DE2332192A1

DE2332192A1 - Vorrichtung zur regelung der leistung einer heissgaskolbenmaschine

Info

Publication number: DE2332192A1
Application number: DE2332192A
Authority: DE
Inventors: Falk Gaertner
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1973-06-25
Filing date: 1973-06-25
Publication date: 1975-01-09
Also published as: US3889465A; GB1454941A; SE7408275L

Description

T2-Lin/L 12.6,1973

MOTOREN-WERKE MANNHEIM AG, vorm. BENZ Abt. stat. Motorenbau, 6800 Mannheim, Carl-Benz-Strasse 5

Vorrichtung zur Regelung der Leistung einer Heißgaskolbenmaschine.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung der Leistung einer Heißgaskolbenmaschine mit einem heißen Raum und einem kalten Raum pro Zylinder, die durch einen in dem Zylinder beweglichen Kolben voneinander getrennt sowie wechselweise ver» kleinerbar und vergrößerbar sind, wobei der heiße Raum mit dem kalten Raum des gleichen oder eines anderen phasenverschoben arbei* tenden Maschinenzylinders über einen Strömungsweg verbunden ist, der hintereinandergeschaltet einen Erhitzer, einen Regenerator und einen Kühler enthält.

Das bisher bei Heißgaskolbenmotoren der vorgenannten Bauart ange=» wandte Regel verfahren ist z.B. in der MTZ Jhg. 29 '(1968) auf Seite 290-291 beschrieben. Zur Regelung der Leistung wird der in den Arbeitsräumen des Heißgasmotors herrschende mittlere Druck derart verändert, daß bei hoher Leistung hoher Druck, bei niedriger Leistung niedriger Druck in den Räumen vorhanden ist. Die Änderung des Druckniveaus geschieht mit Hil-fe eines von der Maschine ange= triebenen Kompressors, der das Arbeitsmedium bei Leistungsvermin« derung in einen Vorratsbehälter pumpt, der unter hohem Druck steht. An einen solchen Kompressor werden sehr hohe Anforderungen gestellt Er muß ein hohes Druckverhältnis haben, ohne Schmierung des Kolbens arbeiten und hermetisch gegen Gase, wie Helium, abgedichtet sein. Diese Forderungen lassen sich nur schwer und wenn überhaupt, nur mit hohem Kostenaufwand erfüllen. Bei einer Leistungserhöhung läßt man bei der bekannten Regelung das Arbeitsmedium aus dem Vorrats= behälter in die Arbeitsräume strömen, wodurch der-mittlere Drück in diesen Räumen schnell ansteigt. Damit wird die am Arbeitsprozeß der Maschine beteiligte Gasmasse geändert, während die gesamte in

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den Arbeitsräumen und im Vorratsbehälter befindliche Gasmasse unverändert bleibt. Das Abpumpen von Arbeitsmedium aus den Ar= beitsräumen durch den Kompressor geht relativ langsam vor sich, so daß man zu dem Ausweg einer sogenannten Kurzschlußregelung greifen muß, die zwar schnell genug reagiert,"jedoch den Wirkungs= grad der Maschine während der Kurzschlußperioden bis auf Null ver= mindert. Diese Eigenschaft sowie der relativ aufwendige Regelkom= pressor sind die Nachteile, deren Vermeidung die Aufgabe der vor= liegenden Erfindung ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß an einer Heißgaskolbenmaschine der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der heiße Raum über eine Kapillarleitung mit einem Behälter verbunden ist, dessen Inneres wahlweise über je eines von zwei Rückschlagventilen mit dem kalten Raum verbunden werden kann, wobei zur Erhöhung der Maschinenleistung der Innenraum des Behälters über dasjenige Rück= schlagventil mit dem kalten Raum verbunden wird, das eine Strömung aus dem heißen Raum über den Behälter in den kalten Raum zuläßt, während zur Senkung der Maschinenleistung der Innenraum des Be= hälters über dasjenige Rückschlagventil mit dem kalten Raum ver= bunden wird, das eine Strömung von dem kalten Raum über den Behäl* ter in den heißen Raum zuläßt.

