RU1838525C - Мембранный двигатель с внешним подводом тепла - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области машиностроени , а именно к двигател м с внешним подводом тепла. Цель изобретени  улучшение эксплуатационных характеристик , повышение КПД и удельной мощности двигател . Двигатель содержит средство съема и подвода мощности, выполненное в виде ротора с секционными магнитами, контактирующими с ответными секционными магнитами, св занными с поршнем-вытес- нителем и рабочей мембраной двигател . 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени , а именно к двигател м с внешним подводам тепла.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД и удельной мощности двигател .

На фиг.1-3 показан мембранный двигатель . Мембранный двигатель с внешним подводом состоит из статора 1 и ротора 2, закрепленного на оси 3 статора.

Статор 1 представл ет собой круглую платформу, на которой равномерно по всей окружности установлены цилиндры 4. В каждом цилиндре с некоторым зазором установлен поршень-вытеснитель 5 на поддерживающей мембране 6. Мембрана 6 соединена с втулкой 7, котора  через рабочую мембрану 8, 9 и переходной элемент 10 крепитс  к статору. Рабоча  мембрана выполнена из Двух частей - центральной уп- лотнительной 8 и периферийной рабочей 9. Части рабочей мембраны соединены через нижний элемент 11 механического привода, на котором при помощи стоек 12 и магнито- провода 13 укреплены посто нные магниты 14 и 15. Втулка 7 служит направл ющей дл  штока 16 привода вытеснител  5 и дл  маг- нитопровода 17 посто нного магнита 18.

Шток 16 нижним концом соединен с порш- нем-вытеснителем 5 через промежуточные элементы 19. а верхним концом соединен с магнитопроводом 17. Под цилиндрами 4, установленными на статоре, размещены горелки 20.

Сегментообразные магниты 14, 15, 18 образуют в сборе три концентрические кольца (фиг.1), из которых кольцо среднего диаметра имеет возможность перемещени  вверх-вниз вместе с вытеснителем 5 относительно периферийных колец статора.

Углова  прот женность сегментообраз- ных магнитов 14, 15, 18 одинакова . Дл  выравнивани  площадей полюсов внутреннего и внешнего магнитных колец статора магниты 15 выполнены большей ширины, чем магниты 14. Ближайшие магниты, закрепленные на каждом магнитопроводе статора , имеют противоположную пол рность поверхности, обращенной к своему магни- топроводу. как это представлено на фиг;1. Магниты 18 среднего кольца смещены относительно магнитов 14 и 15 периферийных колец статора в азимутальном направлении на половину полюсного делени .

СО

с

со со

00

ел ю ел

CJ

Ротор 2 представл ет собой ферромагнитный диск, на котором аналогично статору размещены сегментообразные магниты 14, 15, 18, обращенные плоскостью своих разноименных полюсов к магнитной систе- ме статора (фиг.2).

Дл  обеспечени  пускового момента двигател  и однонаправленного вращени  ротора его магниты 18 среднего кольца имеют пол рность, противоположную пол рно- сти магнитов статора среднего кольца, как показано в скобках на фиг.1. Иными словами , осуществлен фазовый сдвиг на 180° между полюсами средних колец статора и ротора, обращенных друг к другу. Выходной вал ротора закреплен на оси 3 с возможностью вращени . На роторе размещены радиальные лопасти центробежного вентил тора.

Работа двигател ; В исходном- положе- нии периферийные магнитные кольца статора удалены от ротора. Взаимодействуют (прит гиваютс ) центральные магнитные кольца статора и ротора, благодар  этому вытеснитель 5 находитс  в верхнем положе-

НИИ.

Нагрев рабочего тела при помощи горелок 20 приводит к увеличению его объема и подьему мембраны 9 вместе с укрепленными- на ней периферийными магнитными кольцами статора. Уменьшение рассто ни  между периферийными магнитными кольцами статора и ротора приводит ротор во вращение, обусловленное разностью взаимодействующих площадей магнитного ста- тора и ротора. Движение ротора продолжаетс  до того момента, пока противоположные периферийные полюса статора и ротора не перекроют друг друга полностью , В процессе этого вращени  вытесни- тель 5 будет опускатьс  вниз за счет передачи на него через шток 16 отталкивающей силы взаимодействующих между собой центральных магнитных колец статора и ротора. При этом рабочее тело через зазор между цилиндром 4 и вытеснителем 5 переместитс  в холодную верхнюю область под мембраной 9. Охлаждение рабочего тела в верхней области приводит к уменьшению его объема и опусканию мембраны 9. Вместе с опусканием мембраны 9 периферийные магнитные кольца статора удал тс  от ротора, а взаимное действие ротора с центральным кольцом статора приведет к дово- роту ротора и подьему вытеснител  в крайнее положение до завершени  цикла. После этого цикл повтор етс .

Благодар  предложенной конструкции двигатель по сравнению с прототипом имеет неоспоримые преимущества, т.к. работа двигател  с автоматически поддерживаемым жестким сдвигом фаз между положением вытеснител  и положением рабочей мембраны обеспечивает оптимальный режим работы с максимальным КПД.

Поскольку в предлагаемом устройстве дл  съема мощности используют посто нные магниты, плотность энергии которых на пор док выше достижимой плотности энергии электромагнитов, то удельна  масса устройства оказываетс  на пор док меньше, чем у прототипа.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Мембранный двигатель с внешним подводом тепла, содержащий цилиндры, установленные в них с зазором поршни-вытеснители, рабочую мембрану и устройство съема и подвода мощности, о т л и- ч ю щ и и с   тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных характеристик путем повышени  удельной мощности и КПД двигател , устройство съема и подвода мощности выполнено в виде ротора и статора с закрепленными на них секционными магнитами, при этом магниты статора и ротора расположены двум  группами и различные группы магнитов статора и ротора смещены между собой в направлении вращени , причем магниты ротора закреплены неподвижно, а одна группа магнитов статора жестко св зана с рабочей мембраной, а друга  - с порш- н ми-вытеснител ми.

   ID CM

   in.

   00 CO

   со

   OO

   I

   18

   Г5

   2

   I Ш

   w///mmmmz№.

   13

   W////////////Mc