Двигатель с внешним подводом теплоты Советский патент 1988 года по МПК F02G1/04 

16 0 17

15

Изобретение отнсзснтся к машинострое- ПИЮ, а именно к двигателестроению, и может быть иснользовано при создании двиса- телей с внен)ним подводом теплоты.

Цель изобретения - повышение мощности двигателя путем увеличения равномерности пагрева трубок пагревателя.

На фиг. 1 изображена принципиальная с.хема предлагаемого двигате. ш; на фиг. 2 - вариант выполнения пустотелой перегородки; на фиг. 3 -- сечение А-А на фиг. 2.

Двигатель содержит цилиндр 1, поршень 2 и поршень-вытеснитель 3, размещенные в цилиндре и разделяющие ei o об ьем па горячую 4 и .холодную 5 полости, подк. 1ючен- ные друг к другу через нагревате.ль 6, об- разованныГ| рядами и-образны.х трубок, перпендику. трно усганов.аениы.х регенератору 7, и 1)х;1адитель 8. К на1 рева ге.мю 6 подключена ка.мера 9 сгорания, снабженная теплоизолирующим кожухом К), (збразую- нщм кольцевой кана. 1 1 1 д. 1я подвода подогретого воздуха из подогревателя 12 воздуха -- рекуператора.

На входе в камеру 9 сгорания установлена форсунка 13 Д.1Я подачи топлива, свя- запнан с топливной магис1ра,1ью 14. Здесь же установлен занихритель 15 для подвода первичного воздуха в камеру 9. Внутри камеры 9 сгорания в зоне подвода вторичногс воздуха установлены пустотелые обтекаемые перегородки 16 внутрепнпе полости которых сообщены с кольцевым каналом 11 подвода подогретого вторичного воздуха. Каждая перегородка снабже)а размещенными по ее высоте щелями 17, причем суммарное про- .ходное ще.тей всех перегородок в плоскости, перпендикулярной трубкам нагре- вате, 6, вьпюлнепо изменяк)П1Имся по высоте нагревателя. Пхстотелые перегородки Mi могут быть выполнены крыловидного ipo- филя {фнг. 2 и 4 иг. 3). а ще. И для подвода вторичп()1() воздуха размеще1 Ы в З(;не л()бово11 части профиля и спабжепы козырьками 18.

Суммарное проходное сечение щелей всех перегородок 16 в кюскости, 1е)пеидикуляр- ной трубкам нагре 1ателя 6, выпо.шено последовательно уве,п1чиваюпи1мс я по высоте пагревате.чя (i от регенератора 7.

ЕЗоздушная по. юстЬ) пс догревате.чя 12 воздуха связана на входе с атмосферой, а на выходе подключена к кольпевому каналу 11. Газовая полость на вь,1Х()де сообщена также с атмосферой, а на входе с камерой 9 сгорания.

Двигатель работает по известном) циклу (тир, 1инга.

За счет сог.часованного лвиЖ1 Пия поршня 2 и порп;ня-вытеснителя 3 осущесгвляется цирку, 1Я1и1и рабочего те.ла по Зс1мкпутому контуру междч холод 1ой и п юрячсч 4 полостями pa6o4eii камеры чере 1адиге.1ь8, ре0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

геператор 7 и нагреватель 6. В нагревателе 6 к рабочему телу подводится теплота от продуктов сгорания топлива, сжигаемого в камере 9 сгорания. Часть воздуха на вход камеры 9 сгорания подается через завихри- те. П) 15 и закручивается для интенсивного перемепжвапия с топливом, поступающим из топливной магистрали 14 в форсунку 13. Образующаяся горючая смесь воспламеняется воспламенителем (не показан) и в этой зоне проис.ходит сгорание основной массы горючей смеси. Продукты сгорания омывают далее пустотелые перегородки и смешиваются со вторичным воздухом, ноступающим из кольцевого канала 11 через щели 17 в перегородках 16. В этой зоне происходит выгорание топлива до полного окисления его горючих элементов. Кроме того, избыточный воздух, смепщваясь с продукта.ми сгорания, снижает температуру газа. При этом изменяющееся по высоте перегородок сечение щелей 17 обеспечивает поступление изменяющегося также по высоте количества воздуха, что юзволяет оформировать изменяющееся но высоте поле температур в потоке газа.

Увеличение сечений щелей 17 по высоте перегородок 16 от регенератора 7 способствует тому, что температура потока газа, посту- пакзщего к трубкам нагревателя 6 изменяется от наибольших значений у регенератора и цилиндра до наименьпщх значений в верхней зоне трубок нагревателя. Такое поле температур набе1 ающего потока продуктов С14)рания способствует выравниванию те.м- пературы стенок трубок нагревателя по их д. I и lie.

Выполнение пустотелых перегородок 16 крыловидного профиля, размещение щелей 17 в зоне лобовой части профиля и снабжение их козырьками 18 улучшает аэродина.ми- ку ка.меры сгорания.

Формула изобретения

. Двигатель с подводо.м теплоты, содержащий по меньп ей мере один цилиндр, поршни, размещенные в цилиндре и разделяющие его объе.м на хо. юдную и горячую полости, подключенные друг к другу через охладитель, регенератор и примыкающий к пему нагреватель, образованный рядами U- образных, перпендикулярных к регенератору трубок, рекунератор и камеру сгорания с форсункой и каналами подвода первичного и вторичного воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения .мощности путем увеличе11ия равномерности нагрева трубок нагревателя, камера сгорания двигателя выполнена с по. 1ыми обтекаемы.ми перегородками, каждая из которых снабжена размешенными по ее высоте пд.еля.ми, при-че.м перегородки установлены между форсункой и трубками нагревателя параллельно трубкам.

полости перегородок подключены к каналам подвода вторичного воздуха, а проходные сечения щелей переменны по высоте перегородок.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что перегородки выполнены крыловидного

профиля, щели снабжены козырьками и размещены в лобовой части профиля.

3. Двигатель по п. 2, отличающийся тем, что щели в каждой перегородке выполнены с увеличением проходного сечения по мере удаления от регенератора.

Изобретение позволяет повысить мощность двигателя путем увеличения равномер- номти нагрева трубок нагревателя. Поршни 2, 3 разделяют об1)ем цилиндра 1 на холодную и горячую полости 4, 5, нодключенные друг к другу через о.чладитель 8, регенератор 7 и 41агреватель 6. Последний образован рядами и-образны. перпендикулярных регенератору трубок. Камера 9 сгорания с форсункой 13 и каналами подвода первичного и вторичного воздуха выполнена с палыми обтекаемыми перегородками 16, которые м.б. выполнены крыловидного профиля и снабжены размещенными по их высоте щелями 17. Проходные сечения щелей переменны по высоте перегородок и увеличиваются по мере удаления от регенератора. Перегородки установлены между форсункой и трубками нагревателя параллельно последним. Полости перегородок подключены к каналам 11 подвода вторичного воздуха. При таком выполнении двигателя поле т-р набегающего потока продуктов сгорания способствует выравниванию т-ры стенок трубок нагревателя по их длине. Щели 17 м.б. снабжены козырьками и размещены в лобовой части нрофиля, что улучшает аэродинамику камеры сгорания. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

L

±А

16

Фиг. 5