RU2457973C2 - Thermal drive for bicycle - Google Patents
Thermal drive for bicycle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457973C2 RU2457973C2 RU2010133399/11A RU2010133399A RU2457973C2 RU 2457973 C2 RU2457973 C2 RU 2457973C2 RU 2010133399/11 A RU2010133399/11 A RU 2010133399/11A RU 2010133399 A RU2010133399 A RU 2010133399A RU 2457973 C2 RU2457973 C2 RU 2457973C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rods
- heat
- bicycle
- heat exchangers
- hydraulic cylinders
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам преобразования тепловой энергии в механическую, и может быть использовано в качестве силового органа, преимущественно в автотранспортных средствах.The invention relates to mechanical engineering, namely to devices for converting thermal energy into mechanical energy, and can be used as a power body, mainly in motor vehicles.
Известен термопривод, содержащий баллон в форме змеевика, заполненный жидкой рабочей средой и через капиллярную трубку соединенный со штоком гидроцилиндра, отличающийся тем, что, с целью снижения инерционности, в качестве рабочей среды использовано масло, содержащее алюминиевую пудру в количестве 2-3% (патент РФ №2014578, G01K 5/32, дата публикации 15.06.1994, патентообладатель. Байтингер Николай Михайлович).A thermal actuator is known that contains a cylinder-shaped cylinder filled with a liquid working medium and connected through a capillary tube to the hydraulic cylinder rod, characterized in that, in order to reduce inertia, an oil containing aluminum powder in an amount of 2-3% is used as a working medium (patent RF №2014578, G01K 5/32, publication date 06/15/1994, patent holder. Bytinger Nikolai Mikhailovich).
Недостаток известного технического решения заключается в том, что оно не может выполнять работу по приводу в движение велосипеда.A disadvantage of the known technical solution is that it cannot perform the work of driving a bicycle.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является паровой двигатель, который может быть установлен на велосипед и т.п., состоящий из комбинации расположения частей, необходимых для транспортного средства, содержащий собственно паровой двигатель с одним цилиндром двойного действия, с поворотным золотниковым клапаном подачи пара, генератор пара с горелкой, топливный бак, насосы (помпы) подачи воды и топлива, а насос подачи топлива имеет регулирующее устройство, являющееся в то же время стартером, а передача мощности от парового двигателя к ведомому колесу и к насосу подачи воды в генератор пара производится с помощью дополнительного механизма цепной передачи, аналогичной механизму передачи движения от педалей к ведомому колесу, но расположенной с другой стороны велосипеда, как описано и иллюстрировано в нескольких представленных эскизах (патент № GB 189800464, дата публикации 1898.12.10, патентообладатель: KITCHEN JOHN GEORGE AULSEBROOK).The closest in technical essence and the achieved effect is a steam engine, which can be mounted on a bicycle, etc., consisting of a combination of the arrangement of parts necessary for a vehicle, containing a steam engine itself with one double-acting cylinder, with a rotary valve steam, a steam generator with a burner, a fuel tank, pumps (pumps) for supplying water and fuel, and the fuel supply pump has a control device, which is at the same time a starter, and power transmission from the steam engine to the driven wheel and to the pump for supplying water to the steam generator, it is performed using an additional chain transmission mechanism similar to the mechanism for transmitting movement from pedals to the driven wheel, but located on the other side of the bicycle, as described and illustrated in several sketches presented (patent No. GB 189800464, publication date 1898.12.10, patent holder: KITCHEN JOHN GEORGE AULSEBROOK).
Недостаток известного технического решения заключается в том, что используется топливо, паровой механизм, в котором происходит расход рабочего тела, что создает сложности при использовании данного механизма.A disadvantage of the known technical solution is that it uses fuel, a steam mechanism in which the flow of the working fluid occurs, which creates difficulties when using this mechanism.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание термопривода, способного осуществлять функцию силового привода для различных технических устройств, в частности велосипеда.The task to which the claimed technical solution is directed is to create a thermal drive capable of performing the function of a power drive for various technical devices, in particular a bicycle.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.The technical result is to expand the functionality.
