Способ преобразования тепловой энергии в механическую Советский патент 1987 года по МПК F03G7/06 

11

И:5обретение относится к машиностроению, а именно к способам преобразования тепловой энергии в механическую, может быть использовано для перекачивания жидкости при увеличенном диапазоне создаваемых напоров, а также для зарядки газогидравлических аккумуляторов средних давлений с использованием низкопотенциальной тепловой энергии, включая естественные перепады температур между жидкими средами, и является усовершенствованием способа по авт. св. № 1216420.

Цель изобретения - повьшение эф- фект1гености путем увеличения создаваемого давления.

На фиг. изображено устройство для осуществления предлагаемого способа в положении, когда одну из рабочих камер и находящееся в ней рабочее тело охлаждают в нижнем положении при контакте с жидким охладителем; на фиг.2 - то же устройство в положении, когда другую рабочую камеру и находящееся в ней рабочее тело нагревают в нижнем положении при контакте с подогретым жидким теплоносителем; на фиг.З - упругая емкость переменного объема с размещенной внутри насосной камерой, разрез.

Устройство для осуще.ствления предлагаемого способа содержит две рабочие камеры 1 и 2 соответственно подогреваемую и охлаждаемую, частично заполненные рабочей жидкостью 3, например водным раствором аммиака, соединенные между собой жидкостево- дом 4 и расположенные на противоположных плечах коромысла 5. Подогреваемая камера 1 установлена над подогретым жидким теплоносителем 6, а охлаждаемая камера 2 - над жидким охладителем 7. В подогреваемой камере 1 выделена эластичной пленкой 8 емкость 9 переменного объема, соединенная трубопроводом 10 с упругой емкостью 1I переменного объема, установленной на противоположном плече коромысла 5. Емкости 9 и 11 и трубопровод 10 заполнены дополнительной дебалансной жидкостью 12. Трубопровод 10 жестко соединен с жидкосте водом 4 связками 13. Подогретый жидкий теплоноситель 6- отделен от жидкого охладителя 7 термоизолирующей стенкой 14, на которой установлено

0

5

0

5

6482

на оси 15 коромысло 5. В упругой емкости 11 расположена насосная камера 16, образованная упруго- эластичной стенкой 17, соединенной

со стенкой упругой емкости 11 жесткими связками 18, через одну из которых насосная камера 16 гидравлически соединена с насосной магистралью 9, а через другую - с всасывающей магистралью 20, причем в магистрали 19 установлен обратный клапан 21, открытый со стороны камеры 16, а в магистрали 20 установлен обратный клапан 22, открытый со стороны всасьшающей магистрали 20.

При реализации предлагаемого способа устройство работает следуюп1им образом.

Камеру 2 вместе с заполняющей ее рабочей жидкостью 3 - водным раствором аммиака - охлаждают в нижнем положении при контакте камеры 2 с жидким охладителем 7 (фиг.1). При охлаждении растворимость аммиака в воде увеличивается, и водный раствор поглощает аммиак, вследствие чего давление в камерах 1 и 2 уменьшается, и дополнительная дебалансная жидкость 12 перемещается по трубопроводу 10 из упругой емкости 11 в емкость 9. На коромысле 5 из-за перераспределения жидкости 12 между емкостями 11 и 9 создается момент весового дебаланса, под действием

5 которого коромысло 5 поворачивается вокруг оси 15. Охлаждаемая камера 2, находящаяся слева, перемещается в верхнее положение, поднимаясь над уровнем жидкого охладителя 7, а нагреваемая камера 1 - в нижнее положение, погружаясь в подогретый жидкий теплоноситель 6 (фиг.2). Рабочая жидкость 3 по жидкостеводу 4 сливается из камеры 2 в камеру 1, находящуюся справа. Камеру I вместе с заполняющей ее рабочей жидкостью 3 - водным раствором аммиака - нагревают в нижнем положении при контакте камеры 1 с подогретым жидким теплоносителем 6.

