ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ПОДВОДОМ ТЕПЛА КУЩЕНКО В.А.

Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно, к двигателям с внешним подводом тепла и может быть использовано в автономных энергетических установках.
Известны двигатели, содержащие по крайней мере одну пару цилиндров с приводным механизмом, охладитель, подключенный к одному из цилиндров, нагреватель, подключенный к другому цилиндру, регенератор [1-2].
К недостаткам этих двигателей относится их громоздкость, материалоемкость, сложность изготовления, а также малая надежность.
В качестве наиболее близкого аналога выбран двигатель по патенту РФ №2049253 [2].
Задача изобретения - повышение эффективности двигателя за счет конструктивных особенностей, а также возможность использования различных источников внешнего тепла.
Поставленная задача решается тем, что в известном двигателе с внешним подводом тепла, содержащим корпус, по крайней мере одну пару цилиндропоршневой группы с приводным механизмом, охладитель, нагреватель, согласно изобретения, корпус имеет привод для потребителей механической энергии и выполнен с возможностью вращения вокруг вала, имеющего канал, цилиндропоршневые группы размещены симметрично в корпусе, их полости сообщаются с выходом канала, на вход канала подключены насосы с приводами для нагнетания и отбора рабочего тела, соединенные с емкостью для рабочего тела, приводной механизм состоит из зубчатых штоков, соединенных шарнирно с соответствующим лучом многолучевой кулисы, обладающей ограничительными щечками и закрепленной на валу с возможностью вращения вокруг его, на валу
закреплена неподвижно шестерня, входящая в зацепление с механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала, выполненного, например, в виде обгонных муфт, механизм преобразования возвратно-поступательного движения взаимодействует с зубчатыми штоками приводного механизма.
На фиг.1 изображена схема двигателя в разрезе.
На фиг.2 изображен разрез по А-А для четырех-поршневого двигателя.
Рассмотрим двигатель с одной парой цилиндропоршневых групп. Двигатель состоит из неподвижного вала 1, закрепленного на раме 2, подвижного корпуса 3, вращающегося на подшипниках вала 1 и закрытых сальниками (на чертеже не показаны), неподвижных нагревателя 4 и охладителя 5 (нагреватель и охладитель могут соприкасаться с корпусом 3, например, посредством графитной прослойки или не соприкасаться в случае дистанционной передачи энергии рабочему телу). Нагреватель 4 и охладитель 5 могут иметь в своем составе различные преобразователи энергии. Во вращающемся корпусе 3 симметрично размещены два цилиндра 6 и 7, в которых находятся соответствующие поршни 8 и 9, соединенные зубчатыми штоками 10 и 11 помощью шарниров с соответствующим лучом многолучевой кулисы 12, которая может вращаться на валу 1, ограничивая свое движение неподвижными направляющими щечками 13. На валу находится неподвижная шестерня 14, которая входит в зацепление с механизмом преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное - состоящее, например, из шестерен 15 и 16 и шестерен 17 и 18 с обгонной муфтой. Вал 1 имеет канал 19, соединяющий полости цилиндров 6 и 7 с насосами нагнетания 20 и отбора 21 рабочего тела, которые подключены к емкости 22 для рабочего тела (воздух, водород, пары эфира и т.д.). К насосам 20 и 21 подключены приводы 23 и 24 соответственно. В простом случае это могут быть обычные рычаги. Корпус 3 оснащен приводом для потребителя механической энергии 25, в качестве которого может быть использована шестерня.
Опишем работу устройства в случае двух пар цилиндров и в случае дистанционной передачи энергии, например, от солнца.
Один из цилиндров, например 7, повернут к источнику излучения. Рабочее тело, находящееся в цилиндре 7, от полученной энергии нагревается и расширяется, поршень 8 начинает перемещаться и с помощью зубчатого штока 10 приводит во вращение шестерню 15, посредством обгонной муфты шестерня 17, приходит в зацепление с шестерней 14, которая поворачивает корпус 3 вокруг вала 1. Усилие передается посредством оси шестерен 15 и 17 подвижно закрепленных на корпусе 3.
В зону передачи энергии (освещения) входит другой цилиндр, который работает аналогично вышеописанному. Корпус поворачиваясь, переносит цилиндр с нагретым и расширенным рабочим телом в зону отсутствия подачи энергии (холодильник). Рабочее тело охлаждается, и противоположный по паре поршень сжимает охлажденное рабочее тело за счет нагреваемого рабочего тела.
При перемещении поршней 8 и 9 обе обгонные муфты совершают маятниковые вращения относительно вала (относительно друг друга в противофазе). Шестерни 17 и 18 с обгонными муфтами поочередно сцепляются с шестерней 14 вала, тем самым обеспечивают передачу возвратно-поступательного движения цилиндра на вал, который совершает вращательное движение. Обгонная муфта не позволяет входить в зацепление шестерне 17 с шестерней 15 при обратном ходе штока 10. Кулиса 12 позволяет переводить противоположный по паре поршень в исходное состояние. Щечки 13 ограничивают амплитуду движения кулисы.
Для увеличения скорости и усилий развиваемых предлагаемым двигателем, из емкости 22 посредством привода 23 и насоса 20 в полость цилиндра 7 через канал нагнетается рабочее тело. При обратном действии посредством привода 24, насоса 21, рабочее тело закачивается в емкость 20.
По сравнению с прототипом, предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами: компактно по размерам, просто в
изготовлении, может быть применен для привода электрогенератора в космической технике и других областях преобразования тепловой энергии в механическую.
Источники информации:
1. А.с. №1065627, F 02 G 1/04, 1995
2. Патент РФ №2049253, F 02 G 1/04, 1984 (прототип)