DE3230585A1

DE3230585A1 - Stirling engine

Info

Publication number: DE3230585A1
Application number: DE19823230585
Authority: DE
Inventors: Michael James Baker; Eric Hatfield Herts Foster
Original assignee: British Aerospace PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1981-08-19
Filing date: 1982-08-17
Publication date: 1983-03-03
Also published as: FR2511729A1

Description

Stirling engine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stirlingmaschine, d.h. auf Maschinen und Wärmepumpen und ähnliche Varianten, beispielsweise Maschinen der "Ericsson"-Bauart. The invention relates to a Stirling engine, i.e. on machines and heat pumps and similar variants, for example machines of the "Ericsson" type.

Bei einer Wärmepumpe der Stirlingbauart wird ein Arbeitsmittel zwischen zwei Orten versetzt und sein Druck wird synchron zur Versetzung so geändert, daß die Wärme von einer Stelle nach der anderen gepumpt wird. Eine solche Wärmepumpe ist theoretisch einfach, jedoch ist sie mit einer Reihe von praktischen Problemen verknüpft. Beispielsweise kann die Forderung bestehen, daß das Arbeitsmittel ein chemisch reines Gas ,beispielsweise Helium ist und es kann weiter die Forderung bestehen, daß die Druckänderungen übertragen werden müssen, ohne daß dieses Gas verunreinigt wird.In the case of a heat pump of the Stirling type, a Work equipment is shifted between two locations and its pressure is changed in synchronism with the shift so that the heat is pumped from one place after another. Such a heat pump is theoretically simple, however, it is associated with a number of practical problems. For example, the requirement exist that the working fluid is a chemically pure gas, such as helium, and it can continue there is a requirement that the pressure changes must be transmitted without contaminating this gas will.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist eine Stirlingmaschine einen Verdrängeraufbau auf, wobei ein Verdrängerkolben ein Arbeitsmittel zwischen zwei Stellen innerhalb des Aufbaus synchron zu zyklischen Änderungen des Druckmittels überträgt. Eine Druckübertragungsvorrichtung weist erfindungsgemäß eine Membran auf, deren eine Seite mit dem Arbeitsmittel beaufschlagt ist und es sind ferner Mittel vorgesehen, um ein weiteres Strömungsmittel auf die andere Seite der Membran einwirken zu lassen. Diese Membran bewegt sich,um die zyklischen Druckänderungen zwischen Arbeitsmittel und weiteren Strömungsmittel zu übertragen, während dasAccording to one feature of the invention, a Stirling engine has a displacement structure, with a displacement piston a tool between two positions within the structure synchronous to cyclical changes of the pressure medium transfers. According to the invention, a pressure transmission device has a membrane whose one side is acted upon by the working medium and means are also provided for a further Allow fluid to act on the other side of the membrane. This membrane moves around the to transmit cyclical pressure changes between the working medium and other fluid, while the

Arbeitsmittel von dem weiteren Strömungsmittel isoliert ist.Working medium is isolated from the further fluid.

Die Maschine kann eine Wärmepumpe sein und einen Antrieb aufweisen, um das weitere Strömungsmittel mit pulsierendem Druck nach der anderen Seite der Membran zuzuführen, und beispielsweise kann der Antrieb eine Vorrichtung umfassen, um Druckluft oder Drucköl pulsierend heranzuführen.The machine can be a heat pump and have a drive to carry the further fluid supply pulsating pressure to the other side of the membrane, and for example, the drive can be a Include device to supply compressed air or pressure oil in a pulsating manner.

