RU40765U1

RU40765U1 - ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY KUSHCHENKO V.A.

Info

Publication number: RU40765U1
Application number: RU2004110543/22U
Authority: RU
Inventors: В.А. Кущенко
Original assignee: Кущенко Виктор Анатольевич
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2004-09-27

Abstract

Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно, к двигателям с внешним подводом тепла и может быть использовано в автономных энергетических установках. Задачей, решаемой изобретением является повышение эффективности двигателя за счет конструктивных особенностей, а также возможность использования различных источников внешнего тепла. Это достигается тем, что корпус с размещенными в нем цилиндрическими цилиндропоршневыми группами двигателя вращается вокруг вала, а передача возвратно-поступательного движения на вал поршня осуществляется с помощью штоков, многолучевой кулисы и шестернями с обгонными муфтами.The invention relates to engine building, and more specifically, to engines with external heat supply and can be used in stand-alone power plants. The problem solved by the invention is to increase engine efficiency due to design features, as well as the possibility of using various sources of external heat. This is achieved by the fact that the housing with the cylindrical piston groups of the engine located in it rotates around the shaft, and the reciprocating motion is transmitted to the piston shaft using rods, a multi-beam link and gears with freewheels.

Description

Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно, к двигателям с внешним подводом тепла и может быть использовано в автономных энергетических установках.The invention relates to engine building, and more specifically, to engines with external heat supply and can be used in stand-alone power plants.

Известны двигатели, содержащие по крайней мере одну пару цилиндров с приводным механизмом, охладитель, подключенный к одному из цилиндров, нагреватель, подключенный к другому цилиндру, регенератор [1-2].Known engines containing at least one pair of cylinders with a drive mechanism, a cooler connected to one of the cylinders, a heater connected to another cylinder, a regenerator [1-2].

К недостаткам этих двигателей относится их громоздкость, материалоемкость, сложность изготовления, а также малая надежность.The disadvantages of these engines include their bulkiness, material consumption, manufacturing complexity, as well as low reliability.

В качестве наиболее близкого аналога выбран двигатель по патенту РФ №2049253 [2].As the closest analogue, the engine was selected according to the patent of the Russian Federation No. 2049253 [2].

Задача изобретения - повышение эффективности двигателя за счет конструктивных особенностей, а также возможность использования различных источников внешнего тепла.The objective of the invention is to increase engine efficiency due to design features, as well as the possibility of using various sources of external heat.

Поставленная задача решается тем, что в известном двигателе с внешним подводом тепла, содержащим корпус, по крайней мере одну пару цилиндропоршневой группы с приводным механизмом, охладитель, нагреватель, согласно изобретения, корпус имеет привод для потребителей механической энергии и выполнен с возможностью вращения вокруг вала, имеющего канал, цилиндропоршневые группы размещены симметрично в корпусе, их полости сообщаются с выходом канала, на вход канала подключены насосы с приводами для нагнетания и отбора рабочего тела, соединенные с емкостью для рабочего тела, приводной механизм состоит из зубчатых штоков, соединенных шарнирно с соответствующим лучом многолучевой кулисы, обладающей ограничительными щечками и закрепленной на валу с возможностью вращения вокруг его, на валу The problem is solved in that in the known engine with an external heat supply containing a housing, at least one pair of cylinder-piston groups with a drive mechanism, a cooler, a heater, according to the invention, the housing has a drive for consumers of mechanical energy and is made to rotate around the shaft, having a channel, piston-cylinder groups are placed symmetrically in the housing, their cavities communicate with the channel output, pumps with drives for pumping and selection of the working fluid connected to the channel input are connected e with a container for working fluid, the drive mechanism consists of a gear rod, connected pivotally to the corresponding multipath ray scenes having restrictive cheeks and secured to rotatable around its shaft, the shaft

закреплена неподвижно шестерня, входящая в зацепление с механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала, выполненного, например, в виде обгонных муфт, механизм преобразования возвратно-поступательного движения взаимодействует с зубчатыми штоками приводного механизма.the gear is fixed motionless, which engages with the mechanism for converting the reciprocating motion of the piston into a rotational motion of the shaft, made, for example, in the form of overrunning clutches, the mechanism for converting the reciprocating motion interacts with the gear rods of the drive mechanism.

