RU2548999C1 - Heat engine with external heat supply - Google Patents

Heat engine with external heat supply Download PDF

Info

Publication number
RU2548999C1
RU2548999C1 RU2013156467/06A RU2013156467A RU2548999C1 RU 2548999 C1 RU2548999 C1 RU 2548999C1 RU 2013156467/06 A RU2013156467/06 A RU 2013156467/06A RU 2013156467 A RU2013156467 A RU 2013156467A RU 2548999 C1 RU2548999 C1 RU 2548999C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bellows
eccentric cams
eccentric
cold side
eccentric cam
Prior art date
Application number
RU2013156467/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Тимофеевич Комов
Алексей Викторович Дедов
Александр Николаевич Варава
Виктор Васильевич Мясников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ"
Priority to RU2013156467/06A priority Critical patent/RU2548999C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2548999C1 publication Critical patent/RU2548999C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: heating.
SUBSTANCE: heat engine with external heat supply includes four bellows at the hot side of engine, connected to heaters, and four bellows at the cold side of engine, connected to coolers. Internal space of bellows forms cavities of alternate volume for compression and expansion of gaseous work medium. Heater is connected to cooler by a pipeline through heat exchange duct. Lower end of bellow is propped by its pusher on an eccentric cam. Eccentric cams at the hot and cold side are phase-shifted against each other by 180°. Second eccentric cams are phase-shifted against the first eccentric cams by 90°. Third eccentric cams are phase-shifted against the second eccentric cams by 90°. Fourth eccentric cams are phase-shifted against the third eccentric cams by 90°. Four eccentric cams at the hot side of engine are mounted on a first common shaft with a first linking gear. Four eccentric cams at the cold side of engine are mounted on a second common shaft with a second linking gear. First and second linking gears are connected by chain belt drive.
EFFECT: increased operation life at the same power of engine.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области тепловой энергетики, в частности к тепловым многоцилиндровым машинам с внешним подводом тепла, и предназначено для использования в качестве силовой установки автономной системы выработки тепловой и электрической энергии при использовании местных топлив и возобновляемых источников энергии.The invention relates to the field of thermal energy, in particular to multi-cylinder thermal machines with external heat input, and is intended for use as a power plant of an autonomous system for generating thermal and electric energy using local fuels and renewable energy sources.

Известна тепловая машина (авторское свидетельство СССР №1460382, МПК F02G 1/00, 1/04, опубл. 23.02.89, бюл. №7), содержащая две группы вертикально установленных цилиндров, частично заполненных несжимаемой жидкостью с находящимся над ней газообразным рабочим телом, газовые полости каждой пары цилиндров соединены между собой через нагреватель, регенератор и холодильник, а жидкостные полости соединены с полостями объемной гидромашины. Недостатком известной машины является привнесение в энергетический баланс машины гидравлических потерь, возникающих при челночной перекачке жидкости для осуществления термодинамического цикла Стерлинга.A heat engine is known (USSR author's certificate No. 1460382, IPC F02G 1/00, 1/04, publ. 23.02.89, bull. No. 7), containing two groups of vertically mounted cylinders, partially filled with an incompressible liquid with a gaseous working medium above it , the gas cavities of each pair of cylinders are interconnected through a heater, a regenerator and a refrigerator, and the liquid cavities are connected to the cavities of the volumetric hydraulic machine. A disadvantage of the known machine is the introduction into the energy balance of the machine of hydraulic losses that occur during shuttle transfer of fluid to carry out the Sterling thermodynamic cycle.

Наиболее близкой по технической сущности является многоцилиндровая тепловая машина с внешним подводом тепла (Г. Ридер, Ч. Хупер Двигатели Стирлинга, Москва, изд. «Мир», 1986 г., стр.72, рис.1.65), содержащая группу цилиндров и поршней, к внутренним полостям которых подводится тепло, и группу цилиндров и поршней, от внутренних полостей которых тепло отводится, соединенные шатунами с общим коленчатым валом. Внутренние полости цилиндров и поршней на горячей стороне соединены через нагреватель, регенератор и охладитель с внутренними полостями цилиндров и поршней на холодной стороне многоцилиндровой тепловой машины.The closest in technical essence is a multi-cylinder heat engine with external heat supply (G. Reeder, C. Hooper Stirling Engines, Moscow, Mir publishing house, 1986, p. 72, Fig. 1.65), containing a group of cylinders and pistons , to the internal cavities of which heat is supplied, and a group of cylinders and pistons, from the internal cavities of which heat is removed, connected by connecting rods to a common crankshaft. The internal cavities of the cylinders and pistons on the hot side are connected through a heater, regenerator and cooler to the internal cavities of the cylinders and pistons on the cold side of the multi-cylinder heat engine.

