Тепловой двигатель

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскнзСфцналнстнческнкРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. саид-ву -(23) Приоритет -Гесударетееанмй аонатет СССР ао делам азобретевв 1 а отевитяйОпубликовано 15.1232Бюллетень Мо 46 Дата опубликования описания 15.12.82 53 УДК 621. 486С 088. 8)(54) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Изобретение относится к теплоэнер.гетике, а именно к устройствам дляпреобразования тепловой энергии природных источников.и тепловых отходовпромышленности в механическуюэнергиюс использованием тепловйх деформацийтвердого тела,Известен тепловой двигатель, содержащий термочувствительные элементы иэ твердого рабочего тела в видепроволок, связанных с звеном отборамощности и расположенных в зоне действия источников тепла и холода Г 13.Недостатком указанного двигателяявляется его низкая эффективность,обусловленная низкой степенью использования энергии тепловых источниковвследствие бесполезного рассеянияэтой энергии и ее расходования нанагрев и охлаждение корпусных элементов, не участвующих в получении полезных перемещений звена отбора мощности. Наиболее близким к изобретению является тепловой двигатель, содержащий термочувствительный корпус, соединенный через распределительную заслонку с трубопроводами подачи горячего и холодного теплоносителя и связанный со звеномотбора мощности 12 3.Повышение эффективности этого двигателя обеспечивается за счет выполнения корпуса в виде термочувствительного элемента, тепловые деформациикоторого используются для приводазвена отбора мощности, что уменьшаеттепловые потери. Однако эффективностьданного известного двигателя недостаточно высока вследствие полезногоиспользования лишь осевых деформацийкорпуса.Целью изобретения является повышение эффективности.Указанная цель достигается тем,что двигатель снабжен гидроаккумулятором и холодильником, звено отбора мощности выполнено в виде гидромотора, холодильник и гидроаккумулятор сдединены между собой н гидромотором через обратные клапаны, а термочувствительиый.корпус образовандвумя сск:удами с полыми стенками, заполненными рабочей жидкостью и подключенными через обратные клапаны к гидроаккумулятору и холодильнику.При таком выполнении двигателя дляполучения полезных перемещений исполь- ЗО зуются как осевые, так и радиальнь 1 е9816 70 деформации корпуса, которые суммируются за счет изменения объема полостимежду стенками сосудов и передаютсяпри помощи рабочей жидкости звену отбора мощности," На фиг. 1 схематически изображен 5тепловой двигатель, разрез;на фиг. 2 -поперечное сечение А-А на фиг. 1,Двигатель содержит термочувствительный корпус, образованный двумяодинаковыми сосудами 1 и 2 с полымистенками, внутренняя часть 3 которыхнеподвижно герметично соединена струбопроводами подачи горячего 4 ихолодного 5 теплоносителей через рас пределительные заслонки 6. Внутренняя часть 3 стенок сосудов выполненаиз металла, обладающего высокой прочностью и больям коэффициентом линейного расширения, и переходит снизув патрубки 7. Наружная часть 8 стенок 2сосудов 1 и 2 в нижней части имеетотверстия с сальниковыми уплотнениями, через которые проходят патрубки 7,Для интенсификации теплообменана концах трубопроводов 4 и 5 внутрисосудов 1 и 2 установлены ребристыезавихрители 9, и внутренние части 3стенок сосудов выполнены коническими,сужающимися по ходу движения теплоно-ЗОсителей.Полости стенок каждого сосуда 1и 2 заполнены рабочей жидкостью и соединены симметрично расположеннымитрубопроводаьж 10 и 11 соответственно с холодильником 12 и гидроаккумулятором 13Последний трубами 14 и15 связан с холодильником 12 и гидромотором 16, являющимся звеном отборамощности. В трубах 10 и 11 установлены обратные клапаны 17, а в трубе15 - клапан 18, рассчитанный на пропускание рабочей жидкости при расчетном высоком давлении. В трубе 14 дляпредотвращения опасного повышения 45давления в гидроаккумуляторе 13 установлен предохранительный клапан 19.Гидромотор 16 соединен с холодильником 12 трубой 20.