Der Druckübertragungsaufbau kann vom Verdrängeraufbau entfernt angeordnet werden, und es kann eine Kupplung über ein Rohr erfolgen, oder die beiden Aufbauten sind an einem Ort untergebracht und integral miteinander verbunden.The pressure transmission structure can be from the displacer structure be arranged remotely, and it can be a coupling via a pipe, or the two structures are housed in one place and integrally connected to each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung zu schaffen, um das Arbeitsmittel zyklisch unter Druck zu setzen.The invention is based on the object of creating an improved arrangement for the work equipment to be cyclically pressurized.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist ein Druckerzeuger zur Erzeugung zyklischer Druckänderungen im Arbeitsmittel eine Stirlingmaschine auf, bei der ein Bereich eines flexiblen Rohres vorgesehen ist, das ein Strömungsmittel enthält und zyklisch zusammengepreßt wird, so daß eine zyklische Druckbeaufschlagung des Strömungsmittels bewirkt wird.According to a further feature of the invention, a pressure generator for generating cyclical pressure changes in the working equipment on a Stirling machine, in which a region of a flexible pipe is provided, which contains a fluid and is cyclically compressed so that a cyclic pressurization of the fluid is effected.

Vorzugsweise weist der Druckerzeuger eine Widerlagerplatte und einen Druckkörper auf, zwischen denen derPreferably, the pressure generator has an abutment plate and a pressure body, between which the

flexible Abschnitt des Rohres oder der Rohre zu liegen kommt. Der Druckerzeuger kann zweckmäßigerweise eine Platte aufweisen, die mit dem Widerlagerkörper zusammenpaßt, und es kann ein Nocken vorgesehen werden, der in diesem Bereich das flexible Rohr periodisch zusammenpreßt.flexible section of the pipe or pipes comes to rest. The pressure generator can expediently a plate which mates with the abutment body and a cam may be provided be that periodically compresses the flexible tube in this area.

Stattdessen kann der Druckerzeuger ein Druckrad aufweisen, welches einen Bereich oder Bereiche besitzt, die ein Zusammenpressen aufeinanderfolgender Abschnitte des flexiblen Schlauchbereiches bewirken, wenn sich das Rad dreht.Instead, the pressure generator can have a pressure wheel, which has an area or areas which cause successive sections of the flexible hose area to be compressed, when the wheel turns.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnunq zeigen:Embodiments of the invention are shown below described with reference to the drawing. In the drawing show:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teils einer Wärmepumpe mit Stirlingzyklus ;1 shows a sectional view of part of a heat pump with a Stirling cycle;

Fig. 2,Fig. 2,

3 u. 4, schematische Darstellungen von drei3 and 4, schematic representations of three

möglichen Abwandlungen der in Fig. 1 dargestellten Pumpe;possible modifications of the pump shown in Fig. 1;

Fig. 5Fig. 5

und 6 schematische Ansichten von Teilen zweierand Fig. 6 are schematic views of parts of two

Maschinen, welche peristaltisch arbeitende Antriebseinheiten aufweisen;Machines which have peristaltically operating drive units;

Gemäß Fig. 1 weist die Pumpe einen Verdränger 1 mit einem Zylinder 2 auf, der durch eine Wand 3 in zwei Kammern 4 und 5 unterteilt ist. Die Kammer 4 ist die größte und sie führt den Verdrängerkolben 6. Der Verdrängerkolben 6 besteht aus einem zylindrischen Körper 7 auf leichtem Material, beispielsweise aus Plastikmaterial, das von einer Hülse 8, beispielsweise aus Metallgewebe umschlossen ist und den Wärmeregenerator bildet, wie dies bekannt ist. Eine zentrale Bohrung 9 verläuft zwischen den Kammern 4 und 5 durch die Wand 3 und in diese Bohrung paßt ein enger Kolben ein, der einen Abschnitt 10 definiert, welcher von einem Ende des zylindrischen Körpers 7 vorsteht. Dieser Abschnitt besitzt eine Querschnittsfläche, die sehr viel kleiner ist als die Querschnittsfläche des Verdrängerkolbens 6. Eine Überströmbohrung 11 verläuft zwischen den Kammern parallel zur Bohrung 9.According to FIG. 1, the pump has a displacer 1 with a cylinder 2 which is supported by a wall 3 is divided into two chambers 4 and 5. The chamber 4 is the largest and it guides the displacement piston 6. The displacement piston 6 consists of a cylindrical one Body 7 on light material, for example made of plastic material, supported by a sleeve 8, for example is enclosed from metal mesh and forms the heat generator, as is known. A central one Bore 9 extends between chambers 4 and 5 through wall 3 and a narrow piston fits into this bore a defining a portion 10 protruding from one end of the cylindrical body 7. This Section has a cross-sectional area which is much smaller than the cross-sectional area of the displacement piston 6. An overflow hole 11 runs parallel to the hole 9 between the chambers.

