Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2472005

(19)

RU

(11)

2472005

(13)

C2

(51) МПК F01K11/04 (2006.01)

F28D15/02 (2006.01)

F28D11/02 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011101577/06, 18.01.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

18.01.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 18.01.2011

(43) Дата публикации заявки: 27.07.2012

(45) Опубликовано: 10.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2056606 С1, 20.03.1996. RU 2094621 С1, 27.10.1997. SU 1288481 А1, 07.02.1987. SU 1032322 А1, 30.07.1983. RU 2027137 С1, 20.01.1995. RU 2352792 С1, 20.04.2009. GB 1372645 А, 06.11.1974. GB 591524 А, 20.08.1947.

Адрес для переписки:

141070, Московская обл., г. Королев, ул. Лесная, 14, кв.2, В.А. Пилюшу

(72) Автор(ы):

Пилюш Виктор Альбертович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Пилюш Виктор Альбертович (RU)

(54) ДВИГАТЕЛЬ ВНЕШНЕГО СГОРАНИЯ

(57) Реферат:

Двигатель внешнего сгорания содержит герметичный корпус в форме усеченного конуса, частично заполненный теплоносителем. Корпус содержит испаритель и конденсатор. В корпусе содержится теплоизоляционное кольцо, являющееся элементом корпуса, и жестко скрепленное как с испарительным участком, так и с конденсационным участком корпуса двигателя. К теплоизоляционному кольцу жестко крепятся рабочие колеса турбины с рабочими лопатками, охваченными ободом. Рабочие колеса турбины жестко крепятся к валу двигателя. На вал установлены колеса турбины с направляющими лопатками, охваченными ободом, представляющим собою внутренний кольцевой магнит. Ободья всех колес установлены с образованием кольцевого зазора с корпусом. Колеса с направляющими лопатками установлены с возможностью вращения по отношению к валу на подшипниках. Над внутренним кольцевым магнитом установлен внешний кольцевой магнит, жестко связанный с кожухом. На вал двигателя жестко крепится винт. В конденсаторе содержатся стержни, на которых жестко закреплены конусные тарелки волнообразного профиля как с внутренней, так и с наружной стороны корпуса. Вокруг испарителя расположена камера сгорания с форсунками. Достигается уменьшение массогабаритных характеристик двигателя, а также расширение его функциональных возможностей. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано, в частности, в качестве двигателя летательного аппарата (Л.А.).

Известно устройство под названием двигателя Стирлинга, преобразующее тепловую энергию в механическую энергию вращения вала [1].

К недостаткам указанного изобретения следует отнести сложность устройства, обусловленную использованием четырехзвенного кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

В качестве прототипа выбрано устройство по патенту РФ 2056606 под названием "Преобразователь тепловой энергии в механическую работу" [2].

К недостаткам устройства-прототипа следует отнести большие массогабаритные характеристики, обусловленные низкоэффективной системой отвода тепла из конденсатора.

Целью настоящего изобретения является уменьшение массогабаритных характеристик двигателя, а также расширение его функциональных возможностей.

Суть изобретения заключается в следующем.

Для повышения эффективности теплообмена в районе конденсатора содержатся радиально установленные стержни, жестко закрепленные с корпусом двигателя. На стержни жестко крепятся конусные тарелки как внутри, так и снаружи герметичного корпуса. Конусные тарелки выполнены с развитой поверхностью теплообмена, например волнообразные. Со стороны вершины усеченного конуса установлен винт. Стержни и конусные тарелки выполнены из меди, или сплавов на ее основе.

Предложенное техническое решение значительно увеличивает эффективность отвода тепла от конденсатора, уменьшает его размеры, что в конечном виде приводит к достижению поставленной цели.

Изобретение поясняется чертежами.

На Фиг.1 представлен внешний вид двигателя (в разрезе).

На Фиг.2 представлен герметичный корпус со стержнями и конусными тарелками.

На Фиг.3 изображена конусная тарелка.

На Фиг.4 представлена турбина двигателя (увеличено).

На Фиг.5 изображен профиль конусной тарелки.

На Фиг.6 представлен вариант двигателя с использованием солнечной энергии.

Устройство двигателя внешнего сгорания.

Двигатель внешнего сгорания содержит герметичный корпус 1 в форме усеченного конуса, частично заполненный теплоносителем. Корпус содержит испаритель 2 и конденсатор 3. В корпусе содержится теплоизоляционное кольцо 4, являющееся элементом корпуса и жестко скрепленное как с испарительным участком 5, так и с конденсационным участком 6 корпуса двигателя. К теплоизоляционному кольцу жестко крепятся рабочие колеса 7 турбины с рабочими лопатками 8, охваченные ободом 9. Рабочие колеса турбины жестко крепятся к валу 10 двигателя. На вал установлены колеса 11 турбины с направляющими лопатками 12, охваченными ободом 13, представляющим собою внутренний кольцевой магнит. Ободья всех колес установлены с образованием кольцевого зазора 14 с корпусом. Колеса с направляющими лопатками установлены с возможностью вращения по отношению к валу - на подшипниках 15. Над внутренним кольцевым магнитом установлен внешний кольцевой магнит 16, жестко связанный с кожухом (корпусом) 17 Л.А. На вал двигателя жестко крепится винт 18. В корпусе двигателя, в зоне конденсации, содержатся стержни 19, на которых жестко закреплены конусные тарелки 20 волнообразного профиля, при этом как с внутренней, так и с наружной стороны корпуса. Вокруг испарителя расположена 2-х спиральная камера сгорания 21 с оппозитно расположенными форсунками 22.

При стационарном варианте применения двигателя, с использованием солнечной энергии, двигатель снабжен защитным кожухом 23, защищающим конденсатор от нагревания, спицами 24 для крепления кожуха, а также генератором 25. При этом винт выполняет функции и компрессора, и вентилятора.

С целью наглядности и упрощения рисунка, на Фиг.1 и на Фиг.6 внутренние и внешние конусные тарелки со стержнями не показаны.

Работа двигателя

При подаче топлива к форсункам 22, а также сжатого воздуха в 2-х спиральную камеру сгорания 21, происходит нагрев и испарение теплоносителя в испарителе 2. Пар под давлением поступает на рабочие лопатки 8 и направляющие лопатки 12 многоступенчатой турбины. Поскольку ободья 13 колес с направляющими лопатками зафиксированы от вращения с помощью магнитов 13 и 16, а рабочие колеса 7 жестко соединены (винтами) с корпусом 1, двигатель приходит во вращение. Теплоноситель в парообразном состоянии, пройдя через турбину, поступает в конденсатор 3, где охлаждается и переходит в жидкую фазу. Охлаждение происходит как за счет корпуса конденсатора, так и посредством внутренних конусных тарелок 20, жестко закрепленных на стержнях 19. Тепловой поток через стержни передается внешним конусным тарелкам, омываемым потоком воздуха, нагнетаемым винтом 18 в спиральную камеру сгорания 21.

Перейдя в жидкую фазу на внутренних конусных тарелках, теплоноситель осаждается на внутренней стенке конденсатора 3 и в виде тонкой пленки, под действием центробежных сил, возвращается в испаритель 2. Для этой цели между корпусом 1 и ободьями колес турбины 9 и 13 предусмотрен зазор 14. В испарителе теплоноситель вновь переходит в парообразное состояние и поступает на колеса турбин. Цикл замыкается.

Достоинства предложенного технического решения.

Любой тепловой двигатель должен содержать как минимум четыре устройства: 1. Источник энергии. 2. Тепловую машину. 3. Конденсатор. 4. Насос.

Обычно все эти устройства существуют самостоятельно, занимают большие площади и объем и соединены между собою сложной системой коммуникаций. В предложенном техническом решении все необходимые устройства объединены в одном мобильном агрегате, а функции насоса исполняет сам двигатель, корпус которого выполнен в виде конуса.

1. Задав необходимое значение конусности корпуса (угол ), а также число оборотов двигателя, можно гарантированно обеспечить надежный проход теплоносителя со встречными направлениями. А именно: в газообразном состоянии - из испарителя в конденсатор, проходя через турбину, а обратно, в жидком состоянии - из конденсатора в испаритель. При этом Л.А. с подобным двигателем, работа которого не зависит от ориентации в пространстве, может совершать любые фигуры высшего пилотажа.

2. Двигатель - всеядный, т.е. нетребовательный к качеству топлива. Форсунку можно настроить на любой вид топлива, при этом в жидком или газообразном виде. Двигатель может работать на солнечной энергии.

3. Высокая надежность двигателя обеспечивается его конструкцией, поскольку все подвижные детали заключены в герметичный корпус. Наличие двух оппозитно расположенных форсунок и 2-х спиральной камеры сгорания также способствует увеличению надежности работы Л.А.

4. Высокий КПД, поскольку тепло, перешедшее от конденсатора к внешним конусным тарелкам, утилизируется и дополнительно нагревает воздух, поступающий в камеру сгорания.

Источники информации

1. Политехнический словарь. Издательство "Советская энциклопедия", Москва, 1980 г. С.500-501. Ст."Стирлинга двигатель".

2. Патент РФ 2056606 с приоритетом от 21.01.93 г.

Формула изобретения

1. Двигатель внешнего сгорания, содержащий герметичный корпус в форме усеченного конуса, частично заполненный теплоносителем, корпус содержит испаритель и конденсатор, в корпусе содержится теплоизоляционное кольцо, являющееся элементом корпуса и жестко скрепленное как с испарительным участком, так и с конденсационным участком корпуса двигателя, к теплоизоляционному кольцу жестко крепятся рабочие колеса турбины с рабочими лопатками, охваченными ободом, рабочие колеса турбины жестко крепятся к валу двигателя, на вал установлены колеса турбины с направляющими лопатками, охваченными ободом, представляющим собой внутренний кольцевой магнит, ободья всех колес установлены с образованием кольцевого зазора с корпусом, колеса с направляющими лопатками установлены с возможностью вращения по отношению к валу - на подшипниках, над внутренним кольцевым магнитом установлен внешний кольцевой магнит, жестко связанный с кожухом, отличающийся тем, что на вал двигателя жестко крепится винт, в конденсаторе содержатся стержни, на которых жестко закреплены конусные тарелки волнообразного профиля, при этом как с внутренней, так и с наружной стороны корпуса, вокруг испарителя расположена камера сгорания с форсунками.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что вокруг испарителя расположена 2-спиральная камера сгорания.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что камера сгорания содержит 2 оппозитно расположенные форсунки.

РИСУНКИ