RU2367818C1 - Thermal engine - Google Patents

Thermal engine Download PDF

Info

Publication number
RU2367818C1
RU2367818C1 RU2007147982/06A RU2007147982A RU2367818C1 RU 2367818 C1 RU2367818 C1 RU 2367818C1 RU 2007147982/06 A RU2007147982/06 A RU 2007147982/06A RU 2007147982 A RU2007147982 A RU 2007147982A RU 2367818 C1 RU2367818 C1 RU 2367818C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
tubes
working
heat
heat engine
Prior art date
Application number
RU2007147982/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007147982A (en
Inventor
Анатолий Тимофеевич Кожанов (RU)
Анатолий Тимофеевич Кожанов
Original Assignee
Анатолий Тимофеевич Кожанов
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 Анатолий Тимофеевич Кожанов filed Critical Анатолий Тимофеевич Кожанов
Priority to RU2007147982/06A priority Critical patent/RU2367818C1/en
Publication of RU2007147982A publication Critical patent/RU2007147982A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2367818C1 publication Critical patent/RU2367818C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed invention is designed to drive various machines. Thermal engine comprises foundation, rotor, working members and device to convert translation of working members into rotation of rotor. Rotor is mounted on the base to revolve thereon. Heat exchange chambers filled with working substance are arranged along the rotor circumference. Aforesaid working members interact with working substance and carry out translation motion. Aforesaid converter comprises a wheel fitted on the rotor to interact with that fitted on the base. Heat-exchange chambers represent tubes. Rotor comprises cups communicating with tubes and working members.
EFFECT: higher efficiency and expanded performances.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, использующей, в частности, лучистую энергию Солнца, и может быть использовано для привода различных машин, в том числе транспортных средств, перемещающихся по суше или по воде.The invention relates to a power system that uses, in particular, the radiant energy of the Sun, and can be used to drive various machines, including vehicles moving on land or on water.

Известна гелиоустановка, содержащая концентратор, контротражатель и тепловой двигатель, выполненный в виде двух цилиндров (а.с. СССР 868111, кл. F03G 7/02, опубл. 30.09.81).A known solar installation containing a concentrator, a counter-protector and a thermal engine made in the form of two cylinders (as USSR AS 868111, class F03G 7/02, publ. 30.09.81).

Недостатком этой гелиоустановки является то, что она может работать только в ясную погоду, причем тогда, когда Солнце находится на оптической оси концентратора и его лучи направлены параллельно этой оси. Если же Солнце будет смещено в сторону от этой оси (по причине вращения Земли), то работа гелиоустановки будет малоэффективной или даже невозможной.The disadvantage of this solar installation is that it can only work in clear weather, and then, when the Sun is on the optical axis of the concentrator and its rays are directed parallel to this axis. If the Sun is shifted away from this axis (due to the rotation of the Earth), then the solar installation will be ineffective or even impossible.

Известно устройство для преобразования тепловой энергии в механическую, содержащее корпус, в котором установлен ротор с расположенными по его окружности термочувствительными секциями, заполненными легкоиспаряющейся жидкостью и размещенными между венцами составного сателлита первой ступени планетарного редуктора, вторая ступень которого размещена в камере корпуса со сферической поверхностью и содержит сателлит, установленный на кривошипе выходного вала (а.с. СССР 1671956 А1, кл. F03G 7/00, опубл. 23.08.1991).A device is known for converting thermal energy into mechanical energy, comprising a housing in which a rotor is installed with heat-sensitive sections arranged around its circumference and filled with volatile liquid and placed between the crowns of the composite satellite of the first stage of the planetary gearbox, the second stage of which is placed in the housing chamber with a spherical surface and contains satellite mounted on the crank of the output shaft (AS USSR 1671956 A1, class F03G 7/00, publ. 08.23.1991).

Недостатками этого устройства являются сложность изготовления, что связано с наличием сложных деталей планетарного редуктора, в том числе со сферическими поверхностями, и недостаточная эффективность работы устройства ввиду отсутствия возможности непосредственного нагрева солнечными лучами термочувствительных секций, находящихся внутри корпуса и закрытых составными частями устройства, а также ввиду того, что при работе устройства вращающийся ротор перемешивает нагретые и охлажденные слои воздуха в замкнутой полости корпуса, что ведет к выравниванию температур термочувствительных секций и рассогласованию действий последних.The disadvantages of this device are the complexity of manufacturing, which is associated with the presence of complex parts of the planetary gearbox, including spherical surfaces, and the lack of efficiency of the device due to the inability to directly heat the heat-sensitive sections inside the case and covered by the components of the device, as well as due to the fact that when the device is operating, the rotating rotor mixes the heated and cooled layers of air in a closed cavity of the housing, which children to equalize the temperature of the heat-sensitive sections and the mismatch of the actions of the latter.

