ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ Российский патент 1995 года по МПК F02G1/00 F01B29/10 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к тепловым двигателям, и может найти применение в тех отраслях народного хозяйства, где предъявляются высокие требования к экологии и универсальности в отношении источника энергии.

Известны двигатели, работающие по циклу Стирлинга, содержащие два цилиндра с двумя поршнями, в одном цилиндре воздух сжимается и вытесняется во второй цилиндр, нагреваемый снаружи. В нем воздух расширяется, толкает рабочий поршень и после этого вытесняется в холодный цилиндр. Порция воздуха непрерывно циркулируется между теплым и холодным цилиндрами, периодически изменяя свой объем. Двигатель может работать практически от любого источника энергии (Двигатели Стирлинга./Под ред. М.Г.Круглова, М.: Машиностроение, 1977, с. 84-86).

Наиболее близким к предлагаемому является двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий теплоизолированный корпус с полостями расширения и сжатия, поршни, холодильник, регенератор, системы подвода теплоты.

К недостаткам такого двигателя относятся проблема уплотнений, возможность заклинивания поршня, потери на трение, уровень шума.

Цель изобретения - повышение эффективности путем снижения потерь на трение и интенсификации теплообмена.

Для этого в двигателе, содержащем теплоизолированный корпус с полостями сжатия и расширения, поршни, регенератор, теплоизолированный нагреватель и рабочий вал, корпус выполнен в виде двух вложенных друг в друга патрубков, между которыми размещен первый тор, регенератор выполнен в виде цилиндра, закрепленного во внутреннем патрубке, нагреватель выполнен в виде стакана, охватывающего цилиндр регенератора, между которыми размещен второй тор, а на рабочем валу с помощью муфт одностороннего хода установлены два барабана, оснащенных механизмами реверса, при этом барабаны соединены с внутренним патрубком посредством гибкой тяги.

Трение скольжения поршней заменяется на трение качения торов.

На фиг.1 изображен двигатель в сечении; на фиг.2 - то же, вид А на фиг. 1.

Устройство содержит теплоизолированные патрубки 1 и 2 с тором 3. Патрубки 2 имеют цилиндр 4 с регенератором 5, который входит в теплоизолированный нагреватель 6 с тором 7. В ступице 8 закреплен рабочий вал 9 с барабанами 10 и 11, которые имеют муфты 12 одностороннего хода. Барабаны 10 и 11 имеют механизмы 13 реверса барабанов. На барабанах 10 и 11 намотаны ленты 14 и 15. Лента 14 соединена с патрубком 2. Лента 15 охватывает ролик 16 и ее конец 17 закреплен на тяге 18, установленной на патрубке 2. Полости 19 и 20 заполнены газом.

Устройство работает следующим образом.

Газ в полости 19 нагревается. Давление газа в полости 19 возрастает. Горячий газ из нее заходит через регенератор 5 в полость 20. Давление в полости 20 возрастает и становится больше давления внешней среды. Патрубок 2 идет влево. Цилиндр 4 заходит в нагреватель 6, вытесняя горячий газ в полость 20. Тяга 18 тянет ленту 15. Лента 15 вращает барабан 10, который через муфту 12 передает крутящий момент на вал 9. Лента 14 наматывается на барабан 11, который механизмом 13 реверса барабана 11 вращается относительно вала 9. Газ в полости 20 начинает охлаждаться за счет отвода теплоты патрубками 1 и 2 из полости 20. Патрубок 2 перемещается вправо за счет давления внешней среды. Охлажденный газ через регенератор 5 вытесняется в полость 19. Цилиндр 4 выходит из полости 19. Полость 19 заполняется охлажденным газом, который нагревается.

Сущность изобретения: двигатель содержит корпус, выполненный в виде двух вложенных друг в друга патрубков 1 и 2. На внутреннем патрубке 2 установлен тор 3. Двигатель снабжен нагревателем 6, выполненным в виде стакана. На рабочем валу 9 установлены два барабана 10 и 11, соединенные гибкой лентой 14 и 15 с внутренним патрубком 2. На цилиндрическом регенераторе 5 установлен тор 7. 2 ил.

ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий теплоизолированный корпус с полостями сжатия и расширения, поршни, регенератор, теплоизолированный нагреватель и рабочий вал, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде двух вложенных друг в друга патрубков, между которыми размещен первый тор, регенератор выполнен в виде цилиндра, закрепленного во внутреннем патрубке, нагреватель - в виде стакана, охватывающего цилиндр регенератора, между которыми размещен второй тор, а на рабочем валу с помощью муфт одностороннего хода установлены два барабана, оснащенные механизмами реверса, при этом барабаны соединены с внутренним патрубком посредством гибкой тяги.