SU1052696A1

SU1052696A1 - Engine with external heat absorption

Info

Publication number: SU1052696A1
Application number: SU813290212A
Authority: SU
Inventors: Николай Флорентьевич Ржевский
Original assignee: Rzhevskij Nikolaj F
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1983-11-07

Abstract

1. ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛОТЫ, содержащий гор чую и холодную газовые камеры, сообщенные между собой в верхней части через регенератор , а в нижней части - через дополнительную камеру, заполненную жидкостью,источники подвода и отвода теплоты, камеру привода , подключенную к холодной газовой камере в ее верхней части, и привод, отличающийс тем, что, с целью повыщени его мощности, дополнительна камера выполнена в виде цилиндра, снабженного поршнем , размещенным в нем с возможностью перемещени между крайними его положени ми , причем кажда из газовых камер подключена при помощи пучка труб к цилиндру в зоне одного из крайних положений поршн , а источники подвода и отвода теплоты подключены к пучкам труб, соответственно примыкающим к гор чей и холодной газовым камерам.1. ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY, containing hot and cold gas chambers connected to each other in the upper part through a regenerator, and in the lower part through an additional chamber filled with liquid, sources of heat supply and removal, the drive chamber connected to the cold gas. the chamber in its upper part, and the actuator, characterized in that, in order to increase its power, the additional chamber is made in the form of a cylinder equipped with a piston accommodated therein with the possibility of moving between its extreme positions, Each of the gas chambers is connected with a tube bundle to the cylinder in the zone of one of the extreme positions of the piston, and the sources of heat supply and removal are connected to the tube bundles, respectively, adjacent to the hot and cold gas chambers.

Description

Фиг.1 ОхлаждениеFigure 1 Cooling

2.Двигатель по п. 1, отличающийс тем, что газовые камеры выполнены цилиндрическими и снабжены пластинами, установленными в камерах параллельно их ос м и с зазором одна относительно другой.2. An engine according to claim 1, characterized in that the gas chambers are cylindrical and provided with plates mounted in the chambers parallel to their axes and with a gap relative to each other.

3.Двигатель по пп. 1 и 2,, отличающийс тем, что верхн часть холодной газовой3. The engine for PP. 1 and 2, characterized in that the upper part of the cold gas

камеры сообщена при помощи трубки с нижней частью гор чей газовой камеры.The chamber is communicated with a tube from the bottom of the hot gas chamber.

4. Двигатель по пп. 1-3, отличающийс тем, что камера привода снабжена гибкой перегородкой, а привод выполнен в виде винтовой пары, причем винт жестко св зан с гибкой перегородкой.4. The engine on the PP. 1-3, characterized in that the drive chamber is provided with a flexible partition, and the drive is in the form of a screw pair, the screw being rigidly connected to the flexible partition.

