Двигатель внешнего сгорания



Двигатель внешнего сгорания
Двигатель внешнего сгорания
Двигатель внешнего сгорания
Двигатель внешнего сгорания
Двигатель внешнего сгорания
Двигатель внешнего сгорания

 


Владельцы патента RU 2545107:

Пилюш Виктор Альбертович (RU)

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано, в частности, в качестве двигателя летательного аппарата. Двигатель внешнего сгорания содержит герметичный корпус в форме усеченного конуса, частично заполненный теплоносителем. Корпус содержит испаритель и конденсатор, теплоизоляционное кольцо, жестко скрепленное как с испарительным участком, так и конденсационным участком корпуса двигателя. К теплоизоляционному кольцу жестко крепятся рабочие колеса турбины с рабочими лопатками, охваченными ободом. Рабочие колеса турбины жестко крепятся к валу двигателя. На вал установлены колеса турбины с направляющими лопатками, охваченными ободом, представляющими собой кольцевой магнит. Ободья всех колес установлены с образованием кольцевого зазора с корпусом. Колеса с направляющими лопатками установлены с возможностью вращения по отношению к валу на подшипниках. Над внутренним кольцевым магнитом установлен внешний кольцевой магнит, жестко связанный с кожухом. На вал двигателя жестко крепится винт. В конденсаторе содержатся полые стержни. Вокруг испарителя расположена спиральная камера сгорания, содержащая форсунку. К стержням крепятся радиаторы как с внешней, так внутренней стороны корпуса, представляющие собой радиально установленные трапецеидальные пластины с втулками, охватывающими стержни с зазором, заполненным теплопроводной пастой. Изобретение направлено на уменьшение массогабаритных характеристик двигателя. 6 ил.

 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано, в частности, в качестве двигателя летательного аппарата (Л.А).

Известно устройство под названием двигателя Стерлинга, преобразующее тепловую энергию в механическую энергию вращения вала [патент РФ №2056606, 1993].

К недостаткам указанного изобретения следует отнести сложность устройства, обусловленную использованием четырехзвенного кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

В качестве прототипа выбрано устройство по патенту РФ №2472005, 2011, под названием "Двигатель внешнего сгорания".

К недостаткам устройства-прототипа следует отнести большие массогабаритные характеристики, обусловленные низкоэффективной системой отвода тепла из конденсатора.

Целью настоящего изобретения является уменьшение массогабаритных характеристик двигателя для Л.А.

Суть изобретения заключается в следующем.

В известном техническом решении для отвода тепла от конденсатора используются полые стержни, жестко закрепленные с корпусом двигателя. На стержни жестко крепятся конусные тарелки-конденсаторы как внутри, так и снаружи герметичного корпуса. Конусные тарелки выполнены с развитой поверхностью теплообмена, например волнообразные. Со стороны вершины усеченного конуса корпуса на вал двигателя жестко установлен тяговый винт.

Недостатком известного технического решения является неэффективный отвод тепла из конденсатора с помощью волнообразных тарелок.

Согласно изобретению на стержни установлена система радиально установленных внутренних и внешних радиаторов, и вариант их соединения со стержнями, что позволяет значительно повысить эффективность процесса теплоотвода от конденсатора и тем самым уменьшить массогабаритные характеристики двигателя.

Устройство двигателя внешнего сгорания.

Двигатель внешнего сгорания содержит герметичный корпус 1 в форме усеченного конуса, частично заполненный теплоносителем, корпус содержит испаритель 2 и конденсатор 3, в корпусе содержится теплоизоляционное кольцо 4, являющееся элементом корпуса, и жестко скрепленное как с испарительным участком 5, так и конденсационным участком 6 корпуса двигателя, к теплоизоляционному кольцу жестко крепятся рабочие колеса 7 турбины 8 с рабочими лопатками 9, охваченными ободом 10, рабочие колеса турбины жестко крепятся к валу 11 двигателя, на вал установлены колеса турбины с направляющими 12 лопатками, охваченными ободом 13, представляющими собой кольцевой магнит, ободья всех колес установлены с образованием кольцевого зазора 14 с корпусом, колеса с направляющими лопатками установлены с возможностью вращения по отношению к валу на подшипниках 15, над внутренним кольцевым магнитом установлен внешний кольцевой магнит 16, жестко связанный с кожухом 17, на вал двигателя жестко крепится винт 18, в конденсаторе содержатся полые стержни 19, вокруг испарителя расположена спиральная камера сгорания 20, содержащая форсунку 21, к стержням крепятся радиаторы 22 как с внешней 23, так внутренней 24 стороны корпуса, представляющие собой радиально установленные трапецеидальные пластины с втулками 25, охватывающими стержни с зазором 26, заполненным теплопроводной пастой.

