LT4296B

LT4296B - Operation method of regenerative piston heat machine and regenerative piston heat machine

Info

Publication number: LT4296B
Application number: LT96-055A
Authority: LT
Inventors: Simonas Narbutas
Original assignee: Simonas Narbutas
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1998-02-25
Also published as: WO1997041343A1; LT96055A

Abstract

The present invention relates to an operation method characterised by the fact that the volumes defined by the cylinder cavities in the machine change periodically. The cylinders (1) move cyclically in directions close to the axis of pistons (3) and according to a given phase angle between the cylinders (1), said cylinders (1) being connected to heat exchangers (6, 7, 8). Those cylinders are disposed on the periphery of an inclined disc (2) perpendicular to its plane. The plane section of the inclined disc (2) and the base plane are linearly rotated about an oscillation point (A) while a constant inclination angle is maintained, rotation of this plane is prevented and pistons are maintained in a stable position. This regenerative piston heat machine is characterised by the fact that the cylinders (1) are sealed and located on the periphery of the disc (2) perpendicular to its plane. Heat exchangers (6, 8) and regenerators (7) are connected to the disc, the centre of said disc (2) being connected to an oscillation mechanism (5) with balancers (17). The disc is connected to the body with springs (9) while the pistons are connected to inertial systems (4) and suspended by springs (11).

Description

Išradimas skirtas šiluminei technikai ir gali būti panaudotas daugiacilindrinių tiesioginio ir atvirkštinio ciklo Stirlingo a ir γ tipo šiluminių mašinų, dvigubo Stirlingo ciklo šiluminių mašinų,Viulemje šilumos siurblių, šaldytuvų, bei regeneracinių termokompresorių konstravimui.Jis taip pat gali būti pritaikytas hermetiškiems kompresoriams ir vidaus degimo varikliams.The invention relates to thermal engineering and can be used in the design of multi-cylinder direct and reverse Stirling a and γ type heat machines, double Stirling cycle heat machines, Viulemje heat pumps, refrigerators, and regenerative heat compressors. It can also be applied to .

Žinomas regeneracinių stūmoklinių šiluminių mašinų, pavyzdžiui, Stirlingo, veikimo būdas [ Proceedings of 7 th International Conference on Stirling Cycle Machines (ICSC ’95), November 5-8,1995,at VVaseda University, Shinjuku, Tokyo,1-6 psl.], kai dujų slėgį periodiškai keičia perpučiant dujas iš vieno cilindro karštos ertmės į atitinkamo cilindro šaltą ertmę ir atgal per regeneratorių ir kaitintuvo bei šaldytuvo vamzdelius, kartu vykdant šaltų ir karštų dujų suspaudimą ir išsiplėtimą.Known mode of operation of regenerative piston thermal machines such as Stirling [Proceedings of the 7th International Conference on Stirling Cycle Machines (ICSC '95), November 5-8, 1995, at Vaseda University, Shinjuku, Tokyo, pp. 1-6] , where the gas pressure is periodically changed by blowing gas from one hot cylinder to a cold cylinder of the respective cylinder and back through the regenerator and the tubes of the heater and refrigerator, while compressing and expanding the cold and hot gases.

Taip pat yra žinoma regeneracinė stūmoklinė šiluminė mašina, pavyzdžiui, Stirlingo, [Proceedings of 7 th International Conference on Stirling Cycle Machines (ICSC ’95), November 5-8,1995,at VVaseda University, Shinjuku, Tokyo, 229-234 ir 235-240 psl.], susidedanti iš cilindrų, sujungtų regeneratoriais ir šilumokaičiais, stūmoklių ir jų pavaros mechanizmo.Also known is a regenerative piston thermal machine such as Stirling, Proceedings of the 7th International Conference on Stirling Cycle Machines (ICSC '95), November 5-8, 1995, at Vasas University, Shinjuku, Tokyo, 229-234 and 235. Page -240] consisting of pistons and actuators for cylinders connected by regenerators and heat exchangers.

Žinomu būdu veikiančias mašinas yra sunku užsandarinti, apkrautų kinematinių porų tepimas sudaro problemų ir mechaninio naudingumo koeficientas yra žemas. Be to, tokiu principu sukonstruotos mašinos yra per brangios, todėl didesnio galingumo tokių mašinų praktiškai nėra.Machines operating in a known manner are difficult to seal, lubrication of loaded kinematic pores is problematic and mechanical efficiency is low. In addition, machines built on this principle are too expensive, so there is virtually no higher power available.

Išradimo tikslas - regeneracinių stūmoklinių šiluminių mašinų patikimumo ir efektyvumo padidinimas.The object of the invention is to increase the reliability and efficiency of regenerative piston thermal machines.

Šį uždavinį išsprendžia siūlomas būdas pagal apibrėžties punktus 1,2 kuriuo, mašinos cilindrų ertmių tūrį keičia periodiškai , cikliškai judinant cilindrus stūmoklių ašims artimomis kryptimis, užduotu fazės kampu tarp šilumokaičiais sujungtų cilindrų, sukant pasvirusios plokštumos su statmenai tai plokštumai išdėstytais cilindrais susikirtimo su bazine plokštuma tiesę apie svyravimo tašką .išlaikant pastovų pasvirimo kampą ir neleidžiant tai plokštumai suktis, tuo pat metu išlaikant stūmoklius stabilioje padėtyje.This problem is solved by the proposed method according to claims 1,2, wherein the machine changes the volume of the cylinder cavities periodically by cyclically moving the cylinders in a direction close to the piston axes, at a given phase angle between the cylinders connected by heat exchangers. about the pivot point. Maintaining a constant tilt angle and preventing it from rotating while keeping the pistons in a stable position.

Šilumos mainus mašinos cilindruose intensyvina, verčiant dujas cirkuliuoti vienodos paskirties mašinos ertmėse tarp pasvirusioje plokštumoje grupėmis, nedideliu fazės kampu grupėse išdėstytų cilindrų.The heat exchange in the cylinders of the machine is intensified by forcing the gas to circulate in the cavities of the same purpose machine between the cylinders arranged in groups at an inclined plane, at a small phase angle.

Siūlomos mašinos pagal apibrėžties punktus 3, 4, 5, 6 ir 7 cilindrai yra hermetiški ir pritvirtinti disko periferijoje,statmenai jo plokštumai .prie disko taip pat yra pritvirtinti šilumokaičiai ir regeneratoriai.o disko centras standžiai pritvirtintas prie disko svyravimo mechanizmo su balansyrais .diskas su mašinos pagrindu sujungtas spyruoklėmis, o stūmokliai taip yra sujungti su inercinėmis sistemomis ir yra pakabinti spyruoklėmis. Ant disko apskritimu per 120° vienas nuo kito papildomai įrengiami γ tipo Stirlingo variklio darbo cilindrai su linijiniais elektros generatoriais. Diskas turi žiedinę kamerą, kurioje spyruoklėmis pakabinta žiedo formos inercinė sistema,sujungta pusiau standžiomis jungtimis su stūmokliais. Inercinės sistemos žiedinėje kameroje gali būti įrengtas žiedinis giroskopas, diskas sumontuotas ant susikertančių ašių movos, balansyrai gali turėti ventiliatoriaus rato formą su stambesnėmis briaunomis vienoje rato pusėje.The cylinders of the proposed machine according to claims 3, 4, 5, 6 and 7 are hermetically sealed and mounted on the periphery of the disk, perpendicular to its plane. The heat exchangers and regenerators are also attached to the disk. Its disk center is rigidly attached to the disk oscillator. the machine-based springs are connected, and the pistons are thus connected to the inertial systems and are suspended by springs. In addition, γ-type Stirling motor cylinders with linear electric generators are additionally mounted on the disc within 120 ° of each other. The disc has an annular chamber with springs for a ring-shaped inertial system interconnected by semi-rigid connections to the pistons. The ring system of the inertial system may be equipped with a ring gyroscope, a disk mounted on the coupling of the intersecting axles, and the balance may have a fan wheel shape with larger edges on one side of the wheel.

Tuo pasiekiami šie pranašumai:This offers the following advantages:

a) variklio aukšto slėgio kontūrai absoliučiai hermetiški;(a) the high pressure circuits of the engine shall be absolutely airtight;

b) variklio su stūmokliuose įmontuotais svoriais aukšto slėgio kontūrai labai maži, todėl galima naudoti labai aukštus slėgius;(b) very high pressure circuits for piston engine weights, allowing very high pressures to be used;

c) žiedinių inercinių sistemų žiedinių kamerų atsparumas taip pat leidžia naudoti aukštus slėgius;(c) the resistance of the ring chambers of the ring inertial systems also allows the use of high pressures;

e) inercinės sistemos ir stūmoklių sąveikos jėgos nukreiptos stūmoklių judesio kryptimi .todėl stūmoklių jėgos j cilindrus nedidelės (ypač, kai cilindrai išdėstyti dideliu spinduliu apie svyravimo tašką, o svyruojančio disko svyravimo kampas mažas);(e) the forces of interaction between the inertial system and the pistons are directed in the direction of movement of the pistons, so that the piston forces on the cylinders are small (especially when the cylinders are located at a large radius around the pivot point and the pivoting disc has a small pivot angle);

f) mašinų (ypač Viulemje) stūmokliai lengvi,jų jėgos į cilindrų sieneles dėl cilindrų ašių nežymaus judėjimo kūgine trajektorija yra mažos, todėl cilindrų - stūmoklių porose gali būti naudojamos antifrikcines kompozicinės medžiagos;(f) The pistons of the machines (in particular Viulemje) are lightweight and have a low force on the cylinder walls due to the slight conical movement of the cylinder axes, which allows the use of antifriction composite materials in the cylinder-piston pairs.

h) pagrindinės jėgos tenka disko svyravimo mechanizmams (Z formos veleno arba susikertančių ašių movos guoliams, dirbantiems aplinkos slėgio sąlygomis),todėl mechanizmai yra patikimi;(h) the main forces are exerted by the disc oscillation mechanisms (Z-shaped bearings on the shaft or intersecting axles under ambient pressure), which makes them reliable;

i) nedidelės galios šiluminės mašinos gali turėti kartu su cilindrais ir su Šilumokaičių vamzdeliais sulituotas briaunas,kurios nuveda šilumą orui (arba paima iš oro),o mašinos balansavimo balansyrai kartu atlieka ventiliatorių funkcijas (oras - oras tipo šilumos siurblys arba šaldytuvas);(i) light-duty heat machines may have flanges joined to the cylinders and heat exchanger tubes that transfer heat to or from the air, while machine balancing balances act as fans (air-to-air heat pump or refrigerator);

j) mašinose užduota galia gali būti pasiekta naudojant didesnį negu paprastose mašinose cilindrų skaičių (neriboja stūmoklių pavaros mechanizmas),todėl pagerėja šilumos mainai cilindruose ir padidėja termodinaminis efektyvumas,nes priartėjama prie izoterminių dujų suspaudimo ir išsiplėtimo procesų;(j) the power delivered to the machines can be achieved by using a greater number of cylinders (not limited by piston drive mechanism) than the conventional machines, thereby improving heat exchange in the cylinders and increasing thermodynamic efficiency by approaching isothermal gas compression and expansion processes;

k) mašinose oras - oras cilindrų skaičius gali būti parinktas, kartu užtikrinant aukštą termodinaminį efektyvumą ir gerą šilumos perdavimą orui ir paėmimą iš oro išvystytų briaunų ant cilindrų sienelių ir šilumokaičių vamzdelių pagalba;(k) In machines, the number of air-to-air cylinders can be selected, while ensuring high thermodynamic efficiency and good heat transfer to and from the air by means of developed edges on the cylinder walls and heat exchanger tubes;

l) mašinose karštos ( šaltos) ertmės gali būti formuojamos sujungiant po kelias nedideliu kampu vienas atžvilgiu kito esančių cilindrų vienodos temperatūros ertmes, jose vyks dujų cirkuliacija, ir dėl to pagerės šilumos mainai cilindruose ir šilumokaičiuose ir padidės procesų izotermizavimas ir termodinaminis efektyvumas;(l) in machines, hot (cold) cavities may be formed by combining a number of cylinders of uniform temperature at small angles to each other, circulating gas, thereby improving heat exchange in the cylinders and heat exchangers and increasing process isotherm and thermodynamic efficiency;

