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

(54) ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛА

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к двигатепестроению и может быть использовано в двигателях с внаиним подводом тепла. Известны двигатели с внешним подводом тепла, содержащие, по меньшей мере, один пилиндр, два поршня, отделяюшие в цилиндре две полости, сообщенные между собой через регенератор и теплообменники с трубчатыми элементами, имеющими наружное оребрение . - Однако известным двигателям присущи эничитепьные мертвые объемы теплообмен ников, а также большая неравномерность температур трубчатых элементов по шише что снижает их КПД. Цель изобретения - повьпиение КПД путем уменьшения мертвого объема двига теля и увеличение теплоаккумушфуюшей способности теплообменников. Для достижения цели в вййестном: Дви гателе трубчатые элементы теплообменников выполнены с внутре1гаей насадкой в виде криволинейных отрезков металлической проволоки. На чертеже показан разрез двигателя с внешним подводом тепла. Двигатель содержит, по меньшей мере, один цилинщ) 1, в котором рабочий поршень 2 и поршень-вытеснитель 3 образуют горячую 4 и холодную 5 полости, которые сообщаются между собой через регенератор 6 и теплообменники 7 и 8 с трубчатыми элементами 9, имеющими наружное оребрение, причем теплообменник 7, примыкаюпшй к горячей полости 4, выполняет функцию нагревателя, а теплообменник 8, примыкакядий к холодной полости 5 - охладителя. Трубчатые элементы 9 теплообменников 7 и 8 вьтолнены с внутренней насадкой 10 в Еиде криволинейных отрезков металлической проволоки, жестко закрепле вшых на внутренней поверхности элементов 9. При движении рабочего поршня 2 вверх, когда большее когатчество рабочего тела

содержится в холодной полости 5, происходит процесс сжатия. Одновременно при перетекании рабочего тела из холодной П()постн 5 в горячую 4, по мере движени поршня-вытеснителя 3 Ш1из, в торе- 6 и нагревателе 7 происходит под1вод теплоты. движении рабочего поршня 2 вниз, когда большее количество рабочего тела содфжится в горячей т, лости 4 совершаетсй полезна работа при расширении. Во время процесса расширения за счет перемещения вверх поршня-вытеснителя 3 происходит п етекание рабочего тела из горячей полости 4 в холоднз ю 5, при этом регенератсф н охладитель отводят.теплоту. В реальном двигателе вследствие необратимых , неизот мичности процессов раствренвя и ожатия и т.д. TeteiffepaTypa стенок нагревателя f всегда выше температуры рабочег о таяв, а температура стенрк охпаште-ля всегаа ниже. Теплота в на1Т вват€Яе 7 передается потоку рабочего тешэ (а в случае охладителя 8 отводится) ее только через стенки тр; чатых элементов 9, но и через элементш внутренне й яасадки 10, имеющей температуру, ррактически равнувд температуре стенок, вследствие жесткого механического соедшшния.

Внутренняя насаяка Ю увеличивает теплоаккумулирующую способность теплообменников 7 и 8 и способствует вырав- ниванию температур трубчатых элементов 9 по длине. Кроме того, криволинейные отрезки проволок насадки 10 турбулизируют поток, что увеличивает также интенсивность теплообмена в теплообменниках 7 и 8.

Таким образом-4 выполнение трубчатых элементов с внутренней насадкой в виде криволинейных отрезков металлической проволоки позволяет уменьшить мертвый объем двигателя и неизот мичность цикла при прочих рднных условиях, чч-о а конечном счете повьпиает КПД двигателя.

Формула изобретения

Двигатель с внешним подводом тепла, содержащий, по меньшей мере, один цилвндр, два поршня, отделяющие в шшинщ}е ;две псшости, сообщенные между собой ЧО рез регенерат ч5 и теплообменники с трубчатыми элементами, имеющими наружное оребренйе, отличающий ся тем, что, с целью повышения КГЩ путем умень шения мертвого объема двигателя и увеличения теплоаккумупуфующей способности тшшообмеяниЕОв трубчатые элементы выполнены с внутрвБшей насбДкбЙ в шде криволинейных отрезков металлической проволоки.

Источники информации, прин51тые во внимание при экспертизе

.1. Двигатели Стирлинга. Под ред. Круглова М. Г.,. М., Машиностроение, 1977, с. 106, рис. 59.