Гидравлический тепловой двигатель Советский патент 1984 года по МПК F03G7/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям, в которых тепловая энергия используется для перемещения погруженных в жидкость камер переменного объёма за счет изменения их плавучести, и может быть использовано для привода механизмов различного назначения, в основном работающих в удалении от традиционных источников энергии, с потреблением энергии природных источников тепла.

Известен гидравлический тепловой двигатель, содержащий ротор, соединенный механической связью в виде бесконечной трансмиссии с камерами переменного объема, заполненными рабочим телом в виде смеси газа и его жидкого растворителя, при этом часть камер погружена в жидкостьтеплоноситель 1 .

Недостатками этого двигателя являются относительная сложность конструкции, обусловленная наличием множества закрепленных на трансмиссии камер, а также малая интенсивность теплообмена между теплоносителем и рабочим телом из-за их разделения оболочкой камеры.

Наиболее близким к изобретению является гидравлический тепловой двигатель, содержащий заполненный жидкостью-теплоносителем статор с установленным в нем ротором, соединенным механической связью с камерой переменного объема, стенки которой выполнены в виде торцовых дисков и прикрепленной к ним гибкой герметичной оболочки, при этом диски соединены между собой разжимающими элементами из материала с термомеханической памятью 2.

В этом двигателе обеспечивается непосредственный контакт теплоносителей с термочувствительными разжимающими элементами и повышение за счет этого интенсивности теплообмена.

Однако конструкция этого двигателя усложнена из-за выполнения механической связи в виде бесконечной трансмиссии и необходимости установки вдоль этой трансмиссии множества камер для обеспечения работоспособности.

Целью изобретения является упрощение конструкции путем обеспечения вращения ротора за счет деформаций единственной камеры.

Указанная цель достигается тем, что в гидравлическом тепловом двигателе, содержащем заполненный жидкостью-теплоносителем статор с установленным в нем ротором, соединенным механической связью с камерой переменного объема, стенки которой выполнены в виде торцовых дисков и прикрепленной к ним гибкой герметичной оболочки, при этом диски соединены между собой разжимающими элементами из материала с термомеханической памя;тьк), механическая связь выполнена в виде сферических шарниров, расположенных в центрах дисков и на оси вращения ротора, и жестко прикрепленных к каждому из дисков конических зубчатых колес внутреннего IJ зацепления, а также образующих с последними кинематические пары конических жестко закрепленных на оси ротора зубчатых колес с образующими зубьев каждой пары последних, проходящими через центры соответствующих сферических щарниров.

При этом разжимающие элементы выполнены в виде винтовых спиралей.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема описываемого двигателя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

5 Двигатель содержит статор 1, выполненный в виде емкости, заполненной жидкостьютеплоносителем, имеющей большой удельный вес. В статоре 1 установлен ротор 2, соединенный с полой герметичной камерой 3 переменного объема. Стенки камеры 3 вы полнены в виде торцовых дисков 4 и прикрепленной к ним герметичной оболочки 5. Диски 4 соединены между собой разжимающими элементами 6, выполненными в виде винтовых спиралей из материала с термо5 механической памятью. Ротор 2 соединен с камерой 3 механической связью, выполненной в виде сферических шарниров 7, расположенных в центрах дисков 4 и на оси вращения ротора 2, и жестко прикрепленных к каждому из дисков 4 конических -зуб0 чатых колес 8 внутреннего зацепления, а также образующих с последними кинематические пары конических зубчатых колес 9, жестко закрепленных на оси ротора 2, при этом образующие зубьев каждой кинема тической пары проходят через центры соответствующих сферических шарниров 7. Камера 3 погружена в жидкость, нагретую выше температуры структурного превращения материала разжимающих элементов 6, до оси вращения ротора 2. Верхняя половина

0 камеры 3 расположена в холодном окружающем воздухе.

Пунктирными линиями показано исходное статическое положение дисков 4 и оболочки 5, при этом диски 4 параллельны меж ду собой, а разжимающие элементы 6 сжаты на половину их рабочего хода.

Устройство работает следующим образом. При температуре жидкости выше температуры структурного превращения разжи0 мающих элементов 6 те из них, которые расположены ниже оси ротора 2 и находятся в жидкости, проявляют эффект термомеханической памяти, т.е. под действием нагрева начинают разжиматься. Под действием усилий, создаваемых разжимающими элемен5 тами 6, половины дисков 4, находящиеся, ниже оси вращения ротора 2, раздвигаются в жидкости между собой. В это время противоположные половины дисков 4, находя

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТЕПЛОiBOH ДВИГАТЕЛЬ, содержащий заполненный жидкостью-теплоносителем статор с установленным в нем ротором, соединенным механической связью с камерой переменного объема, стенки которой выполнены в виде торцовых дисков и прикрепленной к ним гибкой герметичной оболочки, при этом диски соединены между собой разжимающими элементами из материала с термомеханической памятью, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции путем обеспечения вращения ротора за счет деформаций единственной камеры, механическая связь выполнена в виде сферических щарниров, расположенных в центрах дисков и на оси вращения ротора, и жестко прикрепленных к каждому из дисков конических зубчатых колес внутреннего зацепления, а также образующих с последними кинематические пары конических жестко закрепленных на оси ротора зубчатых катес с образующими зубьев каждой пары последних, проходящими через центры соответ(О ствующих сферических щарниров. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся ел тем, что разжимающие элементы выполнены в виде винтовых спиралей. 00 со