Тепловой двигатель Советский патент 1986 года по МПК F03G7/06 

Изобретение относится к преобразованию тепловой энергии в механическую энергию вращения при взаимодействии выполненного в виде тепловой трубы гибкого шланга с прижимными роликами а именно к тепловым двигателям, явля- усовершенствованием известного теплового двигателя по авт.св. № 937761 и может быть использовано в качестве привода различных автома- тических устройств.

Цель изобретения - стабилизация режима работы путем автоматического регулирования интенсивности нагрева испарительной камеры и степени прижа- тия роликов к гибкому шлангу на участке транспортировки конденсата.

На фиг. 1 изображен предлагаемый тепловой двигатель при работе в заданном режиме, общий вид; на фиг. 2 - то же, при отклонении режима работы от заданного.

Двигатель содержит тепловую трубу 1 с иснарительной 2 и конденсационной 3 камерами, соединенными гибким замкнутым шлангом 4, и рабочий орган в виде укрепленного на выходном валу 5 турникета 6 с прижимными: роликами 7. Корпус 8 двигателя и тепловая труба 1 выполнены в виде концентрич- ньпх колец, а вал 5 турникета 6 расположен по их оси с обеспечением контакта всех прижимных роликов 7 с гибким шлангом 4. Тепловая труба 1 снабжена нагревателем, разделенным на две части 9 и 10, установленным тз районе испарительной камеры 2, и радиатором 11, установленным в районе конденсационной камеры 3. На участке 12 транспортировки конденсата внутри гибкого шланга 4 тепловой трубы 1 размещен капиллярно-пористый заполнитель 13.

Двигатель снабжен также следящим стабилизатором режима его работы в виде дебалансного сильфонного преобразователя 14 энергии давления в механическую, полости сильфонов 15 и 16 которого автономно сообщены через штуцеры 17 и 18 дополнительными гибкими шлангами 19 и 20 с полостями конденсационной 3 и испарительной 2 камер. Преобразователь 14 установлен на шарнирной опоре 21, жестко связанной с жесткой подвеской 22 кольца корпуса 8. Сильфоны 15 и 16 преобразователя 14 герметично соосно сочленены с перемычкой 23 с одной стороны

и с заглушками 24 с другой- В заглушках 24 выполнены каналы 25 и 26, сообщающие полости шлангов 19 и 20 с полостями сильфонов 15 и 16, Заглушки 24 соединень между собой штангами 27, пропущенными через подшипники 28 скольжения, расположенные в перемычке 23.

По оси заглушек 24 расположены шпильки 29 с навинченными на них грузами 30, левый из которых имеет вес Р, , а правьм - (фиг. 1), образующими относительно шарнирной опоры 21 балансирные плечи ,и соответственно и создаюш 1ми относительно этой опоры 21 моменты Р Е и Р- t соответственно. Кольцо корпуса 8 выполнено из двух частей 31 и 32 с разъемами: 33 и 34 вдоль его оси. Разъем 33 расположен в зоне выхода из конденсационной камеры 3, а разъем 34 - в зоне примыкания частей 9 и 10 нагревателя к испарительной камере 2. Части 31 и 32 кольца корпуса 8 соединены между собой по наружной поверхности при помощи шарнира 35, располо- женного в зоне разъема 33, а нагреватель разделен на части-9 и 10 разъемом 34. Часть 32 кольца корпуса 8, примьжагощая к участку 12 транспортировки конденсата, соединена дополнительной тягой 36 с дебалансным силь- фонным преобразователем 14 посредством шарниров 37,

Двигатель работает следующим образом.

За счет градиента давления, существующего между испарительной 2 и конденсационной 3 камерами, газообразная теплоносителя тепловой трубы 1 с большой скоростью устремляется из испарительной 2 в конденсационную 3 камеру, однако встречает на пути сужение гибкого шланга 4 на паровом участке, вызванное прижимным роликом 7. В этом месте появляется тангенциальное усилие, приводящее турникет 6 и связанный с ним выходной вап 5 во вращение, осуществляя тем са:мым преобразование тепловой энергия в механическую работу.

Одновременно другой прижимной ро- ли:к 7 вращающегося -турникета 6 взаимодействует с гибким шлангом 4 на участке 12 транспортировки конденсата. В этом месте эластичный капилляр- но-пористьш заполнитель 13 сжимается, образуя зону повышенного давления.

3-12294

котарая перемещается к испарительной камере 2 и гонит перед собой конденсат теплоносителя. Однако в случае резкого сброса нагрузки происходит временное ускорение вращения вала 5 j турникета 6, при этом повышается частота вьщавливания роликами 7 конденсата в испарительную камеру 2, что приводит к резкому увеличению подачи конденсата в испарительную камеру 2, tO а капиллярно-пористьш заполнитель 13 работает в режиме пересыхания. При этом режиме в системе изменяется величина градиента давления, на которую настроен дебалансный 15 сильфонный преобразователь 14 энергии давления в механическую.

Настройка преобразователя 14 на номинальный режим осуществляется перемещением грузов 30 по шпилькам 29 относительно шарнирной опоры 21 до необходимого прижима шланга 4 роли

O 5

0

204

ком 7 на участке 12, При изменении градиента давления в системе изменяется соотношение длин сильфонов 15 и 16, что вызывает перевес левого груза 30 (фиг, 1 и 2) и скольжение его вниз с оттягиванием части 32 кольца корпуса 8 от шланга 4 на участке 12 вместе с частью 10 нагревателя , При этом происходит частичный сброс тепловой нагрузки на испарительную камеру 2, и открываются капилляры заполнителя 13 на участке 12 транспортировки конденсата.

Подача конденсата в испарительную камеру 2 приходит в равновесное состояние, что вызывает перемещение плеч преобразователя 14 в обратном направлении, и между роликом 7 и частью 32 кольца корпуса 8 устанавливается новый зазор, пропорционально новому градиенту давления (в режиме холостого хода),

22 ////// / ////////

М

29

.2