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

. (54) ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛА

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению и может быть использовано в двигателях с внешним подводом теп ла. Известны двигатели с внешним под водом тепла, содержащие, по меньшей мере, один цилиндр, два поршня, кинематически .связанные с коленчатым валом и отделяннцие в цилиндре две полости, сообщенные между собой через нагреватель, регенератор, холодильник и запорное устройство П. . Однако при таком выполнении двигателя на сжатие рабочего тела затр чивается значительная работа, которая находится в прямопропорциональной зависимости от температуры и степени сжатия рабочего тела. Так как в реальном двигателе про цесс сжатия осуществляется не тольк в холодной полости с отводом теплоты в холодильниках, но и в горячей полости с подводом теплоты от реге- нераторов и нагревателя, то становится очевидным тот факт, что процесс сжатия выгоднее осуществлять только в холодной полости. В результате этого снизится работа, затрачиваемая на сжатие рабочего тела. Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия двигателя путем снижения затрат работы на сжатие рабочего тела. Указанная цель достигается тем,что двигатель дополнительно снабжен датчиком угла поворота вала и механизмом привода запорным устройством, прнче м механизм привода электрически свя- зан с датчиком угла поворота. А регенератор подключен к холодильнику через запорное устройство. На чертеже приведен пример выпоянения двигателя. Двигатель содержит рабочий цилиндр 1, объем которого при помощи рабочего поршня 2 и поршня-вытеснителя 3 разделен на горячую 4 и холодную 5 полости, сообщенные между собой через каналы 6 нагревателя 7, регенераторов 8 и холодильников 9. Цилиндр 1 укреплен на картере 10. В картере 10 размещен коленчатый вал 11, на котором закреплен маховик 12 с датчиком 13 угла поворота. Скользящие контакты 14 датчика 13 электрически через аккумуляторную батарею 15 подключены к электромагнитным запорным органам 16, установленным в каналах 6, сообщающих полости 4 и 5.

Подвод теплоты к рабочему телу, распределенному в цилиндре 1 между холодной 5 и горячей 4 полостями переменного объема, сообщающимися между собой через каналы 6, осуществляется непрерывно через нагреватель ,7. При минимальном объеме цилиндра 1 основная масса рабочего тела, сосредоточенная в нагревателе 7 и горячей полости 4 получает максимальное количество теплоты. В этом случае темпертура и давление рабочего тела растут Начинается процесс расширения. Объем цилиндра 1 увеличивается, температура и давление уменьшаются, поршеньвытеснитель 3 переталкивает основную массу рабочего тела в холодную полость 5, при этом теплота частично аккумулируется в регенерато рах 8 и сбрасывается в холодильники 9. В процессе сжатия рабочее тело переталкивается рабочим поршнем 2 из холодной полости 5 в горячую полость 4, при нахождении поршня-вытеснителя 3 за 20-10 угла поворота коленчатого вала 11 до внутренней мертвой точки. Напряжение от аккумуляторной батареи 15 через скользящие контакты 14 и массу маховика 12 подается к электромагнитным запорньм органам 16, которые перекрывают каналы 6 и тем сакшм разобщают горячую 4 и холодную 5 полости цилиндра 1. Процесс сжатия идет раздельно по полостям

4и 5, При дальнейшем перемещении поршня-вытеснителя 3 до 40-60 угла поворота коленчатого вала 11 после внутренней мертвой точии один из скользящих контактов 14 набегает на диэлектрический сегмент (не показан) датчика 13 угла поворота и обесточивает запорные органы 16. Полости 4 и

5цилиндра 1 вновь сообщаются между

собой. Рабочее тело перетекает из холодной полости 5 в горячую полость 4 с отводом теплоты сжатия в холодильники 9 и забором ранее аккумулированной теплоты в регенераторах 8. В результате малого перемещения поршнявытеснителя 3 вблизи внутренней мертвой точки работа, затрачиваемая на сжатие рабочего тела в горячей

полости 4,в это время незначительна. До определенной величины сжатие рабочего тела во время перекрытия каналов 6 происходит в холодной полости 5 при температурах более низких

и, следовательно, работа, затраченная на сжатие, будет меньше, нежели при одновременном сжатии в обоих полостях 4 и 5. Таким образом, раздельное сжатие

рабочего тела в холодной и горячей полостях цилиндра снижает затраты работы на сжатие рабочего тела.

Следовательно, реализация предлагаемого двигателя позволяет снизить

работу, затрачиваемую на сжатие рабочего тела и увеличить коэффициент полезного действия двигателя с внешним подводом тепла.

Формула изобретения

и отделяющие в цилиндре две полости сообщенные меящу собой через нагреватель, регенератор, холодильник и запорное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия путем снижения затрат на сжатие рабочего тела, двигатель дополнитель но снабжен датчиком угла поворота вала и механизмом привода запорным; устройством, причем механизм привода электрически связан с датчиком угла поворота,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии № 777931, кл. 7 (1) С, опублик. 1957,.