Die erfindungsgemäße Regelung macht ebenso wie das vorerwähnte bekannte Regelverfahren von dem wirkungsgradneutralen Prinzip Gebrauch, die am Arbeitsprozeß der Maschine beteiligte Gasmasse zu ändern, wobei die gesamte Gasmasse konstant bleibt, d.h. zu bewirken, daß sich bei hoher Leistung eine große Masse Gas in den Arbeitsräumen der Maschine und eine kleine Masse Gas in dem Behäl= ter befindet, während bei kleiner Leistung wenig Gasmasse in der Arbeitsräumen und viel Gasmasse in dem Behälter vorhanden ist. Als geeignete Maßnahmen zur Verwirklichung dieses Prinzips werden gemäß der Erfindung Änderungen von Druck und Temperatur im Behäl= ter benutzt. Zur Änderung der Temperatur im Behälter werden die unterschiedlichen Temperaturen im kalten und im heißen Raum und

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zur Änderung des Druckes der periodisch wechselnde Druck in den Arbeitsräumen der Maschine herangezogen, wobei die Temperatur die Gasdichte im Behälter im gewünschten Sinn beeinflußt. Wenn eine Strömung aus dem heißen Raum über den Behälter in den kalten Baum stattfindet, steigert die aus dem heißen Raum in den Behälter ge= langende Wärme den Behälterdruck und bewirkt gleichzeitig eine Ausdehnung des Gases im Behälter. Dadurch wird Gas aus dem Behälter in den kalten Raum verdrängt und der Druck in den Arbeitsräumen der Maschine und damit die am Arbeitsprozeß teilnehmende Gasmasse erhöht, während die Gasdichte und damit die Masse des im Behälter verbleibenden Gases verkleinert wird. Wenn eine Strömung aus dem kalten Raum über den Behälter in den heißen Raum stattfindet, wird der heiße Behälterinhalt in den heißen Raum verdrängt, wobei kaltes Gas nachströmt, wodurch der Behälterdruck sinkt. Dadurch fällt auch der Druck in den Arbeitsräumen der Maschine und damit wird die am Arbeitsprozeß teilnehmende Gasmasse verkleinert. Da die Temperaturen in dem heißen und kalten Raum durch die Wärmetausch= elemente Erhitzer, Regenerator und Kühler auf den zur Verwirklichun des Stirlingprozesses erforderlichen Werten gehalten werden, bedeu= tet eine Druckerhöhung in den Arbeitsräumen eine Vergrößerung der am Arbeitsprozeß beteiligten Gasmasse und eine Drucksenkung in den Arbeitsräumen eine Verkleinerung der am Arbeitsprozeß beteiligten Gasmasse. Im Behälter sind die Verhältnisse insofern umgekehrt, als eine Druckerhöhung die Folge einer Temperaturerhöhung bzw. einer Gasdichtesenkung des Behälterinhaltes ist. Die Gasmasse im Behälter wird demnach.bei Druckerhöhung vermindert und bei Druck« senkungj Abkühlung und Erhöhung der Gasdichte vergrößert.

Bei Heißgaskolbenmaschinen mit einem Pufferraum kann dieser vorteil haft in die erfindungsgemäße Regelung einbezogen werden. Bei der Bauart von Heißgaskolbenmaschinen, bei welcher der heiße Raum mit' dem kalten Raum des gleichen Zylinders über Erhitzer, Regenerator und Kühler verbunden ist, arbeitet in dem Maschinenzylinder ein weiterer, meist als Arbeitskolben bezeichneter Kolben phasenver= schoben gegenüber demjenigen Kolben, der den heißen Raum von dem

