SU1100422A1 - Способ преобразовани тепловой энергии в механическую и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ преобразовани  тепловой энергии в механическую путем попеременS . 13 П него нагрева и охлаждени  камер, заполненных термочувствительным рабочим телом, расположенных на периферии полого ротора , заполненного жидкостью, перераспределени  массы жидкости в роторе при изменении объема камер с созданием весового дебаланса с попеременным перемещением камер с созданием весового -дебаланса с попеременным перемещением камер в зоны их нагрева и охлаждени , отличающийс  тем, что, с целью расщирени  области применени , при расщирении камер примыкающую к ним жидкость выталкивают в нагнетательную полость, а при сжатии камер .в освобождающийс  объем засасывают жидкость из всасывающей полости. СП ГчЭ to f2 11

Description

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что, вращающий момент дебаланса регулируют поворотом оси ротора теплоизол ционной стенки, отдел ющей зону нагрева камер от зоны их охлаждени .

3.Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее ротор, заполненный жидкостью, и расположенные по периферии ротора камеры, заполненные термочувствительным рабочим телом, отделенные от жидкости гибкой перегородкой и проход щие через зоны нагрева и охлаждени , отличающеес  тем, что оно снабжено всасывающей и нагнетательной полост ми, отделенными друг от друга дополнительно установленной на роторе герметичной перегородкой , ротор снабжен радиальными перегородками , раздел ющими его полость на герметичные отсеки, каждый из которых отделен от смежной камеры ее гибкой перегородкой и снабжен клапанами, соедин ющими отсек с нагнетательной и всасывающей полост ми.

4.Устройство по п. 3, отличающеес  тем, что гибка  перегородка и отсеки выполнены нетеплопроводными.

5.Устройство по пп. 3 и 4, отличающеес  тем, что оно снабжено теплоизол ционной стенкой, отдел ющей зону нагрева камер от зоны их охлаждени , щарнирно прикрепленной к ротору и примыкающей к его наружной поверхности, выполненной цилиндрической .

1

Изобретение относитс  к мащиностроёнию , а именно к способам и устройствам дл  преобразовани  тепловой энергии в механическую при малой разности температур в средах или между средами.

Известен способ преобразовани  энергии путем перераспределени  массы жидкости в роторе при изменении объема камер с созданием весового дебаланса, зыталкивани  примыкающей к камерам жидкости в нагнетательную полость при их расщирении и всасывани  при сжатии камер в освобождающийс  объем жидкости из всасывающей полости, а также устройство дл  осуществлени  этого способа, содержащее ротор, заполненный жидкостью, и снабженный радиальными перегородками, раздел ющими его полость на герметичные отсеки, и расположенные по периферии ротора камеры , отделенные от жидкости гибкой перегородкой и установленные с возможностью периодического попеременного перемещени  в зоны высокого и низкого давлени ; всасывающую и нагнетательную полости, отделенные друг от друга установленной на роторе герметичной перегородкой, причем каждый из отсеков от смежной камеры ее гибкой перегородкой и снабжен клапанами, соедин ющими отсек с нагнетательной и всасывающей полост ми 1.

В известном устройстве потенциальна  энерги  давлени  жидкости преобразуетс  в потенциальную энергию другой жидкости или газа и получаетс  механическа  энерги  вращени , однако не преобразуетс  теплова  энерги  в механическую.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ преобразовани  тепловой энергии в механическую путем попеременного

нагрева и охлаждени  камер, заполненных термочувствительным рабочим телом, расположенных на периферии полого ротора, заполненного жидкостью, перераспределени  массы жидкости в роторе при изменении объема камер с созданием весового дебаланса с попеременным перемещением камер в зоны их нагрева и охлаждени , а также устройство дл  осуществлени  способа, содержащее ротор, заполненный жидкостью, и расположенные по периферии ротора камеры , заполненные термочувствительным рабочим телом, отделенные от жидкости гибкой перегородкой и проход щие через зоны нагрева и охлаждени  2.

Недостатком данного технического рещени   вл етс  его узка  область применени , обусловленна  невозможностью получени  на выходе потенциальной энергии давлени  жидкости кроме энергии вращени  ротора.

