DE402305C - Verfahren zur Kaelteerzeugung - Google Patents

Verfahren zur Kaelteerzeugung

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DE402305C DEV15678D DEV0015678D DE402305C DE 402305 C DE402305 C DE 402305C DE V15678 D DEV15678 D DE V15678D DE V0015678 D DEV0015678 D DE V0015678D DE 402305 C DE402305 C DE 402305C
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    • F02G2250/18Vuilleumier cycles

Description

  • Verfahren zur Kälteerzeugung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und den Apparat zur Erzeugung von Temperaturänderungen.
  • Wenn ein gasförmiger Körper, z. B. atmosphärische Luft, unter konstantem Druck erwärmt wird, so ve.-richtet sie eine bestimmte Arbeitsmenge, indem sie sich gegen den auf ihr ruhenden äußeren Druck ausdehnt. Diese Arbeitsmenge, in ihrem Wärmeäquivalent ausgedrückt, beträgt im Fall von atmosphärischer Luft etwa 0,o69 W. E. pro Grad Celsius, pro Kilogramm der erwärmten Luft. Diese Arbeitsmenge ist im allgemeinen als dynamische spezifische Wärme der Luft bekannt und besteht aus der Differenz von der spezifischen Wärme der Luft unter konstantem Druck (etwa 0,238) und der spezifischen Wärme der Luft unter konstantem Volumen (etwa o,169), in welch letzterem Falle bei der Erwärmung keine äußere Arbeit verrichtet wird. (Die drei spezifischen Wärmen werden in nachfolgendem als Sp, spezifische Wärme unter konstantem Druck; Sv, spezifische Wärme unter konstantem Volumen, und (Sp-Sv), dyna-. mische spezifische Wärme bezeichnet.) Wenn also Luft unter konstantem Druck erwärmt oder gekühlt wird, so werden aus je 0,238 W. E. von der Wärme, die entweder der Luft zugeführt oder entzogen wird, o,169 W. E. tatsächlich der Luft als fühlbare Wärme mitgeteilt oder entzogen, während die übrigen o,o69 W. E. angewandt werden, um positive oder negative Arbeit zu verrichten, indem die Luft unter dem äußeren konstanten Druck ihr Volumen vergrößert oder verringert.
  • Der Zweck der Erfindung besteht in einem Verfahren und Vorrichtungen zur nutzbaren Anwendung dieser Wärme, welche bei der Volumenveränderung eines unter Druck stehenden gasförmigen Körpers entweder positive oder negative Arbeit verrichtet, um Wärme- oder Kühlungswirkungen zu erhalten.
  • Die Zeichnungen veranschaulichen den Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen.
  • Abb. x zeigt diagrammatisch einen Apparat zur Induzierung von sekundären Wärmeänderungen.
  • Abb. 2 zeigt diagrammatisch einen Apparat zur Induzierung und Entziehung von sekundären Wärmeänderungen.
  • Abb. 3, ist ein Diagramm der verschiedenen Stellungen der Kolben des Apparates der Abb. 2.
  • Abb.4 ist eine diagrammatische Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform des Apparates. Abb. 5 zeigt diagrammatisch einen Teil einer anderen abgeänderten Ausführungsform des Apparates.
  • Abb. 6 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungs'orm des Apparates, und Abb.7 ist ein Diagramm der Stellungen, welche die Kolben des Apparates der Abb. 6 annehmen.
