Двигатель с внешним подводом тепла

 

Союз Советскин

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.04.78 (21) 2599626/25-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

F02 G 1/04

Гасударственный нам»тат

СССР о делан нзвбретени» и вткрмтнй

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 25.08.81 (53) УДК 621.41 (088 8) (72) Авторы изобретения

1

В. Ю. Макарявичюс, С. С. Нарбутас и Г./П . Захаров

Институт физико-технических проблем энергетики АН Литовской-ССР (71) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛА

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано при разработках упрошенных двигателей с внешним подводом тепла.

Известны двигатели с внешним подводом тепла, содержащие корпус, разделенный на горячую и холодную газовые камеры, сообщенные между собой через регенератор и ограниченные с внешней стороны упругими элементами, и источники подвода и отвода тепла к камерам.

Работают указанные двигатели за счет периодического изменения давления газа в камерах. Периодичность изменения давления достигается путем сжатия газа при низкой температуре и расширении его при более высокой температуре, при этом амплитуда давления, а следовательно и мощность зависит, кроме всего прочего, от теплопередающих поверхностей источников подвода и отвода тепла и их объемов (1).

К недостаткам уже известных двигателей следует отнести недостаточно развитую поверхность источников тепла и, как следствие этого, незначительные удельные мощности двигателей этого класса.

Цель изобретения — увеличение удельной мощности двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в двигателе с внешним подводом тепла упругие элементы выполнены в виде зигзагообразного каскада мембран, а пространство между мембранами и источниками тепла заполнено жидким теплоносителем.

При этом каскад мембран выполнен с

1О различными размерами щелей между соседними мембранами, причем со стороны жидкого теплоносителя ширина щелей больше, чем со стороны газовых камер.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема двигателя с внешним подводом тепла;

15 на фиг. 2 — конструкция упругого элемента.

В корпусе 1 двигателя горячая газовая камера 2 прямоугольного сечения сообщается через регенератор 3 с холодной газовой камерой 4 прямоугольного сечения, с внешней стороны камеры ограничены упругими элементами 5 и 6, а пространство 7 и 8 между упругими элементами и источником 9 подвода тепла и источником !О отвода тепла

857526

Формула изобретения

Ю

1 ъ3 Ъ у заполнено жидким теплоносителем и подключено панелями 11 к гидроцилиндрам 12 и 13, в которые вставлены плунжеры 14 и 15, кинематически связанные с механизмом отбора мощности 16. Упругие элементы 5 и 6 собраны из штампованных зигзагообразных мембран 17, соединенных между собой последовательно по полупериметру таким образом, что размеры щелей между соседними мембранами различны. Каскад мембран заключен в рамку 18, служащую для установки его в корпус двигателя.

Работает двигатель следующим образом.

Тепло от источника подвода тепла 9 через теплоноситель, заполняющий пространство 8 и упругий элемент 6, нагревает газ в камере 2. Газ расширяется и давит на оба упругие элементы 5 и 6, а те, в свою очередь, через жидкий теплоноситель передают давление на плунжеры 14 и 15. Объемы камер 2 и 4 увеличиваются, причем объем камеры 4 за счет механизма 16 увеличивается быстрее, чем объем камеры 2. Газ начинает перетекать из камеры 2 в камеру 4 через регенератор 3, где он частично отдает свое тепло, далее отвод тепла идет через упругий элемент 5, теплоноситель, заполняющий пространство 7 и источник 10 отвода тепла.

3а счет увеличения объема и отвода тепла давление в камерах падает, заканчивается рабочий такт двигателя и начинается такт сжатия.

В это время большая часть газа сосредоточена в холодной камере и поэтому сжатие идет при более низкой температуре, чем расширение. Развитая поверхность упругих элементов 5 и 6 позволяет подвести и отвести от газа большее количество тепла, т. е. увеличить верхнюю температуру и понизить нижнюю, а это значит увеличить

5 термический КПД цикла Стирлинга. Увеличенке же термического КПД при прочих равных условиях ведет к увеличению эффективного КПД или, иначе говоря, к увеличению удельной мощности двигателя.

1. Двигатель с внешним подводом тепла, содержащий корпус, разделенный на горя" чую и холодную газовые камеры, сообщенные между собой через регенератор и ограниченные с внешней стороны упругими элементами, и источники подвода и отвода тепла к камерам, отличающийся тем, что, с

2О целью увеличения удельной мощности двигателя, упругие элементы выполнены в виде зигзагообразного каскада мембран, а пространство между мембранами и источниками тепла заполнено жидким теплоносителем.

2. Двигатель по и. 1, отличающийся тем, 25 что каскад мембран выполнен с различными размерами щелей между соседними мембранами, причем со стороны жидкого теплоносителя ширина щелей больше, чем со стороны газовых камер.

Источники информации, зо принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2149818, кл. F 01 К 25/00, опублик. 1973.

857526

Редактор А. Шандор

Заказ 7188/56

Составитель И. Дикопов

Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Тираж 581 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4