двигатель с внешним подводом теплоты

Формула изобретения

ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий теплоизолированный корпус с полостями расширения и сжатия, поршни, холодильник, регенератор, системы подачи и отвода газа и рабочий вал, отличающийся тем, что он снабжен барабаном, установленным на рабочем валу в корпусе, корпус выполнен торообразным и разделен перегородкой на две полости, а поршни и регенератор функционально объединены и выполнены в виде гибких рукавов, первые концы которых соединены гибкой связью с барабаном, а вторые концы вывернуты наизнанку и закреплены в корпусе, полости корпуса сообщены с помощью клапанов с системой подачи горячего газа и с внешней средой, а полость, образованная вывернутыми участками рукавов, заполнена текучим агентом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в различных областях народного хозяйства. Известны двигатели Стирлинга, содержащие два цилиндра с двумя поршнями. В одном цилиндре воздух сжимается и вытесняется во второй цилиндр, нагреваемый снаружи. В нем воздух расширяется, толкает рабочий поршень и после этого вытесняется в холодный цилиндр.

Порция воздуха непрерывно циркулирует между теплым и холодным цилиндрами, периодически изменяя свой объем. При этом расширение происходит при значительно более высокой температуре, чем сжатие, что дает выигрыш в работе. Двигатель может работать практически от любого источника энергии (Двигатели Стирлинга. /Под ред. М.Г.Круглова, М.: Машиностроение, 1977, с. 84-86).

Наиболее близким к предлагаемому является двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий корпус с полостями расширения и сжатия, поршни, холодильник, регенератор и системы подачи и отвода газа.

К недостаткам такого двигателя относятся проблема уплотнений, возможность заклинивания поршней, потери на трение, уровень шума.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности путем снижения потерь на трение и интенсификации теплообмена.

Для этого двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий теплоизолированный корпус с полостями расширения и сжатия, поршни, холодильник, регенератор и системы подачи и отвода газа и рабочий вал, согласно изобретению снабжен барабаном, установленным на рабочем валу в корпусе, корпус выполнен торообразным и разделен перегородкой на две полости, а поршни и регенератор функционально объединены и выполнены в виде гибких рукавов, первые концы которых соединены гибкой связью с барабаном, а вторые концы рукавов вывернуты наизнанку и закреплены в корпусе, полости корпуса сообщены с помощью клапанов с системой подачи горячего газа и с внешней средой, а полость, образованная вывернутыми участками рукавов, заполнена текучим агентом.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен двигатель в сечении.

Двигатель содержит торообразный корпус 1 с теплоизолированным покрытием. В полости 2 установлен барабан 3 на рабочем валу 4. На барабан 3 намотан трос (гибкая связь) 5, соединенный с концами 6 рукавов 7 и 8, а концы 9 рукавов 7 и 8 закреплены в полости 2. В полости 2 размещен холодильник 10. В корпусе 1 установлена перегородка 11, образующая полости 12 и 13. Через клапан 14 система 15 подачи горячего газа сообщена с полостями 12 и 13, а через клапан 16 полости 12 и 13 сообщены с внешней средой. Полость 2 заполнена текучим агентом.

Устройство работает следующим образом.

Системой 15 подают горячий газ в полость 12, который давит на рукав 7. Рукава 7 и 8 перемещаются вправо. Рабочий агент из рукава 7 выдавливается через холодильник 10 в полость рукава 8. Рукав 8 охлаждается. Охлажденный рукав 8 постоянно вкатывается в полость 13, охлаждая ее. Давление газа в полости 13 уменьшается. Возникает разность давлений газа в полостях 12 и 13. Трос 5 вращает барабан 3, а через него - вал 4. Часть охлажденного газа выдавливается из полости 13 через клапан 16 во внешнюю среду. После того, как рукав 8 подойдет к перегородке 11, происходит переключение системы 15. Через клапан 14 горячий газ подают в полость 13. Рукава 7 и 8 начинают перемещаться влево. Рукав 8 выдавливает текучий агент через холодильник в рукав 7. В холодильнике 10 горячий текучий агент охлаждается. Холодный текучий агент и рукав 7 постоянно вкатываются в полость 12, охлаждая в нем газ, давление которого падает. Барабан 3 вместе с валом 4 и тросом 5 вращаются в обратную сторону. После охлаждения газа в полости 12 остатки газа рукавом 7 выдавливаются во внешнюю среду через клапан 16. После прихода рукава 7 к перегородке 11 цикл повторяется.