SU1603044A1 - Многоцилиндровый двигатель с внешним подводом теплоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области машиностроени  и позвол ет увеличить КПД двигател  путем интенсификации теплообмена и равномерности распределени  температур в нагревателе. Нагреватель 7 каждого цилиндра выполнен в виде кольцевых трубок и все нагреватели 7 расположены в виде кольцевого сквозного колодца, внутри которого размещен интенсификатор 10 теплообмена, выполненный из теплоизлучающего материала в виде трубной вставки с днищем и снабженный сквозными радиальными каналами 11, расположенными р дами, перпендикул рными оси вставки. Причем рассто ние между р дами и диаметры каналов в р дах мен ютс  в зависимости от расположени  камеры 12 сгорани  относительно нагревател  7. Камера 12 сгорани  м.б. размещена в торце нагревател  7 со стороны открытого конца трубной вставки и м.б. размещена перпендикул рно оси нагревател  на равном удалении от его торцов, в этом случае трубна  вставка снабжена вместо днища перегородкой. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании двигателей с внешним подводом теплоты.

Цель изобретени  - повышение КПД двигател  путем интенсификации теплообмена в его нагревателе.

На фиг. 1 представлена принципиальна  конструктивна  схема многоцилиндрового двигател ; на фиг. 2 - то ж вид сверху , с камерой сгорани , размещенной с торца нагревател ; на фиг. 3 - то же, вариант размещени  камеры сгорани  перпендикул рно нагревателю.

Многоцилиндровый двигатель с внешним подводом теплоты содержит цилиндры 1, поршни-вытеснители 2 и рабочие поршни 3, размещенные в цилиндрах и раздел ющие объем каждого из них на гор чую 4 и холодную 5 полости, магистрали 6, нагреватель 7, регенератор 8 и охладитель 9, установленные в каждой магистрали, механизм привода вала (не показан), интенсификатор теплообмена (вставка) 10 с радиальными сквозными каналами 11, камеру сгорани  12, теплоизолирующий кожух 13, рекуперативлей по гидравлическому сопротивлению и теплообмену.

После прогрева нагревател  7 дают импульс от стартера на вращение вала. При вращении вала начинаетс  перемещение поршней 2 и 3 в цилиндрах 1 двигател . При нахождении поршн  3 в ВМТ, а поршн  2 в среднем положении, основна  масса рабочего тела сосредотачиваетс  в нагревателе 7 и гор чей полости 4. В резуль10 тате подвода теплоты к рабочему телу давление в полост х 4 и 5 возрастает и, действу  на поршень 3, перемещает его к НМТ, осуществл   процесс расширени . При начале движени  поршн  3 к НМТ, поршень 2

.с также перемещаетс  к НМТ с опережением поршн  3 на 90° п.к.в. и перемещает рабочее тело из полости 5 через охладитель 9, регенератор 8 и нагреватель 7 в гор чую 4 полость двигател . При достижении порщ- нем 3 НМТ процесс расширени  заканчива20 етс , в это врем  поршень 2 уже прошел НМТ и движетс  к ВМТ, переталкива  рабочее тело из полости 4 через нагреватель 7, регенератор 8 и охладитель 9 в полость 5. Пор- 3 начинает движение к ВМТ, начи шень

нь1й тёплообм енник 14 предвари тел ьно го по- наетс  процесс сжати  в холодной полос догрева воздуха, поступаюшего в камеру - - ...«а ПППГПНРМ Л RMT сгорани , и перегородку 15.

Двигатель работает следующим обрати 5. После достижени  поршнем 3 ВМТ процесс сжати  заканчиваетс  и начинаетс  снова процесс расширени .

За счет достижени  на трубках нагревател  посто нной тепловой нагрузки, путем 30 применени  интенсификатора теплообмена, выполненного в виде трубной вставки со сквозными радиальными каналами, КПД двигател  увеличиваетс , повышаетс  и надежность работы двигател .

зом.

В камеру сгорани  12 подаетс  топливо и воздух. В результате химической реакции окислени  происходит процесс сгорани , сопровождающийс  резким повышением температуры . Гор чие продукты сгорани  вход т в пространство, ограниченное теплоизлучаю- щей вставкой 10, затем газы по перфорированным каналам 11 направл ютс  к нагревателю 7. Каналы 11, дл  продуктов сгорани , расположены по длине вставки 10 таким образом, что к трубкам нагревател  7 по всей их поверхности подаютс  продукты сгорани  одинаковой массы и с одина

За счет достижени  на трубках нагревател  посто нной тепловой нагрузки, путем 30 применени  интенсификатора теплообмена, выполненного в виде трубной вставки со сквозными радиальными каналами, КПД двигател  увеличиваетс , повышаетс  и надежность работы двигател .

