Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую

 

Изобретение относится к энергомашиностроению и м.б. использовано для преобразования в механическую энергию перепада температур как между средами, так и внутри самих сред. Изобретение пйзволяет повысить эффективность работы. При работе устройства в режиме преобразования тепловой энергии в механическую в зоне 7 нагрева подогревают рабочее тело 5 в камерах (К) 4 и охлаждают его в зоне 8. При нагревании К 4 увеличиваются в объеме, при этом жидкость (Ж) 2 выталкивается из смежных с К 4 отс ков 10 через вырез 16 в стенке коллектора 12 в нагнетательную полость (П) 14. Б зоне 8 К 4 сжимаются, и Ж 2 всасывается в объем отсеков 10 через вырезы 17 из П 15. При таком перераспределении массы Ж 2 в роторе 3 возникает его весовой дебаланс, и ротор 3 вращается. П 14 и 15 неподвижного коллектора 12 разделены герметично теплоизоляционной перегородкой 13. I 3.П. ф-лы, 2 ил. d & (Л // 16 lit Фиг. /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 5ц 4 F 03 С 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3968091/25-06 (22) 22,10.85 (46) 07.04.87. Бюл. Р 13 (75) Э.П. Коваленко (53) 621.486(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 950943, кл. F 03 В 7/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

1! 1100422, кл. F 03 С 7/06, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ИЕХАНИЧЕСКУ!О (57) Изобретение относится к энергомашиностроению и м.б. использовано для преобразования в механическую энергию перепада температур как между средами, так и внутри самих сред, Изобретение позволяет повысить эффективность работы. При работе устрой„„80„„302 13 А1 ства в режиме преобразования тепловой энергии в механическую в зоне 7 нагрева подогревают рабочее тело 5 в камерах (К) 4 и охлаждают его в зоне 8. При нагревании К 4 увеличиваются в объеме, при этом жидкость (Ж) 2 выталкивается из смежных с К 4 отсеков 10 через вырез 16 в стенке коллектора 12 в нагнетательную полость (П) 14. В зоне 8 К 4 сжимаются, и Ж

2 всасывается в объем отсеков 10 через вырезы 17 из П 15. При таком перераспределении массы Ж 2 в роторе 3 возникает его весовой дебаланс, и ротор 3 вращается. П 14 и 15 неподвижного коллектора 12 разделены герметично теплоизоляционной перегородкой

13. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.! 13020

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к устройствам для получения механической энергии с использованием расширения и сжатия тел при Нагреве и охлаждении, и может быть использовано ля преобразования в механическую энергию перепада температур как между средами, так и внутри самих сред.

Цель изобретения — повышение эф- !О фективности работы.

Достижение цели обеспечивается эа счет введения регулирования положения перегородки между всасывающей и нагнетательной полостями устройства !5 для обеспечения более точного соответствия фаз расширения и сжатия рабочего тела фазам его нагрева и охлаждения, а также регулирования мощности, Кроме того, предлагаемое уст 20 ройство способно работать в режиме преобразования энергии перепада давления жидкости в тепловую энергию.

На фиг,! изображено предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг ° 2 — сечение А-А на фиг.l.

Устройство содержит корпус 1 и установленный внутри него заполненный жидкостью 2 ротор 3. По перифе- 30 рии ротора 3 расположены камеры 4, заполненные термочувствительным рабочим телом 5, например, водным раствором аммиака. Камеры 4 отделены от жидкости 2 гибкими перегородками 6.

Наружные стенки камер 4 выполнены теплопроводными и расположены в зонах 7 и 8 нагрева и охлаждения соответственно. Ротор 3 разделен радиальными стенками 9 на отсеки 10, каждый 40 иэ которых отделен от смежной камеры 4 ее гибкой перегородкой 6. Между зонами 7 и 8 нагрева и охлаждения установлена теплоизоляционная стенка

1 1 Внутри poTopB 3 концентрично по 45 следнему неподвижно относительно кор. пуса 1 установлен цилиндрический полый коллектор 12, разделенный дополнительной теплоизоляционной диаметральной перегородкой 13 на две герметичные полости 14 и 15 соответственно нагнетательную и всасывающую. Радиальные .стенки 9 каждого отсека

10 примыкают к наружной стенке коллектора 12 с минимальным зазором. Нагнетательная полость 14 гидравлически связана через вырез 16 в наружной стенке коллектора 12 с отсеками 10, смежными с рабочими камерами 4, рас13 2 положенными в зоне / нагрева, а всасывающая полость )5 через вырез 17 с отсеками 10, смежнь|ми с рабочими камерами 4, расположенными в зоне 8 охлаждения. Коллектор 12 выполнен с возможностью его поворота и фиксации его положения относительно корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

При работе устройства в режиме преобразования тепловой энергии в механическую в зоне 7 нагрева подогревают рабочее тело 5 в камерах 4 и охлаждают в зоне 8. При нагревании давление в камерах 4 увеличивается за счет выделения аммиака и его водного раствора, и камеры 4 увеличиваются в объеме благодаря растяжению гибкой перегородки 6, при этом жидкость 2 выталкивается из смежных с нагреваемыми камерами 4 отсеков 10 в полость 14. В эоне 8 охлаждения давление в камерах 4 уменьшается эа счет поглощения аммиака водным раствором, камеры 4 сжимаются, и жидкость

2 всасывается в освобождающийся объем смежных с охлаждаемыми камерами 4 отсеков 10 иэ полости 15. Иэ-эа перераспределения массы жидкости 2 в роторе 3 возникает его весовой дебаланс, и ротор 3 вращается. При вращении ротора 3 .в зоны 7 и 8 нагрева и охлаждения попадают новые камеры

4, и описанный процесс повторяется.

В результате вращение ротора 3 перекачивание жидкости 2 из полости 14 в полость 15 поддерживается непрерывно. Создаваемый напор жидкости 2 оперативно можно регулировать поворотом коллектора !2, чем смещают перегородку )4 относительно зоны 7 нагрева и эоны S охлаждения. При отклонении от оптимального положения перегородки

13 относительно этих эон 7 и 8 напор уменьшается„

При работе устройства в режиме преобраэования перепада давления жидкости 2 в тепловую энергию подводимая жидкость 2 повышенного давления поступает, например, по полости 14 в отсеки )О, гидравлически связанные с этой полостью 14. Под давлением жидкости 2 на гибкую перегородку 6 рабочее тело 5 в примыкающих к отсекам

10 камерах 4 сжимается и нагревается, тепло отводится в зону 7 нагрева.

Через полость 15 жидкость 2 отводится с пониженным давлением, под дей—

3 1302Г) ствием которого объем камер 4, примыкающих K отсекам 10, гидравлически связанным с полостью 15, увеличивается, рабочее тело 5 в них охлаждается, и полученный холод" отводится в зо5 ну 8 охлаждения. Из-за перераспределения массы жидкости 2 в роторе 3 создается. его весовой дебаланс, и ротор 3. вращается, чем поддерживает.ся непрерывность рассматриваемого процесса.

При подаче жидкости 2 повьш енного давления через полость 15 и отводе тай же жидкости из полости 14 процесс преобразования энергии перепадов дав- 15 ления остается тем же, однако соответственно зона 7 превращается в зону охлаждения, а зона 8 — в зону нагрева. Это повышает оперативные возможности устройства, так как позволя-20 ет изменять процесс нагрева на процесс охлаждения и наоборот в одной и той же зоне.

Предлагаемое техническое решение позволяет расширить область примене- 25 ния устройств для преобразования тепловой энергии в механическую путем расширения их функциональных возможностей. При его использовании можно не только преобразовывать тепловую 30 энергию в механическую, но при необходимости превращать, например, накопленную механическую энергию положения жидкости 2 в тепловую энергию разности температур, которую можно использовать как для нагрева, так и для охлаждения.

13 4

Формула изобретения

1. Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую, содержащее корпус, заполненный жидкостью ротор и расположенные по периферии ротора камеры, заполненные термочувствительным рабочим телом, отделенные от жидкости гибкой перегородкой и проходящее через зоны нагрева и охлаждения, образованные радиальными стенками отсеки, каждый из которых отделен от смежной камеры ее гибкой перегородкой, всасывающую и нагнетательную полости и установленную между зонами нагрева и охлажде.ния теплоизоляционную стенку, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы, оно снабжено неподвижно установленным относительно корпуса внутри ротора концентрично последнему цилиндрическим полым коллектором, разделенным дополнительной теплоизоляционной диаметральной перегородкой на две герметичные полости, одна из которых— нагнетательная — гидравлически связана с отсеками, смежными с рабочими камерами, расположенными в зоне нагрева, а другая — всасывающая — с отсеками, смежными с рабочими камерами, находящимися в зоне охлаждения.

2.Устройство по и.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что коллектор выполнен с возможностью его поворота и фиксации его положения относительно корпуса.

i 3OÞ13

Уиг.2

Составитель Л.Тугарев

Техред Л.Олейник

Корректор Г, Рещетник

Редактор А. Сабо

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1 199/35 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

О

19