben des Arbeitsgases aufzuwendende. Aus der Differenz der geleisteten und aufzuwendenden Arbeit ergibt sich dann nach Ablauf eines Zyklus die gewonnene Arbeit als ein effizienter Anteil an der zur Verfügung stehenden Energie. Die Arbeit steht nun in mechanischer Form zur Verfügung. Heat engines based on the Stirling principle exist in ih The simplest design, each consisting of an externally cooled or heated cylinders with pistons that are coupled together. The two cylinders are connected by a tube and filled with a working gas, the working medium. First this gas expands - e.g. B. helium or air - in the hot cylinder due to the heat supplied and pushes its piston down so that mechanical work is done. On On the way back, the piston pushes the hot gas into the cold cylinder linder, the gas in the connecting pipe heat to the the regenerator, a heat accumulator and the in cold heat following the flow direction of the working gas exchangers and cools down. The piston in the cold Cylinder, the so-called sliding cylinder, hurries in the hot, in the Working cylinder, with a crankshaft drive about one A quarter of a turn ahead gives way to gas. If he then begins to compress again, it compresses the gas and back in the hot cylinder. The gas picks up beforehand heat given off to the regenerator again. Overall is the work done in the displacement is greater than that for Pushing the working gas to be expended. From the difference of the work performed and the work to be done then results Course of a cycle the work gained as an efficient Share of the available energy. The work is done now available in mechanical form.

Bei den bekannten Bauarten von Wärmekraftmaschinen nach dem Stirling-Prinzip geschieht nun der Wärmeaustausch entweder di rekt über die Zylinderwand des Arbeits- bzw. des Schiebezylin ders oder über einen angeschlossenen mit verhältnismäßig großem Ballast- oder Totvolumen belasteten, konventionellen Wärmetauscher oder ein großvolumiges Wärmeübertragungssystem.In the known types of heat engines according to the Stirling principle, heat exchange now happens either di right over the cylinder wall of the working or sliding cylinder ders or through a connected with proportionately large ballast or dead volume, conventional Heat exchanger or a large volume heat transfer system.

Die bekannten Systeme sind daher in der Leistungsfähigkeit und der Effizienz eingeschränkt. Sie weisen lange Wege für das Ar beitsmedium und große Totvolumina wie auch Strömungswider stände insbesondere an Verbindungsstellen und Krümmungen der Kanäle auf.The known systems are therefore in the performance and of efficiency. They show long ways for the Ar working medium and large dead volumes as well as flow resistance stands especially at joints and curvatures of the Channels on.

Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, eine Wärme kraftmaschine nach dem Stirling-Prinzip bezüglich des Wärme austausches bei der Wärmezu- und der Wärmeabfuhr zu verbes sern.The object of the present invention is therefore a heat Stirling principle engine regarding heat exchanges in the supply and dissipation of heat ser.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfin dung bei einer Wärmekraftmaschine der eingangs beschriebenen Art die Merkmale vor, die in dem Kennzeichen des Patentanspru ches 1 von a) bis d) angeführt sind. Weitere vorteilhafte Merkmale zur Lösung der Aufgabenstellung sind in den Kennzei chen der Unteransprüche angegeben.The present inventor proposes to solve this task tion in a heat engine of the type described Kind of the features in the characterizing part of the patent ches 1 from a) to d) are listed. More beneficial Features for solving the task are in the indicator Chen specified the subclaims.

Mit der vorliegenden Erfindung wird nun die Leistungsfähigkeit einer Wärmekraftmaschine nach dem Stirling-Prinzip wesentlich gesteigert. Die geschieht erfindungsgemäß durch den Einsatz der neuartigen, besonders kombinierten und besonders kompakten Wärmetauschereinheit, die in besonders vorteilhafter Weise un mittelbar zwischen die Arbeits- und Schieberzylinder der Wär mekraftmaschine angeordnet ist.With the present invention, now the performance a heat engine based on the Stirling principle increased. According to the invention, this is done through use the new, particularly combined and particularly compact Heat exchanger unit, which is particularly advantageous indirectly between the working and slide cylinders of the heat mekraft machine is arranged.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden im fol genden und anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert:Further details of the present invention are explained in the fol lowing and with reference to FIGS . 1 to 5:

Es zeigen die They show

Fig. 1 den schematischen Querschnitt durch den Zylinderkopf ei ner erfindungsgemäßen Wärmekraftmaschine, die Fig. 1 shows the schematic cross section through the cylinder head egg ner heat engine according to the invention, the

Fig. 2 den Wärmetauscher selbst in perspektivischer Schrägdar stellung, die Fig. 2 position the heat exchanger itself in perspective Schrägdar, the

Fig. 3 eine Wärmekraftmaschine mit Membranen anstelle von Kol ben, Fig. 3 shows a heat engine having membranes instead of Kol ben,

Fig. 4 eine Wärmekraftmaschine mit V-förmiger Zylinderanordnung und die Fig. 4 is a heat engine with a V-shaped cylinder arrangement and the

Fig. 5 eine Wärmekraftmaschine mit parallel angeordneten Zylin dern jeweils in prinzipieller Darstellung. Fig. 5 is a heat engine with parallel arranged Zylin countries each in a basic representation.

Die Fig. 1 zeigt den in Fig. 2 einzeln dargestellten Wärmetau scher 1, der der Länge nach in ein Gehäuse 2 eingebaut ist, wobei dieses Gehäuse mit seinen beiden Stirnseiten 16 und 17 jeweils gegen den heißen 3 und den kalten Zylinder 4 dicht ge schraubt ist. Die beiden koaxialen Zylinder 3 und 4 sind Teile einer Wärmekraftmaschine nach dem Stirling-Prinzip, in ihnen befinden sich der heiße Raum 5 mit dem Arbeitskolben 7 sowie der kalte Raum 6 mit dem Verdrängerkolben 8. Die beiden Kolben 7 und 8 können auch, wie in der Fig. 3 dargestellt, durch eine Membrane als Arbeitsglied ersetzt sein. Die beiden Kolben 7 und 8 oder die entsprechenden Membranen sind auf nicht darge stellte Weise so miteinander gekoppelt, daß ihre Relativbewe gung zueinander nach der bekannten Stirling-Arbeitsweise er folgt. Solche Koppelungen sind ebenso bekannt, wie verschiedene Möglichkeiten die mechanische Arbeit von dem Arbeitsglied ab zugreifen. Das fluide Arbeitsmedium 9 für diesen Prozeß in den beiden Räumen 5 und 6 kann He, CO₂, Luft oder auch ein an deres Gas sein. Fig. 1 shows the heat exchanger shown in Fig. 2 individually shear 1 , which is installed lengthways in a housing 2 , this housing with its two end faces 16 and 17 each screwed tightly against the hot 3 and the cold cylinder 4 ge is. The two coaxial cylinders 3 and 4 are parts of a heat engine according to the Stirling principle, in which there are the hot space 5 with the working piston 7 and the cold space 6 with the displacement piston 8 . The two pistons 7 and 8 can also, as shown in FIG. 3, be replaced by a membrane as a working member. The two pistons 7 and 8 or the corresponding diaphragms are coupled to one another in a manner not shown in such a way that their relative movement to one another follows the known Stirling mode of operation. Couplings of this type are also known, as are various ways of accessing the mechanical work from the working member. The fluid working medium 9 for this process in the two rooms 5 and 6 can be He, CO₂, air or another gas.

Der Wärmetauscher 1 ist ein sog. Mikrowärmetauscher mit einem großen Aspektverhältnis, wobei unter diesem das rechnerische Verhältnis der Kanallänge zu den Abmessungen der inneren Strukturen (Wanddicken oder Kanalweiten) zu verstehen ist. Herstellbare Mikrowärmetauscher weisen Aspektverhältnisse von über 10 000 auf, wobei die kleinsten Abmessungen der inneren Strukturen bei Wandstärken im 10 µm-Bereich, bei Kanalweiten im 100 µm-Bereich und die Kanallängen im cm- bis maximal im m-Be reich liegen. Das Aspektverhältnis solcher Mikrowärmetauscher ist in weiten Bereichen vorgebbar ebenso wie die Form und die Anordnung der Kanäle.The heat exchanger 1 is a so-called micro-heat exchanger with a large aspect ratio, which is to be understood as the mathematical ratio of the channel length to the dimensions of the internal structures (wall thicknesses or channel widths). Micro heat exchangers that can be produced have aspect ratios of over 10,000, the smallest dimensions of the inner structures being in the 10 μm range for wall thicknesses, in the 100 μm range for channel widths and the channel lengths in the cm range to a maximum in the m range. The aspect ratio of such micro heat exchangers can be predetermined in a wide range, as can the shape and arrangement of the channels.

