Тепловой двигатель Советский патент 1992 года по МПК F03G7/06 

Изобретение относится к тепловым двигателям, которые могут быть использованы в качестве приводов к различным механизмам, где могут быть использованы в качестве источника солнечная энергия, тепло попутных, факельных газов месторождений нефти, природных газов и различных производств.

Известны тепловые двигатели1 поршневые, роторные, реактивные, возможны комбинированные, по способу подвода тепла - внутреннего сгорания и внешнего сгорания. Все они имеют низкий КПД (в пределах от 0,1 до 0,6), для работы требуют дорогого топлива со строго определенными параметрами; имея на выходе достаточно высокие обороты, во многих случаях применения требуют преобразователей вращательного движения с большим передаточным отношением

Известен тепловой двигатель, использующий энергию разности температуры окружающего воздуха и водоемов разности

температур поверхностных и глубинных слоев воды, Он имеет ротор, на котором в зонах нагрева и охлаждения установлены термочувствительные элементы, которые через сложную систему (рычаги, храповые, планетарный механизм, гидросистему) преобразуют линейные перемещения во вращательное движение ротора.

Незначительный перепад температуры, имеющийся в данном случае, требует для ощутимых перемещений ротора элементов большой длины, а следовательно, больших размеров двигателя, большой металлоемкости на .незначительную выходную мощность. Кроме того, имеется нестабильность в зависимости от окружающей температуры, обмораживание ротора.

Цель изобретения - увеличение крутящего момента и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что тепловая энергия преобразуется в механическую энергию вращательного движения за счет линейного расширения термочувст(Л

С

-ч

СП

ю

д

вительных элементов, закрепленных в обойме ротора, поочередно получающих нагрев от концентрированного к точке приложения источника тепла: расширение очередного термочувствительного элемента передается через рычажную его систему эксцентриковой шейке оси ротора, обеспечивается поворот ротора вокруг этой оси на угол необходимый для нагрева очередного термочувствительно- го элемента, при этом первый элемент опу- скается в ванную с охлаждающей жидкостью, в которой установлен холодильный элемент абсорбционно-диффузионного холодильника, использующего для нагрева его генератора тепловую энергию того же источника тепла, что и для нагрева термочувствительного элемента двигателя. Концентрированный источник расположен вдоль образующей цилиндра блока ротора.

На фиг, 1 показан термочувствительный элементе рычажной системой, обеспечивающей поворот ротора вокруг эксцентриковой шейки оси ротора; на фиг. 2 - разрез А--А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема установки гелеоконцентоатопа к тепловому двигате- лю;на фиг. 4- разрез Б-Б на фиг. 3.

I

Тепловой двигатель состоит из термочувствительных элементов 1, выполненных в виде трубок из алюминия с радиаторами из того же металла, обладающего высокой теплопроводностью и коэффициентом линейного расширения, свободно посаженных на стержнях 2, закрепленных в обоймах 3 блока ротора. На этих же стержнях по обе стороны от них установлены ползуны 4, имеющие шарнирные соединения пальцами 5 с тягами 6. Тяги б попарно соединены шар- нирно пальцем 7, на этом же пальце шарнир- но посажена серьга 8, которая пальцем 9 шарнирно связана с шатуном 10, который другим своим концом свободно посажен на эксцентриковой шейке оси 11 ротора. Последующие термочувствительные элементы расположены в обоймах блока ротора по его периметру под углом 90° друг к другу, их шатуны 10 имеют свободную посадку на ту же эксцентриковую шейку оси 11. Нижняя

часть ротора погружена в ванну 12 с охлаждающей жидкостью, в которой может быть установлен теплообменник 13 холодильника,

Концентрированный источкиктепла может иметь следующие устройства. Параболическое зеркало 14 гелиоконцентратора установлено вдоль образующей цилиндра ротора, фокус лучей которого находится на поверхности цилиндра. Отражающее зеркало 15 обеспечивает ориентацию солнечных лучей на параболическое зеркало гелиоконцентратора. Цепочка горелок газообразного или жидкого топлива устанавливается (в случае их применения) вместо параболического зеркала таким образом, чтобы сфокусированная часть пламени горелок находилась) ia поверхности образующей цилиндра ротора теплового двигателя.

Формула изобретения Тепловой двигатель, содержащий корпус с закрепленной на нем осью и размещенный на границе зон нагрева и охлаждения ротор в виде установленных с возможностью вращения вокруг общей оси дисковых обойм с равно расположенными между обоймами по их периферии термочувствительными элементами, соединенными своими концами посредством передачи с осью корпуса, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутящего момента и упрощения конструкции, на оси корпуса выполнена эксцентричная шейка таким образом, что по одну сторону от плоскости осей шейки и ротора преимущественно расположена зона нагрева, а по другую - зона охлаждения, элементы выполнены трубчатыми, сквозь них свободно продеты дополнительно установленные направляющие стержни, закрепленные своими концами на обоймах, а передача выполнена в виде свободно установленных на стержнях по обе стороны от каждого элемента ползунов и шарнирно соединенных с последними посредством парных наклонных тяг шатунов по числу термочувствительных элементов, причем шатуны установлены своими головками на эксцентричной шейке оси корпуса.

//

ЕЗ

Использование: позволяет увеличить крутящий момент и упростить конструкцию тепловых двигателей с твердыми термочувствительными элементами, работающих за счет тепла естественных источников и тепловых отходов различных производств, Сущность изобретения: на направляющих стержнях (2) по периферии ротора двигателя свободно установлены трубчатые термочувствительные элементы (1), упирающиеся своими торцами в ползуны (4). Удлиняясь при нагреве, элементы (1) раздвигают ползуны (4), которые через парные наклонные тяги (6) и шатуны (10) передают усилие на эксцентричную шейку оси (11), закрепленной на корпусе В результате ротор поворачивается, последовательно перемещая элементы (1) через зоны нагрева и охлаждения. 4 ил.

А -А

риг.2

гг.

f5