RU2499897C2 - Heat engine - Google Patents

Heat engine Download PDF

Info

Publication number
RU2499897C2
RU2499897C2 RU2011146962/06A RU2011146962A RU2499897C2 RU 2499897 C2 RU2499897 C2 RU 2499897C2 RU 2011146962/06 A RU2011146962/06 A RU 2011146962/06A RU 2011146962 A RU2011146962 A RU 2011146962A RU 2499897 C2 RU2499897 C2 RU 2499897C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinders
cylinder
energy
lever
base
Prior art date
Application number
RU2011146962/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011146962A (en
Inventor
Олег Валерьевич Ивановский
Original Assignee
Олег Валерьевич Ивановский
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 Олег Валерьевич Ивановский filed Critical Олег Валерьевич Ивановский
Priority to RU2011146962/06A priority Critical patent/RU2499897C2/en
Publication of RU2011146962A publication Critical patent/RU2011146962A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2499897C2 publication Critical patent/RU2499897C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: heat engine is designed to convert energy of thermal waste at thermal power plants into mechanical energy with the purpose of secondary processing of electric energy. The heat engine comprises a base, cylinders with pistons, a power takeoff shaft, a low-temperature source of thermal energy and a refrigerator. Volatile liquid is filled into working cavities of the cylinders. Cylinders are fixed to a pair of links in a row of closed equidistant chains and form routes of four or more such rows that are moved relative to each other by one quarter of the pitch of the cylinder row. There are hooks on stems of pistons. On the cover of each cylinder there is a lever fixed on a hinged joint with a stop from a spring of the lever end at the piston stem and a roller at its other end opposite to a guide block installed on the base in each row of the cylinder route, with the possibility of simultaneous fixation with the lever and disengagement of the piston stem by the guide block, at the end of which there is a yoke. Opposite to the ends of the yoke on the base there are two hook-like anchors installed hingedly, with the possibility to fix the ends of the yoke with anchor hooks. Each pair of chains, where cylinders are attached, is engaged with driving sprockets of the common power takeoff shaft and idle sprockets of the route, having two falling loops from the cylinder rows, one of which is submerged into a source of thermal energy, for instance, in a reservoir with hot water, and the other one - into the refrigerator, for instance, in a reservoir with cold water. The proposed engine has a row of positive features of energy conversion of thermal waste scattered in large mass of a low-temperature coolant, into mechanical energy, which make it possible to efficiently use this energy for power generation.
EFFECT: invention will make it possible to cut demand for coolants, and also to reduce power consumption from external suppliers in enterprises, where a large mass of low-temperature wastes is generated.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано на теплоэлектростанциях и других промышленных предприятиях, в которых имеются большие отходы тепла.The invention relates to the field of heat engineering and can be used in thermal power plants and other industrial enterprises in which there is a large waste of heat.

Коэффициент полезного действия (КПД) в лучших образцах тепловых машин, преобразующих тепловую энергию источника тепловой энергии в механическую энергию, не превышает (примерно) 30%. В ряде производств, в частности, металлургической и химической промышленности, образуется большой отход тепла, который теряется в градирнях или других теплообменниках, возвращающих в производство охлаждающую воду. Таким образом, отходы тепла уносят более 70% тепловой энергии, которая, из-за низкотемпературного потенциала, эффективно не используется.The efficiency coefficient (EFFICIENCY) in the best examples of thermal machines that convert the thermal energy of a heat source into mechanical energy does not exceed (approximately) 30%. In a number of industries, in particular, the metallurgical and chemical industries, a large waste of heat is generated, which is lost in cooling towers or other heat exchangers that return cooling water to production. Thus, waste heat takes away more than 70% of thermal energy, which, due to the low temperature potential, is not effectively used.

Атмосферное давление в поршневых тепловых машинах действует на поршень как при прямом, так и при обратном ходе и является аддитивной величиной. Полезная работа термодинамического цикла определяется в них только действием внутреннего давления и рабочим объемом цилиндра, поэтому эффективная работа этих машин возможна только при высоком температурном потенциале рабочего тела (пара, газа).Atmospheric pressure in piston heat engines acts on the piston in both forward and reverse stroke and is an additive quantity. The useful work of the thermodynamic cycle is determined in them only by the action of internal pressure and the working volume of the cylinder, therefore, the effective operation of these machines is possible only with a high temperature potential of the working fluid (steam, gas).

Работа поршневой машины на низкотемпературном рабочем теле возможна при использовании пара легко испаряющихся жидкостей. В частности, известна паросиловая установка [1], способная преобразовать тепловую энергию низкотемпературного источника тепла в механическую. Однако, эта паросиловая установка имеет существенные недостатки, не позволяющие эффективно использовать ее в промышленной выработке электроэнергии - низкий КПД (меньше обычных паровых машин), сложное и громоздкое устройство холодильника и инжектора для циклического возврата под вакуумом, отработанной рабочей жидкости в котел при малой мощности одной машины.The operation of the piston machine on a low-temperature working fluid is possible when using a pair of easily evaporating liquids. In particular, a steam-powered plant is known [1], which is capable of converting the thermal energy of a low-temperature heat source into mechanical one. However, this steam-powered installation has significant drawbacks that do not allow it to be used effectively in industrial power generation - low efficiency (less than conventional steam engines), a complicated and bulky device of a refrigerator and an injector for cyclic return under vacuum, the spent working fluid into the boiler at low power of one cars.

Наиболее близким аналогом изобретению по принципу действия является паровая машина Ползунова (далее машина Ползунова) [2].The closest analogue of the invention according to the principle of action is the steam engine of Polzunov (hereinafter referred to as the Polzunov machine) [2].

По принципу действия машина Ползунова является вакуумной поршневой машиной. В машине Ползунова от котла в цилиндры подается насыщенный водяной пар, поднимающий поочередно в цилиндрах поршни, связанные цепью перекинутой через блок. Рабочий ход каждого цилиндра происходит, благодаря вакууму под поршнем. Поршни поочередно опускаются вниз после того, как в очередной цилиндр под поршень впрыскивается холодная вода, что приводит к конденсации насыщенного водяного пара в цилиндре, и создается вакуум. Таким образом, в термодинамическом цикле машины Ползунова полезную механическую работу совершает атмосферное давление, которое, по сути, является даровым источником энергии, а внутреннее, давление насыщенного пара в цилиндре служит только для кинематического продолжения цикла работы машины. Поэтому изобарный термодинамический цикл машины Ползунова наиболее экономичен. Теоретический КПД термодинамического цикла машины Ползунова равен разности атмосферного давления, опускающего поршень и внутреннего давления после конденсации насыщенного пара (вакуума) под поршнем, деленной на атмосферное давление. Поскольку давление насыщенного пара под поршнем после его конденсации несоизмеримо мало по сравнению с атмосферным давлением, то теоретический КПД термодинамического цикла машины Ползунова приближается к единице.According to the principle of operation, the Polzunov machine is a vacuum piston machine. In the Polzunov machine, saturated water vapor is supplied from the boiler to the cylinders, which alternately lifts the pistons in the cylinders, connected by a chain thrown through the block. The working stroke of each cylinder is due to the vacuum under the piston. The pistons alternately fall down after cold water is injected into the next cylinder under the piston, which leads to the condensation of saturated water vapor in the cylinder, and a vacuum is created. Thus, in the thermodynamic cycle of Polzunov’s machine, atmospheric pressure, which, in fact, is a free energy source, performs useful mechanical work, and the internal saturated vapor pressure in the cylinder serves only to kinematically continue the machine’s cycle of operation. Therefore, the isobaric thermodynamic cycle of the Polzunov machine is the most economical. The theoretical efficiency of the thermodynamic cycle of Polzunov’s machine is equal to the difference in atmospheric pressure lowering the piston and internal pressure after condensation of saturated steam (vacuum) under the piston divided by atmospheric pressure. Since the saturated vapor pressure under the piston after its condensation is incommensurably small compared to atmospheric pressure, the theoretical efficiency of the thermodynamic cycle of the Polzunov machine approaches unity.

Целью изобретения является тепловая машина способная эффективно работать на низкотемпературных отходах тепла теплоэлектрических электростанций и других промышленных предприятий, в которых образуются большие отходы тепла.The aim of the invention is a heat engine capable of efficiently operating on low-temperature heat waste from thermoelectric power plants and other industrial enterprises in which large heat waste is generated.

Эта цель достигается в тепловой машине, содержащей основание, цилиндры с поршнями, вал отбора мощности, источник тепловой энергии и холодильник, причем в рабочие полости цилиндров, при минимальном объеме, дозированно залита, легко испаряющаяся жидкость, а сами цилиндры прикреплены, диаметрально, с двух сторон вблизи центра их тяжести, к паре звеньев ряда замкнутых эквидистантных цепей и образуют трассы из четырех или более таких рядов, последовательно сдвинутых друг относительно друга на одну четверть шага ряда цилиндров, на штоках поршней которых имеются зацепы, например, в виде канавок, а на крышке каждого цилиндра на шарнире укреплен рычаг с упором от пружины конца рычага в шток поршня и роликом на другом его конце напротив копира, установленного на основании в каждом ряду трассы ряда цилиндров, с возможностью одностороннего закрепления рычагом и открепления копиром штока поршня, на конце которого имеется коромысло, а напротив концов коромысла на основании, установлены шарнирно два крючкообразных анкера, с возможностью закрепления концов коромысла крючками анкеров, причем каждая пара цепей, на которых прикреплены цилиндры, входит в зацепление с приводными звездочками общего вала отбора мощности и холостыми звездочками трассы, имеющей две ниспадающие петли из рядов цилиндров, одна из которых погружена в источник тепловой энергии, например, в емкость с горячей водой, а другая в холодильник, например, в емкость с холодной водой.This goal is achieved in a heat engine containing a base, cylinders with pistons, a power take-off shaft, a source of heat energy and a refrigerator, and in the working cavities of the cylinders, with a minimum volume, a metered-in liquid that is easily evaporated is filled in, and the cylinders themselves are attached diametrically with two sides near the center of gravity, to a pair of links in a series of closed equidistant chains and form paths of four or more of these rows, sequentially shifted relative to each other by one quarter of the pitch of a number of cylinders, on the piston rods of which there are hooks, for example, in the form of grooves, and on the cover of each cylinder a lever is fixed on the hinge with a stop from the spring of the end of the lever into the piston rod and a roller at its other end opposite the copier mounted on the base in each row of the track of a number of cylinders, with the possibility one-sided fastening by a lever and detaching by a copier of the piston rod, at the end of which there is a beam, and opposite the ends of the beam on the base, two hook-shaped anchors are mounted pivotally, with the possibility of fixing the ends of the beam with hooks of anchors, p why does each pair of chains on which the cylinders are attached enter into engagement with the drive sprockets of the common power take-off shaft and the idle sprockets of the track having two falling loops from the rows of cylinders, one of which is immersed in a source of thermal energy, for example, in a tank with hot water, and the other in the refrigerator, for example, in a container of cold water.

Изобретение иллюстрируется на фиг.1, где изображен, схематично, один ряд цилиндров трассы, фиг.2 - вид сбоку на отдельный цилиндр, фиг.3 - вид сверху по стрелке C, на фиг.4 - разрез по D-D, на фиг.5 - разрез по E-E.The invention is illustrated in figure 1, which shows, schematically, one row of cylinders of the route, figure 2 is a side view of a separate cylinder, figure 3 is a top view along arrow C, figure 4 is a section along DD, in figure 5 - section according to EE.

Тепловая машина (далее - машина) содержит однотипные цилиндры 1 (фиг 1 и 2), прикрепленные диаметрально вблизи центра их тяжести, с двух противоположных сторон к одному звену эквидистантных цепей 2 и 3 (фиг.3). Цепи 2 и 3 с прикрепленными цилиндрами образуют трассу замкнутого ряда цилиндров с шагом t (фиг.1). Число трасс рядов цилиндров может быть любым, но не менее четырех (в зависимости от требуемой мощности машины). Каждый ряд цилиндров смещен относительно соседнего, последовательно, на одну четверть шага t. Цилиндры 1 (фиг.2) максимально облегчены и изготовлены из алюминиевого сплава с тонкими стенками и внешними ребрами жесткости. Внутри каждого цилиндра 1 размещен, максимально облегченный, поршень 4 из алюминиевого сплава с уплотнительными резиновыми кольцами 5. Через отверстие для резьбовой пробки 6 в задней крышке 7, при минимальном объеме полости F цилиндра 1 (в положении поршня 4 у задней крышки 7) дозированно залита, легко испаряющаяся жидкость, которая может, при необходимости, пополнятся. Передняя крышка 8 и задняя крышка 7, максимально облегчены и изготовлены из алюминиевого сплава. Передняя крышка 8 цилиндра 1 имеет сквозные отверстия в форме сегментов, разделенных перемычками, а через ее центральное отверстие проходит шток 9, скрепленный с поршнем 4. Шток 9 имеет зацеп, например, в виде ступенчатой канавки. На передней крышке 8 шарнирно установлен рычаг 10. Пластинчатая пружина 11 постоянно прижимает конец рычага 10 к штоку поршня 9. Другой конец рычага 10 снабжен роликом 12, напротив копира 13 (фиг.1 и 2). Копиры 13 установлены на основании машины в пространстве между приводной звездочкой 14 (фиг.1) на валу отбора мощности 15 и холостыми звездочками 16, с возможностью регулировки положения вдоль направления трассы. Конец штока 9 (фиг.2) поршня 4 соединен с коромыслом 17 осью 18 (фиг.3 и 4). Края коромысла 17 расположены напротив крючкообразных анкеров 19 и 20 (фиг.3 и 5) каждого ряда цилиндров трассы на шарнирах 21 и 22 (фиг.3), прикрепленных к основанию машины. В положении коромысла 17 рядом с копиром 13 концы коромысла 17 опираются на прикрепленные к основанию машины и ограниченные по длине жесткие постели 23 и 24 (фиг.4).The heat engine (hereinafter referred to as the machine) contains cylinders of the same type 1 (Figs. 1 and 2), diametrically attached near the center of gravity, from two opposite sides to the same link of the equidistant chains 2 and 3 (Fig. 3). Chains 2 and 3 with attached cylinders form the path of a closed row of cylinders with a step t (Fig. 1). The number of traces of the rows of cylinders can be any, but not less than four (depending on the required machine power). Each row of cylinders is offset from the neighboring one by one quarter of step t sequentially. Cylinders 1 (Fig. 2) are lightweight and made of aluminum alloy with thin walls and external stiffeners. Inside each cylinder 1 is placed, as light as possible, a piston 4 of aluminum alloy with rubber o-rings 5. Through a hole for the screw plug 6 in the back cover 7, with a minimum volume of the cavity F of cylinder 1 (in the position of the piston 4 at the back cover 7), it is dosed , a volatile liquid that can replenish if necessary. The front cover 8 and the back cover 7, as light as possible and made of aluminum alloy. The front cover 8 of the cylinder 1 has through holes in the form of segments separated by jumpers, and through its central hole passes the rod 9, fastened to the piston 4. The rod 9 has a hook, for example, in the form of a stepped groove. A lever 10 is pivotally mounted on the front cover 8. A leaf spring 11 constantly presses the end of the lever 10 against the piston rod 9. The other end of the lever 10 is equipped with a roller 12, opposite the copier 13 (Figs. 1 and 2). Copiers 13 are mounted on the base of the machine in the space between the drive sprocket 14 (Fig. 1) on the power take-off shaft 15 and the idle sprockets 16, with the possibility of adjusting the position along the direction of the track. The end of the rod 9 (FIG. 2) of the piston 4 is connected to the beam 17 by an axis 18 (FIGS. 3 and 4). The edges of the rocker arm 17 are located opposite the hook-shaped anchors 19 and 20 (Figs. 3 and 5) of each row of track cylinders on hinges 21 and 22 (Fig. 3) attached to the base of the machine. In the position of the rocker arm 17 next to the copier 13, the ends of the rocker arm 17 rest on the fixed beds 23 and 24, fixed to the base of the machine and limited in length (Fig. 4).

В подвале, ниже отметки уровня пола 0,0 (фиг.1), размещены емкость 25 с горячей водой (источник тепла) и емкость с холодной водой 26 (холодильник). Цепи 2 и 3 (фиг.3), изображенные пунктиром (фиг.1), зацепляются с приводными звездочками 14 на валу отбора мощности 15 и холостыми звездочками 16, 27, 28 и 29 так, что часть цилиндров 1 погружена в емкость с горячей водой 25, а другая часть в емкость с холодной водой 26 за счет ниспадающих петель трассы ряда цилиндров 1.In the basement, below the floor level of 0.0 (Fig. 1), a container 25 with hot water (heat source) and a container with cold water 26 (refrigerator) are placed. Chains 2 and 3 (Fig. 3), shown by a dashed line (Fig. 1), are engaged with drive sprockets 14 on the power take-off shaft 15 and idler sprockets 16, 27, 28 and 29 so that part of the cylinders 1 is immersed in a tank with hot water 25, and the other part into the container with cold water 26 due to the falling loops of the route of a number of cylinders 1.

Машина имеет стартовый и стационарный (рабочий) режимы работы. При достаточно длительной стартовой прокрутке вала отбора мощности 15 (фиг.1), от стартера против часовой стрелки, ряд цилиндров 1 перемещается справа налево по стрелке A (фиг.1).The machine has starting and stationary (working) operating modes. With a sufficiently long starting scrolling of the power take-off shaft 15 (Fig. 1), from the starter counterclockwise, the row of cylinders 1 moves from right to left along arrow A (Fig. 1).

Все цилиндры 1 работают идентично, поэтому достаточно рассмотреть работу на примере одного цилиндра 1 (далее, цилиндра). Пусть этот цилиндр находится в исходном положении перед погружением в горячую воду емкости 25, а его поршень находится у задней крышки 7 (фиг.2). Перемещаясь вниз (фиг.1), при стартовой прокрутке вала отбора мощности 15, цилиндр погружается в емкость 25 с горячей водой. За время движения в ней, легкоиспаряющаяся жидкость, залитая внутрь цилиндра, вскипает и в цилиндре создается давление ее насыщенных паров, превышающее атмосферное, которое перемещает в цилиндре поршень 4 (фиг.2) к передней крышке 8, причем упор рычага 10 западает в зацеп на штоке 9, препятствуя его возврату обратно. Цилиндр выходит из емкости 25 (фиг.1) и, после поворота на холостой звездочке 28, погружается в емкость 26 с холодной водой. За время нахождения в емкости 26, существенно более длительного, чем в емкости 25, цилиндр охлаждается, насыщенный пар легкоиспаряющейся жидкости конденсируется и в цилиндре под поршнем 4 в полости F (фиг.2) создается вакуум, так как поршень 4 остается закрепленным упором рычага 10 у передней крышки 8. Таким образом, цилиндр становится аккумулятором потенциальной механической энергии, благодаря постоянной разности атмосферного давления и вакуума в полости F, при закрепленном поршне 4. Продвигаясь вверх, цилиндр огибает пару приводных звездочек 14 (фиг.1), принимая горизонтальное положение. Перемещаясь в горизонтальном положении, вначале коромысло 17 (фиг.4) ложится на постели 23 и 24, а затем его выступающие концы заходят за крючки анкеров 19 и 20 (фиг.3 и 5), которые западают за концы коромысла 17. Копир 13 (фиг.1 и 2) отрегулирован так, что сразу, после западания коромысла 17 под крючки анкеров 19 и 20 за его концы, копир 13, при движении цилиндра, через ролик 12, нажимает на рычаг 10 (фиг.2) и его конец освобождает шток 9 поршня 4. За счет разности давлений (атмосферного и внутри цилиндра) цилиндр натягивает цепи 2 и 3 и передает, запасенную ранее, потенциальную энергию через приводные звездочки 14 (фиг.1) валу отбора мощности 15, поскольку шток 9 поршня 4 (фиг.2) удерживается через коромысло 17 крючкообразными анкерами 19 и 20 (фиг.3). Поршень 4 (фиг.2) возвращается к задней крышке 7 в прежнее положение. С этого момента машина переходит на стационарный режим работы. Фактически стартовый режим несколько короче и заканчивается сразу после вступления в работу цилиндров, погруженных в емкость 25 (фиг.1) с горячей водой. Работа каждого цилиндра в стационарном режиме аналогична работе в стартовом режиме. Стационарный режим работы машины происходит непрерывно благодаря тому, что соседние ряды цилиндров сдвинуты относительно друг друга на одну четверть шага t (фиг.1), а ход поршней 4 цилиндров 1 превышает этот сдвиг, так что в работу вступают последовательно соседние ряды цилиндров и суммируют на нагрузке вала отбора мощности 15 вращающий момент. Для бесперебойной работы машины температура горячей воды в емкости 25 (фиг.1) и холодной воды в емкости 26 должна быть постоянной за счет автоматического поддержания соотношения притока и оттока воды в емкостях 25 и 26.All cylinders 1 work identically, therefore it is enough to consider the work on the example of one cylinder 1 (hereinafter, the cylinder). Let this cylinder be in the initial position before immersion in the hot water of the tank 25, and its piston is located at the back cover 7 (figure 2). Moving downward (Fig. 1), when starting scrolling of the power take-off shaft 15, the cylinder is immersed in a tank 25 with hot water. During the movement in it, an easily evaporating liquid, poured into the cylinder, boils and the pressure of its saturated vapors is created in the cylinder, which is higher than atmospheric, which moves the piston 4 in the cylinder (Fig. 2) to the front cover 8, and the emphasis of the lever 10 engages in stock 9, preventing it from returning back. The cylinder leaves the tank 25 (figure 1) and, after turning on a single sprocket 28, is immersed in a tank 26 with cold water. During the residence time in the container 26, which is much longer than in the tank 25, the cylinder cools, the saturated vapor of easily evaporating liquid condenses and a vacuum is created in the cylinder under the piston 4 in the cavity F (Fig. 2), since the piston 4 remains fixed by the stop of the lever 10 at the front cover 8. Thus, the cylinder becomes an accumulator of potential mechanical energy, due to the constant difference of atmospheric pressure and vacuum in the cavity F, with the piston 4 attached. Moving up, the cylinder goes around a pair of drive sprockets 1 4 (FIG. 1), assuming a horizontal position. Moving in a horizontal position, first the rocker 17 (Fig. 4) lies on the bed 23 and 24, and then its protruding ends go beyond the hooks of the anchors 19 and 20 (Figs. 3 and 5), which fall over the ends of the rocker 17. Copier 13 ( 1 and 2) is adjusted so that immediately after lowering the rocker arm 17 under the hooks of the anchors 19 and 20 at its ends, the copier 13, when the cylinder moves through the roller 12, presses the lever 10 (figure 2) and releases its end rod 9 of piston 4. Due to the pressure difference (atmospheric and inside the cylinder), the cylinder pulls chains 2 and 3 and transfers the previously stored potential cial energy via the drive sprocket 14 (Figure 1) the PTO shaft 15, as the piston rod 9 4 (2) is held by hook-shaped yoke 17, anchors 19 and 20 (Figure 3). The piston 4 (figure 2) returns to the rear cover 7 in its previous position. From this moment, the machine switches to a stationary mode of operation. In fact, the starting mode is somewhat shorter and ends immediately after the entry into operation of the cylinders immersed in the tank 25 (Fig.1) with hot water. The operation of each cylinder in stationary mode is similar to the operation in the starting mode. The stationary mode of operation of the machine occurs continuously due to the fact that adjacent rows of cylinders are shifted relative to each other by one quarter of step t (Fig. 1), and the stroke of the pistons 4 of cylinders 1 exceeds this shift, so that adjacent rows of cylinders come into operation sequentially and are summed by PTO shaft load 15 torque. For the smooth operation of the machine, the temperature of hot water in the tank 25 (Fig. 1) and cold water in the tank 26 should be constant due to the automatic maintenance of the ratio of the influx and outflow of water in the tanks 25 and 26.

Для нормальной работы машины необходимо, чтобы давление насыщенного пара легкоиспаряющейся жидкости, залитой в цилиндры 1, превышало атмосферное при температуре горячей воды в емкости 25, а температура холодной воды в емкости 26, по возможности, была наиболее низкой. Этому условию соответствует использование ряда легко испаряющихся жидкостей. Например, у легкоиспаряющейся жидкости - ацетона, давление паров насыщенного пара превышает атмосферное уже при температуре +60°C (860 мм ртутного столба), а конденсация насыщенного пара происходит при температуре ниже +56°C [3].For normal operation of the machine, it is necessary that the saturated vapor pressure of the easily volatile liquid poured into the cylinders 1 exceeds atmospheric pressure at the temperature of hot water in the tank 25, and the temperature of the cold water in the tank 26 is as low as possible. The use of a number of easily volatile liquids is consistent with this condition. For example, in a volatile liquid - acetone, the vapor pressure of saturated steam exceeds atmospheric already at a temperature of + 60 ° C (860 mm Hg), and the condensation of saturated steam occurs at a temperature below + 56 ° C [3].

Режим остановки машины может быть аварийным или нормальным. Аварийный режим остановки машины достигается принудительным подъемом всех крючкообразных анкеров 19 и 20 (фиг.3 и 5), например, с помощью электромагнитов. Для нормальной остановки машины необходимо слить горячую воду из емкости 25 (фиг.1), но при этом машина сразу не остановится, пока не будет выработана вся потенциальная энергия, запасенная в цилиндрах 1, после чего машина остановится.The machine stop mode can be emergency or normal. The emergency stop mode of the machine is achieved by forced lifting of all hook-shaped anchors 19 and 20 (Figs. 3 and 5), for example, using electromagnets. For a normal stop of the machine, it is necessary to drain hot water from the tank 25 (Fig. 1), but the machine will not stop immediately until all the potential energy stored in the cylinders 1 has been generated, after which the machine will stop.

Предлагаемая машина имеет ряд положительных особенностей преобразования энергии тепловых отходов, рассеянных в большой массе низкотемпературного теплоносителя, в механическую энергию, которые позволяют эффективно использовать эту энергию для выработки электроэнергии. К таким особенностям относятся: (1) отсутствия котла и устройства парораспределения, что упрощает изготовление и эксплуатацию машины, (2) высокий КПД термодинамического цикла работы, растянутого во времени, что позволяет работать машине на низкотемпературном теплоносителе, (3) накопление механической энергии в большом количестве отдельных аккумуляторов механической энергии (отдельных цилиндрах), непрерывно собирающих и накапливающих рассеянную тепловую энергию от большой массы тепловых отходов, что позволяет получить достаточно большую мощность для привода электрогенератора, (4) выделение фазы медленного преобразования низкотемпературной тепловой энергии в потенциальную энергию аккумуляторов механической энергии и транспортирования ее для последующей фазы быстрой отдачи ее валу отбора мощности, что позволяет получить достаточно большую скорость его вращения.The proposed machine has a number of positive features of converting the energy of thermal waste dispersed in a large mass of low-temperature coolant into mechanical energy, which allows you to effectively use this energy to generate electricity. Such features include: (1) the absence of a boiler and a steam distribution device, which simplifies the manufacture and operation of the machine, (2) the high efficiency of the thermodynamic work cycle, which is extended over time, which allows the machine to work on a low-temperature coolant, (3) the accumulation of mechanical energy in large the number of individual batteries of mechanical energy (individual cylinders) that continuously collect and accumulate dissipated thermal energy from a large mass of thermal waste, which allows to obtain a sufficiently large power for driving an electric generator, (4) separation of the phase of the slow conversion of low-temperature thermal energy into the potential energy of mechanical energy accumulators and its transportation for the subsequent phase of quick delivery to its power take-off shaft, which allows to obtain a sufficiently high speed of its rotation.

Применение предлагаемой машины на теплоэлектростанциях позволит сократить потребность в теплоносителях, а также сократить потребление электроэнергии от внешних поставщиков на предприятиях, где образуется большая масса низкотемпературных отходов. Неисключено также применение машины для выработки электроэнергии на дешевых энергоносителях, например, торфе, отходов древесины и др.The use of the proposed machine in thermal power plants will reduce the need for coolants, as well as reduce the consumption of electricity from external suppliers in enterprises where a large mass of low-temperature waste is generated. It is also possible to use a machine to generate electricity on cheap energy sources, for example, peat, wood waste, etc.

Список источниковList of sources

1. Патент Рос.Фед. N9 2003814, Бюлл. изобр. Ns 43-44, от 30.11.1993 г.1. Patent Ros.Fed. N9 2003814, Bull. fig. Ns 43-44, November 30, 1993

2. Прототип. См. Данилевский В.В. - И.И. Ползунов. Труды и жизнь первого русского теплотехника, М. - Л. Изд. АН СССР, 1940 г.2. The prototype. See Danilevsky V.V. - I.I. Crawlers. Works and life of the first Russian heat engineering, M. - L. Izd. USSR Academy of Sciences, 1940

3. Краткий физико-технический справочник под ред. К.П. Яковлева, том первый - М: изд. ФМ лит., 1960, с.341, 346.3. A brief physical and technical reference book, ed. K.P. Yakovleva, Volume One - M: ed. FM lit., 1960, p. 341, 346.

Claims (1)

Тепловая машина, содержащая основание, цилиндры с поршнями, вал отбора мощности, источник тепловой энергии и холодильник, отличающаяся тем, что в рабочие полости цилиндров при минимальном объеме дозированно залита легко испаряющаяся жидкость, а сами цилиндры прикреплены, диаметрально, с двух сторон вблизи центра их тяжести, к паре звеньев ряда замкнутых эквидистантных цепей и образуют трассы из четырех или более таких рядов, последовательно сдвинутых друг относительно друга на одну четверть шага ряда цилиндров, на штоках поршней которых имеются зацепы, например, в виде канавок, а на крышке каждого цилиндра на шарнире укреплен рычаг с упором от пружины конца рычага в шток поршня и роликом па другом его конце напротив копира, установленного на основании в каждом ряду трассы ряда цилиндров, с возможностью одностороннего закрепления рычагом и открепления копиром штока поршня, на конце которого имеется коромысло, а напротив концов коромысла на основании установлены шарнирно два крючкообразных анкера, с возможностью закрепления концов коромысла крючками анкеров, причем каждая пара цепей, на которых прикреплены цилиндры, входит в зацепление с приводными звездочками общего вала отбора мощности и холостыми звездочками трассы, имеющей дне ниспадающие петли из рядов цилиндров, одна из которых погружена в источник тепловой энергии, например в емкость с горячей водой, а другая - в холодильник, например в емкость с холодной водой. A heat engine containing a base, cylinders with pistons, a power take-off shaft, a source of thermal energy and a refrigerator, characterized in that easily evaporating liquid is dosed into the working cavities of the cylinders with a minimum volume, and the cylinders themselves are attached, diametrically, on both sides near their center gravity to a pair of links in a series of closed equidistant chains and form routes of four or more of these rows, successively shifted relative to each other by one quarter of the pitch of a series of cylinders, on the piston rods of which there are hooks, for example, in the form of grooves, and on the cover of each cylinder, a lever is fixed on the hinge with a stop from the spring of the end of the lever into the piston rod and a roller at its other end opposite the copier mounted on the base in each row of the track of a number of cylinders, with the possibility of one-way fixing lever and detachment of the piston rod with a copier, at the end of which there is a rocker arm, and opposite the ends of the rocker arm, two hook-shaped anchors are pivotally mounted on the base, with the possibility of fixing the ends of the rocker arm with anchor hooks, each I am a pair of chains on which the cylinders are attached, engages with the drive sprockets of the common power take-off shaft and idle sprockets of the track having bottom falling loops from the rows of cylinders, one of which is immersed in a source of thermal energy, for example, in a tank with hot water, and the other - in the refrigerator, for example in a container with cold water.
RU2011146962/06A 2011-11-18 2011-11-18 Heat engine RU2499897C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146962/06A RU2499897C2 (en) 2011-11-18 2011-11-18 Heat engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146962/06A RU2499897C2 (en) 2011-11-18 2011-11-18 Heat engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011146962A RU2011146962A (en) 2013-05-27
RU2499897C2 true RU2499897C2 (en) 2013-11-27

Family

ID=48789046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011146962/06A RU2499897C2 (en) 2011-11-18 2011-11-18 Heat engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2499897C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU11091A1 (en) * 1927-01-17 1929-09-30 Х.Г. Панов Heat engine
ES8407335A1 (en) * 1983-01-18 1984-08-01 Mesple Jose L R System for the direct conversion of thermal energy into energy of a vein of fluid
RU2003105716A (en) * 2003-02-28 2004-10-20 Виктор Васильевич Шишкин (RU) METHOD FOR PRODUCING ENERGY AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION (OPTIONS)
RU90852U1 (en) * 2009-07-15 2010-01-20 Владимир Павлович Меренков ROTATION POWER AMPLIFIER
RU2430196C1 (en) * 2010-03-17 2011-09-27 Бутаков Юрий Викторович Method of reducing electrical power consumption during electrolysis by using gravity

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU11091A1 (en) * 1927-01-17 1929-09-30 Х.Г. Панов Heat engine
ES8407335A1 (en) * 1983-01-18 1984-08-01 Mesple Jose L R System for the direct conversion of thermal energy into energy of a vein of fluid
RU2003105716A (en) * 2003-02-28 2004-10-20 Виктор Васильевич Шишкин (RU) METHOD FOR PRODUCING ENERGY AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION (OPTIONS)
RU90852U1 (en) * 2009-07-15 2010-01-20 Владимир Павлович Меренков ROTATION POWER AMPLIFIER
RU2430196C1 (en) * 2010-03-17 2011-09-27 Бутаков Юрий Викторович Method of reducing electrical power consumption during electrolysis by using gravity

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011146962A (en) 2013-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4124978A (en) Compressed air engine
RU2499897C2 (en) Heat engine
US4259841A (en) Steam engine
US20130305703A1 (en) Integrated Heat and Stirling Engine
EP2643562B1 (en) Valve-free four-stroke combustion engine with axially opposed pistons
RU180904U1 (en) Internal combustion engine
CN202370657U (en) Parallel-connection crankshaft engine
Rao et al. Industrial Revolution
RU67184U1 (en) PISTON ENGINE (OPTIONS)
RU2530982C1 (en) Opposite piston machine
WO2013109152A1 (en) External heat engine and method for operating an external heat engine
RU2349814C1 (en) Alievykh motion converter
RU2367804C1 (en) Four-stroke ice
RU2003814C1 (en) Steam power plant
RU2296870C1 (en) Internal combustion engine
GB2442976A (en) Air thermal energy conversion apparatus for utilising atmospheric heat
RU2168046C2 (en) Power plant
RU2253022C1 (en) Double-flow engine
RU145723U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU145226U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU145218U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
RU145232U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
MAL ZULIIELMJ BIN ZAINAL
RU2024784C1 (en) Gravitational engine
RU2374465C2 (en) Internal combustion engine

Legal Events

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

Effective date: 20151119