Вопрос 16

Если посмотреть на двигатель Эриксона (см. рис. 2, "Двигатель" № 2 - 2005), то можно увидеть, что воздух в нем нагревался от греющей стенки, и для повышения эффективности при таком способе нагрева приходилось увеличивать площадь этих стенок (при диаметре рабочего поршня 4,2 м (!) площадь нагревающей стенки составляла почти 14 м2). В двигателе Стирлинга нагрев рабочего газа осуществляется в нагревателе с использованием трубок. Трубки располагаются вертикально, один конец трубки соединен с горячей полостью вытеснителя, а второй присоединен к кольцевому коллектору, к которому своей верхней частью присоединена трубка. Эта трубка опускается вниз и соединяется с регенератором. В нижней части трубки установлены радиаторы, предназначенные для максимального поглощения тепла от потока газов из камеры сгорания. Трубки чередуются друг с другом и размещаются вокруг камеры сгорания.

После того, как горячие газы отдадут часть тепла трубкам нагревателя, они поступают в подогреватель воздуха, поступающего в камеру сгорания.

Регенератор представляет собой ряд небольших цилиндрических камер, кольцеобразно охватывающих рабочий цилиндр. В каждый цилиндр входят по три трубки: сверху трубки нагревателя, а снизу трубки холодильника.

Трубчатая секция каждого холодильника имеет скользящую посадку в его корпусе с тем, чтобы иметь возможность компенсировать осевое термическое расширение цилиндра (состоящего из трех частей) вместе с трубками, а также компенсировать расширение корпусов регенератора

Вытеснитель состоит из двух частей: нижней части корпуса и верхней, термически изолированной части. К размещению корпуса вытеснителя в цилиндре предъявляются такие же требования, как и к обычному поршню. Между цилиндрической поверхностью его верхней части и стенкой цилиндра необходимо иметь небольшой зазор, который не допускал бы их соприкосновения даже при нагреве этой части вытеснителя. Под поршнем находится буферная полость.

Джон Эриксон (John Ericsson), работавший в Англии, сконструировал регенеративный тепловой двигатель открытого цикла. Впоследствии в течение всего XIX в. в Англии, Европе и США широко использовались тысячи подобных двигателей самых разнообразных форм и габаритов. Они были надежными, достаточно эффективными и, что самое важное, безопасными по сравнению с паровыми машинами. Мощность этих двигателей была небольшая - от 0,185 до 3,7 кВт (от 0,25 до 5 л. с), но строились также и более мощные.

Возможно, что наиболее интересным был двигатель, построенный Эриксоном в 1853 г. для морского судна. Двигатель имел четыре цилиндра и при диаметре поршней 4,27 м, ходе 1,52 м, частоте вращения 9 об/мин развивал мощность около 220 кВт (300 л. с). Двигатель был установлен на корабле «Эриксон», впоследствии опрокинутом штормом в нью-йоркском порту.

Примечательно то, что расход топлива на единицу мощности этого двигателя был меньше, чем у судового "паровика" того времени, а рабочее давление в цилиндрах - ниже чем давление в банке с кока-колой! Т.е. двигатель физически не мог взорваться.