Изобретение относится к теплоэнергетике, а конкретнее к двигателям Стирлинга (ДС). The invention relates to a power system, and more particularly to Stirling engines (DS).
Известны ДС, содержащие цилиндры с полостями расширения и сжатия, ограниченные поршнями, приводной механизм, нагреватель, регенератор и холодильник различных конструкций, связывающие полости расширения и сжатия. ДС имеют различные источники нагрева. Known DS containing cylinders with expansion and compression cavities, limited by pistons, a drive mechanism, a heater, a regenerator and a refrigerator of various designs, connecting expansion and compression cavities. DS have various sources of heating.
Известен также ДС, содержащий цилиндро-поршневую группу, приводной механизм, холодильник, регенератор и нагреватель трубчатой конструкции, в котором теплоподводящее устройство находится локально в центре камеры сгорания, предопределяя тем самым неравномерный нагрев теплообменника, что в итоге приводит к понижению выходной мощности двигателя. Also known is a DS containing a cylinder-piston group, a drive mechanism, a refrigerator, a regenerator and a tubular heater, in which the heat supply device is located locally in the center of the combustion chamber, thereby predetermining uneven heating of the heat exchanger, which ultimately leads to a decrease in the engine output.
Цель изобретения увеличение равномерности нагрева. The purpose of the invention is the increase in uniformity of heating.
Цель достигается тем, что нагреватель двигателя состоит из двух параллельных слоев труб, связанных между собой и регенератором коллекторами, причем слой труб входной для газовоздушной смеси (ГВС) имеет промежуток между трубами 0,5-1 мм, слой труб находящийся на выходе ГВС отделен от входного слоя на расстояние 1-3 мм и расположен по отношению к нему в плане либо под углом, либо в шахматном порядке с промежутком между трубами в слое 1-1,5 мм, и заключен (нагреватель) в объем распределительной камеры, замыкаемой на входной слой труб, к которой подключен инжекционный смеситель с соплом. The goal is achieved in that the engine heater consists of two parallel layers of pipes connected to each other and the regenerator by collectors, the pipe layer inlet for the gas-air mixture (GVS) has a gap between the pipes of 0.5-1 mm, the pipe layer located at the outlet of the DHW is separated from the input layer at a distance of 1-3 mm and is located in relation to it in plan either at an angle or in a checkerboard pattern with a gap between the pipes in the layer of 1-1.5 mm, and is enclosed (heater) in the volume of the distribution chamber, which is closed at the input layer of pipes to which I connect Cheng injection mixer with nozzle.
На чертеже изображен двигатель, у которого 1 цилиндро-поршневая группа; 2 приводной механизм; 3 холодильник; 4 регенератор; 5 входной слой труб; 6 выходной слой труб (в середине сделан условно просвет для показа слоя 5); 7 коллекторы; 8 камера распределения ГВС; 9 инжектор; 10 сопло. The drawing shows an engine in which 1 cylinder-piston group; 2 drive mechanism; 3 fridge; 4 regenerator; 5 input layer of pipes; 6 output layer of pipes (in the middle, a conditional clearance was made to show layer 5); 7 collectors; 8 DHW distribution chamber; 9 injector; 10 nozzle.
ГВС через инжекционный смеситель попадает в распределительную камеру, с которой проистекает через слои трубчатого нагревателя. При зажигании на входном слое труб образуются полосы микрофакелов, нагревающие выходной слой, который, накаляясь, начинает излучать энергию и на входной слой труб, нагреваемый, в свою очередь, и микрофакелами. В результате теплообменных процессов система труб нагревателя приходит в равномерно нагретое состояние, поддерживаемое пламенем микрофакелов, находящихся между слоями труб, что позволяет ДС эффективно работать, не понижая выходной мощности из-за боязни аварийной ситуации. DHW through the injection mixer enters the distribution chamber, with which flows through the layers of the tubular heater. When ignited, strips of microflares are formed on the input layer of pipes, heating the output layer, which, when heated, begins to radiate energy to the input layer of pipes, which, in turn, is heated by microflares. As a result of heat exchange processes, the heater pipe system comes to a uniformly heated state, supported by the flame of microflares located between the pipe layers, which allows the DS to work efficiently without lowering the output power due to fear of an emergency.
Геометрия системы труб нагревателя объясняется физикой процессов горения и распространения пламени. У входного слоя размер щелей определяется из условия непревышения скорости распространения пламени скорости истечения ГВС, у выходного слоя наоборот, расстояние между слоями определяется высотой микрофакелов. The geometry of the heater pipe system is explained by the physics of combustion and flame propagation. In the input layer, the size of the slots is determined from the condition that the flame propagation velocity does not exceed the speed of the HWS outflow, in the output layer, on the contrary, the distance between the layers is determined by the height of the microflares.