Тепловой двигатель Советский патент 1993 года по МПК F02G1/04 

Изобретение относится к технике, преобразующей тепловую энергию в механическую, например в энергию вращения вала отбора мощности двигателя.

Целью изобретения является упрощение конструкции двигателя без увеличения его габаритов.

На фиг. 1 дана принципиальная конструкция предлагаемого теплового двигателя; на фиг. 2 - разновидность двигателя с герметичным магнитным приводом.

Предлагаемый двигатель состоит из двух полостей 1, 2 расширения и сжатия соответственно, образующих цилиндр, в котором установлен поршень 3 с возможностью возвратно-поступательного движения, жестко связанный со штоком 4. Последний шарнирно соединен с кривошипно-шатун- ным механизмом, состоящим из шатуна 5 и кривошипа 6, установленного на валу 7 отбора мощности. Поршень 3, шток 4, шатун 5 и кривошип 6 образуют рабочий орган для преобразования поступательного движения во вращательное. Кроме того двигатель содержит нагреватель 3, холодильник 9, регенератор 10 и каналы 11, 12, соединяющие последний с полостями 1,2.

Для создания полной герметичности (например, для работы с другими газами, а не воздухом) поршень 3 может быть связан С кривошипно-шатунным механизмом магнитным способом через стенку полостей 1, .2, которая должна быть сделана из немагнитного материала, а поверхность поршня должна представлять из себя магнит. При этом шатун 5 шарнирно соединяется (шток 4 в этом случае не нужен) с наружным кольцевым магнитом 13, плотно охватывающим цилиндр. Таким образом образуется герметичный магнитный привод по типу известных.

Двигатель работает следующим образом.

При нахождении поршня 3 в верхней мертвой точке (на фиг. 1 дано близкое к В.М.Т. положение поршня 3), газ, например воздух, находящийся в полостях 1,2, нагрет в полости 1 при помощи нагревателя 8 до максимально возможной температуры, а в полости2-охлажден при помощи холодиль(Л

00

ND

СЛ СЛ С

ника 9 6 результате перепад давлений в полостях 1, 2 факсимильный, что приводит поршень 3 в движение от В.М.Т. к нижней мертвой точке (Н.М.Т.), а холодный воздух из полости 2 движется через канал 12, регенератор 10 (где предварительно нагревается) и канал 11 в полость 1, По достижении поршнем 3 Н.М.Т. воздух пйлностью заполняет полость 1 и начинает нагреваться. Поршень 3-,.за счет силы инерции кривошипа 6 и вила 7, на котором может быть установлен махоеи с, начинает подниматься вверх. Воздух в полости 1 начинает сжиматься и частично выходить, уже нагретый, через канал 11V регенераторi 10 и канал 12 обратно в пблость 2. При Э1т6м воздух Отдает своётёп- ло регенератору 10, имеющему достаточную теплоемкость (он может быть выполнен из мётащйчески)(; насадокс большой ОбШ;ей пов.ерхноетью),,л ;бхпа ёе я/Г одй лижв- )ршнек 5 Ш;М,Т, все повторяется и т.дГрхлаждёние воздуха в полости 2 нужно

для создания разряжения в ней, что необходимо для лучшего движения поршня 3 вниз. Таким образом, работа предлагаемого двигателя очень похожа на работу по циклу

Стирлинга. При этом двигатель имеет более простую конструкцию и более компактен по сравнению с аналогом и прототипом. Формула изобретени я Тепловой двигатель, содержащий цилиндр, рабочий поршень, размещенный в цилиндре, разделяющий объем цилиндра на полость расширения и полость сжатия и кинематически связанный посредством механического рабочего органа С валом отбора

мощности, нагреватель, подключенный к полости расширения, холодильник, подключенный к полости сжатия, и.регенератор, соединенный при помощи каналов с поло- Стями расширения и сжатия, 6 т л и ч а ю щ ии с я тем, что, с целью упрощения конструкции, регенератор и каналы размещены в рабочем поршне..

Использование: двигателестроение, силовые, установки и двигатели с замкнутым циклом. Сущность изобретения: двигатель содержит цилиндр, рабочий поршень, размещенный в цилиндре, разделяющий объем цилиндра на полость расширения и полость сжатия и кинематически связанный посредством механического рабочего органа с валом отбора мощности, нагреватель, подключенный к полости расширения, холодильник, подключенный к полости сжатия, и регенератор, соединенный при помощи каналов, с полостями расширения и сжатия. Регенератор и каналы размещены в рабочем поршне. 2 ил.

/Г /О

12

фиг.2