m) dėl švytuojančio kaitintuvo vamzdelių (Stirlingo variklis,Viulemje mašinos) judesio žymiai padidėja degimo produktų greitis atžvilgiu kaitintuvo vamzdelių, ir kartu padidėja šilumos mainai,o judantys kaitintuvo vamzdeliai tuo pačiu yra apsaugomi nuo koncentruotų šilumos srautų ir pradegimo pavojaus;(m) the motion of the oscillating heater tubes (Stirling engine, Viulemje machines) significantly increases the velocity of combustion products relative to the heater tubes, thereby increasing heat exchange while protecting the moving heater tubes from the risk of concentrated heat fluxes and burns;

n) mašinų stūmoklių uždarose kamerose masių pakabų arba žiedinių inercinių sistemų žiedinėse kamerose įrengtų giroskopų guolių tepimui galima naudoti tepalą.(n) Grease may be used to lubricate the bearings of mass suspensions or gyroscopes fitted to ring inertial systems in closed housings of machine pistons.

Siūlomas būdas ir įrenginys paaiškinamas brėžiniais:The proposed method and device are explained in the drawings:

fig. - pateikta mažos galios regeneracinės stūmoklinės mašinos schema;FIG. - diagram of low power regenerative piston machine is presented;

fig. - pateikta vidutinės galios mašinos schema;FIG. - a diagram of a medium power machine is given;

fig. - pateikta galingos mašinos su giroskopu schema;FIG. - a diagram of a powerful gyroscope machine is provided;

fig. - pateiktas mašinos variantas,taikant Viulemje mašinų cilindrų jungimo schemą;FIG. - the machine version is presented using the Viulemje machine cylinder connection diagram;

fig. - pateikta svyruojančio disko montavimo ant susikertančių ašių movos schema.FIG. - a schematic diagram of the mounting of a rotating disk on the intersecting axles is shown.

Pagal siūlomą regeneracinės stūmoklinės mašinos veikimo būdą, šaltas ir karštas dujas suspaudžia ir išplečia periodiškai, judinant cilindrus stūmoklių ašims artimomis kryptimis ir išlaikant stūmoklius stabilioje būklėje. Tuo pat metu išlaiko užduotą fazės kampą tarp šilumokaičiais sujungtų cilindrų, kadangi cilindrus judina sukant pasvirusios plokštumos, ant kurios statmenai yra išdėstyti cilindrai, susikirtimo su bazine plokštuma tiesę apie svyravimo tašką. Plokštumos pasvirimo kampą išlaiko pastovų, o plokštumai neleidžia suktis. Taip periodiškai keičia mašinos cilindrų ertmių tūrį ir tuo pačiu - dujų slėgį cilindruose, perpučiant dujas iš vieno cilindro karštos ertmės j atitinkamo cilindro šaltą ertmę ir atgal per regeneratorių ir kaitintuvo bei šaldytuvo vamzdelius.According to the proposed mode of operation of the regenerative piston machine, the cold and hot gases are compressed and expanded periodically, moving the cylinders in a direction close to the piston axes and keeping the pistons in a stable condition. At the same time, it maintains a defined phase angle between the cylinders connected by the heat exchangers, as the cylinders are moved by rotating a line of intersection of the inclined plane perpendicular to the reference plane with the base plane. It keeps the tilt angle constant and prevents the plane from rotating. This periodically changes the volume of the cavities of the machine cylinders and thus the gas pressure in the cylinders by blowing gas from one hot cylinder to the cold cavity of the respective cylinder through the regenerator and the heater and refrigerator tubes.

Šilumos mainus mašinos cilindruose intensyvina, verčiant dujas cirkuliuoti vienodos paskirties mašinos ertmėse tarp pasvirusioje plokštumoje nedideliu fazės kampu išdėstytų cilindrų.The heat exchange in the cylinders of the machine is intensified by forcing gas to circulate in the cavities of the same purpose machine between the cylinders in a tilted plane at a slight angle of phase.

Siūlomą būdą įgyvendina regeneracinė stūmoklinė šiluminė mašina, susidedanti iš hermetiškų cilindrų 1 (žiūr. fig.1, 2, 3, 4,),pritvirtintų prie disko 2, statmenai jo plokštumai ir jo periferijoje, taip pat cilindruose 1 laisvai švytuojančių stūmoklių 3, sujungtų su inercinėmis sistemomis 4, disko svyravimo mechanizmo 5 (Z - formos veleno(fig.1, 2, 3) arba susikertančių ašių movos su guoliais(fig.5), arba kito). Karštas ir šaltas cilindrų ertmes jungiantys kaitintuvai 6,regeneratoriai 7 ir šaldytuvai 8 sujungiami pagal mašinos paskirtį (Stirlingo α,γ, Viulemje arba termokompresorius) ir tvirtinami prie disko 2. Diskui 2 suktis neleidžia spyruoklės 9. Stūmokliai 3 su inercinėmis sistemomis 4 yra sujungti pusiau standžiomis jungtimis 10, o prie disko 2 arba cilindro 1, yra prijungti spyruoklėmis 11.Vidutinės galios ir galingi varikliai turi žiedines kameras12 ir juose įmontuotas žiedines masesThe proposed method is implemented by a regenerative piston thermal machine consisting of airtight cylinders 1 (see Figs. 1, 2, 3, 4,) mounted on a disk 2 perpendicular to its plane and its periphery, and in cylinders 1 with free-pivoting pistons 3 connected. with inertial systems 4, a disc swing mechanism 5 (Z-shaped shaft (Figs. 1, 2, 3) or bearings of intersecting axles with bearings (Fig. 5) or other). The hot and cold cylindrical cavity heaters 6, regenerators 7, and refrigerators 8 are connected according to the purpose of the machine (Stirling α, γ, Viulemje or thermocompressor) and mounted on disk 2. Disc 2 is prevented from rotating by springs 9. Pistons 3 are coaxially connected with rigid connectors 10, and are connected by springs 11 to disc 2 or cylinder 1. Medium power and powerful motors have annular chambers12 and are equipped with annular masses

13, (fig.2, 3), o galingų mašinų inercinės sistemos 4 turi žiedines kameras13, (Figs. 2, 3), and the inertial systems 4 of the powerful machines have annular chambers

14, kuriose guoliuose 15 sukasi žiediniai giroskopai 16 (fig.3). Disko 2 centras standžiai pritvirtintas prie disko svyravimo mechanizmo 5. Disko 2 balansavimui prie svyravimo mechanizmo 5 pritvirtinti balansyrai 17.Degimo kamera 18,ir oro pašildytuvas 19 tvirtinami prie pagrindo 20. Spyruoklės 9 jungia diską su pagrindu 20. Šiluminės mašinos dar turi starto motorus 21 ir giroskopo motorą 22 (fig.3). Prie disko 2 yra pritvirtinti γ Stirlingo variklio darbo cilindrai 23 su linijiniais elektros generatoriais 24. Susikertančių ašių mova (fig.5) su guoliais montuojama ant ašies 25.Brėžiniuose pozicija 26 oras, 27 - karštas oras, 28 - deginiai, 29 - kuras.14, wherein bearings 15 rotate annular gyros 16 (FIG. 3). The center of the disk 2 is rigidly attached to the disk oscillating mechanism 5. The balance 2 is mounted on the oscillating mechanism 5 to balance the disk 2 17. The combustion chamber 18 and the air heater 19 are fixed to the base 20. The springs 9 connect the disk to the base 20. and a gyroscope motor 22 (FIG. 3). The disk 2 is fitted with γ Stirling engine working cylinders 23 with linear electric generators 24. The axle coupling (Fig. 5) with bearings is mounted on the axle 25. In the drawings position 26 is air, 27 is hot air, 28 is combustion, 29 is fuel.

Mašina veikia taip.The machine works as follows.

