ES2557632T3 - Motor de combustión externa - Google Patents

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ES2557632T3
ES2557632T3 ES12729193.8T ES12729193T ES2557632T3 ES 2557632 T3 ES2557632 T3 ES 2557632T3 ES 12729193 T ES12729193 T ES 12729193T ES 2557632 T3 ES2557632 T3 ES 2557632T3
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    • F01B3/0079Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having pistons with rotary and reciprocating motion, i.e. spinning pistons
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Abstract

Motor de combustión externa que comprende: - un primer cilindro (11) y un segundo cilindro (12), dispuestos angularmente desplazados en una posición fijada uno con respecto a otro, en los que un primer émbolo (20) y un segundo émbolo (30) pueden deslizarse respectivamente, estando dichos primer (11) y segundo cilindros (12) conectados de manera fluídica uno con respecto a otro para el paso de un fluido portador de calor adecuado para determinar el movimiento cíclico de dicho primer émbolo (20) y dicho segundo émbolo (30); - un árbol de transmisión (21) que gira alrededor de un eje de rotación (Z), y al que están unidos de manera sólida medios de cigüeñal (25), estando provistos dichos medios de cigüeñal (25) con al menos un primer perno (26) y al menos un segundo perno (32) que tiene ejes giratorios (J, K) paralelos uno con respecto a otro, y también dispuestos distanciados radialmente de dicho eje de rotación (Z); y - medios de conexión cinemática primero (22, 23) y segundo (31) adecuados para conectar respectivamente dicho primer perno (26) y dicho segundo perno (32) a dicho primer émbolo (20) y respectivamente dicho segundo émbolo (30) de manera que se proporcione, junto con dichos medios de cigüeñal (25), la rotación de dicho árbol de transmisión (21), en donde dicho primer perno (26) y dicho segundo perno (32) están dispuestos con los respectivos ejes giratorios (J, K) de manera angularmente desplazada de modo que dicho primer perno (26) y dicho segundo perno (32) están en ángulo en una amplitud angular deseada igual a un primer ángulo agudo (b) con respecto a dicho eje de rotación (Z), caracterizado por que dicho primer perno (26) y dicho segundo perno (32) están distanciados radialmente en una primera distancia (B) y en una segunda distancia (R) con respecto a dicho eje de rotación (Z), siendo dicha primera distancia (B) y dicha segunda distancia (R) diferentes una de otra de modo que se determine un desplazamiento diferenciado del primer émbolo (20) con respecto al del segundo émbolo (30).

Description

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DESCRIPCION
Motor de combustion externa Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un motor de combustion externa, tambien conocido como un motor Stirling, que hace uso de un ciclo de expansion y compresion isotermica de un fluido termodinamico, por ejemplo aire, nitrogeno, helio u otros gases, para determinar el movimiento alterno y clclico de un flotador y un embolo de modo que conlleve la rotacion de un determinado arbol de transmision del que se obtiene trabajo mecanico.
Antecedentes de la invencion
Se conocen motores de combustion externa, tambien conocidos como motores Stirling, que hacen uso de una diferencia de la temperatura provocada en un fluido termodinamico y activan el movimiento clclico y alterno de un flotador y un embolo.
En particular se conocen motores Stirling del denominado tipo gamma que comprenden un primer cilindro y un segundo cilindro dispuestos en cuadratura uno con respecto al otro, es decir con sus respectivos ejes en angulo de 90° uno con respecto a otro, y en los que se deslizan un primer embolo, tambien denominado flotador, y un segundo embolo. El flotador y el segundo embolo estan conectados por medio de respectivas bielas de manera proxima a un unico perno de ciguenal. Este ultimo esta enchavetado sobre un arbol de transmision del que se toma el trabajo mecanico obtenido.
El primer cilindro esta provisto de una parte caliente dispuesta cerca de la parte superior, o en otras palabras, cerca del punto muerto superior del flotador, y con una parte frla dispuesta cerca del punto muerto inferior del flotador. La parte caliente y la parte frla del primer cilindro estan calentadas y enfriadas respectivamente para transferir calor al fluido termodinamico contenido en el primer cilindro.
