Двигатель Стирлинга Советский патент 1992 года по МПК F02G1/43 

и второй 12 торцовыми проницаемыми крышками, установленными в кольцевом канале, и заполнен теплоаккумулирующи- ми шарами 13 с диаметром, равным d (0,2± 0,05)(Di - 02), где DI - внутренний диаметр корпуса, Da - наружный диаметр цилиндра. Выполнение нагревателя в виде засыпки теплоаккумулирующих шаров позволяет достигнуть высокой величины теплосъема с единицы поверхности корпуса двигателя, наименьшего значения градиента температур в шаровой засыпке, минимально возможно мертвого объема нагревателя и стабилизации температуры нагрева рабочего тела, что приводит к повышению эффективных показателей двигателя. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Использование: двигателестроение, а именно двигатели, работающие по циклу Стирлинга, преимущественно малой мощности. Сущность изобретения: двигатель содержит цилиндр 1, вытеснительный 2 и рабочий 3 поршни, размещенные внутри цилиндра и разделяющие его объем на полость 4 расширения и полость 5 сжатия, корпус 9 с верхней крышкой, расположенный снаружи цилиндра с образованием кольцевого канала 10, причем нагреватель 6, регенератор 7 и холодильник 8 размещены в кольцевом канале. Нагреватель 6 выполнен с первой 11

Изобретение относится к двигателест- роению, а именно к двигателям, работающим по циклу Стирлинга, преимущественно малой мощности.

Известен двигатель Стирлинга, содер- жащий цилиндр, вытеснительный. и рабочий поршни, размещенные внутри цилиндра и разделяющие объем цилиндра на полость расширения и полость сжатия, нагреватель, регенератор, холодильник, установленные в магистрали, соединяющей полость расширения с полостью сжатия, корпус с верхней крышкой, расположенный снаружи цилиндра, причем нагреватель образован сборным коллектором и рядом трубок, расположен- ных по окружности корпуса и размещенных в полости камеры сгорания и подключенных через одну к полости расширения и регенератору, нагреватель снабжен двумя коакси- ально расположенными кожухами, охватывающими трубки нагревателя, объем между которыми заполнен гранулированным катализатором.

В известном двигателе сравнительно низкий коэффициент теплоотдачи от трубок нагревателя к рабочему газу обуславливает необходимость увеличения объема нагревателя и, следовательно, мертвого объема двигателя. Из-за низкой эффективной теп- лопроводности недостаточно стабилизируется температура нагрева рабочего газа, что снижает эффективность показателей двигателя.

Известен также двигатель Стирлинга, содержащий цилиндр, вытеснительный и рабочий поршни, размещенные внутри цилиндра и разделяющие объем цилиндра на полость расширения и полость сжатия, нагреватель, регенератор и холодильник, уста- новленные в магистрали, соединяющей полость расширения и полость сжатия, корпус с верхней крышкой, расположенный снаружи цилиндра с образованием кольцевого канала, причем нагреватель, регенера- тор и холодильник размещены в кольцевом канале.

В известном двигателе велики термические напряжения в ребрах оболочки. Кроме того, интенсивность теплообмена при движении рабочего тела в каналах между ребрами вследствие их большой длины и слабого турбулентного перемешивания рабочего тела сравнительно невелика, что обуславливает недостаточную стабилизацию температуры нагрева рабочего тела и невысокую эффективность показателей двигателя.

Целью изобретения является повышение эффективности показателей двигателя.

Цель достигается тем, что в двигателе нагреватель выполнен с первой и второй торцовыми проницаемыми крышками, установленными в кольцевом канале, и заполнен теплоаккумулирующими шарами, причем шары выполнены с диаметром, равным

d (0,2±0,05XDi-D2), где Pi - внутренний диаметр корпуса;

D2 - наружный диаметр цилиндра, проницаемые крышки выполнены перфорированными, причем диаметр do отверстий выполнен равным do 0,5d, а степень перфорации выполнена больше, чем 0,5.

На чертеже показан двигатель Стирлинга, продольный разрез.

Двигатель Стирлинга содержит цилиндр 1, вытеснительный 2 и рабочий 3 поршни, размещенные внутри цилиндра 1 и разделяющие его объем на полость 4 расширения и полость 5 сжатия, нагреватель 6, регенератор 7, холодильник 8, корпус 9 с верхней крышкой, расположенный снаружи цилиндра 1 с образованием кольцевого канала 10, соединяющего полости расширения 4 и сжатия 5, причем нагреватель 6, регенератор 7 и холодильник 8 размещены в кольцевом канале 10. Нагреватель 6 выполнен с первой 11 и второй 12 торцовыми проницаемыми крышками, установленными в кольцевом канале 10, и заполнен теплоаккумулирующими шарами 13.

Двигатель работает следующим образом.

При работе двигателя рабочее тело, проходя по кольцевому каналу 10 из полости 5 сжатия, нагревается в регенераторе 7, нагревателе 6 и поступает в полость 4 расширения. Двигаясь через нагреватель 6, рабочее тело через перфорированную крышку 12 протекает в кольцевой канал 10, омывает шары 13, турбулизируется, нагревается, получая теплоту как от стенок корпуса 9, так и от шаров засыпки. При обратном движении рабочего тела из полости 4 оно охлаждается в регенераторе 7, холодильнике 8 и поступает в полость 5.

Выполнение нагревателя в виде засыпки теплоаккумулирующих шаров, размещенной между двумя проницаемыми крышками,позволяет достигнуть высокой величины теплосъема с единицы поверхности корпуса двигателя, наименьшего значения градиента температур в шаровой засыпке, минимально возможного мертвого объема нагревателя и стабилизации температуры нагрева рабочего тела, что приводит к повышению эффективных показателей двигателя.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

ни, размещенные внутри цилиндра и разделяющие объем цилиндра на полость расширения и полость сжатия, нагреватель, регенератор, холодильник, установленные в магистрали, соединяющей полость расширения с полостью сжатия, корпус с верхней крышкой, расположенный снаружи цилиндра с образованием кольцевого канала, причем нагреватель, регенератор и холодильник размещены в кольцевом канале, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности показателей двигателя, нагреватель выполнен с первой и второй торцовыми проницаемыми крышками, установленными в кольцевом канале, и заполнен теплоаккумулирующими шарами, причем шары выполнены с диаметром, равным

d (0.2lt),05XDi-D2), где DI - внутренний диаметр корпуса,

D2 наружный диаметр цилиндра.

2. Двигатель по п. 1, отличающий- с я тем, что проницаемые крышки выполнены перфорированными, причем диаметр о отверстий выполнен равным ,5d, а степень перфорации fn выполнена больше, чем 0,5.