На фиг.1 изображена схема двигателя в разрезе.Figure 1 shows a sectional diagram of an engine.

На фиг.2 изображен разрез по А-А для четырех-поршневого двигателя.Figure 2 shows a section along aa for a four-piston engine.

Рассмотрим двигатель с одной парой цилиндропоршневых групп. Двигатель состоит из неподвижного вала 1, закрепленного на раме 2, подвижного корпуса 3, вращающегося на подшипниках вала 1 и закрытых сальниками (на чертеже не показаны), неподвижных нагревателя 4 и охладителя 5 (нагреватель и охладитель могут соприкасаться с корпусом 3, например, посредством графитной прослойки или не соприкасаться в случае дистанционной передачи энергии рабочему телу). Нагреватель 4 и охладитель 5 могут иметь в своем составе различные преобразователи энергии. Во вращающемся корпусе 3 симметрично размещены два цилиндра 6 и 7, в которых находятся соответствующие поршни 8 и 9, соединенные зубчатыми штоками 10 и 11 помощью шарниров с соответствующим лучом многолучевой кулисы 12, которая может вращаться на валу 1, ограничивая свое движение неподвижными направляющими щечками 13. На валу находится неподвижная шестерня 14, которая входит в зацепление с механизмом преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное - состоящее, например, из шестерен 15 и 16 и шестерен 17 и 18 с обгонной муфтой. Вал 1 имеет канал 19, соединяющий полости цилиндров 6 и 7 с насосами нагнетания 20 и отбора 21 рабочего тела, которые подключены к емкости 22 для рабочего тела (воздух, водород, пары эфира и т.д.). К насосам 20 и 21 подключены приводы 23 и 24 соответственно. В простом случае это могут быть обычные рычаги. Корпус 3 оснащен приводом для потребителя механической энергии 25, в качестве которого может быть использована шестерня.Consider an engine with one pair of cylinder-piston groups. The engine consists of a fixed shaft 1, mounted on the frame 2, a movable housing 3, rotating on the bearings of the shaft 1 and sealed with oil seals (not shown in the drawing), the stationary heater 4 and cooler 5 (the heater and cooler can be in contact with the housing 3, for example, by graphite layer or not touch in case of remote transmission of energy to the working fluid). Heater 4 and cooler 5 may include various energy converters. In the rotating housing 3, two cylinders 6 and 7 are symmetrically placed, in which there are corresponding pistons 8 and 9, connected by gear rods 10 and 11 by means of hinges with the corresponding beam of the multi-beam link 12, which can rotate on the shaft 1, restricting its movement by fixed guide cheeks 13 On the shaft there is a fixed gear 14, which engages with a mechanism for converting the reciprocating motion into rotational motion - consisting, for example, of gears 15 and 16 and gears 17 and 18 with an overrunning clutch. The shaft 1 has a channel 19 connecting the cavities of the cylinders 6 and 7 with the injection pumps 20 and the selection 21 of the working fluid, which are connected to the reservoir 22 for the working fluid (air, hydrogen, ether vapors, etc.). Drives 23 and 24 are connected to pumps 20 and 21, respectively. In the simple case, these can be ordinary levers. The housing 3 is equipped with a drive for the consumer of mechanical energy 25, which can be used as a gear.

Опишем работу устройства в случае двух пар цилиндров и в случае дистанционной передачи энергии, например, от солнца.We describe the operation of the device in the case of two pairs of cylinders and in the case of remote transmission of energy, for example, from the sun.

Один из цилиндров, например 7, повернут к источнику излучения. Рабочее тело, находящееся в цилиндре 7, от полученной энергии нагревается и расширяется, поршень 8 начинает перемещаться и с помощью зубчатого штока 10 приводит во вращение шестерню 15, посредством обгонной муфты шестерня 17, приходит в зацепление с шестерней 14, которая поворачивает корпус 3 вокруг вала 1. Усилие передается посредством оси шестерен 15 и 17 подвижно закрепленных на корпусе 3.One of the cylinders, for example 7, is turned to the radiation source. The working fluid located in the cylinder 7 heats up and expands from the received energy, the piston 8 begins to move and, with the help of the gear rod 10, drives the gear 15, by means of the overrunning clutch, the gear 17 is engaged with the gear 14, which rotates the housing 3 around the shaft 1. The force is transmitted through the axis of the gears 15 and 17 movably mounted on the housing 3.

