Двигатель с внешним подводом теплоты Федорочева-Тихонова Советский патент 1992 года по МПК F02G1/04 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателе- строению, и может быть использовано в тепловых двигателях с внешним подводом теплоты с замкнутым циклом.

Известен двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий цилиндр, поршень, образующий в цилиндре надпоршневую расширительную камеру и кинематически связанный с валом отбора мощйости, нагреватель, испаритель, подключенные к входу надпоршревой расширительной камеры.

Недостатком известного двигателя является то, что он неработоспособен без парового котла, т.к. размещенный внутри цилиндра испаритель не имеет достаточной площади испарения, обеспечивающей паром двигатель для совершения рабочего хода. Наличие парового котла и ведущих к нему магистралей приводит к снижению КПД из-за больших потерь тепла в окружающее пространство.

Целью изобретения является повышение КПД путем уменьшения тепловых потерь.

Для этого двигатель дополнительно выполнен с второй подпоршевой расширительной камерой, вторыми нагревателем и испарителем, двумя поршневыми дозирующими насосами, связанными с кулачком, имеющим асимметричный профиль и соединенным кинематически с валом отбора мощ- ности, двумя обратными клапанами, конденсатором. Причем конденсатор связан с выходом из расширительных камер цилиндра и соединен с двумя поршневыми дозирующими насосами, каждый из которых через обратный клапан соединен с одним из испарителей, а испарители подключены к расширительным камерам цилиндра по одному на каждую камеру.

На чертеже показан двигатель с внешним подводом теплоты.

Двигатель содержит цилиндр 1 с глухими торцами 2, поршень 3. кинематически связанный при помощи штока 4 с валом отбора мощности (не показан) и образующий в цилиндре 1 подпоршневую 5 и надпоршневую 6 расширительные камеры, нагреватели 7, испарители 8, конденсатор 9. Перед каждым испарителем 8 установлен обратный клапан 10, через который каждый испаритель 8 соединен с одним из поршневых дозирующих насосов 11. Испарители 8 подключены к расширительным камерам 5, 6 цилиндра 1 по одному на каждую камеру. Поршневые дозирующие насосы 11 приводятся в действие при помощи кулачка асимметричного профиля 12, соединенного кинематически с валом отбора мощности.

Конденсатор 9 связан с выходом (показан стрелкой) из расширительных камер 5, 6 цилиндра 1 и соединен с дозирующими насосами 11.

Двигатель с внешним подводом теплоты работает следующим образом.

К испарителям 8 нагревателями 7 постоянно подводится тепловой поток. При движении поршня 3 в сторону подпоршневой

расширительной камеры 5 в испаритель 8 поршневым дозирующим насосом 11 через обратный клапан 10 подается теплоноситель (вода, спирт, эфир), в количестве, которого достаточно для совершения только

одного рабочего хода поршня. Необходимое опережение впрыска теплоносителя обеспечивается за счет соответствующего профиля кулачка 12, а образование достаточного количества пара для i совершения рабочего хода при заданных оборотах двигателя обеспечивается соответствующей площадью испарения при заданном количестве подводимой теплоты. В результате испарения теплоносителя по мере

прохождения им испарителя 8 давление в подпоршневой расширительной камере 5 повышается, что приводит к перемещению поршня 3 в сторону надпоршневой расширительной камеры 6. Движение поршня 3 в

этом направлении осуществляется до тех пор, пока в камере 5 не снизится давление после открытия поршнем 3 отверстия в цилиндре 1, соединяющего полости расширительных камер 5, 6 с полостью

конденсатора 9, где теплоноситель конденсируется. Движение поршня 3 в противоположном направлении происходит аналогичным образом. Теплоноситель в поршневые дозирующие насосы 11 подается постоянно из конденсатора 9 (контуры А), а из насосов 1 в конденсатор 9 возвращается избыток теплоносителя.

Малые потери теплоты в испарителях, объем которых минимален, т.к. рассчитан

для испарения в них теплоносителя, достаточно для совершения только одного рабочего хода поршня, приводят к повышению КПД двигателя.

Низкие тепловые потери, связанные с

тем, что двигатель практически не имеет тепловых магистралей, т.к. испарители подключены непосредственно к расширительным камерам, также повышают КПД.

Формула изобретения

Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий цилиндр, поршень, образующий в цилиндре надпоршневую расширительную камеру и кинематически

связанный с валом отбора мощности, нагреватель, испаритель, подключенные к входу надпоршневой расширительной камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения тепловых потерь, двигатель дополнительно выполнен с второй подпоршневой расширительной камерой, вторыми нагревателем и испарителем, двумя поршневыми дозирующими насосами, связанными с кулачком, имеющим асимметричный профиль и соединен

ным кинематически с валом отбора мощности, двумя обратными клапанами, конденсатором, причем конденсатор связан с выходом из расширительных камер цилиндра и соединен с двумя поршневыми дозирующими насосами, каждый из которых чэрез обратный клапан соединен с одним из испарителей, а испарители подключены к расширительным камерам цилиндра по одному на каждую камеру.

Использование: тепловые двигатели с внешним подводом теплоты с замкнутым циклом. Сущность изобретения: двигатель, содержащий цилиндр 1, поршень 3, образующий в цилиндре надпоршневую 6 расши- рительную камеру и кинематический связанный с валом отбора мощности, нагреватель 7, испаритель 8, подключенные к входу надпоршневой расширительной камеры, дополнительно выполнен с второй подпор- шневой 5 расширительной камерой, вторыми нагревателем и испарителем, двумя поршневыми дозирующими насосами 11, связанными с кулачком 12, имеющим асимметричный профиль, двумя обратными клапанами 10, конденсатором 9, причем конденсатор связан с выходом из расширительных камер и соединен с двумя поршневыми дозирующими насосами, каждый из которых через обратный клапан соединен с одним из испарителей, а испарители подключены к расширительным камерам цилиндра по одному на каждую камеру. Малые потери теплоты в испарителях, объем которых рассчитан для испарения в них теплоносителя, необходимого для совершения только одного рабочего хода поршня, приводят к повышению КПД двигателя. 1 ил. сл