  • Abb. i stellt zwei durch ein Rohr 3 verbund# ne Behälter x und 2 dar. Angenommen, beide Behälter und das Verbindungsrohr sind mit Luft unter atrirosphärischem Druck und von gleicher T( mpe- atur angefüllt. Bei Erwärmung des Be:,älters x dehnt sich die Luft in diesem Bchältcr aus, so daß ein Teil derselben in den Behälter 2 überströmt und den darin herrschc:n#-_'en Druck steigert. Diese Luft strömt aus dem Behälter x in den Behäl: er 2 gegen den in letzterem herrschenden Druck und muß daher durch Erhöhung des Druckes in dem Behälter --2 Arbeit verrichten, die als eine resultierende sekundäre Erwärmung der Luft des Behälters 2 erscheint. Sollte dieser Behälter 2 im Vergleich zu Behälter x verhältnismäßig groß sein, so wird die Luftrnenge, welche von dem Behälter x in den Behälter 2 überströmt und daher die verrichtete Arbeitsmenge und die Menge.der sekundären induzierten Wärme nahezu der Arbeit und der induzierten Wärmemenge gleich sein, die verrichtet wird, wenn Luft in einem mit der Atmosphäre verbundenen Behälter erwärmt wird, das ist, die sekundäre, induzierte Wärme wird nahezu (Sp-Sv) betragen. Ähnlich wird bei Kühlung der Luft im Behälter x Luft aus Behälter 2 in den ersteren überströmen, welcher Vorgang von einer Druckverminderung und entsprechender Temperaturabnahme in dem Behälter 2 begleitet wird. Diese Abkühlung entspricht in Größe nahezu der dynamischen spezifischen Wärme, wenn Behälter 2 erheblich gröEer als Behälter x hergestellt wird.
  • Wenn daher ein gasförmiger Körper, wie Luft, in einem von zwei (oder mehreren) abgeschlossenen, untereinander verbundenen Räumen erwärmt oder abgekühlt wird, so kann die absorbierte oder entzogene Wärrnemenge so gewählt werden, daß sie der spezifischen Wärme des gasförmigen Körpers unter konstantem Druck oder der spezifischen Wärme des gasförmigen Körpers unter konstantem Volumen oder einem zwischen diesen beiden liegenden Werte sehr nahe kommt, indem man das Volumen des anderen Raumes, mit welchem der erstgenannte in Verbindung steht, passend wählt. Das Mehr an Wärme, welches dem gasförmigen Körper in dem erstgenannten Raum zusätzlich seiner spezifischen Wärme unter konstantem Volumen mitgeteilt oder entzogen wird, tritt als fühlbare Wärme in dem gasförmigen Körper des anderen Raumes, welcher mit dem erstgen2nnten in Verbindung steht, auf und ist fähig, Wärme-oder Kühlwirkungen auf ein Mittel, welches mit dem zweitgenannten Raum in Wärmeleitung steht, auszuüben. Je mehr der größere der beiden Räume sich im Volumen der Summe der Volumen der beiden Räume näh(rt, desto mehr wird sich die sekundäre Wärme oder Kühlwirkung dem Werte der dynamischen spezifischen Wärrr e anpassen. Ferner werden die sekundären Wärme- oder Kühlwirkungen auf gleiche Art induziert, wennschon de- gasförmige Körper sich in einem der Behälter bedeutend über oder bedeutend unter der Temperatur des gasförmigen Körpers in dem anderen Behälter befindet.