Технический результат достигается тем, что термопривод для велосипеда, содержащий штоки, рабочее тело, гидроцилиндры, содержит силовые блоки, объединенные с газовыми цилиндрами со штоками, соединенными с педалями, силовые блоки содержат теплообменники, соединенные с радиаторами, обратные клапаны обеспечивают очередность подачи теплоносителя в теплообменники силовых блоков, а толкатели соединяют силовые блоки и штоки гидроцилиндров, кроме того, механическая передача соединяет штоки гидроцилиндров. Силовые блоки заполнены двухфазным рабочим телом и могут быть выполнены в виде Г-образных деталей, установленных с возможностью вращения на ось. Гидроцилиндры имеют двухстороннее исполнение.The technical result is achieved by the fact that the thermal actuator for the bicycle, containing rods, working fluid, hydraulic cylinders, contains power blocks combined with gas cylinders with rods connected to pedals, power blocks contain heat exchangers connected to radiators, check valves ensure the flow of heat carrier to the heat exchangers power blocks, and pushers connect the power blocks and the rods of the hydraulic cylinders, in addition, a mechanical transmission connects the rods of the hydraulic cylinders. Power blocks are filled with a two-phase working fluid and can be made in the form of L-shaped parts mounted with the possibility of rotation on the axis. Hydraulic cylinders are double-sided.
Конструкция заявляемого технического решения показана на чертежах, где:The design of the proposed technical solution is shown in the drawings, where:
на фиг.1 изображена схема термопривода для велосипеда;figure 1 shows a diagram of a thermal actuator for a bicycle;
на фиг.2 показан вариант монтажа термопривода для велосипеда на велосипед.figure 2 shows an embodiment of mounting a thermal actuator for a bicycle on a bicycle.
Заявляемое техническое решение может быть реализовано в конструкции термопривода для велосипеда, включающего теплообменники 1 и 2, радиаторы 3 и 5, гидроцилиндры 4 и 6, обратные клапаны 7, механическую передачу 8, силовые блоки 9, ось 10, толкатели 11, газовые цилиндры со штоками 12, соединенные с педалями 13. На багажнике 14 установлен источник тепла 15.The claimed technical solution can be implemented in the design of a thermal drive for a bicycle, including heat exchangers 1 and 2, radiators 3 and 5,
Силовые блоки 9 заполнены двухфазным рабочим телом. Кроме того, силовые блоки 9 заполнены двухфазным рабочим телом и могут быть выполнены в виде Г-образных деталей, установленных с возможностью вращения на ось.
Термопривод для велосипеда устроен и функционирует следующим образом.The thermal drive for a bicycle is arranged and operates as follows.
В силовых блоках 9 (на чертеже виден только правый силовой блок 9) установлены теплообменники 1 и 2. Силовые блоки 9 могут быть выполнены в виде Г-образных деталей из стали и пластика. Теплообменники 1 и 2 являются частью двухконтурной гидросистемы и ее замыкающим (объединяющим) звеном.In power units 9 (only the
«Горячий» контур включает в себя радиатор 3 для нагрева теплоносителя и «горячий» гидроцилиндр 4 для подачи теплоносителя.The "hot" circuit includes a radiator 3 for heating the coolant and a "hot"
«Холодный» контур включает в себя радиатор 5 для охлаждения теплоносителя и «холодный» гидроцилиндр 6 для подачи охлажденного теплоносителя.The “cold” circuit includes a radiator 5 for cooling the coolant and a “cold”
Гидроцилиндры 4 и 6 имеют двухстороннее исполнение.
Гидроцилиндры 4 и 6 и радиаторы 3 и 5 соответствующего контура конструктивно объединены для создания единого (общего) температурного режима.
Логическая система из восьми обратных клапанов 7 служит для управления очередностью подачи теплоносителя из двухконтурной гидросистемы в теплообменники 1 и 2. Механическая передача 8, которая может быть выполнена в виде коромысла или реечной передачи, передает усилие толкателей F1 и F2 и синхронизирует работу гидроцилиндров 4 и 6.A logic system of eight check valves 7 is used to control the sequence of supply of the coolant from the dual-circuit hydraulic system to heat exchangers 1 and 2. The
Работа термопривода для велосипеда происходит следующим образом. Включается источник тепла 15 и производит разогрев теплоносителя в радиаторе 3 и гидроцилиндре 4, так как они конструктивно объединены для создания общего температурного режима.The operation of the thermal drive for a bicycle is as follows. The
В то же время охлаждающий радиатор 5 и цилиндр 6 нагреты до температуры окружающей среды.At the same time, the cooling radiator 5 and
По достижении необходимого градиента температур в «холодном» и «горячем» контуре производится запуск термопривода для велосипеда путем прокачки гидроцилиндров 4 и 6.Upon reaching the required temperature gradient in the "cold" and "hot" circuit, the thermal drive for the bicycle is launched by pumping
В момент прокачки теплоноситель из «горячего» контура через систему обратных клапанов попадает в теплообменник 1, а из «холодного» контура - в теплообменник 2. Образовавшийся градиент температур создает перепад давления двухфазного рабочего тела в полостях газовых цилиндров со штоками 12 (левый газовый цилиндр со штоком 12 не виден). За счет разности давлений на штоке левого газового цилиндра возникает усилие педалирования Fmax.At the time of pumping, the coolant from the “hot” circuit through the check valve system enters heat exchanger 1, and from the “cold” circuit into the heat exchanger 2. The resulting temperature gradient creates a pressure differential of the two-phase working fluid in the cavities of gas cylinders with rods 12 (left gas cylinder with
Силовые блоки 9 - левый и правый (не виден на чертеже), объединенные с газовыми цилиндрами со штоками 12, монтируются подвижно на оси 10, закрепленной к раме велосипеда, а газовые цилиндры со штоками 12 через подшипники соединены с осями педалей 13 таким образом, что векторы сил силовых блоков 9 (Fmax и Fmin) и велосипедиста (Pmax и Pmin) близки к 90°.Power blocks 9 - left and right (not visible in the drawing), combined with gas cylinders with
Гидросистема, размещенная на багажнике 14, состоит из охлаждающего радиатора 5 и гидроцилиндра 6; нагревающего радиатора 3 и гидроцилиндра 4, которые объединены механической передачей 8 для передачи усилия и синхронизации работы гидроцилиндров 4 и 6. Силовые блоки 9 соединены с гидроцилиндрами 4 и 6 толкателями 11 (левый толкатель на чертеже не показан). Источник тепла 15 закреплен на багажнике 14 велосипеда. Источником тепла 15 может служить, например, компактная газовая горелка или солнечный коллектор площадью примерно в 1 м2, выполненный в виде тента над велосипедистом.The hydraulic system located on the
При этом для положения педалей в позиции I характерно:Moreover, the position of the pedals in position I is characterized by:
MPmin - минимальный крутящий момент, создаваемый усилием Pmin велосипедиста;MPmin - the minimum torque created by the effort Pmin of the cyclist;
MFmax - максимальный крутящий момент, создаваемый силой Fmax штока 12.MFmax is the maximum torque generated by the force Fmax of the
Для положения педалей в позиции II характерно:The position of the pedals in position II is characterized by:
MPmax - максимальный крутящий момент, создаваемый усилием Pmax велосипедиста;MPmax - maximum torque generated by the effort Pmax of the cyclist;
MFmin - минимальный крутящий момент, создаваемый силой Fmin штока 12.MFmin - the minimum torque created by the force Fmin of the
Таким образом происходит взаимное дополнение сил в момент прохождения мертвых точек.Thus, there is a mutual complement of forces at the time of passage of the dead points.
Когда в правом газовом цилиндре со штоком 12 давление рабочего тела меньше, чем в левом газовом цилиндре - происходит его сжатие с последующей конденсацией в жидкую фазу (из-за давления, оказываемого со стороны левого газового цилиндра со штоком 12 через шатуны велосипеда). Тепло, возникающее при сжатии рабочего тела, отводится посредством теплоносителя из теплообменника 2 в радиатор 5 для охлаждения теплоносителя.When the pressure of the working fluid in the right gas cylinder with the
В момент прохождения мертвых точек в теплообменниках 1 и 2 происходит смена теплоносителей (из «холодного» и «горячего» контуров), обеспеченная срабатыванием системы обратных клапанов 7, вследствие смены давления в двухконтурной гидросистеме. Смена давлений происходит в результате изменения направления движения штоков (на чертеже не обозначены) гидроцилиндров 4 и 6, за счет смены сил с F1 на противоположную F2 от толкателей 11: левый толкатель 11 (не виден на чертеже) отходит, а правый 11 - подходит и толкает шток гидроцилиндра 6 с силой F2.At the instant of blind spots in heat exchangers 1 and 2, coolants change (from the “cold” and “hot” circuits), provided by the actuation of the check valve system 7, due to a change in pressure in the double-circuit hydraulic system. The pressure change occurs as a result of a change in the direction of movement of the rods (not shown in the drawing) of
