RU1812337C - Heat engine - Google Patents

Heat engine

Info

Publication number
RU1812337C
RU1812337C SU4810311A RU1812337C RU 1812337 C RU1812337 C RU 1812337C SU 4810311 A SU4810311 A SU 4810311A RU 1812337 C RU1812337 C RU 1812337C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
springs
rods
heat
stops
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Федорович Стрижов
Юрий Михайлович Абзалов
Лев Николаевич Смирнов
Александр Геннадьевич Стрижов
Геннадий Николаевич Еловиков
Юрий Степанович Грозных
Ирина Борисовна Агеева
Александр Викторович Миронов
Владимир Александрович Лихачев
Валерий Федорович Мозгунов
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров
Ленинградский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров, Ленинградский государственный университет filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров
Priority to SU4810311 priority Critical patent/RU1812337C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1812337C publication Critical patent/RU1812337C/en

Links

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Использование: изобретение позвол ет повысить удельную мощность тепловых двигателей , преобразующих во вращение ротора тепловые деформации пружин, обладающих термомеханической пам тью и потребл ющих тепловую энергию естественных источников тепла и тепловые отходы производства. Сущность изобретени : в радиальных направл ющих ротора 2 подвижно установлены грузы в виде штоков 4 с упорами 5. Пружины 3, обладающие свойством пам ти, установлены снаружи ротора 2 между его развитой боковой цилиндрической поверхностью и упорами 5 штоков 4. При вращении ротора 2 пружины 3, попада  попеременно в зоны нагрева и охлаждени , измен ют свою длину и перемещают в радиальном направлении массивные штоки 4,- поддержива  весовой дебаланс ротора 2, со здающий вращающий момент на его оси. 2 ил. (Л СUsage: the invention allows to increase the specific power of heat engines that convert thermal rotations of springs having thermomechanical memory and consuming heat energy from natural heat sources and heat production waste into rotor rotation. The inventive goods in the radial guides of the rotor 2 are movably mounted in the form of rods 4 with stops 5. Springs 3 having a memory property are installed outside the rotor 2 between its developed lateral cylindrical surface and stops 5 of the rods 4. When the rotor 2 rotates the springs 3 falling alternately into the heating and cooling zones, the massive rods 4 change their length and move in the radial direction, supporting the weight unbalance of the rotor 2, creating a torque on its axis. 2 ill. (L C

Description

Изобретение относитс  к металлургической , химической, энергетической и другим энергоемким отрасл м народного хоз йства , а также к технике использовани  нетрадиционных видов Энергии, например, солнечной.; ... ..:;;.--. - Я. ;.::; . ; .. -: The invention relates to the metallurgical, chemical, energy and other energy-intensive sectors of the national economy, as well as to the technique of using non-traditional types of Energy, for example, solar .; ... ..: ;; .--. - I AM. ;.::; . ; .. -:

Цель изобретени -повышениеединичной и удельной мощности.The purpose of the invention is to increase unit and specific power.

На фиг. 1 показан предлагаемый двигатель , общий вид; на фиг.-2 - разрез А-А на фиг.1. -- V-;- ..:-:;.. -; ,-:; :;: - -. ; In FIG. 1 shows the proposed engine, a General view; in Fig. 2 - section aa in Fig.1. - V -; - ..: -:; .. -; , - :; :;: - -. ;