  • Abb.2 zeigt schematisch einen einfachen Apparat, in welchem die oben beschriebene Wärme- oder Kühlwirkung nutzbar gemacht wird. 4 ist ein Zylinder, dessen Wandung höchst leitungsfähig ist, und in welchem zwei leicht verschiebbare Kolben 5 und 6, die aus schlecht leitendem Material bestehen, arbeiten. Eine in jedem Kolben vorgesehene zentrale Bohrung, welche mit einer beträchtlichen Anzahl dünner, die. Wärme leicht aufnehmender Platten ausgerüstet ist, die durch Kanäle von geringem Durchmesser getrennt sind, bildet je einen Wärmeregenerator 7 und B. Selbstverständlich kann irgendeine andere Regeneratorausführung angewandt werden, und können die Kanäle des Regenerators über den ganzen Kolben verteilt sein, anstatt sie in der Achsennähe anzuordnen. Natürlich ist das Volumen der Luftkanäle in jedem Regenerator sehr klein im Vergleich zu dem Volumen der leeren Räume im Zylinder q., und ist die Wärmekapazität jedes Regenerators vielfach größer als die Wärmekapazität der Luft in diesem Zylinder. Ein Ende des Zylinders ist von einem Heizmantel g umschlossen, welcher einen Einlaß io und einen Auslaß ii für Heizgase besitzt; das andere Ende des Zylinders ist mit einem Kältemantel 12 versehen, welcher einen Einlaß 13 und einen Auslaß 14 für einen Kälteträger aufweist. Der mittlere Teil des Zylinders ist mit einem Kühlmantel 15 ausgerüstet, der einen Einlaß 16 und einen Auslaß 17 für Kühlwasser besitzt. Die Kolben 5 und 6 sind mit den Kolbenstangen 18 und ig versehen, welche durch die Stopfbüchsen 2o und 2i in den Zylinder treten. Der Zylinder kann mit irgendeinem passenden gasförmigen Körper, wie Luft, unter beliebigem Druck angefüllt sein.
  • Beispielsweise sei angenommen, daß der Apparat zur Erzeugung einer niederen Temperatur für Kälteerzeagungszwecke angewandt wird und daß das Mittel im Heizmantel g eine Temperatur von 281' C und die Mittel in dem Kältecrzeugungs- bzw. Kühlmant e1 12,15 anfänglich eine Temperatur von 55° C besitzen. Die in Abb. 3 mit A, B, C und D bezeichneten Diagramme stellen die aufeinanderfolgenden Stellungen dar, welche die Kolben während eines vollkommenen Wärmekreislaufes, welcher in vier Phasen geteilt ist, annehmen. Während der ersten Phase bewegt sich der Kolben 5 von der in derer Diagramm A gezeigten Stellung in die in dem Diagramm B dargestellte. Während dieses Kolbenhubes wird ein Teil der von dem Kühlmantel 15 umschlossenen Luft im Zylinder q. durch den Regenerator 7 in den vom Heizmantel g umschlossenen Raum bewegt, wo ihre Temperatur annähernd auf 28r° C erhöht wird, indem sie mit den heißen Wänden des Mantels in Berührung tritt. Diese primäre Erwärmung erzeugt eine sekundäre Erwärmung der in dem Kühlraume zurückgebliebenen Luft, welche Wärme von dem im Raum 15 vorhandenen Kühlmittel aufgenommen wird. Während der zweiten Phase bewegt sich der Kolben 6 von der im Diagramm B zu der in dem Diagramm C gezeigten Stellung. Während dieses Vorschubes wird die im Inneren des Kühlmantels 15 verbliebene Luft durch den Regenerator 8 hindurch in den von dem Gefriermantel i2 umschlossenen Kälteerzeugungsraum verschoben. Da der letztere Raum anfänglich die gleiche Temperatur wie der mittlere Kühlraum besitzt, so findet keine Temperaturänderung der Luft, die in diesen Räumen eingeschlossen ist, statt. Während der dritten Phase kehrt der Kolben 5 aus der Stellung nach Diagramm C in die Stellung nach Diagramm D zurück. Die Luft wird dadurch von dem Heizraum durch den Regenerator 7 nach dem mittleren Kühlraum zurückbewegt, gibt ihre Wärme diesem Regenerator ab und erreicht im Kühl aum wieder eine Temperatur von etwa 55° C. Die primäre Kühlung, die die Luft erfährt, indem sie durch Regtnerator 7 strömt, verursacht eine mit sekundärer Kühlwirkung verbundene Druckminderung in den freien Räumen des Zylinders, hauptsächlich auch in dem Kälteerzeugungsraum im Gefriermantel 12, dessen Inhalt sich ausdehnt, hierdurch abgekühlt wird und zum Teil durch den Regenerator 8 in den mittleren Kühlraum zurückströmt. Dabei werden der Regenerator 8 und der Kälteträger im Mantel 12 etwas abgekühlt. Während der vierten Phase kehrt der Kolben 6 aus der Stellung nach Diagramm D in die Stellung nach Diagramm A zurück, und die Luft im Kälteerzeugungsraum wird durch Regenerator 8 nach dem Kühlraum bewegt und, während sie eine geringe Menge Wärme von dem Regenerator aufnimmt, verursacht sie eine leichte sekundäre Erwärmung in den freien Räumen des Zylinders.
  • Nach Rückkehr der Teile in ihre ursprüngliche Lage wird der Kreislauf wiederholt. Während des folgenden Kreislaufes werden die Verhältnisse nahezu den des ersten Kreislaufes entsprechen, ausgenommen, daß die zugefügte primäre Wärme, die während der dritten Phase dem Regenerator 7 mitgeteilt wird, dazu dient, in demselben einen noch größeren Temperaturunterschied zu erzeugen, während die dem Kälteerzeugungsraume entzogene Wärme während derselben Phase dazu verwendet wird, die Temperatur des im Kältemantel vorhandenen Mittels zu erniedrigen. Mährend der vierten Phase wird mehr Wärme dem Regenerator 8 entzogen und dadurch seine Durchschnittstemperatur erniedrigt. In den folgenden Kreisläufen wird das'im Regenerator 7 gebildete Temperaturgefälle fast dem Temperaturunterschiede zwischen dem Kühl-und dem Heizmantel entsprechen, während das Temperaturgefälle, das sich in dem Regenerator 8 bildet, fast dem Temperaturunterschiede zwischen dem Kältemantel i2 und dem Kühlmantel 15 entspricht, weil sich dieselbe Gewichtsmenge Luft periodisch und abwechselnd in entgegengesetzter Richtung durch jeden Regenerator bewegt. Ferner wird der Wärmeunterschied zwischen dem Kälte- und Kühlmantel fortschreitend zunehmen, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist, z. B. die gewünschte niedere Temperatur im Kältemantel 12 bei Verwendung des Apparates für Kälteerzeugungszwecke.
  • In der obigen Beschreibung wurde einfachheitshalber angenommen, daß eine vollkommene Leitungsfähigkeit zwischen dem Gase innerhalb der freien Räume des Zylinders q. und den `Fänden desselben bestehe. In der Praxis kann irgendein Mittel benützt werden, um das Arbeitsgas in engen Kontakt mit der Zylinderwandung zu bringen, um einen möglichst schnellen Wärmeaustausch zwischen ihnen zu ermöglichen; so können Deflektoren verwendet werden, die das die Regeneratoren verlassende Gas gegen die Zylinderwände werfen.
  • Abb. q. veranschaulicht einen Wärmetransformator, welcher aus einem Hochtemperaturübertrager 22 und einem Niedertemperaturübertrager 23 besteht, die durch den Kanal 22' in Verbindung stehen. Der Zylinder 22 ist mit einem Kolben 24 versehen, welcher einen einen Wärmeregenerator 25 bildenden Mittelkanal aufweist, und trägt einen Heizmantel 26 und einen Kühlmantel 27. Wärme kann dem ersteren durch ein beliebiges Mittel, etwa durch den Gasbrenner 28, zugeführt werden; Luftlöcher 28' dienen als Auslaß für die Heizgase. Zylinder 23 ist ähnlich mit einem Kolben 29 ausgestattet, welcher mit einem Mittelkanal, wie vorgehend beschrieben, versehen ist, und trägt einen Mantel 30 für den Kälteträger und einen Kühlmantel 31. Kolben 24 und 29 sind mit den Kolben in den Arbeitszylindern 32 und 33 verbunden, in welche durch die Speiserohre 34 irgendein passendes Arbeitsmittel, wie Wasser, Dampf oder komprimierte Luft usw., hineingeleitet wird und aus welchen das Arbeitsmittel durch die Auspuffrohre 35 abgelassen wird. Die Ventile 36 und 37 können von irgendeiner geeigneten Ventilsteuerung betrieben werden. Die dargestellte Steuerung 38 bis 45 ist von der Art, die gewöhnlich in »Duplex-Pumpen« verwendet wird. In dem Beispiel sind die Kolben in den Zylindern 32 und 33 einfach wirkend, und der sich in den unteren Zylindern entwickelnde Druck dient zuni Zurückleiten der Kolben 21 und 29 in ihre obere Hubstellung. Ein Kühlmittel, wie Wasser oder Luft, kann den Mänteln 27 und 31 zugeführt werden, und irgendein Kälteträger, z. B. Kochsalzlösung, kann durch Mantel 30 gesandt werden.
