RU2027899C1 - External-heat engine - Google Patents
External-heat engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027899C1 RU2027899C1 SU5000156A RU2027899C1 RU 2027899 C1 RU2027899 C1 RU 2027899C1 SU 5000156 A SU5000156 A SU 5000156A RU 2027899 C1 RU2027899 C1 RU 2027899C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- disks
- plates
- heat
- output shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к преобразованию тепловой энергии в механическую за счет тепловых деформаций термочувствительных твердых элементов и может быть использовано в качестве привода в различных областях народного хозяйства. The invention relates to the conversion of thermal energy into mechanical energy due to thermal deformations of heat-sensitive solid elements and can be used as a drive in various fields of the national economy.
Известны различные двигатели с внешним подводом тепла. Например, тепловой двигатель [1], содержащий корпус, в котором эксцентрично один относительно другого установлены с возможностью вращения два стаканообразных барабана, шарнирно соединенных между собой тепловыми элементами и зубчатой передачей, выполненной в виде двух идентичных зубчатых колес, каждое из которых соосно прикреплено к одному из барабанов, и промежуточное зубчатое колесо, введенное в зубчатое зацепление с каждым из зубчатых колес барабанов. Various engines with external heat supply are known. For example, a heat engine [1], comprising a housing in which two glass-shaped drums are mounted eccentrically relative to one another, pivotally interconnected by thermal elements and a gear made in the form of two identical gears, each of which is coaxially attached to one from drums, and an intermediate gear introduced into gearing with each of the gears of the drums.
Недостатками двигателя являются его малая жесткость конструкции и невозможность получения больших крутящих моментов на вале отбора мощности. The disadvantages of the engine are its low structural rigidity and the inability to obtain large torques on the power take-off shaft.
Известен двигатель с внешним подводом тепла [2], содержащий корпус и ротор с двумя эксцентричными кольцами, связанными с выходным валом зубчатой передачей, выполненной в виде двух зубчатых венцов, связанных друг с другом внутренним зубчатым зацеплением, одно из колец выполнено в виде зубчатого венца передачи и втулки, соединенных между собой термочувствительными элементами в виде тонкостенных лопаток, а второй зубчатый венец передачи выполнен на другом кольце, и втулка выполнена в виде двух обручей, выполненных один в другом с зазором, на одном обруче выполнены осевые канавки, а на другом - выступы, взаимодействующие с канавками. A known engine with external heat supply [2], comprising a housing and a rotor with two eccentric rings connected to the output shaft by a gear made in the form of two gear rims connected to each other by an internal gear, one of the rings is made in the form of a gear rim and the sleeve, interconnected by thermosensitive elements in the form of thin-walled blades, and the second gear ring gear is made on another ring, and the sleeve is made in the form of two hoops, made one in the other with a gap, on axial grooves are made on one hoop, and protrusions interacting with the grooves are made on the other.
Существенным недостатком двигателя является его малая надежность из-за передачи крутящего момента непосредственно через термочувствительные элементы с изгибающим моментом на них. A significant drawback of the engine is its low reliability due to the transmission of torque directly through heat-sensitive elements with a bending moment on them.
Целью изобретения является повышение надежности работы. Применение предложенного двигателя позволяет иметь простой и надежный в работе двигатель с внешним подводом тепла, через термоэлементы в котором не передается крутящий момент. The aim of the invention is to increase the reliability. The application of the proposed engine allows you to have a simple and reliable engine with an external heat supply, through which no torque is transmitted through thermocouples.
Цель достигается тем, что двигатель выполнен из корпуса и ротора, составные части которого связаны между собой термочувствительными элементами и с выходным валом посредством зубчатых передач с одинаковыми передаточными отношениями, генератора тепла. Составные части ротора выполнены в виде соосных дисков с центральными отверстиями, между которыми радиально установлены термочувствительные элементы, выполненные в виде пластин, шарнирно установленных и последовательно связанных между собой через тяги. При этом последние связаны с дисками через пары шариков, размещенных в радиальных канавках, выполненных равномерно по окружности на дисках и тягах. Тяги одним концом подпружинены относительно дисков со стороны центрального отверстия, а другим установлены в углублениях одного из двух колец, связанных с выходным валом зубчатыми передачами с одинаковыми передаточными отношениями, на зубчатых венцах которых по начальным окружностям выполнены цилиндрические поверхности. Термочувствительные элементы выполнены удлиненными по обе стороны от шарнирных соединений. The goal is achieved in that the engine is made of a housing and a rotor, the components of which are interconnected by heat-sensitive elements and to the output shaft by means of gears with the same gear ratios, a heat generator. The rotor components are made in the form of coaxial disks with central holes, between which thermally sensitive elements are radially mounted, made in the form of plates, pivotally mounted and connected in series through drafts. Moreover, the latter are connected with the disks through pairs of balls placed in radial grooves made uniformly around the circumference of the disks and rods. The rods at one end are spring-loaded relative to the disks from the side of the central hole, and the other are installed in the recesses of one of the two rings connected to the output shaft by gears with the same gear ratios, on the gear rims of which cylindrical surfaces are made along the initial circles. Heat-sensitive elements are made elongated on both sides of the hinge joints.
