Двигатель Стирлинга Советский патент 1993 года по МПК F02G1/43 

ел

с

Использование: энергетика, двигатели, работающие по циклу Стирлиига. Сущность изобретения: двигатель содержит по меньшей мере одну пару цилиндров с размещенными в них поршнями, нагреватель, подсоединенный к цилиндру, радиационному цилиндрическую камеру сгорания, жаростойкий элемент, установленный с зазором концентрично с нагревателем, причем нагреватель выполнен в виде двух концентрических труб с кольцевой щелью между ними и размещен в камере сгорания. Жаростойкий элемент выполнен в виде первого, второго, третьего и четвертого перфорированных цилиндров и установлен снаружи нагревателя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к энергетике., в частности к двигателям Стирлиига (ДС)Целью изобретения является повышение мощности и надежности двигателя.

На фиг. 1 и 2 изображены схемы жаростойкого элемента и двигателя.

Жаростойкий элемент состоит из первого 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 4 перфорированных цилиндров ДС содержит по меньшей мере одну пару цилиндров 5 и 6 с поршневой группой, поршни 7 и 8 которых отделяют в цилиндрах полости сжатия 9 и расширителя 10. Полость 9 сжатия сообщается с полостью 10 расширения через линию 11 связи с встроенным в нее охладителем 12, регенератором 13 и вертикально установленным нагревателем 14. выполненным из двух концентрических труб: наружной трубы 15 и внутренней трубы 16 в теле которой со стороны наружной поверхности быфрезерованы каналы 17, объединенные в верхней части коллектором 18, нижней части коллектором 19. Коллекторы соединены с линией связи 11. Горелочное устройство (камера сгорания) образовано системой концентрических цилиндров 20. из различного размера у разных цилиндров, металлических сеток или решетных полотен, расположенных соосно вокруг наружной трубы нагревателя 15, камера сгорания снаружи обрамляется корпусом 21с инжектором 22

00 СП

СА

00

Јь

с соплом 23 направляющими тепловоздуш- ную смесь на днище 24, замыкающее систему концентрических цилиндров и отделяющее топлиаовоздушную смесь от продуктов сгорания, Инжектор 22 установлен так, что его входное отверстие 25 находится в кольцевом зазоре (канале) 26, а выходное отверстие 27, соединенное с корпусом 2 Т по периметру, расположено по оси камеры сгорания. Между наружной поверхностью нагревателя 14 и цилиндром 3 (фиг.1) образован кольцевой эазор.28, ограниченный днищем 24. Отношение наружного диаметра нагревателя 14 к внутреннему диаметру цилиндра 3 (фиг.1) выполнено равным 0,7-0,9. На верхний торец нагревателя 14 вертикально установлен подогреватель 29 подводимого воздуха, образованный двумя соосными обечайками: наружной 30 и внутренней 31, между ними образован кольцевой канал 32, а внутри обечайки 31 - канал 33, соединенный в нижней части с каналом 28. На верхней части обечайки 31 установлена защитная крышка 34. Корпус камеры сгорания 21 охвачен кожухом 35 с образованием между ними кольцевого канала 26, сообщающегося в верхней части с каналом.32, а в нижней части-с отверстием 25 инжектора 22. Наружные поверхности обечайки 30 и кожуха 35 покрыты тепловой изоляцией 36.

На обечайке 31 над выходом из кольцевого зазора 28 установлено запальное устройство 37.

Двигатель работает следующим образом.

Рабочее тело циклически перемещается из полости 9 сжатия через линию 11 связи и встроенные в нее охладитель 12, регенератор 13 и нагреватель 14 в полость 10 расширения и обратно, в результате чего осущесталяется замкнутый рабочий цикл во внутреннем контуре двигателя. Струя топлива, истекая из сопла 23, инжектирует необходимое для сжигания количества воздуха из атмосферы через каналы 32 и 26 и входное отверстие 25 инжектора 22. Топ- ливовоздушная смесь попадает во внутрь корпуса 21 и через цилиндр 1, распределяясь и уравниваясь проходит цилиндр 2, где формируется микрофакелы и образуется процесс сгорания при поджигании запальным устройством 37, отключаемым после воспламенения, нагревающий макальный элемент (цилиндр 3), который начинает излучать энергию на нагреватель 14 ДС с площади большой наружной площади нагревателя, цилиндр 4 стабилизирует и интенсифицирует процесс горения. Инжек- 5 тор вынесенный из камеры сгорания не нагревается излучением и обеспечивает надежную безаварийную работу горелочно- го устройства и всего двигателя. Часть теплоты продуктов сгорания передается через 0 обечайку 31 воздуху, за счет чего увеличивается полнота использования энергии. Формула изобретения

5 тем, что первый цилиндр расположен на расстоянии 30-100 мм от внутреннего диаметра камеры сгорания, второй цилиндр установлен на расстоянии 5-15 мм от первого цилиндра, отверстия второго цилиндра вы0 полнены с диаметром, не превышающим диаметра отверстий первого цилиндра, третий цилиндр расположен на расстоянии 1-3 мм от второго цилиндра; отверстия третьего цилиндра выполнены с диаметром, превы5 шающим диаметр отверстий первого цилиндра в 5-15 раз, четвертый цилиндр расположен на расстоянии 5-12 от третьего цилиндра, отверстия четвертого цилиндра выполнены с диаметром, превышающим ди0 аметр первого цилиндра в 20-60 раз, степень перфорации каждого цилиндра составляет 30-50%.

Фиг. /