Цель изобретени  - расщирение области применени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу преобразовани  тепловой энергии в механическую путем попеременного нагрева и охлаждени  камер, заполненных термочувствительным рабочим телом, расположенных на периферии полого ротора , заполненного жидкостью, перераспределени  массы жидкости в роторе приизменении объема камер с созданием весового дебаланса с попеременным перемещением камер примыкающую к ним жидкость выталкивают в нагнетательную полость, а при сжатии камер в освобождающийс  объем засасывают жидкость из всасывающей полости. Вращающий момент дебаланса регулируют поворотом вокруг оси ротора теплоизол ционной стенки, отдел ющей зону нагрева камер от зоны их охлаждени . Устройство дл  осуществлени  способа, содержащее pOTqp, заполненный жидкостью, и расположенные по периферии ротора камеры , заполненные термочувствительным рабочим трлом, отделенные от жидкости гибкой перегородкой и проход щие через зоны нагрева и охлаждени , снабжено всасыва ..-. ющеи и нагнетательной полост ми, отделенными друг от друга дополнительно установленной на роторе герметичной перегородкой , ротор снабжен радиальными перегородками , раздел ющими его полость на герметичные отсекли, каждый из которых отделен от смежной камеры ее гибкой перегородкой и снабжен клапанами, соедин ющими отсек с нагнетательной и всасывающей полост ми. Гибка  перегородка и отсеки выполнены нетеплопроводными. Кроме того, устройство снабжено теплоизол ционной стенкой, отдел ющей зону нагрева камер от зоны их охлаждени , шарнирно прикрепленной к ротору и примыкающей к его наружной поверхности, выполненной цилиндрической. Это обеспечивает пр мое преобразование тепловой энергии в потенциальную энергию жидкости при относительно небольших перепадах температур в жидких или газообразных средах или между ними. На фиг. 1 представлено устройство дл  реализации способа, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Устройство содержит ротор 1, заполненный жидкостью 2, и расположенные по периферии ротора 1 герметичные камеры 3, заполненные в качестве термочувствительного рабочего тела раствором газа, например , водным раствором аммиака. Камеры 3 проход т через зону 4 нагрева и зону 5 охлаждени , выполненные в виде теплообменникрв . Стенки 6 камер, обращенные к зонам 4 и 5, нагрева и охлаждени , выполнены из материала с больщой теплопроводностью. Устройство снабжено всасывающей полостью 7 и нагнетательной полостью 8, отделенными друг от Друга установленной на роторе 1 герметичной перегородкой 9. Ротор 1 снабжен радиальными перегородками 10, раздел ющими его полость на гермеУичные отсеки 11 с жесткими стенками 12. Кажда  камера 3 отделена от жидкости 2, заполн ющей отсеки 11, гибкой перегородкой 13. Каждый отсек 11 снабжен всасывающим клапаном 14, через который отсек 11 соедин етс  с всасывающей полостью 7, а также нагнетательным клапаном 15, через который отсек 11 соедин етс  с нагнетательной полостью 8. Отсеки 11 и гибкие перегородки 13 выполнены нетеплопроводными Между боковыми стенками камер 3 и отсеков 11 установлены теплоизол ционные прокладки 16. К ротору 1 щарнирно прикреплена теплоизол ционна  стенка 17, отдел юща  зону 4 нагрева камер от зоны 5 их охлаждени , примыкающа  с минимальным зазором к наружной поверхности ротора 1, выполненной цилиндрической. Устройство работает следующим образом . Подогретый газ поступает в теплообменник зоны 4 нагрева и подогревает, например, ВОДНЫЙ раствор аммиака в камерах 3, а г rt о  «|Г1ло /ч i: T -ofcji irioi Vо более холодный воздух поступает в теплообменник зоны 5 охлаждени  и охлаждает расположённые в этой зоне камеры 3. При нагревании в камерах 3 аммиак выдел етс  израст вора,давленйе в камёр ахТ7велйчи увеличиваютс  в объеме благодар . раст жению гибкой перегородки 13, при этом жидкость 2 выталкиваетс  из смежных с нагреваемыми камерами отсеков 11 в нагнетательную полость 8 через клапаны 15. В зоне охлаждени  газообразный аммиак в камерах 3 пэреходит в раствор, в результате чего давление в камерах 3 уменьщаетс , они сжимаютс  и жидкость 2 всасываетс  в освобождающийс  объем смежных с охлаждаемыми камерами 3 отсеков И из всасывающей полости 7. Из-за перераспределени  массы жидкости 2 в роторе 1 возникает его весовой дебаланс, и ротор 1 вращаетс . При вращении ротора 1 в зоны 4 и 5 нагрева и охлаждени  попадают новые камеры 3, и процесс повтор етс , в резульхате вращение ротора 1 перекачивание жидкости 2 из всасывающей полости 7 в нагнетательную полость 8 поддерживаетс  непрерывно ., При неподвижном роторе 1 максимальный момент весового дебаланса будет при вертикальном положении теплоизол ционной стенки 17, такое положение стенки способствует ускорению запуска устройства. При вращении ротора 1 положение теплоизол ционной стенки 17, соответствующее максимальному моменту весового дебаланса ротора 1, отклон етс  от вертикали в сторону против направлени  его вращени . Изменением положени  стенки 17 и св занных с ней теплообменников зон 4 и 5 нагрева и охлаждени  обеспечиваетс  регулировка скорости вращени  ротора 1 и его реверс, Использование изобретени  обеспечивает непосредственное преобразование в потенциальную энергию давлени  жидкости тепловой энергии низкопотенциальных источников , например, разницы температур нагретой воды термальных источников и холодного окружающего воздуха или разницы температур теплого воздуха и холодной воды артезианского источника. Изобретение обеспечивает регулировку скорости вращени  ротора и его реверс при использовании разницы температур в средах или между средами . При использовании в предлагаемом устройстве в качестве рабочего тела камер 3