  • Im Betrieb läßt das Ventil 36 die Betriebsflüssigkeit in den Zylinder 32 strömen, so daß der Kolben abwärts, wie in Abb. q. gezeigt, getrieben und der entsprechende Übertragerkolben 24 hinunterbewegt wird. Am Ende des Hubes betätigt der Bund 44 Stange q0 und Hebel 39, um das Ventil 37 zu öffnen, wobei der Kolben 29 abwärts bewegt wird. Während dieser Bewegung bleibt Kolben 24 am unteren Ende seines Hubes. Wenn der Kolben 29 das untere Ende seines Hubes erreicht, so betätigt der Bund 4q. an der Kolbenstange 43 Stange q1 und Hebel 39, und das Ventil 36 wird in die Auspuffstellung eingestellt. Darauf wird der unausgeglichene, auf Kolben 24 einwirkende Druck, der infolge der verschiedenen Größen der Wirkungsflächen beider Kolbenenden, die durch das Vorhandensein der Kolbenstange entstehen, den Kolben 24 nach oben bewegen. Am Ende seines Aufwärtshubes wird Ventil 37 ähnlich in die Auslaßstellung eingestellt, und Kolben 29 bewegt sich nach dem oberen Ende seines Hubes. Dadurch, daß jeder Kolben still steht, während sich der andere Kolben bewegt, sind die in dem Umwandler vorkommenden Phasen dieselben, die mit Hilfe der Ausführung, in Abb. c- dargestellt, beschrieben werden.
  • Auf ähnliche Weise kann der Umwandler für Heizzwecke verwendet werden, in welchem Falle das die Wärme zuführende Mittel, wie Wasser oder Luft von normaler Temperatur, durch den Mantel 30 geleitet wird, während das für Heizzwecke geeignete Mittel, welches gleichfalls Wasser oder Luft sein kann, durch den Mantel 31 zirkuliert, wo seine Temperatur durch die von den primären Wärmeänderungen erzeugte Hitze über die normale erhöht wird. In dem letzteren Fall kann das im :Mantel 31 vorhandene Mittel auch durch den Hantel 27 geführt werden, um die Wärme, welche von dem Niedertemperaturende des Hochtemperaturzylinders 22 abgegeben wird, benutzen zu können. Dasselbe Mittel kann auch durch die Abgase der Heizquelle weiter erwärmt werden. Wenn der Wärmetransformator nach Abb. q. unter einem beträchtlichen Temperaturunterschied zwischen dem Niedertemperaturende des Hochtemperaturübertragers und dem Ende hoher Temperatur des Niedertemperaturübertragers arbeitet, so wird das Rohr 22', welches die genannten Übertrager verbindet, zweckmäßig mit einem kleinen Regenerator versehen, welcher im Betrieb das Temperaturgefälle, entsprechend den Temperaturen der Enden beider Übertrager, mit welchen er kommuniziert, annimmt. Auf diese Art wird das Bestreben eines Temperaturausgleichs oder einer Wärmezerstreuung verhütet.
  • Anstatt' daß man die freien Räume in einem Zylinder von hoher Wärmeleitfähigkeit, in dem auch das Erwärmen und Kühlen stattfindet, vorsieht, können auch die freien Räume in einem Zylinder von niederer Wärmeh-itfähigkeit angebracht werden, und das Erwärmen und Kühlen kann in passend gewählten Vorrichtungen außerhalb desselben stattfinden. So steht in der Abänderung der Abb. 5 ein Behälter 46 von niedriger Wärmeleitfähigkeit mit seinen entgegengesetzten Enden durch die Röhren 47 und 48 mit einer Heizvorrichtung 49 bzw. einem Kühler 50 in Verbindung. Die Räume in dieser Heizvorrichtung und in dem Kühler sind durch einen Regenerator 51 verbunden. Die Heizvorrichtung 49 kann durch ein beliebiges Mittel auf der nötigen Temperatur erhalten werden; ein Gasbrenner 52 ist dargestellt, und der Mantel der Heizvorrichtung ist mit Ventilationslöchern 53 versehen. Dem Kühler 5o, dessen Mantel mit Ein- und Auslaßröhren 54 ausgeführt ist, kann irgendein passendes Kühlmittel zugeführt werden. Um die Luft zu verdrängen, ist ein Ventilator 55 in dem unteren Teil des Zylinders 46 dargestellt und wird durch die Betriebswelle 56 in der einen oder anderen Richtung angetrieben. Auf Wunsch kann der Ventilator durch einen hin und her gehenden Kolben ersetzt «-erden. Zylinder 46 steht durch Rohr 57 in Druckausgleich mit einem zweiten Zylinder ähnlicher Bauart. Die Drehung der entsprechenden Ventilatoren ist zeitlich so bemessen, daß, nachdem der Zylinder 46 mit erhitzter Luft angefüllt ist, die während der ersten Phase durch die Heizvorrichtung 49 getrieben wird, die Drehung des Ventilators 55 aufhört, bis die zweite Phase in dem Niedertemperaturübertrager stattgefunden hat. Dann wird Ventilator 55 in der anderen Richtung gedreht, bis die erhitzte Luft durch die Heizvorrichtung 49, Regenerator 51 und Kühler 5o zurückgeführt und durch die in den Zylinder 46 durch das Rohr 48 tretende kühle Luft verdrängt wird: Jetzt ist der Ventilator wieder in Ruhestellung, während sich die Phase 4 in dem Übertrager abspielt.
  • Die in Abb. 5 dargestellte Konstruktion besitzt verschiedene Vorteile über der vorbeschriebenen, von welchen die adiabatisch vor sich gehende Hitzeumwandlung erwähnt werden soll. Das Wesen der Hitzeumwandlung in den verschiedenen Phasen entspricht den schon beschriebenen, in Verbindung mit der in Abb. 2 dargestellten Ausführung.
