CH107692A

CH107692A - Fan.

Info

Publication number: CH107692A
Authority: CH
Inventors: Martinka Michael
Original assignee: Martinka Michael
Priority date: 1922-04-20
Filing date: 1923-04-09
Publication date: 1924-11-17

Description

Geblâse. Die Erfindung betrifft ein Geblâse, bei dem die im Arbeitsraum befindliche Luft durch Bine Treibvorrichtung abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen durch chien Regenerator hindurchgetrieben und durch den in den Arbeitsraum eingeführten Brennstoff erhitzt wird. Solche Geblâse sind bereits bekannt. Fan. The invention relates to a blower in which the air in the working space is driven alternately in opposite directions through the regenerator by a driving device and is heated by the fuel introduced into the working space. Such blowers are already known.

In Fig. 1 ist ein solches bekanntes Ge- bliise schematisch dargestellt. GemâG diesem Beispiel besteht der Arbeitsraum des Geblâses aus einem Zylinder 1, in dem ein Kolben 2 mittelst Kolbenstange 3 versehoben werden kann, welche durch einen Elektroinotor 5 und eine gurbelwelle 4 in hin- und her- gehende Bewegung versetzt wird. An dem einen Ende des Zylinders 1 ist ein Rege- neratôr 6 angeordnet. Eine Leitung 7 ver- bindet das obere Ende des Zylinders 1 mit dem untern Ende des Regenerators. In dem dent Regenerator abgekehrten Zylinderkopf befinden sich das Saugventil 8 und das Druck- ventil 9. Eine Düse 10 dient zur Einffihrung des Brennstoffes. Auf dem Saugventil 8 lastet der atmosphârische Druck Po und auf dem Druckventil 9 der Druck P der Druckleitung. Such a known fan is shown schematically in FIG. According to this example, the working space of the blower consists of a cylinder 1 in which a piston 2 can be moved by means of a piston rod 3 , which is set in reciprocating motion by an electric motor 5 and a crank shaft 4 . At one end of the cylinder 1 a regenerator 6 is arranged. A line 7 connects the upper end of the cylinder 1 to the lower end of the regenerator. The suction valve 8 and the pressure valve 9 are located in the cylinder head facing away from the regenerator. A nozzle 10 serves to introduce the fuel. The atmospheric pressure Po acts on the suction valve 8 and the pressure P of the pressure line acts on the pressure valve 9 .

Iii Betriebe ist die, der Brennstoffdüse 10 abgekehrte Seite 6a des Regenerators kalt (Temperatur Ta), wâhrend die Temperatur gegen das andere Ende 6b des Regenerators allmâhlich bisTb zunimmt. During operation, the side 6a of the regenerator remote from the fuel nozzle 10 is cold (temperature Ta), while the temperature towards the other end 6b of the regenerator gradually increases to Tb.

Die Wirkungsweise eines solchen Geblil,ses ist die folgende Es sei angenommen, dag der Regenerator sich bereits in dem Betriebszustande, also auf die Temperaturgrenzen Ta-Tb ange wârmt, befindet und der gante Raum des Zylinders 1, sowie auch der Kanal 7 mit, kalter Luft von atmosphârischem Druck Po angefüllt ist. Es sei zunâchst angenommen, daf@ überhaupt keine Brennstoffzufuhr statt- findet, sondern daB die gante Wàrme vom Regenerator geliefert wird. Bewegt sich der Kolben 2 in der Richtung des Pfeils 11, so wird die vor demselben befindliche kalte Luft von der Temperatur Ta liber den Fanal 7 durch den Wârmespeicher 6 hindurcligetrie- ben und gelangt auf die andere Seite .des The mode of operation of such a fan is as follows It is assumed that the regenerator is already in the operating state, i.e. warmed up to the temperature limits Ta-Tb, and the entire space of cylinder 1, as well as channel 7 is also filled with cold air of atmospheric pressure Po. It is initially assumed that there is no fuel supply at all, but that all the heat is supplied by the regenerator. If the piston 2 moves in the direction of the arrow 11, the cold air in front of it is driven by the temperature Ta via the fan 7 through the heat accumulator 6 and reaches the other side of the

Iiolbens, wobei sich die Luft wesentlich auf die obere Temperatur Tb des ZVdrmespeichers ei-wârmt. Da wâhrend dieser Erwü.rniung dits Clesaintvolumen der Luft keine Verânderung erfâhrt, steigt der Druck im Arbeitsraunie allmü,hlich an. Iolbens, where the air heats up significantly to the upper temperature Tb of the ZVtherme memory. Since the air volume does not change during this heating, the pressure in the working room gradually increases.

