Тепловой двигатель

(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТВ 25-06 Бюл.30роизводственное объеди- АН ТССР 88.8)А3403238,кл,337-39/06, 19 84. ско 435, кл 19 15 13 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТ 1) 4043878 2) 13.01,8 6) 15.08,8 1) Научноние Солнц 2) М.О.Хал 3) 621.486 а 9)ЯОан 1330 41(57) Изобретение относится к областипреобразования тепловой энергии геотермальных вод, солнечных водонагревателей и др, возобновляемых энергоисточников в механическую энергиюи м.б. использовано в автономныхсолнечных энергетических установках,обеспечивающих водоподъем для пастбищного животноводства. Цель изобретения - повышение КПД, мощности икомпактности. Рабочий элемент (РЭ) 21 ЗЗЮЗ 4 выполнен прямолинейным а его память выражена в уменьшении длины при нагреве, Упорный элемент 3 выполнен в виде полой цилиндрической штанги 16 с продольной прорезью 17 и первым радиальным держателем 18 РЭ 2, Второй держатель 20 РЭ 2 .пропущен через прорезь 17 и винтовую прорезь 22 маховика 21, Средство перемещения РЭ 2 через резервуары 13, 14 и 15 выполнено в виде соединенной с тягой 4 щеколды 19 и маховика 21, При перемещении РЭ 2 через резервуары 13, 14 1и 15 происходит изменение длины РЭ2 вследствие эффекта термомеханической памяти, Полученная механическаяэнергия затрачивается на подъем балластного груза. 30, вращение маховика 21 и на совершение полезной работы, Для усиления эффекта памяти иувеличения поверхности теплообменакажцый РЭ 2 выполнен в виде наборапроволок, соединенных на концах термозаклинивающими цанговыми зажимамииз материала с термомеханической памятью. 4 з.п. ф-лы 7 ил,51015 20 25 30 35 Изобретение относится к преобразованию тепловой энергии геотермальных вод, солнечных водонагревателейи других возобновляемых энергоисточников в механическую энер гию с использованием тепловых деформацийтвердых рабочих элементов, обладающих термомеханической памятью формы,и может быть использовано при создании теплового двигателя, напркмеравтономных солнечных энергетическихустановок, обеспечивающего водоподьем для пастбищного животноводства.Делью изобретения является повышение КПД, мощности и компактности.На фиг,1 схематически изображенпредлагаемый двигатель, аксонометрия, с частичным разрезом по рабочему и упорному элементам; на фиг.2разрез А - А на фиг,з; на фиг,з - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - шлюзыперегородок между резервуарами, поперечный разрез; на фкг,5 - разрезВ-В на Фиг,4, вариант выполнения панговых зажимов рабочих элементов куплотнений стенок резервуаров; нафиг,6 - разрез Г-Г на фиг.з, другойвариант выполнения цанговых зажимоврабочих элементов, шлюзов перегородок между резервуарами и уплотненийстенок резервуаров; на фиг,7 - видД на фиг,6,Тепловой двигатель (фкг.1 - 3) со -держит прямолинейные установленныев корпусе 1 рабочие элементы 2 изматериала с термомеханической памятью формы, например из никелида ткта 2на, Память Формы элементов 2 выражена в уменьшении длины при нагреве, Рабочие элементы 2 одним концом соединены с упорным элсментом 3, а цругим посредством тяги 4 к передачи 5 - с валом 6 отбора мощности, Передача 5 выполнена в виде редуктора 7, который соединен с тягой госредством рычага 8 и храповика 9 со стопорамк 10, Двигатель содержит также разделенные перегородками 11 и дополнительными перегородками 12 резервуары 13 с горячим теплоносителем, резервуарь; 14 с холодным теплоносителем и размещенные между ними резервуары в регенерато 15 с тепло -носктелем, имеющим температуру, среднюю между температурами горячего ихолодного теплоносителей. Упорныйэлемент 3 выполнен в виде полой цилиндрической штанги 16 : продольнойпрорезью 17 к первыми радиальнымигержателямк 18 рабочих элементов 2.Последние установлены с возможностьюперемещения через резервуары 13, 14 и15. Средство перемещения рабочихэлементов 2 через резервуары 13, 14и 15 выполнено в виде соединеннойс тягой 4 щеколды 19 с вторыми радиальными держателями 20 рабочих эле -ментов 2, маховика 21 с винтовойпрорезью 22 и упорнь:х планок 23. Тяга 4, щеколда 19, штанга 16 к маховик 21 концентрично установлены соответственно друг в друге с возможностьюкрашения вокруг общей оси. Пекслда19 установлена с возможностью продольбочий элемент 2 при деформации последнего возрастает), Щеколда 19,скользя внутри штанги 16, опираетсявторым держателем 20 рабочего элемента 2 об упорную планку 23, При этомлинейное перемещение второго держателя 20 рабочего элемента 2 по винтовой прорези 22 маховика 21 вызывает вращение последнего. По завершении холостого хода второй держатель 20 рабочего элемента 2 застопоривается с маховиком 21 и штангой 16.