Von der Kammer 5 führt ein Rohr 12 nach einem Druck-Pulsations-Verbindungs-Aufbau 13. Dieser Aufbau 13 weist einen Behälter 14 auf, dessen innerer Hohlraum durch gegenüberliegende konische Oberflächen 15 und definiert ist, welche je einen Sitz bilden, der die Bewegungsbegrenzung einer Membran 17 definieren, die aus Metall, beispielsweise aus Phosphorbronze besteht und in dem Behälter 14 so eingespannt ist, daß der Innenraum in zwei nicht miteinander in Verbindung stehende Räume 18 und 19 unterteilt wird. Der Aufbau 13 weist außerdem einen becherförmigen Teil 20 auf, in dem der Behälter 14 auswechselbar einpaßt. Ein in einer Ringnut 22 sitzender O-Ring 21 in der inneren OberflächeFrom the chamber 5, a pipe 12 leads to a pressure-pulsation connection structure 13. This structure 13 has a container 14, the inner cavity is defined by opposing conical surfaces 15 and 15, each forming a seat that the Define movement limitation of a membrane 17, which consists of metal, for example phosphor bronze, and is clamped in the container 14 so that the interior space in two not in communication Rooms 18 and 19 are divided. The structure 13 also has a cup-shaped part 20 in which the Container 14 fits replaceably. An O-ring 21 seated in an annular groove 22 in the inner surface

des becherförmigen Teils 20 greift an der äußeren Oberfläche des Gehäuses 13 an, um zwischen den beiden Teilen eine hermetische Abdichtung zu gewährleisten. Die beiden Teile können miteinander durch geeignete entriegelbare Vorrichtungen (nicht dargestellt) gekuppelt sein.of the cup-shaped part 20 engages the outer Surface of the housing 13 to ensure a hermetic seal between the two parts. The two parts can be locked together using suitable unlockable devices (not shown) must be coupled.

Das Rohr 12 steht mit dem Raum 18 auf einer Seite der Membran 17 in Verbindung, während der Raum 19 auf der anderen Seite der Membran mit dem Inneren des becherförmigen Teils 20 über Öffnungen 23 des Behälters 14 in Verbindung steht.The tube 12 communicates with the space 18 on one side of the membrane 17, while the space 19 is on the other side of the membrane with the interior of the cup-shaped part 20 via openings 23 of the container 14 communicates.

Ein Kanal 24 führt von dem becherförmigen Teil 20 nach einem Umlenkventil 25, dem Druckluft über ein Einlaßrohr 26 und einen Anschluß 60 von einer Druckluftquelle 43 zugeführt wird. Das Ventil weist eine Entlüftungsleitung 27 und einen drehbaren Ventilkörper 28 auf. Der Ventilkörper 28 wird beispielsweise durch einen nicht dargestellten Motor gedreht. Der Kanal 24 wird mit dem Einlaßkanal 26 und dann mit dem Entlüftungskanal 27 in wiederholter Folge so verbunden, daß die Luft innerhalb des becherförmigen Teils 20 und des Raumes 19 innerhalb des Behälters 14 einer zyklischen Druckänderung bzw. Pulsation unterworfen wird. Der Raum 18 innerhalb des Gehäuses 14, das Rohr 12 und die Kammern 4 und 5 innerhalb des Zylinders 2 sind mit chemisch reinem Helium gefüllt, auf das über die Membran 17 die Druckpulsationen der Luft im Raum 19 übertragen werden, während das Helium gegenüber jener Luft abgedichtet verbleibt.A channel 24 leads from the cup-shaped part 20 to a diverter valve 25, the compressed air via an inlet pipe 26 and a connection 60 from a compressed air source 43 is supplied. The valve has a vent line 27 and a rotatable valve body 28 on. The valve body 28 is rotated, for example, by an unillustrated motor. The channel 24 is connected to the inlet duct 26 and then to the vent duct 27 in repeated sequence so that the Air within the cup-shaped part 20 and the space 19 within the container 14 of a cyclical change in pressure or is subjected to pulsation. The space 18 within the housing 14, the tube 12 and the chambers 4 and 5 within the cylinder 2 are filled with chemically pure helium, to which via the membrane 17 the Pressure pulsations of the air in space 19 are transmitted, while the helium is sealed against that air remains.

