Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую

 

Использование: в устройствах для преобразования тепловой энергии в механическую. Сущность изобретения: устройство для преобразования тепловой энергии в механическую содержит корпус 1, часть которого расположена в зоне охлаждения, в качестве которой использован воздух окружающей среды, а другая - в зоне нагрева, в качестве которой использована вода. На корпусе 1 закреплены шкивы 2 и 3 соответственно в зоне охлаждения и нагрева, причем шкив 2, установленный в зоне охлаждения, жестко закреплен на валу 4 и с возможностью его вращения. На шкивах 2 и 3 установлен бесконечный элемент 5 с закрепленными на нем термочувствительными рабочими секциями в виде сильфонов 6, 7, 8 и 9, заполненных газом. В качестве двигающейся силы используется сила выталкивания погруженных в воду секций, имеющих разный объем в начале и конце процесса погружения, передающаяся в виде крутящего момента от шкива. 3 ил.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, более конкретно к устройствам для преобразования тепловой энергии в механическую при перепаде температур от минусовой на воздухе и плюсовой в воде за счет использования выталкивающей силы погруженного в воду тела по закону Архимеда.

Известна установка для выработки электроэнергии за счет использования тепловой энергии океана, работающая на низкокипящем веществе и содержащая скомпонованные в едином блоке парообразователь и пароперегреватель, использующий энергию солнца и выполненный в виде теплосодержащих пластин, расположенных по поверхности шарового слоя с нижним и верхним основаниями соответственно с наименьшим и наибольшим диаметрами [1] Недостатками известного устройства является то, что сильфоны заполнены низкокипящим веществом, а также сложность его технического выполнения.

Известно устройство для преобразования тепловой энергии в механическую, содержащее корпус с зонами охлаждения и нагрева, на котором закреплены шкивы с установленным на них бесконечным элементом и с закрепленными на нем термочувствительными рабочими секциями выполненными в виде сильфона [2] Данное устройство выбрано в качестве прототипа.

Недостатками известного устройства является то, что сильфоны заполнены испаряющейся жидкостью, а также сложность его конструктивного исполнения.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции.

Данный результат достигается тем, что устройство для преобразования тепловой энергии в механическую содержит корпус с зонами нагрева и охлаждения, на котором закреплены шкивы с установленным на них бесконечным элементом и с закрепленными на нем термочувствительными рабочими секциями, выполненными в виде сильфонов, заполненных газом, в качестве зоны нагрева использована вода, а в качестве зоны охлаждения воздух, причем один из шкивов жестко закреплен на валу, который установлен на корпусе в зоне охлаждения с возможностью вращения и движения по нему бесконечного элемента.

Заявленное устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг.2 термочувствительная секция в виде сильфона с газом; на фиг.3 приведена диаграмма изменения термочувствительной секции во время движения.

Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую содержит корпус 1, часть которого расположена в зоне охлаждения, в качестве которой использован воздух окружающей среды, а другая в зоне нагрева, в качестве которой использована вода. На корпусе 1 закреплены шкивы 2 и 3 соответственно в зоне охлаждения и нагрева, причем шкив 2, установленный в зоне охлаждения, жестко закреплен на валу 4 и с возможностью его (вала) вращения. На шкивах 2 и 3 установлен бесконечный элемент (цепь) 5 с закрепленными на нем термочувствительными рабочими секциями в виде сильфонов 6, 7, 8 и 9, заполненных газом (или воздухом). Количество рабочих секций, как и их размеры, определяются из расчета. Корпус 1 устанавливается на поверхности воды и может закрепляться на льду 10 (позицией 11 обозначено отверстие во льду).

Работает закрепленное устройство следующим образом.

Для запуска заявленного устройства необходим первоначальный импульс, выводящий систему из равновесного состояния. Сильфон 6, находящийся в зоне нагрева (в воде) при температуре Т2 переходит на место сильфона 7, находящегося в зоне охлаждения (в воздухе) при температуре Т1. Сильфон 8, находящийся в воздухе при температуре Т1, перейдет на место сильфона 9, находящегося в воде при температуре Т2. Газ в сильфоне 6 будет сжиматься, а газ в сильфоне 8 будет расширяться, увеличивая его объем.

Полученная в результате перемещения разность объемов сильфонов 6 и 8 вызовет выталкивающую силу по закону Архимеда в сторону движения и начнет вращать систему.

В движущейся системе график изменения объемов сильфонов можно представить диаграммой (фиг.3). Сильфоны на участке движения от точки А до точки Б будут охлаждаться и уменьшать свой объем с максимально возможного в точке А до минимально возможного в точке Б. Сильфоны на участке движения от точки Б до точки А (в воде) будут нагреваться и увеличивать свой объем. В результате постоянно будет поддерживаться крутящий момент на валу 4. Величина момента определяется объемами сильфонов, типом газа, разностью температур воды и воздуха и пр.

Выполнение заявленного изобретения описанным выше образом обеспечивает получение дешевой энергии в больших масштабах экономически чистым способом. В результате становится возможным, например, у нас в стране в зоне крайнего севера получать дешевую энергию в неограниченных количествах.

Формула изобретения

Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую, содержащее корпус с зонами нагрева и охлаждения, на котором закреплены шкивы с установленным на них бесконечным элементом и с закрепленными на нем термочувствительными рабочими секциями, выполненными в виде сильфонов, отличающееся тем, что рабочие секции заполнены газом, в качестве зоны нагрева использована вода, а в качестве зоны охлаждения воздух, причем один из шкивов жестко закреплен на валу, который установлен на корпусе в зоне охлаждения с возможностью вращения и движения по нему бесконечного элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3