Variklio ertmes periodiškai keičia, cikliškai judinant cilindrus 1 stūmoklių 3 ašims artimomis kryptimis, užduotu fazės kampu tarp šilumokaičiais sujungtų cilindrų 1 tokiu būdu. Diskas 2 svyruoja kartu su cilindrais 1 erdvėje apie tašką A, o stūmokliai 3 dėl to, kad jie yra jungtimis 10 sujungti su inercinėmis sistemomis 4, nejuda. Sukasi pasvirusios disko 2 plokštumos, su statmenai tai plokštumai disko 2 periferijoje išdėstytais cilindrais 1, susikirtimo su bazine plokštuma tiesė apie svyravimo tašką A, išlaikant pastovų disko 2 pasvirimo kampą, kuris yra lygus šio disko 2 pritvirtinimo prie svyravimo mechanizmo 5 kampui. Spyruoklės 9 neleidžia diskui 2 suktis.The engine cavities are periodically changed by cyclically moving the cylinders 1 in the directions close to the pistons 3 axes, at a given phase angle between the cylinders 1 connected to the heat exchangers in this manner. The disk 2, together with the cylinders 1, oscillates in space about point A, and the pistons 3 do not move because of their connection to the inertial systems 4 by the connections 10. Rotates the inclined plane of the disc 2 with the cylinders 1 perpendicular to that plane at the periphery of the disc 2, and intersects the base plane at a point of oscillation A, while maintaining a constant inclination angle of the disc 2 to the disc 5. The springs 9 prevent the disc 2 from rotating.

Disko 2 svyravimas ypač aiškus, kai jo svyravimo mechanizmas 5 yra Z- formos velenas (fig.1, 2, 3) arba susikertančių ašių mova (fig.5). Dėl Zformos veleno arba susikertančių ašių movos 5 sukimosi, apskritimu išdėstyti įvairūs cilindrai 1 svyravimo amplitudės maksimumo ir minimumo taškus pasiekia skirtingu laiku, proporcingu cilindrų 1 išdėstymo kampui. Kadangi mašinos stūmokliai 3 nejuda ,dėl visų cilindrų 1 nuoseklaus perėjimo per tas pačias padėtis, nuosekliai keisis cilindruose 1 ertmių tūriai virš ir po stūmokliais. Sujungus cilindrų 1 ertmes šilumokaičiais 6, 7, 8 Stirlingo, Viulemje arba termokompresorinėms mašinoms reikalingais kampais, realizuojami atitinkami termodinaminiai ciklai. Atitinkamai mašinai realizuoti būtina inercinė sistema,atsverianti šilumokaičių 6, 7, 8 hidraulinių pasipriešinimų jėgas (Viulemje mašinos ir termokompresoriai)ir termodinamines jėgas (Stirlingo mašinos).Todėl Viulemje mašinoms ir termokompresoriams stūmoklių 3 valdymo inercinės sistemos 4 nedidelės,stūmokliuose 3 įmontuotų masių 4 pavidalo(1 fig.). Tokio pat tipo gali būti γ - tipo Stirlingo mašinos, kuriose dujų slėgio keitimo cilindrų 1 stūmokliuose 3 yra įmontuotos masės, o užduotu fazės kampu įrengti darbo cilindrai 23, kurių stūmokliai sujungti su linijiniais elektros generatoriais 24. Išdėsčius svyruojančiame diske 2 dvigubo veikimo darbo cilindrus 23 su linijiniais elektros generatoriais 24 kas 120°, turėsime trifazį generatorių su Stirlingo varikliu. Tose mašinose (fig.1) pagrindinai transformuojama šiluminė arba generuojama elektros energija.o mechaninė disko svyravimo mechanizmo 5 galia nedidelė. Taip pat gali būti realizuota dvigubo Stirlingo ciklo šiluminė mašina,kai γ - tipo Stirlingo variklio darbo stūmokliai sujungiami su γ - tipo Stirlingo šilumos siurblio darbo stūmokliais,o šilumos siurblio slėgio valdymo cilindrai - su stūmokliais pastatomi nustatytu fazės kampu atžvilgiu darbo cilindrų.The oscillation of the disk 2 is particularly evident when its oscillating mechanism 5 is a Z-shaped shaft (Figs. 1, 2, 3) or a coupling of intersecting axles (Fig. 5). Due to the rotation of the Z-shaped shaft or the coupling 5 of the intersecting axes, the various cylinders arranged in a circle reach the maximum and minimum points of the oscillation amplitude at different times proportional to the angle of the cylinders 1. Because the pistons 3 of the machine do not move, the cylinders 1 will consistently change the cavity volumes above and below the pistons due to the consistent passage of all cylinders 1 through the same positions. By connecting the cavities of the cylinders 1 with the heat exchangers 6, 7, 8 at the angles required for Stirling, Viulemje or thermocompressor machines, the corresponding thermodynamic cycles are realized. An appropriate inertia system is needed to implement the respective machine, counterbalancing the hydraulic resistance forces of the heat exchangers 6, 7, 8 (Viulemje machines and thermocompressors) and the thermodynamic forces (Stirling machines) .Therefore, (Fig. 1). The same type may be of the γ - type Stirling machines, in which the pistons 3 of the gas pressure change cylinders 1 are fitted with masses, and at the required phase angle are provided cylinders 23, whose pistons are connected to linear electric generators 24. with linear generators 24 every 120 °, we will have a three-phase generator with a Stirling motor. In these machines (Fig. 1), the thermal or generating power is mainly transformed. Alternatively, a double Stirling cycle heat machine can be realized by combining the working pistons of the γ - type Stirling engine with the working pistons of the γ - type Stirling heat pump and the pressure control cylinders of the heat pump with the pistons positioned at a defined phase angle with respect to the working cylinders.

