Тепловой двигатель Советский патент 1987 года по МПК F03G7/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям, в которых полезную работу получают за счет тепловых деформаций рабочих элементов, выполненных из материала с термомеханической памятью формы.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 представлен описываемый двигатель, осевой разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Двигатель содержит статор I с горячим и холодным теплообменниками 2 и 3 соответственно. Теплообменники 2 и 3 имеют оппозитно расположенные соответственно горячий и холодный дуговые контакты 4 и 5. На статоре 1 закреплены два оппозитно расположенных коаксиальных опорных конических полукольца 6 и 7, а также установлен при помощи подшипников 8 стан- кообразный ротор 9, соединенный с валом отбора мощности (не показан). На открытом конце ротора 9 радиально установлены рабочие элементы 10 из материала с термомеханической памятью кручения вокруг их продольных осей, например, из тита- ново-никелевого сплава (53-54% никеля, остальное - титан). Элементы 10 прижаты своими первыми концами 1 к горячему и холодному контактами 4 и 5. Теплообменники 2 и 3, контакты 4 и 5 и рабочие элементы 10 выполнены в виде тепловых труб, заполненных капиллярным материалом 12, пропитанным легкокипящим жидким теплоносителем. На вторых концах 13 элементов 10 выполнены конические выступы 14 для попеременного зацепления с полукольцами 6 и 7 статора 1. Для эффективного зацепления выступы 14 и полукольца 6 и 7 выполнены зубчатыми. Соосно с ротором 9 на статоре 1 при помощи подшипников 15 установлен фиксатор 16 положения элементов 10 с гнездами 17 для взаимодействия с последними. На вторых концах 13 элементов 10 установлены соос- но последним дополнительные полуоси 18, размещенные в гнездах 17 фиксатора 16.

Тепловой двигатель работает следующим образом.

В результате взаимодействия с горячим дуговым контактом 4 рабочих элементов 10 проявляется эффект термомеханнческой памяти последних, и они поворачиваются

вокруг своих осей, зацепляясь выступами 14 с неподвижным коническим полукольцом 6 статора 1, соверщая рабочий ход и приводя во вращение по часовой стрелке ротор 9. Одновременно в результате взаимодействия с холодным дуговым контактом 5 рабочих элементов 10 последние, охлаждаясь ниже температуры их термомеханической памяти, становятся легко деформируемыми и, обкатываясь выступами 14 по

полукольцу 7 статора 1, закручиваются вокруг своих осей в противоположном направлении, обеспечивая тем самым многократное последующее повторение рабочего хода. Далее описанный цикл повторяется,

5 в результате чего непрерывно поддерживается вращение ротора 9. Полуоси 18, взаимодействуя с гнездами 17 фиксатора 16, предотвращают прогиб рабочих элементов 10 обеспечивая тем самым надежное зацепление их выступов 14 с полукольцами 6 и 7 0 статора 1.

Формула изобретения

1.Тепловой двигатель, содержащий ста- c тор с теплообменниками, имеющими оппозитно расположенные горячий и холодный дуговые контакты, и с двумя оппозитно расположенными коаксиальными опорными полукольцами, а также установленные на соединенном с валом отбора мощности

п роторе рабочие элементы из материала с термомеханической памятью кручения вокруг их продольных осей, прижатые первыми концами к. горячему и холодному контактам, причем на вторых концах элементов выполнены выступы для попеременного зацепле5 ния с полукольцами статора, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, он снабжен установленным соосно с ротором на статоре при помощи подшипников фиксатором положения элементов с гнездами для взаимодействия с последними, а на

0 вторых концах элементов установлены соосно последним дополнительные полуоси, размещенные в гнездах фиксатора.

2.Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что ротор выполнен стаканообразным, элементы установлены на его открытом конце радиально, а в.ыступы и полукольца выполнены коническими.

w

1416

л-xi

If

13

Фиг. г

Изобретение относится к машиностроению и м. б. использовано в двигателях, в которых полезную работу получают за счет тепловых деформаций рабочих элементов (РЭ), выполненных из материала с термомеханической памятью формы. Изобретение позволяет повысить надежность. На статоре 1 закреплены два оппозитно расположенных коаксиальных опорных конических полукольца (КП) 6 и 7, а также установлен станкообразный ротор 9. На открытом торце последнего радиально установлены РЭ 10. Соосно с ротором 9 на статоре 1 при помощи подшипников 15 установлен фиксатор (Ф) 16 положения РЭ 10 с гнездами 17 для взаимодействия с последними. На вторых концах 13 РЭ 10 установлены СООСНО последним дополнительные полуоси 18, размещенные в гнездах 17 Ф 16. В результате взаимодействия с горячим дуговым контактом 4 РЭ 10 поворачиваются вокруг своих осей, зацепляясь выступами 14 с неподвижным КП 6, совер- щая рабочий ход и приводя во вращение ротор 9. Одновременно в результате взаимодействия с холодным дуговым контактом 5 РЭ 10 последние, обкатываясь выступами 14 по КП 7, закручиваются вокруг своих осей в противоположном направлении, обеспечивая тем самым многократное последующее повторение рабочего хода. Далее описанный цикл повторяется, в результате чего непрерывно поддерживается вращение ротора 9. Полуоси 18, взаимодействуя с гнездами 17 Ф 16, предотвращают прогиб РЭ 10, обеспечивая тем самым надежное зацепление выступов 14 с КП 6 и 7 статора 1.1 3. п. ф-лы, 2 ил. (С (Л // 12 со ю 00 ел 00 о ттпт