Двигатель Fluidyne


Двигатель Fluidyne представляет собой двигатель Стирлинга альфа- или гамма-типа с одним или несколькими жидкостными поршнями. Он содержит рабочий газ (часто воздух ) и либо два жидкостных поршня, либо один жидкостный поршень и вытеснитель. [1]

Двигатель был изобретен в 1969 году. [2] Двигатель был запатентован в 1973 году Управлением по атомной энергии Великобритании. [3] [2]

Рабочий газ в двигателе нагревается, и это заставляет его расширяться и давить на толщу воды. Это расширение охлаждает воздух, который сжимается, в то же время отталкиваясь от веса вытесняемого водяного столба. Затем цикл повторяется.

Версия с U-образной трубкой не имеет движущихся частей в двигателе, кроме воды и воздуха, хотя в насосе есть два обратных клапана. Этот двигатель работает в цикле естественного резонанса, который «настраивается» путем регулировки геометрии, как правило, с помощью «настроечной трубки» с водой.

В классической конфигурации работа водяных поршней объединена с водяным насосом. Простой насос является внешним по отношению к двигателю и состоит из двух обратных клапанов , одного на впуске и одного на выходе. В двигателе контур колеблющейся жидкости можно рассматривать как поршень вытеснителя. Жидкость в единственной трубке, идущей к насосу, действует как силовой поршень. Традиционно насос открыт в атмосферу, а гидравлический напор небольшой, поэтому абсолютное давление в двигателе близко к атмосферному давлению . [2] [4] [5]

На видео показана работа двигателя Fluidyne с U-образной трубкой. Горячая труба нагревается тепловой пушкой, и колебания водяного столба достигают установившегося уровня. Второе видео показывает детали фактического вытеснения воды.


Это вариант Fluidyne со сплошным поршнем вытеснителя (3). На рисунке -а- при перемещении вытеснителя из холодного пространства сжатия (2) в горячее пространство расширения (4) на рисунке -б- температура газообразного рабочего тела увеличивается. Это увеличивает давление газообразной рабочей жидкости, и по мере ее расширения работа выполняется над (красным) жидкостным поршнем, когда он проталкивается через трубку.
Схема U-образного двигателя Fluidyne.
Насосный двигатель Fluidyne с концентрическими цилиндрами. Топологически эквивалентен U-образной конструкции.
Испытание модели двигателя Fluidyne.
Деталь смещения уровня воды в крайней левой вертикальной трубе.