La parte caliente y la parte frla del primer cilindro estan conectadas de manera fluldica adecuadamente entre si, por ejemplo proporcionando extraccion de aire entre la camisa externa del primer cilindro y el flotador.
El primer cilindro, cerca de su parte frla, esta provisto de un tubo que conecta con la parte superior del segundo cilindro, de modo que se crea una conexion fluldica entre el primer y segundo cilindro.
Mediante aprovechamiento de la expansion del fluido termodinamico debido a la contribucion de calor desde la parte caliente, el segundo embolo se mueve hacia su punto muerto inferior. El flotador se mueve hacia la parte frla, implicando un enfriamiento del fluido termodinamico previamente calentado y por tanto implicando una contraccion del fluido, que extrae el segundo embolo hacia su punto muerto superior.
El movimiento alterno del segundo embolo desde el punto muerto superior hacia el punto muerto inferior hace que el arbol de transmision gire y por tanto que se genere el trabajo mecanico.
Aunque este tipo de motor es silencioso, tiene un bajo impacto medioambiental y requiere mantenimiento limitado, no permite variaciones y modulaciones de la potencia nominal, y actua sustancialmente siempre a la misma capacidad.
Debido a esta limitacion, tales motores se usan casi exclusivamente en aplicaciones donde se requiere un suministro de energla continuo y constante.
Con el fin de aumentar la flexibilidad de este tipo de motor se conoce la solicitud de patente internacional WO-A- 2010/070428 en el nombre del presente solicitante, que proporciona la posibilidad de variar el angulo reclproco entre el primer cilindro y el segundo cilindro con el fin de variar el volumen en cc del motor y por lo tanto variar los modos de funcionamiento o la velocidad de rotacion del propio motor.
Aunque esta solucion permite variar la velocidad de rotacion del motor y por lo tanto adaptarla a los requerimientos de funcionamiento de manera casi instantanea, a medida que el usuario lo requiera, en ningun caso es mas compleja que un motor estatico, y ademas, en configuraciones particulares puede tener un rendimiento de funcionamiento bastante bajo, que esta mas acentuado cuanto mas distanciados esten el primer y segundo cilindro de su estado de cuadratura. La eficacia reducida se determina por el aumento del volumen inactivo en el primer y segundo cilindro, es decir, fluido que se expande/se comprime y no genera ningun trabajo util. En ciertas situaciones esto puede conducir a este tipo de motores que abandonan su configuracion variable si las aplicaciones requieren un suministro sustancialmente constante de energla.
De hecho, con el fin de satisfacer ciertos requerimientos y solicitudes, en particular para menos complejidad y un coste economico inferior, es necesario conseguir motores estaticos y por tanto no con una configuracion variable del
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angulo reclproco entre el primer y segundo cilindro, que tienen un buen rendimiento y no son voluminosos.
Por el contrario, el motor de tipo gamma, dada la disposition del primer y segundo cilindro, tiene un motor muy voluminoso que no es aceptable en aplicaciones particulares.
El mismo documento WO-A-2010/070428 describe tambien una forma de realization del motor de combustion externa en el que los medios de conexion cinematica, tales como bielas y barras de conexion, estan unidos al primer y al segundo embolos, y respectivamente a medios de ciguenal configurados para girar alrededor de un eje de rotation y mover el primer y segundo embolo en un movimiento alterno.
Los medios de ciguenal comprenden un primer perno de ciguenal y un segundo perno de ciguenal dispuestos angularmente desplazados uno con respecto a otro y a la misma distancia del eje de rotacion, de modo que se consiga un desplazamiento del primer embolo que sea identico al del segundo embolo.
Esta forma de realizacion del motor, en algunas aplicaciones particulares, puede no ser muy eficaz desde el punto de vista termodinamico, dado que los intercambios de calor del fluido de funcionamiento no estan optimizados en el primer y segundo cilindro.