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в двигател х с внещним подводом теплоты. Известны двигатели с внешним подводом теплоты, содержащие гор чую и холодную газовые камеры, сообщенные между собой в верхней части через регенератор, а в нижней части - через дополнительную камеру, заполненную жидкостью, источники подвода и отвода теплоты, камеру привода, подключенную к холодной газовой камере в ее верхней части, и привод 1. Однако известным двигател м присущи низкие мощности. Цель изобретени - повыщение мощности двигател . Поставленна цель достигаетс тем, что в двигателе дополнительна камера выполнена в виде цилиндра, снабженного порщиемразмещенным в нем с возможностью перемещени между крайними его положени ми, причем кажда из газовых камер подключена при помощи пучка труб к цилиндру в зоне одного из крайних положений поршн , а источники подвода и отвода теплоты подключены к пучкам труб, соответственно примыкающим к гор чей и холодной газовым камерам. Газовые камеры выполнены цилиндрическими и снабжены пластинами, установленными в камерах параллельно их ос м и с зазором одна относительно другой. Верхн часть холодной газовой камеры сообщена при помощи трубки с нижней частью гор чей газовой камеры. Камера привода снабжена гибкой перегородкой , а привод выполнен в виде винтовой пары, причем винт жестко св зан с гибкой перегородкой. На фиг. 1 изображен предлагаемой двигатель , поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант двигател дл сервопривода; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3. Двигатель содержит гор чую 1 и холодную 2 газовые камеры, сообщенные между собой в верхней части через регенератор 3, а в нижней части - через дополнительную камеру 4, заполненную жидкостью 5. Дополнительна камера 4 выполнена в виде цилиндра, снабженного поршнем 6, размещенным в нем с возможностью перемещени между его крайними положени ми. Кажда из газовых камер 1 (или 2) подключена к камере 4 в зоне одного из крайних положений поршн 6 при помощи пучка труб 7 (или 8). Источники подвода 9 и отвода 10 теплоты подключены к пучкам труб 7 (или 8), соответственно примыкающим к гор чей 1 и холодной 2 газовым камерам. Газовые камеры 1 и 2 выполнены цилиндрическими и снабжены пластинами 11, установленными в камерах параллельно их ос м и с зазором одна относительно другой. Верхн часть холодной газовой камеры 2 сообщена при помощи трубки 12 с нижней частью гор чей газовой камеры 1. Двигатель содержит также камеру 13 привода, жестко соединенную с камерой 4 и подключенную к холодной газовой камере 2 в ее верхней части при помощи трубки 14, и привод 15. Камера 13 привода снабжена гибкой перегородкой 16, а привод выполнен в виде винтовой пары 17 и 18, размещенной в буферной полости 19. Винт 17 жестко св зан с перегородкой 16, а гайка 18 с помощью вилки соединена со стержнем 20, внешний конец которого жестко и неподвижно закреплен. Стержень 20 заключен в эластичный рукав 21, который герметично закреплен с, одной стороны на жестко закрепленном конце стержн 20, а с другой - на штуцере 22 буферной полости 19. В качестве рабочего газа может быть использован любой газ, в том числе и воздух. В качестве жидкости возможно применение воды, фреона, эфира, а также органических высокотемпературных теплоносителей и т. д. В варианте двигател дл сервопривода поршень снабжен штоком 23, который уплотн етс на выходе из дополнительной камеры 4 с двух сторон скатывающейс уплотнительной диафрагмой 24. Двигатель работает следующим образом. Если к двигателю, заполненному сжатым рабочим газом, подводить тепло от внешнегоThe invention relates to mechanical engineering and can be used in engines with external heat input. There are engines with external heat supply, containing hot and cold gas chambers, interconnected in the upper part through the regenerator, and in the lower part through an additional chamber filled with liquid, sources of heat supply and removal, the drive chamber connected to the cold gas chamber. in its upper part, and drive 1. However, low power is inherent in well-known engines. The purpose of the invention is to increase engine power. The goal is achieved by the fact that in the engine an additional chamber is made in the form of a cylinder, equipped with a space placed in it with the ability to move between its extreme positions, with each of the gas chambers connected with a tube bundle to the cylinder in the zone of one of the extreme positions of the piston, and heat supply and removal are connected to tube bundles, respectively, adjacent to the hot and cold gas chambers. The gas chambers are cylindrical and provided with plates installed in the chambers parallel to their axes and with a gap one relative to the other. The upper part of the cold gas chamber is communicated via a tube with the lower part of the hot gas chamber. The drive chamber is equipped with a flexible partition, and the drive is made in the form of a screw pair, the screw being rigidly connected to the flexible partition. FIG. 1 shows the proposed engine, cross section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 — Servo motor variant; in fig. 4 shows a section BB in FIG. 3. The engine contains hot 1 and cold 2 gas chambers connected to each other in the upper part through the regenerator 3, and in the lower part through an additional chamber 4 filled with liquid 5. The additional chamber 4 is made in the form of a cylinder equipped with a piston 6 placed in it with the ability to move between its extreme positions. Each of the gas chambers 1 (or 2) is connected to the chamber 4 in the zone of one of the extreme positions of the piston 6 by means of a bundle of pipes 7 (or 8). Sources of supply 9 and heat removal 10 are connected to beams of pipes 7 (or 8), respectively, adjacent to hot 1 and cold 2 gas chambers. Gas chambers 1 and 2 are cylindrical and provided with plates 11 installed in chambers parallel to their axis and with a gap one relative to another. The upper part of the cold gas chamber 2 is communicated by means of the tube 12 with the lower part of the hot gas chamber 1. The engine also includes a drive chamber 13 rigidly connected to the chamber 4 and connected to the cold gas chamber 2 in its upper part by means of the tube 14, and the drive 15. The drive chamber 13 is provided with a flexible partition 16, and the drive is made in the form of a screw pair 17 and 18 placed in a buffer cavity 19. The screw 17 is rigidly connected to the partition 16, and the nut 18 is connected with a fork to the stem 20, the outer end of which rigidly and motionless. The rod 20 is enclosed in an elastic sleeve 21, which is hermetically fixed on one side of the rigidly fixed end of the rod 20, and on the other on the fitting 22 of the buffer cavity 19. Any gas, including air, can be used as a working gas. Water, freon, ether, as well as organic high-temperature heat-transfer agents, etc., can be used as a fluid. in the following way. If the engine, filled with compressed working gas, supply heat from the external