Недостатком известной тепловой машины является потери газообразного рабочего тела через поршневые кольца цилиндров, что влечет за собой потери давления рабочего тела в цилиндрах и, как следствие, уменьшение ресурса и падение удельной мощности машины.A disadvantage of the known heat engine is the loss of a gaseous working fluid through the piston rings of the cylinders, which entails a loss of pressure of the working fluid in the cylinders and, as a result, a decrease in resource and a decrease in the specific power of the machine.

Техническим результатом изобретения является увеличение ресурса при сохранении мощностных показателей машины.The technical result of the invention is to increase the resource while maintaining the power performance of the machine.

Техническая задача достигается за счет исключения скользящего уплотнения в цилиндро-поршневых группах и использования сильфонов на горячей и холодной сторонах тепловой машины с кулачковым механизмом, реализуется за счет того, что в тепловой машине с внешним подводом тепла, содержащей четыре сильфона на горячей стороне машины, соединенных каналами для газообразного рабочего тела с жестко закрепленными в корпусе тепловой машины четырьмя нагревателями, четыре сильфона на холодной стороне машины, соединенных каналами для газообразного рабочего тела с жестко закрепленными в корпусе тепловой машины четырьмя охладителями, внутреннее пространство сильфонов образует полости переменного объема для сжатия и расширения газообразного рабочего тела, а внутреннее пространство нагревателей и охладителей предназначено для нагрева и охлаждения газообразного рабочего тела, первый нагреватель через первый канал первого теплообменника соединен трубопроводом со вторым охладителем, второй нагреватель через первый канал второго теплообменника соединен трубопроводом с третьим охладителем, третий нагреватель через второй канал первого теплообменника соединен трубопроводом с четвертым охладителем, четвертый нагреватель через второй канал второго теплообменника соединен трубопроводом с первым охладителем, нижний торец первого сильфона на горячей стороне первым толкателем опирается на эксцентриковый кулачок, нижний торец первого сильфона на холодной стороне первым толкателем опирается на первый эксцентриковый кулачок на холодной стороне, первые эксцентриковые кулачки на горячей и холодной сторонах сдвинуты по фазе относительно друг друга на 180°, нижний торец второго сильфона на горячей стороне вторым толкателем опирается на второй эксцентриковый кулачок, нижний торец второго сильфона на холодной стороне вторым толкателем опирается на второй эксцентриковый кулачок на холодной стороне, вторые эксцентриковые кулачки сдвинуты по фазе относительно положения первых эксцентриковых кулачков на 90°, нижний торец третьего сильфона на горячей стороне третьим толкателем опирается на третий эксцентриковый кулачок, нижний торец третьего сильфона на холодной стороне третьим толкателем опирается на третий эксцентриковый кулачок на холодной стороне, третьи эксцентриковые кулачки сдвинуты по фазе относительно положения вторых эксцентриковых кулачков на 90°, нижний торец четвертого сильфона на горячей стороне четвертым толкателем опирается на четвертый эксцентриковый кулачок, нижний торец четвертого сильфона на холодной стороне четвертым толкателем опирается на четвертый эксцентриковый кулачок на холодной стороне, четвертые эксцентриковые кулачки сдвинуты по фазе относительно положения третьих эксцентриковых кулачков на 90°, четыре эксцентриковых кулачка на горячей стороне машины с сохранением фазовых сдвигов неподвижно закреплены на первом общем валу, имеющем первую шестерню связи, четыре эксцентриковых кулачка на холодной стороне машины с сохранением фазовых сдвигов неподвижно закреплены на втором общем валу, имеющем вторую шестерню связи, первая и вторая шестерни связи соединены цепной передачей с сохранением фазовых сдвигов между эксцентриковыми кулачками на горячей и холодной сторонах машины, эксцентриковые кулачки имеют круговую образующую, на которую посажен подшипник.The technical problem is achieved by eliminating the sliding seal in the cylinder-piston groups and the use of bellows on the hot and cold sides of the heat engine with a cam mechanism, due to the fact that in a heat engine with an external heat supply containing four bellows on the hot side of the machine, connected channels for a gaseous working fluid with four heaters rigidly fixed in the body of the heat engine, four bellows on the cold side of the machine, connected by gaseous channels A working body with four coolers rigidly fixed in the body of the heat engine, the inner space of the bellows forms variable-volume cavities for compression and expansion of the gaseous working fluid, and the inner space of the heaters and coolers is designed to heat and cool the gaseous working fluid, the first heater is connected through the first channel of the first heat exchanger the pipeline with the second cooler, the second heater through the first channel of the second heat exchanger is connected by a pipe to the third the third heater through the second channel of the first heat exchanger is connected by a pipe to the fourth cooler, the fourth heater through the second channel of the second heat exchanger is connected by a pipe to the first cooler, the lower end of the first bellows on the hot side of the first plunger rests on the eccentric cam, the lower end of the first bellows on the cold side of the first pusher rests on the first eccentric cam on the cold side, the first eccentric cams on the hot and cold sides are shifted in phase relative to each other by 180 °, the lower end of the second bellows on the hot side with the second pusher rests on the second eccentric cam, the lower end of the second bellows on the cold side with the second pusher rests on the second eccentric cam on the cold side, the second eccentric cams are out of phase with respect to the position the first eccentric cams by 90 °, the lower end of the third bellows on the hot side of the third plunger rests on the third eccentric cam, the lower end of the third bellows on the cold side, the third pusher rests on the third eccentric cam on the cold side, the third eccentric cams are out of phase relative to the position of the second eccentric cams by 90 °, the lower end of the fourth bellows on the hot side of the fourth plunger rests on the fourth eccentric cam, the lower end of the fourth bellows on the cold side the fourth pusher rests on the fourth eccentric cam on the cold side, the fourth eccentric cams are out of phase with respect to the position of the third eccentric cams by 90 °, four eccentric cams on the hot side of the machine while maintaining phase shifts are fixedly mounted on the first common shaft having a first gear, four eccentric cams on the cold side of the machine with preserving phase shifts are fixedly mounted on the second common shaft having the second gear of communication, the first and second gears of communication are connected by a chain transmission with preserving phase shifts between the eccentric cams on the hot and cold sides of the machine, eccentric Egg cams have a circular generatrix on which the bearing is mounted.