Тепловой двигатель содержит статор 1 с Зонами нагрева и охлаждени , цилиндрический ротор 2 с установленными на нем пружинами 3, обладающими свойством тер- момеханическйй пам ти формы, грузы выполненные в виде штоков 4 с упорами 5. Штоки 4 подвижно установлены в радиаль- ных.направл ющих, представл ющих собой стальные трубки 6, выполненных в цилиндрическом роторе 2 в разных плоскост х, смещенных друг относительно друга вдоль оси ротора 2. Пружины 3 установлены снаружи ротора и подсоединены одним концом к цилиндрическому ротору 2, а другим - к упорам 5 штоков 4. Цилиндрический ротор 2 установлен на валу 7, опирающемс  на станину 8. Вал 8 через редуктор 9 соединен с мотор-генератором 10. Пружины 3 изготовлены из проволоки, дл  получени  которой используетс  никелид титана, т.е. сплав с эффектом пам ти формы. При предварительной термообработке пружинам 3 придают сжатое положение при температуре ниже 30°С и разжатое положение- при температуре свыше 50°С. Эти услови  пружины запоминают. Длина подвижного штока 4 определ етс  из соотношени The heat engine contains a stator 1 with heating and cooling zones, a cylindrical rotor 2 with springs 3 mounted on it, having the property of thermomechanical shape memory, weights made in the form of rods 4 with stops 5. The rods 4 are movably mounted in radial directions. representing steel tubes 6, made in a cylindrical rotor 2 in different planes, offset from each other along the axis of the rotor 2. The springs 3 are mounted outside the rotor and connected at one end to the cylindrical rotor 2, and the other to 5 Oram rods 4. Cylindrical rotor 2 mounted on a shaft 7, opirayuschems by the frame 8. The shaft 8 through the reduction gear 9 is connected to the motor-generator 10. The springs are made of wire 3, which is used to produce titanium nickel alloy, i.e., shape memory alloy. During the preliminary heat treatment, the springs 3 are attached to a compressed position at a temperature below 30 ° C and an expanded position at a temperature above 50 ° C. These spring conditions are memorized. The length of the movable rod 4 is determined from the ratio

L D-Ht+l2, где L - длина подвижного штока 4: -.L D-Ht + l2, where L is the length of the movable rod 4: -.

D - диаметр цилиндрического ротора 2;D is the diameter of the cylindrical rotor 2;

И - длина термомеханического элемента - пружины 3 в сжатом состо нии;And - the length of the thermomechanical element - spring 3 in a compressed state;

la -длина термомеха нического эле.мен- та - пружины 3 в разжатом состо нии.la is the length of the thermomechanical element - springs 3 in the expanded state.

Тепловой двигатель электрической мощностью 50 кВт имеет следующие габариты: ....- ; . . .:: - .--.-. -.-. . - Диаметр ротора/мм 400.A thermal engine with an electric power of 50 kW has the following dimensions: ....-; . . . :: -. - .-. -.-. . - The diameter of the rotor / mm 400.

Длина ротора, мм1800Rotor Length, mm 1800

Длина пружины вSpring length in

сжатом состо нии, мм 100compressed state, mm 100

Длина пружин вSpring length in

разжатом состо нии, мм 250expanded state, mm 250

Диаметр пружин, мм 70Diameter of springs, mm 70

Материал пружинНикелид - / титана -. . Spring material Nickelide - / Titanium -. .

Вес пружин общий, кг 50- ч Количество направл ющих трубок, шт. 85Weight of springs total, kg 50- h Number of guide tubes, pcs. 85

Диаметр направл ющих трубок: Внешних, мм20 Внутренних, мм 16 Количество штоков, шт. 85 -..; Диаметр штоков, мм 15 Длина штоков, мм 750 Количество пружин, тт. 170 ; При указанных габаритах, исходной температуре, например, газа 120°С и темп&- ратуре охлаждающей воды 10° С .скорость вращени  ротора - 30 об/мин.; ; ;; Тепловой двигатель работает следую- щимобразом. : I:-/ -. -....:.; ---V..:.- . ;....Diameter of guide tubes: Outer, mm20 Internal, mm 16 Number of rods, pcs. 85 - ..; Diameter of rods, mm 15 Length of rods, mm 750 Number of springs, tt. 170; At the indicated dimensions, the initial temperature, for example, of gas is 120 ° C and the temp. &Amp; - cooling water temperature is 10 ° C. The rotor speed is 30 rpm; ; ;; The heat engine operates as follows. : I: - / -. -....:.; --- V ..: .-. ; ....

