Преобразователь тепловой энергии в механическую Советский патент 1987 года по МПК F01K11/02 

Изобретеуие относится к машиностроению и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 844784.

На чертеже изображен преобразователь тепловой энергии в .механическую, вид вдоль оси его враш.ения в частично.м разрезе.

Преобразователь содержит корпус в виде замкнутой трубы 1 с зонами 2 и 3 соответственно испар.ения и конденсации. Труба 1 закреплена из роторе 4 турбины, установленном с возможностью вращения вокруг оси 5. На внутренней поверхности трубы 1 выполнена основная капиллярная структура 6 и закреплены герметично с обеспечение.м идеального теплового контакта лопатки 7, выполненные например, кольцевыми из теплопроводного материала и имеющие односторонний наклон их выходных кромок относительно стенки трубы 1. На боковой поверхности лопаток 7 размещена дополнительная капиллярная структура 8, которая гидравлически соединена с основной капиллярной структурой 6.

Преобразователь работает следующим образом.

Тепловой поток, подводимый в зону 2 испарения, вызывает интенсивное испарение рабочего тела из основной капиллярной структуры б, размещенной между лопатками 7, и нагрев (за счет теплопроводности) лопаток 7. Образующийся на поверхности капиллярной структуры 6 пар, расширяясь, движется к оси трубы I и встречает на своем пути лопатки 7, изменяющие направление потока пара и придающие этому потоку тангенциальную составляюп ую по направлению движения часовой стрелки. Пар в межлопаточных каналах продолжает pacпJиpятьcя, и скорость его течения увеличивается. При этом со стороны пара на лопатки действует активное и реактивное тангенциальные усилия в направлении,противоположном направлению движения пара.

На участке дополнительной капиллярной структуры 8 рабочее тело подогревается за счет тепла, подводимого от корпуса 1 по телу лопаток 7. Подогретое рабочее тело за счет капиллярных сил поступает в капиллярную структуру 6 и испаряется. Предварительный подогрев на участке дополнительной капиллярной структуры 8 способствует интенсификации испарения рабочего тела из основной

0

5

0

5

0

5

0

5

капиллярной структуры 6, а дополнительный объем рабочего тела, поступающий с указанного участка, способствует увеличению массы пара рабочего тела, получаемой с поверхности капиллярной структуры 6. Порции пара, переместившиеся по трубе 1 из зоны 2 испарения в зону 3 конденсации, и жидкое рабочее тело накапливаются в зоне 3 конденсации в капиллярной структуре бив дополнительной капиллярной структуре 8, а также в 1 ерметичных карманах, образованных лопатками 7. Одностороннее скопление конденсата создает в гравитационном поле момент массового дебаланеа, вызывающего вращение трубы, при этом направление движущего момента массового дебаланеа совпадает с направлением момента активного и реактивного усилий на лопатках 7, что вызывает вращение трубы против направления движения часовой стрелки. Размещение участка дополнительной капиллярной структуры 8 на внутренней боковой поверхности лопаток 7 способствует интенсификация процесса конденсации за счет теплоотвода по телу лопаток 7 к корпусу трубы 1 и увеличению объема ЖИДК01-0 рабочего тела, накапливаемого в зоне 3 конденсации.

После перемещения конденсата из зоны 3 конденсации в зону 2 испарения рабочее тело вновь испаряется, и цикл работы устройства повторяется.

Размещепие участка дополнительной капиллярной структуры 8 на внутренней боковой поверхности турбинных лопаток 7 способствует интенсификации процессов тепломассообмена в зонах и между зонами испарения и конденсации, а также увеличению момента массового дебаланеа без изменения размеров трубы 1, что обеспечивает повышение энергетической эффективности преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь тепловой энергии в .механическую по авт. св. ,Nb 844784, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, на внутренней 6oKOBoii поверхности наклонных трубинных лопаток размещена дополнительная капиллярная структура, причем турбинные лопатки выполнены из теплопроводного материала и закреплены на внутренней поверхности трубы.

Изобретение относится к машиностроению, и позволяет повысить эффективность. Корпус выполнен в виде замкнутой трубы I, закрепленный на роторе 4 турбины. На внутренней поверхности трубы 1 выполнена основная капиллярная структура (КС) 6 и закреплены турбинные лопатки 7, выполненные из теплопроводного материала. На боковой поверхности наклонных турбинных лопаток 7 размещена гидравлически связанная с КС 6 дополнительная КС 8. Наличие последней способствует интенсификации процессов тепломассообмена в зонах и между зонами испарения 2 и конденсации 3. а также увеличению мо.мента .массового де- баланса без изменения размеров трубы. 1 иЛ. (Л со 05 оо to СП м