Тепловой двигатель

 

Изобретение касается теплотехники и позволяет упростить и повысить жесткость конструкции двигателя. Роторы 3 и 4 охвачены кольцами 5 и 6, а зона 1 нагрева смещена в одну сторону от плоскости, проходящей через оси роторов, что обеспечивает запуск двигателя без стартера. Память колец выражена в изменении их толщины. Роторы м.б. вьтолнены зубчатыми, а память колец .м.б. выражена в изменении их формы от зубчатой до круговой и наоборот . При нагреве колец происходит местное увеличение их толщины. За счет этого кольца взаимоотталкиваются и поворачиваются. В зону нагрева попадают новые участки материала колец , происходит их нагрев, радиальная деформация и вращение роторов продолжается. Изменяя интенсивность теплового потока 8, размеры и расположение зон 1 и 2 нагрева и охлаждения , можно регулировать скорость вращения роторов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. с (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1404

А1 (so 4 F 03 С 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4129673/25-06 (22) 04.10.86 (46) 23. 06.88. Бюл. 11 23 (75) Л.P. Левин (53) 621.486(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

89 1000590, кл. F 03 G 7/06, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1151707, кл. F 03 G 7/06, 1983. (54) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Изобретение касается теплотехники и позволяет упростить и повысить жесткость конструкции двигателя. Роторы 3 и 4 охвачены кольцами 5 и 6, а зона 1 нагрева смещена в одну сторону от плоскости, проходящей через оси роторов, что обеспечивает запуск двигателя беэ стартера. Память колец выражена в изменении их толщины. Роторы м.б. выполнены зубчатыми, а память колец м.б. выражена в изменении их формы от зубчатой до круговой и наоборот. При нагреве колец происходит местное увеличение их толщины. За счет этого кольца взаимоотталкиваются и поворачиваются. В зону нагрева попадают новые участки материала колец, происходит их нагрев, радиальная деформация и вращение роторов продолжается. Изменяя интенсивность теплового потока 8, размеры и расположение зон 1 и 2 нагрева и ох 2 лаждения, можно регулировать скорость щ вращения роторов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1404682

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к тепловым двигателям, в которых для получения вращения ротора используются тепловые деформации твердых рабочих элементов, обладающих термомеханической памятью формы, и может быть использовано для привода различных механизмов за счет тепловой энергии низкотемпературных источ- 1р ников, Целью изобретения является упрощение и повышение жесткости конструкции.

На фиг. 1 представлен предлагаемый двигатель с рабочими элементами в ви- 15 де колец, память которых выражена в изменении их толщины; на фиг. 2— двигатель,в котором память колец выражена в их изгибе в радиальном направлении; на фиг. 3 — двигатель с 2Р зубчатыми роторами, в котором память колец выражена в изменении их формы от зубчатой до круговой и обратно.

Двигатель содержит корпус (не показан) с зонами 1 и 2 соответственно на-25 грева и охлаждения и установленные на корпусе по меньшей иере два ротора 3 и 4. Каждый ротор 3 и 4 плотно охвачен по всей окружности своим ра- =

1 бочим элементом в виде кольца 5 и 6, ЗР причем по меньшей мере одно кольцо 5 выполнено из материала с термомеха- . / нической памятью его обратимой радиальной деформации. Кольца 5 и 6 прижаты роторами 3 и 4 друг к другу. Зо- 35 на 1 нагрева смещена .в одну сторону от плоскости, проходящей через оси роторов 3 и 4. У двигателя (фиг. 1) память колец 5 и 6 выражена в измене,нии их толщины, а на фиг. 2 — в их 4р изгибе в радиальном направлении, Для лучшего сцепления колец 5 и 6 с роторами 3 и 4 установлены прижимные ро.=лики 7, а на кольцах 5 и 6 и роторах

3 и 4 могут быть выполнены взаимосоот- 5 ветствующие перфорация и выступы (не показаны). Роторы 3 и 4 двигателя (фиг. 3) выполнены зубчатыми, а память их колец 5 и 6 выражена в изменении их формы от зубчатой до круговой и обратно. Чтобы обеспечить надежное прилегание зубчатых колец 5 и 6 к роторам 3 и 4 вне зоны 1 нагрева могут быть установлены прижимные зубчатые колеса (не показаны).

