Силовая установка

(9 ям Р 02 6 1/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР, "1 пзрЙ Ья, Я;чф 3д.М,",ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ роезда иклу ста щая двигаазовую мас верхней вый вытес, рабочий ель 7, регетеля Стиркартер 11, б является к 4 первоо вый вытесЦель изобретен тности силовой уст ния холодильной г поршней двигателя На фиг. 1 пре ная схема известно на фиг. 2 - узел сил- вариант узла силоия - повышение компакановки путем размещеазовой машины внутри Стирл инга.дставлена принципиальго двигателя Стирлинга; свой установки; на фиг.3 вой Установки; на фиг. 4 -(56) Уокер Г. Машины, работающие по циклу Стирлинга. М.: Энергия, 1978, с. 108, (54) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА(57) Изобретение может быть использовано при создании двигателей, работающих по циклу Стирлинга; и выполнено с, целью повышения компактности силовой установки путем размещения холодильной газовой машины внутри поршней двигателя Стирлинга. Силовая установка, включающая двигатель Стирлинга и холодильную газовую машину, содержит полый цилиндр, полый первый вытеснительный поршень, полый рабочий поршень, нагреватель, регенератор, холодильник двигателя Стирлинга,Изобретение относится к машино нию и мохет быть использовано при нии двигателей, работающих по Стиолинга,установленные последовательно в магистрали, соединяющей полость расширения и полость сжатия. Внутри полого первого вытеснительного поршня размещены первый дополнительный рабочий поршень, второй вытеснительный поршень, а в полости рабочего поршня установлены дополнительный вытеснительный поршень и второй дополнительный рабочий поршень таким образом, что в каждой полости образуют камеры расширения и сжатия холодильной газовой машины. В каждой камере установлены пружины сжатия, Камеры расширения и сжатия сообщены между собой через каналы в стенках, а холодильник, регенератор и нагреватель холодильной газовой машины установлены в этих каналах, причем камеры расширения холодильной газовой машины в разных поршнях обращены к полости сжатия двигателя. Стирлинга, Часть энергии рабочего поршня двигателя Стирлинга через пружины передается поршням холодильной газовой машины. 4 ил. вариант выполнения узла силов ки на фиг,2.Силовая установка, включаю тель Стирлинга и холодильную г шину, содержит полый цилиндр торцовой крышкой 2, полый пер нительный поршень 3 со штоком поршень 5 со штоком б, нагреват нератор 8, холодильник 9 двига линга, штоковое уплотнение 10, приводной механизм 12. Шток полым и через него проходит што вытеснительного поршня 3, Пер10 20 25 ЗО двигателя Стирлинга,нительный поршень 3 и рабочий поршень 5 размещены внутри цилиндра 1 таким образом, что делят его внутренний объем на три полости; полость расширения 13, полось сжатия 14 и буферную полость 15. Попасть расширения 13 сообщается с полостью сжатия 14 через нагреватель 7, регенератор 8 и холодильник 9 двигателя Сгирлинга, Первый вытеснительный поршень 3 и рабочий поршень 5 связаны с приводным механиэмом 12 соответственно через штоки 4 и б, Буферная полость 15 иэглирована от картера 11 штоковым уплотнением 10.Внутри полого первого вытеснительного поршня 3 размещены дополнительный рабочий поршень 16 и второй вытеснительный поршень 17 таким образом, что образуют в полости камеру расцирения 18, камеру сжатия 19 и буферную камеру 20 холодильной газовой машины. В указанных камерах размещены пружины сжатия 21, 22, 23. В боковых стенках попого первого вьггеснительного поршня 3 выполнены каналы, в которые установлены холодильник 24 регенератор 25, нагреватель холодильной машины и полость 26, циркулирует холодный теплоноситель, Нагреватель 27 холодильной газовой машины выполнен в торцовой части полого первого вытеснительного поршня 3 со стороны полости сжатия 14, Холодильный теплоноситель поступает в полость 26 через канал 28 и вытекает иэ нее через канал 29.Внутри полого рабочего поршня 5(внутренняя полость рабочего поршня 5 является ципиндаической кольцевой, так кэк его центральная часть является направляющей втулкой для штока 4 первого вытеснительного поршня 3) размещены дополнительный вытеснительный поршень ЗО и второй дополнительный рабочий поршень 31 таким образом, что образуют в полости камеру расширения 32, камеру сжатия 33 и буферную камеру 34 холодильной газовой машины, В камерах 32, 33 и 34 размешенц пружины сжатия 35, 36, 37. В боковых стенках полого рабочего поршня 5 выполнены каналы, в которые установлены холодильник 38, регенератор 39, нагреватель холодильной газовой машины и полость 40, в которой циркулирует холодный теплоноситель, Нагреватель 41 холодильной газовой машины выполнен в торцовоР части рабочего поршня 5 со стороны полости сжатия 14, Холодный теппоноситепь поступает в полость 40 по каналу 42 и вытекает иэ нее по каналу 43.В цилиндре 1 на участке между буферной полостью 15 и карером 11 выполнены проточка 44, каналы 45 и 46 и проточка 47,В нижней части полого штока 6 просверлены каналы 48 и 49, а также выполнены проточки 50 и 51, Через канал 45 под давлением в проточку 44 поступает холодный теплоноситель, Через канал 48 он поступает в канал 42 и в проточку 50, а иэ нее в канал 28, Иэ канала 42 холодный теплоноситель поступает в полость 40, где он охлаждает газ, протекающий в холодильнике 38. Холодный теплоноситель, поступающий иэ канала 28 в полость 26, также охлаждает гаэ, протекающий в холодильнике 24, Теплоноситель выводится через проточку 51, канал 49,проточку 47 и канал 46. Для предотвращения утечек теплоносителя и газа иэ силовой установки используются уплотнения 52-56. Для устранения перетечки теплоты по первому вытеснлтельному поршню 3 внутри вытеснительнога поршня можно разместить второй дополнительный вытеснительный поршень 57, связанный с вторым вытеснительным поршнем 17 штоком 58 таким образом, что образуются дополнительные камеры сжатия 59 и расширения 60. Внутри камеры сжатия 59 установлена дополнительная пружина сжатия 61, э в стенках первого вытеснительного поршня 3 могут быть дополнительно выполнены кэналы, в которые установлены холодильник 62,регенератор 63, нагреватель, холодильной газовой маш 1 лны. В полости 64 циркулирует холодный теплоноситепь, полость 64 сообдается с полостью 26 каналами 65 и бб, Нагреватель 67 выполнен в торцовой части попого поршня.Силовая установка работает следующим образом,В результате теплофиэических процессов: процесса подвода теглоты к газу в нагревателе 7, регенерации теплоты в регенераторе 8, отвода теплоты от газа в холодильнике 9 двигателя Стирлинга, процессов сжатия и расширения газа в полостях 14 и 13 - рабочий поршень 5,соединенный через шток 6 с приводным механизмом 12, совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре 1 с верхней торцовой крышкой 2, Энергия возвратно-поступательного движения рабочего поршня 5 передается через приводной механизм 12, Первый вытеснительный поршень 3, соединенный через шток 4 с и риводным механизмом 12, опережает по пеоемещению рабочий поршень 5 на некоторый определенный фазовый угол, переталкивая гаэ иэ полости расширения 13 в полость сжатия 14 и наоборот через нагреватель 7, регенератор 8 и холодильник 9В буферной полости 15 происходит сжатие газа при передвижении рабочего поршня 5 вниз (аккумулирование части энергиивозвратно-поступательного движения рабочего поршня 5) и расширение газа при его 5перемещении вверх ,возврат аккумулированной энергии).Часть энергии возвратно-поступательного движения рабочего поршня 5 двигателя Стирлинга через пружины 35, 36 и 37 10передается второму дополнительному рабочему поршню 31 и дополнительному вытеснительному поршню 30 холодильнойгазовой машины.Массы дополнительного вытеснительного поршня 30 и второго дополнительногорабочего поршня 31 холодильной газовоймашины, а также жесткости пружин 35, 36 и37 рассчитываются и подбираются такимобразом, что дополнительный вытеснительный поршень 30 опережае второй дополнительный рабочий поршень 31 приперемещении на некоторый определенныйфазовый угол, амплитуды колебаний параней 30 и 31 согласованы между собой и 25вписываются в габариты внутренней полости рабочего поршня 5,Теплота, выделяющаяся при сжатии газа в камере сжатия 33, сбрасывается холодному теплоносителю, циркулирующему в 30полости 40, при протекании газа через холодильник 38.Работа сжатия газа в камере сжатия 19сбрасывается холодному теплоносителю,циркулирующему в полости 26, при протекании газа через холодильник 24,Размещение холодильной газовой машины внутри поршней двигателя Стирлингапозволяет повысить компактность силовойустановки. 40Формула изобретенияСиловая установка, включающая двигатель Стирлинга и холодильную газовую машину, содержащая полый цилиндр с верхней и нижней торцовыми крышками, два вытеснительных поршня: первый и второй и один рабочий поршень, нагреватель. регенератор и холодильник двигателя Стирлинга, установленные последовательно в магистрали, соединяющей полость расширения, образованную между верхней торцовой крышкой и первым вытеснительным поршнем, и полость сжатия, расположенную между первым вытеснительным поршнем и рабочим поршнем, негреватель, .регенератор, холодильник холодильной газовой машины, установленные последовательно в магистрали, соединяющей ее камеры расширения и сжатия, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целЬю повышения компактности силовой установки путем размещения холодильной газовой машины внутри двигателя Стирлингэ, установка выполнена с двумя дополнительными рабочими поршнями и с дополнительным вытеснительным поршнем, первый вытеснительный поршень и рабочий поршень выполнены полыми и с каналами в стенках, второй вытеснительный поршень и один дополнительный рабочий поршень помещены в полость первого вытеснительного поршня, а дополнительный вытеснительный поршень и второй дополнительный рабочий поршень установлены в полости рабочего поршня и образуют с каждой полости камеры расширения и сжатия холодильной газовой машины, в каждой камере установлены пружины, а камеры расширения и сжатия сообщены между собой через каналы в стен-ках, холодильни,"регенератор и нагреватель холодильной газовой машины установлены в этих каналах, причем камеры расширения холодильной газовой машины в разных поршнях обращены к полости сжатия двигателя Стирлингэ.О 15 Составитель П.ШукаловРедактор М,Товтин Техред М.Моргентал Кор М. Кучеря ва Заказ В523 Тираж ПодписноеИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1