fig. pateiktoje schemoje inercinė sistema 4 su žiedine mase 13 išlaiko ne tik dujų perpūtimo metu susidarančias šilumokaičių 6, 7, 8 hidraulinio pasipriešinimo jėgas, bet ir termodinamines jėgas. Todėl prie žiedinės masės 13 gali būti prijungti a ir γ tipo Stirlingo vienos arba dviejų darbo eigų cilindrų stūmokliai.Dėl žiedinės inercinės sistemos 4 stabilumo šios mašinos mechaninės sistemos galia gali būti perduodama per disko 2 svyravimo mechanizmą 5 (Z - formos veleną arba susikertančių ašių movą).Panaudojant žiedinę inercinę sistemą 4 prie tos pačios žiedinės masės 13 galima prijungti variklio ir šilumos siurblio (šaldymo mašinos) stūmoklius.Taip galima sukonstruoti didelės šiluminės galios dvigubo Stirlingo ciklo šilumines mašinas,kuriose iš kuro šiluminės energijos galima gauti šalčio,šilumos ir mechaninės energijos.FIG. In the diagram shown, the inertial system 4 with annular mass 13 retains not only the hydraulic resistance forces of the heat exchangers 6, 7, 8, but also the thermodynamic forces generated by the gas blowing. Therefore, pistons of a and γ type Stirling cylinders of one or two passes can be connected to the annular mass 13. Due to the stability of the ring inertial system 4, the power of the mechanical system of this machine can be transmitted via the oscillating mechanism 5 ) .Using a ring inertial system 4, the pistons of the engine and heat pump (refrigeration machine) can be connected to the same ring mass 13.This allows the construction of high thermal power double Stirling cycle heat machines that can produce cold, heat and mechanical energy from fuel thermal energy. .

fig. pateiktoje schemoje inercinėje sistemoje 4 įrengtas giroskopas 16 sukuria jėgų dvejetą .nukreiptą prieš a tipo Stirlingo mašinoje termodinaminių jėgų išvystomą stūmoklių jėgų dvejetą. Dėl to turi būti atitinkamai suderinta cilindrų 1 ertmių sujungimo schema, Z - formos ašies arba susikertančių ašių movos 5 sukimosi kryptis ir giroskopo 16 sukimosi kryptis.Šiluminė mašina su giroskopu 16 turi daug lengvesnę žiedinę inercinę sistemą 4, o tokio pat svorio inercinė sistema 4 leidžia išvystyti daug didesnę per Z - formos veleną arba per susikertančių ašių movą 5 perduodamą mechaninę galią.FIG. In the diagram shown, the gyroscope 16 provided in the inertial system 4 produces a force dual directed against the piston force dual produced by the thermodynamic forces in a Stirling Type A machine. Therefore, the connection scheme of the cavities of the cylinders 1, the direction of rotation of the Z-axis or intersecting axes 5 and the direction of rotation of the gyroscope 16 must be matched accordingly. The gyroscopic machine 16 has a much lighter ring develop much greater mechanical power transmitted through the Z - shaft or through the coupling 5 of the intersecting axles.

figūroje cilindrai 1 ant disko 2 pritvirtinti sugrupuojant tos pačios temperatūros ertmes tokiu fazės kampu atžvilgiu vienas kito grupės viduje, kuris yra daug mažesnis už pagrindinį fazės kampą tarp grupių. Tokiu būdu, tarp ertmių vyksta papildoma dujų cirkuliacija ir intensyvėja šilumos mainai.In the figure, the cylinders 1 are mounted on the disk 2 by grouping the same temperature cavities at a phase angle relative to each other within the group which is much smaller than the main phase angle between the groups. In this way, additional gas circulation takes place between the cavities and heat exchange intensifies.