Der Mikrowärmetauscher 1 gem. Fig. 2 besteht nun aus übereinan dergestapelten, genuteten, plattenförmigen Folien 10, wobei die Ausrichtung der Nuten 11 abwechselnd um einen Winkel, vor zugsweise von 90° gegeneinander versetzt ist und die Nuten 11 einer Folie 10 mit der Rückseite der Wand 12 der darüber- bzw. anliegenden Folie 10 die Kanäle des Wärmetauschers 1 bilden.The micro heat exchanger 1 acc. Fig. 2 now consists of übereinan dergestapelten grooved plate-shaped films 10, wherein the alignment of the grooves 11 is alternately offset from one another by an angle, before preferably of 90 °, and the grooves 11 of a slide 10 with the back of the wall 12 of the overlying or adjacent film 10 form the channels of the heat exchanger 1 .

Der Wärmetauscher 1 ist nach Art eines Speicherwärmetauschers aufgebaut und weist drei Arten von Kanälen 13, 14 und 15 auf, die aus den beschriebenen Nuten 11 gebildet sind:The heat exchanger 1 is constructed in the manner of a storage heat exchanger and has three types of channels 13 , 14 and 15 , which are formed from the grooves 11 described:

Die Kanäle 13 der ersten Art durchsetzen den Wärmetauscher 1 der Länge nach und bringen das in ihnen hin- und herströmende Arbeitsmedium 9 mit dem heißen Medium 18 in den Kanälen 14 der zweiten Art und dem kalten Medium 19 in den Kanälen 15 der dritten Art wie bei einem Kreuzstromwärmetauscher in Wärmeaus tausch. Diese Kanäle 14 und 15 sind hintereinander etwa im rechten Winkel zu den Kanälen 13 angeordnet. Zwischen ihnen weisen die jeweiligen Folien 10 einen ungenuteten Teil 20 auf, der als Regenerator 21 für den Stirling-Prozeß dient. Die das Arbeitsmittel 9 führenden Kanäle 13 der ersten Art führen un mittelbar von dem heißen Raum 5 in den kalten 6, so daß die Strömungsverluste minimal werden. The channels 13 of the first type pass lengthways through the heat exchanger 1 and bring the working medium 9 flowing back and forth in them with the hot medium 18 in the channels 14 of the second type and the cold medium 19 in the channels 15 of the third type as in a cross-flow heat exchanger in heat exchange. These channels 14 and 15 are arranged one behind the other approximately at right angles to the channels 13 . Between them, the respective films 10 have an un-grooved part 20 , which serves as a regenerator 21 for the Stirling process. The channels 13 of the first type leading the working medium 9 lead un directly from the hot room 5 into the cold 6 , so that the flow losses are minimal.

In der Fig. 1 ist nun der genaue Einbau des Wärmetauschers 1 in eine Stirling-Maschine dargestellt. Dabei kann es sich um eine mechanische Arbeit leistende oder um eine Kältemaschine han deln, die beschriebene Art Mikrowärmetauscher ist für alle Ar ten von Fluiden geeignet. Wie bereits erwähnt sitzt der Wärme tauscher in einem Gehäuse 2, welches direkt dicht zwischen die beiden Zylinder 3 und 4 geflanscht ist. In das Gehäuse 2 ist der Wärmetauscher so eingesetzt, daß die Kanäle 13 der ersten Art den heißen und den kalten Raum 5 und 6 unmittelbar verbin den, so daß das Arbeitsmedium 9 durch die Kolbenbewegungen 22 und 23 verlustarm zwischen den Räumen 5 und 6 hin- und her strömen kann. Dazu korrespondieren die Öffnungen 26 und 27 des Gehäuses 2, in welchen die Vorder- und Hinterflächen 24 und 25 des Wärmetauschers 1 liegen, jeweils mit den Zylindern 3 und 4 bzw. deren Räumen 5 und 6. Der Regenerator 21 bzw. die entsprechende Zone des Wärmetauschers 1 liegt etwa in der Mitte des Gehäuses 2, eine Verdickung 28 in diesem Bereich trennt die Kanäle 14 und 15 bzw. deren Anströmbereiche 29 und 30 dicht voneinander.In FIG. 1, the precise installation of the heat exchanger 1 is now shown in a Stirling engine. This can be a mechanical job or a chiller, the type of micro heat exchanger described is suitable for all types of fluids. As already mentioned, the heat exchanger sits in a housing 2 , which is flanged directly between the two cylinders 3 and 4 . In the housing 2 , the heat exchanger is inserted in such a way that the channels 13 of the first type connect the hot and cold rooms 5 and 6 directly, so that the working medium 9 has low losses between the rooms 5 and 6 due to the piston movements 22 and 23. and can flow here. For this purpose, the openings 26 and 27 of the housing 2 , in which the front and rear surfaces 24 and 25 of the heat exchanger 1 are located, each correspond to the cylinders 3 and 4 or their spaces 5 and 6 . The regenerator 21 or the corresponding zone of the heat exchanger 1 lies approximately in the middle of the housing 2 , a thickening 28 in this area separates the channels 14 and 15 or their inflow areas 29 and 30 from one another in a sealed manner.

