Двигатель с внешним подводом теплоты

 

(72) Авторы изобретения

А. П. Меркулов, А. И. Довгялло, А. Е. К и А. Г. Мелентьев (73) Заявитель

Куйбышевский авиационный институт (54) ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двигателях с внешним подводом теплоты.

Известны двигатели с внешним подводом теплоты, содержащие корпус, по меньшей мере одну пару двустенных цилиндров, в каждом из которых пространство между стенками заполнено циркулирующим теплоносителем, а внутренняя полость разделена при помощи поршня на две заполненные рабо16 чич телом камеры. надпоршневую и подпоршневую, сообщенные с одноименными камерами соседнего цилиндра через регенератор и силовой механизм, ус15 тановленный в корпусе и снабженный соединительными элементами, связывающими его с поршнями, и источники подвода и отвода тепла от рабочего те() .

Однако эти двигатели имеют низкую экономичность при ограниченных объемах камер за счет сравнительно больших сил трения, а также ухудшения ус2 ловий теплообмена между внешними теплоносителями н рабочим телом.

Цель изобретения — повышение коэффициента полезного действия при огра?ниченных объемах камер путем уменьшения потерь на трение и интенсификаицю теплообмена между теплоноситвлями и рабочим телом.

Для достижения поставленной цели в известном двигателе внутренняя стенка каждого двустенного цилиндра выполнена в виде двух оппозитно размещенных сильфонов, каждый поршень— в виде примыкающих друг к другу торцов сильфонов, наружная стенка каждого двустенного цилиндра выполнена в виде цилиндрической оболочки, а противолежащие торцы сильфонов соединены с торцовыми стенками оболочки, причем источник подвода тепла подключен к межстенному пространству одного цилиндра, а источник отводак межстенному пространству другого.

При этом, соединительные элементы силового механизма Выполнены В виде двух параллельных траверс, одна из которых, верхняя, жестко соединена

1 с поршнями и связана со второй— нижней, при помощи двух стержней, установленных В направляющих.

На фиг, ) изображен двигатель с

ВНЕШНИК ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫр ПРОДОЛЬ ный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг.l на фиг. 4 — разрез В-В на фиг, 1,„ по оси патрубков теплоносителей.

Двигатель содержит корпус из двух частек — верхней 1 и нижней 2, по меньшей мере одну пару двустенных цилиндров, установленных в верхней части корпуса 1. Внутренняя стенка кяждОГО двустеннОгo цилиндра ВыпОл иена в виде двух оппозитно размещенных сильфонов 3, а наружная стенка— в виде цилиндрической оболочки 4 с патрубками 5 и б, соответственно подвода и отвода теплоносителей. Примыкающие друг к другу торцы 7 оппозитно расположенных сильфонов 3 соединены между собой и с верхней траверсой 8, которая через стержни 9, установленные в направляющих 10 и нижнюю траверсу 11, связана с силовым механизмом 12. Противолежащие торцы 13 оппоэитно расположенных сильфонов 3 соединены с торцовыми стенками оболочки 4.

В каждом двустенном цилиндре Пространство 14 и 15 между сильфонами

3 и оболочкой 4 заполнено циркулирующим теплоносителем, соответственно горячим и холодным. Внутренняя полость каждого двустенного цилиндра ра-,. Пена при помощи примыкающих друг к,ругу тОрцоВ 7 сильфОКОВ 3, ВыпОлняющих роль поршня на дВе эа полненные рабочим телОМ KBMGpbI над го-,ж:,-;:евую 16 и подпоршЬевую 17. Одноименные камеры цилиндров сообщаются меыду собой через регенератор 18, Двигатель работает следующим обра=ом.

К рабочему телу тепло постоянно подводится через развитую поверхность сильфонов 3 одного из цилиндров и отво,.-,,ится через поверхность сильфонов

3 другого цилиндра. Полезная работа, получ.-;:.емая при осуществлении цикла

Стирлинга, реализуется в прямолинейное возвратно-поступательное движение сильфонов 3 и траверсы 8, преобра- зуемое силовым механизмом 12 во вращательное движение выходного вала. . Интенсивность теплообмена значительно возрастает как за счет развитых поверхностей теплообмена (сильфона), а также за счет турбулизации потока внешних теплоносителей и рабочего тела. Отсутствие пар трения поршень-цилиндр Способствует снижению потерь на трение.

Выполнение Внутренней стенки ка)кдого двустенного цилиндра в виде двух оппозитно размещенных сильфонов, пор1шней — в виде примыкающих друг к другу торцов сильфонов позволяет повысить коэффициент полезного действия двигателя при ограниченных объемах камер. за счет эффективного использования внешних теплоносителей, уменьшения потерь тепла и потерь на трение.

Формула изобретения

1. Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий корпус, по меньшей мере одну пару двустенных цилиндров, в каждом из которых пространство между стенками, заполнено циркулирующим

Зо теплоносителем, а внутрення полость разделена при помощи поршня на две заполненные рабочим телом камеры. надпоршневчю и подпоршневую, сообщеннь е с одноименными камерами со35 седнего цилиндра через регенератор и силовой механизм q установленный в корпусе и снабженный соединительными элементами, связывающими его с поршнями, и источники подвода и отвода

40 тепла от рабочего тела, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повыше". ния коэффициента полезного действия при ограниченных объемах камер пуф5 тем уменьшения потерь на трение и интенсификации теплообмена между теплоносителями и рабочим телом, внутренняя стенка каждого двустенного цилиндра выполнена в виде двух оппозитно размещенных сильфонов, каждый пор50 шень — в виде примыкающих друг к другу торцов сильфонов, наружная стенка каждого двустенного цилиндра Выполнена в виде цилиндрической обо55 лочки, а противолежащие торцы сильфонсш соединены с торцовыми стенками

Оболочки, причем источник подвода тепла подключен к межстенному пространству одного цилиндра, а источник

8552 . 1 ф

1 на со второй, нижней, при помощи двух стержней, установленных в направляю щих е

5 отвода тепла - к межстенному пространству другого.

2. Двигатель по п. 1, о т л и— ч а ю щ и Й с я тем, что соединительные элементы силового механизма выполнены в виде двух параллельных треверс, одна из которых, верхняя, жестко соединена с поршнями и связа5 Источники инФормацнн. принятые во внимание при экспертизе

l. Патент Великобритании Ф 777931, кл. 7 (1) С, опублик. 1957.

855241

Составител С. Амандыков

Техред М.Коштура Корректо С. Швкмар »

Редактор М. Хома

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 859 48 Тираж 581 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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