На фиг. 1 показана схема предлагаемого двигателя, частичный разрез в верхней части; на фиг. 2 - зубчатое зацепление кольца с выходным валом, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - тяга, ее шарнирная связь с пластинами, а также с кольцом и кольцевым выступом диска; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - схема расположения кольца относительно диска и зубчатого венца выходного вала при холодном двигателе; на фиг. 7 - то же, при работающем двигателе. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed engine, a partial section in the upper part; in FIG. 2 - gear engagement of the ring with the output shaft, a longitudinal section; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 4 - thrust, its articulation with the plates, as well as with the ring and the annular protrusion of the disk; in FIG. 5 is a section BB in FIG. 4; in FIG. 6 is a diagram of an arrangement of a ring relative to a disk and a gear ring of an output shaft with a cold engine; in FIG. 7 - the same, with the engine running.
Двигатель содержит корпус 1, ротор 2. Ротор 2 состоит из двух параллельных соосных одинаковых дисков 3 с центральными отверстиями 4, находящихся с возможностью вращения в корпусе 1. Между дисками 3 радиально равномерно по окружности находятся термочувствительные элементы в виде тонкостенных пластин 5 толщиной 0,5-7 мм и имеющие изгиб все в одном направлении в плоскости вращения дисков 3 с одинаковым радиусом длиной 50-3000 мм при выполнении их биметаллическими, например из металлических пар: дюралюминий - титан или вольфрам; или при выполнении их по изогнутости с термомеханической памятью, например, из нитинола или титано-никелевого сплава. При выполнении пластин 5 из металла, имеющего только большую теплопроводность и большой коэффициент линейного расширения, например, из дюралюминия, они изгиба не имеют. Пластины 5 по их обоим концам последовательно шарнирами 6 и 7 связаны друг с другом через плоские тяги 8, находящиеся по их боковым торцам. В двух углублениях 9 на тяге 8, расположенных по средней линии ее, находятся по шарику 10, находящихся совместно в одной из радиальных канавок 11, выполненных равномерно по окружности на плоской поверхности диска 3. Тяги 8 через цилиндрические пружины 12 связаны с кольцевыми выступами 13, по одному выполненными у осевого отверстия 4 на дисках 3. Другим своим концом тяги 8 находятся на посадке с возможностью вращения и скольжения по их внутренней цилиндрической и плоским поверхностям с одним из двух колец 14 своим выступом 15 в углублении 16 на поверхности кольца 14. Каждое кольцо 14 имеет зубчатый венец 17, которым оно находится во внешнем зубчатом зацеплении с одним из двух одинаковых зубчатых венцов 18 выходного вала 19. Обе передачи имеют одинаковые передаточные отношения. Зубчатые венцы 17 и 18 по их начальным окружностям имеют соответственно цилиндрические поверхности 20 и 21. Вал 19 связан с корпусом 1 подшипником 22. Пластины 5 имеют удлинения в обе стороны в виде лопаток 23 и 24, создающих жесткость пластин 5 вдоль оси двигателя соответственно в районе шарниров 6 и 7. Двигатель имеет генератор 25 тепла, раструб 26 которого находится внутри корпуса 1 и обеспечивает выход общего потока горячих газов от генератора 25 тепла шириной, равной ширине пластин 5, и по дуге отверстия 4 в 105-185о. Корпус 1 по его частям, расположенным по обе стороны от пластин 5, жестко скреплен стойками 27. Осевая линия потока горячих газов из раструба 26 пересекает прямую линию, проходящую через оси дисков 3 и вала 19, под углом α, равным 10-80о. Для соединения в зубчатые зацепления зучбатых венцов 17 и 18 в корпусе 1 имеются вырезы 28.The engine comprises a
Двигатель работает следующим образом. The engine operates as follows.
При запуске двигателя вначале приводится во вращение выходной вал 19, например, стартером (не показан). Вместе с валом 19 через зубчатое зацепление зубчатых венцов 17 и 18 синхронно вращаются оба кольца 14 из-за равенства передаточных отношений обеих передач на них. Через углубления 16 на кольце 14 и выступы 15 на тягах 8 вращение передается на тяги 8, а через шарики 10, углубления 9 и канавки 11 вращение передается и на диски 3. Затем включается в работу генератор 25 тепла. Поток горячих газов из раструба 26 проходит между пластинами 5. Радиальному движению потока горячих газов меду пластинами 5 активно способствуют лопатки 23 и 24 (на фиг.3 показано стрелками). Пластины 5 этим потоком нагреваются и выполненные из биметаллов или металлов с термомеханической памятью выпрямляются, а выполненные из металлов с большой теплопроводностью и большим коэффициентом линейного теплового расширения - удлиняются. Это приводит к эксцентриситету а между осями колец 14 и дисков 3, величина которого тем больше, чем больше выпрямление или удлинение пластин 5 в зоне их нагрева генератором 25 тепла по сравнению с той длиной, выгибанием которую они получают в обратном порядке после прохождения этой зоны нагрева, и обдуваясь за счет вентиляторного действия лопаток 23 и 24, прогоняющего окружающий воздух между ними, который их охлаждает. Движение окружающего воздуха между пластинами 5 на фиг.3 показано стрелками. Стойки 27 корпуса 1 имеют небольшое сечение и движению и горячего, и холодного потоков не мешают. При этом происходит возвратное вращение тяг 8 их выступами 15 в углублениях 16 кольца 14 и упругие деформации пружин 12. Создание и увеличение эксцентриситета а создает и смещение полюса Р зацепления зубчатых венцов 17 и 18, что приводит к созданию крутящего момента, величина которого тем больше, чем больше это смещение. Направление этого крутящего момента и вращение вала 19 на фиг.7 показано стрелкой. Оно должно совпадать с направлением вращения вала 19 и от стартера. Достаточно большая величина эксцентриситета а обеспечивается тем, что пластины 5 связаны последовательно между собой тягами 8, которые не изменяют своей длины в процессе работы двигателя, поэтому каждая последующая пластина 5 присоединяет свое удлинение в радиальном направлении (или укорочение) к тому изменению длины общей в радиальном направлении для всех предыдущих пластин 5 с одинаковым направлением изменения их длины. При остановке двигателя вначале отключается генератор 25 тепла, а затем после остывания пластин 5 останавливается вал 19. Это необходимо для предотвращения поломок в двигателе от очень больших воздействий со стороны пластин 5 на увеличение эксцентриситета а при замедлении прохождения пластин 5 через зону генератора 25 тепла. When starting the engine, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5000156 RU2027899C1 (en) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | External-heat engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5000156 RU2027899C1 (en) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | External-heat engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2027899C1 true RU2027899C1 (en) | 1995-01-27 |
Family
ID=21584583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5000156 RU2027899C1 (en) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | External-heat engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2027899C1 (en) |
-
1991
- 1991-07-01 RU SU5000156 patent/RU2027899C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1222882, кл. F 03G 7/06, 1986. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1509561, кл. F 03G 7/06, 1989. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4037411A (en) | Thermal energy converting assembly | |
JPH04303136A (en) | Regulator for nozzle guide vane of turbine of gas turbine engine | |
US4938026A (en) | Heat engine based on shape memory alloys | |
RU2027899C1 (en) | External-heat engine | |
EP0129342A2 (en) | Energy conversion system utilizing a memory effect material | |
JP2510041B2 (en) | Rotating joint | |
JPH05501746A (en) | high temperature turbine engine structure | |
CN108331726B (en) | Small temperature difference heat energy engine | |
US4152945A (en) | Power transmitting mechanism | |
US4117680A (en) | Continuous loop shape memory effect heat engine | |
SU1747747A2 (en) | Engine with external heat input | |
RU2029133C1 (en) | Engine with external heat supply | |
RU1808101C (en) | Externally heated motor | |
CN110080961B (en) | Speed change mechanism and small-temperature-difference heat energy engine | |
US4503676A (en) | Apparatus for directly converting thermal to rotational energy | |
GB1581475A (en) | Thermal energy converting assembly | |
JPH031759Y2 (en) | ||
SU1509561A1 (en) | Externally heated engine | |
SU1041737A1 (en) | Heat engine | |
RU2006673C1 (en) | External heat supply engine | |
RU2027900C1 (en) | Thermal engine | |
JPS5948313B2 (en) | solid phase heat engine | |
SU1754917A1 (en) | Thermal engine | |
CA1057964A (en) | Thermal energy converting assembly | |
US20190072027A1 (en) | Cell wheel |