Целью заявленного изобретения является повышение эффективности работы и расширение эксплуатационных возможностей теплового двигателя.The aim of the claimed invention is to increase work efficiency and expand the operational capabilities of a heat engine.

Сущность изобретения заключается в том, что в тепловом двигателе, содержащем основание, установленный на основании с возможностью вращения ротор с расположенными по его окружности теплообменными камерами, заполненными рабочим веществом, рабочие элементы, взаимодействующие с рабочим веществом и имеющие возможность поступательного движения, преобразователь поступательного движения рабочих элементов во вращательное движение ротора, содержащий колесо, размещенное на роторе и взаимодействующее с закрепленным на основании колесом, теплообменные камеры выполнены в виде трубок, ротор содержит стаканы, полости которых соединены с трубками и с рабочими элементами, между трубками выполнены перемычки и, кроме того, тепловой двигатель снабжен колесами для перемещения по суше.The essence of the invention lies in the fact that in a heat engine containing a base mounted on the base with the possibility of rotation of the rotor with heat exchange chambers located around its circumference filled with a working substance, working elements interacting with the working substance and having the possibility of translational motion, translator of translational movement of workers elements in the rotational movement of the rotor, containing a wheel placed on the rotor and interacting with the wheel fixed on the base, heat the exchange chambers are made in the form of tubes, the rotor contains cups, the cavities of which are connected to the tubes and to the working elements, jumpers are made between the tubes and, in addition, the heat engine is equipped with wheels for moving on land.

Это позволяет повысить эффективность работы и расширить эксплуатационные возможности теплового двигателя.This allows you to increase work efficiency and expand the operational capabilities of the heat engine.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен тепловой двигатель - общий вид; на фиг.2 - то же, вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.6 - вариант исполнения рабочих элементов, разрез Г-Г на фиг.4.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a heat engine - General view; figure 2 is the same, view a in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1; figure 4 is a section bb in figure 1; figure 5 - section GG in figure 4; figure 6 is an embodiment of the working elements, section GG in figure 4.

Тепловой двигатель содержит основание 1 с двумя стойками 2, в которых на валах 3 установлен с возможностью вращения ротор 4. Ротор 4 включает два барабана 5 и четыре теплообменные камеры 6 (количество теплообменных камер может быть другим), представляющие собой заполненные рабочим веществом трубки (например, алюминиевые) 7, 8, 9, загнутые концы которых герметично введены в полость 10 стаканов 11, установленных герметично на торцах барабанов 5. Между трубками 7, 8, 9 выполнены перемычки (например, из алюминиевого листа) 12, а между стаканами 11 и торцами барабанов 5 установлены гибкие мембраны 13, соединенные своим центром со штоком 14, свободно установленным в расточке барабана 5 и имеющим возможность продольного движения вместе с толкателями 15, 16, закрепленными на выступе 17, выполненном на штоке 14. На свободном конце толкателей 15, 16 выполнены зубья в виде зубчатой рейки. В барабанах 5 напротив каждого стакана 11 установлен с возможностью вращения вал 18, несущий закрепленное на нем коническое зубчатое колесо 19 и две обгонные муфты 20, 21. На обоймах обгонных муфт 20, 21 по окружности выполнены зубья, которые взаимодействуют с зубьями соответствующих толкателей 15, 16. Зубчатые колеса 19 находятся в зацеплении с соответствующим коническим зубчатым колесом 22, неподвижно установленным на каждой стойке 2 соосно с осью вращения ротора 4.The heat engine contains a base 1 with two struts 2, in which a rotor 4 is mounted for rotation on the shafts 3. The rotor 4 includes two drums 5 and four heat exchange chambers 6 (the number of heat exchange chambers may be different), which are tubes filled with a working substance (for example , aluminum) 7, 8, 9, the bent ends of which are hermetically inserted into the cavity 10 of the glasses 11, installed tightly on the ends of the drums 5. Between the tubes 7, 8, 9 are made jumpers (for example, from an aluminum sheet) 12, and between the glasses 11 and butt ends b Rabin 5 has flexible membranes 13 connected at its center to the rod 14, freely mounted in the bore of the drum 5 and capable of longitudinal movement together with pushers 15, 16, mounted on a protrusion 17 made on the rod 14. At the free end of the pushers 15, 16 are made teeth in the form of a gear rack. In the drums 5, opposite to each cup 11, a shaft 18 is mounted for rotation, bearing a bevel gear 19 fixed thereon and two freewheels 20, 21. On the clips of the freewheels 20, 21, teeth are made around the circle that interact with the teeth of the respective pushers 15, 16. The gears 19 are meshed with the corresponding bevel gear 22 fixedly mounted on each rack 2 coaxially with the axis of rotation of the rotor 4.

