SU1153107A1

SU1153107A1 - Тепловой двигатель

Info

Publication number: SU1153107A1
Application number: SU833641930A
Authority: SU
Inventors: Пятрас Повилович Пашкявичюс; Казимерас Миколо Рагульскис; Римантас-Тадас Антанович Толочка
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1983-09-12
Filing date: 1983-09-12
Publication date: 1985-04-30

Abstract

ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор, кольцеобразную ленту, поочередно огибающую противоположными сторонами нагреваемые и охлаждаемые ролики , и взаимодействующий с лентой ротор, причем лента выполнена из сплава с термомеханической пам тью в нагретом состо нии формы при расположении ее на охлаждаемых роликах, отличающийс тем, что, с целью повышени удельной мощности, ротор имеет цилиндрическую рабочую поверхность , охлаждаемые и нагреваемые ролики попарно последовательно расположены вокруг этой поверхности с углом охвата лентой каждого ролика свыше 180&deg;, охлаждаемые ролики закреплены на статоре с возможностью вращени , нагреваемые ролики свободно установлены в охватывающих их петл х ленты, взаимодейству через последнюю с рабочей поверхностью ротора, при этом рассто ние между наиболее близкими точками ротора и охлаждаемого ролика меньще диаметра нагреваемого ролика.

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к преобразователям тепловой энергии в механическую за счет тепловых деформаций ленты из материала с термомеханической памятью формы, и может ₅быть использовано для привода различных потребителей механической энергии, например в системах терморегулирования, а также для привода автономно работающих приборов, механизмов в условиях удаления от традиционных источников энергии. ¹⁰

Цель изобретения — повышение ;удельной мощности.

На чертеже представлена кинематическая схема теплового двигателя.

Двигатель содержит статор 1, кольцеоб- 15 разную ленту 2, поочередно огибающую противоположными сторонами нагреваемые 3 и охлаждаемые 4 ролики, и взаимодействующий с лентой 2 ротор 5. Лента 2 выполнена из сплава с термомеханической памятью в нагретом состоянии формы, которую она ⁰ принимает при расположении ее на охлаждаемых роликах 4. Ротор 5 имеет цилиндрическую рабочую поверхность 6. Охлаждаемые ролики 4 и нагреваемые ролики 3 попарно последовательно расположены вокруг 25 этой поверхности 6 с углом охвата лентой 2 каждого ролика 3 и 4 свыше 180°. Охлаждаемые ролики 4 закреплены на статоре 1 с возможностью вращения, а нагреваемые ролики 3 свободно установлены в охватывающих их петлях ленты 2, взаимодействуя через последнюю с рабочей поверхностью 6 ротора 5. Расстояние между наиболее близкими точками ротора 5 и охлаждаемого ролика 4 меньше диаметра нагреваемого ролика 3.

Тепловой двигатель работает следующим образом.

При вращении ротора 5 в указанном стрелкой направлении в результате действия сил трения между лентой 2 и ротором 5 движется сама лента 2, а также связанные с ней нагреваемые 3 и охлаждаемые 4 ролики. Те участки ленты 2, которые движутся в контакте с нагреваемыми роликами 3, до момента отрыва от роликов 3 достига ют температуры структурного превращения 45 и претерпевают это превращение, в результате чего проявляется эффект термомеханической памяти, т.е. участки «вспоминают» приданную им форму. Возникающие при этом восстанавливающие напряжения стремятся придать нагретым участкам ленты 2 ⁵θ радиус кривизны, равный по величине радиусу охлаждаемого ролика 4 и направленный относительно ленты 2 в сторону охлаж30 даемых роликов 4, т.е. стремятся выгнуть эти участки в противоположную сторону от нагреваемых роликов 3. Это создает относительно оси каждого нагреваемого ролика 3 вращающий момент, который приводит его во вращение, в результате чего движется лента 2, которая посредством сил трения приводит во вращение ротор 5. В результате движения ленты 2 нагретые ее участки сбегают с нагреваемых роликов 3 и дальше продвигаются к охлаждаемым роликам 4. Однако под действием восстанавливающих напряжений прямолинейные участки ленты 2 между нагреваемыми 3 и охлаждаемыми 4 роликами принимают дугообразный вид (на чертеже показано пунктирной линией), в результате чего обеспечивается продольное натяжение ленты 2 и соответственно давление между лентой 2 и роликами 3 и 4, а также между роликами 3 и ротором 5. В дальнейшем нагретые участки ленты 2 набегают на охлаждаемые ролики 4, создают вращающий момент относительно их осей и полностью восстанавливают первоначальную форму, так как радиус этих участков по величине и направлению совпадает с радиусом охлаждаемых роликов 4. При движении в контакте с охлаждаемыми роликами 4 участки ленты 2 охлаждаются ниже температуры структурного превращения и претерпевают структурное превращение в обратном по отношению к нагреву направлении, после чего набегают на нагреваемые ролики 3 и теряют свою форму. При движении в контакте с нагреваемыми роликами 3 они вновь нагреваются, и процесс циклически повторяется выше описанным образом, вследствие чего обеспечивается непрерывное вращение ротора 5.

Двигатель может работать и при вращении ротора 5 в противоположном направлении, но при этом не обеспечивается продольное натяжение ленты 2, так как прямолинейный интервал ленты 2 между охлаждаемыми 4 и нагреваемыми 3 роликами участки ленты 2 проходят в ненапряженном состоянии. Таким образом, для обеспечения работоспособности теплового двигателя при вращении его ротора 5 в данном направлении требуется обеспечить предварительное натяжение ленты 2.

Для регулировки величины силы трения между ротором 5 и лентой 2 изменяют величину расстояния между ротором 5 и охлаждаемыми роликами 4, что позволяет менять угол охвата лентой 2 роликов 3 и 4, а также менять силу давления между нагреваемыми роликами 3 и ротором 5.

Claims

ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий статор, кольцеобразную ленту, сторонами нагреваемые и охлаждаемые ролики, и взаимодействующий с лентой ротор, причем лента выполнена из сплава с термомеханической памятью в нагретом состоянии формы при расположении ее на охлаждаемых роликах, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности, ротор имеет цилиндрическую рабочую поверхность, охлаждаемые и нагреваемые ролики попарно последовательно расположены вокруг этой поверхности с углом охвата лентой каждого ролика свыше 180°, охлаждаемые ролики закреплены на статоре с возможностью вращения, нагреваемые ролики свободно установлены в охватывающих их петлях ленты, взаимодействуя через последнюю с рабочей при этом расстояние кими точками ротора поверхностью ротора, между наиболее близи охлаждаемого роли-