Тепловой двигатель

54) (57) ТЕПЛО ержащий статор оочередно огибаю МюЙ Сл ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(1) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса(56) Кульбачный О. И., Озеров В. В. Исследование ленточно-роликовых фрикционных механизмов типа ссРолемайт. Проектирование механизмов и динамика машин. ВЗМИ, Межвузовский сборник научных трудов, вып. 1 О. М., 1977, с. 104 в 1.Авторское свидетельство СССР по заявке3555283, кл. Р 03 б 7/06, 02.02.83,сторонами нагреваемые и охлаждаемые ролики, и взаимодействующий с лентой ротор, причем лента выполнена из сплава с термомеханической памятью в нагретом состоянии формы при расположении ее на охлаждаемых роликах, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, ротор имеет цилиндрическую рабочую поверхность, охлаждаемые и нагреваемые ролики попарно последовательно расположены вокруг этой поверхности с углом охвата лентой каждого ролика свыше 180, охлаждаемые ролики закреплены на статоре с возможностью вращения, нагреваемые ролики свободно установлены в охватывающих их петлях ленты, взаимодействуя через последнюю с рабочей поверхностью ротора, при этом расстояние между наиболее близкими точками ротора и охлаждаемого ролика меньше диаметра нагреваемого ролика.1153107 Составитель Л, Тугарев Редактор К. Волощук Техред И. Верес Корректор А. Тяско За каз 2474/29 Тираж 446 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к преобразователям тепловой энергии в механическую за счет тепловых деформаций ленты из материала с термомеханической памятью формы, и может быть использовано для привода различных потребителей механической энергии, например в системах терморегулирования, а также для привода автономно работающих приборов, механизмов в условиях удаления от традиционных источников энергии.Цель изобретения - повышение,удельной мощности.На чертеже представлена кинематическая схема теплового двигателя.Двигатель содержит статор 1, кольцеоб разную ленту 2, поочередно огибающую противоположными сторонами нагреваемые 3 и охлаждаемые 4 ролики, и взаимодействующий с лентой 2 ротор 5. Лента 2 выполнена из сплава с термомеханической памятью в нагретом состоянии формы, которую она принимает при расположении ее на охлаждаемых роликах 4. Ротор 5 имеет цилиндрическую рабочую поверхность 6. Охлаждаемые ролики 4 и нагреваемые ролики 3 попарно последовательно расположены вокруг 25 этой поверхности 6 с углом охвата лентой 2 каждого ролика 3 и 4 свыше 180. Охлаждаемые ролики 4 закреплены на статоре 1 с возможностью вращения, а нагреваемые ролики 3 свободно установлены в охваты 30 вающих их петлях ленты 2, взаимодеиствуя через последнюю с рабочей поверхностью 6 ротора 5, Расстояние между наиболее близкими точками ротора 5 и охлаждаемого ролика 4 меньше диаметра нагреваемого ролика 3.35Тепловой двигатель работает следующим образом.При вращении ротора 5 в указанном стрелкой направлении в результате действия сил трения между лентой 2 и ротором 5 движется сама лента 2, а также связанные с ней нагреваемые 3 и охлаждаемые 4 ролики. Те участки ленты 2, которые движутся в контакте с нагреваемыми роликами 3, до момента отрыва от роликов 3 достигают температуры структурного превращения 45 и претерпевают это превращение, в результате чего проявляется эффект термомеханической памяти, т.е. участки вспоминают приданную им форму. Возникающие при этом восстанавливающие напряжения стремятся придать нагретым участкам ленты 2 радиус кривизны, равный по величине радиусу охлаждаемого ролика 4 и направленный относительно ленты 2 в сторону охлаждаемых роликов 4, т.е. стремятся выгнуть эти участки в противоположную сторону от нагреваемых роликов 3. Это создает относительно оси каждого нагреваемого ролика 3 вращающий момент, который приводит его во вращение, в результате чего движется лента 2, которая посредством сил трения приводит во вращение ротор 5. В результате движения ленты 2 нагретые ее участки сбегают с нагреваемых роликов 3 и дальше продвигаются к охлаждаемым роликам 4. Однако под действием восстанавливающих напряжений прямолинейные участки ленты 2 между нагреваемыми 3 и охлаждаемыми 4 роликами принимают дугообразный вид (на чертеже показано пунктирной линией), в результате чего обеспечивается продольное натяжение ленты 2 и соответственно давление между лентой 2 и роликами 3 и 4, а также между роликами 3 и ротором 5. В дальнейшем нагретые участки ленты 2 набегают на охлаждаемые ролики 4, создают вращающий момент относительно их осей и полностью восстанавливают первоначальную форму, так как радиус этих участков по величине и направлению совпадает с радиусом охлаждаемых роликов 4. При движении в контакте с охлаждаемыми роликами 4 участки ленты 2 охлаждаются ниже температуры структурного превращения и претерпевают структурное превращение в обратном по отношению к нагреву направлении, после чего набегают на нагреваемые ролики 3 и теряют свою форму. При,".вижении в контакте с нагреваемыми роликами 3 они вновь нагреваются, и процесс циклически повторяется выше описанным образом, вследствие чего обеспечивается непрерывное вращение ротора 5.Двигатель может работать и при вращении ротора 5 в противоположном направлении, но при этом не обеспечивается продольное натяжение ленты 2, так как прямолинейный интервал ленты 2 между охлаждаемыми 4 и нагреваемыми 3 роликами участки ленты 2 проходят в ненапряженном состоянии. Таким образом, для обеспечения работоспособности теплового двигателя при вращении его ротора 5 в данном направлении требуется обеспечить предварительное натяжение ленты 2.Для регулировки величины силы трения между ротором 5 и лентой 2 изменяют величину расстояния между ротором 5 и охлаждаемыми роликами 4, что позволяет менять угол охвата лентой 2 роликов 3 и 4, а также менять силу давления между нагреваемыми роликами 3 и ротором 5.