Привод толкателей 11 в момент прохождения мертвых точек производится велосипедистом при помощи педалей 13. Когда педали 13 относительно велосипедиста занимают мертвые точки - позиция I на фиг.2, усилие правого газового цилиндра со штоком 12 будет максимальным, обеспечивая тем самым постоянный крутящий момент.The
Таким образом происходит периодическая работа термопривода велосипеда, для прекращения работы которого велосипедисту достаточно остановить движение педалей 13 на линии мертвых точек газовых цилиндров со штоками 12 (позиция II на фиг.2), остановив тем самым работу гидросистемы.Thus, the bicycle’s thermal drive runs periodically, for the cyclist to stop working it is enough to stop the
Предлагаемое устройство позволяет использовать автономные источники тепла с небольшим градиентом температуры, относительно окружающей (охлаждающей) среды, для выполнения механической работы, в том числе энергию инфракрасного солнечного излучения, для привода, например, велосипеда.The proposed device allows the use of autonomous heat sources with a small temperature gradient relative to the surrounding (cooling) environment, to perform mechanical work, including infrared solar energy, to drive, for example, a bicycle.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133399/11A RU2457973C2 (en) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | Thermal drive for bicycle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133399/11A RU2457973C2 (en) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | Thermal drive for bicycle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010133399A RU2010133399A (en) | 2012-02-20 |
RU2457973C2 true RU2457973C2 (en) | 2012-08-10 |
Family
ID=45854220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010133399/11A RU2457973C2 (en) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | Thermal drive for bicycle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2457973C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB189800464A (en) * | 1898-01-07 | 1898-12-10 | John George Aulsebrook Kitchen | Improvements in Motor Driven Velocipedes and similar Light Carriages. |
GB189825398A (en) * | 1898-12-01 | 1899-09-30 | Paul Dorigny | An Improved Sociable Tricycle. |
WO2001065100A2 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | New Power Concepts Llc | Auxiliary power unit |
RU88088U1 (en) * | 2009-04-30 | 2009-10-27 | Николай Владимирович Горбачев | HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER |
-
2010
- 2010-08-09 RU RU2010133399/11A patent/RU2457973C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB189800464A (en) * | 1898-01-07 | 1898-12-10 | John George Aulsebrook Kitchen | Improvements in Motor Driven Velocipedes and similar Light Carriages. |
GB189825398A (en) * | 1898-12-01 | 1899-09-30 | Paul Dorigny | An Improved Sociable Tricycle. |
WO2001065100A2 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | New Power Concepts Llc | Auxiliary power unit |
RU88088U1 (en) * | 2009-04-30 | 2009-10-27 | Николай Владимирович Горбачев | HYDROMECHANICAL DEVICE FOR RETURNING RETURNING AND SURVIVAL MOTION TO ROTARY WITH TRANSMITTED CHANGE OF THE TRANSMISSION NUMBER |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010133399A (en) | 2012-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Karabulut et al. | Torque and power characteristics of a helium charged Stirling engine with a lever controlled displacer driving mechanism | |
TW200741157A (en) | Cooling/heating apparatus and mounting apparatus | |
CN101705924B (en) | Solar energy heat radiation direct drive heat engine | |
US9746215B2 (en) | Heat powered reciprocating piston engine | |
JP4765862B2 (en) | Temperature-controlled liquid-cooled regenerative vehicle Stirling engine | |
KR101342566B1 (en) | liquid displacer engine | |
EP2476902B1 (en) | Method and assembly for converting solar radiation in mechanical power | |
RU2457973C2 (en) | Thermal drive for bicycle | |
JP2007009782A (en) | Exhaust heat recovery device | |
US20130133321A1 (en) | Drive System for a Vehicle | |
RU100137U1 (en) | THERMAL DRIVE FOR BIKE | |
US20060112691A1 (en) | Method of generating power from naturally occurring heat without fuels and motors using the same | |
Gehlot et al. | Development and fabrication of Alpha Stirling Engine | |
AU2007202622A1 (en) | Method of generating power from naturally occurring heat without fuels and motors using the same | |
JP4765861B2 (en) | Stirling engine for vehicles | |
EP2816215A1 (en) | Energy conversion system | |
US10208737B1 (en) | Uniformly pressurized thermal energy recovery systems | |
JP6298369B2 (en) | Waste heat recovery device | |
US2643509A (en) | Method and system for braking hotgas piston engines and for utilizing heat generated thereby in operation thereof | |
CN107355312B (en) | External combustion engine | |
BG2468U1 (en) | A low temperature pump | |
EP2379870B1 (en) | External combustion engine | |
JP2008223484A (en) | Thermo-dynamic engine | |
JP4548515B2 (en) | External combustion engine | |
ES2639589B2 (en) | Combined cycle of internal combustion engine and alternative double acting machine, closed processes and continuous movement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130810 |