При нагревании растворимость аммиака в воде уменьшается, и газообразный аммиак выделяется из водно- 2 го раствора, вследствие чего давление в камерах 1 и 2 увеличивается, и дебалансная ж щкость 12 перемещается по трубопроводу 10 из емкости 9 в емкость 11. На коромысле 5 из-за

0

5

0

3

обратного перераспределения жидкости 12 между емкостями 9 и 11 создается момент весового дебаланса прот воположного направления по сравнени с моментом дебаланса в предшествующей фазе процесса. Коромысло 5 под действием момента весового дебаланса поворачивается вокруг оси 15 в обратном направлении, и устройство возвращается в исходное положение, показанное на фиг.1, после чего процесс периодически повторяют.

При заполнении упругой емкости 11 последняя увеличивается в объеме под действием на ее упругую стенку увеличенного давления дебалансной жидкости 12. Это давление передают на упругоэластичную стенку 17 меньшей площади размещенной внутри емкости 11 и заполненной перекачиваемой жидкостью насосной камеры 16 с помощью соединяющих стенки емкости 11 и камеры 16 жестких связок 18. ; Вследствие того, что площадь стенки емкости 1 1 су1 ;ественно больше площади стенки 17 насосной камеры 16, по вьшение давления в емкости I1 вызывает растяжение стенки емкости I1 и стенки 17 камеры 16, в результате чего из магистрали 20 через клапан 22 в камеру, 16 всасывается перекачиваемая жидкость. Одновременно при растяжении стенки емкости 1I и стенки 17 16 в них запаса«г- ется энергия, определяемая силами упругости стенок емкости 11 и камеры 16. При дальнейшем уменьшении давления дебалансной жидкости 12 . емкость 11 и камера 16 сжимаются Под действием упругости их стенок, при этом силы упругости стенки ем- I 1 передаются на сТенку 17

1,56484

камеры 16 с помощью жестких связок 18. При сжатии насосной камеры 16 осуществляют нагнетание из нее перекачиваемой жидкости через клапан 21 5 в напорную магистраль 19.

Уменьшение давления всасывания в насосной камере 16 и увеличение в ней давления нагнетания по сравнению с минимальным и максимальным

0 давлением в упругой емкости 1 1 достигается за счет передачи через жесткие связки 18 давления, действующего на большую площадь стенки емкости 1 1 на меньшую площадь стенки 1 7

5 камеры 16. Увеличение давления нагнетания обеспечивает более эффективное использование предлагаемого способа при преобразовании в механическую энергию низкопотенциального

20 тепла.

Формула изобретения

Способ преобразования тепловой энергии в механическую по авт.св. № I216A20, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности путем увеличения создаваемого давления, переменное давление

дебалансной жидкости на упругую стенку емкости переменного объема передают на упругоэластичную стенку меньшей площади, размещенной внутри этой емкости и заполненной перекачиваемой жидкостью насосной камеры с помощью соединяющих эти стенки жестких связок, и под действием переменного давления в насосной камере осуществляют всасывание в последнюю

перекачиваемой жидкости из всасывающей магистрали и нагнетание перекачиваемой жидкости в напорную магистраль.

19

Изобретение относится к машиностроению и м.б. использовано при перекачивании жидкости (Ж) при увеличенном диапазЬне создаваемых напоров. Изобретение позволяет повысить эффективность путем увеличения создаваемого давления. При запол-- нении Ж емкости (Е) I1 последняя увеличивается в объеме под действием на П16 ее упругую стенку давления дебаланс- ной Ж 12. Это давление передают на упругоэластичную стенку 17 насосной камеры (К) 16, заполненной перекачи-- ваемой Ж, с помощью жестких связок 18. Повышение давления в Е М вызьша- ет растяжения ее стенки и стенки 17, в результате чего из магистргши 20 через клапан 22 в К 16 всасьшается перекачиваемая Ж. Одновременно при растяжениях стенки Е I1 и стенки 17 в них запасается энергия. При уменьшении давления дебалансной Ж I2 емкость П и К 16 сжимаются под действием упругости их стенок, при этом силы упругости стенки Е 1I передаются на стенку 17 К 16 с помощью связок 18. При сжатии К 16 осуществляют нагнетание из нее перекачиваемой Ж в напорную магистраль 19. 3 ил. с (Л « со ел С35 00 гч

л

Й/г.З

Составитель Л.Тугарев Редактор Е.Папп Техред Н.ГлущенкоКорректор Л.Патай

Заказ 2330/34 Тираж 426Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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