ТЕПЛОВОЙ ПРИВОД Российский патент 2015 года по МПК F03G7/06 F01K21/04 F01K25/06 

Изобретение относится к устройствам, преобразующим тепловую энергию в механическую, а более конкретно к тепловому приводу, обеспечивающему утилизацию тепла отводящих газов котельной и использование их энергии для привода, например конвейера удаления шлама.

Известны тепловые двигатели, которые содержат испаритель-нагреватель, гидроаккумулятор, холодильник и исполнительный механизм, соединенные в систему с помощью парожидкостного тракта. Из импульсного испарителя-нагревателя пар, образованный за счет испарения жидкости при взаимодействии ее с раскаленным металлом, поступает в тепловую трубу. Пар под давлением выталкивает жидкость под напором через холодильник к гидродвигателю. Затем от него пар поступает в гидроаккумулятор, и, после конденсации пара в тепловой трубе, жидкость вновь заполняет ее, поступая из гидроаккумулятора (см. Авторское свидетельство СССР, №1490317, МПК F03G 7/06, опубл. 30.06.1989).

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и низкая надежность работы его при меняющихся условиях подвода и отвода тепла, а также нагрузки на исполнительный механизм.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является устройство, которое содержит две тепловые трубы, соединенные парожидкостным трактом и расположенные на разных уровнях, при этом тепловые трубы имеют разделенные полости. При этом верхние их полости заполнены литием, а каждая тепловая труба оборудована испарителем, холодильником и запорными органами, а нижние полости заполнены жидким рабочим телом и соединены через систему обратных клапанов с гидродвигателем, (см. Авторское свидетельство СССР, №1566065, МПК F03G 7/06, опубл. 23.05.1990).

Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение конструкции теплового привода и повышение его работоспособности в процессе преобразования тепловой энергии в механическую.

Поставленный технический результат достигается тем, что в тепловом приводе, содержащем последовательно расположенные в парожидкостном тракте испаритель, заполненный кипящей жидкостью, парожидкостный патрубок, тепловую трубу, гидрорукав, гидродвигатель и холодильник, отличающимся тем, что холодильник совмещен с гидростатическим гидроаккумулятором, где последний расположен над тепловой трубой и парожидкостным патрубком соосно с ним и отделен от него перегородкой, имеющей сквозное отверстие с клапаном, выполненным в виде подвижного золотника, расположенного на штоке, закрепленном ко дну тепловой трубы, и снабженного свободно установленными и охватывающими золотник поплавком и пружиной, размещенными между клапаном и буртом, которые связаны с золотником, а верхняя часть тепловой трубы сообщена с испарителем наклонно установленным патрубком, сечение которого значительно больше сечения проектируемого потока жидкости, поступающей самотеком от тепловой трубы в испаритель.

Сущность заявленного технического решения поясняется чертежам, где изображен общий вид теплового привода.

Тепловой привод состоит из испарителя 1, который соединен посредством наклонно расположенного парожидкостного патрубка 2 с верхней частью тепловой трубы 5. Тепловая труба 5 в свою очередь состоит из штока 3, закрепленного на ее дне, который охвачен золотником 6 и оборудован клапаном 10 и ограничивающим буртом 4, между которыми помещены пружина 8 и поплавок 7. В верхней части тепловой трубы 5, через перегородку 9, расположен гидростатический гидроаккумулятор-холодильник 14, который посредством гидродвигателя 12 и рукавов 11 и 13 соединены с нижней частью тепловой трубы 5.

Тепловой привод, работает следующим образом.

