Двигатель с внешним подводом теплоты Советский патент 1984 года по МПК F02G1/04 

Изобретение относится к двигателестроейию, а более конкретно к области двигателей с внешним подводом теплоты, и может быть использовано в автономных энергетических установках.

Известен двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере одну пару цилиндров с поршневой группой, охладитель, подключенный к одному из цилиндров, нагреватель, подсоединенный к другому цилиндру, регенератор, сообщающий внутренние полости нагревателя и охладителя, камеру сгорания с топливовоздушным смесителем и энергостойким элементом, подключенную к нагревателю, и подогреватель подводимого воздуха. Повышение интенсивности теплообмена между продуктами сгорания и рабочим телом в нагревателе, и следовательно, улучшение экономичности двигателя достигается за счет заполнения межтрубного пространства нагревателя жаростойким материалом, нагреваемым во время работы двигателя продуктами сгорания и излучающим полученную теплоту на поверхность нагревателя 1.

Однако двигателю присущи сложность изготовления, а также малая надежность.

Целью изобретения является повышение надежности двигателя.

Для достижения поставленной цели в двигателе с внешним подводом теплоты, содержащем по меньшей мере одНу пару цилиндров с поршневой группой, охладитель, подключенный к одному из цилиндров, нагреватель, подсоединенный к другому цилиндру, регенератор, сообщающий внутренние полости нагревателя и охладителя, камеру сгорания с топливовоздушным смесителем и жаростойким элементом, подключенную к Нагревателю, и подогреватель подводимого воздуха, нагреватель выполнен в врГде двух вертикальных концентричных труб, кольцевая щель между которыми сообщена с полостью регенератора, и с одним из цилиндров, жаростойкий элемент выполнен в виде керамического пористого стакана, установленного внутри нагревателя днищем вверх и с образованием кольцевого зазора, а топливовоздушный смеситель подключен во внутрь керамического стакана, и отношение внутреннего диаметра кольцевого зазора между нагревателем и керамическим стаканом к его наружному диаметру выполнено равным 0,7-0,9.

Подогреватель подводимого воздуха выполнен в виде двух дополнительных соосных труб, примыкаюших к верхнему торцу нагревателя, а последний охвачен кожухом с образованием кольцевого канала для сообщения межтрубного пространства подогревателя подводимого воздуха с топливовоздушным смесителем.

Топливовоздушный смеситель выполнен в виде инжектора.

На чертеже представлена схема двигателя с внешним подводом теплоты, разрез. Двигатель содержит по меньшей мере одну пару цилиндров 1 и 2 с пор шиевой группой, поршни 3 и- 4 котор;ых отделяют в цилиндрах полости сжатия 5 и расширения 6.

Полость 5 сжатия сообщается с полостью 6 расширения через линию 7 связи с встроенными в нее охладителем 8, регенератором 9 и вертикально установленным нагревателем 10, выполненным из двух кон5 центричных труб: наружной трубы 11 и внутренней трубы 12 в теле которой-со стороны наружной поверхности выфрезерованы каналы 13, объединенные в верхней части коллектором 14, а в нижней части - коллектором 15. Коллекторы соединены с линией

0 связи 7. Горелочное устройство (камера сгорания) образовано керамическим стаканом 16, стенки которого снабжены порами 17 и инжектором 18 с соплом 19. Стакан 16 посредством фланца 20 установлен внутри тру5 бы 12 соосно ее поверхности. Инжектор 18 также установлен на фланце 20 так, что его входное отверстие 21 находится ниже стакана 16, а выходное отверстие 22 - внутри его. Между стаканом 16 и трубой 12 образован кольцевой зазор 23.

0 Отношение внутреннего диаметра кольцевого зазора 23 к его наружному диаметру выполнено равным 0,7-0,9. На верхней торец нагревателя 10 вертикально установлен подогреватель 24 подводимого воздуха, образованный двумя соосными обечайками:

5 наружной обечайкой 25 и внутренней обечайкой 26, причем между обечайкой 25 и обечайкой 26 образован кольцевой канал 27, а внутри обечайки 26 - канал 28, соединенный в нижней части с каналом 23.

Q На верхней части обечайки 26 установлена защитная крышка 29. Нагреватель 10 охвачен кожухом 30, при этом между кожухом 30 и нагревателем 10 образован кольцевой канал 31, сообщающийся в верхней части с каналом 27, а в нижней части -

5 с отверстием 21 инжектора 18. Наружные поверхности нагревателя 10, обечайки 25 и кожуха 30 покрыты тепловой изоляцией 32. На обечайке 26 над выходом из кольцевого зазора 23 установлено запальное устройство 33.

Дигатель работает следующим образом. Рабочее тело циклически перемещается из полости 5 сжатия через линию 7 связи и встроенные в нее охладитель 8, регенератор 9 и нагреватель 10 в полость 6 расши5 рения и обратно, в результате чего осуществляется замкнутый рабочий цикл во внутреннем контуре двигателя. Струя топлива, истекая из сопла J9, инжектирует

ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий по меньшей мере одну пару цилиндров с поршневой группой, охладитель, подключенный к одному из цилиндров, нагреватель, подсоед иненный к другому цилиндру, регенератор, сообш.аюш,ий внутрейНие полости нагревателя и охладителя, камеру сгорания с топливовоздушным смесителем и жаростойким элементом, подключенную к нагревателю, и подогреватель подводимого воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, нагреватель выполнен в йиде двух вертикальных концентричных труб, кольцевая щель между которыми сообщена с полостью регенератора и с одним из цилиндров, жаростойкий элемент выполнен в виде керамического пористого стакана, установленного внутри нагревателя днищем вверх и с образованием кольцевого зазора, а топливовоздущный смеситель подключен во внутрь керамического стакана, и отношение внутреннего диаметра кольцевого зазора между нагревателем и керамическим стаканом к его наружному диаметру выполнено равным 0,7-0,9. 2.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, i что подогреватель подводимого воздуха выполнен в виде двух дополнительных соосных (Л труб, примыкающих к верхнему торцу нагревателя,- а последний охвачен кожухом с образованием кольцевого каналй сообщения межтрубного пространства подогревателя подводимого воздуха- с топливовоздушйым смесителем. 3.Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что топливовоздушный смеситель выо полнен в виде инжектора. О5 СП О5 to