При работе двигателя на солнечной энергии герметичный корпус защищен экраном 27 с соответствующими проемами для доступа солнечной энергии к испарителю, вал соединен с электрогенератором.

Работа двигателя внешнего сгорания.

При подаче топлива к форсунке 21 продукты сгорания нагревают испаритель 2, тем самым преобразовывая теплоноситель из жидкой фазы в газообразную, в виде пара. Пар из испарительного участка 5 проходит через турбину 8 и попадает в конденсационный участок 6 двигателя, совершая при этом работу по вращению вала 11, а также жестко скрепленных с ним рабочих колес 7 с рабочими лопатками 9, полых стержней 19 с радиаторами 22 и винта 18. Отработанный пар, проходя по осевым каналам, образованным радиально установленными внутренними 23 участками радиатора, отдает избыток тепла радиально установленным внутренним участкам полых стержней, охваченных втулками 25 с кольцевым зазором 26, заполненными теплопроводной пастой. При этом тепло по стержням отводится от конденсатора наружу и в дальнейшем отводится набегающим потоком воздуха, созданным винтом. Отработанный пар конденсируется на стенках радиатора и в жидкой фазе поступает на внутреннюю поверхность конденсатора 3. Под действием центробежных сил теплоноситель в виде тонкой пленки по зазору 14 над ободьями 10 и 13 турбины вновь поступает в испаритель. Цикл повторяется.

Предложенное техническое решение в отличие от известного обладает следующими достоинствами.

1. В известном техническом решении теплоотводящие тарелки и стержни расположены между собой в разных плоскостях (под прямым углом), что приводит к точечному контакту. В предложенном решении обе детали расположены в одной плоскости и контактируют по линии, что обеспечивает надежную и эффективную теплопередачу друг с другом.

2. В известном техническом решении тарелки, расположенные одна над другой, по пути движения теплоносителя в радиальном направлении, экранируют друг друга и препятствуют свободному радиальному движению теплоносителя. В предложенном техническом решении для движения теплоносителя в радиальном направлении созданы максимально удобные условия.

3. Наличие кольцевого зазора между радиатором и полым стержнем, заполненным теплопроводной пастой, значительно повышает эффективность теплопередачи между цилиндрическими деталями. (4).

4. Полый стержень в отличие от равновеликого по площади сплошного обладает не только увеличенной поверхностью теплообмена, но и повышенной прочностью и жесткостью.

Изобретение поясняется чертежами.

На Фиг.1 представлен внешний вид двигателя.

На Фиг.2 представлен радиальный разрез в месте установки внутренних и внешних радиаторов.

На Фиг.3 изображены сопловые и рабочие лопатки колес турбины, а также отверстия в конусном корпусе для стержней.

На Фиг.4 представлено соединение радиатора с полыми стержнями (увеличено).

На Фиг.5 изображена турбина, а также система внутренних и внешних магнитов (увеличено).

На Фиг.6 представлен вариант двигателя с использованием солнечной энергии.

Ниже приведены графические материалы к изобретению.

Источники информации

1. Стерлинга двигатель. Политехнический словарь. - М.: Советская энциклопедия. 1980. Стр.500.

2. Патент РФ №2472005 от 18.01.2011.

3. Патент РФ №2056606 от 21.01.1993.

4. Теплопроводная паста. Википедия.

Двигатель внешнего сгорания содержит герметичный корпус в форме усеченного конуса, частично заполненный теплоносителем, корпус содержит испаритель и конденсатор, в корпусе содержится теплоизоляционное кольцо, являющееся элементом корпуса и жестко скрепленное как с испарительным участком, так и конденсационным участком корпуса двигателя, к теплоизоляционному кольцу жестко крепятся рабочие колеса турбины с рабочими лопатками, охваченными ободом, рабочие колеса турбины жестко крепятся к валу двигателя, на вал установлены колеса турбины с направляющими лопатками, охваченными ободом, представляющими собой кольцевой магнит, ободья всех колес установлены с образованием кольцевого зазора с корпусом, колеса с направляющими лопатками установлены с возможностью вращения по отношению к валу на подшипниках, над внутренним кольцевым магнитом установлен внешний кольцевой магнит, жестко связанный с кожухом, на вал двигателя жестко крепится винт, в конденсаторе содержатся стержни, вокруг испарителя расположена спиральная камера сгорания, содержащая форсунку, отличающийся тем, что к стержням крепятся радиаторы как с внешней, так внутренней стороны корпуса, представляющие собой радиально установленные трапецеидальные пластины с втулками, охватывающими стержни с зазором, заполненным теплопроводной пастой, стержни выполнены полыми.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменниках с тепловыми трубами. Теплообменник с тепловыми трубами для передачи тепла от горячего газа холодному газу содержит корпус с первой камерой для подачи через нее горячего газа, второй камерой для подачи через нее холодного газа и множеством тепловых труб, простирающихся между первой камерой и второй камерой.