Es soll angenommen werden, daß im Betrieb der Verdrängerkolben 6 in einer Stellung nahe dem Ende 29 der Kammer 4 in der Nähe der Wand 3 befindlich ist. Wenn der Druck des Heliums in der Kammer 4 ansteigt, dann wird die Verbindung dieses Druckanstiegs nach der Kammer 4 infolge der kleinen Querschnittsabmessung des überströmkanal 11 etwas verzögert, so daß zwischenzeitlich ein Differenzdruck auf dem den Kolben definierenden Abschnitt 10 lastet, wodurch dieser und der Verdrängerkolben 6 so bewegt werden, daß der Verdrängerkolben 6 sich von der Wand 3 nach dem anderen Ende 30 der Kammer 4 bewegt. Infolge dieser Bewegung wird das Helium, welches vorher an diesem anderen Ende 30 der Kammer 4 befindlich war, nach dem Ende 29 dieser Kammer versetzt und der Druck steigt mittlerweile infolge der Wirkung des Überströmkanals 11 an. Nun fällt der Druck in der Kammer 5 ab, so daß bevor ein entsprechender Abfall in der Kammer 4 erfolgt, der Verdrängerkolben 6 nach dem Ende 29 der Kammer zurückbewegt wird, während das Helium in der Kammer 4 nach dem Ende 30 versetzt wird.It should be assumed that, during operation, the displacement piston 6 is in a position near the end 29 the chamber 4 is located near the wall 3. When the pressure of the helium in chamber 4 increases, then the connection of this pressure increase to the chamber 4 due to the small cross-sectional dimension of the overflow channel 11 somewhat delayed, so that meanwhile a differential pressure on the piston-defining portion 10 loads, whereby this and the displacement piston 6 are moved so that the displacement piston 6 moves from the wall 3 to the other end 30 of the chamber 4 is moved. As a result of this movement, the helium that was previously on this other end 30 of the chamber 4 was located, moved to the end 29 of this chamber and the pressure rises meanwhile due to the effect of the overflow channel 11. Now the pressure in the chamber 5 drops so that before a corresponding drop occurs in the chamber 4, the displacement piston 6 after the end 29 of the Chamber is moved back while the helium in the chamber 4 is displaced after the end 30.

Die Wirkung der andauernden Versetzungen und Druckänderungen besteht darin, Wärme von dem einen Ende nach dem anderen Ende 29 der Kammer 4 zu pumpen. Diese Wärme kann über eine mit Rippen versehene Wärmesenke abgeleitet werden, die an der rückwärtigen Zylinderkammer am Ende 29 angeordnet sind, so daß das andere Ende 30 kalt bleibt. Stattdessen kann die Wärme dem Ende 30 der Kammer zugeführt werden, so daß das Ende 29 heißer wird.The effect of the continuing dislocations and pressure changes is to draw heat from one end to pump to the other end 29 of the chamber 4. This heat can be passed through a finned heat sink are derived, which are arranged on the rear cylinder chamber at the end 29, so that the other Stay cold at the end of 30. Instead, the heat can be applied to the end 30 of the chamber so that the end 29 gets hotter.