Двигатель работает следующим образом.При укаэанном на фиг, 1 положениизаслонок 6 горячий теплоноситель поступает по трубе 4 в правый сосуд 2,а холодный теплоноситель - по трубе5 в левый сосуд 1. Горячий теплоноситель, пройдя через завихритель 9, присвоем дальнейшем движении по спираливдоль внутренней части 3 стенки сосу"да 2 передает ей тепло и вытекает через патрубок 7 наружу. Металл внутренней части 3 стенки расширяетсяпри нагревании, в результате чегоуменьшается объем полости в стенкесосуда 2, поднимается давление рабочей жидкости в этой полости, эакры вается обратный клапан 17 в правойтрубе 10, и рабочая жидкость вытесняется по правой трубе 11 через обратный клапан 17, установленный вэтой трубе, в гидроаккумулятор 13,закрывая обратный клапан 17 в левойтрубе 11 и сжимая воздушную подушкугидроаккумулятора. При возрастании давления рабочей жидкости в гидроаккумуляторе 13 до расчетного значения открывается клапан 18, и рабочая жидкость под большим давлением поступает иэ гидроаккумулятора 13 по трубе 15 в гидромотор 16, приводит во вращение его ротор и переливается в холодильник 12 по трубе 20Холодный теплоноситель, пройдя через эавихритель 9 левого сосуда 1,омывает внутреннюю часть 3 стенкиэтого сосуда, охлаждает ее и вытекает наружу через патрубок 7, Металлвнутренней части 3 стенки сосуда 1,охлаждаясь, сжимается, в результатечего увеличивается объем полости встенке сосуда 1, уменьшается давление в полости, и .рабочая жидкостьвсасывается в эту полость по левойтрубе 10 из холодильника 12, открывая обратный клапан 17, установленный в этой трубе,После окончания нагнетания рабочей жидкости из правого сосуда 2в гидромотор 16 и всасывания ее влевый сосуд 1 из холодильника 12 всезаслонки б автоматически поворачиваются на 90 О, в результате чего горячий теплоноситель подается в левый сосуд 1, а холодный - в правый сосуд 2, рабочая жидкость нагнетается в гидромотор 16 из левого сосуда 1 и всасывается в правый сосуд 2 иэ холодильника 12. Таким образом, нагнетание рабочей жидкости в гидромотор происходит поочередно из правого и левого сосудов.Если процесс отлажен неточно, то возможно кратковременное нагнетание рабочей жидкости одновременно двумя сосудами. В этом случае при повышении давления в гидроаккумуляторе выше допустимого значения открывается предохранительный клапан 19, и через него некоторое количество жидкости перетекает в холодильник 12.Периодическое нагревание и охлаждение стенок сосудов 1 и 2 вызывает соответствующее нагревание и охлаждение заполняющей их полости рабочей жидкости с увеличением и уменьшением ее объема. Это является положительным фактором, ускоряющим рабочий процесс, так как коэффициент объемноготеплового расширения у жидкостей значительно больше, чем у металлов,В качестве теплоносителей могут использоваться различные жидкости и га981670 10 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 9673/52 Тираж 504 Подписное4 лиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектн зы, например вода и воздух с разными температурами,Изобретение позволяет более эффективно, чем в известных аналогичных двигателях, использовать энергию тепловых источников с небольшой разностью 5 температур для получения механической энергии без загрязнения окружающей среды. Тепловой двигатель, содержащий термочувствительный корпус, соединенный через распределительную за слонку с трубопроводами подачи горячего и холодного теплоносителя и связанный со звеном отбора мощности,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективности, онснабжен гидроаккумулятором и холодильником, звено отбора мощности выполнено в виде гидромотора, холодильник и гидроаккумулятор соединены между собою и гидромотором через обратные клайаны, а термочувствительныйкорпус образован двумя сосудами сполыми стенками, заполненными рабочей жидкостью и подключенными черезобратные клапаны к гидроаккумулятору и холодильнику.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 225620, кл, Р 03 С 7/06, 1966,2. Патент СРЖ Ю 3803845,кл. 60-527, опублик. 1974.