ДВИГАТЕЛЬ СТИРЛИНГА

Полезная модель относится к области энергетики, а точнее к двигателям Стирлинга.
Аналогом является двигатель Стирлинга по авторскому свидетельству №376590, МПК F02G 1/044, 1973. Прототипом является двигатель Стирлинга по патенту на изобретение №2049252, МПК F02G 1/04, 27.11.1995, который содержит две пары радиально расположенных цилиндров, каждая из которых включает горячий и холодный цилиндры, размещенные внутри каждого цилиндра по одному рабочие поршни, разделяющие объем цилиндров на две полости, периферийную и центральную, нагреватели, регенераторы, холодильники, установленные по одному в каждой магистрали, соединяющей одну из полостей горячего цилиндра с каждой парой цилиндров с одной из полостей холодного цилиндра, причем каждые два поршня в одноименных цилиндрах, расположенных один напротив другого по одной оси, связаны общим штоком, который сообщен с механизмом привода, при этом в каждой паре цилиндров центральные полости соединены одинаковыми магистралями с периферийными и изменено направление вращения.
Основным недостатком аналога и прототипа является низкий коэффициент полезного действия (КПД) из-за необходимости подвода тепла к периферии радиально расположенных цилиндров, а также наличия дополнительных устройств - теплообменников.
Задачей полезной модели является создание новой конструкции двигателя Стирлинга, в которой устранен основной недостаток аналога и прототипа.
Техническим результатом полезной модели является повышение КПД двигателя Стирлинга за счет обеспечения подвода тепловой энергии к одной плоскости нагрева, а также исключения дополнительных устройств - теплообменников.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый двигатель Стирлинга содержит корпус, две пары цилиндров со штоками, две пары радиально расположенных коленчатых валов, коническую зубчатую передачу, имеющую четыре ведущие малые конические зубчатые шестерни, связанные с ведомой большей конической зубчатой шестерней, а также вал ведомой большей конической зубчатой шестерни, причем цилиндры расположены параллельно, объединены в единый блок и размещены в корпусе таким образом, что, для удобства подвода тепла к горячим полостям цилиндров, поверхность нагрева находится в одной плоскости нагрева, расположенной в нижней части корпуса, коленчатый вал каждого цилиндра расположен параллельно плоскости нагрева, связь коленчатых валов выполнена посредством конической зубчатой передачи, для чего на конце каждого коленчатого вала расположена соответствующая ведущая малая коническая зубчатая шестерня, вал ведомой большей конической зубчатой шестерни расположен перпендикулярно плоскости нагрева, при этом механическая энергия работы цилиндров передается на коленчатые валы посредством штоков, а коленчатые валы передают крутящий момент на вал ведомой большей конической зубчатой шестерни.
Таким образом, сущность полезной модели заключается в том, что механическая энергия, получаемая в результате работы данной поршневой машины на основе работы многоцилиндрового двигателя Стирлинга, передается на вал, расположенный перпендикулярно плоскости нагрева.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого двигателя Стирлинга, на фиг. 2 изображен вид А на фиг. 1 (вид сверху), а на фиг. 3 изображено сечение А-А на фиг. 2.
На чертежах цифрами обозначены:
1 - корпус;
2 - цилиндр;
3 - коленчатый вал;
4 - шток;
5 - ведущая малая коническая зубчатая шестерня;
6 - ведомая большая коническая зубчатая шестерня;
7 - вал ведомой большей конической зубчатой шестерни;
8 - плоскость нагрева.
Двигатель Стирлинга содержит корпус 1, две пары цилиндров 2 со штоками 4, две пары радиально расположенных коленчатых валов 3, коническую зубчатую передачу, имеющую четыре ведущие малые конические зубчатые шестерни 5, связанные с ведомой большей конической зубчатой шестерней 6, а также вал 7 ведомой большей конической зубчатой шестерни 6.
Цилиндры 2 расположены параллельно, объединены в единый блок и размещены в корпусе 1 таким образом, что для удобства подвода тепла к горячим полостям цилиндров 1, поверхность нагрева находится в одной плоскости 8 нагрева, расположенной в нижней части корпуса 1.
Коленчатый вал 3 каждого цилиндра 2 расположен параллельно плоскости 8 нагрева.
Связь коленчатых валов 3 выполнена посредством конической зубчатой передачи, для чего на конце каждого коленчатого вала 3 расположена соответствующая ведущая малая коническая зубчатая шестерня 5.
Вал 7 ведомой большей конической зубчатой шестерни 6 расположен перпендикулярно плоскости 8 нагрева.
Механическая энергия работы цилиндров 2 передается на коленчатые валы 3 посредством штоков 4, а коленчатые валы 3 передают крутящий момент на вал 7 ведомой большей конической зубчатой шестерни 6.
Двигатель Стирлинга работает следующим образом.
При подводе тепловой энергии к плоскости 8 нагрева, расположенной в нижней части корпуса 1, каждый из четырех цилиндров 2 начинает работать и передавать механическую энергию на свой коленчатый вал 3 посредством штоков 4. На конце каждого коленчатого вала 3 расположена ведущая малая шестерня 5 конической зубчатой передачи.
Все четыре ведущие малые конические зубчатые шестерни 5 находятся в зацеплении с большей ведомой конической зубчатой шестерней 6, совместно нагружая вал 7. Таким образом, организуется работа блока двигателей Стирлинга с односторонним подводом тепловой энергии и с общим валом, расположенным перпендикулярно поверхности нагрева, что является актуальным для машин данного типа.
Полезная модель направлена на использование ее в многоцилиндровых разновидностях двигателя Стирлинга с целью получения вращающего момента на валу, ось которого будет сонаправлена с вектором температурного напора в области поверхности нагрева цилиндров двигателя с внешним подводом теплоты.
Использование полезной модели позволит повысить КПД двигателя Стирлинга за счет обеспечения подвода тепловой энергии к одной плоскости нагрева, а также исключения дополнительных устройств - теплообменников.