Тепловой двигатель Советский патент 1987 года по МПК F03G7/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям, в которых для получения механической энергии используются тепловые деформации рабочих элементов из сплавов с термомеханической памятью формы, например из нитинола.

Цель изобретения - повышение удельной мощности и надежности путем развития теплообменной поверхности и установления непосредственного Взаимодействия элемента с излучением источника нагрева.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого двигателя на фиг. 2 - участок рабочего элемента с фиксирующими положение его оси подшипниками и.с рычагами для осуществления его вращения вокруг своей неподвижной оси при обработке элемен та с целью придания ему термомеханической памяти формы, аксонометрический вид на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 в момент, когда свободная от теплоизоляции поверхность рабочего элемента обращена к источнику охлаждения (находится в тени) , на фиг. 4 - то же, в момент, когда свободная поверхность рабочего элемента обращена к источнику нагрева (стрелками показано направление теплового потока).

Двигатель содержит изогнутьй рабочий элемент 1 в виде тепловой трубы 2 с термомеханической памятью формы, выраженной в кручении трубы 2 вокруг неподвижной собственной оси, крестообразно расположенные подшипники 3 и электрогенератор 4, кинематически связанный с одним концом рабочего элемента 1. Элемент 1 установлен по спирали в одной плоскости и вьшолнен в виде соединенных между собой посредством размещенных в подшипниках 3 трубчатых теплоизо- ляционньк вставок 5 участков 6. Внутренние пространства участков 6 трубы 2 и вставок 5 сообщены между собой и заполнены капиллярным матери

алом 7, пропитанным легкокипящей жид- 50 оси, подшипники и электрогенератор,

костью. Участки 6 трубы 2 с одной

стороны по длине полуокружностей

их поперечных сечений покрыты гибким

теплоизоляционным материалом 8, накинематически связанный с одним концом рабочего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности и надежности

пример резиной. Прикрепленные к тру-55 путем развития теплообменной поверхбе 2 рычаги 9 (фиг. 2) служат-длянести и установления непосредственее деформации в процессе приданияного взаимодействия элемента с излуее участкам 6 термомеханической па-чением источника нагрева, рабочий

элемент установлен по спирали в од

0

Для придания участ1$;у 6 трубы 2 свойства термомеханической памяти формы его стенки одновременно в нескольких местах вращают при помощи рычагов 9 по направлению стрелок, показанных на фиг. 2, на угол 180°. Обеспечивая при этом соответствующие термические условия, можно добиться того, что изменение температуры участка 6 трубы 2, например, от 35 до 60°С приведет к повороту его стенки на угол 180° (фиг. 2). Изменяя условия термообработки и продолжая вращение рычагов 9 по направ5 лению стрелок, можно добиться такой памяти, которая приведет к возврату участка 6 в первоначальное положение при изменении температуры . от 60 д0 35°С.

Предлагаемый двигатель работает следующим образом.

Обращенная к солнцу (или к другому источнику тепла) не защищенная теплоизоляционным материалом 8 сторона трубы 2 (фиг. 4) нагревается от 35 до в результате поглощения тепла. Поглощенное тепло переносится легкокипящей жидкостью и равномерно распределяется по всем участкам 6 трубы 2. В результате проявления эффекта термомеханической памяти труба 2 поворачивается вокруг собственной изогнутой оси на 180. В результате не защищенная тепло5 изоляционным материалом 8 сторона трубы 2 оказывается в тени и охлаждается (фиг. 3) от 60 до 35°С, что приводит к дальнейшему повороту трубы 2 вокруг собственной оси на .

0 В дальнейшем указанный цикл повторяется.

Формула изобретен и я

5 Тепловой двигатель, содержащий изогнутый рабочий элемент в виде тепловой трубы с термомеханической памятью формы, выраженной в кручении трубы вокруг неподвижной собственной

5

0

кинематически связанный с одним концом рабочего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности и надежности

31283А364

ной плоскости и вьшолнен в виде сое- вставок участков, причем участки с диненных между собой посредством одной стороны по длине полуокруж- дополнительно размещенных в подтип- ностей их поперечных сечений покрыты никак трубчатых теплоизоля1щонных гибким теплоизоляционным материалом.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям, в которых для получения механической энергии используются тепловые деформации рабочих элементов (РЭ) из сплавов с термомеханической памятью формы, например из нитинола. Изобретение позволяет повысить удельную мощность и надежность путем развития теплообменной поверхности и установления непосредственного взаимодействия РЭ с излучением источника нагрева. РЭ 1 установлены по спирали в одной плоскости и вьшолнены в виде соединенных между собой посредством размещенных в подшипниках 3 трубчатых теплоизоляционных вставок 5 участков 6. Последние с одной стороны по длине полуокружностей их поперечных сечений покрыты гибким теплоизоляционным материалом (ТМ). Обращенная к солнцу не защищенная ТМ сторона трубы (Т) 2 нагревается от 35 до . Поглощенное тепло переносится легкокипящей жидкостью и равномерно распределяется по всем участкам 6 Т 2. Б результате проявления эффекта термомеханической памяти Т 2 поворачивается вокруг соб- ственной изогнутой оси на 180°. В- результате не защищенная ТМ сторона Т 2 охлаждается от 60 до 35°С, что приводит к дальнейшему повороту Т 2 вокруг оси на 180. 4 ил. с ® (Л С м« h to эо : DO СП) Йл./

А-А

ФигЛ

Фиг.

Редактор М.Дьшын

Заказ

Тираж 427Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель Л.Тугарев Техред М.Ходанич

Корректор А.Обручар