Wenn die Anordnung richtig arbeiten soll, dann muß sie genau ausgelegt werden. Beispielsweise ist es für den Fachmann klar, daß der Verdrängeraufbau mit einer pneumatischen Frequenz arbeiten kann, die von der größe des Überströmkanals 11 und dem freien Volumen der Kammer 4 abhängt. Diese Frequenz ist größer als die Wiederholfrequenz der Druckpulsationen des Heliums. Der Verdrängerkolben 6 ist genügend leicht, so daß seine Massenträgheit die Arbeitsweise nicht schädlich beeinträchtigt.If the arrangement is to work properly it must be carefully designed. For example it is clear to those skilled in the art that the displacer assemblies operate at a pneumatic frequency can, which depends on the size of the overflow channel 11 and the free volume of the chamber 4. These Frequency is greater than the repetition frequency of the pressure pulsations of the helium. The displacement piston 6 is sufficiently light that its inertia does not adversely affect operation.

Beispielsweise kann die Frequenz der Druckpulsationen 50 Hz betragen, obgleich gelegentlich auch eine etwas höhere Frequenz zweckmäßig sein kann. Die Druckpulsationen innerhalb des Heliums können zwischen etwa 2,07 b und 20,7 b liegen, während der Luftdruck innerhalb des Gehäuses 14 in einem etwas höheren Bereich liegen kann.For example, the frequency of the pressure pulsations can be 50 Hz, although occasionally also a little higher frequency may be appropriate. The pressure pulsations within the helium can range between approximately 2.07 b and 20.7 b, while the air pressure within the housing 14 can be in a slightly higher range.

Es können zahlreiche Abwandlungen getroffen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann bei dem Verdrängeraufbau 1 die Überströmbohrung 11 entfallen wenn ein ausreichender Leckpfad am Kolben 10 vorbei vorhanden ist. Auch kann die spezielle Ausgestaltung des Verdrängerkolbens 6 geändert werden und der dargestellte Verdrängerkolben kann durch irgendeinen Verdränger einer Stirlingzyklus-Wärmepumpe ersetzt werden, der von den Druckpulsationen einer getrennten Antriebsmaschine antreibbar ist.Numerous modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example can in the displacement structure 1, the overflow hole 11 do not apply if there is a sufficient leakage path past the piston 10. Can also special design of the displacement piston 6 can be changed and the displacement piston shown can through any displacer of a Stirling cycle heat pump can be replaced by the pressure pulsations of a separate Drive machine is drivable.

Das Ventil 20 kann wegfallen wenn die Druckluftquelle 43 selbst einen pulsierenden Luftdruck liefert.The valve 20 can be omitted when the compressed air source 43 itself supplies a pulsating air pressure.

ίοίο

Anstelle der Druckluftquelle 43 könnte jeder andere Strömungsmittelspeicher Anwendung finden, der in der Lage ist Druckpulsationen auf die Membran 17 zu übertragen. Zum Beispiel könnte ein anderes Gas Anwendung finden oder sogar Öl oder Wasser. Das Arbeitsmittel des Verdrängerkolbens wird gemäß bestimmten Faktoren gewählt, beispielsweise im Hinblick auf die Temperaturen zwischen denen die Wärme gepumpt werden soll, und demgemäß könnten andere Gase als Helium Anwendung finden, beispielsweise Wasserstoff oder Stickstoff.Instead of the compressed air source 43 could any other Find fluid storage application, which is able to transmit pressure pulsations to the membrane 17. For example, another gas could be used, or even oil or water. The work equipment The displacement piston is selected according to certain factors, for example with regard to temperatures between which the heat is to be pumped, and accordingly gases other than helium could apply find, for example, hydrogen or nitrogen.

Auch die Pumpe gemäß Fig. 1 könnte, wie in den Figuren 2, 3 oder 4 dargestellt, modifiziert werden. In Fig.2 ist der Entlüftungskanal 27 mit einem Rohr 50 verbunden, welches zu dem Verdrängeraufbau 1 führt, wo eine KühlluftquelIe vorgesehen ist, um die Verteilung von der Wärmesenke 31 zu unterstützen.The pump according to FIG. 1 could also be modified, as shown in FIGS. 2, 3 or 4. In FIG. 2, the ventilation channel 27 is connected to a pipe 50 which leads to the displacement structure 1, where a cooling air source is provided in order to support the distribution from the heat sink 31.