  • In Abb. 6 und 7 ist ein rotierender Transformator dargestellt, bestehend aus einem Hochtemperaturrotor 58 und einem Niedertemperaturrotor 59, die auf einer gemeinschaftlichen Welle 6o sitzen. Der Rotor 58 ist mit mehreren Hochtemperaturübertragern ausgestattet, jeder bestehend aus einem Zylinder 6= mit einem Kolben 62, der mit einem Regenerator, durch die Mitte laufend, versehen ist. Rotor 59 ist ähnlich mit einer korrespondierenden Anzahl Niedertemperaturühertragern versehen, von denen jeder aus einem Zylindei 64 mit Kolbenregenerator 65 besteht. Jeder Hochtemperaturübertrager ist mit seinem korrespondierenden Niedertemperaturübertrager durch eine Röhre 66 verbunden, wobei dir Übertrager eines jeden Paars in einem Winkel von 9o° aneinandergesetzt sind. Die inneren Enden der Zylinder 61 sind in einen Mantel 67 und die inneren Enden der Zylinder 64. in den Mantel 67' eingeschlossen. Die äußeren freiliegenden Enden von allen Zylindern sind einem passenden Kühlmittel, wie Luft, die als Kühlmittel für den Hochtemperaturübertrager oder als Heizmittel für den Niedertemperaturübertrager dient, zugänglich angeordnet. Irgendein passender Weg kann zur Beheizung der Hochtemperaturenden der Hochtemperaturübertrager gewählt werden. Die `Felle 6o ist mit einer achsialen Bohrung versehen, die mit einer Röhre 69 zur Brennstoffzufuhr und mit Öffnungen 70 zur Luftzufuhr verbunden sind. Die achsiale Bohrung 68 steht in Verbindung mit mehreren Brennern 7r, einer oder mehrere für jeden der Hochtemperaturzylinder 61. Die Heizgase aus den Brennern 71 entweichen zuerst auswärts durch den Mantel 67, dann einwärts durch Kanäle 72 und werden auswärts durch Kanäle 73 im Wärmcaustausch mit der Luft, die einwärts zu den Brenncrn durch Kanäle 74 fließt, abgeleitet. In diesem Falle geben die Heizbase die größte unausgenützte Hitze an die wärmeleitenden Wände an den besagten Kanal ab, dabei die einfließende vorwärmend, während die Heizgase den Apparat mit ungefähr normaler Temperatur verlassen. Auf Wunsch kann eine Zentrifugalkraft benutzt werden, um der Luft zum Ausfluß in die gewünschte Richtung zu verhelfen. Wie die Skizze zeigt, ist die Wandung 75 der Röhren 74 ortsfest und mit festen Prellteilen versehen, um zu vermeiden, daß die einströmende Luft an derRotation des Rotors teilnimmt. Wenn die eintretende Luft von Kanal 74 in den Kanal 76 fließt, der in Verbindung mit dem Brennerraum steht, so wird sie durch Prellwände, die sich mit dem Rotor bewegen, in Drehung versetzt. Das Gehäuse 67' des Niedertemperaturrotors erhält Luft durch Einlaß 77, und nachdem sie die Kammer, die die inneren Enden der Zylinder umgibt, durchflossen hat, wird sie durch Auslaß 78 ausgetrieben: die Prellwände 79 sind so gebaut, daß sie die Rotation der Luft vermindern, wenn diese einwärts gegen die Achse des Rotors fließt, und die Rotationsbewegung in eine Radialbewegung verwandeln, um einen stärkeren Umlauf zu erhalten.
  • Die Kolben 62 und 65 sind in ihre entsprechenden Zylinder gut eingepaßt und arbeiten so; daß sie d:e Zentrifugalkraft überwinden und sich durch ihr Eigengewicht bewegen (Abb.7). Da die Teile eines jeden Überrragerc,aares in einem Winkel von go' stehen, so ist es ers-chtlich, daß, wenn irgendein Teil des Paares in Bewegung ist, der andere Teil stillsteht, wodurch die in Verbindung mit Zeichnung 2 b@ schriebenen Hitzeübertragungen erhalten we den.
  • Wie Abb. 7 zeigt, sind die korrespondierenden Lagen, die die beiden Kolben eines Hitzestransformers nach und nach annehmen, diagrammatisch in A B, C, D, E, F, G und H darg# stellt. Während der ersten go2-Drehung bewegt sich der Hochtemperaturübertragerkolben von dem erhitzten Ende, wie in A gezeigt, dem gekühlten Ende in C zu, während der Niedertemperaturübertragerkolben, wie in Position A zu C dargestellt, stationär bleibt. Während der nächsten Drehung um go' bleibt der Hochtemperaturübertragerkolben stationär, wie Position C zu E zeigt, während sich der Niedertempe: aturübertragerkolben vom gekühlten zum erhitzten Ende bewegt. Während der folgenden go'-Drehung kehrt der Hochtemperaturübertragerkolben vom gekühlten Ende zum erhitzten Ende zurück, wie in Position E zu G gezeigt, während der Niedertemperaturübertragerkolben stationär bleibt. Während der letzten go'-Drehung bleibt der Höchsttemperaturübertragerkoll-en stationär, G zu H, während der Niedertemperaturübertragerkolben zum gekühlten Ende seines Zylinders zurückkehrt (dargestellt in A). Es muß demgemäß bemerkt werden, daß die in dieser Konstruktion vorkommenden Phasen identisch sind mit denen der in Abb. 2 gezeigten Konstruktion.
