Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9 (1 13 ц 4 Г 03 С l/06 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г ЯЧ ЕЛЬСТВ ОРСНОМУ СВ Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(56) Авторское свидетельство СССР У 950943, кл. Г 03 В 7/00, 981.Авторское свидетельство СССР У 1100422, кл. Г 03 С 7/06, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ИЕХАНИЧЕСКУО (57) Изобретение относится к энерго- машиностроению и м.б. использовано для преобразования в механическую энергию перепада температур как между средами, так и внутри самих сред, Изобретение позволяет повысить эффек тивность работы. При работе устройства в режиме преобразования тепловой энергии в механическую в зоне 7нагрева подогревают рабочее тело 5в камерах (К) 4 и охлаждают его в зоне 8. При нагревании К 4 увеличиваются в объеме, при этом жидкость (Ж) 2выталкивается из смежных с К 4 отсеков 1 О через вырез 16 в стенке коллектора 12 в нагнетательную полость(П) 14. В зоне 8 К 4 сжимаются, и Ж2 всасывается в объем отсеков О через вырезы 17 из П 15. При таком перераспределении массы Ж 2 в роторе 3возникает его весовой дебаланс, и ротор 3 вращается, П 14 и 15 неподвижного коллектора 12 разделены герметично теплоиэоляционной перегородкой13. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.1 13020Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к устройствам для получения механической энергии с использованием расширения и сжатия тел при Нагреве и охлаждении, и может быть использовано ля преобразования в механическую энергию перепада температур как между средами, так и внутри самих сред.Цель изобретения - повышение эф фективности работы.Достижение цели обеспечивается эа счет введения регулирования положения перегородки между всасывающей и нагнетательной полостями устройства 15 для обеспечения более точного соответствия фаз расширения и сжатия рабочего тела фазам его нагрева и охлаждения, а также регулирования мощности, Кроме того, предлагаемое уст 20 ройство способно работать в режиме преобразования энергии перепада дав" ления жидкости в тепловую энергию,На фиг. изображено предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг2 - сечение А-А на фиг.1. Устройство содержит корпус 1 и установленный внутри него заполненный жидкостью 2 ротор 3. Го перифе рии ротора 3 расположены камеры 4, заполненные термочувствительным рабочим телом 5, например, водным раствором аммиака. Камеры 4 отделены от жидкости 2 гибкими перегородками 6. Наружные стенки камер 4 выполнены теплопроводными и расположены в зонах 7 и 8 нагрева и охлаждения соответственно. Ротор 3 разделен радиальными стенками 9 на отсеки 10, каждый 40 иэ которых отделен от смежной камеры 4 ее гибкой перегородкой 6. Между зонами 7 и 8 нагрева и охлаждения установлена теплоизоляционная стенка 1 1 Внутри ротора 3 концентрично по 45 следнему неподвижно относительно кор. пуса 1 установлен цилиндрический полый коллектор 12, разделенный дополнительной теплоизоляционной диаметральной перегородкой 13 на две герметичные полости 14 и 15 соответственно нагнетательную и всасывающую. Радиальные стенки 9 каждого отсека 10 примыкают к наружной стенке коллектора 12 с минимальным зазором, Нагнетательная полость 14 гидравлически связана через вырез 16 в наружной стенке коллектора 12 с отсеками 10, смежными с рабочими камерами 4, рас 13 2положенными в зоне / нагрева, а всасывающая полость 15 через вырез 17 с отсеками 10, смежными с рабочими камерами 4, расположенными в зоне 8 охлаждения. Коллектор 12 выполнен с возможностью его поворота и фиксации его положения относительно корпуса 1.Устройство работает следующим образом.