Тепловой двигатель Советский патент 1987 года по МПК F03G7/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для Преобразования тепловой энергии в механическую, и может быть испояьзо- вано при создании тепловых двигателей, в которьк полезную работу получают за счет тепловых деформаций рабочих элементов, выполненных из материалов с термомеханической памятью формы, например из сплава титан - никель.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и массы путем равномерного распределения рабочих дефор- .маций элементов по их длине и поперечному сечению за счет компактного вьшолнения механизма преобразования .- зтих деформаций в одностороннее вращение вала отбора мощности.

На фиг. 1 представлен предлагаемый двигатель, продольный разрез; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1: на 4иг. 3 - полукольца статора, в аксонрметрии.

Двигатель содержит статор 1 с горячим и холодным дуговыми контактами 2 и 3 соответственно горячего и холодного теплообменников 4 и 5, выполненных в виде тепловых труб. К контактам 2 и 3 прижаты с возможно- стЪю скольжения одинаковые рабочие злементы 6 в виде тепловых труб из материала с термомеханической памятью их кручения вокруг своих осей, например из сплава титана и никеля (54-56% никеля, остальное - титан), заполненных капиллярным материалом 7, пропитанным жидким легкокипящим теплоносителем. Элементы 6 жестко соединены одними своими концами с валом 8 отбора мощности, установленным в корпусе 1 на подшипниках 9. Двигатель содержит также механизм 10 преобразования деформаций элементов 6 во вращение вала 8 (фиг. 2), выполненный в виде противоположно закреп- .ленных на статоре 1 двух концентричных .валу 8 полуколец 11 и 12 с разными диаметрами ( соответственно d и d) и выполненных на другом конце каждого элемента 6 двух; цилиндрических выступов 13 и 14 с разными диаметрами (соответственно d и d). Выступы 13 введены во внутренее зацепление с кольцом 11, а выступы 14- в наружное зацетте те с кольцом 12. Для получения вращения вала 8 отбора

мощности без проскальзывания выступов 13 и 14 по полукольцам 11 и 12

должно быть выполнено условие

d, d

Для поддержания постоянного контакта между элементами 6 и контактами 2 и 3 между последними и корпусом установлены пружины 15. Для обеспечения надежности зацепления выступов 13 и 14 с полукольцами П и 12 на их трущиеся поверхности может нанесен материал с большим козф«5нциентом трения, или эти поверхности могут

5 быть выполнены зубчатыми (не показано).

Тепловой двигатель работает следующим образом. . В результате взаимодействия с го0 рячим дуговым контактом 2 рабочих- элементов 6 проявляется эффект термомеханической памяти последних, и они поворачиваются вокруг своих осей по часовой стрелке, зацепляясь высту5 пами 13 с внутренней поверхностью полукольца 11 корпуса, приводя во J вращение против часовой: стрелки вал 8 отбора мощности. При этом выступы 13 проходят по контуру аЬс (4иг. 2).

0 В результате взаимодействия с холодным дуговым контактом 3 элементов 6 последние раскручиваются вокруг своих осей против часовой стрелки, зацепляясь выступами 14 с наружной пое верхностью полукольца 12 корпуса, приводя во вращение против часовой стрелки вал 8 отбора мощности. При этом выступы 14 проходят по контуру cda (фиг. 2). Далее цикл повторяется.

0 В зависимости от выбранных диаметров выступов 13 и 14 и полуколец 11 и 12 рабочие элементы 6 термооб- таботаны таким образом, чтобы за один цикл нагрева и охлаждения вал 8

S отбора мощности совершал один оборот. Таким образом, рабочие злементы 6 совершают полезную работу и при нагреве, и при охлаждении.

0 Фор мула изобретения

Тепловой двигатель, содержащий статор с горячим и холодным дуговыми . контактами теплообменников и одинаковые рабочие элементы в виде тепловых труб из материала с термомеханической памятью и: формы, прижатые с возможностью скольжения к контактам и жестко соединенные одними своими

концами с валом отбора мощности, а также механизм преобразования деформаций элементов во вращение вала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и массы, механизм выполнен в виде противоположно закрепленных на статоре двух концентричных валу полуколец разного

диаметра и выполненных на другом конце каждой трубы друх цилиндрических jHiicTynoB разного диаметра для внутреннего зацепления выступов одинакового диаметра с одним кольцом и наружного зацепления выступов другого ; диаметра сдругим кольцом, а память труб выражена в их кручении вокруг своих осей.

пю

di

13.Ю

di

ю

сриг.з

Изобретение относится к машиностроению. Изобретение позволяет уменьшить габариты и массу двигателя. Последний содержит механизм 10 преобразования деформации элементов (Э) 6 во вращение вала 8, выполненньй в 777 Виде закрепленньпс на статоре 1 двух концентричных валу полуколец (П) 11 и 12 с разными диаметрами. На другом конце каждого Э 6 вьтолнены цилиндрические выступы 13 и 14 с разными диаметрами. При взаимодействии с горячим контактом 2 Э 6 поворачиваются вокруг своих осей по часовой стрелке (ЧС), зацепляясь выступами 13 с внутренней поверхностью ПИ. При этом вал 8 приходит во вращение против ЧС. В результате взаимодействия с хопод- ным контактом 3 Э 6.раскручиваются вокруг своих осей против ЧС, зацепляясь выступами 14 с наружной поверхностью П 12. Вал 8 при зтом вращается против ЧС. 3 ил. i (Л ю 00 СХ) со со со сриг.1

Редактор О. Юрковецкая

Составитель Л, Тугарев Техред Л.Сердюкова

Заказ 7783/29Тираж 427

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полигра(|ическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С. Черни

Подписное