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kalten Raum trennt und meist als Verdränger bezeichnet wird. Der Arbeitskolben trennt den Pufferraum von dem kalten Raum, der über ein im Hubtakt gesteuertes Überströmventil mit dem Pufferraum ver= bunden ist. Hierbei gibt es zwei Möglichkeiten das Überströmventil anzuordnen und zwar einmal so, daß der mittlere Druck im Puffer= raum gleich oder kleiner ist als der mittlere Druck im kalten Raum und zum anderen Mal so, daß der mittlere Druck im Pufferraum gleich oder größer ist als der mittlere Druck im kalten Raum. Die erstge= nannte Möglichkeit ergibt für die erfindungsgemäße Regelung w.egen der kleineren Gasmasse im Pufferraum den Vorteil mit einem kleine= ren Behälter auskommen zu können, v/ährend die zweite Möglichkeit den Vorteil eines Kraftrichtungswechsels im Triebwerk hat, was sich günstig auf die Haltbarkeit der Triebwerkslagerung auswirkt. Beide Möglichkeiten fördern die Wirkung der erfindungsgemäßen Regelung durch eine gegenüber der Ausführung ohne Pufferraum vergrößerte Druckdifferenz zum Laden und Entladen des Behälters. Demgemäß wird bei der Ausführung mit höherem Pufferraumdruck das Rückschlagventil das eine Strömung aus dem kalten Raum über den Behälter zum heißen Raum zuläßt, an den Pufferraum angeschlossen. Das erfindungsgemäße Prinzip bleibt dabei erhalten, da bei dieser Schaltung bei Leistung. Senkung eine Strömung von dem kalten Raum über das Überströmventil, den Pufferraum und den Behälter in den heißen Raum stattfindet. Bei der Ausführung mit niedrigerem Pufferraumdruck dagegen, wird dasjenige Rückschlagventil, das eine Strömung aus dem heißen Raum über den Behälter in den kalten Raum zuläßt, an den Pufferraum an= geschlossen, so daß in diesem Fall ebenfalls gemäß dem Erfindungsprinzip bei einer Leistungserhöhung eine Strömung aus dem heißen Raum über Behälter, Pufferraum und Überströmventil in den kalten Raum stattfindet.

Da ein nennenswerter Massenstrom aus dem Behälter in den kalten Raum bzw. umgekehrt nur beim Übergang auf ein anderes Leistungs= niveau benötigt wird, kann die Kapillarleitung bei gleichbleibender Belastung vorteilhaft abgesperrt sein.

Um bei gleichbleibender hoher Belastung etwaige Wärmeverluste aus

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dem heißen Raum decken zu können, kann es auch vorteilhaft sein, daß der Querschnitt der Kapillarleitung in Abhängigkeit von der Größe und/oder Schnelligkeit der Laständerung derart veränderbar ist, daß bei großer und/oder schneller Laständerung ein relativ großer Querschnitt, bei gleichbleibender Belas'tung dagegen ein relativ kleiner Querschnitt eingestellt wird.

Da es für die Zwecke der erfindungsgemäßen Regelung genügt, daß sich die Wärmezufuhr zum Behälter bei Leistungssteigerung auf den Teil des Behälters beschränkt, an den die Kapillarleitung ange= schlossen ist, kann der Behälter vorteilhaft die Form eines Zylin= ders haben, in dem sich ein leicht beweglicher Kolben befindet. Der Kolben hat die Aufgabe einen unerwünschten Abfluß von Wärme in den kalten Raum zu vermindern.

Eine nahezu völlige Trennung des Behälters in einen heißeren und einen kälteren Teil kann vorteilhaft dadurch geschehen, daß in den Behälter eine hewegliche Trennwand, vorzugsweise in Gestalt eines Faltenbalges eingebaut ist.

Eine Durchmischung des heißen und des kalten Behälterinhaltes kann vorteilhaft dadurch vermindert werden, daß in den Behälter eine wendeiförmige Zwischenwand eingebaut ist.

Die drei vorgenannten Maßnahmen zur Trennung des heißeren Teiles des Behälters von dem kälteren Teil dienen auch der Erhöhung der Regelgeschwindigkeit.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Zylinder einer mehrzylindrigen doppeltwirkenden Heißgaskolbenmaschine, der mit der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung ausgerüstet ist.

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J¹Ig. 2 zeigt den Druckverlauf in den Arbeitsräumen und in dem Behälter der in Fig. 1 dargestellten Maschine über dem Kurbelwinkel für Leistungssteigerung und LeistungsSenkung.

Fig. 3 zeigt die zu Fig. 2 gehörenden Massenströme über dem Kurbel= winkel für Leistungssteigerung und Leistungssenkung.

Fig. 4 zeigt einen'einzylindrigen Heißgasmotor, bei dem der Druck im Pufferraum überwiegend gleich oder kleiner als der Druck im kalten Raum ist.

Fig. 5 zeigt einen einzylindrigen Heißgasmotor, bei dem der Druck im Pufferraum überwiegend gleich oder größer als der Druck im kalten Raum ist.

Fig. 6 zeigt den Druckverlauf in den Arbeitsräumen, im Behälter und im Pufferraum sowie den Massenstrom bei dem Motor gemäß Fig. 4- bei Leistungssteigerung.

