Способ преобразования тепловой энергии в механическую и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1 А юр РОЗ СЬ 7/О ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ССУД АРСО ДЕЛА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ного нагрева и охлаждения камер, ненных термочувствительным рабочим расположенных на периферии поло тора, заполненного жидкостью, перер деления массы жидкости в роторе при ненни объема камер с созданием ве дебаланса с попеременным перемещ камер с созданием весового дебал попеременным перемещением камер их нагрева и охлаждения, отличаю тем, что, с целью расширения област менения, при расширении камер пр ющую к ним жидкость выталкивают в тательную полость, а при сжатии к освобождающийся объем засасываю кость из всасывающей полости.(56) 1. Авторское свидетельство СССР850895, кл. Е 03 В 7/00, 1980.2. Патент США4121420, кл. 60-531, опублик. 1978.ОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСКУЮОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВпособ преобразования тепловой механическую путем поперемензаполтелом, го ро- аспре- изме- сового ением анса с в зоны щийся и при- имыка- нагнеамер .в т жид1100422 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, вращающий момент дебаланса регулируют поворотом вокруг оси ротора тепло- изоляционной стенки, отделяющей зону нагрева камер от зоны их охлаждения.3. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее ротор, заполненный жидкостью, и расположенные по периферии ротора камеры, заполненные термочувствительным рабочим телом, отделенные от жидкости гибкой перегородкой и проходящие через зоны нагрева и охлаждения, отличающееся тем, что оно снабжено всасывающей и нагнетательной полостями, отделенными друг от друга дополнительно установленной на роторе герметичной перегородкой, ротор снабжен радиальными пере 1Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам и устройствам дляпреобразования тепловой энергии в механическую при малой разности температур всредах или между средами. 5Известен способ преобразования энергии путем перераспределения массы жидкости в роторе при изменении объема камерс созданием весового дебаланса, выталкивания примыкающей к камерам жидкостив нагнетательную полость при их расширении и всасывания при сжатии камер в освобождающийся объем жидкости из всасывающей полости, а также устройство дляосуществления этого способа, содержащееротор, заполненный жидкостью, и снабженный радиальными перегородками, разделяющими его полость на герметичные отсеки,и расположенные по периферии ротора камеры, отделенные от жидкостигибкой перегородкой и установленные с возможностьюпериодического попеременного перемещения 20в зойы высокого и низкого давления; всасывающую и нагнетательную полости, отделенные друг от друга установленной нароторе герметичной перегородкой, причемкаждый из отсеков от смежной камеры ее 25гибкой перегородкой и снабжен клапанами,соединяющими отсек с нагнетательной и всасывающей полостями 1.В известном устройстве потенциальнаяэнергия давления жидкости преобразуетсяв потенциальную энергию другой жидкости 30или газа и получается механическая энергия вращения, однако не преобразуетсятепловая энергия в механическую,Наиболее близким к изобретению является способ преобразования тепловой энергии в механическую путем попеременного З 5 городками, разделяющими его полость на герметичные отсеки, каждый из которых отделен от смежной камеры ее гибкой перегородкой и снабжен клапанами, соединяющими отсек с нагнетательной и всасывающей полостями.4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что гибкая перегородка и отсеки выполнены нетеплопроводными. 5. Устройство по пп. 3 и 4, отличающееся тем, что оно снабжено теплоизоляционной стенкой, отделяющей зону нагрева камер от зоны их охлаждения, шарнирно прикрепленной к ротору и примыкающей к его наружной поверхности, выполненной цилиндрической. 2нагрева и охлаждения камер, заполненных термочувствительным рабочим телом, расположенных на периферии полого ротора, заполненного жидкостью, перераспределения массы жидкости в роторе при изменении объема камер с созданием весового дебаланса с попеременным перемещением камер в зоны их нагрева и охлаждения, а также устройство для осуществления способа, содержащее ротор, заполненный жидкостью, и расположенные по периферии ротора камеры, заполненные термочувствительным рабочим телом, отделенные от жидкости гибкой перегородкой и проходящие через зоны нагрева и охлаждения 2,Недостатком данного технического решения является его узкая область применения, обусловленная невозможностью получения на выходе потенциальной энергии давления жидкости кроме энергии вращения ротора.Цель изобретения - расширение области применения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования тепловой энергии в механическую путем попеременного нагрева и охлаждения камер, заполненных термочувствительным рабочим телом, расположенных на периферии полого ротора, заполненного жидкостью, перераспределения массы жидкости в роторе при изменении объема камер с созданием весового дебаланса с попеременным перемещением камер примыкающую к ним жидкость выталкивают в нагнетательную полость, а при сжатии камер в освобождающийся объем засасывают жидкость из всасывающей полости.1100422 20 25 деления массы жидкости 2 в роторе 1 возникает его весовой дебаланс, и ротор 1 вращается. При вращении ротора 1 в зоны 4 и 5 нагрева и охлаждения попадают новые камеры 3, и процесс повторяется, в ретульЗ 0 тате вращение ротора 1 перекачивание жидкости 2 из всасывающей полости 7 в нагнетательную полость 8 поддерживается непрерывно.