Двигатель стирлинга

Двигатель стирлинга

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: двигателестроение, а именно двигатели, работающие по циклу Стирлинга, преимущественно малой мощности . Сущность изобретения: двигатель содержит цилиндр 1, вытеснительный 2 и рабочий 3 поршни, размещенные внутри цилиндра и разделяющие его объем на полость 4 расширения и полость 5 сжатия, корпус 9 с верхней крышкой, расположенный снаружи цилиндра с образованием кольцевого канала 10, причем нагреватель 6, регенератор 7 и холодильник 8 размещены в кольцевом канале. Нагреватель 6 выполнен с первой 11

СОК 3 СОВЕ ГСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 02 G 1/043

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 (21) 4767671/06 (22) 12.12.89 (46) 15.04.92. Бюл. М 14 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) Б.В. Сударев, С.П. Столяров, С.Л. Деменок и B.Â, Медведев (53) 621.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1110917, кл. F 02 G 1/055, 1983.

Уокер Г. Двигатель Стирлинга, М.: Машиностроение, 1985, с. 103.. Ж 1726828 А1 (54) ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА (57) Использование: двигателестроение, а именно двигатели, работающие по циклу

Стирлинга, преимущественно малой мощности, Сущность изобретения: двигатель содержит цилиндр 1, вытеснительный 2 и рабочий 3 поршни, размещенные внутри цилиндра и разделяющие его объем на полость

4 расширения и полость 5 сжатия, корпус 9 с верхней крышкой, расположенный снаружи цилиндра с образованием кольцевого канала 10, причем нагреватель 6, регенератор

7 и холодильник 8 размещены в кольцево канале. Нагреватель 6 выполнен с первой 11

1726828 и второй 12 торцовыми проницаемыми крышками, установленными в кольцевом канале, и заполнен теплоаккумулирующими шарами 13 с диаметром, равным d = (0,2 0,05)(D1 - D2), где 01 — внутренний диаметр корпуса, Dz — наружный диаметр цилиндра, Выполнение нагревателя в виде засыпки теплоаккумулирующих шаров позволяет достигнуть высокой величины тепИзобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям, работающим по циклу Стирлинга, преимущественно малой мощности.

Известен двигатель Стирлинга, содержащий цилиндр, вытеснительный и рабочий поршни, размещенные внутри цилиндра и разделяющие объем цилиндра на полость расширения и полость сжатия, нагреватель, регенератор, холодильник, установленные в магистрали, соединяющей полость расширения с полостью сжатия, корпус с верхней крышкой, расположенный снаружи цилиндра, причем нагреватель образован сборным коллектором и рядом трубок, расположенных по окружности корпуса и размещенных в полости камеры сгорания и подключенных через одну к полости расширения и регенератору, нагреватель снабжен двумя коаксиально расположенными кожухами, охватывающими трубки нагревателя, объем между которыми заполнен гранулированным катализатором, В известном двигателе сравнительно низкий коэффициент теплоотдачи от трубок нагревателя к рабочему газу обуславливает необходимость увеличения объема нагревателя и, следовательно, "мертвого" объема двигателя, Из-за низкой эффективной теплопроводности недостаточно стабилизируется температура нагрева рабочего газа,, о снижает эффективность показателей двигателя.

Известен также двигатель Стирлинга, содержащий цилиндр, вытеснительный и рабочий поршни, размещенные внутри цилиндра и разделяющие объем цилиндра на полость расширения и полость сжатия, нагреватель, регенератор и холодильник, установленные в магистрали, соединяющей полость расширения и полость сжатия, корпус с верхней крышкой, расположенный снаружи цилиндра с образованием кольцевого канала, причем нагреватель, регенератор и холодильник размещены в кольцевом канале.

