Тепловой поршневой двигатель Советский патент 1976 года по МПК F03G7/06 

Изо:бретение относится к тепловым двигателям, в частност1И к газовым (паровым) двигателям с внешним подводом тепла и с циркулирующим рабочлвм телом в замкнутой системе.

Известны тепловые поршневые двигатели с внешйи-м подводом тепла, содержащие -лавный и меньшего диаметра вспомогательный цилиндры со связаниыми с шпт поршиями, соединенные между собой каналами, по которым циркули:рует газ в системе, имеющей нагреватель и охладитель газа, а также регенератар.

Однако в таких двигателях леремеш.ение рабочего тела определяется только его давлеиием и положеиивм поршня, что затрудняет (а в ряде случаев исключает) возможность управления потоко рабочего тела и направления его в требуемые объемы в соответствующие моменты времени.

Для повышения термодинамического к.п.д. двигателя путем максимально возможного И1спо:1ьзова):1я виутренней эиергин ра1бочего тела для совершен;ия иолезиой работы в предлагаемом двигателе в месте подключеНИИ трубопроводов к .камерам установлены клапаны.

Для синхронизации работы клатаиов, по крайней мере, часть последних кииематичеоки связана с коленчатым .

В одном ,из |В.ариантов выполнения двигателя на участке 11рубопровош,а, соединяющего .верхнюю .каадеру в-апомогательного цилиндра с теплообменником, установлен дополнительный ашпреватель, а на участке трубопровода, соединяющего нижнюю камеру главного цилиндра с теплообменником, - дополнительный холодильник.

На фиг. 1 показан описываемый двигатель, раз|рез; на фиг. 2 - ва1риант вьшолнен.ия двигателя, разрез.

Двигатель содержит главиый ци/шидр 1 двойного действия, поршень 2, имеюи ий поршневой шток 3, который проходат через сальниковую корогбку 4 в нижней сте.н«е 5 главиого цилиидра 1- К свободному концу поршневого штока 3 через шарнир 6 прикреплен соединительный шток (шатун) 7. дчоторый тпариирно соединен с коленчатой трубой 8 коленчатого вала 9. При возвратно-поступательном движении поршня 2 образуются две камеры главного цилиндра: верхняя 10 и нижняя 11.

Аналогичны л образом во вспомогательисм меньшего диаметра цилиндре 12 установлен поршень 13 с поршневым штоком 14, проходяи1,пм герметично через -сальниковую коро-бку 15 в нижней стенке 16 цилиндра 12. Поршиевой штак 14 соединен .коленчатым валом 9 через шарн.ир 17 и шатун 18 с второ.й

филенчатой трубой 19. Пр-и возв ратно-поступателыио:М дв: 1жейин поршня 13 Образуются две ,ка1мврь вспомагателыюго цаитиндра: верхняя 20 н нижняя 21.

В верхней стенке 22 цилашдра 1 у|;та1пс,влеиы два кла1пана 23 и 24, а в нижней стенке 5 - 1клапаны 25 н 26. Соответственно в верхней стенке 27 всномогательного цилиндра 12 уста;ПОВлены два клапана 28 и 29, а в нижней стенке 16 - клапаны 30 и 31, клапаны 23-26 н 28-31 управляются MexaiHHi3Ma,, не показаинымн на чертеже, «отС|рые соединены С коленчатым валом 9. Однако некоторые нз клапанов (например, 25, 26, 29-31) магут быть управляемы только нод действием перепада даВле|И;ИЯ та них.

Непосреаственно с 1кланана ми 23-26 и 28--31 соединена система тру;бонр01водов для прспуска Н1 1я рабочего тела через нагреватель 32, охладитель 33 и таплооб|ме1нник 34. От верхней камеры 20 всномогательного цилнндра 12 (от кланана 29) подключен трубопровод 35, часть 36 которого соединена через нагретую зону 37 в нагревателе 32 с «лапаном 23 в верхней камере 10 гЛ|авного дилиндра 1. Трубопровод 38 соединен с клапаном 26 нижней камеры 11 главного цилиндра 1„ причем часть 39 трубопровода 38 соединена через холодную зону 40 в охладителе 33 с клапалоМ 30 в нижпей 21 всповдогательного цилиндра 12.

Теплоабме1ин11|К 34 имеет две отделенные друг от друга камеры 41 и 42. Верхняя часть камеры 41 сообщена трубопроводом 43 с кла.наном 24, а П1ижняя часть ка.меры - трубог1рово.дом 44 с клалано,м 25. Соответствепно верхняя часть (камеры 42 сообщена трубопроводом 45 с клапанам 28, а нл1ж«яя часть камеры - трубопроводом 46 с клапаном 3.

Моднф|нкация дв-игателя, показанная иа фиг. 2, аналогична дв-игателю, паказанному

на фиг. 1, за 1СКлк чоние.м того, что участок 44 трубонровода 44 расположен в дооолпптельно.м участке 40 холодной зоны 40 в охладителе 33. Кроме этого, участак 45 трубонровода 45 расположеи в дополнительном участке 37 нагретой зоны 37 ,в нагревателе 32.

Фор м у л а изобретения

1- Тепловой поршневой двигатель, содержащий размещенные в замкнуто1М кантуре главный и имеющ-ий меньщпй объем вспомогательный Цилиндры, верхние 1камеры которых соединены трубопроводом между собой через нагреватель п с ннжинмп «амера мн, а последн.не соединены между через холодильник н теплообменник, нагреваемый тракт которого надкл)очеи к трубоггроводу, соединяющему верхнюю ai нижнюю камеры всномогательного цплиидра, а греющ.1.й тра-кт - к аналогичному трубопроводу главного цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышення термодинамического к.п.д. Д|в:игателя путем максимально возможного использования .внутренней энергии рабочего тела для соверщения полезной работы, в месте подключения трубопроводов к ка.мерам уста1новле111ы клапаны.

2.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сипХроннзации работы клапанов, по райней мере, часть последних кинематически связана с -коленчатым валом.

3.Д(В;нгатель ino п. 1, отличающийся тем, что на участке трубопровода, соединяющего верхнюю камеру вспомогательного цилиндра с теплообменником, установлен дополнительный нагреватель, а на участке трубопровода, соединяющего нижнюю камеру главного цилиндра с теплообменником, - дополнительный холодильник. , Р ХХХХКХ О УХ 7 39 0 35

Фиг, 2 | ууу ЛхУуЛ--УУУУуХ ХХУУ1 / / / 39 W 33