Двигатель с внешним подводом теплоты Советский патент 1987 года по МПК F02G1/04 

1

HnofippTcinie относится к машино- строе}П(ю, а именно к дпигателестро- ению, и может быть использовано при проектировании двигателей, работающих по циклу Стирлинга.

Исльх) изобретения является увели- че))ие мощности двигателя путем умень игения мертвого объема полостей его теплообменньгх аппаратов.

На фиг.1 представлен двигатель вытеснительного типа, содержащий клапанньш механизм газораспределения, обслуживающий горячие теплообме кики, и золотниковый механизм газо- распределс1 ия, обслуживающий холодные теплообменники, общий вид; на фиг.2 - один из клапанов клапанного механизма газораспределения.

Двигатель с внешним подводом теплоты вытеснитешьного типа содержи нилиндр I и установленные в цилиндре кинематически связанные между собой поршень-вытеснитель 2 и рабочий поршень 3. Над поршнем-вытеснителем 2 расположена горячая полость 4 вытеснения, а между поршнем-вытеснителем 2 и рабочим поршнем 3 - холодная полость 5 вытеснения. Полости вытеснения связаны магистралью с установленным в ней регенератором 6, Двигатель имеет устройство нагрева и устройство охлаждения рабочего тела двигателя.

Устройство нагрева состоит из рекуперативного теплообменника 7, двух регенеративных теплообменников 8, устройства 9 для прокачивания рабочего тела и четьфех двойных клапанов 10 и 11, причем у двух из них посадочные конусы направлены навстречу друг другу, а у двух, других - в противоположные стороны.

Устройство охлаждения состоит из рекуперативного теплообменника 12, двух регенеративных теплообменников 13, устройства 1А для прокачивания рабочего тела и двух золотниковых устройств 15 с вращающимися золотниками. Устройство 16 для прокачивания рабочего тела, обеспечивает его поочередную циркуляцию через один из теплообменников 8, связанных с горячей полостью 4 вытеснения патрубками.

Клапанный механизм газораспределения содержит четыре двойных клапана, каждьш из которых (фиг.2) имеет стакан 17, зафиксированный от пере

5

10

15

25

343069

ме|цс1П1я относится.но кляплна 18 полукол1 иа1-и 19, встаги1О П1ыми п проточку в стержне клапана. Стакан 17 подпружинен относительно стержня клапана 18 пружиной 20 и относительно корпуса двигате.ггя 21 пружи}юй 22. . Привод клапана осуществляется от кулачка 23.

Двигатель работает следующим образом.

KnanaH}iF ift меха1шзм газораспределения один раз за цикл, когда давление рабочего тела во внутреннем контуре двигателя достигает MaKCHNryMa, переключает клапаны 10 и 11 из одного крайнего положения в другое, подключая один из теплообменников 8 к горячей полости 4, а другой закольцовывая с рекуперативным теплообменником 7. Через закольцованный с рекуперативным теплообменником 7 теплообменник 8 с помощью устройства 9 для прокачивания прокачивается рабочее тело, температура набивки этого регенератора повышается.

Золотниковый механизм газораспределения один раз за цикл, когда давление рабочего тела во внутреннем контуре двигателя становится минимальным, за счет вращения золотников 15 с частотой, в четыре раза меньшей частоты цикла, переключает теплообменники 13, подключая один из них через патрубок к холодной полости 5 двигателя, а другой закольцовывая с рекуперативным теплообменником 12, в патрубке которого установлено устройство 14 для прокачива- Q ния рабочего тела, понижающего температуру этого регенератора.

Соединенные с внутренним контуром двигателя один из теплообменников 8 и один из теплообменников 13 g выполняют функции соответственно нагревателя и охладителя газа внутреннего контура двигателя.

В процессе работы двигателя рабочее тело внутреннего контура с помощью ycTpoficTBa 16 для прокачивания циркулирует по контуру, образованному горячей полостью 4 и одним из теплообменников 8, нагреваясь в нем, а, проходя из холодной полости 5 в горячую полость 4 и обратно, охлаждается в одном из теплообменников 13.

Работа клапанного механизма видна из фиг.2 и пояснения не требует.

30

35

50

55

Формул а

обретения

1. Двигатрль с внешним подводом теплоты, содержаищй по меньшей мере один цилиндр, поршни, размещенные 0 цилиндре и разделяющие его объем на горячую и холодную полости, магистраль, соединяющую горячую и холодную полости с установленными в ней нагревателем, основным компрессором прокатки рабочего тела, регенератором и охладителем, и патрубок подключенный к горячей полости и магистрали между основным компрессором прокачки и регенератором, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности путем уменьшения мертвого объема, он дополнительно содержит два регенератора горячей полости, два регенератора холодной полости, патрубки с устройствами управления потоком рабочего тела и два дополнительных компрессора прокачки рабочего те ч K)fi9

га, причс м дна регенератора горячей полости установлены в магистрали параллельно нагревателю и подключены через один из дополнительных коьг- прессоров прокачки к неыу и к горячей гголости патрубками с устроГ1ства- ми управления потоком, а два регенератора холодной полости установлены

10 в магистраль параллельно охладителю и подключены через другой из дополнительных компрессоров прокачки к нему и к холодной полости патрубка- П1 с устройствами управления пото(р, ком.

2. Двигатель по п.1, о тл и - чающий ся тем, что устройства управления потоком рабочего тела патрубков, подключаюп(их регенерато20 ры горячей полости, вьшолнены в виде клапанов двустороннего действия, а устройства управления потоком рабочего тела патрубков, подключаю- 1 1их регенераторы холодной полости, - в виде вращающихся золотников.

Изобретение позволяет увеличить мощность двигателя путем уменьшения мертвого объема полостей его теплообменных аппаратов. В магистрали параллельно нагревателю установлены регенераторы 8 горячей полости, подключенные через компрессор 9 прокачки к нагревателю и к горячей полости 4 патрубками с устр-вами управления потоком. В магистрали параллельно охладителю 12 установлены регенераторы 13 холодной полости, подключенные через компрессор 14 прокачки к охладите11ю и к холодной полости 5 патрубка с устр-вами управления потоком. В процессе работы двигателя рабочее тело внутреннего контура с помощью устр-ва I6 для прокачивания циркулирует по контуру, образованному горячей полостью и одним из регенераторов 8,нагреваясь в нем.Проходя из холодной полости в горячую и обратно, рабочее тело охлаждается в одном из регенераторов 13. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л со ; со о 05 со

Редактор С.Пекарь

Составитель И.Дикопов Техред М.Дидык

Заказ 4618/32

Тираж 503Подписное

BlflOirm Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Ироизводстпонтю-нолиграфическсе предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор Н. Король