Способ преобразования энергии и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 0 7/00 ПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯСВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ТОРСК при и конту Сущн ческо водящ Р 1 време ния и полне пласт никам его ви конту азде из материа- рмомеханиго на фиг.1 мпературе евра щения выше точки материалаапряжения - постоя н"ждения проПоверхность щего контура по снаружи и вне к плоские пластин скости контура пластины 11 пр щимся противол и соединяющеровоыта слтура11 к ников 2 - 4 проводяоем 10 изоляции, а нему прикреплены торые лежат в плоределами контура 1ны к перемещаю- проводникам 2 и 3 воднику 4. 1.3 ап икрепл ежащим му их про ГОСУДАРСТВЕН.ОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 1427532, кл, Н 02 К 37/04,.1986,Авторское свидетельство СССР ЬЬ 800444, кл. Г 15 В 21/12, 1979.(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕР ГИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к способам и устройствам преобразования электрической энергии в механическую за счет проявления эффекта термомеханической памяти Изобретение относится к злектротехнй- ке и касается способа и устройства для преобразования электрической энергии в механическую.Цель изобретения - повышение КПД.На фиг,1 представлена схема устройства для осуществления способа при совмещении в одном устройстве вентилятора,и центробежного насоса; на фиг.2 - проводя. щий контур; на фиг,3 - зависимости для питающего напряжения и угла поворота проводящего контура в функции времени,Устройство для реализации способа преобразования энергии содержит проводящий контур 1 в виде витка с противолежа. щими проводниками 2 и 3 и соединяющим их проводником 4, которые установлены на основании 5, К выводам 6 проводящего контура подключают источник питания 7 одно- полярных или раэнополярных импульсов,Ы, 1813919 А 1 ериодическом нагреве проводящего ра током и позволяетповысить КПД, ость изобретения: импульсы электриго напряжения подают на выводы проего контура с частотой следования /3(Тн + Т, где Т и Т 0 - постоянные ни соответстаенно нагрева и охлаждероводящего:контура, Последний вын плоским и снабжен плоскими инами, прикрепленными к его п 1)овод- и размещенными внутри и снаружи тка или витков. Внутри проводников ра выполнены каналы для охлаждения й среды, а пластины внутри контура ленц прорезями. 3 з.п.ф-лы, 3 ил. Проводящий контур выполняют ла с эффектом двухсторонней те ческой памяти формы, для которо и 2 указаны положения, 8. - при те ниже точки мартенситного пр материала, 9- при температуре мартенситного превращения Частота импульсов питающего н равна Р/ЩТ+Той, где Т, Т 0 ные времени нагревания и охла водящего контура.Внутри проводников 2-4 контура 1 могут быть выполнены проходные каналы 12 для текучей среды, а пластины 11 внутри контура 1 разделены прорезями 13.Проходные сечения каналов 12 в противолежащих проводниках 2 и 3 контура 1, подключенных к источнику напряжения 7, могут быть различными.Способ осуществляют следующим образом.В устройстве, реализующем способ, используют, например, проволоку (или тонко. стенную трубку) из мононикелевого титана с содержанием никеля 50,5. Покрывают ее изоляцией, изготавливают плоскую (прямоугольную, трапециевидную и т,д.) одновитковую или многовитковую катушку и придают ей форму при температуре ниже точки мартенситного превращения материала (положение 8), а при температуре выше точки мартенситного превращения материала при;, от ей другую форму (положение 9). Придание указанной формы осуществляют, например, путем приложения силы и изгибом витков) проводящего контура 1 так, чтобы не перейти предел допустимой деформации и закрепляют эту форму,Проводящий контур 1 в исходном состоянии (положение 8) подключают к источнику импульсного напряжения 7 с частотой следования импульсов Ри = 1(3(Тн + ТоВ Угол установки плоскости проводящего контура 1 к плоскости основания 5 выбирают таким, чтобы оба положения (8 и 9) плоскости проводящего контура 1 при изменении его формы были симметричными относительно плоскости, перпендикулярной плоскости основания 5, на котором закреплен проводящий контур 1, При подаче первого импульса напряжения на выводы 6 проводящего контура 1 (контур 1 находится в положении 8) при температуре ниже+ 25 ОС конца мартенситного превращения материала при охлаждении проходящей по нему ток нагревает контур 1 выше точки мартенситного превращения материала при нагревании, т.