Fig. 7 zeigt die gleichen Parameter wie Fig. 6 jedoch für Leistungs Senkung.

Fig. 8 zeigt den Druckverlauf in den Arbeitsräumen, im Behälter und im Pufferraum bei dem in Fig. 5 dargestellten Motor für Leistungssteigerung.

Fig. 9 zeigt die gleichen Parameter wie Fig. 8 «jedoch für Leistungssenkung.

Fig. 10 zeigt den Behälter mit eingebautem Kolben. Fig. 11 zeigt den Behälter mit eingebautem Faltenbalg. Fig. 12 zeigt den Behälter mit wendeiförmiger Zwischenwand.

Fig. 13 zeigt die Vorrichtung, mit der die Kapillarleitung vorüber= gehend ganz oder teilweise abgesperrt werden kann.

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In dem Zylinder 1 der in Fig. 1 schematisch dargestellten Heißgas= kolbenmaschine wird der heiße Raum 2 von dem kalten Raum 3 durch den Kolben 4 getrennt. Der Kolben 4 ist über die Kolbenstange 5 mit der nicht dargestellten Kurbelwelle der Maschine derart ver= bunden, daß dem Kolben 4 eine hin- und hergehende Bewegung erteilt wird, welche die Räume 2 und 3 wechselweise verkleinert und ver= größert, wenn sich die Kurbelwelle dreht. Der kalte Raum 3 ist über den Kühler 6, den Regenerator 7 und den Erhitzer 8 mit dem heißen Raum eines anderen, nicht dargestellten Zylinders der Ma= schine verbunden, dessen Kolben gegenüber dem Kolben 4 phasenver= schoben arbeitet. Der heiße Raum 2 ist über den Anschluß 9 in gleicher Weise mit dem kalten Raum eines weiteren, nicht·darge= stellten Zylinders verbunden, in dem ein Kolben phasenverschoben zu dem Kolben 4 arbeitet. Der heiße Raum 2 ist über die Kapillar«= leitung 10 mit einem Behälter 11 verbunden, dessen Inneres beim Öffnen des Absperrventiles 12 über die Leitung 13 und das Rück= schlagventil 14 mit dem kalten'Raum 3 verbunden wird. Dabei läßt das Rückschlagventil 14 nur eine Strömung aus dem kalten Raum 3 über den Behälter 11 und die Kapillarleitung 10 in den heißen Raum 2 zu. Beim Öffnen des Absperrventiles 15 wird ebenfalls eine Verbindung zwischen dem kalten Raum 3 und dem Inneren des Behälters 11 hergestellt, wobei das Rückschlagventil 16 nur eine Strömung aus dem heißen Raum 2 über den Behälter 11 und die Lei= tung 17 in den kalten Raum 3 zuläßt.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird aus Fig. 2 deutlich. Bei gleichbleibender Belastung sind die Ab= Sperrventile 12 und 15 geschlossen, über die Kapillarleitung 10 hat sich im Behälter 11 der mittlere Druck p_M der Arbeitsräume 2 und 3 eingestellt. Die Temperatur im Behälter 11 ist durch die vorausgegangenen Vorgänge bestimmt und liegt zwischen den Tempe= raturen der Räume 2 und 3. Zur Erhöhung der abgegebenen Leistung wird das Absperrventil 15 geöffnet, Dadurch strömt so lange Gas aus dem Behälter 11 in den kalten Raum 3 über das Rückschlagventil 16, als der momentane Druck P_x in diesem Raum niedriger ist als der Behälterdruck, d.hi während der Öffnungsdauer des Rückschlag=

