Двигатель с внешним подводом теплоты Советский патент 1983 года по МПК F02G1/43 

(54) ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ

1

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях с внешним подводом теплоты .

Известны двигатели с внешним подводом теплоты, содержащие по меньшей мере один цилиндр, установленный в нем и ограничивающий в цилиндре рабочее пространство, вытеснитель, разделяющий рабочее пространство на две камеры, горячую и холодную,и снабженный внешней оболочкой, ограничивающую полость, связанную с рабочим пространством через впускной и выпускной обратные клапаны

В известных двигателях ограниченная оболочкой внутренняя полость вытеснителя заполнена рабочим телом под давлением, при этом наличие кла.панной системы, сообщенной с холодной камерой, является причиной значительной утечки тепла из горячей камеры в холодную, что в конечном итоге приводит к снижению коэффициента полезного действия двигателя.

.Цель изобретения - повышение КПД двигателя путем уменьшения утечки тепла из горячей камеры в холодную через вытеснитель.

Для достижения поставленной цели вытеснитель снабжен дополнительной внутренней оболочкой, а с рабочим пространством через клапаны сообщен зазор между внутренней и внешней оболочками, причем с холодной камерой зазор связан через впускной клапан, а с горячей - через выпускной клапан.

10

Поверхности оболочек вытеснителя могут быть покрыты теплоизоляционным покрытием.

На чертеже представлен цилиндр двигателя, разрез.

15

Двигатель с внешним подводом теплоты содержит по меньшей мере один цилиндр.1, поршень 2, установленный в нем и ограничивающий в цилиндре 1 рабочее пространство заполненное

20 рабочим телом. В рабочем пространстве перемещается вытеснитель 3, состоящий из нижней массивной части и двух тонкостенных оболочек: внешней 4 и внутренней 5, покрытых теплоизоля25 ционным материалом б, например из окиси алюминия. Вытеснитель 3 разделяет рабочее пространство цилиндра 1 на две камеры: горячую 7 и холодную 8, сообщенные через теплообменные ап30 парэггы (на чертеже не показаны), служащие для подвода и отвода теплоты, и регенератор (не показан). Оболочки 4 и 5 и нижняя массивная часть вытеснителя 3 образуют полость а, из которой откачан воздух через клапан 9, и полость сЛ между оболочками 4 и 5, которая сообщается с рабочим пространством цилиндра 1 при помощи клапанов 10 и 11, причем с горячей камерой через выпускной обратный клапан -10, а с холодной камерой через впускной обратный клапан 11 и в процессе работы двигателя заполняется рабочим телом. Полость сЛ между оболочками 4 и 5 вытеснителя 3 может быть заполнена углекислотой или другим газом с низким коэффициентом теплопередачи под давлением до среднего давления цикла. После наполнения, клапаны 10 и 11 заглушивают во избежание попадания газа из полости o ме ду оболочками 4 и 5 в рабочее прост ранство. В процессе работы двигателя вытеснитель 3 периодически переталкивает рабочее тело из холодной кам ры 8 в горячую 7 по замкнутой магис рали, в которой расположены теплооб менные аппараты подвода и отвода теплоты и регенератор (на чертеже не показаны) и наоборот. При этом давление в рабочем пространстве цилиндра 1 плавно изменяется и поршен 2 совершает полезную работу. За счет покрытия поверхностей об лочек 4 и 5 вытеснителя 3 теплоизол ционным покрытием б, тепловой поток направлен со стороны горячей камеры 7, в которой рабочее тело находи ся при высокой температуре, в сторо ну холодной камеры 8, в которой раб чее тело имеет низкую температуру. Вследствие -этого небольшого теплово го потока, а также вакуумирования полости а и заполнения полости (/ га зом с низким коэффициентом теплопереачи, практически отсутствует утечка теплоты из горячей камеры в холодную . Таким образом, снабжение вытеснителя дополнительно внутренней оболочкой и подключение полости между оболочками к камерам двигателя через соответствующие клапаны обуславливает максимальное-использование энергии рабочего тела в рабочем пространстве двигателя и тем самым способствует повышению КПД двигателя. Формула изобретения 1. Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере один цилиндр, поршень, установленный в нем и ограничивающий в цилиндР® рабочее пространство, вытеснитель, разделяющий рабочее пространство на две камеры: горячую и холодную и снабженный внешней оболочкой, ограничивающей полость,, связанную с.рабочим пространством через впускной и выпускной обратные клапаны, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД двигателя путем уменьшения утечки теПла из горячей камеры в холодную через вытеснитель, последний снабжен дополнительной внутренней оболочкой, а с рабочим пространством через клапаны сообщен зазор между внутренней и внешней оболочками, причем с холодной камерой зазор связан через впускной клапан, а с горячей - через выпускной клапан. 2. Двигатель по п.1, от л и чающийся тем, что поверхности оболочки вытеснителя покрыты теплоизоляционным; покрытием. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3394542, кл. 60-24, опублик. 1968.