Способ преобразования тепловой энергии в механическую Советский патент 1985 года по МПК F03G7/06 

2. Способ поп,1,отличающ и и с я тем, что, с целью повьше ния его эффективности, ограничивают теплообмен между теплопередающей и

;теплоизолирующей жидкостями и окружающей средой теплоизоляцией верхних частей стенок сосу да.

1.СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАЙИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ по авт.ев,№ 931945,.о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, рабочеё тело ,Вкамерах нагревают про- межуточной теплопередающей жидкостью, гидравлически изолированной теплопередающими стенками сосуда от жидкое ти,причем вход и выход камер в теплопередающую жидкость осуществляют через слой плавающей на ее поверхности , и теплоизолирующей ее от окружающей газообразной среды третьей жидкости. :л д :о

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и приборо-строению, а именно к способу преобразования тепловой энергии в механическую с использованием разности температур жидкости и окружающей среды, имеющей более низкую темпераlypy чем жидкость.

По основному авт.св.№ 931945 известен способ преобразования тепло вой энергии в механическую путем погружения в жидкость камер, заполненных термочувствительным рабочим телом, расширения камер с увеличением их плавучести в результате теплообмена с жидкостью, всплытия камер под действием сип плавучести и уменьшения объема и плавучести камер в результате теплообмена с окружающей средой, в качестве рабочего тела используют смесь газа с жидким растворителем, а изменение объема камер осуществляют растворением газа и его выделением из растворителя соответственно при охлаждении и нагревании Щ

Однако данный способ не позволяет использовать тепловую энергию, содержащуюся в жидкости, при температуре окружающей среды ниже точки замерзания жидкости, так как образовавшийся на поверхности этой жидкости замерзший (застывший) слой препятствует прохождению рабочих камер при их всплытии и выходе из жидкости и после охлаждения из окружающей среды, например воздуха при входе этих камер в жидкость,

Так, например, способ не позволяет использовать разность между , температурой воды в водоеме или водостоке, покрытых льдом в зимний период, и температурой окружающего их воздуха, имеющего температуру ниже температуры замерзания воды.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа а именно преобразование тепловой энергии жидкости в механическую при использовании разности температур жидкости и окружающей ее среды, имеющей температуру ниже точки замерзапия этой жидкости,

Поставленная цель достигается тем что согласно способу преобразования тепловой энергии в механическую путем погружения в жидкость камер, заполненных термочувствительным рабочим телом, расширения камер с увеличением их плавучести в результате теплообмена с жидкостью, всплытия камер под действием сил плавучести и уменьшения объема и плавучести камер в результате теплообмена с окружающей средой, в качестве рабочего тела используют смесь газа с жидким растворителем, а изменение объема камер осуществляют растворением газа и его выделением из растворителя при охлаждении и нагреве соответственно, рабочее тело в камерах нагревают промежуточной теплопередаюшей жидкостью, гидравлически изолированной теплопередающими стенками сосуда от жидкости, причем вход и выход камер в теплопередающую жидкость осуществляют через слой плавающей на ее поверхности и теплоизолирующей ее от окружающей газообразной среды третьей жидкости

С целью эффективности известного спо«соба ограничивают теплообмен между теплопередающей и теплоизолирующей жидкостями : и окружающей средой теплоизоляцией верхних частей стенок сосуда,

На чертеже изображено устройство для осуществления способа, продольный разрез.

Устройство содержит ряд герметичных камер 1 переменного объема, образованных упруго-эластичной пленкой, теплоизолированных одна от другой и последовательно расположенных вдоль бесконечной трансмиссии 2, установленной на двух колесах 3 и 4 оси 5 и 6 вращения которых смещены одна относительно другой по вертикали. Камеры 1 частично заполне ны смесью газа и его жидкого раствсшителя. Часть камер 1 погружена в жидкость 7, имеющую точку замерзания при возможно более низкой температуре и заключенную в сосуд 8, например, погруженный в воду-и имеющий стенки с возможно большей тепло проводностью. Верхняя часть 9 стенок сосуда 8 выполнена теплоизолирующей. В сосуде 8 верхний слой образовйн жидкостью 10, имеющей низкий коэффициент теплопроводности и объемный вес меньше, чем объемный вес жидкости 7. Часть камер 1 погру жена в жидкость 7, а остальные камеры 1 находятся в контакте с окружающей, например воздушной средой 1 Для интенсификации теплообмена между сосудом 8 и водой 12 служат теплообменные плоскости 13, с помощью которых создают конвект-ивные течения в воде 12, интенсифицируюЩие теплообмен масс воды с сосудом 8. Вода 12 покрыта льдом 14, Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом. После раскрутки колес 3 и 4 в направлении указанном стрелкой, вра щение поддерживается за счет теплов энергии. При погружении камер 1,находяпщхся справа от оси вращения (и температура, а следовательно, объем и плавучесть минимальны вследствие охлаждения камер окружающей средой llj, температура в камерах 1 увеличивается, уменьшается соответственно растворимость аммиака в воде. Газообразный аммиак вцделяется из растворителя - воды, увеличивая объем и плавучесть камер 1. При пере- . ходе камер 1 на левую ветвь трансмиссии 2 процесс нагрева и расширения камер 1 продолжается и камеры 1 всплывают под действием возросших сил плавучести. Выход камер 1 из жидкости 7 через жидкость 10 происходит без затруднений. Вынесенное камерами 1 тепло, полученное от жидкостей 7 и 10, содержащихся в сосуде 8, возме-ч щается за счет тепла воды, окружающей сосуд 8. В результате охлаждения ВОДЬ около стенок и теплообменных плоскостей 3 объемный вес воды изменяется,и в массе воды, окружающей сосуд 8, возникают конвективные течения, интенсифицируккцие теплообмен между массой воды и сосудом 8. После выхода камер 1 из жидкостей 7 и 10 происходит их охлаждение окружающей средой П, В результате чего увеличивается растворимость аммиака в воде, газообразный аммиак переходит в раствор и объем камер 1 уменьшается. Охлажденные камеры 1, несмотря на низкую температуру, которую они приобретают,находятся в ок ружающей среде 11, проходя через слой жидкости 10 в жидкость 7, их не замораживают, так как температура замерзания жидкости ниже, чем температура охлаждеиия камер 11,Далее . весь процесс непрерывно повторяется. Предлагаемый способ позволяет использовать его при использовании тепловой энергии водоемов и водотоков,, покрытьпс льдом, при температуре воздуха ниже температуры замерзания воды.