ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2012 года по МПК F03G7/06 F03D3/04 F03D9/00 

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам и двигателям, использующим нетрадиционные источники энергии, в частности лучистую энергию Солнца, энергию ветра, и может быть применено для привода различных машин.

Известен тепловой двигатель, содержащий основание, установленный на основании с возможностью вращения ротор, расположенные по окружности ротора теплообменные камеры, выполненные в виде трубок, заполненных рабочим веществом, рабочие элементы, взаимодействующие с рабочим веществом и имеющие возможность поступательного движения, преобразователь движения рабочих элементов во вращение ротора, содержащий колесо, размещенное на роторе и взаимодействующее с закрепленным на основании колесом (патент RU 2367818, Кл. F03G 7/04, опубл. 20.09.2009).

Недостатками этого двигателя является то, что он не позволяет использовать энергию ветра, и, кроме того, при нагреве лучами Солнца теплообменных камер часть тепла уходит в окружающую среду, что снижает эффективность работы двигателя, особенно при наличии ветра, способствующего оттоку тепла в окружающую среду.

Известно устройство для перекачивания жидкости, содержащее опору, установленный на опоре многоугольный корпус с имеющими возможность вращения барабанами, расположенные по окружности барабанов термочувствительные элементы, заполненные рабочим веществом и имеющие возможность поступательного движения, преобразователь поступательного движения во вращение барабанов, прозрачное покрытие, охватывающее термочувствительные элементы на части окружности барабанов (патент BY 12450, кл. F03G 7/06, опубл. 30.10.2009).

Но это устройство недостаточно эффективно и имеет ограниченные эксплуатационные возможности, так как не позволяет использовать энергию ветра.

Целью заявленного изобретения является повышение эффективности работы и расширение эксплуатационных возможностей двигателя.

Сущность изобретения заключается в том, что в двигателе, содержащем опору, установленное на опоре основание с имеющим возможность вращения ротором, расположенные по окружности ротора теплообменные камеры, заполненные рабочим веществом, рабочие элементы, имеющие возможность поступательного движения, преобразователь движения рабочих элементов во вращение ротора, прозрачный кожух, охватывающий теплообмене камеры на части окружности ротора, основание установлено на опоре с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.

Это позволит повысить эффективность работы и расширить эксплуатационные возможности двигателя.

Сущность изобретения поясняется чертежам, где:

на фиг.1 представлен двигатель - общий вид; на фиг.2 - то же, вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1, на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.4.

Двигатель содержит основание 1 с двумя стойками 2, в которых на валах 3 установлен с возможностью вращения ротор 4. Ротор 4 включает два барабана 5 и четыре теплообменные камеры 6 (количество теплообменных камер может быть другим), представляющие собой заполненные рабочим веществом трубки (например, алюминиевые) 7, 8, 9, загнутые концы которых герметично введены в полость 10 стаканов 11, установленных герметично на торцах барабанов 5. Между трубками 7, 8, 9 выполнены перемычки (например, из алюминиевого листа) 12, а между стаканами 11 и торцами барабанов 5 установлены гибкие мембраны 13, соединенные своим центром со штоком 14, свободно установленным в расточке барабана 5 и имеющим возможность продольного движения вместе с толкателями 15, 16, закрепленными на выступе 17, выполненном на штоке 14. На свободном конце толкателей 15, 16 выполнены зубья в виде зубчатой рейки. В барабанах 5 напротив каждого стакана 11 установлен с возможностью вращения вал 18, несущий закрепленное на нем коническое зубчатое колесо 19 и две обгонные муфты 20, 21. На обоймах обгонных муфт 20, 21 по окружности выполнены зубья, которые взаимодействуют с зубьями соответствующих толкателей 15, 16. Зубчатые колеса 19 находятся в зацеплении с соответствующим коническим зубчатым колесом 22, неподвижно установленным на каждой стойке 2 соосно с осью вращения ротора 4. На основании 1 закреплен кожух 23, охватывающий теплообменные камеры 6 на части окружности ротора 4, в верхней его зоне. Кожух 23 выполнен из прозрачного материала, обладающего в то же время низкой теплопроводностью.

Двигатель работает следующим образом.

