Тепловой двигатель Советский патент 1986 года по МПК F03G7/06 

1 12

Изобретение относится к энергетике, а именно к тепловым двигателям, в которых преобразование тепловой энергии в механическую происходит за счет тепловых деформаций термочувст-- вительных элементов из сплава с тер момеханической памятью, и может быть использовано для привода автономно работающих приборов с использованием тепла природных источников или отхо дов тепловой энергии промьшлешшх ус тановок.

увеличение

Цель изобретения - дельной мощности.

На фиг, 1 изображена кинематичесая схема предлагаемого теплового вигателя; на фиг. 2 - пакет тепловых вигателей 5 смонтированных в трубе ыпуска в атмосферу отходящих горячих газов промышленной установки.

Тепловой двигатель содержит корпус виде полого цилиндра 1, в котором эксцентрично одно относительно друго- гого с возможностью вращения располоены одно внутри другого два кольца в виде установленных в одной плоскости торов 2 и 3. Каждый тор 2 и 3 закреплен посредством кронштейнов 4 и 5 соответственно на своем валу 6 и 7. Валы 6 и 7 с возможностью их параллельного смещения связаны между собой муфтой 8, а торы 2 и 3 связаны между собой гибким термочувствительным элементом 9 в виде проволоки из сплава с термомеханической памятью, причем термочувствительный элемент 9 намотан вокруг торов 2 и 3, выполненных одинаковой толщины, а каждый виток термочувствительного элемента 9 содержит две ветки 10 и 11, расположенные в плоскостях, параллельных плоскости установки торов 2 и 3, На внутренней поверхности цилиндра 1 выполнены две эксцентричные канавки 12 и 13, а двигатель содержит средство изменения эксцентриситета торов 2 и 3, выполненное в виде установленных соответственно в канавках 12 и 13 крестообразных держателей 14 и 15, в каждом из которых, в свою очередь, установлено по валу 6 и 7. Ось вала 6 совпадает с центром крестообразного держателя 14, а ось вала 7 смещена относительно центра своего крестообразного держателя 15 на величину эксцентриситета канавок 12 и 13. Ветви термочувствительного элемента 9, расгкшоженные ниже плоскости, прохо392

дящей через оси валов 6 и 7, а с .ле- довательно, и через центры Торов 2 и 3, размещены в зоне нагрева, а выше указанной плоскости - в зоне охлаждеНИН (фиг . 1 ) ,

в варианте выполнения устройства (фиг. 2) пакет тепловых двигателей смонтирован в трубе 16 выпуска в атмосферу отходящих горячих газов промьплленной установки. В трубе 16 установлена перегородка 17, разделяющая ее объем на два канала 18 и 19, Канал 18 предназначен для пропускания горячих газов, а канал 19 - для

перемещения в нем атмосферного воздуха под действием естественной тяги. В этом случае в качестве цилиндра 1 использована труба 16, а в качестве держателей 14 и 5 - перегородка 17.

Тепловой двигатель работает следующим образом. I

Ветви термочувствительного элемента 9, которые находятся ниже плоскости, проведенной через оси валов 6 и

7(фиг. 1), в результате теплового воздействия претерпевают структурное превращение и проявляют эффект термомеханической памяти, т.е. начинают сжиматься. Усилие, развиваемое отдельно взятой ветвью термочувствительного элемента 9 при восстановлении формы, передается торам 2 и 3. Если линия действия этого усилия не совпадает с центрами торов 2 и 3, то

на торы 2 и 3 действует два противоположно направленных момента. В результате неравенства этих моментов система приводится во вращение в направлении действия большего по ве-

личине момента. В случае, изображенном на фиг. 1, система будет вращаться по часовой стрелке, т.е. в направлении момента, действующего на тор. 2.

8результате вращения торов 2 и 3 йосстанавливающие свою форму ветви

термочувствительного элемента 9 переносятся вд1)ль зоны нагрева и одновре-; менно постепенно сжимаются. При выходе из зоны нагрева ветви термочувствительного элемента 9 приобретают

свою прежнюю длину. В последующем эти ветви входят в зону охлаждения и при понижении температуры переходят из высокотемпературного в низкотемпера-

турное структурное состояние. Так как в низкотемпературном состоянии сплавы с термомеханической памятью сравнительно легко деформируются, при пе

ремещении ветвей термочувствительно о элемента. 9 вдоль зоны охлаждения они постепенно растягиваются и при выходе из зоны охлаждения принимают максимально растянутую форму. Далее ветви термочувствительного элемента 9 вновь входят в зону нагрева, и процесс повторяется указанным образом. Термочувствительный элемент 9 равномерно намотан вокруг торов 2. и 3, в результате чего часть ветвей термочувствительного элемента 9 постоянно находит- :ся в зоне нагрева и путем восстанов

ления cHoeii формы обеспрчилпгт непрерывное вращательное движение ТОРОН 2 и 3. Вращение торов 2 и 3 чсре кронштейны 4 и 5 передается вапам 6 и 7 и далее потребителям механической энергии. Путем поворота держателей 1А и 15 в канавках 12 и 13 относительно неподвижного цилиндра 1 экспериментальным путем устанавливается наиболее оптимальный режим работы термочувствительного элемента 9, позволяющий добиваться наибольшей мощно- сти устройства.

/3

/

15

15

11

Составитешь Л. Тугарев Редактор А, Козориз Техред О.Сопко Корректор Л. Патай

Заказ 2750/35

Тираж 447 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, , Раушская набо, д. 4/5

Производственно полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4