Способ преобразования теплоты в механическую работу и тепловой двигатель для его осуществления

 

Изобретение относится к двигателям для транспортных средств. Целью изобретения является затруднение передачи теплоты из элементов теплового двигателя, имеющих наиболее высокую температуру, к элементам с наиболее интенсивным механическим движением. Способ преобразования теплоты в механическую работу включает сжатие машиной сжатия рабочее тело передают в автономный нагреватель, где его нагревают и расширяют и передают увеличение объема нагретого в автономном нагревателе рабочего тела машине расширения посредством ненагретого в нагревателе рабочепд тела, находящегося между нагревателем и машиной расширения , а затем нагретое рабочее тело из нагревателя передают холодильнику. Тепловой двигатель для осуществления данного способа содержит машину сжатия, машину расширения в виде рабочего цилиндра 5 с поршнем 6, автономный нагреватель 8 и холодильник . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з .Р 02 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

К ПАТЕНТУ (л) (21) 4939493/23 (22) 27;05.91 (46) 23,03.93. Бюл. N 11 (76) А.Л, Попов (56) Моравский А.В. и Файн М.А. Огонь в упряжке, М.: Знание, 1990. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ В МЕХАНИЧЕСКУЮ РАБОТУ И ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к двигателям для транспортных средств. Целью изобретения является затруднение передачи теплоты из элементов теплового двигателя, имеющих наиболее высокую температуру, к элементам с наиболее интенсивным меха„, Я2 „„1804569 АЗ ническим движением. Способ преобразования теплоты в механическую работу включает сжатие машиной сжатия рабочее тело передают в автономный нагреватель, где его нагревают и расширяют и передают увеличение обьема нагретого в автономном нагревателе рабочего тела машине расширения посредством ненагретого в нагревателе рабочего тела, находящегося между нагревателем и машиной расширения, а затем нагретой рабочее тело из нагревателя передают холодильнику. Тепловой двигатель для осуществления данного способа содержит машину сжатия, машину расширения в виде рабочего цилиндра 5 с поршнем 6, автономный нагреватель 8 и холодильник. 2 ил, 1804569

Изобретение используется в тепловых двигателях, которые могут найти применение в различных областях техники, в частности, в качестве двигателей для транспортных средств, 5

Целью изобретения является затруднение передачи теплоты из элементов теплового двигателя, имеющих наиболее высокую температуру, к элементам с наиболее интенсивным механическим движением, обеспечение работы трущихся частей двигателя при пониженных относительно нагревателя температурах и повышения

КПД путем йовышения температуры в нагревателе за счет изменения способа преобразования теплоты в механическую работу, добиться отделения наиболее термически напряженных элементов двигателя от элементов с наиболее интенсивным механическим движением. Это даст возможность наиболее благоприятные условия работы трущихся деталей двигателя, т,к. на них не воздействуют высокие температуры, На фиг. 1 представлен вариант двигателя для осуществления способа; на фиг. 2— график, отражающий цикл двигателя.

В качестве машины сжатия применен поршневой компрессор, содержащий цилиндр 1, поршень 2, всасывающий 3 и нагнетающий 4 клапаны. В качестве машины 30 расширения использован рабочий цилиндр

5 с поршнем 6. Между рабочим цилиндром и камерой сгорания расположен теплообменник 7, целью которого является регенерация теплоты газов, покидающих камеру 35 сгорания и который совместно с атмосферой является холодильником двигателя. Наг евателем служит камера сгорания 8, в которую через форсунку 9 подается топливо от насоса 10. График, отображающий цикл двигателя. представлен на фиг. 2. По оси абсцисс — объем (V) по оси ординат — давление (Р). Внизу графика показана машина расширения, состоящая из цилиндра с поршнем. 45

В компрессор 1 (фиг. 1), ход поршня которого опережает ход рабочего поршня 6 на 90, через всасывающий клапан 3 посту. пает рабочее тело (воздух), где сжимается и через клапан 4 направляется к рабочему 50 цилиндру, поршень которого совершает обратный ход (на фиг. 2 движется влево и находится в точке 3 графика). Во время дальнейшего движения поршня 6 к ВМТ воздух подается в теплообменник 7, где нагревается отходящими газами. имеющими высокую температуру, а затем поступает в камеру сгорания 8, куда через форсунку 9 подается топливо. Со второй половины обратного хода рабочего поршня клапан 11 закрывается, происходит нагревание и вследствие этого повышение давления рабочего тела в камере сгорания, теплообменнике и рабочем цилиндре (кривая между точками 3-1 графика), После перехода поршня 6 через BMT происходит рабочий ход (кривая 1 — 2 графика). Расширение рабочего тела изотермическое, т,к. происходит при постоянной температуре. Подводимая в зто время к рабочему телу теплота расходуется на выделение механической работы.В НМТ рабочего поршня клапан 11 открывается, рабочее тело уходит из камеры сгорания в теплообменник, где отдает свое тепло холодному рабочему телу, При этом давление рабочего тела в камере сгорания, теплообменнике и рабочем .цилиндре падает (кривая 2-3 графика). При подходе рабочего поршня к точке 3 (фиг, 2) компрессор сжимает следующую порцию воздуха, клапан 11 закрывается, температура и давление рабочего тела начинают повышаться и цикл повторяется.

Формула изобретения .1. Способ преобразования теплоты в механическую работу, заключающийся в том, что рабочее тело сжимают, нагревают и расширяют, производя при этом механическую работу, отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью затруднения передачи теплоты из элементов теплового двигателя, имеющих наиболее высокую температуру, к элементам с наиболее интенсивным механическим движением, сжатое машиной сжатия рабочее тело передают в автономный нагреватель, где его нагревают и расширяют и передают увеличение обьема, нагретого в автономном нагревателе рабочего тела машине расширения посредством не нагретого в нагревателе рабочего тела, находящегося между нагревателем и машиной расширения, а затем нагретое рабочее тело из нагревателя передают холодильнику.

2, Тепловой двигатель, для преобразования теплоты в механическую работу,содержащий машину сжатия, машину расширения, нагреватель и холодильник, о т л и ч а юшийся тем. что, с целью обеспечения работы трущихся частей двигателя при пониженных относительно нагревателя температурах и повышения к.п.д. путем повышения температуры в нагревателе, нагреватель выполнен конструктивно автономным, не совмещенным с машиной сжатия и мэшийой расширения, и расположен по ходу движения рабочего тела за машиной сжатия и машиной расширения, причем между нагревателем и машиной расширения размещена емкость с не нагретым в нагревателе рабочим телом.

1804569

Составитель Ю.Титов

Тех ред M. Моргентал

Корректор А.Мотыль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1075 Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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