Двигатель с внешним подводом теплоты

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению и может быть использовано при создании двигателей с внешним подводом теплоты. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик, упрощение конструкции и повышение коэффициента полезного действия двигателя. Двигатель содержит рабочий цилиндр 1, рабочий поршень 2, шатун 3, коленчатый вал 4, ступенчатый вытеснитель 5 вращающийся в вытеснительной камере 6 с горячими 7 и холодными 8 стенками и регенератор в виде тепловой трубы. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и позволяет упростить конструкцию и повысить КПД двигателя. Двигатель снабжен вращающимся ступенчатым вытеснителем 5 из теплоизоляционного материала, установленным на коленчатом валу 4 под фазовым углом по отношению к плоскости кривошипа. При этом большая ступень В вытеснителя установлена в вытеснительной камере 6 с минимальным зазором, внутренняя поверхность вытеснительной камеры выполнена в виде поверхности вращения, ось которой совмещена с осью коленчатого вала. Регенератор выполнен в виде тепловой трубы 10, участок испарения Д, который присоединен к стенке вытеснительной камеры в месте перехода от горячей зоны к холодной по ходу вращения вытеснителя, а участок конденсатора Г в месте перехода от холодной зоны к горячей.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано при создании двигателей с внешним подводом теплоты.

Известные двигатели сложны по конструкции [1, 2] Цель изобретения упрощение конструкции и повышение КПД двигателя.

Цель достигается путем применения вращающегося ступенчатого вытеснителя и регенератора в виде тепловой трубы.

На фиг. 1 представлена принципиальная конструктивная схема двигателя; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Двигатель с внешним подводом теплоты содержит рабочий цилиндр 1, рабочий поршень 2, шатун 3, коленчатый вал 4, вытеснитель 5, имеющий большую В и меньшую Г ступени, вращающийся в вытеснительной камере 6, имеющей горячую и холодную зоны, ограниченные соответственно горячими 7 и холодными 8 стенками, внутренний объем которой при помощи канала 9 сообщается с полостью цилиндра, регенератор в виде тепловой трубы 10 с участком испарения Д и участком конденсации Г.

Двигатель работает следующим образом.

При вращении вытеснителя 5, основная масса рабочего тепла, находящегося в вытеснительной камере 6 и заключенная между стенками меньшей ступени Г вытеснителя и вытеснительной камеры (фиг. 1), попеременно контактирует с горячей 7 и холодной 8 стенками вытеснительной камеры. В результате подвода теплоты к рабочему телу и отвода теплоты от него в полости вытеснительной камеры и, связанной с ней при помощи канала 9, полости рабочего цилиндра 1 происходит циклическое изменение давления. Это заставляет рабочий поршень 2 совершать возвратно-поступательное движение, приводя во вращение коленчатый вал 4. Для осуществления рабочего цикла в двигателе, вытеснитель устанавливается на коленчатом валу так, чтобы задняя, по ходу вращения, кромка большей ступени В вытеснителя опережала на определенный угол Ψ п.к.в. плоскость кривошипа. Регенерация части теплоты, подводимой к рабочему телу, осуществляется с помощью тепловой трубы 10. Участок испарения Д тепловой трубы присоединен к стенке перехода от холодной зоны к горячей.

За счет устранения сложной механической связи вытеснителя с коленчатым валом и потерь при перетечках рабочего тела через регенератор, из-за наличия гидравлического сопротивления его насадки, упрощается конструкция и повышается КПД двигателя.

Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий рабочий цилиндр, поршень, соединенный кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом, вытеснительную камеру с холодной и горячей зонами, внутренний объем которой сообщен с полостью рабочего цилиндра, вытеснитель, расположенный в вытеснительной камере и соединенный с коленчатым валом, регенератор, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, упрощения конструкции и повышения коэффициента полезного действия двигателя, вытеснитель выполнен ступенчатым из теплоизоляционного материала и установлен на коленчатом валу под фазовым углом по отношению к плоскости кривошипа, при этом большая ступень вытеснителя установлена в вытеснительной камере с зазором, при этом внутренняя поверхность вытеснительной камеры выполнена в виде поверхности вращения, ось которой совмещена с осью коленчатого вала, а регенератор в виде тепловой трубы, участок испарений которой присоединен в стенке вытеснительной камеры в месте перехода от горячей зоны к холодной по ходу вращения вытеснителя, а участок конденсации в месте перехода от холодной зоны к горячей.

Формула изобретения

Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий рабочий цилиндр, поршень, соединенный кривошипно-шатунным механизмом с коленчатым валом, вытеснительную камеру с холодной и горячей зонами, внутренний объем которой сообщен с полостью рабочего цилиндра, вытеснитель, расположенный в вытеснительной камере и соединенный с коленчатым валом, регенератор, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, упрощения конструкции и повышения коэффициента полезного действия двигателя, вытеснитель выполнен ступенчатым из теплоизоляционного материала и установлен на коленчатом валу под фазовым углом по отношению к плоскости кривошипа, при этом большая ступень вытеснителя установлена в вытеснительной камере с зазором, внутренняя поверхность вытеснительной камеры выполнена в виде поверхности вращения, ось которой совмещена с осью коленчатого вала, а регенератор выполнен в виде тепловой трубы, участок испарения которой присоединен в стенке вытеснительной камеры в месте перехода от горячей зоны к холодной по ходу вращения вытеснителя, а участок конденсации в месте перехода от холодной зоны к горячей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3