Двигатель с внешним подводом теплоты

"циклу Стиувеличениэтого двисом (ГК) ретение м. ж машинах, рлинга. Це е мощности использовано работающих по ь изобретения - двигателя. Для жен гибким коле гатель сн из ма итного материаГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ла и генераторами магнитного поля. ГК 13 охватывает поверхностьтреугольного ротора (ТР) 5 и кинематически связано с выходным валом 12,Генераторы магнитного поля размещеныв корпусе 1 с возможностью взаимодействия с ГК. При вращении ТР 5 еговыступы деформируют ГК 13 и по егоокружности бегут волны деформации.За счет сил трения ГК 13 поворачивается в направлении, обратном вращениюТР 5. По кинематической связи вращение от ГК 13 передается выходномувалу 12, Таким образом, двигательобладает свойством волнового редуктора, что еще больше увеличивает вращающий момент на выходном валу 12.61136Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению,может быть использовано при созданиитепловых машин, работающих по циклуСтирлинга, и является усовершенствованием авт. св. У 1326751.Цель изобретения - увеличение мощности двигателя,На фиг.1 представлена принципиальная схема двигателя, на фиг.2 -то же, поперечный разрез, проходящийчерез орбитальную шестерню, на фиг.3 -то же, поперечный разрез, проходящий через механизм синхронизации,на фиг.4 - порядок сборки и взаимо-.действия основных элементов двигателя, на фиг.5 - в координатах Т- Брегенеративный цикл двигателя, нафиг.6 - термомагнитный цикл двигателя,Двигатель с внешним подводом теплоты содержит корпус 1 с внутреннейполостью 2 и боковыми крышками 3 и4, треугольный ротор 5, установленный на эксцентриковом валу 6, механизм синхронизации ротора 5, регенератор 7 с нагревателем 8 и охладителем 9, камеры 10,11 переменногообъема, образованные наружными поверхностями ротора 5 и выходной вал.12,Для увеличения вращающего момента предлагаемый двигатель снабженгибким колесом 13 из магнитного материала, охватывающим треугольныйротор 5 и кинематически связанным свыходным валом 12 и генераторами 14,15 магнитного поля, расположеннымив корпусе 1 с возможностью взаимодействия с гибким колесом 13.Профиль 16 внутренней полости 2выполнен в виде квадрата со скругленными углами. Треугольныи ротор 5образован большими и малыми дугами,описываемыми из вершин равностороннего треугольника и расположеннымис противоположных сторон относительно вершин, при этом радиус малой дуги составляет малуючасть стороныравностороннего треугольника, радиусбольшой дуги равен сумме радиуса малой дуги и длины стороны равностороннего треугольника.Механизм синхронизации движения ротора 5 содержит сцепленные между собой большую шестерню 17 с внутренними зубьями, закрепленную на роторе 5, и малую шестерню 18 с .наружными6669 2 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 зубьями, закрепленную на эксцентриковом валу 6.Гибкое колесо 13, получающее циклическую деформацию со стороны треугольника ротора 5, выполнено, какэто принято в волновых редукторах,тонкостенными из пружинной стали,например, 602 С, обладающей также магнитными свойствами, и установленона треугольном роторе 5 посредствомгибкого подшипника 19, включающеготонкостенное наружное кольцо, шариковые или роликовые тела качения игибкий сепаратор, например, из стеклотекстолита.Кинематическая связь гибкого колеса 13 с выходным валом 12 обеспечивается посредством орбитальной (кольцеообразной) шестерни 20 с наружными зубьями, сцепленными с зубчатымвенцом 21 гибкого колеса 13, и внутренними зубьями, сцепленными с шестерней 22, закрепленной на выходномвалу 12,Генераторы 14,15 магнитного полясодержат постоянные магниты 23, установленные в пазах корпуса 1 со стороны внутренней полости 2, и полюсный наконечник 24 в виде прямой пластины. Постоянные магниты 23 могутбыть выполнены из магнитотвердогоматериала типа ЮНД и ЮНДК, имеющихмагнитную индукцию 0,5-1,3 Тл и напряженность магнитного поля (4-6)хх 10 А/м. Полюсный,наконечник 24 мо-"жет быть выполнен из магнитомягкойстали. При недостаточном теплоотводена массу двигателя может быть предусмотрена система циркуляционного охлаждения генератора. 14,15 магнитногополя.Двигатель с внешним подводом теплоты работает следующим образом.После подключения высокопотенциального источника теплоты к нагревателю 8 и теплового стока к охладителю 9 и включения вспомогательных систем осуществляется пуск двигателя.В процессе работы треугольный ротор 5 совершает сложное планетарное дви-, жение - вращается вокруг оси большой шестерни 17, совпадающей с центром тяжести равностороннего треугольника, и одновременно вращается вокруг оси малой шестерни 18, совпадающсй с центром тяжести квадратного профиля 16. При вращении треугольного ротора 5 объемы соседних камер 10 и 11,магнитного поля, Происходит быстроеадиабатное намагничивание материала -осуществляется процесс 1-1 и температура возрастает от Т, до Т Внутри зоны действия генератора 14,15магнитного поля осуществляется процесс 1-щ подвода теплоты при постоянной напряженности Н магнитного поля.По выходе из зоны действия генераторов 14,15 магнитного поля происходитбыстрое адиабатное размагничиваниематериала гибкого колеса 13 - осуществляется процесс щ-и и температурападает от Т до 3;, . Далее идет процесс п-Е отвода теплоты при Н=О ицикл замыкается, Работа термомагнитного цикла 1-1-щ-и-К суммируется сработой регенеративного цикла а-Ь-сЙ-е-Е-а и обеспечивает возникновениедополнительного вращающего моментаза счет втягивания материала гибкогоколеса 13 в камеру 11 расширения изкамеры 10 сжатия.25 При вращении треугольного ротора5.его выступы деформируют гибкое колесо 13 и по его окружности бегут" волны деформации. За счет сил трениягибкое колесо 13 обкатывается по проЗ 0 филю 16 внутренней полости 2 и поворачивается в направлении, обратномвращению треугольного ротора 5. Вращение гибкого колеса 13 через зубчатый венец 21, орбитальную шестерню20 и шестерню 22 передается выходному валу 12. Таким образом, предлагаемый двигатель обладает свойством волнового редуктора, что еще более увеличивает вращающий момент на выходном валу 12. 45 50 3 136 подключенных друг к другу через охладитель 9, регенератор 7 и нагре-.ватель 8, изменяются по косинусоидальному закону, причем изменение объема 74 камеры 11 расширения опережает изменение объема Ч камеры 10 сжаотия на 90 по фазе.Ниже будут рассмотрены процессы только в камерах 10,11, так как процессы в двух других камерах протекают аналогично и только сдвинуты нао180 по фазеОсуществляемый в процессе работы двигателя полный термодинамический цикл состоит из регенаративного цикла, близкого к адиабатному циклу Рейлиса, а-Ь-с-й-е-Г-а и термомагнитного цикла 1-1-щ-п-Е, близкого к циклу Реслера и Розенцвейга.Регенеративный цикл а-Ь-с-й-е-Г-а осуществляется следующим образом.Объем рабочего тела в камере 11 расширения находится при высокой температуре Тср.иа, а объем рабочего тела в камере 10 сжатия находится при низкой температуре Т , Температурный градиент между торцовыми поверхностями регенаратора 7 равен Тср.мйс Тс+ мыкРегенеративный цикл а-Ь-с-Й-е-Е-а состоит из процесса а-Ь адиабатного сжатия, изохорно-изобарного процесса Ь-с-Д-теплоотдачи от регенератора 7, процесса й-е адиабатного расширения и изохорно-изобарного процесса е-Е-а теплоотдачи к регенератору 7.Одновременно в двигателе осуществляется также термомагнитный цикл 1-1-щ-и-Е. Гибкое колесо 13, благодаря волновым свойствам двигателя, находится в камерах 10,11 переменного объема в течение многих оборотов эксцентрикового вала 6, Поэтому температура материала гибкого колеса 13 в камере 11 расширения близка.к Тср.мин и превышает точку Кюри, а в камере 10 сжатия близка к Тси ниже точки Кюри. Как известно, при переходе точки Кюри ферромагнетики превращаются в обычные парамагнетики, практически не взаимодействующие с магнитным полем. В процессе вращения материал гибкого колеса 13 попадает в зону действия генераторов 14,15 6669 4 формула из обретения Двигатель с внешним подводом теплоты по авт, св. В 1326751, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения мощности, он снабжен гибким колесом иэ магнитного материала и генераторами магнитного поля, причем гибкое колесо охватывает поверхность треугольного ротора и кинема" тически связано с выходным валом, а генераторы магнитного поля размещены в корпусе с возможностью взаимодействия с гибким колесом.1366669 Составитель И.ДикопоТехред Л.Олийнык орректор М.Демчик дактор М.Тов Тираж 505 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035,. Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Заказ 6801/31 Н оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная