SU1041737A1 - Heat engine - Google Patents
Heat engine Download PDFInfo
- Publication number
- SU1041737A1 SU1041737A1 SU823389949A SU3389949A SU1041737A1 SU 1041737 A1 SU1041737 A1 SU 1041737A1 SU 823389949 A SU823389949 A SU 823389949A SU 3389949 A SU3389949 A SU 3389949A SU 1041737 A1 SU1041737 A1 SU 1041737A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- rotor
- hinge
- working element
- housing
- load
- Prior art date
Links
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
Фиг.1 « Изобретение относитс к машиностроению , а именно к устройствам дл получени механической энергии за счетдеформаций тел, вызываемых изме нени ми температуры окружающей среды и может быть использовано при создании агрегатов, содержащих одновремен нр как вращательные, так и поступатель ные звень нагрузки. . . Известен тепловой двигатель, содержащий ротор, расположенный в корпусе с возможностью вращени и проход щий через зоны нагрева и охлажде ни , установленный на роторе изогнут тый термочувствительный элемент, взаимодействующий посредством эксцентричного шарнира с корпусом и сое диненный своими концами с ротором l . . Недостатками этого устройства вл ютс невысока удельна мощность обусловленна малой величиной теплового расширени и- сжати рабочих эле ментов при использовании небольшой разницы температур окружающей среды, а также узка область применени вследствие обеспечени только вращательного движени звена нагрузки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс тепловой двигатель, содержащий ротор , расположенный в корпусе с возможностью вращени и проход щий чере зоны нагрева и охлаждени , установле ный на роторе изогнутый рабочий элемент- из материала с термомеханической пам тью формы, взаимодействующий посредством шарнира с кольцевой направл ющей корпуса, причем один конец рабочего элемента зафиксирован от перемещени в осевом направлении и соединен с вращательным звеном нагрузки . Удельна мощность данного двигател повышена за счет выполнени рабочих элементов из материала с термомеханической пам тью, обеспечивающего увеличение их тепловых деформаций при использовании небольшой разницы температур окружающей среды 2 ... Однако этот двигатель обеспечивает только вращательное движение зве на нагрузки i что сужает область его притеснени . Цель изобретени - расширение области применени путем увеличени числа спрсобав отбора мощности без увеличени количества деталей. 37- 2 Указанна цель достигаетс тем, что в тепловом двигателе, содержащем ротор, расположенный в -корпусе с возможностью вращени , и проход щсГй через зоны нагрева и охлаждени , установленный на роторе изогнутый рабочий элемент из материала с термомеханической пам тью формы, взаимодействующий посредством шарнира с кольцевой направл ющей корпуса, причем один конец рабочего элемента зафиксирован от перемещени в осевом направлении и соединен с вращательным звеном нагрузки, рабочий элемент выполнен в виде коленчатого вала, шарнир установлен на колене последнего, а .другой конец рабочегх) элемента установлен с возможностью перемещени в осевом направлении и соединен с дополнительным поступательным звеном нагрузки. На фиг. 1 представлена схема теп- . лового двигател на фиг. 2 - разрез/. А-А.на фиг. 1| на фиг. 3 - разрез j АгА, вариант выполнени направл ющей корпуса по окружности; на фиг. k вариант выполнени соединени шарнира с направл ющей корпуса. . Тепловой двигатель содержит ротор 1, расположенный в корпусе 2 с возможностью вращени в подшипниковых узлах 3 и 4 и проход щий через зоны нагрева и охлаждени (фиг. 2 и З). Корпуб 2 неподвижно закреплен на I .фундаменте. На роторе 1 установлен забочий элемент в виде коленчатого вала 5 из -материала с термомехаНической пам тью формы, например, из сплава титан - никель (5...56 никел , остальное - титан). На колене вала 5 установлен массивный шарнир 6, взаимодействующий с кольцевой направл ющей 7 корпуса. В варианте выполнени (фиг. 2) кольцева направл юща 7 имеет форму эллипса, больша ось которого повернута относительно вертикали У-У на некоторый угола, наНример , на угол 10...IS. В варианте выполнени (фиг. З) направл юща 7 имеет форму окружности, а между шарниром 6 и коленом вала 5 установлен гибкий элемент, например пружина 8. На фиг. Л представлен вариант выполнени направл ющей 7 в виде желоба, в котором установлены ролики 9 шарниа 6. Один конец ротора 1 закреплен в подшипниковом узле А корпуса 2 таким стразом, что в осевом направлении н неподвижен, но имеет возможностьFigure 1 "The invention relates to mechanical engineering, in