SU1566065A1 - Тепловой двигатель - Google Patents

Abstract

Цель изобретени  - повышение КПД и мощности двигател . Предлагаемый двигатель имеет пульсирующие тепловые трубы 4, два обратных клапана 3 и 5. Выполнение каждой из тепловых труб 4 двухкамерной (верхн   камера 9 и нижн   камера 13), выполнение в корпусе 8 тепловой трубы 4 труб 10 охлаждени , полостей 11, заполненных литием, размещение запорных органов 12 в верхней камере 9, кинематически св занных с поплавками 14, расположенными в нижних камерах 13, которые выполнены с дополнительными трубами 10 охлаждени , позвол ет тепловому двигателю повысить мощность и КПД. Кроме того, может быть установлен регулируемый дроссель 7, через который сообщены нижние камеры 13 тепловых труб 4, которые расположены на разных уровн х, при этом нижние камеры 13 тепловых труб 4 могут частично, а гидромотор 1 дроссель 7, клапана 3, 5, 6 полностью заполн тьс  рабочим телом. В нижних камерах 13 могут быть установлены подвижные разделители 15. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в качестве источника механической энергии в различных машинах и механизмах.

Цель изобретения — повышение КПД и мощности двигателя.

На чертеже представлена принципиальная схема теплового двигателя.

Тепловой двигатель содержит гидромотор 1, подпружиненный золотник 2, обратные клапаны 3, пульсирующие тепловые трубы 4, обратные клапаны 5 и 6, дроссель 7.

В корпусе 8 верхней камеры 9 расположена труба 10 охлаждения и полость 11, заполненная литием, в самых камерах 9 размещены запорные органы 12 отключения труб 10 охлаждения и отсоединения верхней камеры 9 от нижней камеры 13, в которых расположены поплавки 14, кинематически связанные с запорными органами 12. В камерах 13 могут быть установлены разделители 15. Трубы 4 имеют кольцевые полости 16. Дроссель 7 имеет поворотный рычаг 17, который может быть связан с системой (не показана) управления тепловым потоком 18. Полость 11 литием заполнена частично.

Золотник 2 выполнен ступенчатым и имеет плунжер 19 с пружиной 20. Объем камеры 9 может быть минимальным'. При отсутствии теплового потока 18 и полностью открытом дросселе 7 уровень термочувствительной среды в трубах 4 должен обеспечивать заполнение одной из камер 9 и закрытие другой камеры 9 запорным органом 12, что достигается расположением труб 4 на разных уровнях.

Тепловой двигатель работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда гидромотор не вращается и тепловой поток 18 к тепловым трубам 4 не подводится, клапаны 3, 5 и 6 закрыты, камера 9 левой трубы 4 закрыта, а камера 9 правой трубы 4 заполнена термочувствительной средой при открытом дросселе 7. Золотник 2 находится в верхнем положении.

При подводе тепла 18 к тепловым трубам 4 в правой происходит нагрев жидкости до кипения. Образующийся при этом пар вытесняет среду через обратный клапан 3 к золотнику 2, при этом при достижении определенного давления перед плунжером 19 последний под действием перепада давления жидкости, перезатягивая пружину 20, обеспечивает поступление жидкости к гидромотору 1, причем за счет того, что золотник выполнен ступенчатым, при его дальнейшем перемещении эффективная площадь управления увеличивается, золотник 2 открывается полностью и на нем срабатывается незначительный перепад давления жидкости. Жидкость, поступая к гидромотору 1 под большим давлением, приводит его во вращение. Так как давление на выходе гидромотора 1 ниже, чем на его входе, то клапаны 6 и 5 правой тепловой трубы 4, клапан 3 левой тепловой трубы 4 закрыты, а клапан 5 левой тепловой трубы 4 открыт, а значит, жидкость после гидромотора 1 будет поступать в трубу 4 (левую). При вытеснении жидкости из камеры 9 трубы 4 (правой) жидкость из полости 16 будет испаряться пока полностью не испарится, к этому времени термочувствительная среда (жидкость) будет вытеснена из камеры 9 и частично из камеры 13, при этом трубы 10 охлаждения в камере 13 оголятся и начнется интенсивный процесс конденсации пара, при этом, так как жидкость частично вытеснена из камеры 13, поплавок 14 под действием собственного веса начнет опускаться вниз, увлекая за собой запорный орган 12, который дополнительно откроет в камере 9 трубу 10 охлаждения, увеличивая интенсивность конденсации пара. В процессе конденсации пара давление падает, но в это время левая труба 4 уже будет заполнена термочувствительной средой (жидкостью) , а золотник 2 займет верхнее положение под действием пружины 20. Описанная выше работа возможна при полностью или частично закрытом дросселе 7, причем наибольшая мощность двигателя будет тогда, когда дроссель 7 закрыт полностью. После конденсации пара в правой трубе 4 его клапан 3 закроется, также закроется клапан 5 левой трубы 4.