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ventiles 16. Dementsprechend sinkt der Behälterdruck auf den Wert ρ_Ώ. Dadurch strömt Gas aus dem heißen Raum 2 über die Ka= pillarleitung 10 in den Behälter 11, wodurch die Behältertempera= tür auf die Temperatur im Raum 2 steigt, was die Gasdicht-e im Be= . hälter 11 vermindert. Dieser Zustand ist im oberen Teil von Fig. 2 dargestellt. Auf diese Weise wird erreicht, daß von der gesamten Gasmasse der kleinstmöglichste Teil im Behälter 11 und der größt= möglichste Teil in den Räumen 2 und 3 vorhanden ist. Soll die Leistung gesenkt werden, so wird das Absperrventil 12 geöffnet. Dadurch strömt Gas aus dem kalten Raum 3 über das Rückschlagventil 14 in den Behälter 11, solange der momentane Druck p_K' in diesem Raum höher ist als der Behälterdruck, d.h. während der Öffnungs= dauer B des Ruckschlagventiles 14. Dadurch steigt der Behälter= druck über den Druck p™' auf den Wert p-n'· Über die Kapillarleitung 10 strömt Gas in den heißen Raum 2 ab und die Temperatur im Behäl= ter 11 fällt auf die Temperatur im Raum 3, während die Gasdichte im Behälter 11 ansteigt. Dieser Zustand ist in Fig. 2 unten darge= stellt. Auf diese Weise wird erreicht, daß von der gesamten Gas= masse der größtmöglichste Anteil im Behälter 11 und der kleinstmög= lichste Anteil in den Räumen 2 und 3 vorhanden ist. In Fig. 3 sind die Massenströme in der Kapillarleitung .10 m_KA und m^. · bei Leistungssteigerung und Leistungssenkung und die Massenströme m« und m_ß während der Öffnungszeiten A und B der Rückschlagventile 16 und 14 dargestellt. Die Felder oberhalb der Nullinien zeigen Mas= senströme in Richtung auf die Räume 2 oder 3» die Felder unterhalb der Nullinien Massenströme in den Behälter 11 hinein an.

In Fig. 4 und 5 sind einzylindrige Heißgasmotoren dargestellt, bei denen der heiße Raum 2 und der kalte Raum 3 durch einen Verdränger= kolben 18 voneinander getrennt sowie wechselweise verkleinerbar und vergrößerbar sind. Die Räume 2 und 3 des Zylinders 1 sind bei diesen Motoren über den Erhitzer 8, den Regenerator 7 und den Kühler 6 miteinander verbunden. Gegenüber dem Verdrängerkolben 18 phasenverschoben arbeitet der Arbeitskolben 19, der über die hohle Kolbenstange 20 mit dem Rhombentriebwerk 21 verbunden ist ebenso

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wie die Kolbenstange 5 des Verdrängerkolbens 18. Der Arbeitskolben 19 trennt den Pufferraum 22 von dem kalten Raum 3· Pufferraum 22 und kalter Raum 3 sind miteinander jeweils über ein im Hubtakt der Maschine gesteuertes Überströmventil 23 bzw. 24 verbunden. Das Überströmventil 23 (Fig.4) bewirkt, daß der Druck p_p bzw. p_p· im Pufferraum 22 überwiegend gleich oder kleiner ist als der Druck P_K bzw. p_K' im kalten Raum 3· Dieser Druckverlauf ist in Fig. 6 und 7 zusammen mit den zugehörigen Massenströmen dargestellt. Bei der in Fig. 6 veranschaulichten Leistungssteigerungsphase, d.h. bei geöffnetem Absperrventil 15 strömt das Gas aus dem Behälter 11 mit dem Druck p_B während der Öffnungsdauer A des Rückschlagventiles 16 in den Pufferraum 22 und von dort während der Öffnungsdauer C des Überströmventiles 23 in den kalten Raum 3· Bei der in Fig. 7 dar» gestellten Leistungssenkungsphase bleibt das Überströmventil 23 geschlossen. Es tritt lediglich ein Massenstrom aus dem kalten Raum 3 über das geöffnete Absperrventil 12 während der öffnungs= dauer B des Rückschlagventiles 14 in den Behälter 11 auf. Demgegenüber bewirkt das Überströmventil 24, daß der Druck pp bzw. Pp' im Pufferraum 22 überwiegend gleich oder größer ist als der Druck p_K bzw. ρ · im kalten Raum 3· Dieser Druckverlauf ist in Fig. 8 und 9 zusammen mit den zugehörigen Massenströmen dargestellt Bei der in Fig. 8 dargestellten Leistungssteigerungsphase bleibt das Überströmventil 24 (Fig.5) geschlossen. Es tritt lediglich ein Massenstrom aus dem Behälter 11 über das geöffnete Absperrventil 15 während der Öffnungsdauer des Rückschlagventiles 16 in den kalten Raum 3 auf. Bei der in Fig. 9 dargestellten Leistungssenkungsphase, d.h. bei geöffnetem Absperrventil 12, strömt Gas aus dem kalten Raum 3 während der Öffnungsdauer D des Überströmventiles 24 in den Pufferaum 22 und von dort während der Öffnungsdauer B des Rückschlaj ventiles 14 in den Behälter 11. Die Regelung der Maschinen gemäß Fig. 4 und 5 gleicht demnach im Prinzip der Regelung der Maschine gemäß Fig. 1 mit dem Unterschied, daß der Massenstrom während jeweils einer der beiden Leistungsanderungsphasen'über den Puffer» raum 22 erfolgt.
Um unnötige Wärmeverluste aus dem Behälter 11 zum kalten Raum 3

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hin zu vermeiden und um die Regelgeschwindigkeit zu steigern, kann der.Behälter 11 zylindrisch geformt sein und einen leicht beweg= liehen Kolben 25 (Fig. 10) enthalten, der in der Leistungssenkungs= phase in der Nähe der Einmündung der Kapillarleitung 10, in der Leistungssteigerungsphase in der Nähe der Einmündungen der Leitun= gen 13 und 17 steht. Die nahezu völlige Trennung von heißem und kaltem Gas in dem Behälter 11 kann auch durch einen metallischen Faltenbalg 26 mit einer kleinen Öffnung 39 (Fig.11) erfolgen, dessen Boden 27 sich in der Leistungssenkungsphase in der Nähe der Einmündung der Kapillarleitung 10 befindet und der in der Leistungs= Steigerungsphase ganz zusammengedrückt ist. Oft genügt es die Ver= mischung von heißem und kaltem Gas zu verhindern. Das kann durch Einbau einer wendeiförmigen Zwischenwand 28 (Pig.12) in den Behäl= ter 11 geschehen.

Zur Vermeidung eines bei gleichbleibender Belastung entbehrlichen Massenstromes kann die Kapillarleitung 10 bei gleichbleibender Last ganz oder teilweise abgesperrt werden. Die entsprechende Vorrich*= tung ist in Fig. 13 dargestellt. Dort ist auch ein Beispiel für die Betätigung der Absperrventile 12 und 15 durch den von der Heißgas= kolbenmaschine angetriebenen Drehzahlregler 29 dargestellt. Sinkt die Drehzahl bei zunehmender Belastung der Maschine, so geht die Reglermuffe 30 nach unten. Der Winkelhebel 31 wird entgegen dem Uhrzeigersinn um den Punkt 32 verschwenkt und öffnet das Ventil 15. Dadurch steigt die von der Maschine abgegebene Leistung, wodurch die Drehzahl wieder zunimmt. Überschreitet die Drehzahl den Soll= wert, so wird das Absperrventil 12 über den Winkelhebel 31 geöffnet Jede Bewegung des Winkelhebels 31 aus der gezeigten Mittellage, in der die Ventile 12 und 15 geschlossen sind, öffnet über den Flüssig keitskatarakt 33» der sich gegenüber der Bewegung nahezu wie ein festes Bauteil verhält, gegen die Kraft der Rückstellfedern 34- und 35 das Ventil 36, das in die Kapillarleitung 10 eingebaut ist durch Verschwenken des Hebels 37 um den Punkt 38. Das Ventil 36 kann in der Mittellage der Hebel 31 und 37 geschlossen oder wenig geöffnet sein. Im Verlauf einer gewissen Zeit bringen die Rückstell federn 34 und 35 den Hebel 37 wieder in die Mittellage zurück,

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gleichgültig ob der Hebel 51 in die Mittellage zurückgekehrt iet oder nicht, wobei sich der Flussigkeitskatarakt 53 wie ein nach» giebiges Bauteil verhält.

