Тепловой двигатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцналнстнческнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) 3аявлено 17. 12. 80 (21) 3219671/25-06 1э1) М. КЛ.з

F 03 G 7/06 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет—

Гесударетвеиимй комитет

СССР ио делам изобретеия1 и Ояцжтий

Опубликовано 15.1282 ° Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 15 ° 12 ° 82 (53) УДК 621 ° 486 (088. 8) Ц д 72

1р (72) Автор изобретения и

B. N. Яхонтов

p1j заявитель. (54) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для преобразования тепловой энергии природных источников и тепловых отходов промышленности в механическую энергию с использованием тепловйх деформаций твердого тела.

Известен тепловой двигатель, содержащий термочувствительные элементы иэ твердого рабочего тела в виде проволок, связанных с звеном отбора мощности и расположенных в зоне действия источников тепла и холода L1l, Недостатком указанного двигателя является его низкая эффективность, обусловленная низкой степенью использования энергии тепловых источников вследствие бесполезного рассеяния этой энергии и ее расходования на нагрев и охлаждение корпусных элементов, неучаствующих в получении полезных перемещений звена отбора мощности.

Наиболее близким к изобретению является тепловой двигатель, содержащий термочувствительный корпус, соединенный через распределительную заслонку с трубопроводами подачи горячего и холодного теплоносителя и связанный со звеном отбора мощности j2 j.

Повышение эффективности этого дви5 гателя обеспечивается за счет выполнения корпуса в виде термочувствительного элемента, тепловые деформации которого используются для привода звена отбора мощности, что уменьшает тепловые потери. Однако эффективность данного известного двигателя недостаточно высока вследствие полезного использования лишь осевых деформаций корпуса.

Целью изобретения является повышение эффективности.

Указанная цель достигается тем, что двигатель снабжен гидроаккумулятором и холодильником, звено отбора мощности выполнено в виде гидромотора, холодильник и гидроаккумулятор сдединены между собой н гидромотором через обратные клапаны, а термочувствительиый.корпус образован двумя сосудами с полыми стенками, заполненными рабочей жидкостью и подключенными через обратные клапаны к гидроаккумулятору и холодильнику.

При таком выполнении двигателя для получения полезных перемещений используются как осевые, так и радиальнье

9816 70 деформации корпуса, которые суммируются за счет изменения объема полости между стенками сосудов и передаются при помощи рабочей жидкости звену отбора. мощности.

" На фиг. 1 схематически изображен 5 тепловой двигатель, разрез;на фиг. 2— поперечное сечение A-A на фиг. 1.

Двигатель содержит термочувствительный корпус, образованный двумя одинаковыми сосудами 1 и 2 с полыми стенками, внутренняя часть 3 которых неподвижно герметично соединена с трубопроводами подачи горячего 4 и холодного 5 теплоносителей через рас-15 пределительные заслонки 6. Внутренняя часть 3 стенок сосудов выполнена из металла, обладающего высокой прочностью и больаям коэффициентом линейного расширения, и переходит снизу в патрубки 7. Наружная часть 8 стенок2 сосудов 1 и 2 в нижней части имеет отверстия с сальниковыми уплотнениями, через которые проходят патрубки 7, Для интенсификации теплообмена на концах трубопроводов 4 и 5 внутри сосудов 1 и 2 установлены ребристые завихрители 9, и внутренние части 3 стенок сосудов выполнены коническими, ужающимися по ходу движения теплоно-ЗО сителей.

Полости стенок каждого сосуда 1 и 2 заполнены рабочей жидкостью и соединены симметрично расположенными трубопроводаьж 10 и 11 соответствен- 35 но с холодильником 12 и гидроаккумулятором 13 ° Последний трубами 14 и

15 связан с холодильником 12 и гидромотором 16, являющимся звеном отбора мощности. В трубах 10 и 11 установ- 4р лены обратные клапаны 17, а и трубе

15 - клапан 18, рассчитанный на пропускание рабочей жидкости при расчетном высоком давлении. В трубе 14 для предотвращения опасного повышения давления в гидроаккумуляторе 13 установлен предохранительный клапан 19.

Гидромотор 16 соединен с холодильником 12 трубой 20.

