RU122706U1

RU122706U1 - EXTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU122706U1
Application number: RU2012121276/06U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Николаевич Жедяевский; Валерий Васильевич Попов; Антон Валерьевич Лапыгин; Юрий Владимирович Загорулько
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-12-10

Abstract

Использование: полезная модель относится к классу первичных двигателей, а именно к двигателям с внешним сгоранием, работающим по циклу Стирлинга, заключающимся в постоянном чередовании режимов нагревания и охлаждения некоторого рабочего тела в закрытом цилиндре. Сущность полезной модели: двигатель внешнего сгорания содержит размещенные в цилиндре двигателя с зазором относительно друг друга вытеснительный и рабочий поршни, штоки которых взаимодействуют с маховиком кривошипно-шатунного механизма, при этом на торце цилиндра двигателя размещен индукционный нагреватель, а на внешней поверхности его противоположного конца установлен кольцевой холодильный блок. Устройство обеспечивает минимизацию потерь энергии при подводе тепла к рабочему телу за счет согласования подвода тепла с продолжительностью циклов перемещения рабочего и вытеснительного поршней. 1 илл. Usage: the utility model belongs to the class of primary engines, namely, engines with external combustion operating according to the Stirling cycle, consisting in the constant alternation of the heating and cooling modes of a working fluid in a closed cylinder. The essence of the utility model: an external combustion engine contains a displacement and working pistons placed in the engine cylinder with a gap relative to each other, the rods of which interact with the flywheel of the crank mechanism, while an induction heater is placed on the end of the engine cylinder and installed on the outer surface of its opposite end ring refrigeration unit. The device minimizes energy losses during heat supply to the working fluid by matching the heat supply with the duration of the movement cycles of the working and displacement pistons. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к классу первичных двигателей, а именно к двигателям с внешним сгоранием, работающим по циклу Стирлинга, заключающимся в постоянном чередовании режимов нагревания и охлаждения некоторого рабочего тела в закрытом цилиндре. В качестве рабочего тела чаше всего выступает воздух, но также используют водород и гелий, фреоны, двуокись азота и другие. В качестве источника энергии двигатель Стирлинга может использовать различные теплоносители.The proposed utility model belongs to the class of primary engines, namely, to engines with external combustion operating according to the Stirling cycle, consisting in the constant alternation of the heating and cooling modes of a certain working fluid in a closed cylinder. Air most often acts as a working fluid, but hydrogen and helium, freons, nitrogen dioxide and others are also used. As a source of energy, the Stirling engine can use various coolants.

Известны двигатели внешнего сгорания, работающие по циклу Стирлинга, использующие в качестве внешнего источника тепла пламя открытого горения продуктов (Новый политехнический словарь / Гл. ред. А.Ю.Ишлинский. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - 671 с.: ил. С.512)Known external combustion engines operating according to the Stirling cycle, using the flame of open combustion of products as an external heat source (New Polytechnical Dictionary / Ed. By A.Yu. Ishlinsky. - M.: Big Russian Encyclopedia, 2000. - 671 p .: ill. S.512)

Основной недостаток известного двигателя а связан с тем, что исходная тепловая энергия передается рабочему телу не посредством прямого контакта, а путем теплопроводности стенок цилиндра, что снижает К.П.Д. процесса. Поскольку источник тепла расположен снаружи, то двигатель медленно реагирует на изменения параметров теплового потока, подводимого к цилиндру.The main disadvantage of the known engine a is due to the fact that the initial thermal energy is transmitted to the working fluid not by direct contact, but by the thermal conductivity of the cylinder walls, which reduces the KPD process. Since the heat source is located outside, the engine slowly responds to changes in the parameters of the heat flux supplied to the cylinder.

Задачей настоящей полезной модели является создание двигателя внешнего сгорания, обеспечивающего минимизацию потерь энергии при подводе тепла к рабочему телу за счет согласования подвода тепла с продолжительностью циклов перемещения рабочего и вытеснительного поршней.The objective of this utility model is to create an external combustion engine that minimizes energy loss during heat supply to the working fluid by matching the heat supply with the duration of the movement cycles of the working and displacement pistons.