На фиг.6 представлен вариант исполнения рабочих элементов-толкателей 15, 16, выполненных в виде плунжеров(поршней), цилиндры которых сообщаются с полостью 10 стакана 11.Figure 6 presents an embodiment of the working elements-pushers 15, 16, made in the form of plungers (pistons), the cylinders of which communicate with the cavity 10 of the glass 11.

Тепловой двигатель работает следующим образом.The heat engine operates as follows.

При нагреве лучами Солнца трубок 7, 8, 3 и перемычек 12, расположенных в верхней части ротора 4, находящееся в трубках рабочее вещество, например воздух, нагревается и под действием возрастающего давления в трубках и полости 10 мембрана 13 выгибается вправо (по фиг.3), передвигая шток 14 с толкателями 15, 16 вперед (вправо по фиг.3), при этом толкатель 15, взаимодействуя своими зубьями с зубьями муфты 20, вращает ее, а через нее - вал 18 с зубчатым колесом 19 по часовой стрелке (по фиг.5), а толкатель 16, передвигаясь вперед и взаимодействуя с муфтой 21, вращает ее в сторону, обратную вращеню вала 18, не препятствуя этому вращению. Находясь в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 22, колесо 19, вращаясь, обкатывается вокруг колеса 22 и поворачивается вместе с ротором 4 вокруг его оси, при этом нагретая лучами Солнца теплообменная камера (трубки 7, 8, 9) входит в нижнюю теневую зону(закрытую от лучей телом ротора), где температура ниже, чем в верхней, освещаемой Солнцем зоне, вследствие чего воздух в трубках 7, 8, 9 охлаждается и снижается его давление, в связи с чем мембрана 13 выгибается в обратную сторону (влево по фиг.3) и передвигает шток с толкателями 15, 16 назад, при этом толкатель 16, взаимодействуя с муфтой 21, вращает ее, а через нее - вал 18 с зубчатым колесом 19 в том же направлении - по часовой стрелке (по фиг.5). При этом толкатель 15, передвигаясь назад и взаимодействуя с муфтой 20, вращает ее в сторону, обратную вращению вала 18, не препятствуя этому вращению. Вращаясь, зубчатое колесо 19 обкатывается вокруг колеса 22 и поворачивается вместе с ротором 4 в прежнем направлении, в результате чего охлажденная в теневой зоне теплообменная камера входит в освещенную зону, а очередная нагретая вверху теплообменная камера заходит в теневую зону, таким образом происходит последовательный нагрев и охлаждение теплобменных камер, чем обеспечивается вращение ротора 4.When the rays of the Sun heat the tubes 7, 8, 3 and jumpers 12 located in the upper part of the rotor 4, the working substance in the tubes, such as air, is heated and under the action of increasing pressure in the tubes and cavity 10, the membrane 13 bends to the right (Fig.3 ), moving the rod 14 with the pushers 15, 16 forward (to the right in figure 3), while the pusher 15, interacting with its teeth with the teeth of the coupling 20, rotates it, and through it the shaft 18 with the gear wheel 19 clockwise (clockwise 5), and the pusher 16, moving forward and interacting with the coupling 21, rotates it in Toroni reverse rotation of the shaft 18, not preventing it from rotating. Being in engagement with the fixed gear wheel 22, the wheel 19, rotating, is run around the wheel 22 and rotates together with the rotor 4 around its axis, while the heat exchange chamber heated by the rays of the Sun (tubes 7, 8, 9) enters the lower shadow zone (closed from rays by the rotor body), where the temperature is lower than in the upper zone illuminated by the Sun, as a result of which the air in the tubes 7, 8, 9 cools and its pressure decreases, and therefore the membrane 13 bends in the opposite direction (to the left in Fig. 3 ) and moves the rod with pushers 15, 16 back, while atel 16, interacting with the coupling 21, rotates it and through it - a shaft 18 with the gear wheel 19 in the same direction - clockwise (in Figure 5). In this case, the pusher 15, moving backward and interacting with the coupling 20, rotates it in the direction opposite to the rotation of the shaft 18, without interfering with this rotation. Rotating, the gear wheel 19 rolls around the wheel 22 and rotates together with the rotor 4 in the same direction, as a result of which the heat-exchange chamber cooled in the shadow zone enters the illuminated zone, and the next heat-exchange chamber heated at the top enters the shadow zone, thus sequential heating and cooling the heat exchange chambers, which ensures the rotation of the rotor 4.

