Двигатель с внешним подводом теплоты Советский патент 1985 года по МПК F02G1/53 

со

ел

сд

Изобретение отн9сится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях с внешиим подводом теплоты.

Известны двигатели с внешним подводом теплоты, содержащие по меньшей мере один цилиндр, образующий при помощи поршня изменяемый рабочий объем, разделенный вытеснителем на две камеры: горячую и холодную, сообщенные между собой через нагреватель, регенератор и охладитель, подключенную к нагревателю камеру сгорания и охватывающий последнюю подогреватель воздуха, внутренняя полость которого разделена -дугообразными пластинами на спиральные каналы для воздуха, закрытые с торцов и подключенные к внутреннему и периферийному воздушным коллекторам, и чередующиеся с ними каналы для продуктов сгорания, подключенные к сборному и выпуркному газовым коллекторам 1.

В известных двигателях недостаточно эффективно организованы движения потоков воздуха и продуктов сгорания, что ведет к неравномерному полю температур в камере сгорания и нагревателе, ухудшению теплообмена и следствием чего является снижение КПД двигателя.

Цель изобретения - повыщение КПД путем улучшения процесса теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в двигателе дугообразные пластины выполнены волнистыми в плоскости, перпендикулярной торцам, причем пластины, образующие воздушные каналы, снабжены профильными отверстиями переменной ширины, расположенными в зонах примыкания к торцам, для сообщения с воздушными коллекторами, а газовые коллекторы выполнены с переменными проходными сечениями и сообщены с каналами для продуктов сгорания через из открытые торцы.

На фиг. 1 представлен предлагаемый двигатель, общий вид; на фиг. 2 - поперечный разрез двигателя (разрез А-А на фиг, l)j ча фиг. 3 - продольный разрез дугообразных пластин подогревателя (разрез В-В на фиг. 2) с указанием направлений движения воздуха и продуктов сгорания; на фиг. 4 - развернутые на плоскости дугообразные пластины подогревателя воздуха со схемой движения теплообменных сред.

Двигатель содержит по меньшей мере один цилиндр 1 с рабочим поршнем 2 и поршнем-вытеснителем 3, охладитель 4, регенератор 5, нагреватель 6 рабочего тела, подогреватель 7 и камеру 8 сгорания. Между наружным цилиндром 9 подогревателя 7 и наружной ограничительной стенкой 10 размещена полость периферийного коллектора 11 для холод ного воздуха. Между внутренним цилиндром 12 подогревателя и внутренней ограничительной

стенкой 13 размещена полость внутреннего коллектора 14 для подогретого воздуха. Наружный цилиндр 9 подогревателя 7 представляет собой зигзагообразный бандаж 5 (фиг. 1 и 2) с профилированными окнами 15 (фиг. 1 и 4); внутренний цилиндр 12 подогревателя 1 - также зигзагообразный бандаж (фиг. 1 и 2) с профилированными окнами 16 (фиг. 1 и 4). В нижней части подогревателя 7 расположена полость сборного коллектора 17 для продуктов сгорания (фиг. 1 и 4). В верхней части подогревателя расположен выхлопной коллектор 18 для продуктов сгорания причем величины проходных сечений окон 15 и 16, а также

5 сборного коллектора 17 и выхлопного коллектора 18 могут быть выбраны из расчета обеспечения постоянной скорости движения воздуха и продуктов сгорания. Подогреватель 7 состоит из дугообразных пластин 19, выполненных волнистыми в плоскости, перпендикулярной торцам подогревателя 7 (фкг. 2 и 3), которые попарно скреплены замком 20 (фиг. 3), образуя гофрированные каналы 21. Между каналами 21 установлены стенки 22 и 23 (фиг. 2 и 3).

5 образуя гофрированные каналы 24.

При работе двигателя рабочее тело периодически вытесняется поршнем-вытеснителем 3 из полости сжатия Б через охладитель 4, регенератор 5, нагреватель 6 в полость расширения А. Рабочее тело при этом получает тепловую энергию от продуктов сгорания, движущихся с внешней стороны нагревателя 6 из камеры 8. Отдав часть тепловой энергии рабочему телу, про5 дукты сгорания направляются в полость сборного коллектора 17, откуда по каналам 24 подогревателя 7 в выходной коллектор 18 и затем в атмосферу. При этом, за счет постоянной (равномерной) скорости движения продуктов сгорания, обеспечивается равномерное омывание поверхности нагревателя 6, что обусловливает равномерное распределение теплового потока по всей поверхности нагревателя и, как следствие повышение КПД и монхности ДВПТ.

D

Воздух подается в камеру сгорания по

периферийному коллектору 11, равномерно омывая наружный бандаж, через профилированные окна 15 в каналы 21 подогревателя 7. Пройдя подогреватель 7, воздух подогревается и через окна 16 поступает в полость внутреннего коллектора 14 .и далее к камере 8 сгорания, куда одновременно подается топливо. При этом, за счет выбранных проходных сечений окон 15 и 16 обеспечивается постоянная (равномерная) скорость движения воздуха в каналах 21, что способствует равномерному распределению условий работы подогревателя 7.

18

Фиг.1

22

72

23

23

ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий по меньшей мере один цилиндр, образующий при помощи поршня изменяемый рабочий объем, разеделенный вытеснителем на две камеры: горячую и холодную, сообщенные между собой через нагреватель, регенератор и охладитель, подключенную к нагревателю камеру сгорания и о.чватывающий последнюю подогреватель воздуха, внутренляя iio.iocri, которого разделена дугообразными n.iannнами на спиральные каналы для воздуха. закрытые с торцов и подк.:|ючениыо к liiiyiреннему и периферийному воздушным ко.члекторам, и чередующисчя с ними кана.чы для продуктов сгорания. П