Nach Erreichutig des auf dem Druck ventil 9 lastenderi Druckes wird Druckluft in die Druckleitung 15 gefürdert. GVü.hrend des Rückganges des Kolbens 2 in der Rich tung des Pfeils 12 wird die warme Luft durch den Regenerator 6 und durch die Leitting 7 gedrückt, kühlt sich dabei auf die Tempera tur Ta ab und erleidet eine Druckvermin derung. Sobald der Druck auf den atmos pliiiriselien Druck gesunken ist, wird dui-ch dits Saugventil 8 Frischluft angesaugt. After the pressure on the pressure valve 9 has been reached, compressed air is conveyed into the pressure line 15 . During the return of the piston 2 in the direction of the arrow 12, the warm air is pushed through the regenerator 6 and through the duct 7, cooling down to the temperature Ta and suffering a pressure reduction change. As soon as the pressure has dropped to atmospheric pressure, fresh air is sucked in through the suction valve 8 .

LTm die Reibungswiderstü,tide der strbmen den Gase zu vermindern, besitzt der Regene rator in der Strümungsrichtung der Gase eine m6gliclist geringe Baulânge, so daL diese Baulü,nge nur einen geringeri Bruchteil der Bauliinge des Zylinders betrü,gt, wogegen der Rückführungskanal 7 sich auf die ganze Zy lindei-liinge erstreckt. Da dieser lange Riick fiibrungskanal zwecks Verminderung der Rei bungsverluste einen müglichst groGen Quer sclinitt erhalten mufa, se verursacht der Riick fülirung8karial eine den `Vir@li:tingsgrad des Cerëbliises stark beeintrü,chtigende Vergrüf'@e run g des schâdliclien Raumes. In order to reduce the frictional resistance of the flowing gases, the regenerator has as small an overall length as possible in the flow direction of the gases, so that this overall length is only a small fraction of the overall length of the cylinder, while the return channel 7 is larger extends the entire cylinder length. Since this long return flow channel must have the greatest possible cross section in order to reduce friction losses, the return flow causes an enlargement of the damaging space that greatly impairs the degree of `vir@li:ting of the cerebellum.

Zur Beseitigung dieses Nacliteils sind ge n@iiC) der Erfindung Saug- und Druckventil ales Gebliises in dein an der warmen Seite (les Regenerators liegenderi Raume angeordnet, dessers Volunien ein '.\Iehrfaches des Voltimens (les zwischen der Treibvorrichtutig und der kalten Seite des Regenerators liegenden Rau nies beti-iigt, zuni Zwecke, daL die aus dem Regenerator vordringende heif)e Luftwelle durcli dits Druckventil nicht hindurchtritt. In order to eliminate this disadvantage, according to the invention, the suction and pressure valve are arranged as a blower in the space on the warm side (les regenerators), whose volumes are a multiple of the voltimen (les between the propulsion device and the cold side of the The purpose of this is that the hot air wave coming out of the regenerator does not pass through the pressure valve.

Bei cïieser Anordnung karïn die Wirkung des scliiidlieheti Raumes des Rückführungskanals wesentlicli herabgesetzt werderi und es kann der Rückführungskanal auch gü.nzlicli fort fallen. Zwischeri dem Kolben und dein Re enerator künnen in Reihe rait einem Haupt- With this arrangement, the effect of the back space of the return channel can be significantly reduced and the return channel can also be removed. Between the piston and your regenerator can be connected in series with a main

arbeitsraum und einem Hauptregenerator ein kleinerer Regenerator und ein kleinerer Hilfs arbeitsraum oclei- deren niehrere hinterein ander geschaltet sein, deren Abmessungen in der der Riclitung der Temperatursteigerung der Regerieratoren entspreclienden Reihenfolge stufenweise zunehmen, wobei dits Volumen eines jeden Arbeitsrauines ein solches ilIehr faelies des Volumens (les vorhergehenden Arbeitsraurnes betriigt, daf die in den Ar beitsrüumen vordringenden Heirltiftwellen die kalten Enden der Regeneratoren niclit erreichen. work space and a main regenerator, a smaller regenerator and a smaller auxiliary work space or several of which can be connected in series, the dimensions of which increase step by step in the direction of the temperature increase of the regenerators, with the volume of each work space being such that the volume is much smaller (les previous work room is that the heat waves penetrating the work rooms do not reach the cold ends of the regenerators.

