двигатель стирлинга

Формула изобретения

ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА, содержащий цилиндрово-поршневую группу, приводной механизм, холодильник, регенератор и нагреватель трубчатой конструкции, отличающийся тем, что нагреватель заключен в объем распределительной камеры и состоит из двух параллельных слоев труб, связанных между собой и с регенератором коллекторами, причем слой труб, входной для газовоздушной смеси, имеет промежуток между трубами 0,5 1,0 мм, слой труб, находящихся на выходе газовоздушной смеси, отдален от входного слоя на расстояние 1 3 мм и расположен по отношению к нему в плане либо под углом, либо в шахматном порядке с промежутком между трубами в слое 1 1,5 мм, распределительная камера замыкается на входной слой труб и к ней подключен инжекционный смеситель с соплом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике, а конкретнее к двигателям Стирлинга (ДС).

Известны ДС, содержащие цилиндры с полостями расширения и сжатия, ограниченные поршнями, приводной механизм, нагреватель, регенератор и холодильник различных конструкций, связывающие полости расширения и сжатия. ДС имеют различные источники нагрева.

Известен также ДС, содержащий цилиндро-поршневую группу, приводной механизм, холодильник, регенератор и нагреватель трубчатой конструкции, в котором теплоподводящее устройство находится локально в центре камеры сгорания, предопределяя тем самым неравномерный нагрев теплообменника, что в итоге приводит к понижению выходной мощности двигателя.

Цель изобретения увеличение равномерности нагрева.

Цель достигается тем, что нагреватель двигателя состоит из двух параллельных слоев труб, связанных между собой и регенератором коллекторами, причем слой труб входной для газовоздушной смеси (ГВС) имеет промежуток между трубами 0,5-1 мм, слой труб находящийся на выходе ГВС отделен от входного слоя на расстояние 1-3 мм и расположен по отношению к нему в плане либо под углом, либо в шахматном порядке с промежутком между трубами в слое 1-1,5 мм, и заключен (нагреватель) в объем распределительной камеры, замыкаемой на входной слой труб, к которой подключен инжекционный смеситель с соплом.

На чертеже изображен двигатель, у которого 1 цилиндро-поршневая группа; 2 приводной механизм; 3 холодильник; 4 регенератор; 5 входной слой труб; 6 выходной слой труб (в середине сделан условно просвет для показа слоя 5); 7 коллекторы; 8 камера распределения ГВС; 9 инжектор; 10 сопло.

ГВС через инжекционный смеситель попадает в распределительную камеру, с которой проистекает через слои трубчатого нагревателя. При зажигании на входном слое труб образуются полосы микрофакелов, нагревающие выходной слой, который, накаляясь, начинает излучать энергию и на входной слой труб, нагреваемый, в свою очередь, и микрофакелами. В результате теплообменных процессов система труб нагревателя приходит в равномерно нагретое состояние, поддерживаемое пламенем микрофакелов, находящихся между слоями труб, что позволяет ДС эффективно работать, не понижая выходной мощности из-за боязни аварийной ситуации.

Геометрия системы труб нагревателя объясняется физикой процессов горения и распространения пламени. У входного слоя размер щелей определяется из условия непревышения скорости распространения пламени скорости истечения ГВС, у выходного слоя наоборот, расстояние между слоями определяется высотой микрофакелов.