Дл  установки теплового двигател  вы- бираетс  горизонтальный участок газохода перед дымовой трубой. Движущиес  отход щие низкотемпературные газы (t 200°C) омывают верхнюю половину цилиндрического ротора 2 теплового двигател . Нижн   часть ротора и наход щиес  на ней термр- механические-элементы-пружины 3 погружены в зону охлаждени  статора 1 при температуреt 20°C. : : - ,v.. Приуказанныхуслови х пру5ЦиныЗ ввер- хней зоне наход тс  в разжатом положении, а наход щиес  в воде- всжатом. Создаваемый весовой дёбаланс (см; фиг.2) за счет прук жин3иштоков4,обеспёчиваетпрокручивание : ротора 2 походу часовой стрелки со скоростью 30 об/мин и усилием, которое приводит в работу мотор-регенератор 10.To install a heat engine, a horizontal duct section in front of the chimney is selected. Moving off-gases of low temperature gases (t 200 ° C) wash the upper half of the cylindrical rotor 2 of the heat engine. The lower part of the rotor and the thermal-mechanical-spring elements 3 located therein are immersed in the cooling zone of the stator 1 at a temperature of 20 ° C. :: -, v .. Under the indicated conditions, the 5Zines in the upper zone are in the unclenched position, and those in the unclean state. The created weight unbalance (see; Fig. 2) due to a bunch of generators4 ensures the rotation of: rotor 2 clockwise at a speed of 30 rpm and the force that drives the motor-regenerator 10.

Равномерное вращение ротора2 Достигаетс  за счет четкого цикличного функцио - нировани  динамической системы: термомеханических элементов - пружин 3, и подвижных штоков 4. Попада  в зону охлаждени , пружины 3 не только сжимаютс  сами, но и вталкивают в направл ющие трубки б концы подвижных штоков 4. С дру- - гой стороны, при нагреве и раст жении пру- жин 3, противоположные концы этих штоков 4 выдвигаютс  из направл ющих трубок 6. В качестве охлаждающего агента может быть не только техническа  вода, но и другие жидкости, например, сточныеводы. Возможно применение и газообразных охладителей, на- - пример, азота, поступающих ;от кислородных машин. : .--..;. :;.V;V/ :..-: V-:-:; -; ; Uniform rotation of the rotor 2 is achieved due to the clear cyclic functioning of the dynamic system: thermomechanical elements - springs 3, and movable rods 4. Once in the cooling zone, the springs 3 not only compress themselves, but also push the ends of the movable rods 4 into the guide tubes. On the other hand, when heating and stretching the springs 3, the opposite ends of these rods 4 are pulled out of the guide tubes 6. Not only process water, but also other liquids, for example sewage, can be used as a cooling agent. It is also possible to use gaseous coolers, for example, nitrogen coming in from oxygen machines. : .-- ..;. :;. V; V /: ..-: V -: - :; -; ;

При работе устройства температура от- ход щих газов падает. Практически она может быт ь снабжена до уровн , который выше температуры охладител  всего лишь на 10-30°С. Это достигаетс  последовательной установкой р да устройств, количество которых определ етс  объемом отход щих газов, их температурой и мощностью .устройств . Срок эксплуатации устройства оп ре-. дел етс  количеством циклов: сжатие - разжатие пружин 3 из никелида титана.When the device is operating, the temperature of the exhaust gases drops. In practice, it can be supplied to a level that is only 10-30 ° C higher than the temperature of the cooler. This is achieved by sequentially installing a number of devices, the number of which is determined by the volume of exhaust gases, their temperature and the power of the devices. The life of the device op re. is divided by the number of cycles: compression - unloading of springs 3 of titanium nickelide.

Таким образом, при скорости ротора 30 об/мин пружины 3 делают 30 таких циклов в минуту, или в час: Thus, at a rotor speed of 30 rpm, the springs 3 make 30 such cycles per minute, or per hour:

30x60 1800 ц/ч.: Общее врем  работы устройства30x60 1800 c / h: Total device runtime

1,5/101,5 / 10

,6, 6

ч или 347 суток. h or 347 days.

1,8 -Ю31.8 - U3

Данное устройство может быть также использовано дл  получени  электроэнергии от потока солнечных лучей. В этом случае в качестве охлаждаемой среды может быть вода рек, ручьев и других естественных и искусственных источников.This device can also be used to generate electricity from a stream of sunlight. In this case, the water of rivers, streams and other natural and artificial sources may be used as a cooled medium.

