Тепловой двигатель

(19) 40203/02 СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИЯТЕЛЬСТВУа САНИЕ К АВТОРСКОМУ ГАТЕЛЬляет повысить КПД ератор (Р) 7, уста- сжигания твердого к расширительному а соединена с впускд 12 теплопередаюекуперативного теис трубопроводом 16(54) ТЕПЛОВОЙ ДВИ (57) Изобретение позво двигателя. Через реген новленный в камере 5 топлива с примыканием цилиндру (Ц) 2, камер ным каналом 8 Ц. Вхо щего контура (К) 10 р лообменника 9 соединен впуска продуктов сгорания из Ц, а его выход 14 через первый элемент ИЛИ - с патрубком 19 подачи заряда в компрессорный цилиндр 1 и с атмосферой. Вход 13 тепло- воспринимающего К 11 теплообменника связан с нагнетателем 20 воздуха, а его выход 15 через второй элемент ИЛИ подключен к патрубку 19. В режиме зарядки Р отработавшие газы из Ц поступают на вход К 10, где отдают часть тепла воздуху, движущемуся через К 11. Зарядка Р прекращается при достижении максимально допустимых т-р внутренней полости камеры. В режиме разрядки Р отработавшие газы из Ц вытесняются в К 10, откуда поступают в компрессорны й цилиндр. Цикл повторяется много кратно до достижения исходной т-ры Р. 1 ил.Изобретение относится к машиностроению, в частности к тепловым двигателям, способным работать на твердом топливе.Цель изобретенияповышение коэффициента полезного действия (КПД). 5На чертеже изображена схема описываемого теплового двигателя.Тепловой двигатель содержит по меньшей мере один компрессорный 1 и один расширительный 2 цилиндры с размеценными в них поршнями 3 и 4. Камера 5 сжигания твердого топлива связана с выпускным каналом 6 компрессорного цилиндра 1 и через регенератор 7, установленный в камере 5 с примыканием к расширительному цилиндру 2, соединена с впускным каналом 8 рас 15 ширительного цилиндра 2. Рекуперативный теплообмецник 9 снабжен теплопередающим и тепловоспринимающим контурами 10 и 11, имеющими входы 12, 13 и выходы 14, 15. Вход 12 теплопередающего контура 10 ре куперативцого теплообмецника 9 соединен с трубопроводом 16 выпуска продуктов сгорания из расширительного цилиндра 2, а вы ход 14 того контура через первый элемент ИЛИ, выгголненный в виде вентилеиI и 18, 25 подключен к патрубку 19 подачи заряда в компрессорный цилиндр 1 и к атмосфере. Вход 13 тепловосприцимаюшего контура 11 рекуперативного теплообменника 9 связан с нагцетателем 20 воздуха, выход 15 этого контура через второй элемент ИЛИ, выпол ненный в виде вентилей 21 и 22, подключен к патрубку 19 подачи заряда в компрессорцый цилиндр и к атмосфере.Тепловой дви атель работает следующим образом.В режиме зарядки регецератора 7 вентиль 21 второго элемента ИЛИ открыт, вентиль 22 соответственно, перекрыт. В результате подаваемый нагнетателем 20 воздух через тепловоспринимающий контур 11 рекугеративггого теплообменника 9 по патруб ку 19 поступает в кгмпрессорный цилиндр 1. Сжатый в этом цилиндре воздух через выпускной канал 6 поступает в камеру 5 сжигания твердого топлива. Продукты взаимодействия кислорода воздуха и твердого топлива, протекая через регенератор 7, отдают ему часть тепловой энергии и через впускной канал 8 поступают в расширительный цилиндр 2. Продукты взаимодействия кислорода воздуха и твер чгго топлива (продукты сгорания) совершают полезную работу в 5 расширительном цилиндре 2, и отработавшие газы через трубопровод 6 поступают на вход 12 тецлоцредакгщего контура 1 О. При прохождении по этомх контуру отрабогавшигазы передают часть тепла воздуху, движущемуся через тепловопринимающий 55 контур 11 рекуперативного теплообмецника 9, и через открыпгый вецтил 18 первого элемента ИЛИ удаляются в кферу, вентиль 17 при этом перекрыт. Процесс зарядки регенератора 7 прекращается при достижении максимально допустимых температур внутренней полости камеры сгорания.При работе двигателя в режиме разрядки регенератора 7 вентиль 18 первого элемента ИЛИ перекрывают, а вентиль 17 открывают. В результате отработавшие газы, вытесняемые из расширительного цилиндра 2 через трубопровод 16 в теплопередающий контур 10 рекуперативного теплообменника 9, через патрубок 19 поступают в компрессорный цилиндр . При протекании этих газов через теплопередающий контур 10 осуществляется отвод теплоты в тепловосприцимающий контур 11, в который через вход 13 производится подача воздуха нагнетателем 20.Отводимый через выход 15 воздух через открьтый вентиль 22 второго элемента ИЛИ поступает в атмосферу, вентиль 2 при этом закрыт. Поданные в компрессорный цилиндр 1 охлажденные продукты сгорания сжимаются поршнем 3 и через выпускной канал 6, камеру 5 сжигания и регенератор 7 поступают в расширительный цилиндр 2. Горение топлива при этом отсутствует, а нагрев газов осуществляется за счет подвода тепла из регенератора 7. В расширительном цилиндре 2 нагретые продукты сгорания совершают полезную работу. Далее цикл многократно повторяется до достижения исходной тем пературы ре генератора 7. После этого производится переключение вентилей 17 и 18 первого элемента ИЛИ ц вентилей 21 и 22 второго элемена ИЛИ и двигатель работает по цгисанному выше циклу с нагнетанием воздуха для сжигания твердого топлива в камере 5. В качестве наполнителя в регенераторе 7 можно использовать твердое топливо, имеющее высокую теплоемкость. Форму,га изобретенияТепловой двигатель, содержагций по меньшей мере один компрессорный и один рас. ширительный цилиндры, камеры сжигания твердого топлива, связанную с впускным каналом расширительного цилиндра и выпускным каналом компрессорного цилиндра, патрубок подачи заряда в компрессорный цилиндр и трубопровод выпуска продуктов сгорания из расширительного цилиндра, отличающийсятем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, двигатель дополнительно содержит регенератор, нагнетатель воздуха и рекуперативный теплообмецник, имеющий теплопередающий и тепловоспринимающий контуры, каждый из которых снабжен входом и выходом, причем регенератор установлен в камере сжигания с примыканием к расширительному цилиндру, вход теплопередаюшего контура рекуперативцого теплообменника соединен с трубо.1420218 Составитель В. ШиловРедактор А, Маковская Техред И. Верес Корректор (. ЧерниЗаказ 4306(35 Тираж 505 Поди сносВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб, д. 45Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 проводом выпуска продуктов сгорания из расширительного цилиндра, его выход подключен через первый элемент ИЛИ к патрубку подачи заряда в компрессорный цилиндр и к атмосфере, вход тепловоспринимающего контура рекуперативного теплообменника связан с нагнетателем воздуха, а его выход через второй элемент ИЛИ подключен к патрубку подачи заряда в компрессорный 5 цилиндр и к атмосфере.