Для придания рабочим элементам памяти, выраженной в изменении их толщины, при температуре выше точки термомеханического превращения их материала, им придается форма толстостенных цилиндрических колец 5 и 6.

Затем кольца 5 и 6 охлаждают до тем . пературы ниже точки превращения, надевают на оправу, например на роторы

3 и 4 и подвергают равномерному радиальному сжатию по всему периметру до необходимой величины деформации (порядка нескольких процентов).

Двигатель (фиг. 1) работает следующим образом.

При нагреве колец 5 и 6 в зоне 1, например потоком 8 тепловых лучей, происходит термомеханическое превращение и местное управление их толщины. За счет этого кольца 5 и 6 взаимоотталкиваются в зоне 1 и поворачиваются в указанном стрелками направ-. лении. В зону 1 нагрева попадают новые участки материала колец 5 и 6, происходит их нагрев, радиальная деформация, и вращение роторов 3 и 4 продолжается. После выхода участков колец 5 и 6 из зоны 1 нагрева их материал в зоне 2 охлаждается и уменьшается их толщина. Таким образом, возникает непрерывное равномерное вращение роторов 3 и 4. Изменяя интенсивность теплового потока 8, размеры и расположение зон 1 и 2 нагрева и охлаждения, можно легко регулировать скорость вращения роторов

3 и 4. При смещении зоны i нагрева в противоположнув от плоскости осей роторов 3 и 4 сторону осуществляется реверсирование двигателя. Данный saриант исполнения двигателя обеспечивает создание большого крутящего момента за счет высокой жесткости рабочих элементов — колец S и 6.

Для придания кольцам 5 и 6 обратимой памяти изгиба в радиальном направлении вначале каждому кольцу 5 и

6 по всей их окружности при температуре выше точки термомеханического r превращения придается радиус кривизны, значительно меньший радиуса роторов

3 и 4. Затем кольца 5 и 6 охлаждают и деформируют до радиуса кривизны, соответствующего радиусу роторов 3 и 4.

Работа двигателя по фиг. 2 отличается от работы двигателя по фиг.1 тем, что радиальные перемещения (выпу" чивание) колец 5 и 6 в зоне 1 нагрева возникают не sa счет их утолщения, а за счет их изгиба. з 140468

Для придания кольцам 5 н 6 обратимой памяти зубчатой и круговой формы, круговая форма придается кольцам 5 и

" 6 в их "горячей"фазе, а зубчатая — в

"холодной" фазе. В результате при нагреве участков зучабтых колец 5 и 6 в зоне 1 (фиг. 3) они распрямляются, отталкиваясь друг от друга и создавая вращающий момент на роторах 3 и 4. )11

Предлагаемый двигатель по конструкции проще известного и других аналогичных двигателей. Повышенная -жесткость его конструкции обеспечивает 15 более полное превращение тепловых деформаций колец 5 и 6 во вращение роторов 3 и 4. За счет смещения зоны 1 нагрева относительно плоскости осей роторов 3 и 4 обеспечивается запуск 20 предлагаемого двигателя без стартера.

Предлагаемый двигатель может успешно работать, потребляя энергию низкопотенциальных тепловых источников, в условиях отсутствия традиционных источ- 25 ников энергии.

Формула изобретения

1. Тепловой двигатель, содержащий корпус с зонами нагрева и охлаждения и установленные на корпусе по меньшей мере два ротора, каждый из которых охвачен своим рабочим элементом в виде кольца, причем кольца, из которых по меньшей мере одно имеет термомеханическую память его обратимой радиальной деформации, прижаты роторами друг к другу, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения и повышения жесткости конструкI ции, роторы охвачены кольцами плотно по всему периметру, а зона нагрева смещена в одну сторону от плоскости, проходящей через оси роторов.

2. Двигатель по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что память колец выражена в изменении их толщины.

3. Двигатель по и. 1, о т л.и— ч а ю шийся тем, что роторы выполнены зубчатыми, а память. колец выражена в изменении их формы от зубчатой до круговой и обратно.

1404682

Составитель Л. Тугарев

Редактор Г. Гербер Техред А.Кравчук

Корректор С. Черни

Заказ 3072/35 Тираж 431 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4