Тепловой двигатель

т= --д;4 д "см;":тОПИСАН и 1 769068 И Е Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл.Г 036 7(06 присоединением заяв Государственный коми 23) Приоритет СССРелам изобретений 3(088.8) 5) Дата опубликования описания 07.10.80 ткрыт Н. В. Ошурковектно-изыскательский и научно-исследогражданской авиации Ленаэропроект ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛ бретения являетс снижения трени едотвращения уте Изобретение относится к энергетике, а более конкретно, к тепловым двигателям, использующим изменения температуры окружающей среды для преобразования тепловой энергии в механическую при периодическом охлаждении рабочего тела, в частности, при его фазовых переходах.Изобретение может использоваться при строительстве и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных сетей в районах распространения вечной мерзлоты.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тепловой двигатель, содержащий камеру, заполненную расширяющимся при замерзании рабочим телом, имеющим точку плавления в рабочем диапазоне температур с расположенным внутри камеры поршнем с уплотнением 1. В этом двигателе уплотнение поршня увеличивается по мере увеличения давления рабочего тела, а при холостом ходе давление рабочего тела отсутствует, уплотнительное кольцо не прижимается к поршню и трения уплотнительного кольца о поршень не происходит. Вместе с тем при рабочем ходе двигателя не устранен износ трущихся поверхностей уплотнительного кольца и поршня: изготовление уплотнительного кольца технически сложно и требует дополнительных затрат. Целью настоящего из увеличение КПД, путем уплотнения о камеру и пр чек рабочего тела. Указанная цель дости головке поршня установл упругого материала, ко дящий из камеры, выпол тора, и камера двигателя О от воздействия окружаюгается тем, что на ен слой пористого нец поршня, выхонен в виде радиатеплоизолирована щей среды,(72) Автор изобретения(71) Заявитель Государственный тельский инстУстроенный таким образом двигательобеспечивает перенос тепла от окружающей среды к рабочему и наоборот через пор шень. Слой пористого материала, установленный на головке поршня, выполняет роль центров кристаллизации и обеспечивает первоочередное замерзание только части рабочего тела, находящейся в слое пористого материала, Остальная часть рабочего тела в это время переохлаждается, но не кристаллизуется. При замерзании слоя пористого материала, пропитавшее его рабочее тело создает расклинивающий эффект и обеспечивает уплотнение поршня во время рабочего хода. Роль смазки выполняет микроскопический слой влаги, образующийся при передвижении рабочего тела вдоль стенки камеры в результате разрушения ЗО кристаллов рабочего тела,3На чертеже изображен продольный разрез теплового двигателя,Тепловой двигатель содержит камеру 1,заполненную расширяющимся рабочим телом 2 при замерзании, внутри которой установлен поршень 3 верхняя часть котороговыполнена в форме радиатора 4, а на нижней части, являющейся головкой 5 поршня3, установлен слой пористого пластичногоматериала 6, например, пенополиуретана,Камера двигателя 1, содержащая рабочеетело 2, теплоизолирована утеплителем 7 отвоздействия окружающей среды. В качестве рабочего тела 2 может быть использована дистиллированная вода или водный раствор соли, имеющий температуру началазамерзания соответствующую требуемойтемпературе начала рабочего хода двигателя, В качестве утеплителя 7 может бытьиспользован любой высокоэффективныйтепло изоляционный материал: шлаков ата,пенополистирол,пенополиуретан.Тепловой двигатель работает следующимобразом.При понижении температуры окружающей среды хладопоток от радиатора 4 передается по теплопроводному телу поршня 3его головке 5, где начинается кристаллизация части рабочего тела 2, расположеннойв порах слоя пластичного материала 6. В ЗОрезультате увеличения объема рабочего тела 2 слой пористого материала 6 при промерзании последнего происходит уплотнение поршня 3 в камере 1 двигателя. Придальнейшем охлаждении поршня 3 окружающей средой, процесс кристаллизации распространяется в переохлажденный объемнезамерзающего рабочего тела 2. При кристаллизации в рабочем теле 2 создаетсядавление, превышающее нагрузку на поршень 3, и он перемещается вверх, совершаямеханическую работу. Таким образом, совершается рабочий ход двигателя. Холостойход совершается при повышении темпера 4туры окружающей среды. Под воздействием тепла передаваемого поршнем 3 из окружающей среды происходит оттаивание слоя пористого материала 4, а затем рабочего тела 2, расположенного под этим слоем, Холостой ход поршня 3 совершается под воздействием нагрузки на поршень и дефицита давления образующего в камере 1 в результате уменьшения объема рабочего тела 2 при оттаивании.Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения состоит в том, что по сравнению с известными решениями изобретение позволяет исключить потери рабочего тела за счет использования части рабочего тела в качестве уплотнителя и одновременно в качестве смазки. При этом снижается трение поверхностей поршня и камеры, что ведет к увеличению КПД двигателя,Этот двигатель использует бесплатную тепловую энергию окружающей среды, не требует затрат на эксплуатацию, прост и дешевв изготовлении.Формула изобретенияТепловой двигатель, содержащий камеру, заполненную расширяющимся при замерзании рабочим телом, имеющим точку плавления в рабочем диапазоне температур, с расположенным внутри камеры поршнем с уплотнением, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью увеличения КПД путем снижения трения уплотнения о камеру и предотвращения утечек рабочего тела, на головке поршня установлен слой пористого упругого материала, конец поршня, выходящий из камеры, выполнен в виде радиатора, и камера двигателя теплоизолирована от воздействия окружающей среды.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Мо 3611713, кл. 60 - 23, опублик. 1971,пографня, пр. унова,Заказ 2725/1 Изд,500 Тираж 569 НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изоб 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписи ий и открыт