Двигатель Стирлинга Советский патент 1993 года по МПК F02G1/43 

магистралями 25-28, связывающими регенераторы 9-12 и нагреватели 13, 14, и основными горячими магистралями 29-32, соединяющими регенераторы с нагревателями 13, 14. Механизм привода 33 связан с торцевыми крышками камер расширения и камер сжатия и с выходным валом, а также с управляемыми трехходовыми клапанами 20-23. Камеры расширения 1-4 и камеры сжатия 5-8 могут быть расположены звездообразно с установкой камеры расширения одной пары напротив камеры расширения другой пары. Каждый из регенераторов 9- 12 установлен между основной и дополнительной магистралями. Каждый иэ управляемых трехходовых клапанов 20-23 установлен с возможностью поочередного перекрытия основной холодной или перепускной магистралей, и выполнен с возможностью установки в одно из трех положений: в первом - связывает нагреватель с камерой расширения, во-втором - связывает нагреватель с камерой расширения и холодильником (не показан), в третьем - связывает камеру сжатия с камерой расширения через холодильник. Автоматические Клапаны 24 установлены в каждой основной холодной магистрали 16-19 между камерой сжатия и холодильником и в каждой дополнительной холодной магистрали - между камерой сжатия и регистратором. Нагреватели 13. 14 попарно объединены.

Двигатель работает следующим образом.

В исходном положении объем камеры расширения 3 увеличивается, объем камеры расширения 2 максимальный, объем камеры расширения 1 уменьшается, а объем камеры расширения 4 минимальный. Регенератор 11 отбирает теплоту рабочего тела, поступающего из нагревателя 13. При уменьшении объема камеры расширения 1 находящееся в ней не полностью охлажденное рабочее тело через управляемый трехходовой клапан 20, установленный механизмом привода 33 во второе положение, вытесняется в нагреватель 13 и в камеру сжатия 7, проходя через основную холодную магистраль 17 и холодильник. В камере сжатия 5, работающей синхронно с камерой расширения 1, рабочее тело, поступившее в камеру сжатия 5 из основной холодной магистрали 19, сжимается и через регенератор 9 направляется в нагреватель 14. Рабочее тело, получившее теплоту в нагревателе 14, поступает в камеру расширения 2 за счет установки управляемого трехходового клапана 21 в первое положение. Затем после установки управляемого

трехходового клапана 21 во второе положение рабочее тело из камеры расширения 2 поступает через основную холодную магистраль 18 в камеру сжатия 8 и нагреватель

14. Управляемый трехходовой клапан 23, переключаемый синхронно, но в противофазе с управляемым трехходовым клапаном 21, установлен в первое положение, отключаю- ет полость расширения 4 от основой холодной магистрали 16 и связывает с нагревателем 14. В следующей фазе цикла рабочее тело, оставшееся в нагревателе 14 после вытеснения иэ камеры расширения 2 е предыдущей фазе цикла, поступает в каме5 ру расширения 4. Управляемые трехходовые клапаны 20 и 22 также работают в противофазе, но со сдвигом на фазе на 90° относительно управляемых трехходовых клапанов 21 и 23. Фазы рабочего тела в

0 камерах расширения 1-4 и камерах сжатия 5-8 осуществляется по часовой стенке.

Т.о.. использование управляемых трехходовых клапанов, попарно объединенных нагревателей позволяет уменьшить темпе5 ратурную напряженность стенок нагревателей за счет более эффективного использования рабочего тела, что приводит к повышению надежности двигателя. Формул я изобретения

0 t. Двигатель Стирлинга, содержащий по меньшей мере две пары камер расширения и камер сжатия с торцовыми крышками, основную горячую магистраль, связывающую нагреватели и регенератор, основную хо5 лодмую магистраль, связывающую регенератор с холодильником и камерой сжатия, источник теплоты, подключенный к нагревателям, механизм привода, связанный с торцовыми крышками камер расширения и

