Поршневая машина,работающая преимущественно по циклам Стирлинга Советский патент 1986 года по МПК F25B9/00 

Изобретение относится к. холодильной технике, а именно к поршневым газовым машинам вытеснительного тина, и может быть использовано как в газовых холодильных маншнах или тепловых насосах, рабо- таюш,их по обратному циклу Стирлинга, так и в поршневых газовых двигателях, работающих на горячих газах но прямому циклу Стирлинга.

Целью изобретения является полное уравновешивание машины при равных ходах поршня и вытеснителя и улучшение мас- согабаритных характеристик.

На чертеже представлена предлагаемая поршне-вая машина, общий вид.

Поршневая машина содержит поршень 1, вытеснитель 2, холодильник 3, регенератор 4 и те 1лообменник 5. Поршень 1 соединен с двумя коленчатыми валами 6 с помона.ью шатунов 7 1. К последним подсоединен один из концов шатунов 8 вытеснителя 2, которые другими концами соединены между собой или непосредственно, или через траверсу 9. Шатуны 8 вытеснителя 2 имеют третью ось врашения, но которой соединены с шатунами-замедлителями 10. Другие концы шатунов-замедлителей 10 подсоединены к вытеснителю 2, например, через перемешающуюся совместно с ним траверсу со штоком 1 1. Коленчатые валы 6 синхронизированы между собой шестернями 12.

Для обеспечения равных ходов поршня 1 и вытеснителя 2 длина шатунов-замедлителей 10 h между осями вращения должна быть равна длине каждого из щатунов 7 норпшя 1 от оси шатунной шейки коленчатого вала 6 до оси соединения шатуна 7 поршня 1 с щатуном 8 вытеснителя 2, кото- рая, в свою очередь, равна длине каждого из шатунов 8 вытеснителя 2 от оси соеди

нения шатунов 8 вытеснителя 2 с шатунами- замедлителями Ю до оси соединения шатунов 8 вытеснителя 2 между собой {или с траверсой 9).

Поршневая машина работает следуюшим образо.м.

Поршень 1, перемещаясь вверх, сжимает рабочий газ, а вытеснитель 2, перемещаясь вниз, нереталкивает рабочий газ через холодильник 3, отдавая ему тепло сжатия, регенератор 4 и теплообменник 5 в пространство над вытеснителе.м 2. Там при последующем перемещении поршня 1 вниз рабочий газ расширяется, отнимая тепло от теплообменника 5. Вытеснитель 2, продолжая двигаться вверх, перемещает рабочий газ через регенератор 4 и холодильник 3 в пространство между коршнем 1 и вытеснителем 2, замыкая цикл Стирлипга.

Подбором масс поршня 1, вытеснителя 2 и шатунов 7 и 8 центр тяжести системы nopiiieHb-вытеснитель-шатуны выводится на линию, соединяющую оси шатунных щеек коленчат1)1х валов 6.

При врап1,ении коленчатых валов 6 в этом случае центр тяжести будет иметь возвратно-постунательноеперемещение,

Е5еличина которого измеряется по синусоидальному закону и, следовательно, силы инерции могут быть полностью уравновеше- пь подбором противовесовых коленчатых валов 6.

Таки.м образом, в предлагаемом механизме центр тяжести указанной системы будет располагаться значительно выше геометрического центра фигуры, образованной щатунами 7 и 8. Поэтому шатуны 8 вытеснителя 2 могут быть в соответствии с естественным распределением сил менее массивными, чем шатуны 7 поршня 1.