Тепловой двигатель Советский патент 1992 года по МПК F03G7/06 

ной кожухом средства подвода и отвода тепла, состоящим из двух частей, симметрично расположенных относительно оси ротора, и каждая из которых является тепловой трубой, имеющей внешнюю стенку теплоизолированной, а стенку, обращенную к ротору, и большую торцевую стенку тепловой трубы - теплопроводными, причем кожух выполнен с возможностью поворота вокруг оси ротора при неподвижном роторе и его фиксации.

На фиг. 1 представлен тепловой двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.-1.

Двигатель содержит полый ротор 1 в виде жесткого кольца, проходящего через зоны нагрева и охлаждения и выполненного из материала, имеющего большую теплопроводность и малую теплоемкотсь. Вдоль наружной теплообменной стенки кольца изнутри расположен ряд герметичных камер 2, отделенных и теплоизолированных друг от друга радиальными перегородками 3. Камеры 2 заполнены расширяющейся и сжимающейся соответственно при нагревании и охлаждении средой, например легкоиспаряющейся жидкостью. Внутри ротора установлен заполненный жидкостью сосуд 4 в виде замкнутой трубы, установленной внутри ротора 1 по его сои. Труба сосуда 4 образована упруго-эластичной стенкой 5, отделяющей сосуд 4 от камер 2, проходящей через отверстие 6 перегородок 3 и прикрепленной к отверстию 6 по их периметру с обеспечением герметичности как камер 2, так и сосуда 4. Кольцо ротора 1 закреплено на диске 7, установленном с возможностью вращения вокруг оси 8. Ротор 1 охвачен кожухом 9 средства подвода и отвода тепла, состоящим из двух частей, симметрично расположенных относительно оси 8 ротора 1 и каждая из которых выполнена в виде тепловых труб 10 и 11, которые имеют внешние стенки 12 и 13 теплоизолированными, а стенки 14 и 15, обращенные к ротору Т, и большие торцевые стенки 16 и 17 - теплопроводными. Причем торцевые стенки 16 и 17 контактируют со средой, расположенной по другую сторону относительно стенки 18 или 19 от среды, в которой расположена соответственно тепловая труба 10 или 11. Кожух 9 выполнен с возможностью поворота вокруг оси 8 и вокруг ротора 1, а также может неподвижно прикрепляться к неподвижным относительно земли стенкам 18 и 19 с помощью стопорных винтов 20 и 21. Нижняя часть двигателя может быть помещена в заполненный антифризом, имеющимбольшойкоэффициенттеплопроводности, сосуд с теплопроводными стенками, который помещен в поток сре- . ды, его обтекающий (на чертежах не показано). Тепловые трубы 10 и 11. имеющие соответственно внешние стенки 12 и 13,

стенки 14 и 15, а также торцевые стенки 16 и 17, выполнены герметичными и частично заполненными жидким легко испаряющимся теплоносителем. Одна из тепловых труб, большая торцевая стенка которой располо-1

жена в среде с пониженной температурой, выполнена с фитилем, расположенным на ее теплопроводной стенке, примыкающей к ротору (на чертежах не показан). Теплоизолирующие стенки 18 и 19 могут опираться на

поплавки (на чертежах не показан).

Двигатель работает следующим образом.

При перемещении камер 2 в зону нагрева рабочая среда, например аммиак, в камеpax 2 расширяется, давление его увеличивается, сжимая примыкающий участок заполненного жидкостью сосуда 4. В диаметрально противоположных камерах 2, расположенных в зоне охлаждения, давленив(газа уменьшается, он частично конденсируется, в результате чего примыкающий участок сосуда 4 расширяется. В результате часть жидкости вытесняется из участка сосуда 4. примыкающего к нагреваемым камерам 2, в участок этого сосуда, примыкающий к охлаждаемым камерам 2. При использовании энергии перепада температур между водой и воздухом тепловая труба 10 в положении, показанном на фиг. 1, осуществляет

теплообмен между воздухом через стенку 16и через стенку 14 и пройлоску воды, через стенку ротора41 с рабочим теплом, находящимся в камерах 2, прилегающих к стенке 14. Тепловая труба как теплопередающее

устройство способно передавать большие тепловые мощности при малых градиентах температуры. Эффективная теплопроводность тепловой трубы в десятки тысяч раз больше, чем теплопроводность меди, серебра или алюминия и достигает 107Вт//м.к/. В результате при температуре воздуха, большей температуры воды, рабочее тело подогревается в этих камерах 2, а при температуре воздуха, меньшей, чем температура воды, оно охлаждается, В тепловой трубе 11 тепло или холод воды в зависимости от того, температура воды выше или ниже температуры воздуха через стенку 17 и стенку 15 этой трубы аналогично подводится к рабочему телу. В результате слева и справа от вертикальной оси симметрии ротора 1 создается весовой дебаланс ротора независимо от знака перепада температур между водой и воздухом. Под действием момента

дебаланса ротор 1 начинает вращаться вокруг оси 8. При вращении ротора 1 в зоны нагрева и охлаждения перемещаются новые камеры 2 и процесс продолжается, обеспечивая непрерывное вращение ротора 1. Формула изобретения Тепловой двигатель по авт. св. № 877111, отличающийся тем. что, с целью повышения эффективности работы, средства подвода и отвода тепла выполне0

ны в виде тепловых труб, расположенных симметрично относительно оси ротора с возможностью поворота и фиксации, каждая тепловая труба выполнена в виде полого кольцевого кожуха, охватывающего часть ротора, причем внутренняя примыкающая к ротору стенка изготовлена из теплопроводного материала, а внешняя стенка теплоизолирована.

20

Ю

П

2/

О

Фиг.2