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 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 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 корпус с полостями расширения и сжатия, поршни, систему подачи горячего газа.

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

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

Для этого двигатель, содержащий корпус с камерами расширения и сжатия, систему подачи горючего газа, поршни, рабочий вал, причем камеры сообщены с системой подачи горячего газа и с внешней средой посредством клапанов, согласно изобретению, снабжен двумя барабанами, установленными на рабочем валу с помощью муфт одностороннего действия и оснащенными механизмами реверса, поршни выполнены в виде двух рукавов, первые концы которых соединены гибкой связью с барабанами, а вторые вывеpнуты наизнанку и закреплены в камерах, в корпусе размещены конечные выключатели, соединенные через программный механизм с клапанами.

Двигатель снабжен патрубком, дополнительными барабаном и рукавом, при этом барабан соединен с одним из двух основных барабанов, один конец рукава соединен с лентой, намотанной на барабан, а второй - вывернут и закреплен в патрубке.

На фиг. 1 изображен двигатель в сечении; на фиг.2 - вариант исполнения механизма реверса барабанов.

Устройство содержит камеры 1 и 2, сообщенные через клапаны 3 с системой 4 подачи горячего газа, а через клапан 5 - с внешней средой. Клапаны 3 и 5 через программный механизм (на чертеже не показан) соединены с конечными выключателями 6 и 7. Через камеры 1 и 2 проходит рабочий вал 8 с уплотнениями 9. На валу 8 с помощью муфт 10 одностороннего хода установлены барабаны 11 и 12 с механизмами 13 реверса барабанов 11 и 12. На барабанах 11 и 12 намотаны ленты (гибкая связь) 14, которые соединены с концами 15 рукавов 16 и 17. Концы 18 рукавов 16 и 17 закреплены в камерах 1 и 2, которые соединены с корпусом 19.

На фиг.2 представлен вариант механизма 13 реверса барабанов 11 и 12. Он содержит барабан 20, соединенный с барабаном 11 или с барабаном 12. На барабан 20 намотана лента 21, которая соединена с концом 22 рукава 23, конец 24 которого закреплен в патрубке 25. Ленты 14 и 21 намотаны в разных направлениях.

Двигатель работает следующим образом.

Системой 4 в камеру 1 подают горячий газ. Через клапан 5 камеру 2 сообщают с атмосферой. Рукав 17 входит в корпус 19, повышая в нем давление газа. Рукав 17 выдавливают газ из рукава 16. Лента 14 наматывается на барабан 12, который вращается механизмом 13 реверса относительно вала 8. Вторая лента 14 вращает барабан 11, который через муфту 10 вращает вал 8. Когда рукав 16 нажмет на конечный выключатель 7, то клапаны 3 и 5 переключатся. Система 4 подает горячий газ в камеру 2, а камера 1 через клапан 5 соединяется с атмосферой. Рукав 16 входит в корпус 19. Лента 14 вращает барабан 12, который через муфту 10 вращает вал 8. Рукав 16 повышает давление в корпусе 19 и, тем самым, выдавливает газ из рукава 17. Вторая лента 14 наматывается на барабан 11, вращаемый механизмом 13. Когда рукав 17 надавит на конечный выключатель 6, то происходит переключение клапанов 3 и 5. Цикл повторяется.

Механизм 13 реверса, изображенный на фиг.2, работает следующим образом.

Рукав 17 тянет ленту 14, которая вращает барабан 11, а барабан 11 вращает барабан 20. Лента 14 сматывается с барабана 11, а лента 21 наматывается на барабан 20. Рукав 23 вытягивается из патрубка 25, в котором создается вакуум. Когда газ выходит из камеры, то рукав 23 втягивается в патрубок 25, лента 21 сматывается с барабана 20 и вращает его. Барабан 20 вращает барабан 11. Лента 14 наматывается на барабан 11, подтягивая рукав 17.

Сущность изобретения: двигатель содержит корпус с камерами 1 и 2 расширения и сжатия. На рабочем валу 8 установлены два барабана 11 и 12. Первые концы двух гибких рукавов 16 и 17 соединены с барабанами гибкой связью 14. Вторые концы рукавов закреплены в камерах. Камеры сообщены с системой 4 подачи горячего газа. В корпусе размещены конечные выключатели 6 и 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий корпус с камерами расширения и сжатия, систему подачи горячего газа, поршни и рабочий вал, причем камеры сообщены с системой подачи горячего газа и с внешней средой посредством клапанов, отличающийся тем, что он снабжен двумя барабанами, установленными на рабочем валу с помощью муфт одностороннего действия и оснащенными механизмами реверса, поршни выполнены в виде двух рукавов, первые концы которых соединены гибкой связью с барабанами, а вторые вывернуты наизнанку и закреплены в камерах, в корпусе размещены конечные выключатели, соединенные через программный механизм с клапанами. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен патрубком, дополнительными барабаном и рукавом, при этом барабан соединен с одним из двух основных барабанов, один конец рукава соединен с лентой, намотанной на барабан, а второй вывернут и закреплен в патрубке.