Die Anströmbereiche 29 und 30 liegen hinter den Einlaßstutzen 31 und 32 für das heiße 18 bzw. das kalte Medium 19 auf der an deren Seite des Gehäuses 2, am Austritt der Kanäle 14 und 15 aus dem Wärmetauscher 1 liegen entsprechend die Auslaßstutzen 33 und 34.The inflow regions 29 and 30 are located behind the inlet connections 31 and 32 for the hot 18 and the cold medium 19 on the side of the housing 2 , at the outlet of the channels 14 and 15 from the heat exchanger 1 , the outlet connections 33 and 34 are correspondingly located.

Das Gehäuse 2 des Wärmetauschers 1 bildet somit die Zylinder kopfdeckel beider Zylinder 3, 4 und weist damit mit den Zylin dern korrespondierende Öffnungen 26, 27 für das Arbeitsmedium 9 auf. Die Flächen 24, 25 des Wärmetauschers 1 mit den Öffnungen der Kanäle 13 der ersten Art bilden jeweils den Abschluß des heißen 5 und des kalten Raumes 6. Die Eintritts- 31, 32 und die Austrittsöffnungen 33, 34 für das warme 18 und das kalte Medium 19 liegen seitlich quer zu den ersten Öffnungen 26,27 im Ge häuse 2 und korrespondieren mit den Kanälen 14, 15 der zweiten und der dritten Art des Wärmetauschers 1. Der Regeneratorteil 21 des Wärmetauschers 1 liegt dazwischen und trennt beide von einander.The housing 2 of the heat exchanger 1 thus forms the cylinder head cover of both cylinders 3 , 4 and thus has corresponding openings 26 , 27 for the working medium 9 with the cylinders. The surfaces 24 , 25 of the heat exchanger 1 with the openings of the channels 13 of the first type each form the end of the hot 5 and the cold room 6 . The inlet 31, 32 and the outlet openings 33, 34 for the hot 18 and the cold medium 19 are laterally across the first openings 26,27 in the Ge housing 2 and correspond to the channels 14, 15 of the second and third type of Heat exchanger 1 . The regenerator part 21 of the heat exchanger 1 lies between them and separates them from one another.

Die prinzipielle Funktion des Stirling-Prozesses ist bei der erfindungsgemäßen Maschine wie eingangs beschrieben. Das Ar beitsmedium 9 zirkuliert durch die Kanäle 13 der ersten Art zwischen dem heißen und dem kalten Raum 5 und 6. Die Energie zufuhr zum Prozeß durch das heiße Medium 18 erfolgt über die Kanäle 14 der zweiten Art auf die Kanäle 13, wobei das Medium 18 durch die Stutzen 31 und 33 zu- bzw. abgeführt wird. Die abzuführende Restwärme wird in den Kanälen 15 der dritten Art aus den Kanälen 13 der ersten Art mittels des kalten Mediums 19 abgeführt, wobei dieses Medium 19 durch die Stutzen 32 und 34 zu- bzw. abgeleitet wird. Im Regeneratorteil 21 wird ein Teil der Wärme zwischen kalter und heißer Zone entsprechend dem Stirling-Prozeß zwischengespeichert, er dient damit als thermische Trennung.The basic function of the Stirling process in the machine according to the invention is as described at the beginning. The Ar beitsmedium 9 circulates through the channels 13 of the first type between the hot and cold room 5 and 6th The energy supply to the process through the hot medium 18 takes place via the channels 14 of the second type on the channels 13 , the medium 18 being supplied and discharged through the connecting pieces 31 and 33 . The residual heat to be removed is dissipated in the channels 15 of the third type from the channels 13 of the first type by means of the cold medium 19 , this medium 19 being fed in or out through the connecting pieces 32 and 34 . In the regenerator part 21 , part of the heat between the cold and hot zones is temporarily stored in accordance with the Stirling process, so that it serves as a thermal separation.

