Двигатель стирлинга

 

Использование: энергетика и транспорт. Сущность изобретения: двигатель Стирлинга содержит по меньшей мере две пары радиально расположенных цилиндров, каждая из которых включает горячий 1 и холодный 2 цилиндры, рабочие поршни 3, нагреватели, регенераторы и холодильники. Каждые два поршня в одноименных цилиндрах связаны общим штоком 8, который сообщен с механизмом привода 9, а в каждой паре цилиндров центральные полости 5 соединены одинаковыми магистралями с периферийными 4. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике, а точнее к двигателям Стирлинга.

Известны двигатели Стирлинга (ДС), содержащие горячие и холодные полости, соединенные магистралями.

Известен также двигатель внешнего сгорания, содержащий по меньшей мере две пары расположенных радиально цилиндров, каждая из которых включает горячий цилиндр и холодный цилиндр, размещенные внутри каждого цилиндра по одному рабочие поршни, разделяющие объем генераторы, холодильник, установленные по одному в каждой магистрали, соединяющей одну из полостей горячего цилиндра каждой пары цилиндров с одной из полостей холодного цилиндра, причем каждые два поршня в "одноименных" цилиндрах, расположенных один напротив другого по одной оси, связаны общим штоком, который сообщен с механизмом привода.

Однако такой двигатель имеет не одинаковые магистрали, соединяющие горячие полости с холодными, что приводит к термическим и механическим перенапряжениям и перетечкам рабочего тела в контурах, а также ухудшает ремонтопригодность двигателя.

Предлагается в известном двигателе в каждой паре цилиндров центральные полости соединить одинаковыми магистралями с периферийными и изменить направление вращения.

На чертеже изображен схематически двигатель Стирлинга, где 1 горячий цилиндр, 2 холодный цилиндр, 3 рабочий поршень, 4 периферийная полость цилиндров, 5 центральная полость цилиндров, 6 теплообменники (нагреватели, регенераторы, холодильники), 7 магистраль, соединяющая полости периферийную с центральной, 8 шток, 9 механизм привода, стрелками указаны направления движений.

Двигатель работает следующим образом.

За счет совершения теплофизических процессов в цилиндрах двигателя начинают протекать прямые циклы Стирлинга, где изменения объемов горячих полостей опережают изменения холодных полостей, соединенных с горячими магистралями с теплообменниками и производится полезная работа. Причем, за счет адекватности соединительных магистралей отсутствуют перенапряжения и перетечки и связанные с ними потери мощности, что повышает эффективность ДС, улучшается также ремонтопригодность ДС, поскольку возможна взаимозаменяемость соединительных магистралей, а также упрощается конструкция, связанная с уменьшением разновидности комплектующих деталей.

Формула изобретения

ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА, содержащий по меньшей мере две пары радиально расположенных цилиндров, каждая из которых включает горячий и холодный цилиндры, размещенные внутри каждого цилиндра по одному рабочие поршни, разделяющие объем цилиндров на две полости, периферийную и центральную, нагреватели, регенераторы, холодильники, установленные по одному в каждой магистрали, соединяющей одну из полостей горячего цилиндра каждой пары цилиндров с одной из полостей холодного цилиндра, причем каждые два поршня в одноименных цилиндрах, расположенных один напротив другого по одной оси, связаны общим штоком, который сообщен с механизмом привода, отличающийся тем, что в каждой паре цилиндров центральные полости соединены одинаковыми магистралями с периферийными и изменено направление вращения.

РИСУНКИ

Рисунок 1