Двигатель с внешним подводом теплоты Советский патент 1981 года по МПК F02G1/04 

мощи рабочего поршня 4 рабочую камеру, заполненную рабочим телом (водород, гелий и др.). Рабочая камера ра:зделена вытеснителем 5, связанным со стенками цилиндра при помощи плоской пружины 6, .на две полости: горячую 7, примыкающую к источнику тепла 8, и холодную 9, примыкающую к теплоотводящим поверхностям. Вытеснитель 5 представляет собой оболочку, внутри которой размещен регенератор 10. Пространство вокруг регенератора 10 внутри оболочки заполнено теплоизоляцией 11.

Рабочий поршень 4 соединен со.стен ками цилиндра при помошл гибкого герметичного элемента 12 (типа сильфон ) С поршнем 4 соединена также полезная нагрузка 13 (линейный электрогенератор, насос и т.д.).

Теплоотвод от холодной полости 9 осуществляется посредством теплообменника, помещенного внутри поршня 4, через который при помощи гибких трубоп|)оводов 14 прокачивается газообраз ный или жидкий теплоноситель. Теплоподвод осуществляется от источника тепла 8 излучением. Теплоизоляции 15 и 11 служат для .уменьшения утечек теп.ла от источника 8 и горячей полости 7

Двигатель работает следующим образом. .

Тепло источника 8 проходит через стенки цилиндра двигателя, где частично преобразуется в механическую энергию колебаний поршня 4, которая (за вычетом потерь и энергии, затрат чиваемой на привод вытеснителя) передается полезной н.агрузке 13. Непреобразованное тепло отводится от поршня 4 теплоносителем, подающимся по гибким трубопроводам 14. Преобразование в камере двигателя тепловой энергии в механическую, как и в других двигателях, работающих по циклу Стирлинга, обусловлено тем, что при колебательном движении поршня 4 газ в камере подвергается поочередно сжатию и расширению, а вытеснитель своим колебательным движением перемещает газ S камере через регенератор 50 тайим образом, что при сжатии основное количество газа находится в холодной полости 9, а при расширении - в горячей полости 7. Полезная механичеекая энергия (Колебаний поршня 4 образуется при этом как разность работ расширения и сжатия. Частота колебаний поршня 4 близка к собственной частоте, определяемой его массой и упругостью газа в камере. Стенки цилиндра 3 совершают вынужденные колебательные движения с той же частотой и амплитудой, достаточной для приведения через .пружину 6 в колебательное движение вытеснителя.

При определенных массе вытеснителя , амплитуде его перемещения и величине необратимых потерь энергии, затрачиваемой на его привод, соответствующим выбором упругости пружин 6 и . 3 можно получить любое значение фазового угла вытеснителя, в том числе оптимальное 90-110, требуемое для наилучшей реализации цикла Стирлинга. Поскольку пружины 2 находятся вне камеры и легко доступны, при монтаже они могут быть использованы как регулировочный элемент, что существен-, но упрощает наладку и регулировку двигателя.

Формула изобретения

1.Двигатель с внешним подводом теплоты,. содержащий корпус, на котором установлен по меньшей мере один цилиндр, образующий при помощи поршня рабочую камеру, разделенную вытеснителем на две полости: горячую, примыкающую к источнику тепла, и холодную , примыкающую к теплоотводящим поверхностям, сообщенные между собой, через регенератор и элементы согласования движения вытеснителя с поршнем, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения КПД двигателя путем улучшения согласования движения поршня и вытеснителя, элементы согласования выполнены ввиде упругих . связей, соединяющих цилиндр с вытеснителем и корпусом, и герметичного элементаусвязьгоающего цилиндр с поршнем.

2.Двигатель по п.1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что упругие связи выполнены в виде пружин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2568071/25-06,

кл. F 02 G 1/04, 1978.

2.Двигатели Стирлинга. Под ред. Курглова М.Г. М., Машиностроение, 1977, с.13,15,29.

840440

/4