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Claims

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Patentansprüche

1J Vorrichtung zur Regelung der Leistung einer Heißgaskolben= ""maschine mit einem heißen Raum und einem kalten Raum pro Zylinder, die durch einen in dem Zylinder beweglichen Kolben voneinander ge= trennt, Bowie wechselweise verkleinerbar und vergrößerbar sind, wobei der heiße Raum mit dem kalten Raum des gleichen oder eines anderen phasenverschoben arbeitenden Maschinenzylinders über.einen Strömungsweg verbunden ist, der hintereinandergeschaltet einen Erhitzer, einen Regenerator und einen Kühler enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße Raum (2) über eine Kapillarleitung (10) mit einem Behälter (11) verbunden ist, dessen Inneres wahl= weise über Je eines von zwei Rückschlagventilen (14,16) mit dem kalten Raum (3) verbunden werden kann, wobei zur Erhöhung der Maschinenleistung der Innenraum des Behälters über dasjenige Rück= schlagventil (16) mit dem kalten Raum verbunden wird, das eine Strömung aus dem heißen Raum über den Behälter in den kalten Raum zulaßt, während zur Senkung der Maschinenleistung der Innenraum des Behälters über dasjenige Rückschlagventil (14) mit dem kalten Raum verbunden wird, das eine Strömung aus dem kalten Raum über den Behälter in den heißen Raum zuläßt.
2. Vorrichtung zur Regelung der Leistung einer Heißgaskolbenma= schine mit einem heißen Raum und einem kalten Raum pro Zylinder, die durch einen in dem Zylinder beweglichen Verdrängerkolben von= einander getrennt, sowie wechselweise verkleinerbar und vergrößer= bar sind, wobei der heiße Raum über einen Strömungsweg, der hinter= einandergeschaltet einen Erhitzer, einen Regenerator und einen Kühler enthält, mit dem kalten Raum verbunden ist, der durch einen phasenverschoben gegenüber dem Verdrängerkolben beweglichen Arbeits kolben von einem Pufferraum getrennt ist, in dem ein mittlerer Drucl herrscht, der gleich oder kleiner als der mittlere Druck im kalten Raum ißt, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße Raum (2) über eine Kapillarleitung (10) mit einem Behälter (11) verbunden ist, dessen . ' . . - 13 -

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Inneres zur Erhöhung der Leistung mit dem Pufferraum (22) über ein erstes Rückschlagventil (16) verbunden wird, das eine Strömung aus dem heißen Raum über den Behälter in den Pufferraum zuläßt, während zur Senkung der Maschinenleistung der Innenraum des Behäl» ters mit dem kalten Raum (3) über ein zweites'Rückschlagventil (14) verbunden wird, das eine Strömung aus dem kalten Raum über den Behälter in den heißen Raum zuläßt.
3. Vorrichtung zur Regelung der Leistung einer Heißgaskolbenma» schine mit einem heißen Raum und einem kalten Raum pro Zylinder, die durch einen in dem Zylinder beweglichen Verdrängerkolben von» einander getrennt, sowie wechselweise verkleinerbar und yergrößer= bar sind, wobei der heiße Raum über einen Strömungsweg, der hinter« einandergeschaltet einen Erhitzer, einen Regenerator und einen Kühler enthält, mit dem kalten Raum verbunden ist, der durch .einen phasenverschoben gegenüber dem Verdrängerkolben beweglichen Arbeite kolben von einem Pufferraum getrennt ist, in dem ein mittlerer Druck herrscht, der gleich oder größer als der mittlere Druck im kalten Raum ist, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße Raum (2) über eine Kapillarleitung (10) mit einem Behälter (11) verbunden ist, dessen Inneree zur Erhöhung der Leistung mit dem kalten Raum (3) über ein erstes Rückschlagventil (16) verbunden wird, das eine Strömung aus dem heißen Raum über den Behälter in den kalten Raum zuläßt, während zur Senkung der Maschinenleistung der Innenraum des Behälters mit dem Pufferraum (22) über ein zweites Rückschlagventil (14) verbunden wird, das eine Strömung aus dem Pufferraum über den Behälter in den heißen Raum zuläßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarleitung (10) bei gleichbleibender Belastung abge= sperrt ist.
5· Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kapillarleitung (10) in Abhängigkeit von der Größe und/oder Schnelligkeit der Laständerung derart verändere bar ist, daß bei großen und/oder schnellen Laständerungen ein

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relativ großer Querschnitt, bei gleichbleibender Belastung Jedoch ein relativ kleiner Querschnitt eingestellt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) die Form eines Zylinders" hat, in dem sich ein leicht beweglicher Kolben (25) befindet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß in den Behälter (11) eine bewegliche Trennwand, vorzugsweise in Gestalt eines Faltenbalges (26) eingebaut ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß in den Behälter (11) eine wendeiförmige Zwischenwand (28) eingebaut ist.

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