SU1746019A1

SU1746019A1 - External heat fed engine

Info

Publication number: SU1746019A1
Application number: SU904826948A
Authority: SU
Inventors: Борис Сергеевич Стефановский; Алексей Борисович Стефановский
Original assignee: Мелитопольский Институт Механизации Сельского Хозяйства
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Использование: машиностроение, в частности двигателестроение, а именно двигатели с внешним способом подвода теплоты, работающие по циклу Стирлинга. Сущность изобретени : двигатель содержит по меньшей мере три цилиндра, в каждом из которых размещен поршень одностороннего действи , образующий в цилиндрах одну полость 1 расширени и две полости 2 и 3 сжати , по меньшей мере по одному нагрег 5 вателю 4, регенератору 5, холодильнику 6, установленным в перепускной магистрали, соедин ющей полость 1 расширени с полост ми 2 и 3 сжати , механизм привода,, соедин ющий поршни с коленчатым валом. Два цилиндра располагаютс оппозитно, а третий - перпендикул рно к ним. Причем, оппозитно расположены цилиндры, в одном из которых образована полость 3 сжати , а в другом - полость 1 расширени . Ось симметрии этих цилиндров смещена относительно оси коленчатого вала, а перпендикул рно к ним соосно с коленчатым валом расположен другой цилиндр с полостью 2 сжати . Таким образом использование оппозитно расположенных цилиндров, ось симметрии которых смещена относительно оси коленчатого вала и перпендикул рного к ним третьего цилиндра расположенного соосно с коленчатым валом, позвол ет упростить конструкцию и повысить надежность двигател .1 ил. -у Ј VI О о N0Usage: engineering, in particular the engine, namely engines with an external method of supplying heat, working on the Stirling cycle. SUMMARY OF THE INVENTION: The engine contains at least three cylinders, each of which has a single-acting piston that forms one expansion cavity 1 and two compression cavities 2 and 3 in the cylinders, at least one heating unit 5, the regenerator 5, the regenerator 5, and the refrigerator 6 Mounted in an overflow line connecting the expansion cavity 1 to the compression cavities 2 and 3, a drive mechanism connecting the pistons to the crankshaft. The two cylinders are opposed, and the third is perpendicular to them. Moreover, cylinders are arranged oppositely, in one of which a cavity 3 is compressed, and in the other - an expansion cavity 1. The axis of symmetry of these cylinders is displaced relative to the axis of the crankshaft, and perpendicular to them coaxially with the crankshaft is another cylinder with a cavity 2 of compression. Thus, the use of opposed cylinders, the axis of symmetry of which is displaced relative to the axis of the crankshaft and the third cylinder perpendicular to them, located coaxially with the crankshaft, allows simplifying the design and increasing the reliability of the engine. -y Ј VI O o N0

Description

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к двигателестроению, а именно к двигател м с внешним способом подвода теплоты, работающим по циклу Стирлинга,The invention relates to mechanical engineering, in particular to engine-building, namely to engines with an external method of supplying heat, working on the Stirling cycle,

Известен двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий по меньшей мере три цилиндра, в каждом из которых размещен поршень одностороннего действи , образующий в цилиндрах одну полость расширени и две полости сжати , по меньшей мере один нагреватель, регенератор, холодильник, установленные в перепускной магистрали, соедин ющей полость расширени с полост ми сжати , механизм привода, соедин ющий поршни с коленчаI ЫМ rf&iio.vi, t,Jj.i i Atiu ЦилИЧДус pciUilLWldl 3A known engine with external heat supply contains at least three cylinders, each of which has a single-acting piston that forms one expansion cavity and two compression cavities in the cylinders, at least one heater, regenerator, cooler installed in the bypass main, expansion cavity with a compression cavity, a drive mechanism connecting the pistons from the crankshaft to the amp; iio.vi, t, Jj.ii Atiu CilciDus pciUilLWldl 3

ютс оппозитно, а третий цилиндр - перпендикул рно к нимopposite, and the third cylinder is perpendicular to them