De hecho se sabe que el trabajo mecanico absorbido durante la expansion y compresion de un fluido caliente, dada la misma variation de volumen a la que esta sujeto, es siempre mayor que el trabajo mecanico absorbido durante la expansion y compresion de un fluido mas frlo. Considerando esto, el motor descrito en el estado de la tecnica no permite optimizar la relation entre los intercambios de calor en la parte caliente y frla, y las cinematicas de funcionamiento del motor.
El objetivo de la presente invention es obtener un motor de combustion externa que sea compacto, simple de fabricar, eficaz y economico.
El solicitante ha disenado, probado y realizado la presente invencion para superar las imperfecciones del estado de la tecnica y obtener estos y otros objetivos y ventajas.
Sumario de la invencion
La presente invencion se expone y se caracteriza en la revindication independiente, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras caracterlsticas de la invencion o variantes con respecto a la idea inventiva principal.
De acuerdo con el objetivo anterior, un motor de combustion externa comprende:
- un primer cilindro y un segundo cilindro, dispuestos angularmente desplazados y en una position fijada uno con respecto a otro, en los que un primer embolo y un segundo embolo pueden deslizarse respectivamente, y en los que el primer y segundo cilindro estan conectados de manera fluldica entre si para el paso de un fluido portador de calor adecuado para determinar el movimiento clclico del primer embolo y el segundo embolo;
- un arbol de transmision que gira alrededor de un eje de rotacion, y al que estan unidos de manera solida medios de ciguenal, estando provistos dichos medios de ciguenal de al menos un primer perno y al menos un segundo perno que tiene ejes giratorios paralelos uno con respecto a otro, y ademas distanciados radialmente del eje de rotacion; y
- medios de conexion cinematica primero y segundo adecuados para conectar respectivamente el primer perno y el segundo perno con el primer embolo y respectivamente con el segundo embolo de modo que se proporcione, junto con los medios de ciguenal, el giro del arbol de transmision.
De acuerdo con una caracterlstica de la presente invencion, el primer perno y el segundo perno estan dispuestos con los respectivos ejes giratorios angularmente desplazados de modo que el primer perno y el segundo perno estan en angulo en una amplitud angular deseada igual a un primer angulo agudo con respecto al eje de rotacion.
Ademas, de acuerdo con la presente invencion, el primer perno esta distanciado radialmente en una primera distancia con respecto al eje de rotacion, y el segundo perno esta distanciado radialmente en una segunda distancia con respecto al eje de rotacion, de modo que se determina un desplazamiento diferenciado del primer embolo con respecto al del segundo embolo.
De esta manera es posible optimizar la eficacia del ciclo termodinamico del motor y en particular optimizar los intercambios de trabajo mecanico del segundo embolo, optimizar los intercambios de calor dentro del primer cilindro, liberando los modos de funcionamiento termodinamicos del primer embolo con respecto al segundo. De hecho, dado que la variacion de volumen se consigue por el segundo embolo de funcionamiento, y que la variacion de la temperatura del fluido de funcionamiento se consigue mediante el primer embolo, o flotador, que imparte a este ultimo el movimiento hacia los intercambiadores de calor del primer cilindro, es util diferenciar las dos cinematicas con el fin de optimizar el funcionamiento del motor, tambien con respecto a la parte caliente y frla del primer cilindro.
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Ademas, la configuration particular del desplazamiento angular del primer y segundo perno y la diferenciacion de los desplazamientos de los embolos, permite conseguir un mecanismo cinematico que es simple de realizar y en el que se evitan condiciones cinematicas desfavorables, debido por ejemplo a los puntos muertos de los mecanismos de ciguenal con biela.
De acuerdo con otra caracterlstica, la primera distancia radial del primer perno con respecto al eje de rotation es mayor que la segunda distancia radial del segundo perno con respecto al eje de rotacion. Esto provoca un mayor desplazamiento del primer embolo dentro de la camara que el del segundo embolo, lo que permite de ese modo tener una mayor cantidad de fluido de funcionamiento que participa en el calentamiento/enfriamiento dentro del primer cilindro, es decir permite aumentar la potencia util que puede obtenerse del ciclo termodinamico del motor.
En particular, el primer cilindro esta provisto de una camara caliente y una camara frla entre las que esta dispuesto el primer embolo que esta realizado para deslizarse en el primer cilindro debido al efecto de la expansion/compresion del fluido portador de calor que se debe al calentamiento/enfriamiento de la camara caliente y frla.
De acuerdo con una forma de realization preferente, el primer embolo y el segundo embolo pueden deslizarse dentro del primer cilindro y el segundo cilindro respectivamente a lo largo de un primer eje y un segundo eje, que estan dispuestos en angulo uno con respecto a otro en un segundo angulo agudo.
Es ventajoso estipular que el primer angulo tenga una amplitud comprendida entre 10° y 60°, ventajosamente entre 15° y 50°, preferentemente entre 20° y 40°, y que el segundo angulo tenga una amplitud comprendida entre 10° y 60°, ventajosamente entre 15° y 50°, preferentemente entre 20° y 40°.
Esta conformation particular permite de ese modo reducir el volumen transversal total en comparacion con un motor Stirling tipo gamma y con cilindros dispuestos a 90° uno con respecto a otro.
De acuerdo con otra forma de realizacion, la suma de la amplitud del primer angulo y el segundo angulo esta comprendida entre aproximadamente 85° y 95°, por ejemplo ventajosamente de aproximadamente 90°. Esta configuracion particular, tambien denominada fase de cuadratura, permite optimizar los ciclos de expansion/compresion que se producen dentro de los cilindros, evitando fuerzas de reaction opuestas contra fuerzas de rotacion del arbol de transmision.
De acuerdo con una forma de realizacion ventajosa particular, los medios de ciguenal comprenden al menos dos brazos que se extienden radialmente con respecto al arbol de transmision, a los que esta unido de manera solida un boton de ciguenal, que comprende al menos el primer y el segundo perno. Esta forma de realizacion es ventajosa tanto desde el punto de vista de construction y tambien con respecto al ensamblaje de los medios de conexion cinematica a los pernos.
De acuerdo con otra forma de realizacion, el boton de ciguenal comprende dos elementos de placa dispuestos de manera adyacente y distanciados uno de otro y entre los que esta interpuesto el primer perno, y se proporcionan dos segundos pernos, cada uno unido en la cara externa de los dos elementos de placa, a los que estan conectados los segundos medios de conexion cinematica del segundo embolo.
De acuerdo con otra forma de realizacion, se estipula que el primer eje y el segundo eje del primer y segundo cilindro se encuentran en un plano que es sustancialmente ortogonal con respecto al eje de rotacion del arbol de transmision. Esta conformacion particular permite una distribution mas uniforme de las cargas de inercia sobre la estructura de soporte del motor, y tambien permite una reduction adicional del volumen.
Breve descripcion de los dibujos
Estas y otras caracterlsticas de la presente invention se volveran evidentes a partir de la siguiente descripcion de una forma de realizacion preferente, dada como ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de un motor de combustion externa de acuerdo con la presente invencion;
- la figura 2 es una vista en section de un motor de combustion externa de acuerdo con una variante de la figura 1;
- la figura 3 es una vista en seccion de un detalle de la figura 2;
- la figura 4 es un detalle de la figura 2 en un estado de funcionamiento;
- la figura 5 es una vista en perspectiva de un detalle de la figura 4.
Para facilitar la comprension se han usado los mismos numeros de referencia, donde sea posible, para identificar elementos comunes identicos en los dibujos. Ha de entenderse que los elementos y caracterlsticas de una forma de realizacion pueden incorporarse de manera conveniente en otras formas de realizacion sin clarificaciones adicionales.