Для более эффективной работы теплового двигателя наружная поверхность трубок 7, 8, 9 и перемычек 12 может иметь покрытие темного цвета.For more efficient operation of the heat engine, the outer surface of the tubes 7, 8, 9 and jumpers 12 may have a dark color coating.

В случае выполнения толкателей 15, 16 в виде плунжеров (фиг.6) они будут совершать поступательное движение от непосредственного воздействия на них рабочего вещества, его давления, при этом процесс вращения ротора 4 будет аналогичен описанному выше.In the case of the execution of the pushers 15, 16 in the form of plungers (Fig.6), they will translate from the direct impact of the working substance, its pressure, while the process of rotation of the rotor 4 will be similar to that described above.

Вместо мембраны в тепловом двигателе может быть использован сильфон или шток 14, выполненный в виде поршня, цилиндр которого соединен с полостью 10 стакана 11, а вместо механизма с двумя обгонными муфтами 20, 21 может быть использован известный в технике храповой механизм, содержащий храповое колесо, неподвижно закрепленное на валу 18 и взаимодействующее с двумя собачками - прямой и обратной, установленными на соответствующих толкателях 15, 16.Instead of a membrane in a heat engine, a bellows or rod 14 made in the form of a piston can be used, the cylinder of which is connected to the cavity 10 of the cup 11, and instead of a mechanism with two overrunning clutches 20, 21, a ratchet mechanism known in the art containing a ratchet wheel can be used, fixed on the shaft 18 and interacting with two dogs - forward and reverse, mounted on the respective pushers 15, 16.

В случае небольшой длины теплового двигателя, когда расстояние между стойками 2 небольшое, ротор может быть выполнен не с двумя барабанами 5, а с одним и соответственно с одним зубчатым колесом, 22, закрепленным на одной из стоек 2 и взаимодействующим с зубчатыми колесами 19 этого барабана.In the case of a small length of the heat engine, when the distance between the uprights 2 is small, the rotor can be made not with two drums 5, but with one and, accordingly, with one gear wheel, 22 mounted on one of the struts 2 and interacting with the gears 19 of this drum .

Работа теплового двигателя возможна не только тогда, когда лучи Солнца направлены на него сверху, но и при действии лучей сбоку, когда Солнце отклонено от зенита.The operation of the heat engine is possible not only when the rays of the Sun are directed at it from above, but also when the rays act from the side, when the Sun is deviated from the zenith.

Если снабдить тепловой двигатель колесами 23, закрепленными на концах валов 3, то тепловой двигатель может быть использован как транспортное средство, перемещающееся по суше.If the heat engine is equipped with wheels 23 mounted on the ends of the shafts 3, then the heat engine can be used as a vehicle moving on land.

В качестве охлаждающей среды для работы теплового двигателя может быть использована вода 24 какого-либо водоема (фиг.2). В этом случае тепловой двигатель может работать не только в ясную погоду, но и в пасмурную, при этом температура окружающего воздуха должна отличаться от температуры воды в водоеме.As the cooling medium for the operation of the heat engine can be used water 24 of any reservoir (figure 2). In this case, the heat engine can operate not only in clear weather, but also in cloudy weather, while the ambient temperature should differ from the temperature of the water in the pond.

В случае, если основание 1 будет обладать плавучестью, то тепловой двигатель может быть использован как водное транспортное средство, при этом трубки 7, 8, 9 при вращении ротора 4 должны проходить ниже уровня воды и на них могут быть выполнены дополнительные выступы (лопасти).If the base 1 will have buoyancy, then the heat engine can be used as a water vehicle, while the tubes 7, 8, 9 must rotate below the water level when the rotor 4 rotates and additional protrusions (blades) can be made on them.

Работа теплового двигателя возможна и при использовании тепла сточных и сбросовых вод.The operation of the heat engine is also possible when using the heat of sewage and waste water.