Двигатель работает следующи л образом.

При укаэанном на фиг. 1 положении заслонок 6 горячий теплоноситель поступает по трубе 4 в правый сосуд 2, а холодный теплоноситель — по трубе

5 в левый сосуд 1. Горячий теплоноси- 55 тель, пройдя через завихритель 9, при своем дальнейшем движении по спирали вдоль внутренней части 3 стенки сосуда 2 передает ей тепло и вытекает через патрубок 7 наружу. Металл внутренней части 3 стенки расширяется при нагревании, в результате чего уменьшается объем полости в стенке сосуда 2, поднимается давление рабочей жидкости в этой полости, эакры- 65 вается обратный клапан 17 в правой трубе 10, и рабочая жидкость вытесняется по правой трубе 11 через обратный клапан 17, установленный в этой трубе, в гидроаккумулятор 13, закрывая обратный клапан 17 в левой трубе 11 и сжимая воздушную подушку гидроаккумулятора.

При возрастании давления рабочей жидкости в гидроаккумуляторе 13 до расчетного значения открывается клапан 18, и рабочая жидкость под большим давлением поступает иэ гидроаккумулятора 13 по трубе 15 в гидромотор 16, приводит BQ вращение его ротор и переливается в холодильник 12 по трубе 20 °

Холодный теплоноситель, пройдя через эавихритель 9 левого сосуда 1, омывает внутреннюю часть 3 стенки этого сосуда, охлаждает ее и вытекает наружу через патрубок 7. Металл внутренней части 3 стенки сосуда 1, охлаждаясь, сжимается, в результате чего увеличивается объем полости в стенке сосуда 1, уменьшается давление в полости, и рабочая жидкость всасывается в эту полость по левой трубе 10 из холодильника 12, открывая обратный клапан 17, установленный в этой трубе.

После окончания нагнетания рабочей жидкости из правого сосуда 2 в гидромотор 16 и всасывания ее в левый сосуд 1 из холодильника 12 все заслонки 6 автоматически поворачиваются на 90О, в результате чего горячий теплоноситель подается в левый сосуд 1, а холодный — в правый сосуд

2, рабочая жидкость нагнетается в гидромотор 16 из левого сосуда 1 и всасывается в правый сосуд 2 иэ холодильника 12. Таким образом, нагнетание рабочей жидкости в гидромотор происходит поочередно из правого и левого сосудов.

Если процесс отлажен неточно, то возможно кратковременное нагнетание рабочей жидкости одновременно двумя сосудами. В этом случае при повышении давления в гидроаккумуляторе выше допустимого значения открывается предохранительный клапан 19, и через него некоторое количество жидкости перетекает в холодильник 12.

Периодическое нагревание и охлаждение стенок сосудов 1 и 2 вызывает соответствующее нагревание и охлаждение заполняющей их полости рабочей жидкости с увеличением и уменьшением ее объема. Это является положительным фактором, ускоряющим рабочий процесс, так как коэффициент объемного теплового расширения у жидкостей значительно больше, чем у металлов.

В качестве теплоносителей могут использоваться различные жидкости и га981670

Формула изобретения

ВНИЙПИ Заказ 9673/52 Тираж 504 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 зы, например вода и воздух с разными температурами.

Изобретение позволяет более эффективно, чем в известных аналогичных двигателях, использовать энергию тепловых источников с небольшой разностью5 температур для получения механической энергии без загрязнения окружающей среды.

Тепловой двигатель, содержащий термочувствительный корпус, соединенный через распределительную за- 15 слонку с трубопроводами подачи горячего и холодного теплоносителя и связанный со звеном отбора мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он снабжен гидроаккумулятором и холодильником, звено отбора мощности выполнено в виде гидромотора, холодильник и гидроаккумулятор соединены между собою и гидромотором через обратные клайаны, а термочувствительный корпус образован двумя сосудами с полыми стенками, заполненными рабочей жидкостью и подключенными через обратные клапаны к гидроаккумулятору и холодильнику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 225620, кл. F 03 G 7/06, 1966.

2. Патент СИ Ю 3803845, кл. 60-527, опублик. 1974.