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Descripcion de algunas formas de realizacion
Con referenda a los dibujos adjuntos, un motor de combustion externa, tambien denominado motor Stirling, se indica en su totalidad por el numero de referencia 10 y comprende un primer cilindro 11 y un segundo cilindro 12 que se desarrollan de manera axial respectivamente a lo largo de un primer eje X y un segundo eje Y, dispuestos en una posicion fijada, en angulo uno con respecto a otro en un angulo a, en este caso agudo, y en particular en la figura 2 con una amplitud igual a aproximadamente 40°.
El primer cilindro 11 comprende una primera parte, o camara caliente 13, cerca de su parte superior que esta calentada de manera adecuada mediante medios de calentamiento, en este caso un intercambiador de calor 16 realizado de un haz de tubos a traves de los cuales pasa un fluido portador de calor, y una parte frla, o camara frla 17 que esta enfriada a traves de un intercambio de calor con un fluido de enfriamiento que se hace fluir en un canal de enfriamiento 19 realizado en la camisa del primer cilindro 11.
En otras formas de realizacion (figura 1), la camara caliente 13 se calienta mediante una llama directa sobre la parte exterior del primer cilindro 11 o por medio de uno o mas concentradores de calor, por ejemplo una lente, un panel o un espejo.
En la camara caliente 13 pueden alcanzarse temperaturas relativamente altas, por ejemplo de aproximadamente 400°C-500°C.
La camara frla 17 puede enfriarse tambien por ejemplo proporcionando baterlas de aletas que usan conveccion natural o forzada que cubre la superficie exterior del segundo cilindro 12, y pueden alcanzarse temperaturas relativamente bajas en estas, por ejemplo de aproximadamente 130°C-140°C.
Con el fin de aumentar la superficie de intercambio de calor de la camara frla 17 es posible estipular que su superficie interna este provista de una pluralidad de aletas de refrigeracion.
Dentro del primer cilindro 11 (figura 2) esta dispuesto un primer embolo o flotador 20, que se desliza a lo largo del primer eje X, y esta cinematicamente conectado a un arbol de transmision 21 por medio de una barra 22, una primera biela 23 y un ciguenal 25.
De manera interna y periferica a su camisa, el primer cilindro 11 comprende un regenerador 27, por ejemplo fabricado de material metalico poroso con altas capacidades de intercambio de calor. El regenerador 27 por tanto tiene propiedades de intercambio de calor eficaces y esta dimensionado para evitar altas perdidas de carga del fluido.
Junto con el regenerador 27, el primer embolo 20 separa de manera fluldica la camara caliente 13 de la camara frla 17.
En particular, el regenerador 27 evita que la camara caliente 13 y la camara frla 17 se cortocircuiten de manera fluldica una con respecto a otra, lo que permite obtener un excelente intercambio de calor entre el fluido caliente y el fluido frlo. El arbol de transmision 21 esta dispuesto de manera giratoria sobre pernos de banco, no visibles en los dibujos, alrededor del eje de rotacion Z. Mas especlficamente, es ventajoso estipular que el eje de rotacion Z esta dispuesto de manera sustancialmente ortogonal con respecto a un plano en el que se encuentra el primer eje X y el segundo eje Y. De hecho, de esta manera es posible reducir el volumen total del motor y tambien distribuir de manera mas uniforme las cargas estaticas del motor sobre los pernos de banco.
La barra 22 esta forzada a deslizarse axialmente a lo largo del primer eje X por medio de un bloque 24, fijado y solido con la carcasa del motor y se hace girar con un extremo con respecto al flotador 20 y con el otro extremo con respecto a la primera biela 23.
La primera biela 23 se hace girar a su vez con respecto al ciguenal 25 cerca de un primer perno 26.
Dentro del segundo cilindro 12, que se desliza a lo largo del segundo eje Y, esta dispuesto un segundo embolo 30 y esta conectado, por medio de dos segundas bielas 31 dispuestas simetricamente entre si con respecto al eje Y, al ciguenal 25 casi que corresponde a dos segundos pernos 32. La disposicion de dos segundas bielas 31, en lugar de solo una, permite obtener una distribucion igual de las cargas flexionales en el arbol de transmision 21, de manera que aumenta la duracion de los pernos de banco, no visibles en los dibujos, y en los que gira el arbol de transmision 21.
