RU2384735C1 - Thermal engine - Google Patents

Thermal engine Download PDF

Info

Publication number
RU2384735C1
RU2384735C1 RU2009107653/06A RU2009107653A RU2384735C1 RU 2384735 C1 RU2384735 C1 RU 2384735C1 RU 2009107653/06 A RU2009107653/06 A RU 2009107653/06A RU 2009107653 A RU2009107653 A RU 2009107653A RU 2384735 C1 RU2384735 C1 RU 2384735C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
branches
turnstile
rollers
power
solar
Prior art date
Application number
RU2009107653/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Баба Джабраилович Бабаев (RU)
Баба Джабраилович Бабаев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский 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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет
Priority to RU2009107653/06A priority Critical patent/RU2384735C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2384735C1 publication Critical patent/RU2384735C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering, namely to solar power engineering, and can be used to covert thermal power, for example solar energy, into mechanical and the latter into electrical power, that is, it may well double as a steam turbine. Proposed engine comprises circular bogy accommodating two branches arranged sequentially all along the body length and turnstile secured to the shaft center, said turnstile being provided with pressure rollers fitted on its opposite ends. Impermeable fabric chamber is arranged along said circular body to make branches, one of them being connected to solar collector and another being jointed to condenser. Note here that aforesaid rollers are furnished with concave blades to thrust against half the diametre of flexible sealed chamber.
EFFECT: higher efficiency and power output, expanded operating performances.
2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, а точнее к гелиотехнике, и может быть использовано для преобразования тепловой энергии, например солнечной, в механическую, а механической в электрическую, то есть может служить паровой турбиной.The invention relates to energy, and more specifically to solar engineering, and can be used to convert thermal energy, for example solar, into mechanical, and mechanical into electrical, that is, it can serve as a steam turbine.

Известно устройство для преобразования тепловой энергии в механическую [1], содержащее корпус и установленный внутри него заполненный жидкостью ротор. По периферии ротора расположены камеры, заполненные термочувствительным рабочим телом. Камеры отделены от жидкости гибкими перегородками. Наружные стенки камер выполнены теплопроводными и расположены в зонах нагрева и охлаждения. Ротор разделен радиальными стенками на отсеки, каждый из которых отделен от смежной камеры ее гибкой перегородкой. Между зонами нагрева и охлаждения установлена теплоизоляционная стенка. Внутри ротора концентрично последнему неподвижно относительно корпуса установлен цилиндрический полый коллектор, разделенный дополнительной теплоизоляционной диаметральной перегородкой на две герметичные полости, нагнетательную и всасывающую. Радиальные стенки каждого отсека примыкают к наружной стенке коллектора с минимальным зазором. Нагнетательная полость гидравлически связана через вырез в наружной стенке коллектора с отсеками, смежными с рабочими камерами, расположенными в зоне нагрева, а всасывающая полость через другой вырез - с отсеками, смежными с рабочими камерами, расположенными в зоне охлаждения. Коллектор выполнен с возможностью его поворота и фиксации его положения относительно корпуса.A device is known for converting thermal energy into mechanical energy [1], comprising a housing and a rotor filled with a liquid installed inside it. On the periphery of the rotor are chambers filled with a heat-sensitive working fluid. The chambers are separated from the liquid by flexible partitions. The outer walls of the chambers are heat-conducting and are located in the heating and cooling zones. The rotor is divided by radial walls into compartments, each of which is separated from the adjacent chamber by its flexible partition. A heat-insulating wall is installed between the heating and cooling zones. A cylindrical hollow collector is installed inside the rotor concentrically to the last motionless relative to the housing; The radial walls of each compartment are adjacent to the outer wall of the collector with a minimum clearance. The injection cavity is hydraulically connected through a cutout in the outer wall of the collector with compartments adjacent to the working chambers located in the heating zone, and the suction cavity through another cutout is connected to compartments adjacent to the working chambers located in the cooling zone. The collector is configured to rotate and fix its position relative to the housing.

Недостатками данного устройства являются ненадежность и нестабильность работы, низкая поглотительная способность солнечной энергии, маломощность и низкий КПД из-за быстрого уравнивания температуры и давления в отсеках с тонкими стенками.The disadvantages of this device are unreliability and instability, low absorption capacity of solar energy, low power and low efficiency due to the rapid equalization of temperature and pressure in compartments with thin walls.