Однако в известном двигателе используютс три крейцкопфа, усложн ющие конструкцию двигател и приводного механизма , причем он характеризуетс низкой надежностью гибких диафрагм и трудностью смазки поршн . При оппозит- ном размещении двух цилиндров и перпендикул рном расположении по отношении к ним третьего цилиндра с прохождением осей всех трех цилиндров через ось коленчатого вала не обеспечиваетс оптимальное значение (пор дка 115-120°) фазового угла, что ухудшает показатели двигател . Описанные конструктивные особенности привод т к усложнению конструкции и уменьшению надежности двигател .However, in the known engine, three crossheads are used, which complicate the design of the engine and drive mechanism, and it is characterized by a low reliability of flexible diaphragms and difficulty in lubricating the piston. If two cylinders are placed oppositely and the third cylinder is located in relation to them with the axes of all three cylinders passing through the crankshaft axis, the optimum phase angle (115-120 °) is not ensured, which degrades the engine performance. The design features described lead to an increase in design complexity and a decrease in engine reliability.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции и повышение надежности двигател .The aim of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the engine.

В двигателе в каждом из оппозитно расположенных цилиндров образована полость сжати , а в другом - полость расширени , причем ось симметрии этих цилиндров смещена относительно оси коленчатого вала, а другой цилиндр с полостью сжати расположен перпендикул рно к ним и соосно с коленчатым валом. Перепускна магистраль выполнена в виде двух участков: в первом участке расположены нагреватель , регенератор и холодильник, (этот участок св зывает полость расширени с одной из полостей сжати ), а второй участок св зывает между собой полости сжати .A compression cavity is formed in each of the opposed cylinders in the engine, and an expansion cavity in the other, the axis of symmetry of these cylinders is displaced relative to the axis of the crankshaft, and the other cylinder with compression cavity is located perpendicular to them and coaxially with the crankshaft. The bypass line is made up of two sections: a heater, a regenerator and a cooler are located in the first section (this section connects the expansion cavity with one of the compression cavities), and the second section connects between the compression cavities.

На чертеже показан двигатель с внешним подводом теплоты.The drawing shows the engine with an external heat supply.

Двигатель содержит по меньшей мере три цилиндра с поршн ми одностороннего действи , образующими в цилиндрах одну полость 1 расширени и две полости 2 и 3 сжати , по меньшей мере по одному нагревателю 4, регенератору 5 и холодильнику 6,The engine contains at least three cylinders with single-acting pistons forming in the cylinders one expansion cavity 1 and two compression cavities 2 and 3, at least one heater 4, a regenerator 5 and a refrigerator 6,

которые установлены в первом участке 7 перепускной магистрали, соедин ющей полость 1 расширени с полост ми 3 и 2 сжати , и механизм привода, соедин ющий which are installed in the first section 7 of the bypass line connecting the expansion cavity 1 to the compression cavities 3 and 2, and the drive mechanism connecting

поршни с коленчатым валом, При этом цилиндры , содержащие соответственно полость 1 расширени и полость 3 сжати , расположены оппозитно и так, что ось их симметрии смещена относительно оси ко0 ленчатого вала на величину е, обеспечивающую получение оптимального фазового угла между движени ми поршней в оппозитно расположенных цилиндрах и в третьем цилиндра , в котором размещена полость 1pistons with a crankshaft. In this case, the cylinders containing, respectively, the expansion cavity 1 and the compression cavity 3 are opposed and so that their axis of symmetry is displaced relative to the axis of the crankshaft by the value e, which ensures that the optimum phase angle between piston movements in the oppositely located cylinders and in the third cylinder in which cavity 1 is placed

5 сжати и который расположен перпендикул рно к ним соосно с коленчатым валом. 8юрой учасиж 9 перепускной магистрали св зывает полости 2 и 3 сжати и уравнивает давление рабочего тела в них. Утечки5 is compressed and which is located perpendicular to them coaxially with the crankshaft. In addition, the bypass line 9 connects the cavities 2 and 3 of the compression and equalizes the pressure of the working fluid in them. Leaks

0 рабочего пол из полостей двигател компенсируютс известным, в двигател х с внешним подводом теплоты способом - с помощью компрессора (не показан).0 the working floor from the engine cavities is compensated by the well-known method, in engines with external heat supply, by means of a compressor (not shown).

