Свободнопоршневой двигатель стирлинга

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С01.1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) д) y F 02 G 1/043, 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4117237/25-06 (22) 11.06,86 (46) 07.01.88. Бил. М 1 (71) 11ВТУ им. Н.Э.Баумана (72) С,Н.Караваев (53) 621.41(088,8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (56) Nolkep G., Senft I.R. Free-piston Stirling engines. — Borlinete:

Springer-Verleg, 1985, р, 23-27, (54) СВОБОДНОПОРННЕВОИ ДВИГАТЕЛЬ

СТИРЛИНГА (57) Изобретение позволяет расширить диапазон регулирования путем изменения массы вытеснительного поршня.

Для этого внутри пустотелого вытеснительного поршня размещен сильфон

12, а сильфон 13 — на внешней стороне днища цилиндра. Оба сильфона связаны между собой через дополнительный пустотелый шток 17. При изменении объема сильфона 13 путем внешнего воздействия через механизм 15 жидкость по штоку 17 перетекает в сильфон 12 или наоборот. Общая масса вытеснительного поршня 4 со штоком

11, сильфона 12 со штдком 17 изменяется. Для устранения колебаний объема сильфона 12 в течение цикла в штоке 17 установлен дроссель 18. Для устранения колебаний объема сильфона

13 в течение цикла к нему подсоединен компенсатор 14, выполненный в виде объема с подвижной стенкой.

1 ил.

13

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании свободнопоршневых двигателей с внешним подводом теплоты, в частности системы регулирования рабочей частоты.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования путем изменения массы вытеснительного поршня.

На чертеже приведена принципиальная схема двигателя.

Двигатель содержит цилиндр 1 с днищем 2, рабочий 3 и пустотелый вытеснительный 4 поршни, разделяющие объем цилиндра на полости расширения

5, сжатия 6 и буферную полость 7, нагреватель 8, регенератор 9 и охладитель 10, подключающие полость расширения к полости сжатия, потребитель мощности .(не показан), подключенный к буферной полости, полый шток ll проходящий через рабочий поршень и закрепленный на днище вытеснительного поршня, первый сильфон 12, заполненный жидкостью, размещенный внутри вытеснительного поршня и закрепленный там,второй сильфон 13, заполненный жидкостью, снабженный компенсатором 14, механизм 15 изменения объема второго сильфона, штоковое уплотнение 16, размещенное в днище цилиндра, и связывающий внутренние полости сильфонов, дополнительный полый шток

17 с дросселем 18, установленном на конце штока, частично выходящим внутрь второго сильфона.

Двигатель работает следующим образом.

Вытеснительный поршень 4 и закрепленный в нем сильфон 12 движутся вниз до соприкосновения вытеснительного поршня 4 с рабочим поршнем 3, газ из полости 6 сжатия через охладитель 10, регенератор 9 и нагреватель 8 перетекает в полость 5 расширения. При этом давление газа в буферной полости 7 меньше, чем давление газа во внутреннем контуре двигателя. Далее вытеснительный поршень

4 и рабочий поршень 3 движутся под действием сил инерции. Давление газа в буферной полости 7 при этом становится большим, чем давление газа во внутреннем контуре двигателя. Вытеснительный поршень 4 останавливается и начинает двигаться вверх, а рабочий поршень 3 продолжает двигаться

64762

2 вниз, так как его масса больше, чем общая масса вытеснительного поршня

4, штока ll, сильфона 12 со штоком 17 и заполняющей их жидкости. При этом

5 газ из полости 5 расширения через нагреватель 8, регенератор 9 и охладитель 10 поступает в полость 6 сжатия, что вызывает уменьшение давления газа во внутреннем контуре. Рабочий поршень 3 останавливается и начинает двигаться вверх, давление газа во внутреннем контуре двигателя повышается и становится равным, а затем большим давления газа в буферной полости 7. Вытеснительный поршень

4 начинает двигаться вниз до соприкосновения с рабочим поршнем 3, и цикл повторяется. При изменении объема сильфона 13 путем внешнего воздействия через механизм 15 жидкость по штоку 17 перетекает в сильфон 12 или наоборот и общая масса вытеснительного поршня 4 со штоком 11, сильфона 12 со штоком 17 изменяется. Для устранения колебаний объема сильфона

12 в течение цикла в штоке 17 установлен дроссель 18. Для устранения колебаний объема сильфона 13 в тече30 ние цикла к нему присоединен компенсатор 14, выполненный в виде объема с подвижной стенкой.

Так как выходные параметры двигателя пропорциональны отношению общей массы вытеснительного поршня с

35 полым штоком, сильфона с полым штоком и находящейся внутри жидкости, которая является изменяемой к массе рабочего поршня, которая постоянна, то выходные параметры двигателя можно

"0 регулировать путем изменения этого отношения.

Формула изобретения

Свободнопоршневой двигатель Стир45 линга, содержащий цилиндр с днищем, рабочий и пустотелый вытеснительный поршни, размещенные в цилиндре и разделяющие его объем на полость расширения и полость сжатия, подключен50 ные. друг к другу через нагреватель, регенератор и охладитель, и буферную полость, подключенную к потребителю мощности, и полый шток вытеснительного поршня, размещенный в направляющих,установленных в рабочем поршне, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования путем изменения массы вытеснительного поршня, двигатель снабжен

Составитель Б.Морозов

Редактор Г.Гербер Техред M.ÄèäüIK Корректор Г. Решетник

Заказ 6330/26

Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

3 1364 двумя сильфонами компенсатором, механизмом изменения объема второго сильфона, дополнительным полым штоком и штоковым уплотнением, причем

5 ,первый сильфон размещен внутри пустотелого вытеснительного поршня, второй сильфон размещен на внешней стороне днища цилиндра, oda сильфона связаны между собой через дополнительный пустотелый шток, днище выполI

762 4 нено с отверстием для этого штока и штоковое уплотнение установлено в отверстии днища, механизм изменения объема второго сильфона выполнен в виде устройства для сжатия сильфона, компенсатор выполнен в виде объема с подвижной стенкой, подключенного к внутренней полости второго сильфона, а дополнительный полый шток выполнен с калиброванным дросселем.