Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к двигателям Стирлинга (ДС). The invention relates to a power system, in particular to Stirling engines (DS).
Известны ДС с различными устройствами нагрева, например ДС типа 4-98, совместно разработанный фирмами "Филипс" и "Форд". Known DS with various heating devices, for example, DS type 4-98, jointly developed by Philips and Ford.
Известен также ДС, имеющий нагревательное устройство, выполненное в виде камеры сгорания с расположенным внутри нагревателем, в центре которого находится топливоподводящее устройство и процесс теплоотдачи в котором происходит в основном конвекцией, что ухудшает его эффективность. Also known is a DS having a heating device made in the form of a combustion chamber with a heater located inside, in the center of which there is a fuel supply device and the heat transfer process in which occurs mainly by convection, which impairs its efficiency.
Предлагаемое нагревательное устройство ДС, содержащее теплоизолированный кожух, внутри которого размещены камеры сгорания с топливоподающим устройством и "корзина" трубчатого теплообменника, дополнительно снабжено двумя перфорированными или сетчатыми элементами, один из которых установлен внутри кожуха на входе газовоздушной смеси в "корзину" трубчатого теплообменника, а другой на выходе газовоздушной смеси из теплообменника, причем входной перфорированный элемент выполнен в виде кольцевой пластины, а выходной имеет форму стакана вставленного в "корзину" трубчатого теплообменника. The proposed heating device DS containing a thermally insulated casing, inside which there are combustion chambers with a fuel supply device and a "basket" of a tubular heat exchanger, is additionally equipped with two perforated or mesh elements, one of which is installed inside the casing at the inlet of the gas-air mixture into the "basket" of a tubular heat exchanger, and another at the outlet of the gas-air mixture from the heat exchanger, the input perforated element made in the form of an annular plate, and the output has the form of a glass representation in the "basket" of the tubular heat exchanger.
На чертеже схематически изображено предлагаемое нагревательное устройство. The drawing schematically shows the proposed heating device.
На чертеже показаны перфорированная поверхность 1 стакана, перфорированная поверхность 2 в виде кольцевой пластины, закрывающая кольцевой канал, нагреватель 3, объем камеры 4 сгорания, полость 5 расширения, регенератор 6, горячий поршень 7, инжектор 8, теплоизолированная поверхность 9 и кольцевой коллектор 10. Газовоздушная смесь (ГВС), подготовленная инжектором, заполнив коллектор, через перфорацию кольцевого отверстия (канала) попадает в камеру сгорания и начинает истекать через отверстия в стакане. При зажигании выходящая из стакана ГВС начинает сгорать, нагревая его. После достаточного прогрева, когда скорость пламени превышает скорость истечения ГВС, с поверхности стакана пламя проскакивает в объем камеры сгорания и горение далее продолжается в этом объеме, разогревая тело нагревателя. Последнее нагревается еще и излучением от раскаленного стакана и пламени, что повышает эффективность нагревательного устройства и улучшает качество его работы, поскольку передача энергии осуществляется не только конвекцией, но и электромагнитным полем, а коэффициент теплоотдачи излучением значительно выше коэффициента теплоотдачи конвекцией. Кроме того, ограничение пространства горения перфорированными элементами и разбиение факела на микрофакелы на поверхности 2 способствует сильному повышению теплового напряжения пространства горения и так далее нагревателя ДС. The drawing shows the perforated surface 1 of the glass, the perforated surface 2 in the form of an annular plate that covers the annular channel, the heater 3, the volume of the combustion chamber 4, the expansion cavity 5, the regenerator 6, the hot piston 7, the injector 8, the insulated surface 9 and the annular collector 10. The gas-air mixture (DHW) prepared by the injector, filling the collector, through the perforation of the annular hole (channel) enters the combustion chamber and begins to flow out through the holes in the glass. When ignited, the DHW exiting the glass begins to burn, heating it. After sufficient heating, when the flame speed exceeds the DHW flow rate, the flame skips from the surface of the cup into the volume of the combustion chamber and combustion continues in this volume, heating the body of the heater. The latter is also heated by radiation from a hot cup and flame, which increases the efficiency of the heating device and improves the quality of its operation, since the energy is transferred not only by convection, but also by an electromagnetic field, and the heat transfer coefficient by radiation is much higher than the heat transfer coefficient of convection. In addition, the restriction of the combustion space by perforated elements and the dividing of the torch into microflares on surface 2 contributes to a strong increase in the thermal stress of the combustion space and so on of the DS heater.