Сущность изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена функциональная схема тепловой машины, на фиг.2 показан эксцентриковый кулачок с внешним подшипником.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a functional diagram of a heat engine, figure 2 shows an eccentric cam with an external bearing.

Тепловая машина с внешним подводом тепла содержит четыре сильфона 1-1, 1-2, 1-3 и 1-4 на горячей стороне машины, соединенные каналами для газообразного рабочего тела с жестко закрепленными в корпусе тепловой машины четырьмя нагревателями 2-1, 2-2, 2-3 и 2-4, четыре сильфона 3-1, 3-2, 3-3 и 3-4 на холодной стороне машины, соединенные каналами для газообразного рабочего тела с жестко закрепленными в корпусе тепловой машины четырьмя охладителями 4-1, 4-2, 4-3 и 4-4, внутреннее пространство сильфонов образует полости переменного объема для сжатия и расширения газообразного рабочего тела, а внутреннее пространство нагревателей и охладителей предназначено для нагрева и охлаждения газообразного рабочего тела, первый нагреватель 2-1 через первый канал первого теплообменника 5 соединен трубопроводом со вторым охладителем 4-2, второй нагреватель 2-2 через первый канал второго теплообменника 6 соединен трубопроводом с третьим охладителем 4-3, третий нагреватель 2-3 через второй канал первого теплообменника 5 соединен трубопроводом с четвертым охладителем 4-4, четвертый нагреватель 2-4 через второй канал второго теплообменника 6 соединен трубопроводом с первым охладителем 4-1, нижний торец первого сильфона 1-1 на горячей стороне первым толкателем 7-1 опирается на эксцентриковый кулачок 8-1, нижний торец первого сильфона 3-1 на холодной стороне первым толкателем 9-1 опирается на первый эксцентриковый кулачок 10-1 на холодной стороне, эксцентриковые кулачки 8-1 и 10-1 сдвинуты по фазе на 180°, нижний торец второго сильфона 1-2 на горячей стороне вторым толкателем 7-2 опирается на эксцентриковый кулачок 8-2, нижний торец второго сильфона 3-2 на холодной стороне вторым толкателем 9-2 опирается на второй эксцентриковый кулачок 10-2 на холодной стороне, эксцентриковые кулачки 8-2 и 10-2 сдвинуты по фазе относительно положения кулачков 8-1 и 10-1 на 90°, нижний торец третьего сильфона 1-3 на горячей стороне третьим толкателем 7-3 опирается на эксцентриковый кулачок 8-3, нижний торец третьего сильфона 3-3 на холодной стороне третим толкателем 9-3 опирается на третий эксцентриковый кулачок 10-3 на холодной стороне, эксцентриковые кулачки 8-3 и 10-3 сдвинуты по фазе относительно положения кулачков 8-2 и 10-2 на 90°, нижний торец четвертого сильфона 1-4 на горячей стороне четвертым толкателем 7-4 опирается на эксцентриковый кулачок 8-4, нижний торец четвертого сильфона 3-4 на холодной стороне четвертым толкателем 9-4 опирается на четвертый эксцентриковый кулачок 10-4 на холодной стороне, эксцентриковые кулачки 8-4 и 10-4 сдвинуты по фазе относительно положения кулачков 8-3 и 10-3 на 90°, четыре эксцентриковых кулачка 8-1, 8-2, 8-3 и 8-4 на горячей стороне машины с сохранением фазовых сдвигов неподвижно закреплены на первом общем валу 11, имеющем первую шестерню связи 12, четыре эксцентриковых кулачка 10-1, 10-2, 10-3 и 10-4 на холодной стороне машины с сохранением фазовых сдвигов неподвижно закреплены на втором общем валу 13, имеющем вторую шестерню связи 14, первая и вторая шестерни 12 и 14 связи соединены цепной передачей 15 с