Тепловой двигатель

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для преобразования тепловой энергии разности температур воды и окружающего холодного воздуха зимой за счет расширения замерзающего жидкого рабочего тела в энергию перемещения различных механизмов, требующих больших усилий. Изобретение позволяет увеличить КПД и быстродействие двигателя при многократном повторении циклов работы за счет удаления из камеры (К) 5 замерзшего рабочего.тела и исключения затрат тепла на его расплавление . Поданное в К 5 по магистрали 2 жидкое рабочее тело, например вода, замерзая, расширяется, перемещая вверх поршень. 3 и совершая полезную работу. После этого подается питание на нагревательные элементы 9 и 10 и привод 12. Привод 12 отодвигает дно 8 К 5, и лед из К 5 выпадает в лоток 14. Нагревательные элементы 9 и 10 обеспечивают образование водяной пленки на поверхности льда, облегчающей его удаление из К 5, 1 ил. а б СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 5ц 4 Р ОЗ С 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 3347335/25-06 (22) 15. 10.81 (46) 30.01.89. Бюл. Р 4 (75) Б.Т.Гусев, Б.Е.Гольцов, В.Д.Глушич и В.П.Вичкапов (53) 621.486(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 42764, кл. F ОЗ С 7/06, 1934.

Авторское свидетельство СССР

У 769068, кл. Р 03 С 7/06, 1978 °

/ (54) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для преобразования тепловой энергии разности температур воды и окружающего холодного воздуха зимой за счет расширения замераающего жидкого рабочего тела в энергию перемещения раэлич„„Я0„„1455042 А1 ных механизмов, требующих больших усилий. Изобретение позволяет увеличить КПД и быстродействие двигателя при многократном повторении циклов работы за счет удаления из камеры (К)

5 замерзшего рабочего. тела и исключения затрат тепла íà его расплавление. Поданное в К 5 по магистрали 2 жидкое рабочее тело, например вода, замерзая, расширяется, перемещая вверх поршень. 3 и совершая полезную работу. После этого подается питание на нагревательные элементы 9 н 10 и привод 12. Привод 12 отодвигает дно

8 К 5, и лед из К 5 выпадает в лоток 14. Нагревательные элементы 9 и

10 обеспечивают образование водяной пленки на поверхности льда, облегчающей его удаление из К 5. 1 ил.

1455042

Изобретение относится к энергетике, а именно к тепдоным двигателям, в которых работа получается при расширении замерзающего рабочего тела, и может быть использовано для преобразования тепловой энергии разности температур воды и окружающего холодного воздуха зимой н энергию перемещения различных механизмов, требую- 1О щих больших механических усилий.

Цель изобретения — увеличение КПД и быстродействия при многократном повторении циклов работы.

На чертеже изображен предлагаемый двигатель, осевой разрез.

Двигатель содержит теплоизолированный рабочий цилиндр 1 с магистралью 2 подачи расширяющегося при замерзании жидкого рабочего тела, на- 20 пример воды. В цилиндре 1 установлен поршень 3, связанный штоком 4 с звеном нагрузки (на чертеже не показано). Пространство цилиндра 1 под поршнем 3 заполнено водой, Двигатель 25 снабжен также сообщенной с .полостью рабочего цилиндра 1 и магистралью 2 дополнительной камерой 5 с теплопроводными стенками б и отнерстием 7 цля удаления замерзшего рабочего тела — льда — н нижней ее части. Дно 8, дополнительной камеры 5 выполнено подвижным, на дне 8 и боковых стенках 6 дополнительной камеры 5 распо. ложены соответственно нагревательные элементы 9 и 10.

Рабочий цилиндр 1 установлен в крышке 11 дополнительной камеры 5. Подвижное дно 8 камеры 5 соединено с приводом 12. Камера 5 уста- @ нонлена на опоре 13. Под дном 8 камеры 5 расположен приемный лоток 14 для льда. Подвижное дно 8 камеры 5 соединено со стенками 6 этой камеры 5 пружиной 15 возврата. Стенки рабочего цилиндра 1 выполнены из материала

;с низкой теплонронодностью, например иэ эбонита. Теплопронодные стенки 6 камеры 5 выполнены, например, из стали. На магистрали 2 установлен вентиль 16.

Тепловой двигатель работает следующим образом.

Рабочее тело (вода) подается в дополнительную камеру 5 по магистрали 2 через вентиль 16, гричем поршень

3 в этот момент находится в крайнем нижнем положении. При этом полость дополнительной камеры 5 закрыта подвижным дном 8. Под воздействием низкой температуры окружающей среды вода в камере 5 охлаждается, и начинается образование льда в области дна

8 и боковых теплопроводных стенок 6 камеры 5. С увеличением толщины слоя льда, нарастающего от дна 8 и стенок б камеры 5 к ее центру, в камере 5 возрастает давление. В области теплоизолированного цилиндра 1 образование льда не происходит. Под действием избыточного давления рабочего тела поршень 3 со штоком 4 начинают перемещаться вверх, преодолевая давление нагрузки на шток 4 и совершая при этом полезную работу, При достижении поршнем 3 конца рабочего хода подается питание (например, с помощью не показанных на чертеже конечных выключателей) на нагревательные элементы

9 и 10 и привод 12. За счет нагрева боковых стенок 6 камеры 5 и дна 8 на внутренней поверхности камеры 5 обра" зуется водяная пленка, которая способствует освобождению камеры 5 от льда при отодвигании дна 8. При этом кусок льда, образовавшийся в камере 5, выпадает в приемный лоток 14, освобождая полость дополнительной камеры 5. Энергия„ затрачиваемая при этом на плавление незначительной части образовавшегося ..льда, гораздо меньше энергии, переданной поршню 3 при замерзании почти всего объема воды. После этого нагревательные элементы 9 и 10 и привод 12 обесточиваются, дно 8 под действием пружины 15 возвращается в исходное положение, и цикл работы теплового двигателя повторяется.

Предлагаемый двигатель можно использовать в зимний период времени в местах, где температура окружающей среды в это время года не превышает

-1 С, а в районах Крайнего Севера и

Заполярья — почти круглый год. Двигатель позволяет преобразовать энергию природных тепловых источников в механическую и электрическую, исключая загрязнение окружающей среды.

Двигатель прост в эксплуатации.и может стать дополнительным источником механической энергии и северных районах страны.

Формула и з о б р е т е н и я

Тепловой двигатель, содержащий теплоизолированный рабочий цилиндр с магистралью подачи жидкого рабочего

1455042

Составитель Л.Тугарев

ТехредА.Кравчук Корректор B,Гирняк

Редактор М.Петрова

Заказ 7428/39 Тираж 413 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тела и с установленным в нем поршнем, заполненный расширяющимся при замер зании рабочим телом, и систему нагрева и охлаждения рабочего тела о т—

Ф л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения КПД и быстродействия при многократном повторении циклов работы, двигатель снабжен сообщенной с Полостью рабочего цилиндра и с ма гистралью подачи жидкого рабочего те" ла дополнительной камерой с теплопроводными стенками и с отверстием для удаления замерзшего рабочего тела в нижней ее части, при этом дно дополнительной камеры выполнено подвижным, а на дне и боковых стенках дополнительной камеры расположены нагрева.тельные элементы.