Šilumnešiai į šiluminės mašinos šilumokaičius,pritvirtintus prie svyruojančio disko 2, paduodami per jo svyravimo mechanizmą 5, pavyzdžiui, per Z- formos veleną arba susikertančių ašių movą. Tokiu atveju velenui arba movai sandarinti ir šilumnešio srautams organizuoti tarp guolių įrengiami manžetai (neparodyti). Šilumnešiai į diską taip pat gali būti paduodami per spyruokles 9 .neduodančias diskui suktis. Kai mažos galios mašinoms panaudojami nedidelio diametro cilindrai 1, jie ir šilumokaičių vamzdeliai gali būti sulituoti su šilumokaičio briaunomis. Tada šiluma gali būti nuvedama (arba teikiama) su oro srautu.The heat exchangers are fed to the heat exchanger of the heat machine attached to the oscillating disk 2 by means of its oscillating mechanism 5, for example through a Z-shaft or a coupling of intersecting axles. In this case, seals (not shown) are provided between the bearings to seal the shaft or coupling and to organize the flow of heat transfer medium. The heat sinks can also be fed to the disk via springs 9 that prevent the disk from rotating. When low-power machines use small diameter cylinders 1, they and the heat exchanger tubes can be soldered to the edges of the heat exchanger. The heat can then be removed (or supplied) with an air stream.

Susikertančių ašių movos panaudojimas padidina galingų mašinų stabilumą,nes Stirlingo varikliams , Stirlingo-Stirlingo ir Viulemje mašinoms Z - formos velenui sunku įrengti prilaikantį guolį.The use of intersecting axle couplings increases the stability of powerful machines, as Stirling engines, Stirling-Stirling and Viulemje machines make it difficult to fit a bearing on the Z-shaft.

Claims

DEFINITION OF INVENTION

1. The mode of operation of a regenerative piston thermal machine in which the gas pressure is periodically changed by blowing gas from a hot cylinder in the cylinder to a cold cylinder in the respective cylinder through a regenerator and heater and refrigerator tubes while compressing and expanding cold and hot gases changes the volume of the cavities periodically by cyclically moving the cylinders at a piston axis close to the axis of the exchangers, rotating the inclined plane with the cylinders perpendicular to that plane about the point of intersection, keeping a constant tilt angle while preventing the same rotation while keeping the pistons in a stable position.

2. The method of operating a regenerative piston thermal machine according to claim 1, characterized in that it intensifies the heat exchange in the cylinders of the machine by forcing gas to circulate in the same-purpose machine cavities between cylinders arranged in groups at a slight phase angle.

3. A regenerative piston thermal machine consisting of cylinders connected by regenerators and heat exchangers, pistons and their drive mechanism, characterized in that the cylinders (1) are hermetically sealed and mounted on the periphery of the disk (2) perpendicular to its disk (2) as follows: heat exchangers (6, 8) and regenerators (7) are also attached, and the center of the disk (2) is rigidly attached to the disk oscillating mechanism (5) with levers (17), the disk (2) to the machine base (20) , and the pistons are connected to the inertial systems (4) and are suspended by springs (11).

4. A regenerative piston thermal machine according to claim 3, characterized in that the disk (2) is provided with cylindrical working generators (23) of the type γ type Stirling engine with linear electric generators (24) in a circle 120 ° apart from each other.

5. A regenerative piston thermal machine according to claims 3 and 4, characterized in that the disc (2) has an annular chamber (12) in which a spring-shaped annular inertial system (14) is connected by semi-rigid connections (10) to the pistons (3). .

A regenerative piston thermal machine according to claims 3 and 5, characterized in that an annular gyroscope (16) is provided in the annular chamber (14) of the inertial system (4).

A regenerative piston thermal machine according to claims 3 to 6, characterized in that the disc (2) is mounted on the coupling (5) of the intersecting axles.

A regenerative piston thermal machine according to claims 3 to 7, characterized in that the balancer (17) has a fan wheel shape with larger ribs on one side of the wheel.