сохранением фазовых сдвигов между эксцентриковыми кулачками 8-1, 8-2, 8-3 и 8-4 и 10-1, 10-2, 10-3 и 10-4, эксцентриковые кулачки имеют круговую образующую, на которой посажен подшипник 16.A heat engine with an external heat supply contains four bellows 1-1, 1-2, 1-3 and 1-4 on the hot side of the machine, connected by channels for a gaseous working fluid with four heaters 2-1, 2- rigidly fixed in the body of the heat engine 2, 2-3 and 2-4, four bellows 3-1, 3-2, 3-3 and 3-4 on the cold side of the machine, connected by channels for a gaseous working fluid with four coolers 4-1 rigidly fixed in the body of the heat engine , 4-2, 4-3 and 4-4, the inner space of the bellows forms a cavity of variable volume for compression and expansion of the gas of the working fluid, and the internal space of the heaters and coolers is intended for heating and cooling the gaseous working fluid, the first heater 2-1 through the first channel of the first heat exchanger 5 is connected by a pipe to the second cooler 4-2, the second heater 2-2 through the first channel of the second heat exchanger 6 connected by a pipeline to a third cooler 4-3, a third heater 2-3 through a second channel of a first heat exchanger 5 connected by a pipeline to a fourth cooler 4-4, a fourth heater 2-4 through a second channel of a second the heat exchanger 6 is connected by a pipe to the first cooler 4-1, the lower end of the first bellows 1-1 on the hot side with the first pusher 7-1 rests on the eccentric cam 8-1, the lower end of the first bellows 3-1 on the cold side with the first pusher 9-1 on the first eccentric cam 10-1 on the cold side, the eccentric cams 8-1 and 10-1 are 180 ° out of phase, the lower end of the second bellows 1-2 on the hot side of the second pusher 7-2 rests on the eccentric cam 8-2, the lower end of the second bellows 3-2 on the cold side of the second t the pusher 9-2 rests on the second eccentric cam 10-2 on the cold side, the eccentric cams 8-2 and 10-2 are out of phase relative to the position of the cams 8-1 and 10-1 by 90 °, the lower end of the third bellows 1-3 the hot side of the third pusher 7-3 rests on the eccentric cam 8-3, the lower end of the third bellows 3-3 on the cold side of the third pusher 9-3 rests on the third eccentric cam 10-3 on the cold side, eccentric cams 8-3 and 10- 3 phase shifted relative to the position of the cams 8-2 and 10-2 by 90 °, the lower end of the fourth about bellows 1-4 on the hot side, the fourth pusher 7-4 rests on the eccentric cam 8-4, the lower end of the fourth bellows 3-4 on the cold side, the fourth pusher 9-4 rests on the fourth eccentric cam 10-4 on the cold side 8-4 and 10-4 are phase shifted relative to the position of the cams 8-3 and 10-3 by 90 °, four eccentric cams 8-1, 8-2, 8-3 and 8-4 on the hot side of the machine while maintaining phase shifts motionlessly fixed on the first common shaft 11 having a first gear gear 12, four eccentric kul a piece 10-1, 10-2, 10-3 and 10-4 on the cold side of the machine while maintaining phase shifts are fixedly mounted on the second common shaft 13 having a second gear pinion 14, the first and second gears 12 and 14 are connected by a chain gear 15 while maintaining phase shifts between the eccentric cams 8-1, 8-2, 8-3 and 8-4 and 10-1, 10-2, 10-3 and 10-4, the eccentric cams have a circular generatrix on which the bearing 16 is mounted .

Тепловая машина с внешним подводом тепла работает следующим образом.Thermal machine with an external supply of heat operates as follows.

В начальный момент времени тепловая машина неподвижна, т.е. неподвижна механическая часть машины и не происходят термодинамические процессы с газообразным (гелий, давление от 10 до 20 мПа) рабочим телом - постоянны объемы, давления и температуры во всех газонаполненных частях машины. При подводе тепла к нагревателям 2-1, 2-2, 2-3 и 2-4 (показано стрелками на фиг.1) давление газа в сильфонах на горячей стороне машины повышается и создаваемое суммарное усилие четырех сильфонов на горячей стороне машины превосходит суммарное усилие четырех сильфонов на холодной стороне машины. Эти усилия через толкатели 7-1, 7-2, 7-3, 7-4 и 9-1, 9-2, 9-3, 9-4 создают вращательный момент на эксцентриковых кулачках 8-1, 8-2, 8-3 и 8-4, что, в свою очередь, заставляет вращаться первый вал 11 и посредством цепной передачи 15 второй вал 13, который жестко связан с эксцентриковыми кулачками 10-1, 10-2, 10-3 и 10-4 на холодной стороне машины. Эксцентриковые кулачки, находящиеся в одном ряду, например 8-1 и 10-1, имеют разворот по фазе 180°. При вращении сопряженных цепной передачей валов 11 и 13 сильфон 1-1 на горячей стороне машины увеличивает свой объем, а сильфон 3-1 на холодной стороне машины уменьшает, а затем наоборот. Однако противофазно изменяющиеся объемы рабочего тела не могут образовать эффективный цикл Стирлинга (Г. Ридер, Ч. Хупер Двигатели Стирлинга, Москва, изд. «Мир», 1986 г., стр.101, рис.1.85), поэтому холодный объем для первого сильфона на горячей стороне берется со второго ряда, где разворотом эксцентриковых кулачков на 90° относительно положения эксцентриковых кулачков первого ряда обеспечивается требуемое для идеального цикла Стирлинга фазовые соотношения изменения объемов. В результате получается, что четыре цикла Стирлинга образуются внутренними объемами сильфонов 1-1 и 3-2, 1-2 и 3-3, 1-3 и 3-4, 1-4 и 3-1, важно отметить, что эти четыре цикла сдвинуты относительно друг друга на четверть цикла.At the initial time, the heat engine is stationary, i.e. the mechanical part of the machine is stationary and thermodynamic processes with a gaseous (helium, pressure from 10 to 20 MPa) working fluid do not occur - volumes, pressures and temperatures are constant in all gas-filled parts of the machine. When heat is supplied to the heaters 2-1, 2-2, 2-3, and 2-4 (shown by arrows in Fig. 1), the gas pressure in the bellows on the hot side of the machine rises and the total force generated by the four bellows on the hot side of the machine exceeds the total force four bellows on the cold side of the machine. These efforts through the pushers 7-1, 7-2, 7-3, 7-4 and 9-1, 9-2, 9-3, 9-4 create a torque on the eccentric cams 8-1, 8-2, 8 -3 and 8-4, which, in turn, causes the first shaft 11 to rotate and, through the chain drive 15, the second shaft 13, which is rigidly connected to the eccentric cams 10-1, 10-2, 10-3 and 10-4 on the cold side of the car. Eccentric cams located in the same row, for example 8-1 and 10-1, have a phase rotation of 180 °. When rotating the shafts 11 and 13 conjugated by a chain drive, the bellows 1-1 on the hot side of the machine increases their volume, and the bellows 3-1 on the cold side of the machine decreases, and then vice versa. However, the antiphase changing volumes of the working fluid cannot form an effective Stirling cycle (G. Reeder, C. Hooper Stirling Engines, Moscow, Mir Publishing House, 1986, p. 101, Fig. 1.85), so the cold volume for the first bellows on the hot side it is taken from the second row, where a 90 ° turn of the eccentric cams relative to the position of the first row eccentric cams ensures the phase relations of volume change required for an ideal Stirling cycle. As a result, it turns out that the four Stirling cycles are formed by the internal volumes of the bellows 1-1 and 3-2, 1-2 and 3-3, 1-3 and 3-4, 1-4 and 3-1, it is important to note that these four cycles are shifted relative to each other by a quarter of the cycle.

