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 областях 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 непреpывно циркулирует между теплым и холодным цилиндрами, периодически изменяя свой объем. При этом расширение происходит при значительно более высокой температуре, чем сжатие, поэтому вырабатывается больше механической энергии, чем затрачивается, за счет затрат тепловой энергии на нагрев одного из цилиндров.

Подвод теплоты осуществляется косвенным способом, поэтому 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 корпус с полостями расширения и сжатия, систему подачи и отвода теплоты, рабочие поршни, холодильник, регенератор.

К недостаткам такого двигателя относятся сложность конструкции, проблема уплотнений, возможность заклинивания поршней, уровень шума. Двигателю присущи также значительные "мертвые" объемы теплообменников, низкий КПД, потери на трение.

Целью изобретения является повышение КПД путем уменьшения потерь на трение и интенсификации теплообмена.

Для этого двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий теплоизолированный корпус с двумя камерами расширения и сжатия, системы подачи и отвода теплоты, рабочий вал, согласно изобретению, снабжен реверсивным барабаном, размещенным в корпусе на рабочем валу, и двумя гибкими конусными рукавами, первые концы которых скреплены с тросом, охватывающим опорные ролики и барабан, а вторые концы рукавов вывернуты наизнанку и закреплены по периметру выходных отверстий камер, при этом на концах рукавов выполнены отверстия, а камеры сообщены с системой подачи горячего газа.

Рукава образуют полости расширения и сжатия. Роль холодильника выполняет внешняя среда. Благодаря большой поверхности рукавов происходит интенсивный теплообмен с окружающей средой.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен двигатель в сечении.

Двигатель содержит теплоизолированный корпус 1 с двумя камерами 2 и 3, в которых закреплены концы 4 рукавов 5 и 6. Концы 7 рукавов 5 и 6 закреплены с тросом 8, проходящим через ролики 9 и барабан 10, установленный на рабочем валу 11. Камеры 2 и 3 сообщены с системой 12 подачи горячего газа. На концах 7 рукавов 5 и 6 выполнены отверстия 13. Рукава 5 и 6 конусные.

Устройство работает следующим образом.

Системой 12 подают горячий газ в камеры 2 и 3. Рукав 5 поднимается вверх, раскрывая отверстия 13, через которые газ из рукава 5 выходит в атмосферу. Давление в рукаве 5 падает и становится меньше, чем давление газа в рукаве 6. Рукав 6 начинает подниматься вверх. Трос 8 вращает барабан 10. Площадь рукава 5 уменьшается, а площадь рукава 6 увеличивается. Рукав 6 поднимается, а рукав 5 опускается. Площадь охлаждения рукава 5 уменьшается, а площадь охлаждения рукава 6 возрастает. Когда рукав 6 поднимется вверх, то часть охлажденного газа выйдет через отверстия 13 в атмосферу. Давление в рукаве 6 падает, а давление в рукаве 5 увеличивается. Рукав 5 поднимается вверх, а рукав 6 опускается. Барабан 10 вращается в обратную сторону.

Сущность изобретения: двигатель содержит корпус 1 с двумя камерами 2 и 3. В корпусе размещен на рабочем валу 11 реверсивный барабан 10. В камерах закреплены концы эластичных конусных рукавов 5 и 6. Вторые концы рукавов скреплены с тросом 8, охватывающим опорные ролики 9 и барабан 10. На концах рукавов выполнены отверстия 13. Камеры сообщены с системой 12 подачи горячего газа. 1 ил.

ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий теплоизолированный корпус с камерами расширения и сжатия, системы подачи и отвода газа, рабочий вал, отличающийся тем, что он снабжен реверсивным барабаном, размещенным в корпусе на рабочем валу, и двумя гибкими конусными рукавами, первые концы которых соединены с тросом, охватывающим опорные ролики и барабан, а вторые концы рукавов вывернуты наизнанку и закреплены по периметру выходных камер, при этом на концах рукавов выполнены отверстия, а камеры сообщены с системой подачи горячего газа.