0 камер сжатия и с выходным валом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, двигатель дополнительно снабжен управляемыми трехходовыми клапанами по числу камер расширения и по

5 паре автоматических клапаном на каждой камере сжатия, дополнительными горячей, холодной и перепускной магистралями, иэ которых дополнительная горячая магистраль установлена в качестве допоянитель0 ной линии между нагревателем и регенератором, дополнительная холодная магистраль связывает регенератор с камерой сжатия, а перепускная магистраль связывает регенератор с камерой расширения,

5 каждый из управляемых трехходовых клапанов установлен с возможностью поочередного перекрытия основной холодной или Перепускной магистралей и связан с механизмом привода, автоматические клепаны установлены в каждой основной холодной

магистрали между камерой сжатия и холодильником и в каждой дополнительной холодной магистрали между камерой сжатия и регенератором, а нагреватели попарно объединены.

2. Двигатель по п. 1,отличэющий- с я тем, что камеры расширения и камеры сжатия расположены звездообразно с установкой камеры расширения одной пары напротив камеры расширения другой пары, каждый регенератор установлен между ос

новной и дополнительной магистралями одной пары камер расширения и сжатия.

3. Двигатель по п. 1, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что камера расширения и камера сжатия разных пар расположены в виде блока камер и выполнены с общей торцовой крышкой, а каждый регенератор установлен между основной и дополнительной магистралями разных пар камер расширения и камер сжатия, а блоки камер расположены звездообразно друг напротив друга.

Использование: машиностроение, в частности двигатели внешнего сгорания, например двигатели, работающие по циклу Стирлинга. Сущность изобретения: двигатель Стирлинга содержит по меньшей мере две пары камер расширения и камер сжатия, нагреватели, регенераторы, холодильники. Двигатель дополнительно снабжен управляемыми трехходовыми клапанами по числу камер расширения и по паре автоматических клапанов на каждой камере сжатия, а также дополнительными горячей и холодной магистралями.-Камеры расширеИзобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внешнего Сгорания, работающим на расширении и сжатии рабочего тела, например, двигателям, работающим по циклу Стирлинга. Цель изобретения - повышение надежности. На фиг. 1 изображен двигатель Стирлинга с четырьмя парами камер расширения и камер сжатия; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - двигатель с двумя парами камер расширения и камер сжатия. Двигатель Стирлинга содержит выполненные, например, в виде сильфинов по ния и камеры сжатия могут быть расположены звездообразно с установкой камеры расширения одной пары напротив камеры расширения другой пары. Каждый из управляемых трехходовых клапанов установлен с возможностью поочередного перекрытия основной холодной или перепускной магистралей, связан с механизмом привода и выполнен с возможностью установки в одной из трех положений: в первом - связывает нагреватель с камерой расширения, во-втором - связывает нагреватель с камерой расширения и холодильником, в третьем - связывает камеру расширения с камерой сжатия через холодильник. Нагреватели попарно объединены. Т.о., использование управляемых трехходовых клапанов, попарно обьединенных нагревателей, позволяет уменьшить температурную напряженность стенок нагревателя за счет более эффективного использования рабочего цикла, что приводит к повышению надежности двигателя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. меньшей мере две пары камер расширения 1-4, и камер сжатия 5-8, регенераторы 9- 12, выполненные, например, в виде радиаторов с раздельным протеканием рабочего тела, нагреватели 13 и 14, источник теплоты 15, подключенный к нагревателям. Основные холодные магистрали 16-19 соединены регенераторами 9-12 с камерами сжатия 5- 8. Двигатель снабжен управляемыми трехходовыми клапанами 20-23 по числу камер расширения, выполненными с эластичной герметичной мембраной, по ларе автоматических клапанов 24 на каждой камере сжатия 5-8, дополнительными горячими Ё L Сл) О 45 СЛ Ј

//

I

А PIII. 1

fa г

11

P.UI.J