El segundo embolo 30 y el segundo cilindro 12 definen una camara de funcionamiento 33 dentro de la cual se expande/se comprime el fluido termodinamico.
La camara de funcionamiento 33 del segundo cilindro 12 y la camara frla 17 del primer cilindro 11 estan interconectadas de madera fluldica por medio de un tubo de conexion 35, a traves del cual puede pasar el fluido
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presente en la camara frla 17 debido al efecto de la expansion/compresion del fluido termodinamico.
Mas especlficamente, el tubo de conexion 35 esta conectado al segundo cilindro 12 cerca de la parte superior de este ultimo y al primer cilindro 11 cerca del punto muerto inferior del flotador 20.
Dada la disposicion particular del primer 11 y segundo cilindro 12, es posible reducir considerablemente la extension del tubo de conexion 35, reduciendo de ese modo las perdidas de carga y por tanto aumentando la eficacia del motor.
Tanto el primer 11 como el segundo cilindro 12 estan montados de manera fija en una unica estructura de soporte 36 fijada que comprende una primera placa 37 y una segunda placa 38, a las que estan conectados respectivamente el primer 11 y el segundo cilindro 12. La primera 37 y la segunda placa 38 estan dispuestas en angulo una con respecto a otra en un angulo de amplitud sustancialmente igual al angulo a entre los dos ejes X e Y.
El ciguenal 25 comprende dos brazos 42 que se extienden radialmente con respecto al arbol de transmision 21 al que estan directamente conectados, y en el que estan realizados respectivos orificios 43 con el fin de enchavetar, entre ellos, un boton de ciguenal 40. En el lado opuesto donde estan realizados los orificios 43, los brazos 42 estan provistos de contrapesos 45 que realizan una funcion de volante durante el movimiento clclico de los pistones.
El boton de ciguenal 40 comprende el primer 26 y los dos segundos pernos 32 con los que estan conectados respectivamente la primera biela 23 y las segundas bielas 31.
El boton de ciguenal 40 esta conectado a traves de acoplamiento mediante interferencia, con sus dos segundos pernos 32, a los brazos 42 del ciguenal 25 cerca de sus orificios 43.
El primer perno 26 y los segundos pernos 32 tienen respectivamente un primer eje giratorio J y un segundo eje giratorio K, dispuestos de manera sustancialmente paralela uno con respecto a otro y con respecto al eje de rotacion Z del arbol de transmision 21. Durante la rotacion del ciguenal 25, el primer perno 26 y los segundos pernos 32 estan realizados para girar alrededor del eje de rotacion Z del arbol de transmision 21.
En particular, el boton de ciguenal 40 esta provisto de dos elementos de placa 41, de forma sustancialmente triangular, dispuestos de manera adyacente y distanciados uno con respecto a otro y entre los cuales esta interpuesto el primer perno 26. En los lados externos de los dos elementos de placa 41, en cambio, estan dispuestos los dos segundos pernos 32.
Es ventajoso estipular que los dos elementos de placa 41, el primer perno 21 y los segundos pernos 33 esten realizados en una unico cuerpo.
Cuando esta acoplado a los brazos 42, el boton de ciguenal 40 dispone el primer eje giratorio J del primer perno 21 y el segundo eje giratorio K de los segundos pernos 22 distanciados del eje de rotacion Z, respectivamente en una primera distancia B y una segunda distancia R.
Con referencia a la figura 4, la primera distancia B es mayor que la segunda distancia R. Esta forma de realizacion permite tener una mayor cantidad de fluido que participa en la expansion/compresion, es decir, el calentamiento/enfriamiento, dentro del primer cilindro 11, y esto implica un aumento de la potencia que puede obtenerse del ciclo termodinamico del motor.
Ademas, el primer perno 26 y los segundos pernos 32 estan dispuestos en angulo uno con respecto a otro y con respecto al eje de rotacion Z, en un segundo angulo p.
