Тепловой двигатель

за)Р 03 С 7/О БРЕТЕНИЯ ОПИС Н АВТОРС ИЕ ИЗ у свиатвъс В 42К, Кундышев В 11091,27.етельство ССС7/00, 1974.(54)(57) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус, жестко соединенныес ним источники высокой и низкойтемператур, размещенный в корпусезаполненный легкокипящим рабочимтелом основной сильфон, одно основание которого неподвижно соединенос корпусом, а второе снабжено покрытым каниллярно-пористым материалом диском, являющимся одновременнокрышкой сильфона и элементом отвода теплоты, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(56) 1. Патент СССРкл. Р 01 К 25/08, 192. Авторское свидВ 688683, кл. Р 03 С ния до контакта с источником низкой температуры и жестко соединенным с штоком отбора мощности, шариковый Фиксатор, шарики которого закреплены в соединенной с корпусом эластичной обойме и размещены в канавках штока отбора мощности, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности теплового двигателя, он снабжен дополнительным сильфоном меньшего диаметра, чем основной, установленным соосно последнему с образованием общей для обоих внутренней полости и имеющим крышку со стороны, противоположной основному сильфону, являющуюся элементом подвода тепла и установленную с возможностью осевого перемещений до контакта с источником высокой температуры, причем крышка дополнительного сильфона имеет пористое пою крытие и соединена с диском основно" . го сильфона жестким капиллярно-пористым элементом.1124125 1Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к преобразователям тепловой энергии в механическую,и может быть использовано для привода механизмов с возвратно-поступательным движением рабочего органа.Известен тепловой двигатель сэлементом подвода, транспортировкии отвода тепла, содержащий цилиндр,размещенный в нем эластичный элеиент, например сильфон, заполненныйлегкокипящей жидкостью, и теплообменник 1 3.Недостатком указанного тепловогодвигателя является низкая эффективность, преобразования энергии, связанная с тем, что для подвода и отвода тепловой энергии служит одини тот же теплообменник, выполняющий Функции испарителя и конденсатора.Известен также тепловой двига"тель, содержащий корпус, жестко соединенные с ним источники высокойи низкой температур, размещенный вкорпусе заполненный легкокипящим рабочим телом основной сильфон, однооснование которого неподвижно соединено с корпусом, а второе снабженопокрытым капиллярно-пористым матеЗОриалом диском, являющимся одновременно крышкой сильфона и элементом отвода теплоты, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения до контакта с источником низкой температуры и жестко соединенным З 5с штоком отбора мощности, шариковый фиксатор, шарики которого закреплены в соединенной с корпусом эластичной обойме и размещены в канавках штока отбора мощности 21,Недостатком данного теплового двигателя также является низкая эффеш. тивность преобразования энергии, связанная с тем, что в моменты пе риодического отвода теплоты от сильфона к нему непрерывно подводится теплота со стороны нагревательной камеры. Это приводит к тому что часть подводимой теплоты пере О дается холодильнику без совершения работы т.е. теряется бесполезно. Кроме того, теплопроизводительность холодильника должна быть намного вы" ше теплопроизводительности камеры 55 .подвода теплоты, что увеличивает его габариты, а следовательно, и размеры теплового двигателя в целом. 2Цель изобретения - повышение эффективности теплового двигателя.Указанная цель достигается тем,что тепловой двигатель, содержащийкорпус, жестко соединенные с нимисточники высокой и низкой температур, размещенный в корпусе заполненный легкокипящим рабочим теломосновной сильфон, одно основаниекоторого неподвижно соединено с корпусом, а второе снабжено покрытымкапиллярно-пористым материаломдиском, являющимся одновременнокрышкой сильфона и элементом;.