При работе устройства в режиме преобразования тепловой энергии в механическую в зоне 7 нагрева подогревают рабочее тело 5 в камерах 4 и охлаждают в зоне 8. При нагревании давление в камерах 4 увеличивается за счет выделения аммиака и его водного раствора, и камеры 4 увеличиваются в объеме благодаря растяжению гибкой перегородки 6, при этом жидкость 2 выталкивается из смежных с нагреваемыми камерами 4 отсеков 10 в полость 14. В эоне 8 охлаждения давление в камерах 4 уменьшается эа счет поглощения аммиака водным раствором, камеры 4 сжимаются, и жидкость 2 всасывается в освобождающийся объем смежных с охлаждаемыми камерами 4 отсеков О иэ полости 15, Иэ-эа перераспределения массы жидкости 2 в роторе 3 возникает его весовой дебаланс, и ротор 3 вращается. При вращении ротора 3 в зоны 7 и 8 нагрева и охлаждения попадают новые камеры 4, и описанный процесс повторяется. В результате вращение ротора 3 перекачивание жидкости 2 из полости 14 в полость 15 поддерживается непрерывно. Создаваемый напор жидкости 2 оперативно можно регулировать поворотом коллектора 12, чем смещают перегородку 4 относительно зоны 7 нагрева и эоны 8 охлаждения. При отклонении от оптимального положения перегородки 13 относительно этих эон 7 и 8 напор уменьшается При работе устройства в режиме преобраэоваыия перепада давления жидкости 2 в тепловую энергию подводимая жидкость 2 повышенного давления поступает, например, по полости 14 в отсеки 10, гидравлически связанные с этой полостью 14, Под давлением жидкости 2 на гибкую перегородку 6 рабочее тело 5 в примыкающих к отсекам 1 О камерах 4 сжимается и нагревается, тепло отводится в зону 7 нагрева.Через полость 5 жидкость 2 отводится с пониженным давлением, под дей -3 13020 ствием которого объем камер 4, примыкающих к отсекам 10, гидравлически связанным с полостью 15, увеличивается, рабочее тело 5 в них охлаждается, и полученный холод" отводится в зо 5 ну 8 охлаждения. Из-за перераспределения массы жидкости 2 в роторе 3 создается. его весовой дебаланс, и ротор 3 вращается, чем поддерживает.ся непрерывность рассматриваемого процесса.При подаче жидкости 2 повьшенного давления через полость 15 и отводе той же жидкости из полости 14 процесс преобразования энергии перепадов дав ления остается тем же, однако соответственно зона 7 превращается в зону охлаждения, а зона 8 - в зону нагрева. Это повышает оперативные возможности устройства, так как позволяО ет изменять процесс нагрева на процесс охлаждения и наоборот в одной и той же зоне.Предлагаемое техническое решение позволяет расширить область примене ния устройств для преобразования тепловой энергии в механическую путем расширения их функциональных возможностей. При его использовании можно не только преобразовывать тепловую З 0 энергию в механическую, но при необходимости превращать, например, накопленную механическую энергию положения жидкости 2 в тепловую энергию разности температур, которую можно использовать как для нагрева, так и для охлаждения. 3 4Формула из обре те ния 1.устройство для преобразования тепловой энергии в механическую, содержащее корпус, заполненный жидкостью ротор и расположенные по периферии ротора камеры, заполненные термочувствительным рабочим телом, отделенные от жидкости гибкой перегородкой и проходящее через зоны нагрева и охлаждения, образованные радиальными стенками отсеки, каждый из которых отделен от смежной камеры ее гибкой перегородкой, всасывающую и нагнетательную полости и установленную между зонами нагрева и охлажде.ния теплоизоляционную стенку, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы, оно снабжено неподвижно установленным относительно корпуса внутри ротора концентрично последнему цилиндрическим полым коллектором, разделенным дополнительной теплоизоляционной диаметральной перегородкой на две герметичные полости, одна из которых - нагнетательная - гидравлически связана с отсеками, смежными с рабочими камерами, расположенными в зоне нагрева, а другая - всасывающая - с отсеками, смежными с рабочими камерами, находящимися в зоне охлаждения.2.Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что коллектор выполнен с возможностью его поворота и фиксации его положения относительно корпуса.