CZ2014528A3

CZ2014528A3 - Způsob využití okolí pro práci tepelného motoru

Info

Publication number: CZ2014528A3
Application number: CZ2014-528A
Authority: CZ
Inventors: Josef Kovář
Original assignee: Josef Kovář
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2016-02-17

Abstract

Způsob se vyznačuje tím, že otevřený cyklus tepelného motoru, se sestává z nucené expanze vzduchu z objemu pracovního válce v HÚ pístu při tlaku vzduchu v okolí, čímž se dosáhne v pracovním válci před DÚ pístu požadované snížené teploty a tlaku vzduchu. Po té se před DÚ pístu krátkodobě otevře propojení pracovního válce s okolím a pracovní válec absorbuje stanovené množství teplého vzduchu z okolí, který expanduje v pracovním válci v souladu s Daltonovým zákonem. Součtem parciálních tlaků dojde k nárůstu tlaku vzduchu v pracovním válci. Následně v pracovním válci, který není propojen s okolím, se přetlakem vzduchu okolí působícím zdola na píst, se píst v pracovním válci posunuje z DÚ pístu směrem k HÚ pístu, teplota a tlak vzduchu v pracovním válci vzrůstá a při dosažení tlaku vzduchu v okolí se pracovní válec propojí s okolím. Posun pístu do HÚ pokračuje, následně se cyklus opakuje.

Description

• · • ·

Způsob využití okolí pro práci tepelného motoru Oblast techniky

Vynález se týká tepelných motorů.

Dosavadní stav techniky

Současné tepelné motory jsou založeny na principu Camotova cyklusu.

Podstata vynálezu

Vynález stanovuje způsob využití okolí pro práci tepelného motoru s rozhodujícími ději cyklusu: 1. nucené expanze pracovní látky ze stanoveného objemu, posunem pístu do DÚ, čímž se sníží tlak a teplota pracovní látky v pracovním válci (na tuto expanzi se práce spotřebovává); 2. absorpce teplé pracovní látky z okolí nebo absorbéru tepla z okolí, čímž se v souladu s Daltonovým zákonem součtem parciálních tlaků zvýší tlak pracovní látky v pracovním válci; 3. komprese pracovní látky v pracovním válci přetlakem pracovní látky okolí nebo absorbéru tepla z okolí působícím zdola na píst, čímž se píst v pracovním válci posunuje z DÚ pístu směrem k HÚ pístu do doby dosažení tlaku pracovní látky v okolí nebo v absorbéru tepla z okolí (touto kompresí se práce získává), 4. výfuk studené pracovní látky do okolí nebo absorbéru tepla z okolí.

Způsob se vyznačuje tím, že otevřený cyklus tepelného motoru, se sestává z nucené expanze vzduchu z objemu pracovního válce v HÚ pístu při tlaku vzduchu v okolí, čímž se dosáhne v pracovním válci před DÚ pístu požadované snížené teploty a tlaku vzduchu. Po té se před DÚ pístu krátkodobě otevře propojení pracovního válce s okolím a pracovní válec absorbuje stanovené množství teplého vzduchu z okolí, který expanduje v pracovním válci v souladu s Daltonovým zákonem a součtem parciálních tlaků dojde k nárůstu tlaku vzduchu v pracovním válci. Následně v pracovním válci, který není propojen s okolím, se přetlakem vzduchu okolí působícím zdola na píst, se píst v pracovním válci posunuje z DÚ pístu směrem k HÚ pístu, teplota a tlak vzduchu v pracovním válci vzrůstá a při dosažení tlaku vzduchu v okolí se pracovní válec propojí s okolím. Posun pístu do HÚ pokračuje, následně se cyklus opakuje.

Průmyslová využitelnost

Vynález lze využít při stavbě tepelných motorů, zejména pro pohon generátorů na výrobu elektrické energie. 1

Pracovní otevřeny cyklus tepelného motoru se vzduchem probíhá v těchto děiích: 1. Stav objemů a děj 1-2: (základní stav: Vj v HÚ) Píst pracovního válce se pohybuje z HÚ o objemu Vj k DÚ, dochází k nucené expanzi teplého vzduchu, čímž se dosáhne v cyklusu požadované snížené teploty a tlaku vzduchu v pracovním válci (konečný stav: V2). 2. Stav objemů a děj 2-3: (základní stav: V2) Pracovní válec se krátkodobě propojí s okolím a absorbuje stanovené množství teplého vzduchu z okolí, který v souladu s Daltonovým zákonem expanduje v pracovním válci a součtem parciálních tlaků dojde k nárůstu tlaku vzduchu v pracovním válci (konečný stav: V3 > V2). 3. Stav objemů a děj 3-4: (základní stav: V3 v DÚ) V pracovním válci, kteiý není propojen s okolím, probíhá komprese daná přetlakem vzduchu okolí působícím zdola na píst, čímž dochází k posunu pístu ve válci z DÚ směrem k HÚ, teplota a tlak vzduchu v pracovním válci vzrůstá až do dosažení tlaku okolí (konečný stav: V4). 4. Stav objemů a děj 4-1: (základní stav: V4) Pracovní válec propojí s okolím, píst pracovního válce se pohybuje do HU a dochází k převodu vzduchu z pracovního válce do okolí (konečný stav: Vi), po té se pracovní cyklus ve výše popsaných dějích opakuje. VÝPOČET OTEVŘENÉHO CYKLUSU SE VZDUCHEM:

Ve výpočtu je uvažován exponent n = 1,4 pro adiabatickou expanzi i pro adiabatickou kompresi v cyklusu. Faktická expanse i komprese bude polytropická. A. Hodnoty V. p vzduchu v pracovním válci tepelného motoru

Objemy (cm3): V, = 1000; V2 = 6000; V3 = 7300; V4 = 3164,53; V, = 1000;

Absorbované množství vzduchu z okolí (cm3): V = 2700

Tlaky (kPa): p, = 100; p2 = 8,1393; p3 = (1000/7300)1·4 . 100 + (2700/7300)1'4 .100 = 31,03; p4 = 100; p, = 100. B. Práce cyklusu

W expanzní adiabatická spotřebovaná práce 1-3 = ÍOO.IOOO’’4.0,4 ' .(7300^- 1000"°’4) = - 137,12 J Wkompresníad,abatlckáziskanápráce 3-4 = 31,03.7300^.0,4-1. (730σ°·4 - 3164,53^4) = + 224,84 J

Užitečná práce v cyklusu = 224,84 - 137,12 = + 87,72 J 2

Claims

Patentové nároky 1. Způsob využití okolí pro práci tepelného motoru s rozhodujícími ději cyklusu, nucenou expanzí pracovní látky ze stanoveného objemu, posunem pístu k DÚ, čímž se sníží tlak a teplota pracovní látky v pracovním válci, absorbcí teplé pracovní látky z okolí nebo absorbéru tepla z okolí, čímž se v souladu s Daltonovým zákonem součtem parciálních tlaků zvýší tlak pracovní látky v pracovním válci, kompresí pracovní látky v pracovním válci přetlakem pracovní látky okolí nebo přetlakem pracovní látky v absorbéru tepla z okolí působícím zdola na píst, čímž se píst v pracovním válci posunuje z DÚ pístu směrem k HÚ pístu do doby dosažení tlaku pracovní látky v okolí nebo v absorbéru tepla z okolí a posunem pístu do HÚ s výfukem studené pracovní látky do okolí nebo absorbéru tepla z okolí.
2. Způsob se vyznačuje tím, že otevřený cyklus dvoutaktního tepelného motoru, se sestává z nucené expanze vzduchu z objemu pracovního válce v HÚ pístu při tlaku vzduchu v okolí, čímž se dosáhne v pracovním válci před DÚ pístu požadované snížené teploty a tlaku vzduchu, po té se před DÚ pístu krátkodobě otevře propojení pracovního válce s okolím a pracovní válec absorbuje stanovené množství teplého vzduchu z okolí, který expanduje v pracovním válci v souladu s Daltonovým zákonem a součtem parciálních tlaků dojde k nárůstu tlaku vzduchu v pracovním válci, následně v pracovním válci, který není propojen s okolím, se přetlakem vzduchu okolí působícím zdola na píst, se píst v pracovním válci posunuje z DÚ pístu směrem k HÚ pístu, teplota a tlak vzduchu v pracovním válci vzrůstá a při dosažení tlaku vzduchu v okolí se pracovní válec propojí s okolím, posun pístu do HU pístu pokračuje, vzduch se převádí z pracovního válce do okolí, po té se cyklus opakuje.
3. Způsob se vyznačuje tím, že uzavřený pracovní cyklus dvoutaktního tepelného motoru, se sestává z nucené expanze zvolené plynné pracovní látky ze stanoveného objemu pracovního válce v HU pístu při tlaku plynné pracovní látky v absorbéru tepla z okolí, čímž se dosáhne v pracovním válci před DÚ pístu požadované snížené teploty a tlaku plynné pracovní látky, po té se před DÚ pístu krátkodobě otevře propojení pracovního válce s absorbérem tepla z okolí, který obsahuje plynnou pracovní látku o teplotě okolí a tlaku plynné pracovní látky v absorbéru tepla z okolí, a pracovní válec absorbuje stanovené množství plynné pracovní látky z absorbéru tepla z okolí, která expanduje v pracovním válci v souladu s Daltonovým zákonem a součtem parciálních tlaků dojde k nárůstu tlaku plynné pracovní látky v pracovním válci, následně v pracovním válci, který není propojen s absorbérem tepla z okolí, se přetlakem vzduchu v okolí nebo přetlakem pracovní látky v absorbéru tepla z okolí působícím zdola na píst, se píst v pracovním válci posunuje z DÚ pístu směrem k HÚ pístu, teplota a tlak plynné pracovní látky v pracovním válci vzrůstá, při dosažení tlaku plynné pracovní látky v absorbéru tepla z okolí se pracovní válec propojí s absorbérem tepla z okolí, posun pístu do HÚ pístu pokračuje, plynná pracovní látka se převádí z pracovního válce do absorbéru tepla z okolí, následně se cyklus opakuje.
4. Způsob se vyznačuje tím, že otevřený cyklus čtyřtaktního tepelného motoru, se sestává z nucené expanze vzduchu z objemu pracovního válce v HU pístu při tlaku vzduchu v okolí, čímž se dosáhne v pracovním válci před DÚ pístu požadované snížené teploty a tlaku vzduchu, po té se před DÚ pístu krátkodobě otevře propojení pracovního válce s okolím a pracovní válec absorbuje stanovené množství teplého vzduchu z okolí, který expanduje v pracovním válci v souladu s Daltonovým zákonem a součtem parciálních tlaků dojde k nárůstu tlaku vzduchu v pracovním válci, následně v pracovním válci, který není propojen s okolím, se přetlakem vzduchu okolí působícím zdola na píst, se píst v pracovním válci posunuje z DÚ pístu směrem k HÚ pístu, teplota a tlak vzduchu v pracovním válci vzrůstá a při dosažení tlaku vzduchu v okolí se pracovní válec propojí s okolím, posun pístu do HÚ pístu pokračuje, vzduch se převádí z pracovního válce do okolí, po té za účelem zvýšení teploty vzduchu v pracovním válci následuje posunem pístu v pracovním válci z HU do DÚ sání teplého vzduchu z okolí do pracovního válce a následným posunem pístu v pracovním válci z DÚ do HÚ výfuk vzduchu z pracovního válce do okolí, po té se cyklus opakuje.
5. Způsob se vyznačuje tím, že uzavřený pracovní cyklus Čtyřtaktního tepelného motoru, se sestává z nucené expanze zvolené plynné pracovní látky ze stanoveného objemu pracovního válce v HÚ pístu při tlaku plynné pracovní látky v absorbéru tepla z okolí, čímž se dosáhne v pracovním válci před DÚ pístu požadované snížené teploty a tlaku plynné pracovní látky, po té se před DÚ pístu krátkodobě otevře propojení pracovního válce s absorbérem tepla z okolí, kteiý obsahuje plynnou pracovní látku o teplotě okolí a tlaku plynné pracovní látky v absorbéru tepla z okolí, a pracovní válec absorbuje stanovené množství plynné pracovní látky z absorbéru tepla z okolí, která expanduje v pracovním válci v souladu s Daltonovým zákonem a součtem parciálních tlaků dojde k nárůstu tlaku plynné pracovní látky v pracovním válci, následně v pracovním válci, který není propojen s absorbérem tepla z okolí, se přetlakem vzduchu v okolí nebo přetlakem pracovní látky v absorbéru tepla z okolí působícím zdola na píst, se píst v pracovním válci posunuje z DÚ pístu směrem k HÚ pístu, teplota a tlak plynné pracovní látky v pracovním válci vzrůstá, při dosažení tlaku plynné pracovní látky v absorbéru tepla z okolí se pracovní válec propojí s absorbérem tepla z okolí, posun pístu do HÚ pístu pokračuje, plynná pracovní látka se převádí z pracovního válce do absorbéru tepla z okolí, po té za účelem zvýšení teploty plynné pracovní látky v pracovním válci následuje posunem pístu ve válci z HÚ do DÚ sání teplé plynné pracovní látky z absorbéru tepla z okolí do pracovního válce a následným posunem pístu v pracovním válci z DÚ do HÚ výfuk plynné pracovní látky z pracovního válce do absorbéru tepla z okolí, následně se cyklus opakuje.