Тепловой двигатель Ермакова-Канера Советский патент 1985 года по МПК F03G7/02 

Изобретение относится к машине- и приборостроению, а именно, к устройствам для получения механической энергии, использующим расширение или сокращение тел, вызываемые изменением температуры, и .может быть использовано для привода различных механизмов за счет энергии солнечного излучения. Известен тепловой двигатель, содержащий статор и ротор, взаимодействующие между собой посредством термочувствительного элемента из сплава с термомеханической памятью формы и подвижный солнцезащитный экран 1. Недостатками этого двигателя являются сложность его конструкции, обусловленная наличием дополнительного механизма для преобразования возвратно-поступательного перемещения термочувствитель-ного элемента во вращение ротора и солнцезащитного экрана, соединенного с этим механизмом системой рычагов, а также недостаточная мощность, обусгповленная использованием для работы двигателя несконцентрированного излучения, наличием единственного термочувствительного элемента и совмещением в пространстве зон его нагрева и охлаждения. Наиболее близким к предлагаемому является тепловой двигатель, содержащий статор и ротор, взаимодействующие между собой посредством силовых термочувствительных элементов из сплава стермомеханической памятью формы, нагреватель с линзовым концентратором излучения и охладитель 2. Этот тепловой двигатель по сравнению с другими более приспособлен к использованию солнечной энергии, однако сложность конструкций механизма преобразования поступательного перемещения термочувствительных элементов во вращение ротора снижает его надежность и повыщает стоимость изготовления и эксплуатационные расходы. Цель изобретения - упрощение конструкции. Указанная цель достигается тем, что в тепловом двигателе, содержащем статор и ротор, взаимодействующие между собой посредством силовых термочувствительных элементов из сплава с термомеханической памятью формы, нагреватель с линзовым концентратором излучения и охладитель, термочувствительное элементы выполнены в виде множества установленных по всей цилиндрической .поверхности ротора с одно-сторонним тангенциальным относительно ротора направлением проволок, термомеханическая память которых выражена в изменении их длины, а статор выполнен в виде прозрачного для теплового излучения полого перфорированного цилиндра с шероховатой внутренней поверхностью, причем в отверстиях перфорации, обращенных к нагревателю, установлены линзы. Кроме того, термочувствительные элементы выполнены из сплава, термомеханическая память которого выражена в знакопеременном изменении их длины. Такое техническое решение обеспечивает надежную работу одновременно многих термочувствительных элементов как при нагреве, так и при охлаждении, и при этом содержит минимальное количество простеиших конструктивных элементов, На фиг. 1 представлен двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2. (зона взаимодействия элементов ротора и статора двигателя). Двигатель содержит статор 1, выполненный в виде прозрачного для теплового излучения полого перфорированного цилиндра с шероховатой внутренней поверхностью 2. В отверстиях 3 перфорации статора 1, обращенных к наТревателю (источнику излучения Q) установлены линзы 4. Остальные отверстия 3, открытые для доступа воздуха из окружающей среды, образуют охладитель. Полый цилиндр статоР выполнен,- например, из стекла или прозрачной пластмассы и снабжен крыщками 5, выполненными в виде подшипников скольжения, а также фланцем 6 для закрепления на месте применения. Внутри статора установлен ротор 7, взаимодействующий со статором 1 посредством силовых термочувствительных элементов 8 из сплава с термомеханической памятью формы. Термочувствительные элементы 8 выполнены в виде множества установленных по всей цилиндрической поверхности ротора 7 с одпосторонним тангенциальным относительно ротора 7 направлением проволок из сплава, термомеханическая память которого выражена в знакопеременном изменении их длины, например из сплава Мп - 15% Ni (по массе). При этом длина проволочных элементов 8 при температуре ниже + 1.10°С номинальная, при 4- 120°С их длина на 5- 10% больше номинальной, а при температуре выше + 130° длина элементов 8 снова равна номинальной. Ротор 7 содержит металлический или пластмассовый корпус 9, который закреплен с помощью щпонки 10 на выходном валу 11, который установлен в крышках 5 статора 1, являющихся подшипниками скольжения, с возможностью вращения. Выходной вал 11 предназначен для соединения с устройством - потребителем механической энергии вращения. Тепловой двигатель работает следующим образом. При воздействии на статор 1 теплового излучения Q, например солнечной радиации (на фиг. 2 показано параллельными стрел

1. Тепловой двигатель, содержащий статор и ротор, взаимодействующие между собой посредством термочувствительных элементов из сплава с термомеханической памятью формы, нагреватель с линзовым концентратором излучения и охладитель, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, термочувствительные элементы выполнены в виде множества установленных по всей цилиндрической поверхности ротора с односторонним тангенциальным относительно ротора наклоном проволок, термомеханическая память которых выражена в изменении их длины, а статор выполнен в виде прозрачного для теплового излучения полого перфорированного цилиндра с шероховатой внутренней поверхностью, причем в отверстиях перфорации, обращенных к нагревателю, установлены линзы . 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что термочувствительные элементы выполнены из сплава, термомеханическая память которого выражена в знакопеременном изменении их длины. (Л со сд