particular, to devices for producing mechanical energy due to body deformations caused by changes in the ambient temperature and can be used to create aggregates containing both rotational and translational elements of the load. . . A heat engine is known, comprising a rotor rotatably disposed in a housing and passing through heating and cooling zones, a curved temperature-sensitive element mounted on the rotor, interacting via an eccentric hinge with the housing and connected at its ends with the rotor l. . The disadvantages of this device are the low specific power due to the small amount of thermal expansion and compression of the working elements when using a small difference in ambient temperature, as well as a narrow field of application due to the provision of only rotational motion of the load link. The closest in technical essence to the present invention is a heat engine comprising a rotor rotatably disposed in the housing and passing through the heating and cooling zones, a curved working element mounted on the rotor from a material with a thermomechanical shape memory, which interacts by means of a hinge an annular guide body, with one end of the operating element secured against movement in the axial direction and connected to the rotational load element. The specific power of this engine is increased due to the performance of working elements from a material with a thermomechanical memory, providing an increase in their thermal deformations when using a small difference in ambient temperature 2 ... However, this engine provides only a rotational motion of the star to the load i, which limits its oppression. The purpose of the invention is to expand the scope by increasing the number of power take-offs without increasing the number of parts. 37-2 This goal is achieved by the fact that in a heat engine containing a rotor located in the housing for rotation and passing through the heating and cooling zones mounted on the rotor is a curved working element made of a material with a thermomechanical shape memory, which interacts by means of a hinge with an annular guide casing, with one end of the working element fixed against movement in the axial direction and connected to the rotational load link, the working element is designed as a crankshaft, the hinge is set The other end of the working element is mounted for movement in the axial direction and connected to an additional translational link of the load. FIG. 1 shows the scheme of heat. The engine in FIG. 2 - section. A-A. FIG. 1 | in fig. 3 is a section j AgA, an embodiment of a circumferential guide body; in fig. K is an embodiment for connecting the hinge to the guide housing. . The heat engine comprises a rotor 1 located in the housing 2 rotatably in bearing assemblies 3 and 4 and passing through the heating and cooling zones (Figs. 2 and 3). Hull 2 fixedly mounted on the I. foundation. On the rotor 1, there is a detachable element in the form of a crankshaft 5 from a material with a thermomechanical shape memory, for example, from an alloy of titanium - nickel (5 ... 56 nickel, the rest is titanium). A massive hinge 6 is mounted on the knee of the shaft 5 and interacting with the ring guide 7 of the housing. In the embodiment (Fig. 2), the annular guide 7 has the shape of an ellipse, the major axis of which is rotated relative to the vertical V-V at some angle, for example, at an angle of 10 ... IS. In the embodiment (Fig. 3), the guide 7 has the shape of a circle, and between the hinge 6 and the knee of the shaft 5 a flexible element is installed, for example a spring 8. In FIG. L presents an embodiment of the guide 7 in the form of a groove in which the rollers 9 of the hinge 6 are mounted. One end of the rotor 1 is fixed in the bearing assembly A of the housing 2 with a rhinestone such that it is stationary in the axial direction but
3 13 1
вращени вокруг своей оси. Этот конец соединен с вращательным звеном нагрузки, например, с лопастным движителем 10. Другой конец ротора 1 установлен с возможностью перемещени 8 осевом направлении в подшипниковом узле 3 и соединен с дополнительным поступательным звеном нагрузки, например , с поршнем насоса 11.rotation around its axis. This end is connected to a rotational load link, for example, with a paddle propeller 10. The other end of the rotor 1 is mounted for movement in the axial direction 8 in the bearing assembly 3 and is connected to an additional translational load link, for example, with the piston of the pump 11.