In Figur 3 sind Ventil 25, die Druckpulsationsverbindungsanordnung 13 und der Verdrängeraufbau als integrale Bestandteile einer Wärmepumpe ausgebildet, die im Betrieb nur an eine Einheit 60, beispielsweise eine betriebseigene Druckluftquelle angeschlossen zu werden braucht. Wie bei Figur 2 wird die aus dem Kanal 27 abgeführte Luft nach der Wärmesenke 31 geleitet, um deren Arbeitsweise zu unterstützen.In Figure 3 there is valve 25, the pressure pulsation connection arrangement 13 and the displacement structure formed as integral components of a heat pump that in operation only to be connected to a unit 60, for example an in-house compressed air source needs. As in FIG. 2, the air discharged from the duct 27 is directed to the heat sink 31 in order to reduce its To support the way of working.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 ist das Ventil 25 von der Wärmepumpenbaueinheit getrennt, die nur den Verdrängeraufbau 1 und die Einheit 13 als integraleIn the embodiment of Figure 4, the valve 25 is separated from the heat pump unit, which only the Displacement structure 1 and the unit 13 as an integral

Bestandteile besitzt. Die Luft zur Unterstützung der Arbeitsweise der Wärmesenke 31 wird vom Inneren des Bauteils 20 über einen Kanal 70 abgezapft, der mit einer Drosselstelle 71 versehen ist, damit nicht zu viel Luft abgezapft wird, was die Arbeitsweise der Verdrängerbaueinheit beeinträchtigen könnte.Has components. The air to assist the operation of the heat sink 31 is taken from inside of the component 20 tapped via a channel 70 which is provided with a throttle point 71, so not too much air is drawn off, which could impair the functioning of the displacement unit.

Insbesondere bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 2 bis 4, jedoch auch möglicherweise bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist es allgemein zweckmäßig, für die Baueinheit 43 eine Quelle gekühlter Druckluft zur Verfügung zu haben.In particular in the exemplary embodiments according to FIG 2 to 4, but also possibly in the embodiment of Figure 1, it is generally useful for the assembly 43 to have a source of cooled compressed air available.

Die Druckluftquelle 43 ist nicht unbedingt erforderlich wenn eine geeignete Druckluftquelle bereits in der Nähe der Wärmepumpe zur Verfügung steht.The compressed air source 43 is not absolutely necessary if a suitable compressed air source is already available in the vicinity of the heat pump.

In Figur 5 ist ein abgedichteter, ein Strömungsmittel enthaltender Aufbau mit einer Druckübertragungsvorrichtung 101 versehen, die über ein Kupplungsrohr 102 mit einer Druckerzeugungsvorrichtung verbunden ist, die schematisch als Kästchen 103 dargestellt ist. Der Druck· erzeuger weist einen flexiblen Schlauchabschnitt 104 auf, der zwischen einem Widerlagerkörper 105 und einer Preßplatte 106 angeordnet ist. Die Preßplatte 106 wird zyklisch gegen die Widerlagerplatte durch einen Preßnocken 107 angedrückt, der sich um die Achse 108 dreht. Dadurch wird der flexible Schlauchabschnitt 104 periodisch zusammengedrückt.Referring to Figure 5, there is a sealed fluid containing assembly having a pressure transfer device 101 provided which is connected via a coupling pipe 102 to a pressure generating device which is shown schematically as box 103. The pressure generator has a flexible hose section 104 on, which is arranged between an abutment body 105 and a pressure plate 106. The press plate 106 is cyclically pressed against the abutment plate by a press cam 107 which rotates about the axis 108. As a result, the flexible hose section 104 is periodically compressed.