Pig. 2 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ein Geblüse dieser Art in schematiscliem Liingsschriitte. pig 2 shows a fan of this type in schematic longitudinal steps as a first exemplary embodiment of the subject matter of the invention.

11, ist der Hauptarbeitsraum, mit dem die Hilfsarbeitsrüume 1.11 und 1 tinter Zwischen schaltung der Regeneratoren .lia und RI, in Reihe geschaltet sind. Die kalteri Seiteri der Regeneratoreri sied mit vollen Liniers und die warmen Seiten mit gebrochenen Liniers ange deutet, so daP) ersiclitlich ist, dal dits Vo luinen dei, einzelnen Ai beitsriiume in der Riclitung der Temperaturzunahme der Rege neratoren stufenweise zunimint. An der war men Seite der Regeneratoren, sied die Düsen 10 zur Einführung des Brenristoffes und an der halten Seite des Regenerators h'" ein liühler 17 zur Abführung der aus dem ther niod3-namisclien hreislauf endbiiltig a.bzu fübrericlen Wü,rnieniengen angeordnet. Bei Anordnung von Auspuffventilen k6nnen diese liiihler fortfallen, so ist zum Beispiel ani Hauptregenerator B.a keiti Iiühler gezeicliiiet. Die aus dem lireislauf des Arbeitsraumpaares 1', und 11, eirdgiiltig zu entführenden Wiïrnie inengen zielien rait der in die Druckleitung 15 gefürderten Druclzluft ab. Im kleinsten Arbeitsraum 1 befindet sich der Kolben 2. Die: Saug- und Druckventile 8 und 9 sied in dem an der warmen Seite des Regenerators Rie, liegenden Raum 11, angeordnet. Der Rück führungskanal 7 verbindet dits ü,ueerste Ende dieses Raumes 11, mit dem pinter dem Kol ben 2 liegenden Ravin 16. Die Wirkungs weise ist die folgende 11, is the main workroom, with which the auxiliary workrooms 1.11 and 1 tinter are connected in series with the regenerators .lia and RI. The cold sides of the regenerators are indicated with full liners and the warm sides with broken liners, so that it is clear that the volumes of the individual work rooms increase in stages in the direction of the temperature increase of the regenerators. On the warm side of the regenerators, the nozzles 10 for introducing the fuel and on the holding side of the regenerator h'" a cooler 17 for discharging the heat from the ther niod3-namic circuit finally down to the fuel air quantities are arranged Arrangement of exhaust valves, these coolers can be omitted, for example, a main regenerator B.a keiti cooler is shown The piston 2 is located in the smallest working chamber 1. The suction and pressure valves 8 and 9 are arranged in the chamber 11, on the warm side of the regenerator Rie 7 connects the extreme end of this space 11, with the Ravin 16 lying pinter the piston 2. The mode of action is as follows

In der gezeichneten Stellung des Kolbens 2 sind sâmtliehe Arbeitsrii,rime mit kalter Luft angefüllt. Die mit vollen Linien gezeichneteu kalten Enden der Regeneratoren besitzen die Temperatur Ta und die mit gebrochenen Linien gezeichneten warmen Enden der Re generatoren besitzen die Temperatur Tb. Wird der Kolben in der Richtung des Pfeils 11 bewegt, so drfickt derselbe kalte Luft ans dem Raum 11, durch den Regerierator Rb in. den Raum 16, wobei sich diese Luft von der Temperatur Ta auf die Temperatur Tb erhitzt und eine Volumenzunahme erfâhrt. Diese ans dem 1#aum IL' in den Raum lb übergetretene warme Luft verdrângt aus dem Raum lb kalte Luft, deren Volumen ein Mehrfaches derjenigen kalten Luft betra;gt, die durch den Kolben 2 ans dem Raum 1 in den Raum 1b gedrdngt worden ist. Die ans dem Rarun. 11, verdra,ugte kalte Luft tritt durch den Regenerator Ra in dem Raum la, erhitzt sich dabei auf die Temperatur Tb und er leidet wieder eine Volumenzunahme. Infol gedessen wird aus dem Raum la eine ent sprechende Menge kalter Luft durch das Druckventil 9 in die Druckleitung 15 ver d rdngt. In the drawn position of the piston 2, all the working rings are filled with cold air. The cold ends of the regenerators drawn with solid lines have the temperature Ta and the warm ends of the regenerators drawn with broken lines have the temperature Tb. If the piston is moved in the direction of the When the arrow 11 is moved, it pushes cold air to the room 11 through the regenerator Rb into the room 16, whereby this air changes from the temperature Ta to the temperature Tb heated and experienced an increase in volume. This warm air which has passed through space IL' into space 1b displaces cold air from space 1b, the volume of which is a multiple of that cold air which was forced through piston 2 from space 1 into space 1b . The ans the Rarun. 11, Circulated cold air passes through the regenerator Ra in the room la, heating up to the temperature Tb and it again suffers an increase in volume. As a result, a corresponding amount of cold air is d rdngt through the pressure valve 9 in the pressure line 15 from the space la.

