Тепловой двигатель

 

ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор, кольцеобразную ленту, поочередно огибающую противоположными сторонами нагреваемые и охлаждаемые ролики , и взаимодействующий с лентой ротор, причем лента выполнена из сплава с термомеханической памятью в нагретом состоянии формы при расположении ее на охлаждаемых роликах, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, ротор имеет цилиндрическую рабочую поверхность , охлаждаемые и нагреваемые ролики попарно последовательно расположены вокруг этой поверхности с углом охвата лентой каждого ролика свыше 180°, охлаждаемые ролики закреплены на статоре с возможностью вращения, нагреваемые ролики свободно установлены в охватывающих их петлях ленты, взаимодействуя через последнюю с рабочей поверхностью ротора, при этом расстояние между наиболее близкими точками ротора и охлаждаемого ролика меньще диаметра нагреваемого ролика.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4СЮ., F 03 G 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3641930/25-06 (22) 12.09.83 (46) 30.04.85 Бюл. № 16 (72) П. П. Пашкявичюс, К. М. Рагульскис и P. -Т. А. Толочка (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (53) 621.486 (088.8) (56) Кульбачный О. И., Озеров В. В. Исследование ленточно-роликовых фрикционных механизмов типа «Ролемайт». Проектирование механизмов и динамика машин.

ВЗМИ, Межвузовский сборник научных трудов, вып. 10. М., 1977, с. 104 — 115.

Авторское свидетельство СССР по заявке № 3555283, кл. F 03 G 7/06, 02.02.83. (54) (57) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор, кольцеобразную ленту, поочередно огибающую противоположными г

„„я()„„1153107 д сторонами нагреваемые и охлаждаемые ролики, и взаимодействующий с лентой ротор, причем лента выполнена из сплава с термомеханической памятью в нагретом состоянии формы при расположении ее на охлаждаемых роликах, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, ротор имеет цилиндрическую рабочую поверхность, охлаждаемые и нагреваемые ролики попарно последовательно расположены вокруг этой поверхности с углом охвата лентой каждого ролика свыше 180, охлаждаемые ролики закреплены на статоре с возможностью вращения, нагреваемые ролики свободно установлены в охватывающих их петлях ленты, взаимодействуя через последнюю с рабочей поверхностью ротора, с е при этом расстояние между наиболее близкими точками ротора и охлаждаемого ролика меньше диаметра нагреваемого ролика.

1153107

Составитель Л. Тугарев

Редактор К. Волошук Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Заказ 2474 29 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к преобразователям тепловой энергии в механическую за счет тепловых деформаций ленты из материала с термомеханической памятью формы, и может быть использовано для привода различных потребителей механической энергии, например в системах терморегулирования, а также для привода автономно работающих приборов, механизмов в условиях удаления от традиционных источников энергии.

Цель изобретения — повышение;удельной мощности.

На чертеже представлена кинематическая схема теплового двигателя.

Двигатель содержит статор 1, кольцеобразную ленту 2, поочередно огибающую противоположными сторонами нагреваемые 3 и охлаждаемые 4 ролики, и взаимодействующий с лентой 2 ротор 5. Лента 2 выполнена из сплава с термомеханической памятью в нагретом состоянии формы, которую она принимает при расположении ее на охлаждаемых роликах 4. Ротор 5 имеет цилиндрическую рабочую поверхность 6. Охлаждаемые ролики 4 и нагреваемые ролики 3 попарно последовательно расположены вокруг 25 этой поверхности 6 с углом охвата лентой

2 каждого ролика 3 и 4 свыше 180 . Охлаждаемые ролики 4 закреплены на статоре 1 с возможностью вращения, а нагреваемые ролики 3 свободно установлены в охваты30 вающих их петлях ленты 2, взаимодеиствуя через последнюю с рабочей поверхностью

6 ротора 5. Расстояние между наиболее близкими точками ротора 5 и охлаждаемого ролика 4 меньше диаметра нагреваемого ролика 3.

Тепловой двигатель работает следующим образом.

При вращении ротора 5 в указанном стрелкой направлении в результате действия сил трения между лентой 2 и ротором

5 движется сама лента 2, а также связанные с ней нагреваемые 3 и охлаждаемые 4 ролики. Те участки ленты 2, которые движутся в контакте с нагреваемыми роликами

3, до момента отрыва от роликов 3 достигают температуры структурного превращения 45 и претерпевают это превращение, в результате чего проявляется эффект термомеханической памяти, т.е. участки «вспоминают» приданную им форму. Возникающие при этом восстанавливающие напряжения стремятся придать нагретым участкам ленты 2 радиус кривизны, равный по величине радиусу охлаждаемого ролика 4 и направленный относительно ленты 2 в сторону охлаждаемых роликов 4, т.е. стремятся выгнуть эти участки в противоположную сторону от нагреваемых роликов 3. Это создает относительно оси каждого нагреваемого ролика 3 вращающий момент, который приводит его во вращение, в результате чего движется лента 2, которая посредством сил трения приводит во вращение ротор 5. В результате движения ленты 2 нагретые ее участки сбегают с нагреваемых роликов 3 и дальше продвигаются к охлаждаемым роликам 4. Однако под действием восстанавливающих напряжений прямолинейные участки ленты 2 между нагреваемыми 3 и охлаждаемыми 4 роликами принимают дугообразный вид (на чертеже показано пунктирной линией), в результате чего обеспечивается продольное натяжение ленты 2 и соответственно давление между лентой 2 и роликами 3 и 4, а также между роликами

3 и ротором 5. В дальнейшем нагретые участки ленты 2 набегают на охлаждаемые ролики 4, создают вращающий момент относительно их осей и полностью восстанавливают первоначальную форму, так как радиус этих участков по величине и направлению совпадает с радиусом охлаждаем ых роликов 4. При движении в контакте с охлаждаемыми роликами 4 участки ленты 2 охлаждаются ниже температуры структурного превращения и претерпевают структурное превращение в обратном по отношению к нагреву направлении, после чего набегают на нагреваемые ролики 3 и теряют свою форму.

При,".вижении в контакте с нагреваемыми роликами 3 они вновь нагреваются, и процесс циклически повторяется выше описанным образом, вследствие чего обеспечивается непрерывное вращение ротора 5.

Двигатель может работать и при вращении ротора 5 в противоположном направлении, но при этом не обеспечивается продольное натяжение ленты 2, так как прямолинейный интервал ленты 2 между охлаждаемыми 4 и нагреваемыми 3 роликами участки ленты 2 проходят в ненапряженном состоянии. Таким образом, для обеспечения р аботоспособ ности теплового двигателя при вращении его ротора 5 в данном направлении требуется обеспечить предварительное натяжение ленты 2.

Для регулировки величины силы трения между ротором 5 и лентой 2 изменяют величину расстояния между ротором 5 и охлаждаемыми роликами 4, что позволяет менять угол охвата лентой 2 роликов 3 и 4, а также менять силу давления между нагреваемыми роликами 3 и ротором 5.