Для повышения мощности и КПД в традиционных двигателях Стирлинга горячие и холодные объемы соединяются через регенератор, в предлагаемом устройстве вместо четырех регенераторов используются два теплообменника, каналы которых включены в циклы Стирлинга, находящиеся в противоположных фазах. Первый канал первого теплообменника 5 соединяет сильфоны 1-1 и 3-2, второй канал первого теплообменника 5 соединяет сильфоны 1-3 и 3-4. Аналогичный принцип используется и для двух других циклов Стирлинга. Первый канал второго теплообменника 6 соединяет сильфоны 1-2 и 3-3, второй канал второго теплообменника 6 соединяет сильфоны 1-4 и 3-1. В результате в тепловой машине реализовано четыре цикла Стирлинга, образующие крутящий момент на валу отбора мощности, в качестве которого можно использовать второй вал 13 на холодной стороне машины. Усилие, создаваемое в термодинамическом цикле, через толкатели и эксцентриковые кулачки передается первому и второму валам 11 и 13. При этом эксцентриковые кулачки трутся о нижнюю поверхность толкателей. Для уменьшения трения образующая эксцентриковых кулачков 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 и 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 выполнена круговой и на нее посажен подшипник 16.To increase power and efficiency in traditional Stirling engines, hot and cold volumes are connected through a regenerator; in the proposed device, instead of four regenerators, two heat exchangers are used, the channels of which are included in Stirling cycles located in opposite phases. The first channel of the first heat exchanger 5 connects the bellows 1-1 and 3-2, the second channel of the first heat exchanger 5 connects the bellows 1-3 and 3-4. A similar principle is used for the other two Stirling cycles. The first channel of the second heat exchanger 6 connects the bellows 1-2 and 3-3, the second channel of the second heat exchanger 6 connects the bellows 1-4 and 3-1. As a result, four Stirling cycles are implemented in the heat engine, which generate torque on the power take-off shaft, which can be used as the second shaft 13 on the cold side of the machine. The force generated in the thermodynamic cycle, through the pushers and eccentric cams is transmitted to the first and second shafts 11 and 13. In this case, the eccentric cams rub against the lower surface of the pushers. To reduce friction, the generatrix of the eccentric cams 8-1, 8-2, 8-3, 8-4 and 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 is made circular and a bearing 16 is mounted on it.

Изменение объемов с рабочим телом создается за счет сжатия или растяжения гофр сильфонов, при этом отсутствуют скользящие уплотнения неизбежные в цилиндро-поршневых парах. Сильфонные объемы могут быть полностью герметизированы пайкой или сваркой, и за счет этого исключены потери рабочего тела через уплотнения.The change in volumes with the working fluid is created by compressing or stretching the bellows corrugations, while there are no sliding seals inevitable in cylinder-piston pairs. The bellows volumes can be completely sealed by soldering or welding, and due to this loss of the working fluid through the seals is excluded.

Использование изобретения позволяет исключить потери рабочего тела, следовательно, продлить ресурс тепловой машины и исключить уменьшение мощности.The use of the invention eliminates the loss of the working fluid, therefore, to extend the life of the heat engine and to eliminate the decrease in power.