Двигатель с внешним подводом тепло5 ты работает следующим образом.An engine with an external heat supply works as follows.

При вращении коленчатого вала по часовой стрелке и повороте его на 90° поршень цилиндра, содержащего полость сжати , перемещаетс вверх, причем про0 исходит изотермическое сжатие рабочего тела во всех полост х. В процессе поворота коленчатого вала на последующие 90° поршни цилиндров, содержащих полости 1 расширени , и полость 3 сжати , перемеща5 ютс из крайнего левого положени в крайнее правое, рабочее тело вытесн етс из полости 3 сжати в полость 1 расширени через холодильник 6, регенератор 5 и нагреватель 4, и происходит изохорный нагревWhen the crankshaft rotates clockwise and rotates it 90 °, the piston of the cylinder containing the compression cavity moves upward, and the working fluid is isothermally compressed in all cavities. In the process of rotating the crankshaft to the next 90 ° pistons of the cylinders containing expansion cavities 1 and compression cavity 3, are moved from the extreme left position to the extreme right, the working fluid is expelled from the compression cavity 3 into the expansion cavity 1 through the cooler 6, the regenerator 5 and heater 4, and isochoric heating occurs

0 газа. При последующем повороте коленчатого вала на 90° поршень цилиндра, содержащего полость 2 сжати , под действием изотермически расшир ющегос рабочего тела перемещаетс вниз, соверша рабо5 ту.0 gas. During the subsequent rotation of the crankshaft through 90 °, the piston of the cylinder containing cavity 2 is compressed, under the action of an isothermally expanding working medium, moves down, making it work.

При повороте коленчатого вала еще на 90° поршни цилиндров, содержащих полость 1 расширени и полость 3 сжати , перемещаютс в крайнее левое положение,When the crankshaft is rotated another 90 degrees, the pistons of the cylinders containing the expansion cavity 1 and the compression cavity 3 move to the leftmost position,

0 рабочее тело вытесн етс из полости 1 расширени в полость 3 сжати через нагреватель 4, регенератор 5 и холодильник 6 и происходит изохорное охлаждение рабочего тела, а далее процесс повтор етс .0, the working fluid is expelled from the expansion cavity 1 into the cavity 3 by compression through the heater 4, the regenerator 5 and the cooler 6, and the isochoric cooling of the working fluid occurs, and then the process is repeated.

5 Таким образом, использование оппозитно расположенных цилиндров, ось симметрии которых смещена относительно оси коленчатого вала и перпендикул рного в ним третьего цилиндра, расположенного соосно с коленчатым валом, позвол ет упростить конструкцию и повысить надежность двигател .5 Thus, the use of opposed cylinders, the axis of symmetry of which is displaced relative to the axis of the crankshaft and the third cylinder perpendicular to it, located coaxially with the crankshaft, simplifies the design and improves the reliability of the engine.

Claims

Claims of the Invention An external heat supply engine comprising at least three cylinders, each of which has a single-acting piston that forms one expansion chamber and two compression cavities in the cylinders, at least one heater, regenerator, and refrigerator installed in the bypass main, an expansion cavity connecting the compression cavity, a drive mechanism connecting the pistons to the crankshaft, the two cylinders are opposed and the third cylinder is perpendicular

0

five

to them, characterized in that. in order to simplify the design and increase engine reliability, a compression cavity is formed in one of the opposed cylinders, and an expansion cavity in the other, the axis of symmetry of these cylinders is offset relative to the axis of the crankshaft, and the other cylinder with a compression cavity is perpendicular to them and coaxially with the crankshaft, the overflow line is made in the form of two sections, in the first section there is a heater, a regenerator, a cooler and this section connects the expansion cavity with one of the compression cavities, the second The first section interconnects the compression cavities.