При неподвижном роторе 1 максимальный момент весового дебаланса будет при З 5 вертикальном положении теплоизоляционной стенки 17, такое положение стенки способствует ускорению запуска устройства.При вращении ротора 1 положение тепло- изоляционной стенки 17, соответствующее максимальному моменту весового дебаланса ротора 1, отклоняется от вертикали в сторону против направления его вращения. Изменением положения стенки 17 и связанных с ней теплообменников зон 4 и 5 нагрева и охлаждения обеспечивается регулировка 45 скорости вращения ротора 1 и его реверс.Использование изобретения обеспечивает непосредственное преобразование в потенциальную энергию давления жидкости тепловой энергии низкопотенциальных источников, например, разницы температур наг ретой воды термальных источников и холодного окружающего воздуха или разницы температур теплого воздуха и холодной воды артезианского источника, Изобретение обеспечивает регулировку скорости вращения ротора и его реверс при использовании раз ницы температур в средах или между средами.При использовании в предлагаемом устройстве в качестве рабочего тела камер 3 3Вращающий момент дебаланса регулируют поворотом вокруг оси ротора теплоизоляционной стенки, отделяющей зону нагрева камер от зоны их охлаждения.Устройство для осуществления способа,содержащее ротор, заполненный жидкостьюи расположенные по периферии ротора камеры, заполненные термочувствительнымрабочим телом, отделенные от жидкости гибкой перегородкой и проходящие. через зонынагрева и охлаждения, снабжено всасывающей и нагнетательной полостями, отделенными друг от друга дополнительно установленной на роторе герметичной перегородкой, ротор снабжен радиальными перегородками, разделяющими его полость нагерметичные отсеки, каждый из которых отделен от смежной камеры ее гибкой перегородкой и снабжен клапанами, .соединяющими отсек с нагнетательной и всасывающей полостями.Гибкая перегородка и отсеки выполненынетепл оп роводными,Кроме того, устройство снабжено теплоизоляционной стенкой, отделяющей зонунагрева камер от зоны их охлаждения, шарнирно прикрепленной к ротору и примыкающей к его наружной поверхности, выполненной цилиндрической,Это обеспечивает прямое преобразованиетепловой энергии в потенциальную энергиюжидкости при относительно небольших перепадах температур в жидких или газообразных средах или между ними.На фиг. 1 представлено устройство дляреализ ации способа, продольный разрез;на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Устройство содержит ротор 1, заполненный жидкостью 2, и расположенные по перифериифротора 1 герметичные камеры 3,заполненные в качестве термочувствительного рабочего тела раствором газа, например, водным раствором аммиака. Камеры 3проходят через зону 4 нагрева и зону 5охлаждения, выполненные в виде теплообменникрв.Стенки 6 камер, обращенные к зонам 4и 5, нагрева и охлаждения, выполнены изматериала с большой теплопроводностью.Устройство снабжено всасывающей полостью 7 и нагнетательной полостью 8, отделенными друг от друга установленной нароторе 1 герметичной перегородкой 9. Ротор1 снабжен радиальными перегородками 10,разделяющими его полость на гермегичныеотсеки 11 с жесткими стенками 12. Каждаякамера 3 отделена от жидкости 2, заполняющей отсеки 11, гибкой перегородкой 13,Каждый отсек 11 снабжен всасывающим клапаном 14, через который отсек 11 соединяется с всасывающей полостью 7, а также нагнетательным клапаном 15, через которыйотсек 11 соединяется с нагнетательной полостью 8. Отсеки 11 и гибкие перегородки 13выполнены нетеплопроводными. Между боковыми стенками камер 3 и отсеков 11 ус 4тановлены теплоизоляционные прокладки 16, К ротору 1 шарнирно прикреплена теплоизоляционная стенка 17, отделяющая зону 4 нагрева камер от зоны 5 их охлаждения, примыкающая с минимальным зазором к 5 наружной поверхности ротора 1, выполненной цилиндрической.Устройство работает следующим образом.Подогретый газ поступает в теплообменник зоны 4 нагрева и подогревает, например, водный раствор аммиака в камерах 3, а более холодный воздух поступает в теплообменник зоны 5 охлаждения и охлаждает расположенные в этой зоне камеры 3, При нагревании в камерах 3 аммиак выделяется из раствора, давление в камерах 3 увеличивается, и они увеличиваются в объеме благодаря.растяжению гибкой перегородки 13, при этом жидкость 2 выталкивается из смежных с нагреваемыми камерами отсеков 11 в нагнетательную полость 8 через клапаны 15. В зоне охлаждения газообразный аммиак в камерах 3 переходит в раствор, в результате чего давление в камерах 3 уменьшается, они сжимаются и жидкость 2 всасывается в освобождающийся объем смежных с охлаждаемыми камерами 3 отсеков 11 из всасывающей полости 7. Из-за перераспре1100422 Составитель Л к Техред И. Верес Тираж 465 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Раув лиал ППП Патент, г. Ужгор/ с:сои газа с его жидким растворителем, например, смеси аммиака с его водным раствори:, об спечивается эффективное преобраз ванне тепловой энергии в механическую в расширенном диапазоне температур, поскольку в таком диапазоне температур про является зависимость растворимости аммиака в воде от температуры, что обеспечивает расширение области применения изобретения. Корректор И. МПодписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5д ул Проектная 4