Тепловой двигатель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ö 4 F 03 G 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/г го

/б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3816036/25-06 (22) 27.11.84 (46) 07.04.86. Бюл. № 13 (72) П. А. Наджарян, К. П. Оганесян, А. А. Давтян и Г. А. Бадалян (53) 621.486(088.8) (56) Заявка ФРГ № 2723332, кл. 88 d 7/06, опублик. 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1057706, кл. F 03 G 7/06, 1982. (54) (57) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий установленный в корпусе на подшипниках и соединенный с валом отбора мощности изогнутый рабочий элемент с термомеханической памятью формы, выполненный в виде тепловой трубы и прижатый к неподвижным горячему и холодному контактам теплообменников с возможностью скольжения

„„SU„„1222883 A относительно контактов и попеременного взаимодействия с ними, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции путем использования для получения вращения деформаций единственного рабочего элемента, последний снабжен прикрепленным к его концу теплообменным выступом с теплопроводной стенкой в форме сектора для взаимодействия с контактами и выполнен в форме коленообразной петли, концы и средняя часть колена которой пропущены через подшипники, причем подшипник средней части колена установлен эксцентрично относительно подшипников концов петли, термомеханическая память рабочего элемента выражена в его кручении относительно неподвижной собственной оси, а вал отбора мощности соосно прикреплен к рабочему 9 элементу.

1222883

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям, в которых для получения механической энергии используются тепловые деформации рабочих элементов из бинарных сплавов с термомеханической памятью формы, например из нитинола.

Цель изобретения — упрощение конструкции путем использования для получения вращения деформаций единственного рабочего элемента.

На фиг. 1 показаг предлагаемый двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — рабочий элемент с фиксирующими его ось подшипниками и с рычагами для осуществления его вращения вокруг своей неподвижной оси при обработке элемента с целью придания ему свойства термомеханической памяти формы, вид в аксонометрии.

Двигатель содержит установленный в корпусе 1 на подшипниках 2 и соединенный с валом 3 отбора мощности изогнутый рабочий элемент 4, выполненный в форме коленообразной петли, концы и средняя часть колена которой пропущены через подшипники 2. Подшипник 2 колена этой петли установлен эксцентрично относительно подшипников 2 концов петли. Элемент 4 изготовлен из сплава, обладающего термомеханической памятью формы, например из нитинола (54Я никеля, остальное — титан). Термомеханическая память элемента 4 выражена в его кручении относительно неподвижной собственной оси, для чего элемент 4 деформирован при термообработке путем его вращения вокруг собственной оси при помощи рычагов 5 (фиг. 4) в условиях фиксации положения оси элемента 4 в подшипниках 2. Элемент 4 выполнен в виде тепловой трубы, внутренняя его полость заполнена капиллярным материалом 6, смачиваемым жидким рабочим телом тепловой трубы. Элемент 4 снабжен прикрепленным к его концу теплообменным выступом 7 с теплопроводной стенкой 8 в форме сектора, примыкающей к капиллярному материлу 6. Теплопроводная стенка 8 соединена с диском 9, выполненным из теплоизолирующего материала. Элемент 4 своим теплообменным выступом 7 прижат к неподвижным горячему 10 и холодному 11 контактам соответственно горячего 12 и холодного 13 теплообменников. Контакты 10 и 11 имеют теплопроводные стенки соответственно 14 и 15 в виде секторов и установлены на диске 16, изготовленном из теплоизолирующего

10 !

50 материала. Диск 16 прижат к диску 9 при помощи пружины 17 с возможностью скольжения теплопроводной стенки 8 элемента 4 относительно контактов 10 и I I и попеременного взаимодействия с ними.

Теплообменники 12 и 13 выполнены в виде тепловых труб, имеющих гибкие участки соответственно 18 и 19. Горячий теплообменник имеет зону 20 подвода тепла, а холодный теплообменник имеет зону 21 отвода тепла. Вал 3 отбора мощности соосно прикреплен к элементу 4 при помощи фланцев 22 и 23 и соединен с потребителем механической энергии — электрогенератором 24. Элемент 4 и теплообменники 12 и 13 изолированы от других частей двигателя при помощи теплоизолирующи х п роста в о к 25 — 27.

Для придания элементу 4 свойства термомеханической памяти формы его стенки одновременно в нескольких местах вращают при помощи рычагов 5 по направлению стрелок, показанных на фиг. 4 сплошными линиями, на угол 180 . Обеспечивая при этом соответствующие термические условия, можно добиться того, что изменение температуры элемента 4, например на 35—

60 С приводит к повороту его стенки на угол 180 (сплошные линии на фиг. 4).

Изменяя условия термообработки и продолжая вращение рычагов 5 по направлению стрелок, показанных на фиг. 4 пунктирными линиями, можно добиться такой «памяти», которая приводит к возврату элемента 4 в первоначальное положение при изменении температуры от 60 до 35 С.

Двигатель работает следующим образом.

В зоне 20 к теплообменнику 12 подводится тепло, а в зоне 21 от теплообменника 13 тепло отводится. По тепловой трубе теплообменника 12 тепло подводится к горячему контакту 10, а по тепловой трубе теплообменника 13 тепло отводится от холодного контакта 11. Через горячий контакт 10 тепло передается элементу 4, в результате чего последний проявляет свойство термомеханической памяти формы и вращается вокруг собственной неподвижной оси на угол 180 . При этом теплообменный выступ 7 элемента 4 скользит своей теплопроводной стенкой 8 по диску 16 и начинает взаимодействовать с холодным контактом 11, отдавая ему тепло. Охлаждаясь, элемент 4 вращается в том же направлении, приводя во вращение при помощи вала 3 отбора мощности электрогенератора

24. После начала взаимодействия выступа 7 элемента 4 с горячим контактом 10 цикл работы двигателя повторяется.

1222883

А-A

/б

Составитель Л. Тугарев

Редактор Е. Папп Техред И. Верес Ко рр е кто р Т. Колб

Заказ 1688/34 Тираж 447 Подписное

Вг1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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