Ротор 1 имеет форму коленчатого: вала при температуре выше интервала температур фазового перехода мартенситного превращени в его материале. т.е. при температуре выше + 60 С, а при температуре ниже интервала . температур фазового перехода, т.е. при + , ротор имеет форму коленчатого вала с зеркальным расположе- нием изгибов по отношению .к указанной . . Дл обеспечени указанной пам ти формы ротор из сплава никел и титана изготавливают следующим образом. В закрытом штампе под нагрузкой формуют из стержн коленчатый вал и, не открыва штампа, подвергают его отжигу при + в течение 1 ч с . . последующим охлаждением в закрытом штампе до температуры ниже + . V Затем штамп открывают, и ротор подвергают пластической.деформации, зеркально мен , первоначальную форму., коленчатого вала, при этом в промежуточной фазе деформации обеспечивают форму вала в виде пр мого стержн . The rotor 1 has the shape of a crankshaft: a shaft at a temperature above the temperature range of the phase transition of the martensitic transformation in its material. those. at temperatures above + 60 ° C, and at temperatures below the interval. phase transition temperatures, i.e. at +, the rotor has the shape of a crankshaft with a mirror arrangement of bends relative to the ratio indicated. . To provide this memory form, a nickel-titanium alloy rotor is made as follows. In the closed stamp under the load, the crankshaft is formed from the rod and, without opening the stamp, is subjected to annealing at + for 1 h s. . subsequent cooling in a closed die to a temperature below +. V Then the stamp is opened, and the rotor is subjected to plastic deformation, mirror-image, the original shape of the crankshaft, while in the intermediate phase of deformation they ensure the shape of the shaft in the form of a straight rod.
Тепловой двигатель следующим образом.Heat engine as follows.
Ротор 1 устанавливаетс в исходное положение, например, в верхнее (фиг. 2) так, чтобы шарнир 6 находилс на большой оси эллипса направл ющей 7 корпуса 2 в зоне нагрева. В результате нагрева коленчатого вала 5 до температуры выше + 60°С происходит обратное мартенситное; превращение его материала - сплаеш титана и никел , и коленчатый вал измен етThe rotor 1 is set to its original position, for example, to the top (Fig. 2) so that the hinge 6 is on the major axis of the ellipse of the guide 7 of the housing 2 in the heating zone. As a result of heating the crankshaft 5 to a temperature above + 60 ° C, reverse martensitic occurs; the transformation of its material - splits titanium and nickel, and the crankshaft changes
37 . . 4 форму на зеркальную по отношению к первоначальной, с большой скоростью проход среднее промежуточное полбжение в виде пр мого стержн . При этом шарнир 6. перемещаетс вниз по направл ющей 7 и концы ротора 1 вращаютс в подшипниковых узлах 3 и . Незакрепленный в осевОм.направлении конец ротора движетс вправо, достига наибольшего смещени в этом направлен НИИ в момент среднего выпр мленного положени вала, после чего этот конец перемещаетс в противоположном направлении . В процессе прин ти ротором ;; формы, зеркальной по отношению к пер воначальной ,. он перемещаетс в зону охлаждени , где коленчатый вал охлаждаетс до температуры ниже + JQ С и стремитс прЗин ть первоначальную форму. Ротор 1 проходит по инерции через нижнюю мертвую точку М, ив ре.зультате обратной его деформации колено вала 5 с шарниром б перемещаетс вверх вдоль направл ющей 7« а незакрепленный в осевом направлении конец ротора 1 вновь перемещаетс вправо до момента, выпр млени вала 5, после чего в процессе изгиба последнего этот конец движетс в противоположном направлении. После прохождени шарниром 6 верхней мертвой точки N цикл работы теплового двигател повтор етс . .37. . 4, a middle intermediate half in the form of a straight rod is mirrored in relation to the original, with a high speed, passage. In this case, the hinge 6. moves down along the guide 7 and the ends of the rotor 1 rotate in the bearing assemblies 3 and. The end of the rotor, loose in the axial direction, moves to the right, reaching the greatest displacement in this direction of the scientific research institute at the time of the average rectified shaft position, after which this end moves in the opposite direction. In the process of receiving the rotor ;; forms, mirror in relation to the original,. it moves to the cooling zone, where the crankshaft is cooled to a temperature below + JQ C and it tends to retain its original shape. The rotor 1 passes by inertia through the bottom dead center M, and as a result of its reverse deformation, the knee of the shaft 5 with the hinge b moves up along the guide 7 "and the axially unfixed end of the rotor 1 moves again to the right until the shaft 5 is straightened after which, in the process of bending the latter, this end moves in the opposite direction. After hinging the top dead center N, the cycle of operation of the heat engine is repeated. .
При выполнении направл ющей 7 в форме окружности фиг. З). характер перемещени ротора 1 сохран етс , так как колено вала 5 перемещаетс When the guide 7 is formed in the shape of a circle in FIG. H). the nature of the movement of the rotor 1 is maintained as the knee of the shaft 5 moves
по эллиптической траектории за счет деформации пружины 8.along an elliptical path due to the deformation of the spring 8.
Использование предлагаемого теплового двигател обеспечивает одновременный привод вращательного звена нагрузки,соединенного с одним концом ротора, и поступательного звена нагрузки, соединенного с другим концом ротора, без увеличени количества, деталей теплового двигател . Это расшир ет область применени двигател .The use of the proposed heat engine provides simultaneous drive of a rotational load link connected to one end of the rotor and a translational load link connected to the other end of the rotor, without increasing the number of parts of the heat engine. This expands the range of application of the engine.
У GiU gi
Вхлаткоение Фиг.гFig. D
OxflOTKoeHUc Фиг.дOxflOTKoeHUc Fig.d
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823389949A SU1041737A1 (en) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | Heat engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823389949A SU1041737A1 (en) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | Heat engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1041737A1 true SU1041737A1 (en) | 1983-09-15 |
Family
ID=20995201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823389949A SU1041737A1 (en) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | Heat engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1041737A1 (en) |
-
1982
- 1982-02-08 SU SU823389949A patent/SU1041737A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР .№ 225620, кл. F 03 G 7/06, 1966. 2. За вка DE № 2723332, / «n.F 03 G 7/06, опублик. 1978. Л5АОЧ57) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий ротор, расположенный в корпусе с возможностью вращени и проход щий через зоны нагрева и охлаждени , установленный на роторе изогнутый рабочий элемент из материала с термомеханической пам тью формы, взаимодействующий посредством шарнира с кольцевой направл ющей корпуса, причем один конец рабочего элемента зафиксирован от перемещени в осевом направлении и соединен с вращательным звеном нагрузки, от л и ч ающ и йс тем, что, с целью расширени области применени путем увеличени числа способов отбора мощности без увеличени количества деталей, рабо.чий элемент выполнен в виде коленчатого вала, (Ниарнир Установлен на колене последнего, а другой конец рабочего элемента установлен с возможностью перемещени в осевом направлении и соединен с дополнительным (Л поступательным звеном нагрузки. U) | * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4197709A (en) | Thermal energy scavenger (stress limiter) | |
US4087971A (en) | Devices and methods for converting heat energy to mechanical energy | |
US4086769A (en) | Compound memory engine | |
US3751904A (en) | Heat engines | |
EP0045250A1 (en) | Memory alloy thermal motor | |
US4435229A (en) | Method of preparing a two-way shape memory alloy | |
SU1041737A1 (en) | Heat engine | |
WO2002084185A1 (en) | Solid state cooling device | |
US4197708A (en) | Thermal energy scavenger (alternating stress limiters) | |
US4563876A (en) | Linear output nitinol engine | |
US4306415A (en) | Thermal energy scavenger (flow control) | |
WO2000068545A1 (en) | Drive mechanism and rotary displacer for hot air engines | |
US4490976A (en) | Two-way shape memory alloy heat engine | |
US4393654A (en) | Shape memory element engine | |
US4231223A (en) | Thermal energy scavenger (rotating wire modules) | |
US4423596A (en) | Thermal engine | |
EP0144406A1 (en) | Method and equipment for converting thermal energy to mechanical energy. | |
RU2027899C1 (en) | External-heat engine | |
SU759778A1 (en) | Variable inertia-moment flywheel | |
RU2431058C1 (en) | Martensite turbine machine | |
Johnson | Nitinol heat engines | |
CA3075188A1 (en) | Engine with at least one of non-sinusoidal motion and embedded pistons | |
SU1747747A2 (en) | Engine with external heat input | |
RU2029133C1 (en) | Engine with external heat supply | |
SU1222882A1 (en) | Thermal engine |