Теплоэнергетическая установка,работающая по прямому и обратномуциклам стирлинга

 

(u) 794238

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.11.78 (21) 2689509/25-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (51) М. Кл.

F 02G 1/047

Государственный комитет (53) УДК 62143 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (72) Авторы изобретения В. С. Трухов, И. А. Турсунбаев, Б. Орунов, А. И. Семянников, В. А. Чувичкин, В. И. Вольных, В. А. Гусятников и В. Ф. Костылев (71) Заявители Физико-технический институт им. С. В. Стародубцева и Челябинский филиал Государственного союзного научно-исследовательского тракторного института (54) ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, РАБОТА ЩАЯ ПО ПРЯМОМУ И ОБРАТНОМУ

ЦИКЛАМ СТИРЛИНГА

1 2

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании установок, производящих «холод» и в то же время использующихся как двигатели с внешним подводом теплоты.

Известны теплоэнергетические установки, содержащие тепловой поршневой двигатель и поршневую холодильную машину с общим рабочим поршнем и двумя движущимися регенераторами, совершающими возвратно-поступательное движение в одном общем цилиндре. Между собой регенераторы соединены штангами. Тепло, выделяющееся в процессах сжатия, отводится от двигателя и холодильной машины общим холодильником. Двигатель и холодильная машина работают по циклу Стирлинга, при этом подвижные регенераторы выполняют роль вытеснителя.

Недостатком известных установок является то, что они способны работать только в режиме «двигатель — холодильник», а работа в режиме «двигатель» невозможна, что ограничивает область их применения.

Цель изобретения — обеспечение работы установки в режиме «двигатель» без выработки холода и комбинированном режиме

«двигатель — холодильник» с выработкой холода.

Это достигается тем, что установка снабжена дополнительным цилиндром, причем в основном цилиндре размещены рабочий поршень и поршень-вытеснитель, которые

5 разделяют его объем на горячую и холодную двигательные полости и общую полость, а в дополнительном цилиндре размещен только поршень-вытеснитель, разделяющий его объем на две сообщенные между

10 собой через регенератор и теплообменник вспомогательные полости, подключенные через трубопровод с запорным органом к общей полости основного цилиндра и образующие вместе с ней холодильную полость, 15 причем установка дополнительно содержит буферный резервуар, подключенный через запорный орган к общей полости.

На чертеже изображена принципиальная схема теплоэнергетической установки.

20 Установка содержит основной цилиндр 1, в котором размещены рабочий поршень 2 и поршень-вытеснитель 3, поршни разделяют объем основного цилиндра на горячую 4 и холодную 5 полости, сообщенные через на25 греватель 6, регенератор 7, холодильник 8, и общую полость 9 и вспомогательный цилиндр 10, в котором размещен поршень-вытеснитель 11, разделяющий объем цилиндра на вспомогательные полости 12 и 13, 30 сообщенные между собой через теплообменник-холодильник 14, регенератор 15 и холодильник 16. Оба цилиндра соосно крепятся к картеру 17 двигателя, в котором размещены синхронизирующий механизм

18, шатуны 19 и кривошипные валы 20. Через картер проходит шток 21, жестко соединяющий оба поршня-вытеснителя. Общая полость и одна из вспомогательных при помощи трубопроводов 22, 23 и трехходового крана 24 могут быть соединены между собой либо при помощи того же крана общая полость подключается трубопроводами 22 и

25 к буферной камере 26.

Установка работает в режиме «двигатель», когда общая полость с помощью трехходового крана 24 подключается к буферной камере 26, а вспомогательная полость 12 запирается. В этом случае общая полость 9 и буферная камера 26 работают как буферный объем двигателя Стирлинга, во вспомогательном цилиндре «холод» не образуется, а происходит лишь переталкивание рабочего тела из одной вспомогательной полости в другую, на что затрачивается некоторая часть механической энергии, остальная энергия снимается через кривошипный вал 20. При сообщении вспомогательной полости 12 с общей полостью 9 установка начинает работать как «двигатель— холодильник», в этом случае рабочий поршень 2 является общим и для «двигателя» и для «холодильника», полости 12 и 9 объединяются в одну, которая является полостью сжатия, а вспомогательная полость

13 — полостью расширения. Атмосферный воздух при прохождении через теплообменник-холодильник 14 соприкасается с холодильными трубками и постепенно охлаждается до температуры ожижения.

Предварительная технико-экономическая оценка по использованию теплоэнергетической установки, работающей по прямому и обратному циклам Стирлинга, показала, что она может быть использована, например, для запуска двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, привода вспомогательных агрегатов и кондиционирования воздуха в кабине и салоне.

Формула изобретения

1. Теплоэнергетическая установка, работающая по прямому и обратному циклам

Стирлинга, содержащая тепловую и холодильную машины с общим цилиндром, ра15 бочим поршнем и двумя поршнями-вытеснителями, связанными с общим коленчатым валом, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения работы только в режиме двигателя, установка снабжена дополни20 тельным цилиндром, причем в основном цилиндре размещены рабочий поршень и поршень-вытеснитель, которые разделяют его объем на горячую и холодную двигательные полости и общую полость, а в дополни25 тельном цилиндре размещен только поршень-вытеснитель, разделяющий его объем на две сообщенные между собой через регенератор и теплообменник вспомогательные полости, подключенные через трубо30 провод с запорным органом к общей полости основного цилиндра и образующие вместе с ней холодильную полость.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит бу35 ферный резервуар, подключенный через запори: и орган к общей полости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Патент Великобритании № 1282415, кл. F 4Н опубл. 1969, 704238

Составитель И. Диканов

Редактор Т. Загребельная Техред Л. Куклина

Корректоры: Н. Федорова и 3. Тарасова

Заказ 211/18 Изд. № 169 Тираж 581 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2