In der Fig. 3 ist dargestellt, wie der Wärmetauscher nach den Fig. 1 und 2 in eine Stirling-Maschine eingebaut ist, die an Stelle der Kolben 7, 8 Membranbälge 35 und 36 aufweist. Die Membranbälge können einfache wie 35 oder doppelte bzw. mehr fache Bälge wie 36 aufweisen. Der Abgriff der mechanischen Ar beit an den Membranen erfolgt hier über Stößel 37. Der heiße Raum wird hier durch den Zwischenraum 38 zwischen den Vorder flächen 24 des Wärmetauschers 1 und der Membran der Membran bälge 35, der kalte 39 zwischen den Hinterflächen 25 und der Membran der Membranbälge 36 gebildet. Die Steuerung der Mem branen in ihrem Verhältnis zueinander ist nicht dargestellt, da sie Stand der Technik ist.In Fig. 3 is illustrated how the heat exchanger according to Fig. 1 and is incorporated in a Stirling engine 2 having, instead of the piston 7, 8, bellows 35 and 36. The membrane bellows can have single bellows such as 35 or double or more fold bellows such as 36 . The tap of the mechanical Ar work on the membranes takes place here via plunger 37 . The hot space is here through the space 38 between the front surfaces 24 of the heat exchanger 1 and the membrane of the bellows 35 , the cold 39 between the rear surfaces 25 and the membrane of the membrane bellows 36 is formed. The control of the membranes in their relationship to one another is not shown since it is state of the art.

Die in der Fig. 3 mit gleichen Ziffern benannten Elemente sind identisch mit denen der Fig. 1 bis 2.The elements named with the same numbers in FIG. 3 are identical to those of FIGS. 1 to 2.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Ausführungen des Wärmetauschers bei anderen Zylinderanordnungen der Wärmekraftmaschine, wobei die Positionen gleicher Elemente der der Fig. 1 entsprechen. FIGS. 4 and 5 show the embodiments of the heat exchanger with other cylinder arrangements of the heat engine, the positions of the same elements of FIG. 1 correspond.

Bei der V-förmigen Zylinderanordnung gem. der Fig. 4 ist der Wärmetauscher bogenförmig gekrümmt, bei der parallelen Zylin deranordnung gem. der Fig. 5 mit schrägen Seitenflächen 26 und 27 ausgeführt. Das Arbeitsprinzip und der Aufbau des Wärmetau schers sind die gleichen wie die zu der Fig. 1 beschriebenen, die Funktion ebenfalls.According to the V-shaped cylinder arrangement. Fig. 4, the heat exchanger is curved in an arc, according to the arrangement in parallel Zylin. running of Fig. 5 with oblique side surfaces 26 and 27. The principle of operation and the structure of the heat exchanger are the same as those described for FIG. 1, the function also.

BezugszeichenlisteReference list

1 Wärmetauscher
2 Gehäuse
3 heißer Zylinder
4 kalter Zylinder
5 heißer Raum
6 kalter Raum
7 Arbeitskolben
8 Verdrängerkolben
9 Arbeitsmedium
10 Folien
11 Nuten
12 Rückseite der Wand
13 Kanäle 1. Art
14 Kanäle 2. Art
15 Kanäle 3. Art
16 Stirnseite heiß
17 Stirnseite kalt
18 heißes Medium
19 kaltes Medium
20 ungenuteter Teil
21 Regenerator, Wärmespeicherzone
22 Kolbenbewegung
23 Kolbenbewegung
24 Vorderfläche
25 Hinterfläche
26 Gehäuseöffnung
27 Gehäuseöffnung
28 Verdickung
29 Anströmbereich
30 Anströmbereich
31 Einlaßstutzen
32 Einlaßstutzen
33 Auslaßstutzen
34 Auslaßstutzen
35 Membran einfach
36 Membran doppelt
37 Stößel
38 heißer Raum
39 kalter Raum 1 heat exchanger
2 housings
3 hot cylinders
4 cold cylinders
5 hot room
6 cold room
7 working pistons
8 displacement pistons
9 working medium
10 slides
11 grooves
12 back of the wall
13 channels 1. Art
14 channels 2nd type
15 channels 3rd Art
16 face hot
17 face cold
18 hot medium
19 cold medium
20 non-grooved part
21 regenerator, heat storage zone
22 piston movement
23 piston movement
24 front surface
25 rear surface
26 housing opening
27 housing opening
28 thickening
29 inflow area
30 inflow area
31 inlet connection
32 inlet connection
33 outlet connection
34 outlet connection
35 membrane simple
36 double membrane
37 plungers
38 hot room
39 cold room