La suma de la amplitud del angulo a y la amplitud del angulo p es igual al angulo de fase entre el flotador 20 y el segundo embolo 30.
Es ventajoso estipular que el angulo de fase esta comprendido entre 85° y 95°, ventajosamente igual a 90°, es decir, de manera que durante el movimiento alterno de los embolos no se generen picos de presion, desfavorables para el movimiento giratorio del arbol de transmision 21.
Con referencia a la figura 2, el ciguenal 25, el boton del ciguenal 40 y al menos algunas de las bielas 23, 31 estan contenidos dentro de una carcasa contenedora 46, y estan lubricados de manera adecuada en un bano de aceite, que proporciona de manera conocida un carter de aceite 47 en el fondo de la carcasa contenedora 46.
Esta claro que pueden realizarse modificaciones y/o adiciones de partes al motor de combustion externa tal como se ha descrito anteriormente en el presente documento, sin apartarse del campo y del alcance de la presente invencion.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Motor de combustion externa que comprende:
    - un primer cilindro (11) y un segundo cilindro (12), dispuestos angularmente desplazados en una posicion fijada uno con respecto a otro, en los que un primer embolo (20) y un segundo embolo (30) pueden deslizarse respectivamente, estando dichos primer (11) y segundo cilindros (12) conectados de manera fluldica uno con respecto a otro para el paso de un fluido portador de calor adecuado para determinar el movimiento clclico de dicho primer embolo (20) y dicho segundo embolo (30);
    - un arbol de transmision (21) que gira alrededor de un eje de rotacion (Z), y al que estan unidos de manera solida medios de ciguenal (25), estando provistos dichos medios de ciguenal (25) con al menos un primer perno (26) y al menos un segundo perno (32) que tiene ejes giratorios (J, K) paralelos uno con respecto a otro, y tambien dispuestos distanciados radialmente de dicho eje de rotacion (Z); y
    - medios de conexion cinematica primero (22, 23) y segundo (31) adecuados para conectar respectivamente dicho primer perno (26) y dicho segundo perno (32) a dicho primer embolo (20) y respectivamente dicho segundo embolo (30) de manera que se proporcione, junto con dichos medios de ciguenal (25), la rotacion de dicho arbol de transmision (21), en donde dicho primer perno (26) y dicho segundo perno (32) estan dispuestos con los respectivos ejes giratorios (J, K) de manera angularmente desplazada de modo que dicho primer perno (26) y dicho segundo perno (32) estan en angulo en una amplitud angular deseada igual a un primer angulo agudo (b) con respecto a dicho eje de rotacion (Z), caracterizado por que dicho primer perno (26) y dicho segundo perno (32) estan distanciados radialmente en una primera distancia (B) y en una segunda distancia (R) con respecto a dicho eje de rotacion (Z), siendo dicha primera distancia (B) y dicha segunda distancia (R) diferentes una de otra de modo que se determine un desplazamiento diferenciado del primer embolo (20) con respecto al del segundo embolo (30).
  2. 2. Motor de combustion externa de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que dicha primera distancia (B) es mayor que dicha segunda distancia (R).
  3. 3. Motor de combustion externa de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que dicho primer angulo (b) tiene una amplitud comprendida entre 10° y 60°, ventajosamente entre 15° y 50°, preferentemente entre 20° y 40°.
  4. 4. Motor de combustion externa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho primer embolo (20) y dicho segundo embolo (30) pueden deslizarse en dicho primer cilindro (11) y en dicho segundo cilindro (12), respectivamente a lo largo de un primer eje (X) y a lo largo de un segundo eje (Y) dispuestos en angulo uno con respecto a otro en un segundo angulo agudo (a).
  5. 5. Motor de combustion externa de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizado por que dicho segundo angulo (a) tiene una amplitud comprendida entre 10° y 60°, ventajosamente entre 15° y 50°, preferentemente entre 20° y 40°.