В зону передачи энергии (освещения) входит другой цилиндр, который работает аналогично вышеописанному. Корпус поворачиваясь, переносит цилиндр с нагретым и расширенным рабочим телом в зону отсутствия подачи энергии (холодильник). Рабочее тело охлаждается, и противоположный по паре поршень сжимает охлажденное рабочее тело за счет нагреваемого рабочего тела.In the zone of energy transfer (lighting) includes another cylinder, which works similarly to the above. Turning the body, it transfers the cylinder with a heated and expanded working fluid to the zone of lack of energy supply (refrigerator). The working fluid is cooled, and the piston opposite in the pair compresses the cooled working fluid due to the heated working fluid.

При перемещении поршней 8 и 9 обе обгонные муфты совершают маятниковые вращения относительно вала (относительно друг друга в противофазе). Шестерни 17 и 18 с обгонными муфтами поочередно сцепляются с шестерней 14 вала, тем самым обеспечивают передачу возвратно-поступательного движения цилиндра на вал, который совершает вращательное движение. Обгонная муфта не позволяет входить в зацепление шестерне 17 с шестерней 15 при обратном ходе штока 10. Кулиса 12 позволяет переводить противоположный по паре поршень в исходное состояние. Щечки 13 ограничивают амплитуду движения кулисы.When moving the pistons 8 and 9, both overrunning clutches make pendulum rotations relative to the shaft (relative to each other in antiphase). The gears 17 and 18 with overrunning clutches alternately engage with the gear 14 of the shaft, thereby transmitting the reciprocating motion of the cylinder to the shaft, which rotates. The overrunning clutch does not allow the gear 17 to engage with the gear 15 during the reverse stroke of the rod 10. The link 12 allows you to translate the piston opposite in pair to its original state. Cheeks 13 limit the amplitude of the movement of the wings.

Для увеличения скорости и усилий развиваемых предлагаемым двигателем, из емкости 22 посредством привода 23 и насоса 20 в полость цилиндра 7 через канал нагнетается рабочее тело. При обратном действии посредством привода 24, насоса 21, рабочее тело закачивается в емкость 20.To increase the speed and effort developed by the proposed engine, from the tank 22 through the drive 23 and the pump 20 into the cavity of the cylinder 7 through the channel is pumped working fluid. With the reverse action through the actuator 24, pump 21, the working fluid is pumped into the tank 20.

По сравнению с прототипом, предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами: компактно по размерам, просто в Compared with the prototype, the proposed device has the following advantages: compact in size, just in

изготовлении, может быть применен для привода электрогенератора в космической технике и других областях преобразования тепловой энергии в механическую.manufacturing, can be used to drive an electric generator in space technology and other areas of conversion of thermal energy into mechanical energy.

Источники информации:Sources of information:

1. А.с. №1065627, F 02 G 1/04, 19951. A.S. No. 1065627, F 02 G 1/04, 1995

2. Патент РФ №2049253, F 02 G 1/04, 1984 (прототип)2. RF patent No. 2049253, F 02 G 1/04, 1984 (prototype)

Claims

An engine with an external heat supply, comprising a housing, at least one pair of cylinder-piston groups with a drive mechanism, a cooler, a heater, characterized in that the housing has a drive for consumers of mechanical energy and is rotatable around a shaft having a channel, cylinder-piston groups are placed symmetrically in the housing, their cavities are in communication with the channel outlet, pumps with drives for pumping and selecting the working fluid connected to a reservoir for the working fluid, a drive mechanism are connected to the channel input consists of gear rods pivotally connected to the corresponding beam of a multipath link, having restrictive cheeks and mounted on the shaft with the possibility of rotation around it; for example, in the form of overrunning couplings, the reciprocating movement conversion mechanism interacts with the gear rods of the drive mechanism.