Спосіб роботи термооборотного двигуна

Реферат: Спосіб роботи термооборотного двигуна, у якому залишок теплової енергії повертають у камеру нагріву, для чого циліндр двигуна покривають теплоізоляційним матеріалом. UA 90582 U (54) СПОСІБ РОБОТИ ТЕРМООБОРОТНОГО ДВИГУНА UA 90582 U UA 90582 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до двигунобудування, а саме до двигунів із зовнішнім підведенням тепла. Відомий спосіб роботи, який реалізується у тепловому двигуні, що працює при підведенні тепла в камеру згорання і відведенні тепла в атмосферу після дії газу на поршень в циліндрі. Недоліком такого способу роботи двигуна є викид енергії, що залишилася в газі після дії на поршень, в атмосферу [1]. Без відведення тепла в атмосферу не працює жоден двигун. Для підвищення ефективності способу роботи такого двигуна робочий циліндр має водяне або повітряне охолодження. З існуючих відомий спосіб роботи, що реалізується у двигуні Альфа-Стірлінг, що складається з двох роздільних силових поршнів у різних циліндрах. Один поршень - гарячий, інший - холодний. Циліндр з гарячим поршнем знаходиться в теплообміннику з вищою температурою, тоді як циліндр з холодним поршнем - в холоднішому теплообміннику. Обидва поршні приєднано до маховика [1, 2, 3]. Недоліком способу роботи цього двигуна є складність конструкції, дорожнеча, а також те, що частина енергії відпрацьованого газу відводиться в атмосферу, без чого він не працює. Найбільш близьким до заявленого способу роботи є термоакустичний двигун, який виготовлений з циліндра, на 1/3 заповненого пористим металевим наповнювачем, циліндра з рухливим поршнем і дроселя (діафрагми), що знаходиться між ними [3]. Тепло від циліндра відводиться в атмосферу теплообміном. Недоліком даного способу роботи є невисокий коефіцієнт перетворення. Вважається, що термоакустичний двигун, також як і всі, має віддавати частину тепла холодному джерелу - атмосфері [4]. Проведені дослідження показали, що заміна охолодження циліндра на теплоізоляцію і частковий нагрів дає можливість забезпечити його працездатність і підвищити його ефективність. Такий двигун має також "холодне джерело тепла", але воно утворюється в камері нагріву через флуктуацію енергії в ньому, що спричиняє періодичну нерівноважність параметрів у камері нагріву. Це веде до висновку, що можлива робота двигуна без зовнішнього "холодного джерела", а для збереження енергії відпрацьованого газу циліндр, що раніше охолоджувався атмосферою, необхідно навпаки теплоізолювати. Це веде до того, що енергія газу, що залишилася після розширення і діяння на поршні, зворотним ходом поршня повертається в камеру нагріву. Крім того, в камеру повертаються і втрати на тертя у вигляді теплової енергії. Технічна задача, на вирішення якого направлена заявлена корисна модель, є зменшення теплових втрат від циліндра з поршнем і збільшення коефіцієнта перетворення теплової енергії в механічну. Дана технічна задача вирішується за рахунок зменшення теплових втрат з циліндра і камери нагріву, завдяки тому, що термооборотний двигун включає теплову ізоляцію циліндра. Суть корисної моделі пояснена на кресленні, де зображено загальний вигляд теплоізольованого термооборотного двигуна, і де: 1 - циліндр; 2 - поршень; 3 - дросель; 4 - теплоізоляція. Двигун складається з циліндра 1, розділеного дроселем 3 на камеру нагріву і циліндр двигуна, всередині якого здійснює зворотно-поступальний рух поршень 2. Зовні двигун покритий теплоізоляційним матеріалом 4. Двигун працює таким чином. Теплова енергія підводиться до газу, який знаходиться в камері нагріву термооборотного двигуна, створюючи при цьому подовжні хвилі стискування і розширення газу, що спричиняють зворотно-поступальний рух рухливого поршня 2, розміщеного у відкритій частині циліндра 1. Причому, для теплового розподілення камери нагріву і циліндра термооборотний двигун включає дросель 3. Потім, завдяки тому, що двигун покритий теплоізоляційним матеріалом 4, зворотно-поступальний рух перетвориться за допомогою кривошипно-шатунного механізму в обертальний рух маховика, або ж використовується безпосередньо. Таким чином, використання теплової ізоляції в термооборотному двигуні дає можливість збільшити коефіцієнт перетворення теплової енергії в механічну внаслідок повернення енергії газу в камеру нагріву. Джерела інформації: 1. Круглов М.Г. Двигатели Стирлинга [Текст]: моногр./ В.Н. Даннличев, С.И. Ефимов, В.А. Звонов. - Москва, 1977. - 150 с. 1 UA 90582 U 5 2. Ридер Г. Двигатели Стирлинга [Текст]: моногр./ Г.Т. Ридер, Ч.К. Хупер. - пер. с англ. Москва, 1986. - 464 с. 3. Уокер Г. Двигатели Стирлинга [Текст]: моногр./ Г. Уокер. - пер. с англ. - Москва, 1985. 408 с. 4. Сафонов В.А. О возможностях использования флуктуации в энергетических процессах/ Сб. науч. трудов СНУЯЭиП - Севастополь: СНУЯЭиП, 2012 г. - Вып. 2. - С. 50-58. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 1. Спосіб роботи термооборотного двигуна, який відрізняється тим, що залишок теплової енергії повертають у камеру нагріву, для чого циліндр двигуна покривають теплоізоляційним матеріалом. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до циліндра підводять додаткову кількість тепла. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2