  • Die Konstruktion nach Abb. 6 besitzt manche Vorteile, z. B. kann das benutzte Schmiermittel in den Zylindern hermetisch abgeschlossen sein, infolge Fehlens der Kolbenstange oder Dichtungen und der Zuhilfenahme der Schwere als Bewegungsmittel für die Kolben. Daher kann dem Wärmeübertrager eine anfängliche Menge von Schmierstoff zugeführt werden, die für eine unbestimmte Zeit ausreichen wird, ohne Verlust durch Auslaufen befürchten zu müssen.
  • Wenn der Rotationstransformer sich in entgegengesetzter Richtung zu der durch den Pfeil in Abb. 7 angedeuteten Richtung dreht und Luft von normaler Temperatur durch Eimaß 77 einströmt, wird diese Luft ihre Temper;,tur erl öhen und den Rotor in erhitztem Zustand durch Auslaß 78 verlassen. In diesem Falle wird die umgebende Luft am kühlen Ende des Niedertemperaturübertragers als Kühlmittel wirken. Es ist einleuchtend, daß Luft, die eine anfängliche Temperatur über oder unter der normalen hat, durch Einlaß 77 eingeführt werden kann und ihre Temperatur in Übereinstimmung mit der Drehrichtung des Rotors, wie vorher gezeigt, erhöhen oder verringern wird.

Claims (5)

  1. PATEN T-ANTSPRÜCHE: i. Verfahren zur Kälteerzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß gasförmige Körper durch Verdränger abwechselnd in heiße und kalte Teile eines Raumes übergeführt und hierdurch in einem mit diesem Raume kommunizierenden Gasraume Verdichtungen und Verdünnungen sowie Temperaturänderungen des daselbst befindlichen Gases hervorgerufen werden, die durch Übertragung auf einen Kälteträger summiert und nutzbar gemacht werden.
  2. 2. Verfahren zur Summierung der nach Anspruch i erhaltenen Kältewirkungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus dem vom Kälteträger umgebenen Raume periodisch durch einen als Regenerator ausgebildeten Verdränger in einen auf konstanter Temperatur gehaltenen Raum übergeführt wird.
  3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Ver. fahrens nach Anspruch i und 2, bestehend aus zwei miteinander kommunizierenden und mit hin und her gehenden Verdrängern(24,2g) ausgestattetenBehältern(22,23), deren jeder zur Hälfte mit einem Kühlmantel (27, 31) umgehen ist, während die andere Hälfte des einen Behälters (22) mit einem Heizmantel (26), die andere Hälfte des anderen Behälters (23) mit einerA den Kälteträger aufnehmenden Mantel (3o) umgeben ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerkolben (24, 29) aus schlecht die Wärme leitendem Stoffe bestehen und in einem achsialen Durchlaß (25) mit einer größeren Zahl die Wärme leicht aufnehmender, radial gestellter Wände ausgerüstet sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4., dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander kommunizierenden, paarweise einander zugeordneten Räume (6i, 64) zu zwei auf derselben Achse (6o) sitzenden Rotoren (58, °g) ausgebildet sind, bei deren Umdrehung die Verdrängerkolben in den einzelnen Räumen durch Hin- und Hergleiten die zweckdienlichen Gasbewegungen hervorrufen.
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