Zusätzlich zur übertragung der zyklischen Druckimpulse bildet das abgedichtete Strömungsmittel ein Wärmeüber-In addition to the transmission of the cyclical pressure pulses the sealed fluid forms a heat transfer

tragungsmittel, durch welches die Wärme von der Druckübertragungsvorrichtung 101, beispielsweise nach dem Bereich des Druckerzeugers übertragen wird. In diesem Falle sind Widerlagerplatte und Preßkörper zweckmäßigerweise aus wärmeleitfähigem Material hergestellt und es ist eine Kühlvorrichtung in der Nähe des Druckerzeugers 103 vorgesehen. Beispielsweise kann der Nocken 107 ein Kühlgebläse aufweisen.carrying means through which the heat from the pressure transfer device 101, for example is transferred to the area of the pressure generator. In this case, the abutment plate and the pressed body are expediently made of thermally conductive material and a cooling device is provided in the vicinity of the pressure generator 103. For example For example, the cam 107 may have a cooling fan.

Gemäß Figur 6 weist ein ein abgedichtetes Strömungsmittel enthaltender Aufbau eine Druckübertragungseinrichtung 110 auf, die über ein Kupplungsrohr 111 mit einem Druckerzeuger verbunden ist, der schematisch als Kästchen 112 dargestellt ist. Der Druckerzeuger 112 ist als peristaltische Pumpe aufgebaut. Er weist einen flexiblen Rohrabschnitt 113, eine teilkreisförmige starre Widerlagerplatte 114 und eine sich drehende Trommel 115 auf, die um die Achse 116 umläuft. Natürlich ist der teilkreisförmige Abschnitt der Widerlagerplatte 116 um diese Achse zentriert. Die Trommel 115 besitzt mehrere Rollen 117, die drehbar um Achsen parallel zur Achse 116 und im gleichen Abstand hierzu liegen. Die Rollen sind derart angeordnet, daß progressiv und aufeinanderfolgend der flexible Schlauchbereich gegen die Widerlagerplatte 114 gedrückt wird. Sie erstrecken sich nur teilweise um den Umfang der Trommel, jedoch genügend weit um immer jenen flexiblen Bereich des Schlauches zu erfassen, der von der Widerlagerplatte 114 abgestützt ist. Durch die Drehung der Trommel wird auf diese Weise der flexible Bereich des Schlauches während jeder Drehung einmal voll zusammengedrückt .According to FIG. 6, a structure containing a sealed fluid has a pressure transmission device 110, which is connected via a coupling tube 111 to a pressure generator, which is shown schematically shown as box 112. The pressure generator 112 is constructed as a peristaltic pump. He knows a flexible pipe section 113, a part-circular rigid abutment plate 114 and a rotating Drum 115, which rotates about axis 116. Of course, the part circular section is the abutment plate 116 centered about this axis. The drum 115 has several rollers 117 which are rotatable about axes parallel to the axis 116 and at the same distance therefrom. The rollers are arranged so that they are progressive and successively the flexible hose portion is pressed against the abutment plate 114. They extend only partially around the circumference of the drum, but always enough around that flexible area of the hose supported by the abutment plate 114. By rotating the In this way, the drum is fully compressed once the flexible area of the hose is rotated .

Da das abgedichtete Druckmittel Wärme von der Druckübertragungsvorrichtung 110 ableitet und da zyklische Druckimpulse hierauf übertragen werden, weist der Druckerzeuger 112 eine Kühlvorrichtung in Gestalt von umlaufenden Luftschaufeln 117 auf, die auf der sich drehenden Trommel 115 ausgebildet sind. Die Trommel hat demgemäß zwei Funktionen, nämlich die Funktion der Erzeugung eines peristaltischen Druckes und die Funktion als Kühl luftgebläse zu arbeiten.Since the sealed pressure medium dissipates heat from the pressure transmission device 110 and there cyclic pressure pulses are transmitted to it, the pressure generator 112 has a cooling device in the form of rotating air blades 117, which are formed on the rotating drum 115 are. The drum accordingly has two functions, namely the function of producing a peristaltic one Pressure and function as a cooling air blower to work.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind bei Anordnungen, wo der Druckerzeuger 112 zur Erzeugung des zyklischen Druckes entfernt von der Druckübertragungsvorrichtung 110 angeordnet ist, Vorkehrungen getroffen,um die Strömung des abgedichteten Druckmittels zu gewährleisten. Dabei ist der einzige Kupplungsschlauch 111 durch zwei Schläuche ersetzt, die parallel verlaufen und in Strömungsverbindung durch die Druckübertragungsvorrichtung an einem Ende und durch Doppelschlauchabschnitte verlaufen (diese ersetzen den flexiblen Schlauchabschnitt 113),wo dieser Doppelschlauch zwischen der Widerlagerplatte 114 und der Trommel 115 zu liegen kommt,und schließlich findet ein Anschluß an dem Ende entgegengesetzt von den Kupplungsrohren statt. Diese Anordnung bildet eine geschlossene Schleife. Bei dieser geschlossenen Schleife ist ein Rückschlagventil vorgesehen, um eine Strömung in nur einer Richtung zu gewährleisten. Eine der Rollen 117 sind so ausgebildet, daß sie nur einen der beiden flexiblen Schlauchabschnitte zusammenpressen, so daß die Druckimpulse mit Strömungsimpulsen abwechseln.According to a further embodiment, in arrangements where the pressure generator 112 for generating the cyclic pressure is remote from the pressure transmission device 110 is arranged, precautions are taken to reduce the flow of the sealed pressure medium to ensure. The single coupling hose 111 is replaced by two hoses that run parallel and in fluid communication through the pressure transfer device at one end and through dual tubing sections run (these replace the flexible hose section 113), where this double hose comes to lie between the abutment plate 114 and the drum 115, and finally there is a connection at the end opposite the coupling tubes. This arrangement forms a closed one Ribbon. With this closed loop, a check valve is provided to allow flow in only to ensure one direction. One of the rollers 117 are designed so that they only have one of the two Compress flexible hose sections so that the pressure pulses alternate with flow pulses.

Beispielsweise kann eine Rolle 117 so angeordnet und/oder ausgebildet sein, daß ein eine Strömung bewirkender Impuls in einem Rohr erzeugt wird, was eine augenblickliche Strömung in einer Richtung nach dem sehr viel größeren beschriebenen Druckimpuls in der abgeschlossenen Flüssigkeit zur Folge hat.For example, a roller 117 can be arranged and / or designed so that a flow causing momentum is generated in a pipe, which is an instantaneous flow in one direction the much larger pressure pulse described in the sealed liquid.

Leersei teBlank page

Claims

Patent Attorneys.:. ': ".-..-" - "crrpl.-Ing.Curt Wallach

European patent representative Dipl.-Ing. Günther Koch

European Patent Attorneys Dipl.-Phys. Dr Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 Munich 2 Kaufingerstraße 8 ■ Telephone (0 89) 2 60 80 78 Telex 5 29 513 wakai d British Aerospace Date- ¹⁷ August 1982

; U; ^liC _D Limited Company Our ^{reference: 17 518} -

100, Pall Mali,
London, SW1Y 5HR,
England

Stirling engine
Patent claims:

Stirling engine with a displacement structure, a displacement piston synchronously with a working fluid within the displacer structure offset cyclical pressure changes in the pressure medium,

characterized in that a pressure transmission device having a moving Body is provided on the one hand with the work equipment in connection states that means are provided to transfer another fluid to the other side of the movable body to act, and that the movable body by his Movement cyclical pressure changes between the working medium and another fluid transfers while the working fluid is kept isolated from the further fluid will.

2. Stirling engine according to claim 1, characterized in that the movable body is designed as an elastic membrane.

3. Stirling engine according to claim 1,

characterized in that it works as a heat pump and comprises a drive to the more fluid with pulsating pressures to the other side of the movable one Body to direct.

4. Stirling engine according to claim 3,

characterized in that the drive consists of a compressed air source.

5. Stirling engine according to claim 3,

characterized in that the drive consists of an oil pump.

6. Stirling engine according to claim 1,

characterized in that the displacement structure and the pressure transmission device form separate components that are not combined as an integral body, the however, they are connected to each other by lines in order to transmit the working medium.