Двигатель с внешним подводом теплоты

 

1. ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий теплопередающие кожухи и раз.мещенные в них снабженные плоскими крышками сильфоны , внутренние объемы которых образуют «горячую и «холодную полости двигателя , подключенные друг к другу через перепускные каналы и регенератор, отличающийся те.м, что, с целью повышения удельной мош,ности, двигатель дополнительно снабжен штоком и двумя сильфонами, один из которых выполнен «горячим, а другой - «холодным, и все сильфоны размеш ,ены на штоке, причем одна из крышек каждого сильфона выполнена в виде тарельчатого вытеснителя, жестко закрепленного на штоке, а перепускные каналы выполнены в виде осевых и радиальных сверлений в штоке и трубок перепуска, соедиНЯЮШ .ИХ сверления с внутренними полостями сильфонов. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что оба «горячих сильфона размеш,ены в обшем кожухе.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECIlYEi JIHH

„,SUÄÄ 1134754

4rsg F 02 G 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3557777/25-06 (22) 28.02.83 (46) 15.01.85. Бюл. № 2 (72) А. П. Меркулов, В. И. Андреев и А. Ю. Ниц (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С. П. Королева (53) 621.41 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 1413438, кл. Е 10, 1978. (54) (57) l. ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ

ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий теплопередающие кожухи и размещенные в них снабженные плоскими крышками сильфоны, внутренние объемы которых образуют «горячую» и «холодную» полости двигателя, подключенные друг к другу через перепускные каналы и регенератор, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, двигатель дополнительно снабжен штоком и двумя сильфонами, один из которых выполнен «горячим», а другой — «холодным», и все сильфоны размещены на штоке, причем одна из крышек каждого сильфона выполнена в виде тарельчатого вытеснителя, жестко закрепленного на штоке, а перепускные каналы выполнены в виде осевых и радиальных сверлений в штоке и трубок перепуска, соединяющих сверления с внутренними полостями сильфонов.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что оба «горячих» сильфона размещены в общем кожухе.

1134754

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании компактного бесшумного двигателя с внешним подводом теплоты небольшой мощности и веса, способного использовать различные источники теплоты, в том числе солнечную и радиоизотопную.

Известен двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий корпус, по меньшей мере с одним цилиндром, в котором размещен регенератор, разделяющий внутренний объем цилиндра на «горячую» и

«холодную» полости переменного объема, сильфонные поршни, скрепленные с цилиндром и подключенные друг к другу перепускными клапанами, теплопередающие кожухи, охватывающие торцевые части цилиндра и сильфонные поршни и заполненные теплоаккумулирующей жидкостью, аппаратуру теплообмена, связанную с кожухами, и гидроцилиндр с плунжером, сообщенный с гидравлическими полостями кожуха (1).

К недостаткам известного двигателя следует -отнести сложность конструкции, небольшую частоту колебания поршней из-за наличия гидравлических объемов и небольшую выходную мощность, как следствие низкого термического КПД больших механических потерь и малой частоты перемещения поршней.

Цель изобретения — увеличение удельной мощности двигателя.

Указанная цель достигается тем, что двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий теплопередающие кожухи и размещенные в них снабженные плоскими крышками сильфоны, внутренние объемы которых образуют «горячую» и «холодную» полости двигателя, подключенные друг к другу через перепускные каналы и регенератор, дополнительно снабжен штоком и двумя сильфонами, один из которых выполнен «горячим», а другой — «холодным», и все сильфоны размещены на штоке, причем одна из крышек каждого сильфона выполнена в виде тарельчатого вытеснителя, жестко закрепленного на штоке, а перепускные каналы вы-. полнены в виде осевых и радиальных сверлений в штоке и трубок перепуска, соединяющих сверления с внутренними полостями сильфонов.

Причем оба «горячих» сильфона размешены в общем кожухе.

На чертеже показана принципиальная схема двигателя, продольный разрез.

Двигатель содержит два «горячих» сильфона 1, размещенных в герметичном тепловоспринимающем кожухе 2, и два «холодных» сильфона 3, размещенных в герметичных теплоотделяющих кожухах 4, которые служат одновременно рабочими полостями нагнетания жидкости потребителю. Тарель5

55 чатые вытеснители 5 и 6 «горячих» сильфонов закреплены на штоке 7 и выполнены таким образом, что центральные их части

8 вместе с трубками перепуска 9 играют роль корпуса золотника перепускного устройства, тарельчатые вытеснители 10 «холодных» сильфонов жестко закреплены на концах штока 7, в котором выполнены осевые 11 и радиальные 12 сверления, соединяющие внутренние объемы сильфонов.

Шток совершает возвратно-поступательное движение в направляющих втулках 13, плоские крышки 14 «холодных» сильфонов жестко соединены с плоскими крышками 15 «горячих» сильфонов втулками 16, одновременно с втулками играющих роль корпусов регенераторов 17. Внутренние объемы сильфонов заправлены рабочим телем, например, гелием до некоторого определенного давления заправки, полость кожуха 2 надута этим же рабочим телом до некоторого среднего давления цикла. Для получения оптимальной мощности двигателя необходимо, чтобы отношение диаметра каждого «горячего» сильфона к диаметру «холодного» было выполнено равным 1 Г "), где Тх—

Тг заданная температура рабочего тела в «холодной» полости; Тг — заданная температура рабочего тела в «горячей» полости.

Двигатель работает следующим образом.

Система находится в крайнем левом положении. как это показано на чертеже. В этом положении левая и правая полости двигателя сообщаются друг с другом через перепускное устройство по схеме: полость правого «горячего» сил ьфона — радиальное 12 и осевое 11 сверлення правой половины штока 7 — трубка перепуска 9 -- левый регенератор 17 — полость левого «холодного» сильфона 3, за счет чего давления рабочего тела в левом и правом объемах двигателя равны. При этом в левом объеме все рабочее тело находится в «холодном» сильфоне, а ь правом объеме — в «горячем» сильфоне. Левый «горячий» и правый «холодный» сильфочы сжаты, и их рабочие объемы близки к нулю. За счет собственной упругости система начинает перемещаться вправо к среднему положению, при этом радиальное сверление 12 r правой половине штока 7 закрывается, в левом объеме рабочее тело начинает перетекать через левый регенератор 17 из левого «холодного» сильфона 3 в левый «горячий» сильфон 1, за счет чего давление в левом объеме возрастает. В правом объеме рабочее тело начинает перетекать из правого «горячего» сильфона 1 через правый регенератор. 17 в правый «холодный» сильфсн 3, за счет чего давление в правом объеме падает.

Таким образом, по мере перемещения штока слева направо разность давлений в

1134?54

Составитель И. Ди копов

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 538 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Редактор К. Волощук

Заказ 9874/32 левом объеме двигателя непрерывно возрастает, что при различии диаметров «горячих» и «холодных» сильфонов создает силу для совершения внешней работы. При достижении системой крайнего правого поло жения открывается радиальное сверление

12 в левой половине штока 7 и происходит перепуск части рабочего тела из левого объема в правый по схеме: полость левого «горячего» сильфона 1 — радиальное 12 и осевое 11 сверления левой половины штока 7— правый регенератор 17 — полость правого

«холодного» сильфона. 3а счет перепуска давление в левом и правом объемах выравнивается, упругие силы системы начинают перемещать шток влево, осуществляется обратный ход аналогичный прямому.

Таким образом, двигатель с внешним подводом теплоты с четырьмя сильфонами имеет более высокую эффективную и удельную мощности, высокий термический

КПД, конструктивно прост и имеет небольшой вес и габариты.