Применение теплового двигател  обеспечивает в сравнении с прототипом следующие преимущества: увеличение единичной и удельной мощности двигател ; использование бросового тепла - низкотем- пёратурного тепла (t$200°C); в том числе тепла отход щих газов, загр зненных сое- динени ми серы, азота, фтора, хлора, и т.п.; использование тепла нетрадиционного источника - солнечной энергии при минимальных капитальных затратах; получение электро- ; энергии. ./ . /... V :-.v;--/ - .The use of a heat engine provides the following advantages in comparison with the prototype: an increase in the unit and specific power of the engine; use of waste heat - low-temperature heat (t $ 200 ° C); including heat of exhaust gases contaminated with sulfur, nitrogen, fluorine, chlorine, and the like; the use of heat from an unconventional source - solar energy with minimal capital costs; receiving electro; energy. ./. / ... V: -. V; - / -.

Ф ормула изобретени  Тепловой двигатель, содержащий статор с зонами нагрева и охлаждени , ротор с установленными на нем пружинами, обладающими свойством термомеханической пам ти формы, са занными.с грузами, о т- л и ч а ю щи и с   тем, что, с целью повышени  удельной мощности ротор выполнен с развитой боковой цилиндрической поверхностью , а грузы - в виде штоков с упорами, подвижно установленных в радиальных направл ющих , выполненных в роторе в разных плоскост х, смещенных друг относительно друга вдоль оси ротора, при этом пружины установлены снаружи ротора между последними и упорами штоков.SUMMARY OF THE INVENTION A heat engine comprising a stator with heating and cooling zones, a rotor with springs installed thereon, having the property of thermomechanical shape memory, connected with loads, including and with the fact that, with in order to increase the specific power, the rotor is made with a developed lateral cylindrical surface, and the loads are in the form of rods with stops, movably mounted in radial guides made in the rotor in different planes, offset from each other along the axis of the rotor, while the springs are installed us outside the rotor between the latter and stops rods.

SU4810311 1990-04-04 1990-04-04 Heat engine RU1812337C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4810311 RU1812337C (en) 1990-04-04 1990-04-04 Heat engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4810311 RU1812337C (en) 1990-04-04 1990-04-04 Heat engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1812337C true RU1812337C (en) 1993-04-30

Family

ID=21506150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4810311 RU1812337C (en) 1990-04-04 1990-04-04 Heat engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1812337C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013100820A2 (en) * 2011-12-26 2013-07-04 Kolyunov Andrey Ivanovich Energy conversion module

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 909275, кл. F 03 G 7/06, 1984, Авторское свидетельство СССР № 116.4462, кл. F 03 G 7/06, 1984. Ооцука К., Симидзу К. и др. Сплавы с эффектом пам ти формы. М.: Металлурги , 1989, с. 178-179. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013100820A2 (en) * 2011-12-26 2013-07-04 Kolyunov Andrey Ivanovich Energy conversion module
WO2013100820A3 (en) * 2011-12-26 2013-09-26 Kolyunov Andrey Ivanovich Energy conversion module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3913326A (en) Energy conversion system
KR101647175B1 (en) Electric power generation system
WO1997034083A1 (en) Magnus effect horizontal axis wind turbine
US5713202A (en) Methods for producing hydro-electric power
EP0129342A2 (en) Energy conversion system utilizing a memory effect material
RU1812337C (en) Heat engine
Hofmann et al. PWR steam generator tube fretting and fatigue wear phenomena and correlations.
AU2008214601A1 (en) Process and apparatus for transferring heat from a first medium to a second medium
ES474339A1 (en) Energy conversion process and device.
US5003779A (en) Geothermal energy conversion system
US4503676A (en) Apparatus for directly converting thermal to rotational energy
WO1984004149A1 (en) Steam generators and combined cycle power plants employing the same
JPH10331756A (en) Liquid energy converting device
RU2603849C2 (en) Floating coastal hydro wave power plant
SU1094984A1 (en) Thermal mechanical engine
SU931945A1 (en) Method of converting heat energy to mechanical one
RU2477812C1 (en) Energy conversion module
RU2208701C1 (en) Heat engine
SU1216418A1 (en) Thermal wind plant for obtaining hot water
SU125095A3 (en) Rotating regenerative heat exchanger
SU1089291A1 (en) Magneto-thermal engine
Takizawa et al. Repowering of thermal power plants as fully-fired combined cycle generating plants.
JPS6193280A (en) Gravitational rotary engine and generator thereof
SU1719663A1 (en) Steam-power plant
Vincent Performance optimization of an OTEC turbine