35

Claims (3)

1. Многоцилиндровый двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий цилиндры , поршни, размещенные в цилиндрах и раздел ющие объем каждого цилиндра на гоДуКТЫ С1 иР 1г1г1 1 иДг1Г1С11 Л5иГ1 IVlCl V Ol ri S .tJ.|УCl... ..., - - -.- -1

КОВОЙ скоростью. Это обуславливает равно- 40 р чую и холодную полости, подключенные

мерный подвод теплоты к трубкам нагревател  7 за счет конвективной составл ющей . При этом и радиационна  составл юща  от теплоизлучающей вставки равномерно действует на трубки нагревател . В результате взаимодействи  конвективной и радиационной составл ющей теплопередачи, поверхность трубок нагревател  7 нагреваетс  равномерно и достигает своего максимально допустимого значени . Преодолев теродна к другой через магистраль, в которой установлены нагреватель, регенератор и охладитель , механизм привода вала, св занный с порщн ми, интенсификатор теплообмена , размещенный между топочным про- странством каждой камеры сгорани  и поверхност ми нагрева нагревател  и изготовленный из теплоизлучающего материала, и теплоизлучающий кожух, охватывающий каждый нагреватель, отличающийс  тем,

М а льни дин У V- 1 rlmv/l J Оосдм -ппл. i ., .... ..- I ,,

мическое сопротивление материала трубок Q что, с целью повышени  КПД, нагреватель

каждого цилиндра выполнен в виде кольцевых трубок и все нагреватели расположены в виде кольцевого сквозного колодца, камера сгорани  выполнена общей дл  всех циpuA- .- - ..Hv...... --Г-линдров и размещена в торце трубчатого

ны На торцах щели между вставкой 10 и §5 колодца, а интенсификатор теплообмена вы- кожухом 13 установлены одинаковые тепло- полнен в виде трубной вставки с днищем, обменники 14 с целью обеспечени  в обеихразмещенной внутри кольцевого колодца, обчаст х нагревател  7 одинаковых показате-ращенной открытым торцом к камере сгоранагревател  7 теплота передаетс  рабочему телу. Если камера сгорани  12 располагаетс  посередине нагревател  7 (фиг. 3), то продукты сгорани  распредел ютс  перегородкой 15 в противоположные от нее стороей по гидравлическому сопротивлению и еплообмену.

После прогрева нагревател  7 дают импульс от стартера на вращение вала. При вращении вала начинаетс  перемещение поршней 2 и 3 в цилиндрах 1 двигател . При нахождении поршн  3 в ВМТ, а поршн  2 в среднем положении, основна  масса рабочего тела сосредотачиваетс  в нагревателе 7 и гор чей полости 4. В результате подвода теплоты к рабочему телу давление в полост х 4 и 5 возрастает и, действу  на поршень 3, перемещает его к НМТ, осуществл   процесс расширени . При начале движени  поршн  3 к НМТ, поршень 2

также перемещаетс  к НМТ с опережением поршн  3 на 90° п.к.в. и перемещает рабочее тело из полости 5 через охладитель 9, регенератор 8 и нагреватель 7 в гор чую 4 полость двигател . При достижении порщ- нем 3 НМТ процесс расширени  заканчиваетс , в это врем  поршень 2 уже прошел НМТ и движетс  к ВМТ, переталкива  рабочее тело из полости 4 через нагреватель 7, регенератор 8 и охладитель 9 в полость 5. Пор- 3 начинает движение к ВМТ, начишень

наетс  процесс сжати  в холодной полос - - ...«а ПППГПНРМ Л RMT

наетс  процесс сжати  в холодной полос - - ...«а ПППГПНРМ Л RMT

ти 5. После достижени  поршнем 3 ВМТ процесс сжати  заканчиваетс  и начинаетс  снова процесс расширени .

За счет достижени  на трубках нагревател  посто нной тепловой нагрузки, путем 30 применени  интенсификатора теплообмена, выполненного в виде трубной вставки со сквозными радиальными каналами, КПД двигател  увеличиваетс , повышаетс  и надежность работы двигател .

35

Формула изобретени 

1. Многоцилиндровый двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий цилиндры , поршни, размещенные в цилиндрах и раздел ющие объем каждого цилиндра на го|УCl ... ..., - - -.- -1

40 р чую и холодную полости, подключенные

40 р чую и холодную полости, подключенные

одна к другой через магистраль, в которой установлены нагреватель, регенератор и охладитель , механизм привода вала, св занный с порщн ми, интенсификатор теплообмена , размещенный между топочным про- странством каждой камеры сгорани  и поверхност ми нагрева нагревател  и изготовленный из теплоизлучающего материала, и теплоизлучающий кожух, охватывающий каждый нагреватель, отличающийс  тем,

ныл.... ..- I ,,

Q что, с целью повышени  КПД, нагреватель

ни . и снабженной сквозными радиальными каналами, расположенными р дами перпендикул рно ее оси, причем рассто ние между р дами по мере удалени  от камеры сгорани  увеличиваетс .

2. Двигатель по п. 1, отличающийс  тем, что каналы в разных р дах выполнены с

разным проходным сечением, уменьшающимс  по мере удалени  от камеры сгорани .

3. Двигатель по п. I, отличающийс  тем, что вставка выполнена пористой с толщиной стенки, увеличивающейс  по мере удалени  от камеры сгорани .

Фиг.1

Фиг.д