Наиболее близким по технической сущности является тепловой двигатель [2], который содержит кольцевой корпус, на котором укреплены две параллельно соединенные по рабочему телу несимметричные ветви гибкого шланга. Ветви последовательно уложены друг за другом внутри кольца по всей длине его окружности. По центру двигателя расположен вал с укрепленным на нем турникетом и с прижимными роликами. В местах контакта ролика с ветвями гибкого шланга полости последних герметично прижаты. Один конец каждой ветви гибкого шланга соединен с испарительной камерой, другой - с конденсационной камерой. Испарительная и конденсационная камеры соединены металлической трубкой, заполненной пористым веществом. Пористое вещество пропитано летучей жидкостью, например спиртом или эфиром, являющейся теплоносителем. В испарительной и конденсационной камерах пористое вещество уложено с конусообразными углублениями.The closest in technical essence is a heat engine [2], which contains an annular body on which two asymmetric branches of a flexible hose are connected in parallel connected along the working fluid. The branches are successively stacked one after another inside the ring along the entire length of its circumference. In the center of the engine there is a shaft with a turnstile mounted on it and with pressure rollers. At the points of contact of the roller with the branches of the flexible hose, the cavities of the latter are hermetically pressed. One end of each branch of the flexible hose is connected to the evaporation chamber, the other to the condensation chamber. The evaporation and condensation chambers are connected by a metal tube filled with a porous substance. The porous substance is impregnated with a volatile liquid, for example alcohol or ether, which is a coolant. In the evaporation and condensation chambers, the porous substance is laid with conical recesses.

Недостатками данного двигателя являются слабая циркуляция теплоносителя по пористому веществу, а значит и низкие КПД и мощность, а также низкая возможность преодоления катками мест соприкосновения ветвей шлангов.The disadvantages of this engine are poor circulation of the coolant through the porous substance, which means low efficiency and power, as well as a low ability of rollers to overcome the contact points of the hose branches.

Задача изобретения - повышение КПД и мощности установки, а также комплексное использования установки для тепло- и электроснабжения потребителей от возобновляемых источников энергии.The objective of the invention is to increase the efficiency and power of the installation, as well as the integrated use of the installation for heat and power supply of consumers from renewable energy sources.

Технический результат достигается тем, что улучшается циркуляция теплоносителя и облегчается возможность преодоления катками мест соприкосновения ветвей за счет конструктивных изменений.The technical result is achieved in that the coolant circulation is improved and the possibility of overcoming the contact points of the branches by rollers due to structural changes is facilitated.

Сущность изобретения заключается в том, что тепловой двигатель содержит кольцевой корпус, в котором по всей длине последовательно уложены две ветви, с укрепленным к валу по центру турникетом с прижимными роликами на противоположных концах, а по кольцевому корпусу проложена в виде ветвей герметичная непроницаемая тканевая полость, которая соединена с одной стороны с солнечным коллектором, а с другой - с конденсатором, при этом ролики снабжены жесткими вогнутыми лопастями, прижимающими половину диаметра гибкой герметичной полости.The essence of the invention lies in the fact that the heat engine contains an annular case in which two branches are successively stacked along the entire length, with a turnstile fixed to the shaft in the center with pressure rollers at opposite ends, and a tight, impermeable fabric cavity is laid in the form of branches in the annular case, which is connected on one side to the solar collector, and on the other to the capacitor, while the rollers are equipped with rigid concave blades, pressing half the diameter of the flexible sealed cavity.

На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого двигателя, на фиг.2 изображен прижимной ролик с лопастью.Figure 1 shows a structural diagram of the proposed engine, figure 2 shows a pinch roller with a blade.

