SU1250701A1 - Тепловой двигатель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к ма1иинострое- нию и приборостроению, а именно к устройствам дл  получени  механической энергии вращени  при расширении и сокращении твердых термочувствительных элементов , вызываемых изменени ми температуры, и может быть использовано дл  привода различных механизмов за счет тепловой энергии солнечного излучени , тепла выхлопных I a- WB двигате;1ей внутреннего сгорани  или газотурбинных установок, вентил пионных установок гор чих пехон промьинленных нред- нри тий и других источников гор чего газа.

Целью изобретени   вл етс  повьинение экономичности при использовании дл  на- I pcBii и охлаждени  термочувствительио| о элемента соответственно гор чего и холодного тен. юносителей.

На фиг. I схематически н)едставлен пред- ... теплов(.)й двнгате. и., вид осевой разрез; на фиг. 2 разрез А- А на ||)иг. 1; на фиг. . i - )азрез Б Б на фиг. I.

/1вигатель содержит полый иилипдричес- киГ| сгатор 1 с зонами tiarpCBa 2 и охлаждени  3 н пероховатой внутрсчшей поверхностью 4. Внутри стаго)а 1 расположен ротор Г) с i ермочувс I вительн1)1м эле.ментом в виде сильфона 6 из сплава (никелида ти- гана) с термомеханическ(.|й пам тью формы в интервале темнератчр 40 100°(, причем эта пам ть выражена в знак(Л1е()емениом 11  жении концов cn. ii. О без измспепии ei o общей д.1ины. На пове).х- носги iOTopa Г) установлено множссгво про во, 1ок 7 с (.(дносторонним тангенциальным относите. И.но рогора 5 паправ.чением с возможностью взаимодействи  последних с 1не- роховатой поверхностью 4 статора 1 при нагреве и ох.чаждении с-ил1 фона 6. lIpoBo;io- ки 7 ус i апов.чены, например, при помонаи сварки, на верппшах 8 и во впади1 ах 9 гофр сильфона 6. Сильфон (i прикреплен своими концами к ва, 1у 10, который установлен при но.мощи подшипников 11, снабженных .ашитными И1айбими 12, в 1 ())Ц(вых си пках I , 5 и 14 статора 1. Вал 10 соединен с 1И)требите;1ем механической энер1-ии вращени  абразивным кругом 15 дл  сн ти  заусенцев с деталей или дл  заточки инструмента . Зона 2 нагрева выполнена в виде внутренней нилости сильфона 6, а зона 3 охлаждени  в виде нолости между силь- фоном б и статором 1. С зоиой 2 нагрева соединен1 1 патрубки подвода 16 и отвода 17 гор че1 0 теплоносител  газа с температурой вьпне , а с зоной 3 охлаждени  соединены нагрубки нодвода 18 и от)1ода 19 Х(),1одного теп,п(М1ОСИтел  - холодиог о |-аза (папрнме), воздуха) и;|и жидкости (например , воды) с температурой ниже 20°С. Проволоки 7 выно.лнены лакой длины, что при сжагии конца сильфона tj в шероховатую noBep Hi)i;i ь 4 сгатора 1 упираютс  уста- HOB,iieHHi)ii на вершинах Н i-ocfip си;п(})и1а 6 проволоки 7 и, наоборот, при )асг жепии

5

0

5

0

5

0

5

0

5

конца сильфона 6 в шероховатую поверхность 4 статора 1 упираютс  только проволоки 7, установленные во впадинах 9 гофр сильфона 6.

В нерабочем состо нии (при охлажденном сильфоие 6) двигатель находитс  в положении (фиг. 1), при котором лева  часть сильфона 6 раст нута, а права  - сжата. При этом проволоки 7, расположенные во впадинах 9 гофр сильфона 6 слева и на вершинах 8 гофр сильфона 6 справа, упираютс  в поверхность 4 статора 1. Остальные проволоки 7 не касаютс  этой поверхности 4. В таком положении двигатель находитс  в заторможенном состо нии.

Тепловой двигате;1ь работает следующим образом.

кратковременной подаче гор чего газа с температурой выше через патрубок 16 СИЛЬФОН 6 6ыст)о нагреваетс  до температуры 100°С, а гор чий газ с пониженной температурой выходит через патрубок 17. В результате нагрева в материале сильфона 6 про вл етс  эффект пам ти формы , который выражаетс  в том, что левый конец сильфона 6 сжимаетс , а правый -- иилнир етс  без изменени  его обшей длины . Диаметр наружн1)1х гоф) сильфона 6 с, И ва увеличиваетс , а С11()ава уменьшаетс . Эго приводит к то.му, что проволоки 7, наход щиес  до этого в контакте с шероховатой поверхност1)Ю 4 статора 1, отход т oi нее на неког())ое рассг( ние, а и|)оволоки 7, наход щиес  до эпого на рассто нии от по- ве хности 4, упираютс  в нее с усилием, которое енерируетс  сильфоном 6. TaiireH- циальное направление упирающихс  в поверхность 4 проволок 7 обеспечивает возникновение крут шего момента, в результате чего ротор 5 отталкиваетс  от статора 1 и поворачиваетс  на некоторый угол в направлении дуговой стре. 1ки (фиг. 2 и 3), завис щей от величины изменени  диаметра ротора 5 в процессе описанной трансформации при ei o нагреве.

При последующей кратковременной подаче охлаждающего газа или воды с температурой ниже 20°С через натрубок 18 силь- фон 6 быстро охлаждаетс  до 40°С, а ох- .таждакмца  среда с повышенной температурой выходит через патрубок 19. В результате охлаждени  н материале сильфона 6 нро вл етс  обратимый эффект пам ти формы , который выражаетс  в том, что его форма нолностью восстанавливаетс  до пер- t оначальной (фиг. 1). ,Это приводит к уходу от шероховатой новерхности 4 одних проволок 7 и прижатию к ней других проволок 7, которые, в свою очередь, осуществл ют дополнительный поворот ротора 5 в нужном направлении. После этою очередной цикл пагрева - охлаждени  рслора 5 может повтор тс  )атно, более 10 раз, и осу- П1ествл тьс  по заданной программе. Скорость и степень нагрева - охлаждени  ротора 5 измен етс  путем изменени  расхода холодного и гор чего теплоносителей или

А-А

изменением длительности цикла, что обеспечивает необходимую частоту вращени  двигател .

6-5

(риг.2

фиг.З

Claims (1)

1. ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содер жащий цилиндрический статор с зонами нагрева и охлаждения и шероховатой внутренней поверхностью и ротор с термочувствительным элементом из сплава с термомеханической памятью формы и множеством установленных на поверхности ротора с односторонним тангенциальным относительно ротора направлением проволок, причем ротор размещен внутри статора с возможностью взаимодействия с последним посредством проволок при нагреве и охлаждении термочувствительного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности при использовании для нагрева и охлаждения термочувствительного элемента соответственно горячего и холодного теплоносителей, он снабжен соединенными с зоной нагрева патрубками подвода и отвода горячего, а с зоной охлаждения — холодного теплоносителей, термочувствительный элемент выполнен в виде сильфона, термомеханическая память которого выражена в знакопеременном сжатии и растяжении его концов без изменения общей длины, проволоки установлены на вершинах и во впадинах гофр сильфона, зона нагрева выполнена в виде внутренней полости сильфона, а зона охлаждения — в виде полости между сильфоном и статором.

   фиг.1

   1250701 А1