Заявленное изобретение позволяет повысить эффективность работы и расширить эксплуатационные возможности теплового двигателя.The claimed invention improves the efficiency and expand the operational capabilities of the heat engine.

Claims (3)

1. Тепловой двигатель, содержащий основание, установленный на основании с возможностью вращения ротор с расположенными по его окружности теплообменными камерами, заполненными рабочим веществом, рабочие элементы, взаимодействующие с рабочим веществом и имеющие возможность поступательного движения, преобразователь поступательного движения рабочих элементов во вращательное движение ротора, содержащий колесо, размещенное на роторе и взаимодействующее с закрепленным на основании колесом, отличающийся тем, что теплообменные камеры выполнены в виде трубок, а ротор содержит стаканы, полости которых соединены с трубками и с рабочими элементами.1. A heat engine comprising a base mounted on a base rotatably rotor with heat exchange chambers arranged around its circumference filled with a working substance, working elements interacting with the working substance and having the possibility of translational motion, a translator of the translational movement of the working elements into rotational motion of the rotor, comprising a wheel located on the rotor and interacting with a wheel fixed on the base, characterized in that the heat exchange chambers are Nena as tubes, jars and the rotor comprises a cavity being connected with the tubes and with the working elements. 2. Тепловой двигатель по п.1, отличающийся тем, что между трубками выполнены перемычки.2. The heat engine according to claim 1, characterized in that jumpers are made between the tubes. 3. Тепловой двигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что он снабжен колесами для перемещения по суше. 3. The heat engine according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with wheels for moving on land.
RU2007147982/06A 2007-12-21 2007-12-21 Thermal engine RU2367818C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007147982/06A RU2367818C1 (en) 2007-12-21 2007-12-21 Thermal engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007147982/06A RU2367818C1 (en) 2007-12-21 2007-12-21 Thermal engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007147982A RU2007147982A (en) 2009-06-27
RU2367818C1 true RU2367818C1 (en) 2009-09-20

Family

ID=41026779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007147982/06A RU2367818C1 (en) 2007-12-21 2007-12-21 Thermal engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2367818C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2467203C1 (en) * 2011-06-27 2012-11-20 Анатолий Тимофеевич Кожанов Engine
WO2012167801A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Uglovsky Sergey Evgenievich Pulse-operated plant for converting low-potential thermal energy into electrical energy
RU2542167C2 (en) * 2013-06-13 2015-02-20 Анатолий Тимофеевич Кожанов Thermal wind motor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012167801A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Uglovsky Sergey Evgenievich Pulse-operated plant for converting low-potential thermal energy into electrical energy
RU2467203C1 (en) * 2011-06-27 2012-11-20 Анатолий Тимофеевич Кожанов Engine
RU2542167C2 (en) * 2013-06-13 2015-02-20 Анатолий Тимофеевич Кожанов Thermal wind motor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007147982A (en) 2009-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2263727C (en) Thermal hydraulic engine
RU2367818C1 (en) Thermal engine
CA2762575A1 (en) Low differential temperature rotary engines
US20140298796A1 (en) Density engines and methods capable of efficient use of low temperature heat sources for electrical power generation
BG110419A (en) Method and layout of a heat hydro engine for the transformation of thermal energy into mechanic
CN201367997Y (en) Solar engine
IT8323123A1 (en) ROTARY ENGINE
US6892539B2 (en) Rotary heat engine
RU2467203C1 (en) Engine
JP6407089B2 (en) Power generator
US4143517A (en) Thermal engine
RU2451829C2 (en) Thermal engine
US4014170A (en) Thermal engine
RU40765U1 (en) ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY KUSHCHENKO V.A.
RU2027898C1 (en) Method of operation of thermal tube
RU2503847C1 (en) Heat engine
SU1671956A1 (en) Device for converting heat energy to mechanical
RU2666708C1 (en) Heat engine
GB2501690A (en) Gravity heat engine with rotary valve
RU126053U1 (en) TRANSMISSION MECHANISM
RU2402687C2 (en) Universal external combustion engine
RU2542167C2 (en) Thermal wind motor
RU2027901C1 (en) Thermal engine
DE19959687A1 (en) Piston motor has a working medium within the piston cylinders which expands and contracts through rhythmic external heating/cooling to drive the pistons to rotate a drive output through connecting rods and a crank
SU1118799A1 (en) Hydraulic heat engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151222