Поставленная задача достигается тем, что двигатель внешнего сгорания содержит размещенные в цилиндре двигателя с зазором относительно друг друга вытеснительный и рабочий поршни, штоки которых взаимодействуют с маховиком кривошипно-шатунного механизма, при этом на торце цилиндра двигателя размещен индукционный нагреватель, а на внешней поверхности его противоположного конца установлен кольцевой холодильный блок.The problem is achieved in that the external combustion engine contains a displacement and working pistons located in the engine cylinder with a gap relative to each other, the rods of which interact with the flywheel of the crank mechanism, while an induction heater is placed on the end of the engine cylinder, and on the outer surface of its opposite end mounted ring refrigeration unit.

Сущность предлагаемого решения поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема установки.The essence of the proposed solution is illustrated by the drawing, which shows a schematic diagram of the installation.

На чертеже приняты следующие обозначения:In the drawing, the following notation:

1 - цилиндр двигателя,1 - engine cylinder,

2 - рабочий поршень со штоком;2 - working piston with a rod;

3 - вытеснительный поршень со штоком,3 - displacement piston with a rod,

4 - рабочее тело,4 - working fluid

5 - индукционный нагреватель,5 - induction heater,

6 - кольцевой холодильный блок,6 - ring refrigeration unit,

7 - маховик,7 - flywheel

8 и 9 - шатуны, соединяющие маховик с рабочим и вытеснительным поршнями.8 and 9 - connecting rods connecting the flywheel with the working and displacement pistons.

Вытеснительный 3 и рабочий 2 поршни размещены в цилиндре двигателя 1 с зазором относительно друг друга, а штоки указанных поршней которых взаимодействуют с маховиком 7 кривошипно-шатунного механизма. Индукционный нагреватель 5 размещен на торце цилиндра двигателя 1, а кольцевой холодильный блок 6 размещен на внешней поверхности противоположного конца цилиндра двигателя 1.The displacing 3 and working 2 pistons are placed in the cylinder of the engine 1 with a gap relative to each other, and the rods of these pistons which interact with the flywheel 7 of the crank mechanism. An induction heater 5 is located at the end of the cylinder of the engine 1, and an annular refrigeration unit 6 is located on the outer surface of the opposite end of the cylinder of the engine 1.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Индукционный нагреватель 5, располагаемый снаружи цилиндра 1, нагревает заключенное в нем рабочее тело (например, воздух) 4. Повышаемое при нагреве давление воздуха толкает рабочий поршень 2 и посредством шатуна 8 передает движение маховику 7 и соответственно приводящему валу (не показан). Конструктивно вытеснительный поршень 3 неплотно прилегает к стенкам цилиндра 1. Движение маховика 7 и, следовательно, вытеснительного поршня 3 вызывает перемещение разогретого воздуха в зону охлаждения, т.е. в область размещения кольцевого холодильного блока 6, и понижение давления. В результате рабочий поршень 2 опускается вниз, а вытеснительный поршень 3 поднимается вверх, тем самым вытесняя охлажденный воздух в нижнюю часть цилиндра 1. Далее цикл рабочей операции двигателя Стирлинга повторяется.An induction heater 5, located outside the cylinder 1, heats the working fluid enclosed in it (for example, air) 4. The air pressure increased during heating pushes the working piston 2 and, through the connecting rod 8, transmits the movement to the flywheel 7 and, accordingly, to the drive shaft (not shown). Structurally, the displacement piston 3 does not fit snugly against the walls of the cylinder 1. The movement of the flywheel 7 and, therefore, the displacement piston 3 causes the heated air to move into the cooling zone, i.e. in the area of placement of the ring refrigeration unit 6, and lowering the pressure. As a result, the working piston 2 lowers down, and the displacement piston 3 rises up, thereby displacing the cooled air into the lower part of the cylinder 1. Next, the operation cycle of the Stirling engine is repeated.

Описанный режим работы двигателя внешнего сгорания является создает условия, обеспечивающие наименьшие потери энергии при подводе тепла к рабочему телу, импульсную подачу энергии, согласованную с продолжительностью циклов перемещения рабочего и вытеснительного поршней, безопасность и экологичность применения.The described mode of operation of the external combustion engine is to create conditions that ensure the lowest energy loss when heat is supplied to the working fluid, pulsed energy supply, consistent with the duration of the cycles of movement of the working and displacement pistons, safety and environmental friendliness.

Claims

An external combustion engine, characterized in that it contains a displacement and working pistons placed in the engine cylinder with a gap relative to each other, the rods of which interact with the flywheel of the crank mechanism, while an induction heater is placed on the end of the engine cylinder, and on the outer surface of its opposite end mounted ring refrigeration unit.