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

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в различных областях народного хозяйства.

Известны двигатели Стерлинга, 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 циркулирует между теплым и холодным цилиндрами, периодически изменяя свой объем, при этом расширение происходит при более высокой температуре, чем сжатие, что дает возможность получить выигрыш в работе. 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 две камеры с поршнями, системы подачи и отвода теплоты, холодильник и регенератор.

К недостаткам такого двигателя относятся проблема уплотнения, потери на трение, возможность заклинивания поршней, уровень шума.

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

Для этого двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере две теплоизолированные камеры с поршнями, системы подачи и отвода газа, холодильник и регенератор, рабочий вал, согласно изобретению снабжен дополнительным холодильником и по меньшей мере двумя барабанами, размещенными в камерах, оснащенными механизмами их реверса и соединенными муфтами одностороннего хода с рабочим валом, камеры выполнены конусообразными, переходящими в цилиндры и сообщены через клапаны с внешней средой, а с помощью общего клапана - с системой подачи горячего газа, поршни и регенератор функционально объединены и выполнены в виде эластичных конусных торов, заполненных сжатым текучим агентом и соединенных гибкой связью с барабанами.

Интенсификация теплообмена достигается тем, что торы имеют большую контактирующую с холодильником поверхность, при этом поверхность постоянно обновляется при выворачивании торов. А трение скольжения (для поршней) заменяется трением качения торов.

На фиг.1 показано сечение двигателя; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит теплоизолированные конусы 1 и 2 с цилиндрами 3 и холодильниками 4. Полости 5 и 6 сообщены с системой 7 подачи горячего газа через клапан 8, а через клапан (конусный тор) 9 - с внешней средой. В конусах 1 и 2 установлены конусные торы 9, заполненные сжатым текучим агентом. Конусные торы 9 соединены гибкой связью (лентой) 10 с барабанами 11 и 12, которые муфтами 13 одностороннего хода соединены с рабочим валом 14. Барабаны 11 и 12 имеют механизм 15 их реверса.

Устройство работает следующим образом.

Системой 7 в полость 6 подают горячий газ, который перемещает тор 9 в цилиндр 3 и холодильник 4. Барабан 12 механизмом 15 реверса вращается относительно вала 14, наматывая на него ленту. В это время газ в полости охлаждается в холодильнике 4. В холодильнике 4 охлаждается также тор 9. В это время тор 9 начинает вкатываться в полость 5. Тор 9 охлаждает газ в полости, вращает барабан 11, который через муфту 13 вращает вал 14. Охлажденный газ тором 9 выдавливается через клапан во внешнюю среду. После удаления газа из полости 5 системой 7 через клапаны 8 подают горячий газ. Тор 9 начинает выкатываться из полости 5 в холодильник 4. Барабан 11 наматывает ленту, вращаемый относительно вала 14 механизмом 15 реверса. Тор 9 в полости 6 вкатывается в нее, охлаждая газ, который тором 9 выдавливается из полости 6 через клапан 9 во внешнюю среду. Тор 9 тянет ленту 10, которая вращает барабан 12. Барабан 12 через муфту 13 вращает вал 14, взводя механизм 15 реверса.

Сущность изобретения: двигатель содержит две конусообразные, переходящие в цилиндр камеры 5 и 6. Камеры сообщены с внешней средой и с системой 7 подачи горячего газа. В камерах размещены два барабана 11 и 12, соединенные муфтами одностороннего хода с общим рабочим валом 14. В камерах расположены два эластичных конусных тора 9, соединенных гибкой связью 10 с барабанами. 2 ил.

ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий по меньшей мере две камеры с поршнями, системы подачи и отвода газа, холодильник, регенератор и рабочий вал, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным холодильником и по меньшей мере двумя барабанами, размещенными в камерах, оснащенных механизмами реверса и соединенными муфтами одностороннего хода с рабочим валом, камеры выполнены конусообразными, переходящими в цилиндры и сообщены через клапаны с внешней средой, а через общий клапан с системой подачи горячего газа, поршни и регенератор функционально объединены и выполнены в виде эластичных конусных торов, заполненных сжатым текучим агентом и соединенных гибкой связью с барабаном.