Тепловой двигатель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 19) 03 С 7/06 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИ БРЕТ ОРСКОМУ СВИДЕТ ВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1057706, кл, Р 03 С 7/06, 1982.Авторское свидетельство СССРВ 1222883, кл. Р 03 С 7/06, 1984,ежи ост при це двух чения е конв (Э) 2 на гранем исклкользящн мен ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ абочих элементо в с термомехаш мы. Изобретение(57) Изобретение о строению и м.б, ис гателях, в которых ханической энергии ловые деформации р из бинарных сплаво ческой памятью фор носится к машиноользовано в двидля получения меиспользуются теппозволяет повысить н размещении двигателя сред с разной т-рой пу теплопередачи через такты. Концы рабочих закреплены на каркас на 5 пропущены через ника (Т) 3. Последни ны капиллярным матер таиным легкокипящей кас 1 удерживается н холодной воды с помо Вращательное движени брус 9 и коленвал 10 ратору 11, При испол емого двигателя в ка судна на нижней нове новлены гребные лола креплен к корпусу су е 1, а их колетело теплообмен"й и Э 2 заполнеиалом 4, пропижидкостью. Кара поверхностищью поплавков.е Э 2 через Т 3,передается генеьзовании описывачестве движителя архности Т устасти, а каркае придна. 1 з.п. ф-лы,Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям, в которых для получения механической энергии используются тепловыедеформации рабочих элементов из бинарных сплавов с термомеханическойпамятью формы, например из нитинола(547 никеля, остальное-титан),Целью изобретения является повышение надежности при размещении дви Огателя на границе двух сред с разнойтемпературой путем исключения теплопередачи через скользящие контакты.На Фиг, 1 схематически изображенописываемый двигатель, аксонометри -15ческий вид; на фиг, 2 - двигатель,установленный на судне, вид сбоку, нафиг. 3 - то же, продольный вид, наФиг. 4 - рабочий элемент с Фиксирующим его ось подшипниками и рычагамидпя осуществления его вращения вокругсобственной изогнутой неподвижнойоси при обработке элемента с цельюпридания ему свойства термомехнической памяти, аксонометрический вид,Пвигатель содержит каркас. 1 и свя занные с ним рабочие элементы 2 в виде тепловых труб в Форму колено- образных петель из сплава, обладающе 3 О го термомеханической памятью, например нитинола (542 никеля, остальное . титан). Память каждого элемента 2 выражена в его кручении вокруг собст - венной изогнутой оси. С рабочими элементами 2 соединен теплообменник 3, выполненный, как и элементы 2 в виде тепловой трубы, т,е, внутренние объемы теплообменника 3 и элементов 2 заполнены капиллярным материалом д 0 4 пропитанныи легкокипящей жидкостью, Концы рабочих элементов 2 закреплены на каркасе 1, а их колена 5 пропущень. через тело теплообменника 3, Полости элементов 2 и теплообменника 3 сообщены между собой при помощи отверстий 6, выполненных в стенках элементов 2. Каркас 1 удерживается на поверхности холодной воды при помощи поплавков (не показаны). Холодная вода образует 50 зону 7 охлаждения теплообменника 3.Окружающая теплая воздушная среда образует зону 8 нагрева теплообменника 3. Таким образом, теплообменник 3 ус-, тановлен с воэможностью периодического.55 перемещения через зоны нагрева 8 и охлаждения 7, Теплообменник 3 при помощи бруса 9 и коленвала 10 соединен с звеном нагрузки - генератором 11 электрического тока (фиг. 1), корпус которого закреплен на каркасе 1,Прииспользовании описываемогодвигателя в качестве движителя судна(Фиг. 2 и 3) на нижней поверхноститеплообменника 3 установлены гребныелопасти 12, а каркас 1 двигателя прикреплен к корпусу 13 судна.Для придания элементу 2 термомеханической памяти кручения вокруг собственной неподвижной оси его деформируют при термообработке (фиг. 4) путем вращения вокруг этой оси в условиях фиксации оси элемента 2 в подшипниках 14, Вращение осуществляютпри помощи рычагов 15 в направлениистрелок (фиг. 4) на угол 180Обеспечивая соответствующие термические условия, можно добиться того,что изменение температуры элемента 2оот 20 до 40 С приведет к повороту егоостенки на угол 180 , Изменяя условиятермообработки и продолжая вращениерычагов 15 по направлению стрелок(фиг. 4), можно добиться такой "памяти", которая приведет к возвратуэлемента 2 в первоначальное положениепри изменении температуры от 40 до20"С. Если теперь этот же элемент 2удерживать за его концы, то при изменении температуры колено 5 егопетли (ось этого колена 5) будет совершать вращательное движение при отсутствии вращения стенок элемента 2вокруг своей оси.Двигатель работает следующим образом,В положении, указанном пунктиром(Фиг, 1) температура элементов 2 достигает своего максимального значения, например, 40 С, но в дальнейшемсредняя часть элемента 2, попадаяв зону 7 охлаждения (в морскую воду),постепенно охлаждается, а его ось,вращаясь по часовой стрелке, выходитиз воды, охлаждаясь до 20 С. Вращательное движение элементов 2 черезтеплообменник 3, брус 9 и коленвал10 передается генератору 11.Аналогичным образом происходит ипередача движения элементов 2 установленного на судне двигателя (фиг. 2 и3) через теплообменник 3 лопастям12, приводящим судно в движение в сторону стрелки (фиг. 2).Конструкция описанного двигателя создает благоприятные условия для увеличения теплопоглощающей поверхности1295028 Составитель Л.Тугареведактор А,Петров ТехредИ.Попович Корректор С,Че аз 597/37ВНИИПИ Гпо дел113035,Тираж 427 Под ударственного комитета СССР изобретений и открытий сква, Ж, Раушская наб., писно Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,и с успехом может быть применена,например, для преобразования энергиисолнца в.механическую с использованием разности температур на морскихповерхностях,Формула изобретения 1, Тепловой двигатель, содержащий каркас и связанный с последним и с звеном нагрузки рабочий элемент в виде тепловой трубы в форме колено- образной петли из сплава, обладающего термомеханической памятью, выраженной в ее кручении вокруг собственной изогнутой оси, и теплообменник, выполненный также в виде тепловой трубы и соединенный с рабочим элементом с возможностью периодического перемещения через зоны нагрева и охлаждения, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения надежности при размещении двигателя награнице двух сред с разной температу рой путем исключения теплопередачи5 через скользящие контакты, двигатель,дополнительно снабжен по крайней мере еще одним рабочим элементом, концы рабочих элементов закреплены накорпусе, колена их петель пропущенычерез теплообменник, а последний кинематически соединен с звеном нагрузки2, Двигатель по п. 1, о т л и -ч а ю. щ и й с я тем, что, с цельюего использования в качестве движите.ля судна при использовании разноститемператур окружающих судно сред,он снабжен установленными на нижнейповерхности теплообменника гребнымилопастями, а каркас двигателя прикреплен к корпусу судна.