Тепловой двигатель Советский патент 1988 года по МПК F03G7/06 

4 . 4 СД СЛ UD

1

Изобретение относится к преобразованию тепловой энергии, преимущественно энергии солнечной радиации, в механическую энергию за счет тепловых деформаций твердых и жидких рабочих тел, и мо10

15

жет быть использовано для привода различных приборов и механизмов.

Целью изобретения является повышение КПД путем использования тепловых деформаций стенок емкостей для дополнительной выработки энергии, а также увеличение момента весового дебаланса и снижение теплового порога срабатывания двигателя.

На фиг. 1 изображен предлагаемый двигатель с экраном, установленным спереди, со стороны потока солнечной радиации; на фиг. 2 - отдельная емкость с ее радиальной камерой переменного объема, разрез по осям ротора и камеры.

Двигатель содержит полый ротор в виде колеса 1, разделенный радиальными перегородками 2 на герметичные емкости 3 н форме секторов. Емкости 3 заполнены ерморасширяющейся средой, например керосином или ацетоном, и размещены на разной высоте колеса 1. На колесе 1 закреплены опорные стенки 4 емкостей 3, а по всей его торцовой поверхности расположены тепловоспринимающие стенки 5 емкостей- 3. Двигатель содержит также радиальные камеры 6 переменного объема по числу емкостей 3, связанные с последними для совместного расширения и сжатия. С одной стороны от оси колеса 1 установлен солнце- ..ащитный экран 7 так, что половина ем- когтей Я с одной стороны от оси колеса 1 но.пожена в зоне нагрева солнечным излучением, а другие емкости 3 - в зоне охлаждения, затененной экраном 7. Тепло- воспринимающи-е стенки 5 емкостей 3 выполнены из жесткого теплопроводного термо- расц1иряюпл,егося материала, например из алюминия, в виде плоских гофр 8, вогнутых в направлении емкостей 3. Зазор между тепловоспринимающими и опорными стенками 5 и 4 соответственно не превышает 2-3 мм для обеспечения быстрого нагрева и охлаждения терморасширяющейся среды в емкостях 3. Камеры 6 крепятся на колесе 1

1444559.,

Двигатель работает следующим образом. Тепловоспринимающие алюминиевые стенки 5 емкостей 3 на стороне колеса 1, не закрытой экраном 7, нагреваются под действием солнечной радиации до темпера- , туры в несколько десятков градусов. При нагревании стенок 5 они за счет линейного расщирения увеличиваются в объеме и вдавливаются внутрь емкости 3, в результате чего давление в последней увеличивается. Поскольку расстояние между тепловоспринимающими и опорными стенками 5 и 4 емкости 3 невелико, одновременно с тепловоспринимающими стенкам;: 5 прогревается и терморасширяющаяся среда, находящаяся в емкости 3, и давление в ней дополнительно повышается за счет объем ного расширения термора шкряющейся среды. Суммарное давление or вдавливания стенок 5 в емкость 3 и от объемного расщирения терморасщиряющейс я среды сумми- 20 руется и передается в подпоршневое пространство камеры 6, связанной с емкостью 3. Под действием повыщенного давления в камере 6 поршень 10 перемещается в радиальном направлении к периферии колеса 1, одновременно сжимая пружину 11. Таким образом, на стороне колеса 1, открытой для солнечных лучей, на периферии колеса 1 оказывается несколько поршней 10, а так как поршни 10 представляют собой грузы, равновесие колеса нарушается, и оно приводится во вращение. Когда нагретые емкости 3 оказываются закрыт 1ми экраном 7, они начинают остывать, а поршни 10 в связанных с ними камерах 6 под действием пружин 11 перемещаются в исходные позиции и, вращаясь вместе с колесом 1, поднимаются под действием несбалансированного момента сил воса выдвинутых поршней 10, расположенных на нагретой стороне колеса 1. Далее описанный цикл работы двигателя повторяется.

25

30

40

лыи

Формула изобретения

Тепловой двигатель, содержащий но- ротор Ei виде колеса, разделенный

с тыльной стороны емкостей 3. На под- ,c радиальными перегородками на герметичные вижных в радиальном направлении стенках 9емкости в форме секторов, заполненныекамер 6 установле1Пз1 грузы в виде поршней 10терморасширяющейся средой, размещенные

подпружиненных посредством пружин 11. Надпорщневое пространство камер 6 сообщено с атмосферой отверстиями 12. Наружные стенки камер 6 покрыты теплоизоляцией, а тепловоспринимающие стенки 5 окрашены снаружи в черный цвет. Опорные стенки 4 емкостей 3 выполнены из металла или пластмассы с малыми коэффициентами ..и- ейного расширения и тепло- проводн(С1 и кран 7 может быть выполнен из vioi.i.K. ia, пластмассы или фанеры. 1 ioisepxiiiH ,:, .кряиа 7, обращенная к сол- печ|)ом ;- ; г, iniii-., (.и.пюлнена серебристой

CBL TODI |li .,i. : . |

на разной высоте колеса с закрепленными на последнем опорными стенками и с расположенными по всей его торцовой поверх5Q ности тепловоспринимающими стенками, а также радиальные камеры переменного объема по числу емкостей, связанные с последними для совместного расширения и сжатия, причем половина емкостей с одной стороны от оси ротора расположена в зоне

55 нагрева, а другие - в зоне охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повыще- ния КПД путем использования тепловых деформаций стенок емкостей для дополнительной выработки энергии, тепловоспринилыи

Формула изобретения

Тепловой двигатель, содержащий но- ротор Ei виде колеса, разделенный

на разной высоте колеса с закрепленными на последнем опорными стенками и с расположенными по всей его торцовой поверх5Q ности тепловоспринимающими стенками, а также радиальные камеры переменного объема по числу емкостей, связанные с последними для совместного расширения и сжатия, причем половина емкостей с одной стороны от оси ротора расположена в зоне

55 нагрева, а другие - в зоне охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повыще- ния КПД путем использования тепловых деформаций стенок емкостей для дополнительной выработки энергии, тепловоспринимающие стенки емкостей выполнены из жесткого теплопроводного терморасширяющегося материала в виде плоских гофр, вогнутых в направлении емкостей, а зазор между тепловоспринимающими и опорными стенками не превышает 2-3 мм.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения момента весового дебаланса и снижения теплового порога срабатывания двигателя, он допо.-им- тельно снабжен подпружиненными грузами, установленными на подвижных в радиальном направлении стенках камер.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что емкости заполнены в качестве терморасширяющейся среды керосином или ацетоном, а их тепловосприни мающие стенки выполнены из алктми -,

Изобретение может быть использовано для привода различных приборов и механизмов и позволяет повысить КПД двигателя путем использования тепловых деформаций стенок герметичных емкостей (ГЕ) для дополнительной выработки энергии, а также увеличить момент весового дебаланса и снизить тепловой порог срабатывания двигателя. Полый ротор в виде колеса разделен радиальными перегородками на ГЕ в форме секторов, имеющие опорные и тепло- воспринимающие, стенки (С) 4, 5, расстояние между которыми не превыщает 2-3 мм. ГЕ заполнены терморасширяющейся средой, в качестве которой может быть использован керосин или ацетон, и размещены на разной высоте колеса. С 4 закреплены на колесе, а С 5 расположены по всей торцовой поверхности колеса. С 5 выполнены из жесткого теплопроводящего термо- расщиряющегося материала, например алюминия, в виде плоских гофр, вогнутых в направлении емкостей. Радиальные камеры 6 переменного объема по числу ГЕ связаны с последними для совместного рения и сжатия. Подпружиненные грузы установлены в подвижных в радиальном направлении С 9 камер. Под действием солнечной радиации С 5 нагреваются и вдавливаются в ГЕ, одновременно происходит нагрев терморасщиряющейся среды. Суммарное давление от вдавливания С в ГЕ и от объемного расширения среды передается на поршни 10. 2 3. п. ф-лы, 2 ил. (С (Л

г.2