Накопленная маховиком 21 энергия,высвобождаясь, увлекает штангу 16с щеколдой 19 в направлении вращениямаховика 21, Это приводит к транспортированию рабочего элемента 2 черезрезервуар-регенератор 15 в резервуар13 с горячим теплоносителем. При достижении температуры, при которой врезультате проявления эффекта термомеханической памяти уменьшается длина рабочего элемента 2, в результатевоспроизведения системой балластныйгруз 30 - рычаг 24 - направляющиерельсы 26 условий изотермического протекания сдвигового фазового превращения (нагрузка на рабочий элемент 2при его деформации понижается) последний совершает рабочий ход, Полученная механическая энергия затрачивается на подъем балластного груза30, вращение маховика 21 и на совершение полезной работы, Подвод энер -гии к потребителю осуществляется через рычаг 8, храповик 9 и редуктор7, Аналогичное указанному взаимодействие винтовой прорези 22 маховика21, щеколды 19 с держателем 20 рабочего элемента 2 и штанги 16 с держателем 18 рабочего элемента 2 приводитк раскручиванию маховика 21 в обратном направлении и перемещению рабочего элемента 2 через резервуар-регенератор 15 в резервуар 14 с холодным теплоносителем. Далее цикл повто 25 30 35 40 45 формула изобретения 1. Тепловой двигатель, содержащий по крайней мере один установленный в корпусе рабочий элемент из материала с термомеханической памятью формы, соединенный одним концом с упорным элементом, а другим посредсвом тяги и передачи - с валом отбора мощности, разделенные перегородками резервуары с горячим и холодным 3 13303414ного перемещения относительно штанги16 и маховика 21, Вторые держатели20 рабочих элементов 2 пропущены через винтовую прорезь 22 маховика 21,5Упорные планки 23 установлены накорпусе 1 в крайних положениях вторых держателей 20 рабочих элементов2 для ограничения перемещения последних, Двигатель снабжен рычагом 24 срегулировочными пазами 25 для соединения последнего с тягой 4, наклонными направляющими рельсами 26 сосредством 27 регулирования наклонапоследних и установленным на рычаге24 посредством катка 28 и на рельсах 26 посредством колес 29 с возможностью качения вдоль последнихи рычага 24 балластным грузом 30, Перегородки 11 и 12 (Фиг,4-7) между 20резервуарами 13, 14 и 15 снабженышлюзами в виде покрытых скользкойводонепроницаемой пленкой 31 поролоновых подушек 32 или в виде шторок33 для пропуска рабочих элементов 2,Каждый рабочий элемент 2 для усиления эффекта памяти и увеличения поверхности теплообмена выполнен в виде набора проволок 34, соединенныхна концах термозаклинивающимися цанговыми зажимами 35 из материала с тер -момеханической памятью. Термозаклинивающиеся зажимы 35 необходимы для надежного крепления рабочих элементов2 за счет обжатия последних при нагреве и обеспечения удобства заменыпроволок 34 (в случае их обрыва) сиспользованием эффектараскрытия"зажимов 35 при их охлаждении, В стенках 35 резервуаров 13, 14 и 15 дляпропуска рабочих элементов 2 выполнены пазы 37, уплотненные пластинами38 с герметизирующими прокладками39 (фиг.5) или поролоновыми подушками 32, покрытыми пленкой 31 (фиг,6),Двигатель работает следующим образом.При попадании в резервуар 14 сряется.холодным теплоносителем рабочий элемент 2 охлаждается до температуры,при которой последний в результатепроявления эффекта термомеханическойпамяти становится легко деформируемым, Растягивающее усилие балластного груза 30 благодаря рычагу 24и направляющим рельсам 26 передается рабочему элементу 2 в режиме,обеспечивающем изотермическое протекание холостого хода (нагрузка на ра 1330341теплоносителями и средство попеременного перемещения рабочего элемента через резервуары, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, мощности и компактности, рабочий элемент выполнен прямолинейным его память выражена в уменьшении длины при нагреве, упорный элемент выполнен в виде полой цилиндрической штанги с продольной прорезью и первым радиаль О ным держателем рабочего элемента, а средство перемещения рабочего элемента через резервуары - в виде соединенной с тягой щеколды - с вторым радиальным держателем рабочего элемента, 15 маховика с винтовой прорезью и упорных планок, причем тяга, щеколда,штанга и маховик концентрично установлены соответственно друг в друге с.возможностью вращения вокруг общейоси, щеколда установлена с возможностью продольного перемещения относительно штанги и маховика, второй держатель пропущен через продольную прорезь штанги и винтовую прорезь 25 маховика, а упорные планки установлены на корпусе в крайних положениях второго держателя для ограничения перемещения последнего,2, Двигатель го п,1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что он снабжен рычагом с регулировочными пазами для соединения последнего с тягой, наклонным направляющим рельсом со средством регулирования наклона последнего и установленным на рычаге ирельсе с возможностью качения вдольпоследних балластным грузом.3, Двигатель по пп,1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем что онснабжен заполненным теплоносителемрезервуаром-регенератором,размещенным между резервуарами с горячим ихолодным теплоносителями, и дополнительной перегородкой для разделения резервуаров,Двигатель по пп,1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что перегородки между резервуарами снабжены шлюзами для пропуска рабочего элемента.5. Двигатель по пп.1-4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что рабочий элемент выполнен в виде набора проволок, соединенных на концах термозаклинивающимися цанговыми зажимами из материала с термомеханической памятью.1330341 зг Составитель Л,ТугТехред М, оданич Корректор Г. Решетник дактор Э.Сли Заказ 3561/ д ц/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгоро роектная,Тираж Й 2 б ВНИИПИ Государствпо делам изоб 13035 Москва Ж Подписно нного комитета СССР етений и открытий 5, Раушская наб,