При закрытии клапанов 3 и 5 откроется клапан 6, обеспечивая инерционное вращение гидромотора 1.

В дальнейшем начнется образование пара в левой трубе 4, при этом ее клапан 3 откроется, клапан 5 закроется, в то время как в правой трубе клапан 3 закроется, а клапан 5 откроется, и жидкость, обеспечивая вращение гидромотора 1, покидая левую трубу 4, начнет заполнять правую, и циклы повторяются до тех пор, пока будет воздействие теплового потока 18 на трубы 4.

В то время, когда одна из труб 4 не работает, литий запасает энергию (тепловую), чтобы потом отдать ее на образование пара, когда труба 4 заполнится.

Интенсивность конденсации пара обеспечивается за счет того, что во время конденсации у поверхностей труб 10 будет зона низкого давления, куда и будет стремиться пар для конденсации.

Объемы полостей 16 должны быть достаточными для образования такого количества пара, которого бы хватило для вытеснения жидкости из трубы 4. В случае отсутствия полостей 16 в пар будет переходить жидкость, находящаяся на дне камеры 9.

Повышение КПД и мощности обеспечивается также за счет того, что камеры 9 отключаются от камер 13, т.е. при неработающей трубе потери тепла-переноса от корпуса 8 к трубам 10 — будут минимальными, так как минимальным может быть объем камер 9.

Изоляция гидромотора 1, золотника 2, дросселя 7 и клапанов 3, 5 и 6 от термочувствительной среды разделителями 15 необходима в том случае, когда она имеет низкие смазывающие свойства, тогда во вращение гидромотор 1 будет приводить масло. Причем, если его удельный вес масла больше удельного веса термочувствительной среды, и они не смешиваемые, то наличие раз- 1 делителей 15 не обязательно при условии, что трубы 4 будут расположены выше остальных элементов двигателя, чтобы при любом перемешивании сред они в процессе отстоя занимали исходные положения.

Claims (4)

1. Формула изобретения

   1. Тепловой двигатель, содержащий механизм преобразования тепловой энергии в механическую, заполненный термочувстви- 2 тельной средой и связанный с выходным валом, источник теплового воздействия на механизм преобразования тепловой энергии в механическую, выполненный в виде гидромотора, рабочие полости которого сообщены ₂ через обратные клапаны с пульсирующей тепловой трубой и между собой, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и мощности двигателя, он снабжен дополнительными пульсирующей тепловой трубой и двумя обратными клапанами, при этом рабочие полости гидромотора сообщены через дополнительные обратные клапаны с дополнительной тепловой трубой, каждая из тепловых труб выполнена двухкамерной, в корпусе верхней камеры выполнены полости, заполненные литием и расположены элементы холодильника и запорные органы отключения элементов холодильника и отключения верхней камеры от нижней, а запорные органы кинематически связаны с подпружиненными поплавками, расположенными в нижних камерах, которые выполнены с дополнительными элементами холодильника.
2. 2. Двигатель по π. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным регулируемым дросселем, через который сообщены нижние камеры тепловых труб.
3. 3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что тепловые трубы расположены на разных уровнях, при этом нижние камеры тепловых труб частично, а гидромотор, дроссель и клапаны полностью заполнены рабочим телом.
4. 4. Двигатель по пп. 1—3, отличающийся тем, что в нижних камерах установлены подвижные разделители, отделяющие термочувствительную среду от рабочего тела.