  6. 6. Motor de combustion externa de acuerdo con las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado por que la suma de la amplitud de dicho primer angulo (b) y dicho segundo angulo (a) esta comprendida entre aproximadamente 85° y 95°.
  7. 7. Motor de combustion externa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dichos medios de ciguenal (25) comprenden al menos dos brazos (42) que se extienden radialmente con respecto al arbol de transmision (21) al que esta unido de manera solida un boton de ciguenal (40), que comprende al menos el primer (26) y el segundo pernos (32).
  8. 8. Motor de combustion externa de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado por que dicho boton de ciguenal (40) comprende dos elementos de placa (41) dispuestos de manera adyacente y distanciados uno de otro y entre los cuales esta interpuesto dicho primer perno (26), y por que estan provistos dos segundos pernos (32), cada uno unido en la cara externa de uno de dichos dos elementos de placa (41).
  9. 9. Motor de combustion externa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho primer eje (X) y dicho segundo eje (Y), respectivamente del primer (11) y del segundo (12) cilindros, se encuentran en un plano que es sustancialmente ortogonal con respecto al eje de rotacion (Z) de dicho arbol de transmision (21).
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE541779C2 (en) * 2018-03-07 2019-12-17 Maston AB Stirling engine comprising a cooling tube on a working piston
CN112169877A (zh) * 2020-08-28 2021-01-05 程友进 一种利用蒸汽式外燃机驱动的石头破碎机构

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK104597C (da) * 1958-03-28 1966-06-06 Philips Nv Varmgasstempelmaskine af fortrængertypen.
US4069671A (en) 1976-07-02 1978-01-24 Kommanditbolaget United Stirling (Sweden) Ab & Co. Stirling engine combustion assembly
JPS5589659A (en) * 1978-12-27 1980-07-07 Aisin Seiki Kirk cycle type gas refrigerating machine
JPS62190391A (ja) * 1986-02-14 1987-08-20 Toshiba Corp 熱交換器
US5113656A (en) * 1991-02-04 1992-05-19 Swansen Theodore L External combustion engine and heat pump
JP2527897B2 (ja) * 1993-01-20 1996-08-28 東北電力株式会社 掃気式スタ―リングエンジン
AU4553693A (en) * 1993-06-29 1995-01-24 Lorne S. Jones Stirling engine with super-conductor element using the meissner effect
DE4336982A1 (de) * 1993-10-29 1995-05-04 Erno Raumfahrttechnik Gmbh Energieerzeugungseinrichtung
WO1999004153A1 (en) * 1997-07-15 1999-01-28 New Power Concepts Llc Cantilevered crankshaft stirling cycle machine
US6443107B1 (en) * 1999-05-27 2002-09-03 Edward Charles Mendler Rigid crankshaft cradle and actuator
EP1126153A3 (de) * 2000-02-16 2002-10-23 Josef Ing. Frauscher Stirlingmaschine
DE10311358B4 (de) * 2003-03-14 2010-04-29 Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh Hubkolbenbrennkraftmaschine, Verfahren zu ihrem Betreiben sowie Vorrichtung zum Verstellen der Hubfunktion eines Ladungswechselventils
TWM321470U (en) * 2007-05-30 2007-11-01 Bau-Lung Lin Double action Stirling engine and the coaxial Stirling acting mechanism
FR2940492A1 (fr) 2008-12-19 2010-06-25 Thomson Licensing Procede d'estimation de mouvement multi-resolutions
IT1392369B1 (it) * 2008-12-19 2012-02-28 Innovative Technological Systems Di Fontana Claudio Ditta Individuale Motore a combustione esterna
JP5388111B2 (ja) * 2009-04-27 2014-01-15 株式会社三五 スターリングエンジン
DE202009011896U1 (de) * 2009-09-02 2009-12-03 Kassner, Daniel Stirlingmotor
DE102009044313B4 (de) * 2009-10-22 2014-04-17 Fachhochschule Regensburg Vorrichtung zum Verkleinern oder Vergrößern eines Gasvolumens durch Zwangsverdrängung

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