Теплопередающая панель космического аппарата относится к космической технике и может быть использована в системах терморегулирования космических аппаратов (КА) при обеспечении теплового режима оборудования, установленного на искусственных спутниках Земли, межпланетных станциях, спускаемых аппаратах и других космических объектах.

Изобретение относится к устройствам для отвода тепла от компонентов радиоэлектроники с высокой мощностью тепловыделений, в частности к тепловым трубам, и может использоваться в различных областях электронной промышленности.

Изобретение относится к электротехнике, к динамоэлектрическим машинам с системой охлаждения. Технический результат состоит в улучшении отвода тепла без усложнения конструкции.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при регулировании расхода и температуры текучей среды. Материалы, компоненты и способы согласно настоящему изобретению направлены на изготовление и использование макромасштабных каналов, содержащих текучую среду, температура и расход которой регулируется с помощью геометрических размеров макромасштабного канала и конфигурации по крайней мере части стенки макромасштабного канала и потока составных частиц, образующих текучую среду.

Система охлаждения относится к области теплотехники, а именно к тепломассообмену, и может быть использована для охлаждения различных тепловыделяющих элементов путем отвода от них тепла по тепловой трубе к охладителю любого типа.

Изобретение относится к энергетике, преимущественно к технике конденсации пара, отработанного в паровой турбине АЭС или ТЭС. В конденсаторе в качестве средства охлаждения отработанного пара использованы теплообменные трубы, выполненные из термостойкого и теплоизолирующего материала, в которые вмонтированы термобатареи, холодные спаи которых обращены внутрь трубы, а горячие - наружу.

Изобретение относится к системам термостатирования (СТС) энергоемкого оборудования космических объектов (КО). СТС содержит две двухполостные жидкостные термоплаты (22), на которые устанавливается оборудование.

Изобретение относится к области теплотехники и может использоваться в теплообменных устройствах для отопления помещений. .

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано, в частности, в качестве двигателя летательного аппарата (Л.А.). .

Изобретение относится к области теплотехники, преимущественная область его использования - теплоэнергетика. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к паросиловым установкам, преобразующим тепловую энергию в механическую. .

Изобретение относится к устройствам для превращения тепловой энергии в механическую и может применяться в маломощных силовых установках, используя твердое, жидкое и газообразное топливо, а также теплоту вторичных газообразных энергоресурсов и позволяет повысить надежность и снизить расход энергии на собственные нужды установки.

Изобретение относится к теплоэнергетике, может применяться в маломощных, в том числе транспортных силовых агрегатах, при использовании твердого, жидкого и газообразного топлива и позволяет повысить экономичность паросиловой установки.

Изобретение относится к области энергетики, преимущественно к энергетическим агрегатам транспортных установок. .

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в качестве двигателя летательного аппарата (ЛА). Двигатель внешнего сгорания содержит герметичный корпус (1) в форме усеченного конуса, частично заполненный теплоносителем. Корпус содержит испаритель (2) и конденсатор (3). В корпусе содержится теплоизоляционное кольцо (4), являющееся элементом корпуса и жестко скрепленное как с испарителем, так и с конденсатором двигателя. К теплоизоляционному кольцу жестко крепится рабочее колесо (5) турбины с рабочими лопатками, охваченными ободом (6). Рабочее колесо турбины жестко крепится к полому валу (7) двигателя. На полый вал установлено сопловое колесо (8) турбины, охваченное ободом (9), представляющим собою внутренний кольцевой магнит. Ободья обоих колес установлены с образованием кольцевого зазора (10) с корпусом. Колесо с сопловыми лопатками установлено с возможностью вращения по отношению к полому валу - на подшипниках (11). Над внутренним кольцевым магнитом установлен внешний кольцевой магнит (12), жестко связанный с корпусом (13) ЛА. На полый вал двигателя жестко крепится винт (14). В корпусе двигателя, в зоне конденсации, содержатся теплопроводные стержни (15), на которых жестко закреплены тарелки (16), профиль которых образован технологической операцией “накатка” с обеих сторон. Вокруг испарителя расположена спиральная камера сгорания (17) с форсунками (18). Внутри испарителя содержится металлическая мелкопористая губка (19). Достигается повышение мощности двигателя, безопасность его транспортировки в нерабочем состоянии, а также уменьшение массогабаритных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх