Машина за циклом стірлінга

Машина за циклом Стірлінга, що містить чотири двопоршневі модулі з опозитнорозташованими циліндрами з поршнями подвійної дії, з'єднаними загальним штоком і розділяючими 3 працюючих за прямим циклом Стірлінга, що виробляється, сприймається круговим ланцюгом циліндрів, що працюють за зворотним циклом Стірлінга; - неможливість зняття або підведення механічної енергії ззовні. Задачею корисної моделі є усунення вказаних вад шляхом удосконалення конструкції машини за циклом Стірлінга із забезпеченням її багатофункціональності і багаторазовим збільшенням потужності. Поставлена задача вирішується тим, що в машині за циклом Стірлінга, що містить чотири двопоршневі модулі з опозитно-розташованими циліндрами з поршнями подвійної дії, з'єднаними загальним штоком і розділяючими кожен циліндр на камеру розширення і камеру компресії, причому камера розширення кожного модуля з'єднана трубопроводом з камерою компресії сусіднього модуля в круговий ланцюг, згідно корисної моделі, між опозитно-розташованими циліндрами співвісно розміщено керований гідроциліндр подвійної дії з поршнем, встановленим посередині загального штока, і між циліндрами і гідроциліндром утворена буферна зона. Введення в конструкцію машини за циклом Стірлінга, що заявляється, керованого гідроциліндра, переводить режим роботи кругового ланцюга циліндрів з резонансного в керований, що дозволяє багаторазово збільшити її потужність і забезпечує зняття або підведення механічної енергії ззовні. Таким чином, перетворюючи механічну енергію від будь-якого джерела в теплову і кріогенну, і навпаки, теплову енергію від будь-якого джерела в механічну, досягають багатофункціональності машини. При цьому, для усунення можливих витоків робочого газу через ущільнення циліндрів між ними і гідроциліндром утворена буферна зона. Оскільки в працюючому гідроциліндрі тиск рідини рівний або вище максимального тиску робочого газу в циліндрах, газ, який потрапив в буферну зону через ущільнення циліндра і має середній тиск циклу, там і залишиться тому, що не має нагоди потрапити в рідину через ущільнення гідроциліндра. При цьому газ у момент мінімального тиску циклу може через ущільнення циліндра повернутися назад. Суть корисної моделі, що заявляється, пояснюється кресленнями, на яких представлені: на Фіг.1 - схематичне зображення основних вузлів машини, на Фіг.2 - схематичне зображення двопоршневого модуля. Машина за циклом Стірлінга, що заявляється, містить чотири двопоршневі модулі 1, 2, 3, 4 з опозитно-розташованими верхніми 5, 6, 7, 8 і нижніми 9, 10, 11, 12 циліндрами з поршнями 13 подвійної дії, з'єднаними загальним штоком 14. Поршні 13 подвійної дії розділяють кожен циліндр на камеру розширення 15 і камеру компресії 16 для верхніх циліндрів і камеру розширення 17 і камеру компресії 18 для нижніх циліндрів. Камери розширення 46433 4 15 верхніх циліндрів 5, 6, 7, 8 кожного модуля з'єднані трубопроводами 19 з камерами компресії 16 верхніх циліндрів 5, 6, 7, 8 в круговий ланцюг, а саме: камера розширення циліндра 5 з'єднана з камерою компресії циліндра 8, камера розширення циліндра 6 з'єднана з камерою компресії циліндра 5, камера розширення циліндра 7 з'єднана з камерою компресії циліндра 6, камера розширення циліндра 8 з'єднана з камерою компресії циліндра 7. Аналогічно в круговий ланцюг з'єднані камери розширення 17 і компресії 18 нижніх циліндрів 9, 10, 11, 12. На трубопроводах 19 встановлені два теплообмінники і регенератор (на Фіг. не показані). У модулях 1, 2, 3, 4 між верхніми 5, 6, 7, 8 і нижніми 9, 10, 1, 12 циліндрами співвісно розміщені гідроциліндри 20 подвійної дії з поршнем 21, встановленим посередині загального штока 14, і між циліндрами і гідроциліндром утворені буферні зони 22 (Фіг.2). Циліндри і гідроциліндр мають відповідні ущільнення 23 і 24. Гідроциліндри 20 з'єднані комунікаційними трубопроводами 25 з блоком керування (на Фіг. не показано). Залежно від режиму відбору або подачі потужності машина за циклом Стірлінга, що заявляється, працює таким чином. Приклад 1. Як кріогенна машина і тепловий насос. Подають механічну енергію від будь-якого джерела на гідронасос (на Фіг. не показано) і рідину під тиском направляють на блок керування гідроциліндрів і потім в керовані гідроциліндри 20. При цьому круговий ланцюг циліндрів 5, 6, 7, 8 починає працювати за зворотним циклом Стірлінга із зміщенням циклу на 90° в режимі кріогенної машини. В результаті теплова енергія перекачується з камери розширення 15 в камеру компресії 16 і за допомогою регенератора передається від робочого газу циліндрів 5, 6, 7, 8 робочому газу циліндрів 9, 10, 11, 12, які також працюють за зворотним циклом Стерлінга, але в режимі теплового насоса. У круговому ланцюзі циліндрів 9, 10, 11, 12 теплова енергія перекачується з камери розширення 17 в камери компресії 18 і через теплообмінник передається споживачу. З торцевих поверхонь циліндрів 5, 6, 7, 8, які є конденсаторами, зріджений газ збирають в судини Дьюара. Приклад 2. Як двигун і тепловий насос. У камеру розширення 15 циліндрів 5, 6, 7, 8 подають теплову енергію від будь-якого джерела, а з камери компресії 16 відводять теплову енергію за допомогою регенераторів. При цьому послідовність роботи кругового ланцюга циліндрів 5, 6, 7, 8 задають гідроциліндрами, які одночасно знімають потужність, що виробляється. З регенераторів теплову енергію забирають тепловим насосом в камеру розширення 17 і перекачують в камеру компресії 18 кругового ланцюга циліндрів 9, 10, 11, 12 і з теплообмінника передають споживачу. При цьому зайве тепло, яке необхідне утилізувати від двигуна, забирають тепловим насосом і покращують роботу самого двигуна, підвищуючи його потужність і ККД машини. 5 46433 6 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 46433 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601