Wenn die, durch die Temperaturerh6hung der Luft von Ta auf Tb bewirkte Volumen zunahinë ein "n"-faches des ursprfnglichen Volumens betragt und wenn, wahrend des Hubes 11 des Kolbens 2 aus dem Raum 1 verdrângte Luftvolumen mit "Z"' bezeichnet wird, so wird aus dem Raum 1b das Volu men iz. V und aus dern Raum 1a das Volu men. )12 . V verdrüngt. Wâhrend also das Ge bldse ein Luftvolumen von etwa n2 . V fër dert, mue durch die Rückführungsleitung 7 nui, ein Luftvolumen V hinter den Kolben 2 in den Raum 16 zuriicli:gefiihrt werden, so daG die Rückführungsleitung 7 nur einen ge ringen Querschnitt erlialten mule, wobei der durch die-se Rückführungsleitung und durch den Raucn 16 gebildete schâdliche Raum âugerst gering ausfâllt. Das Volumen des Arbeitsraumes 11, ist so grog bemessen, dal die wührend des Hubes 1 voin Regenerator Ra vordringende beige Luftwelle am Ende des Hubes nicht bis zu den Ventilen 8 und 9 vordringt oder doch mindestens keine keif3e Luft durch das Druckventil 9 hindurclitritt. Auch der Arbeitsraum lb ist in dem Verhii,lt- nis zum Arbeitsrauf 1- so grog bemessen, dag die wâhrend des tubes 11 des Kolbens 2 aus dern Regenerator R" vordringende heiGe Luftwelle nicht bis an das kalte Ende des Regenerators Ra vordringt. Wenn die durch die Erhitzung béwirkte Volumenzunalime der Luft, wie bereits erwâhnt, ein n-faches be- trâgt, so mug auch das Volumen des Raumes lb das n-fache des Volumens des Raumes 11, und das Volumen des Raumes la ein n-facbes des Volumens des Raumes 1b betragen. Es künnen statt zweier odër dreier Stufen auch mehrere hintereinander geschaltet werden. Hierbei wird der Querschnitt des Kolbens 2 im Verhâltnis zur Leistung des Geblâses so gering, dag die Rüekführung 7 günzlich fort- fallen und die Seite 16 des Kolbenzylinders mit der freien Luft in Verbindung stehen kann. If the volume caused by the temperature increase of the air from Ta to Tb is increased to "n" times the original volume and if, during the stroke 11 of the piston 2 out the volume of air displaced in room 1 is denoted by "Z"', then room 1b becomes the volume iz. V and from space 1a the volume. )12 . V displaced. So while the fan has an air volume of about n2 . V fër dert, an air volume V behind the piston 2 in the chamber 16 must be led back through the return line 7 nui, so that the return line 7 must only have a small cross-section, the through this return line and through the Smoke 16 formed harmful space is extremely small. The volume of the working chamber 11, is dimensioned so large that the beige air wave penetrating during stroke 1 from regenerator Ra does not penetrate as far as the valves 8 and 9 at the end of the stroke, or at least no noisy air gets through the pressure valve 9 penetrates. The working space lb is also dimensioned so large in relation to the working space 1- that the hot air wave penetrating from the regenerator R" during the tube 11 of the piston 2 does not penetrate to the cold end of the regenerator Ra. If the If the increase in volume of the air caused by the heating is, as already mentioned, n times the volume, the volume of room lb must also be n times the volume of room 11, and the volume of room la must be n times the volume of space 1b. Instead of two or three stages, several can also be connected in series. In this case, the cross-section of the piston 2 is so small in relation to the performance of the blower that the return guide 7 is completely eliminated and the side 16 of the piston cylinder with the open air can communicate.

Beim Rückgang des Kolbens 2 strbmt die heik Luft aus dem Raum la durch den Re- generator R" in den Raum lb und aus die- sem durch den Regenerator Rb in den Raum 1 zurück, wobei sie sich auf Ta abkühlt und eine Volumenverminderung erfahrt, wodurch in den Raum la ein Frischluftvolumen ii'. V durch das Ventil 8 eingesaugt wird. When the piston 2 recedes, the hot air flows out of the space la through the regenerator R'' into the space lb and from there back through the regenerator Rb into the space 1, where it is concentrated on Ta cools down and experiences a reduction in volume, as a result of which a fresh air volume ii'.V is sucked in through the valve 8 into the space 1a.

In Fig. 2 sind die Hilfsai@beitsrâume zwi- schen dem Kolben und der kalten Seite des Regenerators Ra geschaltet. Fig. 3 zeigt da- gegen als zweites Ausführüngsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine Anordnung, bei der der Hilfsarbeitsraum lb mit dem Hilfs- regenerator R" zwischen dem -Kolben 2 und der warmen Seite des Regenerators Ra in der Rückführungsleitung 7 angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird der Einflul3 des schâdlichen Raumes der Rückführungsleitung 7 und der vom Regenerator Ra abgekehrten Seite 16 des Kolbenzylinders gleichfalls be- seitigt. Beim Niedergange des Kolbens 2 wird beinahe die ganze aus dem Arbeitsraum la verdrângte kalte Luft in die Druckleitung 15 gefürdert und nur chi vers ohwindender In Fig. 2 the auxiliary working spaces are connected between the piston and the cold side of the regenerator Ra. 3 shows, as a second exemplary embodiment of the subject of the invention, an arrangement in which the auxiliary working chamber lb with the auxiliary regenerator R" is arranged between the piston 2 and the warm side of the regenerator Ra in the return line 7. This arrangement the influence of the damaging space of the return line 7 and the side 16 of the piston cylinder facing away from the regenerator Ra is also eliminated.When the piston 2 descends, almost all of the cold air displaced from the working space 1a is conveyed into the pressure line 15 and only chi ver ohwindiger

Brueliteil "z" dieser Luft gelangt durch deri llilfsregenerator RI' in den Hilfsarbeitsi-aum l'-, wobei diese Luft von der Temperatur Ta auf die Temperatur Tb erhitzt wird. Durai die hierbei erlittene Volumenzunahnie wird aus dem Hilfsarbeitsraum 1b ein Luftvolumen "rit . i" ver-dritiigt, der den Raum 16 ausfüllt. Wenn dits voile Volumen des Zylinders 16 mit " 1''' bezeichuet wird, so braucht dits %-oui Raum la durch den Regenerator RI' in den Raurn 1b verdriingte halte Luftvolunien "i@" blos @@betragen. In beiden Fiillen (Fig. 2 fia und 3) wird also die volumetrische Wirkung des Geblâses wesentlich über die volumetrische Wirkung des in Fig. 1 dargestellten Geblàses erhûht. Brueli part "z" of this air passes through the auxiliary regenerator RI' into the auxiliary work space l'-, where this air is heated from the temperature Ta to the temperature Tb. Due to the increase in volume suffered in this way, an air volume "rit. i" that fills the space 16 is displaced from the auxiliary work space 1b. If the full volume of the cylinder 16 is denoted by "1"', then the %-oui space la displaced by the regenerator RI' into the space 1b need only be "i@". In both cases (Fig 2 fia and 3) the volumetric effect of the fan is thus significantly increased over the volumetric effect of the fan shown in FIG.

Statt vines Iiolbens kaun irgendeine an dere Treibvorrichtung, z. B. ein Ventilator benutzt werden. Instead of vines Iiolbens kaun any other driving device, z. B. a fan can be used.

Claims

PATENT CLAIM: Blower, in which the air in the working room is driven alternately by a driving device and in opposite directions through a regenerator and is heated by flammable material introduced into the working room, characterized by suction and pressure valves in the on the warm side of the regenerator lying trees are arranged, the volume of which is a multiple of the volume of the space between the propulsion device and the cold side of the Ptcgenerators, for the purpose that) the ans the regenerator voi-

Urgent long air wave through the pressure ventit not penetrated. Subclaims 1. Blower according to claim, characterized in that between the propulsion device and the regenerator in series with a main working space and a main regenerator, a smaller regenerator and a smaller auxiliary working space or their several are connected in series, the dimensions of which are in the direction of the temperature increase of the The sequence of steps corresponding to the regenerators is to be followed step by step, with the volume of each working space being a multiple of the volume of the preceding working space so that the hot air waves penetrating the working spaces do not reach the cold ends of the regenerators.

2. Blower according to claim 1 and sub-claim 1, characterized in that the auxiliary working chamber and auxiliary regenerators are arranged between the driving device and the left side of the main regenerator, for the purpose of creating a return line between the room on the warm side of the regenerator and to make the side of the propellant device that is facing this debelirlich.