Установка для преобразования тепловой энергии в механическую Советский патент 1987 года по МПК F03G7/04 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к устройствам преобразования тепловой энергии в механическую с использованием разности температур жидкост и окружающей среды.

Целью изобретения является использование разницы зимних температур воды подо льдом и окружающего воздуха.

На чертеже изображена конструктивная схема предлагаемой установки. Установка содержит смонтированную на льду на поверхности водоема 1 (реки, озера, моря и т.п.) платформу (не показана), на которой на опоре 2 шарнирно установлено коромысло 3. На противоположных концах коромысла 3 над водоемом 1 с помощью шарниров 4 и рычагов 5 установлены рабочие камеры 6 и 7, заполненные термочувствительным рабочим телом, например жидким пропаном, занимающим 90% объема камер 6 и 7. В платформе (не показана) и соответственно во льду выполнены отверстия 8 для опускания рабочих камер 6 и 7 ниже уровня льда Рабочие камеры 6 и 7 соединены посредством подвижных стенок, выполненных в виде установленных в гидроцилиндрах 9 и 10 поршней 11 и 12, с насосными камерами 13 и 14 соответственно, заполненными перекачиваемой жидкостью - водой из водоема 1. Насосные камеры 13 и 14 соединены с водоемом 1 посредством всасывающих обратных клапанов 15 и 16 соответственно. Установка содержит также соединенный с насосными камерами 13 и 14 посредством нагнетательных обратных клапанов 17 и 18 соответственно гидравлический аккумулятор 19. Последний гидравлически подключен к гидродвигателю 20, вал 21 которого состыкован с валом 22 электрогенератора 23. Средства нагрева камер 6 и 7 вьтолнены в виде погруженных в водоем 1 размещенных под камерами 6 и 7 емкостей 24 и 25 с теплопроводными стенками, заполненных незамерзающей жидкостью, например антифризом. Для лучшего теплообмена с окружающей водой водоема 1 емкости 24 и 25 имеют ребра 26. Средством охлаждения рабочих камер 6 и 7 является воздушная среда 27 над водоемом 1. Насосные камеры 13 и 14 установлены неподвижно и соединены с рабочими

камерами 6 и 7,установленными между последними и порщнями 11 и 12, г ибкими трубопроводами 28. На концах коромысла 3 над рабочими камерами 6 и 7 установлены теплоизоляционные крышки 29 для закрывания емкостей 24 и 25 при погружении в них рабочих камер 6 и 7.

Установка работает следующим образом.

Заполняющий рабочие камеры 6 и 7 пропан имеет низкую температуру кипения (-42°С), следовательно, при такой температуре окружающей воздушной среды 27 он находится в состоянии покоя, и избыточное давление в камере 6 или 7, приподнятой над водоемом 1, равно нулю. При опускании камеры 6 в емкость 24, заполненную антифризом, температура которого равна

температуре воды в водоеме 1, т.е. 4 С, пропан закипает и давление в камере 6 увеличивается. Пары пропана под избыточным давлением по гибкому трубопроводу 28 устремляются в гидроцилиндр 9 и давят на поршень 11, перемещая его вправо и вытесняя воду находящуюся в запоршневой части

гидроцилиндра 9, в насосную камеру 13 и через клапан 17 в гидравлический аккумулятор 19. За счет того, что часть паров из камеры 6 поступила в гидроцилиНдр 9, камера 6 становится

легче и всплывает из емкости 24. После охлаждения камеры 6 воздушной средой 27 пропан в камере 6 начинает конденсироваться, давление в камере 6 падает и поршень 11 гидроцилиндра 9 перемещается влево, вытесняя пары из гидроцилиндра 9 в камеру 6. В насосную камеру 13 через клапан 15 из водоема 1 засасывается вода и поступает в правую часть гидроцилиндра 9. Во время всплытия камеры 6 за счет жесткой связи между камерами 6 и 7 через коромысло 3 вторая камера 7 погружается в емкость 25. Процесс испарения пропана в камере 7

происходит аналогично описанному процессу его испарения в погруженной в емкость 24 камере 6. Пары под давлением из камеры 7 по гибкому трубопроводу 28 поступают в гидроцилиндр 10,

перемещая поршень 12 влево и вытесняя жидкость из гидроцилиндра 10 через клапан 18 в гидравлический аккумулятор 19. Из гидравлического аккумулятора 19 вода под значительным

давлением поступает на гидродвига- тель 20, который совершает работу, т.е. вращает вал 22 электрогенератора 23.

Чем ниже температура окружающей воздушной среды 27, тем большую мощ- ность будет развивать установка. Для повышения мощности установки к одному гидравлическому аккумулятору 19 может быть подсоединено несколько аналогичных пар рабочих камер 6 и 7.

Формула изобретения

1. Установка для преобразования тепловой энергии в механическую, содержащая установленные на противоположных плечах коромысла над водоёмом рабочие камеры, заполненные термочувствительным рабочим телом, соединенную с одной из рабочих камер посредством подвижной стенки насосную камеру, заполненную перекачиваемой жидкостью, а также средства нагрева и охлаждения камер, отличающаяся тем, что, с целью использования разницы зимних температур воды подо льдом и окружанщего воздуха, она снабжена гидравлическим

Составитель Л. Тугарёв Редактор С. Пекарь Техред Л.Сердюковз Корректор С. Черни

Заказ 4621/33 Тираж 426Подписное

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

аккумулятором, гидродвигателем и соединенным с последним электрогенератором, а также еще одной насосной камерой, соединенной посредством дополнительно установленной подвижной стенки с другой рабочей камерой, средства нагрева выполнены в виде погруженных в водоем размещенных под

камерами емкостей с теплопроводными стенками, заполненных незамерзающей жидкостью, средства охлаждения - в виде воздушной среды над водоемом, причем входы обеих насосных камер

соединены с водоемом, а выходы - с гидравлическим аккумулятором, последний подключен к входу гидродвигателя, насосные камеры установлены неподвижно и соединены с рабочими

камерами, дополнительно установленными между последними и подвижными стенками, гибкими трубопроводами.

2. Установка по п.1, о т л и - чающаяся тем, что, с целью повьшения КПД, она снабжена установленными на коромысле над рабочими камерами теплоизоляционными крышками для закрывания емкостей при погружении в них рабочих камер.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Изобретение позволяет использовать разницу зимних т-р воды подо льдом и окружающего воздуха. При опускании заполненной пропаном камеры (К) 6 в погруженную в водоем 1 емкость 24 с антифризом пропан закипает. Пары пропана под давлением по гибкому трубопроводу 28 устремляются в гидроцилиндр (ГЦ) 9 и давят на поршень 11, перемещая его вправо и вытесняя воду из ГЦ 9 7 В насосную камеру (НК) 13 и через клапан 17 в гидравлический аккумулятор 19. Кб всплывает из емкости 24. При охлаждении К 6 воздушной средой 27 пропан конденсируется и поршень 11 перемещается влево, вытесняя пары из ГЦ 9 в камеру 6. В НК 13 через клапан 15 из водоема 1 засасывается вода и поступает в правую часть ГЦ 9. Во время всплытия К 6 за счет жесткой связи между К 6 и 7 через коромысло 3 К 7 погружается в емкость 25. Процесс испарения пропана в К 7 происходит аналогично процессу испарения в погруженной в емкость 24 К 6. Пары пропана из К 7 поступают по гибкому трубопроводу 28 в ГЦ 10, перемещая поршень 12 влево и вытесняя воду из ГЦ 10 через клапан 18 НК 14 в аккумулятор 19. Из последнего вода под давлением поступает на гидродвигатель 20, который вращает вал 22 электрогенератора 23. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 29 с 9 ел 00 4;: СО о со 05