смеси газа с его жидким растворителем, например , смеси аммиака с его водным раствором , обеспечиваетс  эффективное преобразование тепловой энергии в механическую в расширенном диапазоне температур, поскольку в таком диапазоне температур про вл етс  зависимость растворимости аммиака в воде от температуры, что обеспечивает расширение области применени  изобретени .

Claims (5)

1. Способ преобразования тепловой энергии в механическую путем поперемен ного нагрева и охлаждения камер, заполненных термочувствительным рабочим телом, расположенных на периферии полого ротора, заполненного жидкостью, перераспределения массы жидкости в роторе при изменении объема' камер с созданием весового дебаланса с попеременным перемещением камер с созданием весового дебаланса с попеременным перемещением камер в зоны их нагрева и охлаждения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, при расширении камер примыкающую к ним жидкость выталкивают в нагнетательную полость, а при сжатии камер в освобождающийся объем засасывают жидкость из всасывающей полости.

Фиг.1

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что, вращающий момент дебаланса регулируют поворотом вокруг оси ротора теплоизоляционной стенки, отделяющей зону нагрева камер от зоны их охлаждения.

3. Устройство для осуществления способа по π. 1, содержащее ротор, заполненный жидкостью, и расположенные по периферии ротора камеры, заполненные термочувствительным рабочим телом, отделенные от жидкости гибкой перегородкой и проходящие через зоны нагрева и охлаждения, отличающееся тем, что оно снабжено всасывающей и нагнетательной полостями, отделенными друг от друга дополнительно установленной на роторе герметичной перегородкой, ротор снабжен радиальными пере городками, разделяющими его полость на герметичные отсеки, каждый из которых отделен от смежной камеры ее гибкой перегородкой и снабжен клапанами, соединяющими отсек с нагнетательной и всасывающей' полостями.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что гибкая перегородка и отсеки выполнены нетеплопроводными.

5. Устройство по пп. 3 и 4, отличающееся тем, что оно снабжено теплоизоляционной стенкой, отделяющей зону нагрева камер от зоны их охлаждения, шарнирно прикрепленной к ротору и примыкающей к его наружной поверхности, выполненной цилиндрической.