Claims (2)

1. Тепловая машина с внешним подводом тепла, содержащая четыре сильфона на горячей стороне машины, соединенные каналами для газообразного рабочего тела с жестко закрепленными в корпусе тепловой машины четырьмя нагревателями, четыре сильфона на холодной стороне машины, соединенные каналами для газообразного рабочего тела с жестко закрепленными в корпусе тепловой машины четырьмя охладителями, внутреннее пространство сильфонов образует полости переменного объема для сжатия и расширения газообразного рабочего тела, а внутреннее пространство нагревателей и охладителей предназначено для нагрева и охлаждения газообразного рабочего тела, отличающаяся тем, что первый нагреватель через первый канал первого теплообменника соединен трубопроводом со вторым охладителем, второй нагреватель через первый канал второго теплообменника соединен трубопроводом с третьим охладителем, третий нагреватель через второй канал первого теплообменника соединен трубопроводом с четвертым охладителем, четвертый нагреватель через второй канал второго теплообменника соединен трубопроводом с первым охладителем, нижний торец первого сильфона на горячей стороне первым толкателем опирается на эксцентриковый кулачок, нижний торец первого сильфона на холодной стороне первым толкателем опирается на первый эксцентриковый кулачок на холодной стороне, первые эксцентриковые кулачки на горячей и холодной сторонах сдвинуты по фазе относительно друг друга на 180°, нижний торец второго сильфона на горячей стороне вторым толкателем опирается на второй эксцентриковый кулачок, нижний торец второго сильфона на холодной стороне вторым толкателем опирается на второй эксцентриковый кулачок на холодной стороне, вторые эксцентриковые кулачки сдвинуты по фазе относительно положения первых эксцентриковых кулачков на 90°, нижний торец третьего сильфона на горячей стороне третьим толкателем опирается на третий эксцентриковый кулачок, нижний торец третьего сильфона на холодной стороне третьим толкателем опирается на третий эксцентриковый кулачок на холодной стороне, третьи эксцентриковые кулачки сдвинуты по фазе относительно положения вторых эксцентриковых кулачков на 90°, нижний торец четвертого сильфона на горячей стороне четвертым толкателем опирается на четвертый эксцентриковый кулачок, нижний торец четвертого сильфона на холодной стороне четвертым толкателем опирается на четвертый эксцентриковый кулачок на холодной стороне, четвертые эксцентриковые кулачки сдвинуты по фазе относительно положения третьих эксцентриковых кулачков на 90°, четыре эксцентриковых кулачка на горячей стороне машины с сохранением фазовых сдвигов неподвижно закреплены на первом общем валу, имеющем первую шестерню связи, четыре эксцентриковых кулачка на холодной стороне машины с сохранением фазовых сдвигов неподвижно закреплены на втором общем валу, имеющем вторую шестерню связи, первая и вторая шестерни связи соединены цепной передачей с сохранением фазовых сдвигов между эксцентриковыми кулачками на горячей и холодной сторонах машины.1. A heat engine with an external heat supply, containing four bellows on the hot side of the machine, connected by four heaters to the gaseous working fluid channels rigidly fixed to the heat engine body, four bellows on the cold side of the machine, connected to the gaseous working fluid channels, rigidly fixed to the casing of the heat engine with four coolers, the inner space of the bellows forms a cavity of variable volume for compression and expansion of the gaseous working fluid, and the inner space The majority of heaters and coolers is intended for heating and cooling a gaseous working fluid, characterized in that the first heater is connected by a pipe to the second cooler through the first channel of the first heat exchanger, the second heater is connected by a pipe to the third cooler through the first channel of the second heat exchanger, and the third heater through the second channel of the first heat exchanger connected by a pipeline to a fourth cooler, a fourth heater through a second channel of a second heat exchanger connected by a pipeline with the first cooler, the bottom end of the first bellows on the hot side with the first pusher rests on the eccentric cam, the bottom end of the first bellows on the cold side with the first pusher rests on the first eccentric cam on the cold side, the first eccentric cams on the hot and cold sides are out of phase with respect to each other 180 °, the lower end of the second bellows on the hot side of the second pusher rests on the second eccentric cam, the lower end of the second bellows on the cold side of the second then it rests on the cold side of the second eccentric cam, the second eccentric cams are 90 ° out of phase with the first eccentric cams, the third end of the third bellows on the hot side of the third plunger rests on the third eccentric cam, the lower end of the third bellows on the cold side of the third plunger to the third eccentric cam on the cold side, the third eccentric cams are out of phase relative to the position of the second eccentric cams by 90 °, the fourth end of the fourth bellows on the hot side of the fourth plunger rests on the fourth eccentric cam, the lower end of the fourth bellows on the cold side of the fourth pusher rests on the fourth eccentric cam on the cold side, the fourth eccentric cams are out of phase relative to the position of the third eccentric cams by 90 °, four eccentric cam on the hot side of the machine while maintaining phase shifts are fixedly mounted on the first common shaft having a first gear pinion, Etara eccentric cam on the cold side of the machine while maintaining the phase shifts are fixedly mounted on the second common shaft having a second connection gear, the first gear and the second connection connected to the transmission chain with the preservation of the phase shift between the eccentric cams on the hot and cold sides of the machine. 2. Тепловая машина с внешним подводом тепла по п.1, отличающаяся тем, что эксцентриковые кулачки имеют круговую образующую, на которую посажен подшипник. 2. A heat engine with an external heat supply according to claim 1, characterized in that the eccentric cams have a circular generatrix on which the bearing is mounted.
RU2013156467/06A 2013-12-19 2013-12-19 Heat engine with external heat supply RU2548999C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013156467/06A RU2548999C1 (en) 2013-12-19 2013-12-19 Heat engine with external heat supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013156467/06A RU2548999C1 (en) 2013-12-19 2013-12-19 Heat engine with external heat supply

