Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 34. 18 september 1948 - Den moderna varmluftsmotorn, av Einar Bohr
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
18 september 19b8
597
Fig. 6. Indikatordiagram för varmluftsmotor (t.v.) och
tvåtakts dieselmotor (t.h.) med samma slagvolym och
maximi-tryck i cylindern.
som medför mindre friktion. De moderna
varmluftsmoto-rernas mekaniska verkningsgrad uppgår till ca 0,90 (för
John Ericssons motor var den ca 0,65).
Förbättringarna av den termiska verkningsgraden är
emellertid de mest betydande. De nya hettarna möjliggör
temperaturer på ca 650°C och därutöver för den heta
cylinderdelen. Deras konstruktion är enkel: en kanal med
stor inre yta, åstadkommen genom flänsar, mellan vilka
luften tvingas fram. Givetvis följer med denna
konstruktion relativt stora motstånd och ökad dödvolym, vilka
olägenheter ökar med behovet av stora värmetransporter,
då dylika skulle betinga längre och trängre passager för
luften. Genom lämpliga avvägningar och kompromisser har
man uppnått, att de aerodynamiska förlusterna vid n c=
= 3 000 icke behöver överstiga 10 % av indikerade
effekten, medan värmetransporten, som vid denna hastighet
måste genomföras på ca V*» s, dock är fullt
tillfredsställande. I själva verket blev förlusterna ännu mindre,
genom att en del av de aerodynamiska förlusterna kunde
överföras i nyttig värme i hettaren och regeneratorn.
Uppvärmningen sker genom en brännare, vars flammor direkt
verkar på de på hettarens utsida anbringade flänsarna
(fig. 7). Förbränningsluften uppvärmes genom en
värmeväxlare för brännarens avgaser, varigenom största möjliga
ekonomi erhålles. Kylaren har ganska snarlik konstruktion
i fråga om den inre utformningen. Den kyles på utsidan
med vatten eller luft. Hettarens och kylarens funktion
underlättas väsentligt av regeneratorn. Utan denna skulle
hettaren behöva uppvärma luften t.ex. från 100 till 650°C
varje gång luften strömmar genom den, medan den nu
endast behöver uppvärma luften 100°C. Kylaren skulle på
samma sätt behöva kyla den expanderade luften från
t.ex. 500°C till 60°G i stället för som nu med hjälp av
regeneratorn endast från ca 120°C till 60°C. Behovet av en
regenerator liar länge varit insett, men man har icke
förrän nu lyckats konstruera en sådan med tillräckligt
ringa aerodynamiskt motstånd och tillfredsställande
förmåga till snabbi upptagande och avgivande av tillräckliga
mängder värme. Den här använda konstruktionen beslår
av porösa lindningar av tunn metalltråd (se fig. 8). Det är
ganska anmärkningsvärt, att dylika regeneratorer på lji00 s
kan stegra temperaturen av luftkvantiteten, som passerar
dem, från 100 till 600°G eller omvänt och att
värme-skillnader på åtskilliga hundra grader per centimeter i
luftflödets riktning kan förefinnas utan nämnvärda
värmeförluster. Begeneratorns verkningsgrad är omkring 95 %,
motsvarande den andel av värmen i den
genomströmmande luften, som lagras i regeneratorn och som återges vid
luftens återpassage. Den del av värmen, som icke lagras,
alltså 5 %, bortföres av kylaren och går sålunda förlorad.
De nu beskrivna framstegen har möjliggjort, att
varmluftsmaskinens verkningsgrad uppnått värden, som man förut
trott vara möjliga endast för förbränningsmotorer. Härtill
kommer de förut omnämnda speciella fördelarna i fråga
om oberoende av bränslets art, tystgång, vibrationsfrihet
etc. Det är emellertid även nödvändigt att få en förenklad
konstruktiv utformning av motorn för att nedbringa de
mekaniska förlusterna och för att sänka
tillverknings-priset.
Konstruktiv utformning
Fig. 4 och 5 är icke någon idealisk konstruktion, ehuru
den, tack vare de ovan beskrivna framstegen, fungerar
relativt väl. De båda belastade kolvarna medför bl.a.
väsentliga friktionsförluster på grund av täthetsbehovet,
vartill kommer en tämligen komplicerad och
svårbalan-serad drivanordning. En förbättring i dessa avseenden
medförde V-konstruktion (fig. 9), varigenom den
drivande mekanismen i hög grad förenklades, ett siutet vevhus
möjliggjordes och utbalansering med motvikt blev lätt
att utföra.
Bcdan de klassiska varmluftsmaskinerna utnyttjade en
överföringskolv ("transfer piston") genom vars lämpligt
avpassade rörelse huvud- eller kraftkolvens rörelser även
regleras. Fig. 1 visar en typ (Jolin Ericsson) och fig. 10
en ännu tidigare (Stirling 1816—1817). 1 den senare
utnyttjas överföringskolven P för lufttransporten och trycket
på ömse sidor om kolven är i stort sett lika i varje
ögonblick, bortsett från aerodynamiska motstånd. Kraftkolven Z
användes såväl för arbetsöverskottet vid expansionen som
för kompressionsarbetet och är sålunda den enda belastade
kolven. Denna mer än 100-åriga konstruktion har nu
principiellt kunnat användas för den moderna varmluftsmotorn.
Fig. 11 visar en encylindrig, kompakt motor med
överföringskolv P, kraftkolv Z och mellan den varma Vw och
Fig. 7. Hettare och brännare för varmluftsmaskin (jfr
fig. 12); a vertikal sektion, b horisontell tvärsektion I—I.
Bränslet förbrännes vid K och flammorna ledes mellan
flänsarna G; flänsarna B och H förmedlar värmeutbytet
med det arbetande mediet.
Fig. 8. Regenerator för varmluftsmotor, den mindre för
encylindrig 3’h hk och den större för encylindrig 10 hk
varmluftsmotor. Luften förflyttas mellan den varma och
kalla delen av cylindern i en ringformig kanal kring
kolven, i vilken kanal regeneratorn anbringas.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