Лучи Солнца, проходя через прозрачный кожух 23, нагревают расположенные в верхней зоне ротора 4 трубки 7, 8, 9 и перемычки 12, при этом кожух 23 препятствует оттоку тепла от нагретых трубок и перемычек в окружающую среду. Находящееся в трубках рабочее вещество, например воздух, нагревается и под действием возрастающего давления в трубках и полости 10 мембрана 13 выгибается вправо (по фиг.3), передвигая шток 14 с толкателями 15, 16 вперед (вправо по фиг.3), при этом толкатель 15, взаимодействуя своими зубьями с зубьями муфты 20, вращает ее, а через нее - вал 18 с зубчатым колесом 19 по часовой стрелке (по фиг.5), а толкатель 16, передвигаясь вперед и взаимодействуя с муфтой 21, вращает ее в сторону, обратную вращению вала 18, не препятствуя этому вращению. Находясь в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 22, колесо 19, вращаясь, обкатывается вокруг колеса 22 и поворачивается вместе с ротором 4 вокруг его оси, при этом нагретая лучами Солнца теплообменная камера (трубки 7, 8, 9) выходит из зоны расположения кожуха 23 и входит в нижнюю теневую зону, закрытую от лучей телом ротора, при этом теплоизолирующее действие кожуха 23 прекращается и в связи с тем, что температура в теневой зоне ниже, чем в верхней, освещаемой Солнцем зоне, воздух в трубках 7, 8, 9 охлаждается и снижается его давление, вследствие чего мембрана 13 выгибается в обратную сторону (влево по фиг.3) и передвигает шток с толкателями 15, 16 назад, при этом толкатель 16, взаимодействуя с муфтой 21, вращает ее, а через нее - вал 18 с зубчатым колесом 19 в том же направлении - по часовой стрелке (по фиг.5). При этом толкатель 15, передвигаясь назад и взаимодействуя с муфтой 20, вращает ее в сторону, обратную вращению вала 18, не препятствуя этому вращению. Вращаясь, зубчатое колесо 19 обкатывается вокруг колеса 22 и поворачивается вместе с ротором 4 в прежнем направлении, в результате чего охлажденная в теневой зоне теплообменная камера входит в освещенную зону и в зону расположения кожуха 23, а очередная, нагретая вверху теплообменная камера выходит из зоны расположения кожуха 23 и заходит в теневую зону, таким образом происходит последовательный нагрев и охлаждение теплообменных камер, чем обеспечивается вращение ротора 4.

Под действием на двигатель ветра одна часть ветрового потока воздуха проходит сверху кожура 25, не воздействуя при этом на находящиеся в верхней зоне ротора 4 теплообменные камеры, а другая часть ветрового потока воздуха проходят снизу ротора 4, воздействуя на его нижние, не закрытые кожухом 23 теплообменные камеры, в результате чего под действием ветра происходит более интенсивное охлаждение нижних, теплообменных камер, что повышает эффективность работы двигателя. При этом, если направление ветра совпадает с направлением движения нижних теплообменных камер, то ротору 4 сообщается крутящий момент, складывающийся с крутящим моментом, возникающим в результате нагрева и охлаждения теплообменных камер, что так же повышает эффективность работы двигателя, для того, чтобы обеспечить совпадение движения нижних теплообменных камер, которое они получают при их нагреве и охлаждении, с направлением ветра, основание 1 может быть установлено на какой-либо опоре 24 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, выполняя при этом под действием ветра развороты подобно флюгеру.

При наличии ветра двигатель может работать и тогда, когда Солнце закрыто облаками или в ночное время, то есть тогда, когда мембраны 13 остаются в покое. В этом случае ветер, воздействуя на нижние теплообменные камеры, вращает ротор 4, а с ним и зубчатые колеса 19, обкатывающиеся вокруг колес 22, а также валы 18, при этом обгонные муфты 20, 21 позволяют ротору 4 вращаться беспрепятственно. Для исключения вращения колес 19 и валов 18 и связанных с их вращением потерь энергии, колеса 22 могут быть установлены на стойках 2 с возможностью осевого смещения, что позволяет при необходимости выводить колеса 22 из зацепления с колесами 19.

В качестве охлаждающей среды для работы двигателя может быть использована вода 25 какого-либо водоема.

Для снижения теплопроводности кожуха 23 в нем может быть выполнена внутренняя полость, заполненная газом с низкой теплопроводностью или находящаяся под вакуумом.

Заявленное изобретение позволяет повысить эффективность работы и расширить эксплуатационные возможности двигателя.

Изобретение относится к энергетике и предназначено для привода различных машин. Двигатель содержит опору, на которой установлено основание с ротором. По окружности ротора расположены теплообменные камеры, заполненные рабочим веществом. Рабочие элементы имеют возможность поступательного движения. Двигатель также содержит преобразователь движения рабочих элементов во вращение ротора и прозрачный кожух. Кожух охватывает теплообменные камеры на части окружности ротора. Основание установлено на опоре с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Изобретением обеспечивается эффективность работы и расширение эксплуатационных возможностей двигателя. 5 ил.

Двигатель, содержащий опору, установленное на опоре основание с имеющим возможность вращения ротором, расположенные по окружности ротора теплообменные камеры, заполненные рабочим веществом, рабочие элементы, имеющие возможность поступательного движения, преобразователь движения рабочих элементов во вращение ротора, прозрачный кожух, охватывающий теплообменные камеры на части окружности ротора, отличающийся тем, что основание установлено на опоре с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.