Тепловой двигатель содержит кольцевой корпус 1, на котором укреплены две параллельно соединенные по рабочему телу несимметричные ветви гибкой герметичной полости 2 и 3. Ветви 2 и 3 последовательно уложены друг за другом внутри кольца корпуса 1 по всей длине его окружности. По центру кольца расположен вал 4 с укрепленным на нем турникетом 5 и с прижимными роликами 6. На оси роликов 6 установлены жесткие вогнутые лопасти 7 так, что они прижимают половину диаметра гибкой герметичной полости. Ролики в местах контакта с ветвями гибкой герметичной полости к корпусу прижаты плотно. Одни концы каждой ветви 2 и 3 гибкой герметичной полости соединены с солнечным коллектором 8, другие - с конденсатором 9 через металлические трубопроводы 10. Солнечный коллектор 8 и конденсатор 9 также соединены металлической трубкой 10 через насос 11 для усиления циркуляции теплоносителя 12 - низкокипящей жидкости, например Фреона-113, водо-аммиачного раствора и т.д. Конденсатор 9 служит для получения горячей воды.The heat engine comprises an annular casing 1, on which two asymmetric branches of a flexible sealed cavity 2 and 3 are connected in parallel, connected along the working fluid, branches 2 and 3 are successively laid one after another inside the ring of the casing 1 along the entire length of its circumference. In the center of the ring is a shaft 4 with a turnstile 5 fixed on it and with pressure rollers 6. Rigid concave blades 7 are mounted on the axis of the rollers 6 so that they press half the diameter of the flexible sealed cavity. The rollers in contact with the branches of the flexible sealed cavity to the body are pressed tightly. One ends of each branch 2 and 3 of the flexible sealed cavity are connected to the solar collector 8, the other to the capacitor 9 through metal pipelines 10. The solar collector 8 and the condenser 9 are also connected by a metal tube 10 through the pump 11 to enhance the circulation of the coolant 12 - low-boiling liquid, for example Freon-113, ammonia-water solution, etc. The condenser 9 is used to produce hot water.

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

Солнечное излучение (И) проходит через светопрозрачную крышку коллектора 8, нагревает теплоноситель 12 и он переходит в парообразное состояние. Давление паров теплоносителя, идущих по трубопроводу от солнечного коллектора, действует на внутренние стенки ветвей 2 и 3 гибкой полости, ролики 6 перемещаются вдоль ветвей полостей в направлении от их концов, соединенных с солнечным коллектором 8, к концам, соединенным с конденсатором 9. При помощи турникета 5 приводится во вращение вал 4.Solar radiation (I) passes through the translucent cover of the collector 8, heats the coolant 12 and it passes into a vaporous state. The pressure of the coolant vapor passing through the pipeline from the solar collector acts on the inner walls of the branches 2 and 3 of the flexible cavity, the rollers 6 move along the branches of the cavities in the direction from their ends connected to the solar collector 8, to the ends connected to the capacitor 9. Using the turnstile 5 is driven into rotation by the shaft 4.

Для предупреждения остановки вращения турникета при переходе роликов с одной ветви 2 и 3 гибкой полости на другую точки соприкосновения ветвей 2 и 3 полости расположены так, что когда один ролик 6 находится в точке соприкосновения ветвей 2 и 3 гибкой полости, то другой ролик 6 уже смещен относительно другой точки соприкосновения ветвей 2 и 3 гибкой полости. Это достигается смещением одной точки соприкосновения ветвей 2 и 3 гибкой герметичной полости относительно другой от диаметрального их расположения. Кроме того, вогнутые лопасти 7, жестко закрепленные на оси роликов 6, прижимающие половину диаметра гибких полостей, позволяют роликам легко перейти из одной ветви к другой в точках их соприкосновения. В конденсаторе 9 происходит конденсация теплоносителя, теплота фазового перехода используется для теплоснабжения или получения горячей воды (г.в.), теплоноситель в жидкой фазе насосом 11 через металлические трубы 10 подается в солнечный коллектор 8 для последующего испарения. Далее описанный цикл повторяется.To prevent the turnstile from stopping rotation when the rollers move from one branch 2 and 3 of the flexible cavity to another, the points of contact of the branches 2 and 3 of the cavity are located so that when one roller 6 is at the point of contact of the branches 2 and 3 of the flexible cavity, the other roller 6 is already displaced relative to another point of contact of branches 2 and 3 of the flexible cavity. This is achieved by displacing one point of contact between branches 2 and 3 of the flexible sealed cavity relative to another from their diametrical location. In addition, concave blades 7, rigidly fixed to the axis of the rollers 6, pressing half the diameter of the flexible cavities, allow the rollers to easily move from one branch to another at the points of contact. In the condenser 9, the coolant condensates, the heat of the phase transition is used to heat or produce hot water (hot water), the coolant in the liquid phase is pumped through the metal pipes 10 to the solar collector 8 through metal pipes 10 for subsequent evaporation. Further, the described cycle is repeated.

