Тепловой двигатель

(19) 11 4 г 03 С 7/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМ(75) В.Д. (53) (56) У 42 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР 3347335/25-0615. 10.8130.01.89. Бюл. О) 4Б,Т.Гусев, Б.Е.Гольцов,Глушич и В.П,Вичкапов621.486(088.8)Авторское свидетельство ССС64, кл. Г 03 С 7/06, 1934.торское свидетельство СССР068, кл. Р 03 С 7/06) 1978(57) Изобретение относится к энергетике и может быть использовано .дляпреобразования тепловой энергии разности температур воды и окружающегохолодного воздуха зимой за счет расширения замераающего жидкого рабочего тела в энергию перемещения раэличных механизмов, требующих большихусилий. Изобретение позволяет увеличить КПД и быстродействие двигателяпри многократном повторении цикловработы за счет удаления из камеры (К5 замерзшего рабочего. тела и исключения затрат тепла на его расплавление. Поданное в К 5 по магистрали 2жидкое рабочее тело, например вода,замерзая, расширяется, перемещаявверх поршень. 3 и совершая полезнуюработу. После этого подается питаниена нагревательные элементы 9 н 10 ипривод 12. Привод 12 отодвигает дно8 К 5, и лед из К 5 выпадает в лоток 14. Нагревательные элементы 9 и10 обеспечивают образование водянойпленки на поверхности льда, облегчающей его удаление нз К 5. 1 ил.Изобретение относится к энергетике, а именно к тепдовым двигателям,в которых работа получается при расширении замерзающего рабочего тела,и может быть использовано для преобразования тепловой энергии разноститемператур воды и окружающего холодного воздуха зимой в энергию перемещения различных механизмов, требующих больших механических усилий.Цель изобретения - увеличение КПДи быстродействия при многократномповторении циклов работы,На чертеже изображен предлагаемый 15двигатель, осевой разрез.Двигатель содержит теплоизолированный рабочий цилиндр 1 с магистралью 2 подачи расширяющегося при замерзании жидкого рабочего тела, например воды. В цилиндре 1 установленпоршень 3, связанный штоком 4 с звеном нагрузки (на чертеже не показано). Пространство цилиндра 1 под поршнем 3 заполнено водой, Двигатель 25снабжен также сообщенной с .полостьюрабочего цилиндра 1 и магистралью 2дополнительной камерой 5 с теплопроводными стенками б и отверстием 7цля удаления замерзшего рабочего тела - льда - в нижней ее части, Дно 8,дополнительной камеры 5 выполненоподвижным, на дне 8 и боковых стенках 6 дополнительной камеры 5 распо. ложены соответственно нагревательныеэлементы 9 и 10.Рабочий цилиндр 1 установлен вкрышке 11 дополнительной камеры 5. Подвижное дно 8 камеры 5 сое.динено с приводом 12. Камера 5 установлена на опоре 13. Под дном 8 камеры 5 расположен приемный лоток 14для льда. Подвижное дно 8 камеры 5соединено со стенками б этой камеры 5пружиной 15 возврата. Стенки рабочего цилиндра 1 выполнены из материала;с низкой теплонроводностью, напримериэ эбонита. Теплопроводные стенки бкамеры 5 выполнены, например, из стали. На магистрали 2 установлен вентиль 16.Тепловой двигатель работает следующим образом,Рабочее тело (вода) подается вдополнительную камеру 5 по магистрали 2 через вентиль 16, гричем поршень3 в этот момент находится в крайнемнижнем положении. При этом полостьдополнительной камеры 5 закрыта подвижным дном 8. Под воздействием низкой температуры окружающей среды вода в камере 5 охлаждается, и начинается образование льда в области дна 8 и боковых теплопроводных стенок 6 камеры 5. С увеличением толщины слоя льда, нарастающего от дна 8 и стенок б камеры 5 к ее центру, в камере 5 возрастает давление. В области тепло- изолированного цилиндра 1 образование льда не происходит. Под действием избыточного давления рабочего тела поршень 3 со штоком 4 начинают перемещаться вверх, преодолевая давление нагрузки на шток 4 и совершая при этом полезную работу, При достижении поршнем 3 конца рабочего хода подается питание (например, с помощью не показанных на чертеже конечных выключателей) на нагревательные элементы 9 и 10 и привод 12. За счет нагрева боковых стенок 6 камеры 5 и дна 8 на внутренней поверхности камеры 5 обра" зуется водяная пленка, которая способствует освобождению камеры 5 от льда при отодвигании дна 8. При этом кусок льда, образовавшийся в камере 5, выпадает в приемный лоток 14, освобождая полость дополнительнойкамеры 5. Энергия затрачиваемая приэтом на плавление незначительной части образовавшегося льда, гораздо меньше энергии, переданной поршню 3 при замерзании почти всего объема воды. После этого нагревательные элементы 9 и 10 и привод 12 обесточиваются, дно 8 поддействием пружины 15 возвращается в исходное положение, и цикл работы теплового двигателя повторяетсяПредлагаемый двигатель можно использовать в зимний период времени в местах, где температура окружающей среды в это время года не превышает -1 С, а в районах Крайнего Севера и Заполярья - почти круглый год. Двигатель позволяет преобразовать энергию природных тепловых источников в механическую и электрическую, исключая загрязнение окружающей среды. Двигатель прост в эксплуатации.и может стать дополнительным источником механической энергии в северных районах страны.формула и з о б р е т е н и яТепловой двигатель, содержащийтеплоизолированный рабочий цилиндр смагистралью подачи жидкого рабочего1455042 Составитель Л.Тугарев ТехредА.Кравчук Корректор В.Гирняк Редактор М.Петрова Заказ 7428/39 Тираж 413 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тела и с установленным в нем поршнем, заполненный расширяющимся при замерзании рабочим телом, и систему нагрева и охлаждения рабочего тела о т -Ф л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения КПД и быстродействия при многократном повторении циклов работы, двигатель снабжен сообщенной с Полостью рабочего цилиндра и с магистралью подачи жидкого рабочего те" ла дополнительной камерой с теплопроводными стенками и с отверстием для удаления замерзшего рабочего тела в нижней ее части, при этом дно дополнительной камеры выполнено подвижным, а на дне и боковых стенках дополнительной камеры расположены нагрева.тельные элементы.