ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА Российский патент 1995 года по МПК F02G1/44 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к машинам, работающим по циклам Стирлинга.

Известен ДС, содержащий по меньшей мере две пары расположенных радиально цилиндров, каждая из которых включает горячий и холодный цилиндры, размещенные внутри каждого цилиндра по одному рабочие поршни, разделяющие объем каждого цилиндра на две полости - периферийную и центральную, нагреватели, регенераторы, холодильники, установленные по одному в каждой магистрали, соединяющей одну из полостей горячего цилиндра каждой пары цилиндров с одной из полостей холодного цилиндра, причем на общем штоке размещены горячий и холодный цилиндры разных пар цилиндров, и в одной паре цилиндров центральные полости соединены с периферийными полостями, а в другой центральные - с центральными, а периферийные - с периферийными с опережением изменений объемов полостей горячих цилиндров над изменениями объемов полостей холодных цилиндров.

Однако известный двигатель не работает в режиме теплового насоса с отбором теплоты при низкой температуре и передачей ее среде с более высокой температурой.

Целью изобретения является передача теплоты от среды с низкой к среде с более высокой температурой.

Поставленная цель достигается тем, что ДС по основному изобретению в паре цилиндров, состоящих из горячего цилиндра и холодного цилиндра, имеющих соединения центральной горячей полости с центральной холодной и периферийной горячей полости с периферийной холодной, центральная полость горячего цилиндра соединяется с периферийной полостью холодного цилиндра, а периферийная полость соединяется с центральной холодной полостью.

На чертеже показана принципиальная схема двигателя.

ДС содержит по меньшей мере две пары расположенных радиально цилиндров 1-4, каждая из которых включает горячий цилиндр 1 или 3 и холодный цилиндр 2 или 4. Одна из полостей горячего цилиндра соединена с одной из полостей холодного цилиндра с помощью магистралей 5-8. Приводной механизм 9 сообщен через штоки 10 и 11 с рабочими поршнями 12-15, размещенными внутри каждого цилиндра по одному и разделяющими объем каждого цилиндра на две полости, периферийную и центральную. Нагреватели, регенераторы, холодильники установлены по одному в каждой магистрали 5-8. Каждые два поршня 12, 14 и 13, 15 на цилиндрах, расположенных один против другого на одной оси, связаны общими штоками 10 и 11. На общих штоках 10 и 11 размещены горячий и холодный цилиндры разных пар цилиндров 1, 4 и 2, 3, и в каждой паре цилиндров 1, 2 и 3, 4 центральная полость горячего цилиндра соединена с периферийной полостью холодного цилиндра, а периферийная полость горячего цилиндра сообщена с центральной полостью холодного цилиндра, причем в паре цилиндров 1 и 2 с опережением изменения объема полости горячего цилиндра над изменением объема полости холодного цилиндра, а в паре цилиндров 3 и 4 наоборот - с опережением изменения объема полости холодного цилиндра над изменением объема полости горячего цилиндра.

Двигатель работает следующим образом.

За счет совершения теплофизических процессов при подводе энергии в цилиндрах 1 и 2 поршня 12 и 13 двигателя производят полезную работу, приводя в движение через приводной механизм поршни 14 и 15 в цилиндрах 3 и 4, в которых за счет опережения изменения объема полости холодного цилиндра над изменением объема полости горячего цилиндра протекает обратный цикл Стирлинга и теплота передается от среды с низкой к среде с более высокой температурой.

Таким образом в одной паре цилиндров протекает прямой цикл Стирлинга, дающий механическую энергию для поддержания в другой паре цилиндра режима теплового насоса с обратным циклом Стирлинга.

Сущность изобретения: в двух парах четырехцилиндрового двигателя кинематическая связь между поршнями и газовая связь между горячими и холодными цилиндрами выполнены таким образом, что в одной паре протекает прямой цикл Стирлинга с выработкой механической энергии, а в другой - обратный цикл Стирлинга (режим теплового насоса) с потреблением энергии. 1 ил.

ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА, содержащий по меньшей мере две пары расположенных радиально цилиндров, каждая из которых включает горящий цилиндр и холодный цилиндр, размешенные внутри каждого цилиндра по одному рабочие поршни, разделяющие объем каждого цилиндра на две полости - периферийную и центральную, нагреватели, регенераторы, холодильники, установленные по одному в каждой магистрали, соединяющей одну из полостей горячего цилиндра каждой пары цилиндров с одной из полостей холодного цилиндра, причем каждые два поршня в цилиндрах, расположенных один напротив другого на одной оси, связаны общим штоком, который сообщен с механизмом привода, отличающийся тем, что на общем штоке размещены горячий и холодный цилиндры разных пар цилиндров и в каждой паре цилиндров центральная полость горячего цилиндра соединена с периферийной полостью холодного цилиндра, а периферийная полость горячего цилиндра сообщена с центральной полостью холодного цилиндра, причем в одной паре цилиндров с опережением изменения объема полости горячего цилиндра над изменением объема полости холодного цилиндра, а в другой наоборот - с опережением изменения объема полости холодного цилиндра над изменением объема полости горячего цилиндра.