Предлагаемый тепловой двигатель имеет следующие преимущества:The proposed heat engine has the following advantages:

- обеспечивает использование возобновляемых источников энергии, солнечных лучей;- provides the use of renewable energy sources, sunlight;

- повышается КПД и мощность установки за счет использования гибкой герметичной полости, вогнутых лопастей на роликах, повышения разности температур и давлений в солнечном коллекторе и конденсаторе, а также за счет использования циркуляционного насоса;- increases the efficiency and power of the installation due to the use of a flexible sealed cavity, concave blades on the rollers, increasing the difference in temperature and pressure in the solar collector and capacitor, as well as through the use of a circulation pump;

- используется дополнительно тепловая энергия фазового перехода (конденсации) теплоносителя для теплоснабжения или получения горячей воды.- additionally used is the thermal energy of the phase transition (condensation) of the coolant for heat supply or hot water.

Источники информацииInformation sources

1. Э.П.Коваленко Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую, авторское свидетельство №SU 1302013, F03G 7/06, бюл. №13, 07.04.1987.1. EP Kovalenko Device for converting thermal energy into mechanical energy, copyright certificate No. SU 1302013, F03G 7/06, bull. No. 13, 04/07/1987.

2. А.И.Клубочкин, Н.М.Александров Тепловой двигатель, авторское свидетельство №SU 1317178, F03G 7/00, бюл. №22, 15.06.1987.2. A.I. Klubochkin, N.M. Aleksandrov Heat engine, copyright certificate No.SU 1317178, F03G 7/00, bull. No. 22, 06/15/1987.

Claims (1)

Тепловой двигатель, включающий кольцевой корпус, в котором по всей длине последовательно уложены две ветви, с укрепленным к валу по центру турникетом с прижимными роликами на противоположных концах, отличающийся тем, что по кольцевому корпусу проложена в виде ветвей герметичная непроницаемая тканевая полость, которая соединена с одной стороны с солнечным коллектором, а с другой - с конденсатором, при этом ролики снабжены жесткими вогнутыми лопастями, прижимающими половину диаметра гибкой герметичной полости. A heat engine, including an annular case, in which two branches are successively stacked along the entire length, with a turnstile fixed to the shaft in the center with pressure rollers at opposite ends, characterized in that a tight, impermeable tissue cavity is laid in the form of branches in the annular case, which is connected to on the one hand, with a solar collector, and on the other, with a capacitor, while the rollers are equipped with rigid concave blades, pressing half the diameter of a flexible sealed cavity.
RU2009107653/06A 2009-03-03 2009-03-03 Thermal engine RU2384735C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009107653/06A RU2384735C1 (en) 2009-03-03 2009-03-03 Thermal engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009107653/06A RU2384735C1 (en) 2009-03-03 2009-03-03 Thermal engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2384735C1 true RU2384735C1 (en) 2010-03-20

Family

ID=42137409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009107653/06A RU2384735C1 (en) 2009-03-03 2009-03-03 Thermal engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2384735C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2630103T5 (en) Apparatus and process for the generation of energy by means of an organic Rankine cycle
WO2009007408A3 (en) An improved combined heat power system
KR101539790B1 (en) Method for converting thermal energy at a low temperature into thermal energy at a relatively high temperature by means of mechanical energy, and vice versa
RU2384735C1 (en) Thermal engine
RU2450218C2 (en) Steam compression plant
US11060404B2 (en) Volumetric expander, process of starting the volumetric expander, closed-cycle plant, and process for converting thermal energy into electric energy using said plant
RU2380625C1 (en) Friction heat generator
JP6407089B2 (en) Power generator
JP4811810B2 (en) External combustion engine
RU2413904C1 (en) Solar-air air-turbine electric power station
RU2382956C2 (en) Heat generator
KR101186848B1 (en) The hot water heating apparatus
RU2027898C1 (en) Method of operation of thermal tube
RU2467203C1 (en) Engine
RU99541U1 (en) VERTICAL STEAM TURBINE OF SMALL POWER
RU2496009C2 (en) Heat engine
US3892074A (en) Rotary engine operating on refrigeration cycle
SU1377419A1 (en) Steam power plant
RU2614112C1 (en) Liquid ring machine with thermal accumulator
RU2053378C1 (en) Steam-gas power plant
SU920239A1 (en) Steam power plant
JP2002339858A (en) System and device for new heat-pressure power conversion
RU2545107C2 (en) External combustion engine
RU116911U1 (en) GAS HEATING MACHINE
RU2511781C2 (en) Heat-pipe injection screw

Legal Events

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

Effective date: 20140304