SU829997A1

SU829997A1 - Exterior heat supply engine

Info

Publication number: SU829997A1
Application number: SU792801204A
Authority: SU
Inventors: Борис Никитич Маркарьян; Ратмир Николаевич Тушев
Original assignee: Предприятие П/Я А-3430
Priority date: 1979-07-23
Filing date: 1979-07-23
Publication date: 1981-05-15

Description

мещен регенератор 9. Пространство 10 вокруг регенератора 9 внутри оболочк заполнено теплоизол цией 11. Посто нные магниты 12 и 13 служат дл приведени в движение вытеснител 4. Магнит 12, выполненный в виде кольца, закреплен на поршне 3 в плоскости, перпендикул рной оси двигател , а магнит 13, выполненный в виде дискд,, соединен при помощи штока 14 с вытеснителем 4 и установлен внутри магнита 12, в той же плоскости с минимальным кольцевым зазором. Магниты 12 и 13 намагничены так, что кольцевой зазор между ними образован одноименными полюсами. Теплоотвод от холодной полости 8 осуществл етс посредством теплообменника, помещенного внутри поршн 3, через который при помощи гибких трубопроводов 15 прокачиваетс газообразный или жидкий теплоноситель. С поршнем 3 также соединена полезна нагрузка 16 (линейный электрогенератор, насос и т.д Теплоподвод осуществл етс от .источника 7 тепла излучением. Теплоизол ции 17 и 11 служат дл уменьшени утечек тепла от источника 7 и гор чей полоЬти б.The regenerator 9 is located. The space 10 around the regenerator 9 inside the shell is filled with thermal insulation 11. The permanent magnets 12 and 13 serve to drive the displacer 4. The magnet 12, made in the form of a ring, is fixed on the piston 3 in a plane perpendicular to the axis of the engine, and the magnet 13, made in the form of a disk, is connected by means of the rod 14 with the displacer 4 and is installed inside the magnet 12, in the same plane with a minimum annular gap. The magnets 12 and 13 are magnetized so that the annular gap between them is formed by like poles. The heat sink from the cold cavity 8 is performed by means of a heat exchanger placed inside the piston 3, through which a gaseous or liquid heat carrier is pumped through flexible pipes 15. A useful load 16 is also connected to the piston 3 (linear electric generator, pump, etc.) The heat supply is emitted from heat source 7. Radiation insulation 17 and 11 serve to reduce heat leakage from source 7 and from high field b.

Двигатель работает следующим образом.The engine works as follows.

Тепло источника 7 проходит через стенки цилиндра двигател , где частично преобразуетс в механическую энергию колебаний поршн 3, котора (за вычетом потерь и энергии, затрачиваемой на привод вытеснител 4) передаетс полезной нагрузке 16. . Непреобразованное тепло отводитс от поршн 3 теплоносителем, подающимс по гибким трубопроводам 15. Преобразование в камере двигател тепловой энергии в механическую, как и в других двигател х, работающих по циклу Стирлинга, обусловлено тем, что при колебательном движении поршн 3 газ в камере подвергаетс поочередно сжатию и расширению, а вытеснитель 4 своим колебательным движением перемещает газ в цилиндре через регенератор 9 таким образом , что при сжатии основное количество газа находитс в холодной полости 8, а при расширении - в гор чей полости 6. Полезна механическа энерги колебаний поршн 3 образуетс при этом как разность работ расширени и сжати . Частота колебаний поршн 3 близка к собственной частоте определ емой его массой и уйругостью газа в камере.The heat source 7 passes through the walls of the engine cylinder, where it is partially converted into mechanical vibrational energy of the piston 3, which (minus losses and energy expended on the drive of the displacer 4) is transferred to the payload 16.. Unconverted heat is removed from the piston 3 by coolant through flexible pipes 15. Conversion of thermal energy to mechanical energy in the engine chamber, as in other engines operating in the Stirling cycle, due to the fact that during oscillatory movement of the piston 3 the gas in the chamber is alternately compressed and expansion, and the displacer 4 with its oscillating movement moves the gas in the cylinder through the regenerator 9 in such a way that during compression the main amount of gas is in the cold cavity 8, and during expansion - in the mountains whose cavity 6. A useful mechanical energy oscillations of the piston 3 is formed with the difference of expansion and compression work. The oscillation frequency of the piston 3 is close to the natural frequency determined by its mass and the gas resistance of the gas in the chamber.

В результате взаимодействи магнитов 12 и 13 часть энергии колебаний поршн передаетс выстенителю 4. Возможность получени положительного фазового угла колебаний вытеснител 4, необходимого дл реализации цикла Стирлинга, обусловлена характером взаимодействи магнитов 12,As a result of the interaction of the magnets 12 and 13, part of the oscillation energy of the piston is transferred to the wiper 4. The possibility of obtaining a positive phase angle of oscillation of the displacer 4, necessary for the implementation of the Stirling cycle, is determined by the nature of the interaction of the magnets 12,

13, которые действуют как отрицательна пружина, т.е. усилие отталкивани магнитов, приложенное к вытеснителю , противоположно по направлению перемещени поршн 3 от нейтрального положени , вызвавшему это усилие.13, which act as a negative spring, i.e. The magnet repulsion force applied to the displacer is opposite in the direction of movement of the piston 3 from the neutral position, which caused this force.

Возможны и другие схемы установки магнитов, дающие эффект отрицательной пружины. Например, два полюсных наконечника магнита 13 на вытеснителе расположены не в одной плоскости с кольцевым магнитом 12, а со смещением в обе стороны по оси на величину взаимного перемещени поршн 3 и вытеснител 4. При этом зазор между магнитами 12 и 13 должен быть образован разноименными полюсами.There are other possible installation schemes of magnets, giving the effect of a negative spring. For example, the two pole tips of the magnet 13 on the displacer are not located in the same plane with the ring magnet 12, but with an offset in both directions along the axis by the amount of mutual displacement of the piston 3 and the displacer 4. In this case, the gap between the magnets 12 and 13 should be formed by opposite poles .

При использовании дл св зи вытеснител 4 и поршн 3 обычной пружины направление усили и перемещени совпадают, вследствие чего требуемый положительный фазовый угол вытеснител не может быть получен.When using the displacer 4 and the piston 3 of a conventional spring for communication, the direction of force and displacement coincide, as a result of which the required positive phase angle of the displacer cannot be obtained.

При определенных массе вытеснител 4 , амплитуде его перемещени и величине необратимых потерь энергии, затрачиваемой на его привод, путем соответствующего выбора упругости пружины 5 и характеристик магнитов 12 и 13 можно получить любое значение фазового угла, в том числе оптимальное 90-110, требуемое дл наилучшей реализации цикла СтирлингаWith a certain mass of the displacer 4, the amplitude of its displacement and the magnitude of irreversible loss of energy spent on its drive, by appropriate selection of the elasticity of the spring 5 and the characteristics of the magnets 12 and 13, you can get any value of the phase angle, including the optimum 90-110 implementation of the Stirling cycle

Бесконтактный привод вытеснител в предлагаемом двигателе позвол ет уменьшить механические потери энерги увеличить надежность и ресурс работы за счет отсутстви износа деталей приводаThe non-contact drive of the displacer in the proposed engine allows reducing mechanical energy losses and increasing reliability and service life due to the absence of wear on the drive parts

Claims

1. USSR author's certificate in application number 2769853 / 25-06, cl. F 02 G 1/04, 05/24/1979.

LLtUUU

.