Горячий газ, нагретый выше точки кипения рабочей жидкостью, нагревает испаритель 1, а в то же время в опорожненной тепловой трубе 5 поплавок 7 своим весом воздействует на бурт 4, что приводит к опусканию золотника 6 и клапана 10, движущегося по штоку 3. Это приводит к полному открытию отверстия в перегородке 9 и началу заполнения тепловой трубы 5 охлажденной жидкостью из гидростатического гидроаккумулятора-холодильника 14. При этом происходит конденсация пара внутри тепловой трубы 5 и появляется разряжение, усиливающее приток жидкости из гидроаккумулятора-холодильника 14. В дальнейшем происходит заполнение жидкостью тепловой трубы 5, что приводит к всплыванию поплавка 7. Дальнейшее заполнение тепловой трубы 5 до уровня ведет к тому, что жидкость самотеком переливается из тепловой трубы 5 по наклонно расположенному парожидкостному патрубку 2 в нагретый испаритель 1. Поплавок 7 в это время через пружину 8 воздействует на клапан 10, поднимая его вверх, где он работает в режиме обратного клапана, закрывает слив жидкости из гидроаккумулятора-холодильника 14.

После испарения жидкости в испарителе 1 пар из него под давлением поступает через патрубок 2 внутрь тепловой трубы 5, прижимает клапан 10 к перегородке 9, надежно закрывая отверстие в ней, а затем вытесняет жидкость из тепловой трубы 5 через ее нижнее отверстие в рукав 11 к гидродвигателю 12, а от его выхода через рукав 13 жидкость сливается в гидроаккумулятор-холодильник 14.

В результате этого гидродвигатель 12 работает как вращатель, от которого крутящий момент может передаваться, например, на приводной барабан конвейера.

После вытеснения жидкости, находящейся в тепловой трубе 5, поплавок 7 опускается вниз и своим весом воздействует на бурт 4, смещая золотник 6 и клапан 10 вниз, открывает отверстие в перегородке 9, через которое происходит отсечка пара, который выбрасывается в гидроаккумулятор-холодильнник 14, где пар конденсируется. При этом тепловая труба 5 заполняется новой порцией жидкости из гидроаккумулятора-холодильника 14.

Затем цикл работы теплового привода повторяется.

Применение предлагаемого изобретения позволит упростить конструкцию теплового привода и повысить его работоспособность в процессе преобразования тепловой энергии в механическую, а в ряде случаев утилизировать тепло горячих газов, обеспечивая более высокую экологичность и экономичность работы производств теплоэнергетики.

Изобретение относится к устройствам, преобразующим тепловую энергию в механическую, а более конкретно к тепловому приводу, обеспечивающему утилизацию тепла отводящих газов котельной и использование их энергии для привода, например конвейера удаления шлама. Тепловой привод содержит последовательно расположенные в парожидкостном тракте испаритель, заполненный кипящей жидкостью, парожидкостный патрубок, тепловую трубу, гидрорукав, гидродвигатель и холодильник. Холодильник совмещен с гидростатическим гидроаккумулятором, где последний расположен над тепловой трубой и парожидкостным патрубком, соосно с ним и отделен от него перегородкой, имеющей сквозное отверстие с клапаном, выполненным в виде подвижного золотника, расположенного на штоке, закрепленном к дну тепловой трубы, и снабженного свободно установленными и охватывающими золотник, поплавком и пружиной, размещенными между клапаном и буртом, которые связаны с золотником, а верхняя часть тепловой трубы сообщена с испарителем наклонно установленным патрубком, сечение которого значительно больше сечения проектируемого потока жидкости, поступающей самотеком от тепловой трубы в испаритель. 1 ил.

Тепловой привод, содержащий последовательно расположенные в парожидкостном тракте испаритель, заполненный кипящей жидкостью, парожидкостный патрубок, тепловую трубу, гидрорукава, гидродвигатель и холодильник, отличающийся тем, что холодильник совмещен с гидростатическим гидроаккумулятором, где последний расположен над тепловой трубой и парожидкостным патрубком соосно с ним и отделен от него перегородкой, имеющей сквозное отверстие с клапаном, выполненным в виде подвижного золотника, расположенного на штоке, закрепленном к дну тепловой трубы, и снабженного свободно установленными и охватывающими золотник поплавком и пружиной, размещенными между клапаном и буртом, которые связаны с золотником, а верхняя часть тепловой трубы сообщена с испарителем наклонно установленным патрубком, сечение которого значительно больше сечения проектируемого потока жидкости, поступающей самотеком от тепловой трубы в испаритель.