45 лосъема с единицы поверхности корпуса двигателя, наименьшего значения градиента температур в шаровой засыпке, минимально возможно "мертвого" объема нагревателя и стабилизации температуры нагрева рабочего тела, что приводит к повышению эффективных показателей двигателя. 1 з. п. ф-лы, 1 ил, В известном двигателе велики термические напряжения в ребрах оболочки. Кроме того, интенсивность теплообмена при движении рабочего тела в каналах между ребрами вследствие их большой длины и слабого турбулентного перемешивания рабочего тела сравнительно невелика, что обуславливает недостаточную стабилизацию температуры нагрева рабочего тела и невысокую эффективность показателей двигателя, Целью изобретения является повышение эффективности показателей двигателя.

Цель достигается тем, что в двигателе нагреватель выполнен с первой и второй торцовыми проницаемыми крышками, установленными в кольцевом канале, и заполнен теплоаккумулирующими шарами, причем шары выполнены с диаметром, равным

d =(0,210,05)(D1- 02), где 01 — внутренний диаметр корпуса;

Dz — наружный диаметр цилиндра, проницаемые крышки выполнены перфорированными, причем диаметр d< отверстий выполнен равным dp < 0,5d, а степень перфорации fn выполнена больше, чем 0,5.

На чертеже показан двигатель Стирлинга, продольный разрез.

Двигатель Стирлинга содержит цилиндр 1, вытеснительный 2 и рабочий 3 поршни, размещенные внутри цилиндра 1 и разделяющие его объем на полость 4 расширения и полость 5 сжатия, нагреватель 6, регенератор 7, холодильник 8, корпус 9 с верхней крышкой, расположенный снаружи цилиндра 1 с образованием кольцевого канала 10, соединяющего полости расширения 4 и сжатия 5, причем нагреватель 6, регенератор 7 и холодильник 8 размещены в кольцевом канале 10. Нагреватель 6 выполнен с первой 11 и второй 12 торцовыми проницаемыми крышками, установленными в кольцевом канале 10, и заполнен теплоаккумулирующими шарами 13.

Двигатель работает следующим образом.

1726828

25

35

Составитель П.Шукалов

Редактор Г.Лазоренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т,Малец

Заказ 1264 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производстве но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При работе двигателя рабочее тело, проходя по кольцевому каналу 10 из полости 5 сжатия, нагревается в регенераторе 7, нагревателе 6 и поступает в полость 4 расширения. Двигаясь через нагреватель 6, рабочее тело через перфорированную крышку

12 протекает в кольцевой канал 10, омывает шары 13, турбулизируется, нагревается, получая теплоту как от стенок корпуса 9, так и от шаров засыпки. При обратном движении рабочего тела из полости 4 оно охлаждается в регенераторе 7, холодильнике 8 и поступает в полость 5.

Выполнение нагревателя в виде засыпки теплоаккумулирующих шаров, размещенной между двумя проницаемыми крышками,позволяетдостигнуть высокой величины теплосъема с единицы поверхности корпуса двигателя, наименьшего значения градиента температур в шаровой засыпке, минимально возможного "мертвого" объема нагревателя и стабилизации температуры нагрева рабочего тела, что приводит к повышению эффективных показателей двигателя.

Формула изобретения

1. Двигатель Стирлинга, содержащий цилиндр, вытеснительный и рабочий поршни, размещенные внутри цилиндра и разделяющие объем цилиндра на полость расши50 рения и полость сжатия, нагреватель, регенератор, холодильник, установленные в магистрали, соединяющей полость расширенияс полостьюсжатия, корпус с верхней крышкой, расположенный снаружи цилинд55 ра с образованием кольцевого канала, причем нагреватель, регенератор и холодильник размещены в кольцевом канале, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности показателей двигателя, нагреватель выполнен с первой и второй торцовыми проницаемыми крышками, установленными в кольцевом канале, и заполнен теплоаккумулирующими шарами, причем шары выполнены с диаметром, 5 равным

d = (0,2+ 0,05)(Di - Оз), где 0 — внутренний диаметр корпуса, Dz — наружный диаметр цилиндра.

10 2. Двигатель по п, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что проницаемые крышки выполнены перфорированными, причем диаметр d отверстий выполнен равным б (0,5б, а степень перфорации fn выполнена больше, чем

15 0,5.