е. выше температуры + 55 С конца мартенситного превращения, Поэтому проводящий контур 1 перемещается из положения 8 в положение 9, В промежутке времени до следующего импульса напряжения за счет естественного или принудительного охлаждения контура 1 он переместится из положения 9 в положение 8. Дляследующего импульса напряжения процесс перемещения контура 1 повторяется.При перемещении пластин 11,вместе с контуром 1 указанные пластины 11 создают поток воздуха и обеспечивает работу устройства в качестве вентилятора. При наличии прорезей 13 в пластинах 11,размещенные внутри контура 1, охлаждение контура 1 происходит быстрее (величина То уменьшается) и, следовательно, можно увеличить частоту импульсов напряже ния, что обеспечивает повышение эффективности преобразования энергии, т.е. КПД.Если проводники 2 - 4, образующие контур 1, имеют проходные канала 12, то возможно дальнейшее увеличение частоты .10 разогревающих контур 1 импульсов напряжения (за счет еще большего уменьшения величины То), поскольку охлаждение контура 1 можно осуществлять принудительно с помощью подаваемой в каналы 12 провод ников 2-.4 охлаждающей жидкости. Такимобразом, эффективность преобразования энергии еще больше увеличивается и КПД устройства возрастает.Если сечения проходных каналов 12 в 20 проводниках 2 и 3 контура различны, то приперемещении контура 1 из положения 8 в положение 9 и наоборот центробежные силы в каналах 12, действующие на текущую, среду в указанных проводниках, оличаются 25 из-за различия в скоростях перемещения(ввиду различного термомеханического состояния проводников 2 и 3 в одинаковые моменты времени), что приводит к созданию напора, перекачивающего текучую сре ду по каналам 12 в проводниках 2-4 отодного вывода 6 проводящего контура к другому.Таким образом, способ и устройство обеспечивают повышение КПД при использовании в 35 качестве вентилятора или центрального насоса,а также при совмещении указанных функций в одном устройстве. Преобразование электрической энергии имеет более высокий КПД, поскольку частота импульсов электрическо го напряжения зависит от постоянных времени нагревания Тн и охлаждения То проводящего контура, а между импульсами напряжения электроэнергия не расходуется. Кроме того, перемещение рабочих ор ганов устройства (проводящего контура)между импульсами обеспечивается и за счет ускоренного охлаждения проводящего контура.Формула изобретения 1. Способ преобразования энергии путем перемещения проводящего контура из материала с двухсторонней памятью формы при его периодическом нагреве подачей на его. выводы импульсов электрического на пряжения и охлаждении в промежутках времени между двумя соседними импульсами соответственно выше и ниже точек мартен- ситного превращения его материала, о тл ичающийсятем, что, с целью повышенияКПД, частоту следования импульсов Ри напряжения устанавливают равной1З(Т+Т.)где Тн и То - постоянные времени соответственно нагрева и охлаждения проводящего контура.Е, Устройство для преобразования энергии, содержащее импульсный источник электрического напряжения и подключенный к нему подвижный контур с витком или витками проводников из материала с эффектом двухсторонней термомеханической памяти формы, выполненный в виде нагнетателя с развитой поверхностью, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено прикрепленными к проводникам плоскими пластинами, контур выполнен плоским, а пластины размещены в плоско-. б сти контура внутри и снаружи его витка иливитков.З,Устройствопоп. Е,отличающеес я тем, что внутри проводника контура выполнены каналы для текучей среды, а пла стины внутри контура разделены прорезями.4, Устройство по пп,е и Э, о т л и ч а ю.ще е с я тем, что проходные сечения каналов в противолежащих проводниках витка, под ключенных к источнику напряжения выполнены различными,1813919 рректор А Мотыль едактор А, Рож Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 Заказ 1819 ВНИИПИ Гос Составитель Б. Ильи ехред М. Моргентал Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5