Двигатель с внешним подводом теплоты Советский патент 1992 года по МПК F02G1/43 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к двигателям с внешним способом подвода теплоты, работающим по циклу Стирлинга,

Известен двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере три цилиндра, в каждом из которых размещен поршень одностороннего действия, образующий в цилиндрах одну полость расширения и две полости сжатия, по меньшей мере один нагреватель, регенератор, холодильник, установленные в перепускной магистрали, соединяющей полость расширения с полостями сжатия, механизм привода, соединяющий поршни с коленчаI ЫМ rf&iio.vi, t,Jj.i i Atiu ЦилИЧДус pciUilLWldl 3

ются оппозитно, а третий цилиндр - перпендикулярно к ним

Однако в известном двигателе используются три крейцкопфа, усложняющие конструкцию двигателя и приводного механизма, причем он характеризуется низкой надежностью гибких диафрагм и трудностью смазки поршня. При оппозит- ном размещении двух цилиндров и перпендикулярном расположении по отношении к ним третьего цилиндра с прохождением осей всех трех цилиндров через ось коленчатого вала не обеспечивается оптимальное значение (порядка 115-120°) фазового угла, что ухудшает показатели двигателя. Описанные конструктивные особенности приводят к усложнению конструкции и уменьшению надежности двигателя.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности двигателя.

В двигателе в каждом из оппозитно расположенных цилиндров образована полость сжатия, а в другом - полость расширения, причем ось симметрии этих цилиндров смещена относительно оси коленчатого вала, а другой цилиндр с полостью сжатия расположен перпендикулярно к ним и соосно с коленчатым валом. Перепускная магистраль выполнена в виде двух участков: в первом участке расположены нагреватель, регенератор и холодильник, (этот участок связывает полость расширения с одной из полостей сжатия), а второй участок связывает между собой полости сжатия.

На чертеже показан двигатель с внешним подводом теплоты.

Двигатель содержит по меньшей мере три цилиндра с поршнями одностороннего действия, образующими в цилиндрах одну полость 1 расширения и две полости 2 и 3 сжатия, по меньшей мере по одному нагревателю 4, регенератору 5 и холодильнику 6,

которые установлены в первом участке 7 перепускной магистрали, соединяющей полость 1 расширения с полостями 3 и 2 сжатия, и механизм привода, соединяющий

поршни с коленчатым валом, При этом цилиндры, содержащие соответственно полость 1 расширения и полость 3 сжатия, расположены оппозитно и так, что ось их симметрии смещена относительно оси ко0 ленчатого вала на величину е, обеспечивающую получение оптимального фазового угла между движениями поршней в оппозитно расположенных цилиндрах и в третьем цилиндра, в котором размещена полость 1

5 сжатия и который расположен перпендикулярно к ним соосно с коленчатым валом. 8юрой учасиж 9 перепускной магистрали связывает полости 2 и 3 сжатия и уравнивает давление рабочего тела в них. Утечки

0 рабочего поля из полостей двигателя компенсируются известным, в двигателях с внешним подводом теплоты способом - с помощью компрессора (не показан).

Двигатель с внешним подводом тепло5 ты работает следующим образом.

При вращении коленчатого вала по часовой стрелке и повороте его на 90° поршень цилиндра, содержащего полость сжатия, перемещается вверх, причем про0 исходит изотермическое сжатие рабочего тела во всех полостях. В процессе поворота коленчатого вала на последующие 90° поршни цилиндров, содержащих полости 1 расширения, и полость 3 сжатия, перемеща5 ются из крайнего левого положения в крайнее правое, рабочее тело вытесняется из полости 3 сжатия в полость 1 расширения через холодильник 6, регенератор 5 и нагреватель 4, и происходит изохорный нагрев

0 газа. При последующем повороте коленчатого вала на 90° поршень цилиндра, содержащего полость 2 сжатия, под действием изотермически расширяющегося рабочего тела перемещается вниз, совершая рабо5 ту.

При повороте коленчатого вала еще на 90° поршни цилиндров, содержащих полость 1 расширения и полость 3 сжатия, перемещаются в крайнее левое положение,

0 рабочее тело вытесняется из полости 1 расширения в полость 3 сжатия через нагреватель 4, регенератор 5 и холодильник 6 и происходит изохорное охлаждение рабочего тела, а далее процесс повторяется.

5 Таким образом, использование оппозитно расположенных цилиндров, ось симметрии которых смещена относительно оси коленчатого вала и перпендикулярного в ним третьего цилиндра, расположенного соосно с коленчатым валом, позволяет упростить конструкцию и повысить надежность двигателя.

Формула изобретения Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере три цилиндра, в каждом из которых размещен поршень одностороннего действия, образующий в цилиндрах одну полость расширения и две полости сжатия, по меньшей мере один нагреватель, регенератор, холодильник, установленные в перепускной магистрали, соединяющей полость расширения с полостями сжатия, механизм привода, соединяющий поршни с коленчатым валом, причем два цилиндра располагаются оппо- зитно, а третий цилиндр - перпендикулярно

0

5

к ним, отличающийся тем, что. с целью упрощения конструкции и повышения надежности двигателя, в одном из оппозитно расположенных цилиндров образована полость сжатия, а в другом - полость расшире- ния, ось симметрии этих цилиндров смещена относительно оси коленчатого вала, а другой цилиндр с полостью сжатия расположен перпендикулярно к ним и соос- но с коленчатым валом, перепускная магистраль выполнена в виде двух участков, в первом участке расположены нагреватель, регенератор, холодильник и этот участок связывает полость расширения с одной из полостей сжатия, второй участок связывает между собой полости сжатия.

Использование: машиностроение, в частности двигателестроение, а именно двигатели с внешним способом подвода теплоты, работающие по циклу Стирлинга. Сущность изобретения: двигатель содержит по меньшей мере три цилиндра, в каждом из которых размещен поршень одностороннего действия, образующий в цилиндрах одну полость 1 расширения и две полости 2 и 3 сжатия, по меньшей мере по одному нагрег 5 вателю 4, регенератору 5, холодильнику 6, установленным в перепускной магистрали, соединяющей полость 1 расширения с полостями 2 и 3 сжатия, механизм привода,, соединяющий поршни с коленчатым валом. Два цилиндра располагаются оппозитно, а третий - перпендикулярно к ним. Причем, оппозитно расположены цилиндры, в одном из которых образована полость 3 сжатия, а в другом - полость 1 расширения. Ось симметрии этих цилиндров смещена относительно оси коленчатого вала, а перпендикулярно к ним соосно с коленчатым валом расположен другой цилиндр с полостью 2 сжатия. Таким образом использование оппозитно расположенных цилиндров, ось симметрии которых смещена относительно оси коленчатого вала и перпендикулярного к ним третьего цилиндра расположенного соосно с коленчатым валом, позволяет упростить конструкцию и повысить надежность двигателя.1 ил. -у Ј VI О о N0