тводатеплоты, установленным в корпусе свозможностью осевого перемещения доконтакта с источником низкой температуры и жестко соединенным с штокомотбора мощности, шариковый фиксатор,шарики которого закреплены в соединенной с корпусом эластичной обой,ме и размещены в канавках штока отЛора мощности, снабжен дополнительным сильфоном меньшего диаметра,чемосновной, установленным соосно последнему с образованием общей дляобоих внутренней полости и имеющимкрышку со стороны, противоположнойосновному сильфону, являющуюся элементом подвода тепла и установленнуюс возможностью осевого перемещения до контакта с источником высокой температуры, причем крышка дополнительного сильфона имеет пористоепокрытие и соединена с диском основного сильфона жестким капиллярно-пористым элементом,На чертеже представлен продольный разрез теплового двигателя,левая и правая части которого соответствуют крайним положениям вала отбора мощности.Тепловой двигатель содержит корпус 1, жестко соединенные с ним источники- высокой 2 и низкой 3 температур, размещенный в корпусе заполненный легкокипящим рабочим телом основной сильфон 4, одно основание которого неподвижно соединенос корпусом, а вто;ое снабжено покрытым капиллярно-пористым материалом5 диском 6, являющимся одновременно крышкой сильфона и элементомотвода теплоты, установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения до контакта с источникомнизкой температуры и жестко соединенным с штоком отбора мощности 7,шариковый Фиксатор, шарики 8 которо30 3 1124 го закреплены в соединенной с корпусом эластичной обойме 9 и размещены в канавках 1 О штока отбора мощности, дополнительный сильфон 11 меньшего диаметра, чем основной,5 установленный соосно последнему с образованием общей для обоих внутренней полости и имеющий крышку 12 со стороны, противоположной основному сильфону, являющуюся элементом 10 подвода тепла и установленную с возможностью осевого перемещения до контакта с источником высокой температуры, причем крышка дополнительного сильфона имеет пористое покры тие 13 и соединена с диском основного сильфона жестким капиллярно-пористым элементом 14.Тепловой двигатель работает следующим образом. 20В начальный момент времени, для которого положение элементов теплового двигателя представлено на правой половине чертежа, крышка 12 прижата к источнику высокой темпе ратуры 2, тепло от которого вызывает закипание легкокипящего рабочеготела внутри сильфона 11. Шарики 8фиксатора утоплены в верхней канав" ке 10 штока отбора мощности 7. По мере кипения жидкого рабочего тела давление в общей полости сильфонов 4 и 11 возрастает, причем сила, действующая на диск 6 основного силь- фона, превышает из-за разности площадей силу, действующую на крышку 12 дополнительного сильфона. После того, как равнодействующая этих сил превысит сумму усилия, создаваемого фиксатором, и рабочего усилия от 40 внешней нагрузки на штоке отбора мощности 7, диск 6, а с ним шток отбора мощности и связанная с ними жестким капиллярно-пористым элемен 125том 14 крышка 12 начнет двигаться в сторону источника низких температур 3 до контакта с ним.Подвод тепла от источника 2 высоких температур к рабочему телу прекращается. При этом положении, показанном на левой половине чертежа, шарики 8, удерживаемые эластичной . обоймой 9 фиксатора, попадают в нижнюю канавку штока отбора мощности.Пористый материал 5 и пористое покрытие 13 на внутренних поверхностях диска 6 и крышки 12, а также капиллярно-пористый элемент 14 обеспечивают эффективный тепломассообмен в общей полости сильфонов 4 и 11. В состоянии контакта диска 6 с источником низких температур 3 тепло от рабочего тела отводится, приводя к его конденсации. После того, как давление во внутренней полости силь- фонов упадет до значения, при котором равнодействующая усилий, действующих на диск 6 и крышку 12 за счет разности давлений внутри и снаружи сильфонов, превысит сумму усилий фиксатора и внешней нагрузки, крышка 12 вместе с диском 6 и штоком отбора мощности переместится в сторону истсчника высоких температур 2 до контакта с ним. Шарики фиксатора займут положение в верхней канавке штока отбора мощности. Далее цикл работы двигателя повторяется. Предлагаемое изобретение позвоволяет повысить эффективность теплового двигателя путем исключения непроизводительных передач тепла от нагревателя к холодильнику, снизить тепловую мощность и габариты холодильника, расширить область применения подобных тепловых двигателей.1124125 8253/29 Тираж 4 б 4 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., да Подписное Филиал ППП "Патент", г. У л. Проектная Составитель С. Пеньков Редактор К. Волощук Техред Л.Коцюбняк Корректор А. Тяско