Ротативный тепловой бесшатунный двигатель

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к тепловым двигателям, работающим по циклу Стирлинга, и может применятся для использования отработанного тепла котельных, теплоэлектроцентралей и других источников разницы температур. В отличие от ротативных звездообразных поршневых двигателей, для отказа от шатуна и снижение бокового трения, цилиндры закреплены на поворотных кронштейнах, а отказ от поршня в пользу диафрагмы упрощает герметизацию и исключает трение в цилиндре, что благотворно сказывается на эффективности.

Техническим результатом полезной модели является создание простого и эффективного теплового двигателя.

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к тепловым двигателям работающим по циклу Стирлинга, и может применяться для использования отработанного тепла котельных, теплоэлектроцентралей и других источников разницы температур.

Известен двигатель Стирлинга основанный на периодическом нагреве и охлаждении рабочего тела с извлечением энергии из возникающего при этом изменения объема рабочего тела, а так же звездообразный механизм с центральными и прицепными шатунами, и бесшатунный механизм С.С. Баландина (см. книга Даниличев, Ефимов, Звонов, Круглов, Шувалов «Двигатели Стирлинга», Машиностроение, 1977 г., стр.54). Звездообразный механизм с центральными и прицепными шатунами выбран в качестве прототипа. Недостатками этого двигателя является сложный шатун и трудность создания эффективных уплотнений поршней. Задачей полезной модели являться упрощение конструкции и повышение эффективности двигателя.

Достигаемым техническим результатом является создание простого и эффективного теплого двигателя.

Для достижения технического результата в звездообразном механизме с центральными и прицепными шатунами новым является то, что двигатель выполнен ротативным, блок цилиндров представляет собой свободно вращающийся на оси круг по окружности которого цилиндры закреплены на поворотных кронштейнах, а в место поршней применены диафрагмы.

Применение поворотных кронштейнов для крепления цилиндров позволяет отказаться от прицепных шатунов, так как цилиндр с помощью направляющих поворачивается сам, что значительно упрощает конструкцию, а применение диафрагмы в место поршня снижает затраты на трение в цилиндре, что повышает эффективность двигателя, и так же упрощает создание герметичности цилиндра. Цилиндры, заполненные рабочим телом, запертым диафрагмой, находятся на круге симметрично оси вращения и равноудалены друг от друга по окружности, диафрагмы через центральные шатуны упираются в опору жестко связанную с осью вращения круга, находящуюся на расстоянии в половину рабочего хода диафрагмы, центральные шатуны находятся в направляющих связанных с цилиндром.

Количество цилиндров, не менее четырех, зависит от размеров двигателя, самих цилиндров и задач, стоящих перед двигателем.

Для работы двигателя необходима среда с разницей температур позволяющей рабочему телу, находящемуся в цилиндрах, нагреваясь и охлаждаясь, меняя объем, совершать полезную работу.

На фигурах 1 и 2 показана полезная модель, состоящая из круга 1 вращающегося на оси 2, закрепленных на подвижных кронштейнах 3, цилиндров 4, в которых рабочее тело 5 заперто диафрагмой 6, которая через центральный шатун 7, находящийся в направляющих 8 упирается в опору 9.

Для работы полезную модель необходимо поместить в среду с разницей температур таким образом, чтобы ось вращения круга 2 и опора шатунов 9 находились в плоскости разделяющей зоны тепла и холода. В цилиндре 4, находящемся в теплой зоне рабочее тело 5, расширяясь, создает давление, а в холодной зоне сжимается, создавая разряжение. Так как диафрагмы 6 через центральные шатуны 7 связаны с опорой 9, создаваемые усилия через подвижные кронштейны 3 передается кругу 1, заставляя его вращаться. Поворачиваясь, круг вводит в теплую и холодную зоны новую пару цилиндров и цикл повторяется. Благодаря направляющим 8 цилиндры всегда направлены на опору шатунов. Для ускорения нагрева и охлаждения рабочего тела в цилиндрах применяются радиаторы.

Ротативный тепловой бесшатунный двигатель, работающий по циклу Стирлинга, отличающийся тем, что цилиндры закреплены на поворотных кронштейнах, и применены диафрагмы.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх