Термопривод для велосипеда

Изобретение относится к приводу велосипеда со вспомогательным двигателем Стирлинга. Теплообменники (1, 2) силовых блоков соединены с радиатором (3), нагревающим теплоноситель от источника тепла и охлаждающим радиатором (5). Силовые блоки выполнены в виде педальных рычагов с возможностью возвратно-поступательного вращения, а теплообменники (1, 2) силовых блоков расположены внутри газовых цилиндров со штоками, на которых расположены педали. Обратные клапаны (7) обеспечивают очередность подачи теплоносителя в теплообменники (1, 2). Механическая передача (8) соединяет штоки гидроцилиндров (4, 6) для синхронизации их работы. Привод от педалей через толкатели к штокам гидроцилиндров (4, 6) обеспечивает контроль прохождения мертвых точек и остановку привода. Источником тепла может служить газовая горелка, закрепленная на багажнике, или солнечный коллектор в виде тента. Решение направлено на обеспечение возможности использования в приводе автономных источников тепла. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам преобразования тепловой энергии в механическую, и может быть использовано в качестве силового органа, преимущественно в автотранспортных средствах.

Известен термопривод, содержащий баллон в форме змеевика, заполненный жидкой рабочей средой и через капиллярную трубку соединенный со штоком гидроцилиндра, отличающийся тем, что, с целью снижения инерционности, в качестве рабочей среды использовано масло, содержащее алюминиевую пудру в количестве 2-3% (патент РФ №2014578, G01K 5/32, дата публикации 15.06.1994, патентообладатель. Байтингер Николай Михайлович).

Недостаток известного технического решения заключается в том, что оно не может выполнять работу по приводу в движение велосипеда.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является паровой двигатель, который может быть установлен на велосипед и т.п., состоящий из комбинации расположения частей, необходимых для транспортного средства, содержащий собственно паровой двигатель с одним цилиндром двойного действия, с поворотным золотниковым клапаном подачи пара, генератор пара с горелкой, топливный бак, насосы (помпы) подачи воды и топлива, а насос подачи топлива имеет регулирующее устройство, являющееся в то же время стартером, а передача мощности от парового двигателя к ведомому колесу и к насосу подачи воды в генератор пара производится с помощью дополнительного механизма цепной передачи, аналогичной механизму передачи движения от педалей к ведомому колесу, но расположенной с другой стороны велосипеда, как описано и иллюстрировано в нескольких представленных эскизах (патент № GB 189800464, дата публикации 1898.12.10, патентообладатель: KITCHEN JOHN GEORGE AULSEBROOK).

Недостаток известного технического решения заключается в том, что используется топливо, паровой механизм, в котором происходит расход рабочего тела, что создает сложности при использовании данного механизма.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание термопривода, способного осуществлять функцию силового привода для различных технических устройств, в частности велосипеда.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.

Технический результат достигается тем, что термопривод для велосипеда, содержащий штоки, рабочее тело, гидроцилиндры, содержит силовые блоки, объединенные с газовыми цилиндрами со штоками, соединенными с педалями, силовые блоки содержат теплообменники, соединенные с радиаторами, обратные клапаны обеспечивают очередность подачи теплоносителя в теплообменники силовых блоков, а толкатели соединяют силовые блоки и штоки гидроцилиндров, кроме того, механическая передача соединяет штоки гидроцилиндров. Силовые блоки заполнены двухфазным рабочим телом и могут быть выполнены в виде Г-образных деталей, установленных с возможностью вращения на ось. Гидроцилиндры имеют двухстороннее исполнение.

Конструкция заявляемого технического решения показана на чертежах, где:

на фиг.1 изображена схема термопривода для велосипеда;

на фиг.2 показан вариант монтажа термопривода для велосипеда на велосипед.

Заявляемое техническое решение может быть реализовано в конструкции термопривода для велосипеда, включающего теплообменники 1 и 2, радиаторы 3 и 5, гидроцилиндры 4 и 6, обратные клапаны 7, механическую передачу 8, силовые блоки 9, ось 10, толкатели 11, газовые цилиндры со штоками 12, соединенные с педалями 13. На багажнике 14 установлен источник тепла 15.

Силовые блоки 9 заполнены двухфазным рабочим телом. Кроме того, силовые блоки 9 заполнены двухфазным рабочим телом и могут быть выполнены в виде Г-образных деталей, установленных с возможностью вращения на ось.

Термопривод для велосипеда устроен и функционирует следующим образом.

В силовых блоках 9 (на чертеже виден только правый силовой блок 9) установлены теплообменники 1 и 2. Силовые блоки 9 могут быть выполнены в виде Г-образных деталей из стали и пластика. Теплообменники 1 и 2 являются частью двухконтурной гидросистемы и ее замыкающим (объединяющим) звеном.

«Горячий» контур включает в себя радиатор 3 для нагрева теплоносителя и «горячий» гидроцилиндр 4 для подачи теплоносителя.

«Холодный» контур включает в себя радиатор 5 для охлаждения теплоносителя и «холодный» гидроцилиндр 6 для подачи охлажденного теплоносителя.

Гидроцилиндры 4 и 6 имеют двухстороннее исполнение.

Гидроцилиндры 4 и 6 и радиаторы 3 и 5 соответствующего контура конструктивно объединены для создания единого (общего) температурного режима.

Логическая система из восьми обратных клапанов 7 служит для управления очередностью подачи теплоносителя из двухконтурной гидросистемы в теплообменники 1 и 2. Механическая передача 8, которая может быть выполнена в виде коромысла или реечной передачи, передает усилие толкателей F1 и F2 и синхронизирует работу гидроцилиндров 4 и 6.

Работа термопривода для велосипеда происходит следующим образом. Включается источник тепла 15 и производит разогрев теплоносителя в радиаторе 3 и гидроцилиндре 4, так как они конструктивно объединены для создания общего температурного режима.

В то же время охлаждающий радиатор 5 и цилиндр 6 нагреты до температуры окружающей среды.

По достижении необходимого градиента температур в «холодном» и «горячем» контуре производится запуск термопривода для велосипеда путем прокачки гидроцилиндров 4 и 6.

В момент прокачки теплоноситель из «горячего» контура через систему обратных клапанов попадает в теплообменник 1, а из «холодного» контура - в теплообменник 2. Образовавшийся градиент температур создает перепад давления двухфазного рабочего тела в полостях газовых цилиндров со штоками 12 (левый газовый цилиндр со штоком 12 не виден). За счет разности давлений на штоке левого газового цилиндра возникает усилие педалирования Fmax.

Силовые блоки 9 - левый и правый (не виден на чертеже), объединенные с газовыми цилиндрами со штоками 12, монтируются подвижно на оси 10, закрепленной к раме велосипеда, а газовые цилиндры со штоками 12 через подшипники соединены с осями педалей 13 таким образом, что векторы сил силовых блоков 9 (Fmax и Fmin) и велосипедиста (Pmax и Pmin) близки к 90°.

Гидросистема, размещенная на багажнике 14, состоит из охлаждающего радиатора 5 и гидроцилиндра 6; нагревающего радиатора 3 и гидроцилиндра 4, которые объединены механической передачей 8 для передачи усилия и синхронизации работы гидроцилиндров 4 и 6. Силовые блоки 9 соединены с гидроцилиндрами 4 и 6 толкателями 11 (левый толкатель на чертеже не показан). Источник тепла 15 закреплен на багажнике 14 велосипеда. Источником тепла 15 может служить, например, компактная газовая горелка или солнечный коллектор площадью примерно в 1 м2, выполненный в виде тента над велосипедистом.

При этом для положения педалей в позиции I характерно:

MPmin - минимальный крутящий момент, создаваемый усилием Pmin велосипедиста;

MFmax - максимальный крутящий момент, создаваемый силой Fmax штока 12.

Для положения педалей в позиции II характерно:

MPmax - максимальный крутящий момент, создаваемый усилием Pmax велосипедиста;

MFmin - минимальный крутящий момент, создаваемый силой Fmin штока 12.

Таким образом происходит взаимное дополнение сил в момент прохождения мертвых точек.

Когда в правом газовом цилиндре со штоком 12 давление рабочего тела меньше, чем в левом газовом цилиндре - происходит его сжатие с последующей конденсацией в жидкую фазу (из-за давления, оказываемого со стороны левого газового цилиндра со штоком 12 через шатуны велосипеда). Тепло, возникающее при сжатии рабочего тела, отводится посредством теплоносителя из теплообменника 2 в радиатор 5 для охлаждения теплоносителя.

В момент прохождения мертвых точек в теплообменниках 1 и 2 происходит смена теплоносителей (из «холодного» и «горячего» контуров), обеспеченная срабатыванием системы обратных клапанов 7, вследствие смены давления в двухконтурной гидросистеме. Смена давлений происходит в результате изменения направления движения штоков (на чертеже не обозначены) гидроцилиндров 4 и 6, за счет смены сил с F1 на противоположную F2 от толкателей 11: левый толкатель 11 (не виден на чертеже) отходит, а правый 11 - подходит и толкает шток гидроцилиндра 6 с силой F2.

Привод толкателей 11 в момент прохождения мертвых точек производится велосипедистом при помощи педалей 13. Когда педали 13 относительно велосипедиста занимают мертвые точки - позиция I на фиг.2, усилие правого газового цилиндра со штоком 12 будет максимальным, обеспечивая тем самым постоянный крутящий момент.

Таким образом происходит периодическая работа термопривода велосипеда, для прекращения работы которого велосипедисту достаточно остановить движение педалей 13 на линии мертвых точек газовых цилиндров со штоками 12 (позиция II на фиг.2), остановив тем самым работу гидросистемы.

Предлагаемое устройство позволяет использовать автономные источники тепла с небольшим градиентом температуры, относительно окружающей (охлаждающей) среды, для выполнения механической работы, в том числе энергию инфракрасного солнечного излучения, для привода, например, велосипеда.

1. Термопривод для велосипеда, содержащий штоки, рабочее тело, гидроцилиндры, отличающийся тем, что силовые блоки объединены с газовыми цилиндрами со штоками, соединенными с педалями, силовые блоки содержат теплообменники, соединенные с радиаторами, обратные клапаны обеспечивают очередность подачи теплоносителя в теплообменники силовых блоков, а толкатели соединяют силовые блоки и штоки гидроцилиндров, кроме того, механическая передача соединяет штоки гидроцилиндров.

2. Термопривод для велосипеда по п.1, отличающийся тем, что силовые блоки заполнены двухфазным рабочим телом и выполнены в виде Г-образных деталей, установленных с возможностью вращения на оси.

3. Термопривод для велосипеда по п.1, отличающийся тем, что гидроцилиндры имеют двухстороннее исполнение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в текстильной промышленности, роботах-манипуляторах, в передачах роторных конвейерных линий, а также в поршневых машинах.

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к моторостроению, компрессоростроению, и может быть использовано при конструировании четырехтактных двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в паросиловых установках. .

Двигатель // 2411365
Изобретение относится к машиностроению двигателей различного назначения и использования. .

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к электродвигателям велосипедов. .

Изобретение относится к велосипедам с магнитными приспособлениями, создающими дополнительный вращающий момент. .

Изобретение относится к приводу велосипеда со вспомогательным электродвигателем в каретке

Изобретение относится к приводу велосипеда со вспомогательным электродвигателем в каретке

Изобретение относится к исполнительным устройствам переключения передач в планетарных трансмиссиях во втулке колеса

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Транспортное средство содержит раму с седлом, переднее управляемое колесо, соединенное с рулем и шарнирно прикрепленное к раме, заднее колесо с обгонной муфтой и осью, малую зубчатую шестерню, два шатуна с педалями, закрепленные на оси, установленной в подшипнике рамы и выполненной заодно с большой зубчатой шестерней, ободные тормоза. Большая зубчатая шестерня соединена посредством цепной передачи с малой шестерней заднего колеса. Ободные тормоза соединены тросами с тормозными ручками на руле. На раме закреплен инерционный механизм, представляющий собой пустотелое кольцо прямоугольного или круглого сечения. Кольцо закреплено внутри рамы вертикально в одной и той же плоскости с ней. Одна половина кольца расширена с обеих торцевых сторон таким образом, что внутреннее сечение расширенного полукольца, направленного в сторону заднего колеса, в несколько раз больше сечения нерасширенного полукольца, направленного в сторону переднего колеса. Внутренняя полость кольца заполнена ртутью или жидкостью с большим удельным весом. На расширенной части кольца установлен насос, имеющий на оси зубчатую шестерню, входящую в зацепление с шестерней, закрепленной на валу электродвигателя. Электродвигатель закреплен на корпусе насоса. На багажнике позади седла закреплена аккумуляторная батарея, которая электрически через блок управления, закрепленный на раме, подключена к электродвигателю. Подвижный элемент реостата блока управления посредством тросика соединен с возвратной пружиной и ручкой изменения частоты вращения вала электродвигателя, расположенного на руле. Достигается повышение технических характеристик транспортного средства. 7 ил.

Изобретение относится к приводимому в действие электродвигателем за счет мускульной силы транспортному средству. Веломобиль включает раму, по меньшей мере, одно колесо, сидение водителя, педали двигателя, двигатель, коробку передач скорости, цепь, передающую движение генератору, генератор, связанный с генератором первый диодный мост, связанный с диодным мостом, переключатель системы генератора, который осуществляет питание электродвигателя через регулятор тока, и электродвигатель, передающий движение, по меньшей мере, одному колесу. Генератор связан посредством розетки тока с зарядным устройством, которое посредством первого переключателя системы аккумулятора связано с коробкой аккумуляторов. Коробка аккумуляторов посредством первого переключателя системы аккумулятора связана с преобразователем тока, который через второй диодный мост связан с вторым переключателем системы аккумулятора, второй переключатель системы аккумулятора также связан посредством регулятора тока с электродвигателем, кроме того, электродвигатель связан с переключателем, обеспечивающим передний и задний ход движения веломобиля. Обеспечивается экономия энергии аккумулятора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Педальное транспортное средство содержит ведущую ось (7) с двумя ведущими колесами и педальный кривошип (1). Шестерня (4) кривошипа через цепь (5) соединена с жестко сидящей на ведущей оси другой шестерней (6). Ведущее колесо через механизм (8) свободного хода двустороннего действия соединено с ведущей осью. Другое ведущее колесо с возможностью свободного вращения сидит на ведущей оси и выполнено с возможностью приведения в движение от электродвигателя (10). Электродвигатель через механизм (12) свободного хода двустороннего действия соединен с шестерней (13) двигателя, находящейся в зацеплении с сидящей с возможностью свободного вращения на ведущей оси другой шестерней (14), которая в соответствии с приведением в движение соединена с другим ведущим колесом. Уменьшаются усилия, прилагаемые пользователем для привода транспортного средства. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к транспортному средству с комбинированным мускульным и электрическим приводом. Транспортное средство с комбинированным мускульным и электрическим приводом содержит колеса, связанный с ними педальный привод, по крайней мере один электродвигатель, связанный с колесом транспортного средства через механическую передачу или непосредственно, и систему управления, включающую в себя обратимый преобразователь, обеспечивающий регулирование скорости и/или момента указанного электродвигателя, источник питания - аккумуляторную батарею и орган управления, включающий в себя переключатель режима работы «движение - свободный ход - зарядка», связанный с задатчиком скорости и тормозного тока. Обратимый преобразователь снабжен датчиком тока потребления от аккумуляторной батареи, задатчиком предельного значения разрядного и зарядного токов аккумуляторной батареи, устройством сравнения фактического и предельного значений тока батареи, выход которого через узел связи воздействует на устройство токоограничения обратимого преобразователя. Обеспечивается возможность зарядки аккумуляторной батареи в процессе движения и максимальная длительность жизненного цикла аккумуляторной батареи. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к вариантам мускульного привода. Привод по первому варианту содержит педали или рукоятки и крутильную пружину, которая с одного конца соединена с нагрузкой, например с движителем, а с другого конца соединена с обгонной муфтой, закрепленной в станине, и с еще одной или несколькими обгонными муфтами, соединенными с педалями или рукоятками. Все обгонные муфты допускают вращение второго конца пружины только в одну сторону. Привод по второму варианту содержит педали или рукоятки, соединенные с компрессором, который соединен с емкостью, соединенной с пневмодвигателем. Выход газа из пневмодвигателя направлен на вход компрессора через промежуточную эластичную емкость. Обеспечивается получение максимальной степени превращения мускульной энергии в произведенную работу. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения
Наверх