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 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 циркулирует 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 цилиндр с разме- щенными в нем поршнями, системы подачи и отвода газа, регенератор.

К недостаткам прототипа относятся проблема уплотнений, потери на трение, возможность заклинивания поршней, уровень шума.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности путем снижения потерь на трение и интенсификации теплообмена.

Для этого двигатель, содержащий цилиндр с размещенными в нем поршнями, системы подачи и отвода газа, регенератор, рабочий вал, согласно изобретению снабжен барабаном, установленным в цилиндре на рабочем валу, а поршни и регенератор функционально объединены и выполнены в виде гибких рукавов, первые концы которых собраны в герметичный узел и соединены гибкой связью с барабаном, а вторые концы вывернуты наизнанку и закреплены в цилиндре по разные стороны от барабана, рабочий вал выполнен полым и сообщен с системой подачи и удаления охлаждающего агента, а полость, образованная рукавами, заполнена текучим агентом.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен двигатель в сечении.

Устройство содержит теплоизолированный корпус 1, который сообщен с системами 2 и 3 подачи горячего газа, с системами 4 и 5 подачи холодного газа и с системами 6 и 7 удаления газа. В корпусе 1 установлен барабан 8 с намотанными на него в разных направлениях гибкими связями 9 и 10, которые соединены с концами рукавов 11 и 12, вторые концы 13 которых закреплены в корпусе 1. В корпусе 1 образованы полости 14-16. Барабан 8 установлен на рабочем валу 17, соединенном с рабочим органом 18. Полый вал 17 сообщен с системой 19 подачи и удаления охлаждающего агента. Полость 16 заполнена текучим агентом.

Устройство работает следующим образом.

Системой 2 подают горячий газ в полость 14, а системой 3 - холодный газ в полость 15. Системы 2, 4, 5 и 3 закрывают. Текучий агент рукавом 11 выдавливается в рукав 12 и охлаждает его. Рукав 12 охлаждает газ в полости 15. Газ в полости 15 сжимается, рукава 11 и 12 перемещаются вправо, вращая барабан 8 с валом 17. Систему 7 открывают и в нее рукавом 12 выдавливают газ. Газ в полости 14 расширяется и давит на рукав 11, который выходит из нее. После того, как рукав 12 полностью выдавит газ из полости 15, то системы 6, 7, 3 и 4 открывают. Системой 3 подают горячий газ в полость 15, а системой 5 - холодный газ, который, нагреваясь, расширяется. Рукава 11 и 12 перемещаются влево. Рукав 12 выдавливает текучий агент в рукав 11, охлаждая его. От рукава 11 охлаждается газ в полости 14, который уменьшается при этом в объеме. Газ рукавом 11 выдавливается при этом в систему 6. Барабан 8 вместе с валом 17 вращается в обратную сторону.

Сущность изобретения: двигатель содержит корпус 1 с размещенным в нем на рабочем валу 17 барабаном 8. В корпусе размещены два гибких рукава 11 и 12. Первые концы рукавов соединены гибкой связью 9 и 10 с барабаном. Вторые концы рукавов вывернуты наизнанку и закреплены в цилиндре по обе стороны от барабана. Рабочий вал выполнен полым и сообщен с системой 19 подачи и удаления охлаждающего агента. Цилиндр сообщен с системами подачи горячего и холодного газа и системой удаления газа. 1 ил.

ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий теплоизолированный цилиндр с размещенными в нем поршнями, системы подачи и отвода газа, регенератор и рабочий вал, отличающийся тем, что он снабжен барабаном, установленным в цилиндре на рабочем валу, поршни и регенератор функционально объединены и выполнены в виде гибких рукавов, первые концы которых соединены гибкой связью с барабаном, а вторые концы вывернуты наизнанку и закреплены в цилиндре по разные стороны от барабана, рабочий вал выполнен полым и сообщен с системой подачи и удаления охлаждающего агента, а полость, образованная рукавами, заполнена текучим агентом.