Двигатель с внешним подводом теплоты Советский патент 1985 года по МПК F02G1/04 

СО 4 --ч1 сд

и| Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании компактного бесшумного двигателя с внешни.м подводом теплоты небольшой мощности и веса, способного использовать различные источники теплоты, в том числе солнечную и радиоизотопную. Известен двигатель с внешним подводом теплоты, содержаш.ий корпус, по меньшей мере с одним цилиндром, в котором размешен регенератор, разделяющий внутренний объем цилиндра на «горячую и «холодную полости переменного объема, сильфонные поршни, скрепленные с цилиндром и подключенные друг к другу перепускными клапанами, теплопередающие кожухи, охватывающие торцевые части цилиндра и сильфонные поршни и заполненные теплоаккумулируюшей жидкостью, аппаратуру теплообмена, связанную с кожухами, и гидроцилиндр с плунжером, сообщенный с гидравлическими полостями кожуха 1. К недостаткам известного двигателя следует отнести сложность конструкции, небольшую частоту колебания поршней из-за наличия гидравлических объемов и небольшую выходную мощность, как следствие низкого термического КПД больших механических потерь и малой частоты перемещения порщней. Цель изобретения - увеличение удельной мощности двигателя.« Указанная цель достигается тем, что двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий теплопередающие кожухи и размещенные в них снабженные плоскими крышками сильфоны, внутренние объемы которых образуют «горячую и «холодную полости двигателя, подключенные друг к другу через перепускные каналы и регенератор, дополнительно снабжен штоком и двумя сильфонами, один из которых выполнен «горячим, а другой - «холодным, и все сильфоны размещены на штоке, причем одна из крышек каждого сильфона выполнена в виде тарельчатого вытеснителя, жестко закрепленного на штоке, а перепускные каналы выт полнены в виде осевых и радиальных сверлений в щтоке и трубок перепуска, соединяющих сверления с внутренними полостями сильфонов. Причем оба «горячих сильфока размещены в общем кожухе. На чертеже показана принципиальная схема двигателя, продольный разрез. . Двигатель содержит два «горячих сильфона 1, размещенных в герметичном тепловоспринимающем кожухе 2, и два «холодных сильфона 3, размещенных в герметичных теплоотделяющих кожухах 4, которые служат одновременно рабочими полостями нагнетания жидкости потребителю. Тарельчатые вытеснители 5 и 6 «горячих сильфонов закреплены на штоке 7 и выполнены таким образом, что центральные их части 8 вместе с трубками перепуска 9 играют роль корпуса золотника перепускного устройства, тарельчатые вытеснители 10 «холодных сильфонов жестко закреплены на концах штока 7, в котором выполнены осевые 11 и радиальные 12 сверления, соединяющие внутренние объемы сильфонов. Шток совершает возвратно-поступательное движение в направляющих втулках 13, плоские крышки 14 «холодных сильфонов жестко соединены с плоскими крышками 15 «горячих сильфонов втулками 16, одновременно с втулками играющих роль корпусов регенераторов 17. Внутренние объемы сильфонов заправлены рабочим телем, например, гелием до некоторого определенного давления заправки, полость кожуха 2 надута этим же рабочим телом до некоторого среднего давления цикла. Для получения оптимальной мощности двигателя необходимо, чтобы отношение диаметра каждого «горячего сильфона к диаметру «холодного было выполнено равным Ц ) , где Тх - заданная температура рабочего тела в «холодно.й полости; Тг - заданная температура рабочего тела в «горячей полости. Двигатель работает следующим образом. Система находится в крайнем левом положении, как это показано на чертеже. В этом положении левая и правая полости двигателя сообщаются друг с другом через перепускное устройство по схеме: полость правого «горячего сильфона - радиальное 12 и осевое 11 сверления правой половины штока 7 - трубка перепуска 9 - левый регенератор 17 - полость левого «холодного сильфона 3, за счет чего давления рабочего тела в левом и правом объемах двигателя равны. При этом в левом объеме все рабочее тело находится в «холодном сильфоне, а Е правом объеме - в «горячем сильфоне. Левый «горячий и правый «холодный сильфоны сжаты, и их рабочие объемы близки к нулю. За счет собственной упругости система начинает перемещаться вправо к среднему положению, при этом радиальное сверление 12 в правой половине шгока 7 закрывается, в левом объеме рабочее тело начинает перетекать через левый регенератор 17 из левого «холодного сильфона 3 в левый «горячий сильфон 1, за счет чего давление в левом объеме возрастает. В правом объеме рабочее тело начинает перетекать из правого «горячего сильфона 1 через правый регенератор 17 в правый «холодный сильфон 3, за счет чего давление в правом объеме падает. Таким образом, по мере перемещения штока слева направо разность давлений в

левом объеме двигателя непрерывно возрастает, что при различии диаметров «горячих и «холодных сильфоиов создает силу для совершения внешней работы. При достижении системой крайнего правого .положения открывается радиальное сверление 12 в левой половине штока 7 и происходит перепуск части рабочего тела из левого объема в правый по схеме: полость левого «горячего сильфона 1 - радиальное 12 и осевое 11 сверления левой половины штока 7 - правый регенератор 17 - полость правого

«холодного сильфона. За счет перепуска давление в левом и правом объемах Выравнивается, упругие силы системы начинают перемещать шток влево, осуществляется обратный ход аналогичный прямому.

Таким образом, двигатель с внешним подводом теплоты с четырьмя сильфонами имеет более высокую эффективную и удельную мощности, высокий термический КПД, конструктивно прост и имеет небольшой вес и габариты.

1. ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий теплопередающие кожухи и раз.мещенные в них снабженные плоскими крышками сильфоны, внутренние объемы которых образуют «горячую и «холодную полости двигателя, подключенные друг к другу через перепускные каналы и регенератор, отличающийся те.м, что, с целью повышения удельной мош,ности, двигатель дополнительно снабжен штоком и двумя сильфонами, один из которых выполнен «горячим, а другой - «холодным, и все сильфоны размеш,ены на штоке, причем одна из крышек каждого сильфона выполнена в виде тарельчатого вытеснителя, жестко закрепленного на штоке, а перепускные каналы выполнены в виде осевых и радиальных сверлений в штоке и трубок перепуска, соедиНЯЮШ.ИХ сверления с внутренними полостями сильфонов. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что оба «горячих сильфона размеш,ены в обшем кожухе.