источника 9 к поверхност м соединительных трубок 7 гор чей стороны двигател и охлаждать поверхности соединительных трубок 8 холодной стороны, то в результате конвективной циркул ции жидкости с гор чей стороны двигател рабочий газ в гор чей газовой камере 1 нагреваетс , насыщаетс парами жидкости, и давление его возрастает. Повышенное давление рабочего газа через регенератор 3 воздействует на гибкую перегородку 16 и, преодолева давление в буферной полости 19, воздействует на винт 17 привода механизма преобразовани поступательного движени во вращательное. Поскольку гайка 18 упом нутого механизма через стержень 20 соединена с неподвижным основанием двигател , то в результате взаимодействи частей механизма привод 15 и св занные с ним камера 4, газовые камеры 1 и 2 и регенератор 3 поворачиваютс вокруг оси вращени в другое положение с приподн тым холодным концом камеры 4. При этом поршень 6 под действием силы т жести перемещаетс на гор чий конец камеры 4. Уровень жидкости в гор чей газовой камере 1 поднимаетс , вытесн газ регенератор 3 в холодную газовую камеру 2. Температура и давление газа понижаютс за счет соприкосновени его с развитой поверхностью камеры 2 (пластинокthe source 9 to the surfaces of the connecting pipes 7 of the hot side of the engine and cool the surfaces of the connecting pipes 8 of the cold side, as a result of convective circulation of liquid from the hot side of the engine, the working gas in the hot gas chamber 1 is heated, saturated with vapor of the liquid, and its pressure is increasing. The increased pressure of the working gas through the regenerator 3 acts on the flexible partition 16 and, overcoming the pressure in the buffer cavity 19, acts on the screw 17 of the drive of the translational-to-rotation mechanism. Since the nut 18 of the above mechanism is connected to the fixed base of the engine through the rod 20, as a result of the interaction of the parts of the mechanism, the drive 15 and the chamber 4 associated with it, the gas chambers 1 and 2 and the regenerator 3 rotate around the axis of rotation to a different position The end of the chamber 4. In this case, the piston 6 moves under the force of gravity to the hot end of the chamber 4. The liquid level in the hot gas chamber 1 rises, expels the gas regenerator 3 into the cold gas chamber 2. The temperature and pressure of the gas nizhayuts due to contact of it with the developed surface of the chamber 2 (LPs

заполн ющих газовую камеру 4). При этом давление в буферной полости 19 оказываетс большим, чем давление в газовых камерах 1 и 2. Гибка перегородка 16 действует на механизм в обратном направлении и возвращает все части двигател в исходное положение. Сжатый газ в буферной полости 19 играет роль пружины. При перемещении гибкой перегородки в сторону буферной полости 19 повышаетс давление в ней. При обратном ходе энерги этого давлени возвращаетс обратно.filling the gas chamber 4). The pressure in the buffer cavity 19 is greater than the pressure in the gas chambers 1 and 2. The flexible partition 16 acts on the mechanism in the opposite direction and returns all parts of the engine to its original position. Compressed gas in the buffer cavity 19 plays the role of a spring. When moving the flexible partition towards the buffer cavity 19, pressure in it increases. During the reverse course, the energy of this pressure returns.

Понижение давлени рабочего газа при переходе его в холодную газовую камеру 2 св зано не только с понижением его температуры , но и с тем, что происходит конденсаци паров жидкости, что обеспечивает более глубокое изменение давлени в цикле, с чем и св зана значительно больша мощность двигател .Reducing the pressure of the working gas when it passes into the cold gas chamber 2 is associated not only with a decrease in its temperature, but also with the fact that condensation of liquid vapors occurs, which provides a deeper pressure change in the cycle, with which the engine has a much higher power. .

В случае применени двигател дл сервопривода (фиг. 3) дополнительна камера 4 неподвижна. Перемещение поршн 6 производитс с помошью штока 23. При перемещении поршн 6 рабочий газ перемещаетс в гор чую 1 или холодную 2 газовые камеры, в результате чего и измен етс давление в системе, а привод передает усилие рабочему органу.In the case of the use of a servo motor (Fig. 3), additional chamber 4 is fixed. The movement of the piston 6 is carried out with the help of the rod 23. When the piston 6 is moved, the working gas moves into the hot 1 or cold 2 gas chambers, as a result of which the pressure in the system changes, and the drive transmits the force to the working member.

А-АAa

Фиг.22

Claims

1. ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY, containing hot and cold gas chambers communicated with each other in the upper part through a regenerator, and in the lower part through an additional chamber filled with liquid, heat supply and removal sources, a drive chamber connected to a cold gas the chamber in its upper part, and a drive, characterized in that, in order to increase its power, the additional chamber is made in the form of a cylinder equipped with a piston placed in it with the ability to move between its extreme positions, each of the gas chambers connected by a tube bundle to the cylinder in the region of one of the extreme positions of the piston, and inlet and outlet of heat sources are connected to the tube bundle, respectively, adjacent to the hot and cold gas chambers.

Figure 1

2. The engine according to π. 1, characterized in that the gas chambers are cylindrical and provided with plates mounted in the chambers parallel to their axes and with a gap relative to one another.

3. The engine according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the upper part of the cold gas chamber is communicated by means of a tube with the lower part of the hot gas chamber.

4. The engine according to paragraphs. 1-3, characterized in that the drive chamber is equipped with a flexible partition, and the drive is made in the form of a screw pair, and the screw is rigidly connected to the flexible partition.