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2548999C1 true RU2548999C1 (en) 2015-04-20

Family

ID=53289556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013156467/06A RU2548999C1 (en) 2013-12-19 2013-12-19 Heat engine with external heat supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2548999C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172774U1 (en) * 2016-08-19 2017-07-24 Сергей Александрович Развалов HEAT TAPE ENGINE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1460382A1 (en) * 1987-04-01 1989-02-23 В. В. М сников и А. П. Власенко Multicylinder thermal engine
RU2006640C1 (en) * 1992-06-15 1994-01-30 Акционерный научно-производственный концерн "Резерв" Externally supplied thermal engine
US7284372B2 (en) * 2004-11-04 2007-10-23 Darby Crow Method and apparatus for converting thermal energy to mechanical energy

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1460382A1 (en) * 1987-04-01 1989-02-23 В. В. М сников и А. П. Власенко Multicylinder thermal engine
RU2006640C1 (en) * 1992-06-15 1994-01-30 Акционерный научно-производственный концерн "Резерв" Externally supplied thermal engine
US7284372B2 (en) * 2004-11-04 2007-10-23 Darby Crow Method and apparatus for converting thermal energy to mechanical energy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172774U1 (en) * 2016-08-19 2017-07-24 Сергей Александрович Развалов HEAT TAPE ENGINE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6568169B2 (en) Fluidic-piston engine
RU2673954C2 (en) Reciprocating motor-compressor with integrated stirling engine
NO20110250A1 (en) Thermodynamic cycle and heating machine
WO2020231292A1 (en) Rotary engine with external heat supply (variants)
US9021800B2 (en) Heat exchanger and associated method employing a stirling engine
SE1530055A1 (en) Hot gas engine
RU2548999C1 (en) Heat engine with external heat supply
JP2013024048A (en) Stirling engine
JP2013024236A (en) Stirling engine
RU2528221C2 (en) Rotary piston machine of volumetric expansion
JP6494662B2 (en) Variable volume transfer shuttle capsule and valve mechanism
MX2017012091A (en) Stirling engine and method of using a stirling engine.
RU2443888C2 (en) Multi-cylinder thermal machine with controlled output and with external heat supply
CN103982324B (en) Closed cold and heat cycle engine
KR100849506B1 (en) Scroll-type stirling cycle engine
RU2549273C1 (en) External combustion engine heat exchange section
RU2464504C1 (en) Cooling plant with opposite stirling thermal engine
CN102562357A (en) Stirling engine with center shaft elliptical rotor
CN108915889B (en) Stirling engine
RU2042851C1 (en) Engine with external heat supply
RU2511827C1 (en) Method for conversion of heat to operation in thermal engine
RU2509218C2 (en) External combustion engine
RU2326256C2 (en) Heat machine "ilo" employing stirling closed cycle
RU2575958C2 (en) Thermal engine and its operation
RU167598U1 (en) Stirling engine using a liquid-gas phase transition of a working fluid

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181220