Claims

1. Heat engine for a closed cycle with hot gas according to the Stirling principle with at least one hot and one cold room in each preferably a cylinder, in or on each of which a piston moving according to the process or a diaphragm with grip from the mechanical energy works and with a regenerator for the working medium, characterized by the following features:

a) between the end faces ( 16 , 17 ) of the hot and the kal th cylinder ( 3 , 4 ) a heat exchanger ( 1 ) is arranged directly, which has a large aspect ratio, the aspect ratio being the ratio of the channel length to a dimension of the inner Structures to be understood
b) the heat exchanger ( 1 ) consists of stacked, grooved plate-shaped foils ( 10 ), the groove alignment is alternately offset by an angle and the grooves ( 11 ) of a foil ( 10 ) with the back ( 12 ) of the adjacent foil ( 10 ) form the channels of the heat exchanger ( 1 ),
c) the heat exchanger ( 1 ) has in the manner of a storage heat exchanger three types of channels ( 13 , 14 , 15 ), of which the channels ( 13 ) of the first type, the working medium ( 9 ) of the machine, alternately in succession for heat transfer to two Bring further channels ( 14 , 15 ) of the second and third types with two other heat exchange media, the hot and the cold medium ( 18 , 19 ) of the Stirling process,
d) the channels ( 13 ) of the first type lead directly from the hot ( 5 ) into the cold ( 6 ) space and connect them to each other in a direct way, while the channels ( 14 , 15 ) of the second and third types at an angle of Transfer according to b) between the two rooms ( 5 , 6 ) run across them.

2. Heat engine according to claim 1 characterized by the further features:

e) between the channels ( 14 , 15 ) of the second and third types, the regenerator part ( 21 ) for the working medium ( 9 ) is located within the heat exchanger ( 1 ), this part ( 21 ) consisting of the non-transversely grooved part ( 20 ) of the films ( 10 ) between the channels ( 14 , 15 ) of the second and third types.

3. Heat engine according to claim 1 or 2 characterized by the further feature:

f) the angle by which the grooves of the plate-shaped films ( 10 ) are offset from one another is approximately 90 °.

4. Heat engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two cylinders ( 3 , 4 ) of the hot and the cold room are aligned with each other with respect to their longitudinal axes.

5. Heat engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two cylinders ( 3 , 4 ) of the hot and the cold room are arranged with their longitudinal axes V-shaped to each other.

6. Heat engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two cylinders ( 3 , 4 ) of the hot and the cold room are arranged with their longitudinal axes parallel to each other.

7. Heat engine according to one of claims 1 to 6, characterized by the further features:

g) the housing ( 2 ) of the heat exchanger ( 1 ) forms the cylinder head cover of both cylinders ( 3 , 4 ) and has openings ( 24 , 25 ) for the working medium ( 9 ) corresponding to the cylinders,
h) the surfaces of the heat exchanger ( 1 ) with the openings of the channels ( 13 ) of the first type each form the end of the hot ( 5 ) and the cold room ( 6 )
i) the inlet ( 31 , 32 ) and outlet openings ( 33 , 34 ) for the hot and cold medium ( 18 , 19 ) are laterally transverse to the first openings ( 26 , 27 ) in the wall of the housing ( 2 ) and correspond to the channels ( 14 , 15 ) of the second and third types of heat exchanger ( 1 ),
j) the regenerator part ( 21 ) of the heat exchanger ( 1 ) lies directly between the channels ( 14 , 15 ) and separates them from one another.