Тепловой двигатель

 

Использование: в технике в качестве привода автономно действующих машин и механизмов. Сущность изобретения: при возрастании усилия на валу 6 растет давление в полости между корпусом 16 и сильфоном 17. Сильфон 17 сжимается сам и сжимает через общую диафрагму 18 сильфон 19, выталкивая из последнего рабочую жидкость в испаритель 1. Дополнительный впрыск жидкости в испаритель 1 вызывает дополнительное парообразование и позволяет вытолкнуть зеркало жидкости в холодильник 3. что необходимо для начала интенсивной конденсации и заполнения испарителя 1 жидкостью. Без дополнительного впрыска жидкости увеличение нагрузки на валу 6 приводит к сжатию пара, образовавшегося в полости А, и уменьшению его объема, что может привести к остановке двигателя, т.к. зеркало жидкости не попадет в холодильник 3. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 03 G 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1490317 (2.1) 4707308/06 (22) 19.06.89 (46) 30.09.92. Бюл. N 36 (71) Омское научно-производственное объединение "Сибкриотехника" (72) В.А.Слободянюк (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1490317, кл. F 03 G 7/06, 1988. (56) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: в технике в качестве привода автономно действующих машин и механизмов, Сущность изобретения: при возрастании усилия на валу 6 растет давление в полости между корпусом 16 и сильфоИзобретение относится к двигателестроению, а именно к тепловым двигателям, и является усовершенствованием известного устройства по авт.св, N. 1490317, Известный тепловой двигатель содержит последовательно размещенные в парожидкостном тракте, заполненном легкокипящей жидкостью, испаритель-нагреватель, холодильник, исполнительный механизм, гидроаккумулятор и обратный клапан, трубопровод с обратным клапаном, включенным между исполнительным механизмом и гидроаккумулятором с одной стороны и между нагревателем и холодиль, ником с другой, а также байпасную линию с обратным клапаном, которая подключена к тракту параллельно исполнительному механизму.

ЫЛ 1765499 А2 ном 17, Сильфон 17 сжимается сам и сжимает через общую диафрагму 18 сильфон 19, выталкивая из последнего рабочую жидкость в испаритель 1. Дополнительный впрыск жидкости в испаритель 1 вызывает дополнительное парообразование и позволяет вытолкнуть зеркало жидкости в холодильник 3, что необходимо для начала интенсивной конденсации и заполнения испарителя 1 жидкостью. Без дополнительного BllpblcKB жидкости увеличение нагрузки на валу 6 приводит к сжатию пара, образовавшегося в полости А, и уменьшению его объема, что может привести к остановке двигателя, т.к. зеркало жидкости не попадет в холодильник 3, 1 з.п. ф-лы, 1 ил, Ь

К недостаткам данного устройства относится то, что его работа осуществляется лишь при определенной взаимной регулировке обратного клапана,. через который вход в гидромотор соединен с исполните- Ф лем-нагревателем, и клапана подпора, через О который выходы гидромотора и гидроакку- Q мулятора связаны с испарителем-нагревателем, Это обусловлено тем, что на этапе работы установки, когда обратный клапан закрыт, а клапан подпора открыт, жидкость через клапан подпора поступает не только в испаритель-нагреватель, но и к обратному клапану, В результате возможно открытие обратного клапана до заполнения испарителя-нагревателя жидкостью, что нарушает периодичность работы устройства и допускает его работу на низкой мощности, т.е. уменьшает КПД.

1765499

Данная схема теплового двигателя не сильфона l7 через клапан 20 заполняется допускает непрерывной передачи мощно- газом. Сильфон 19 заполнен рабочей жидкости, т.к. во время заполнения испарителя- стью, предназначен для впрыска дополнинагревателя жидкостью вращение тельно объема жидкости в испарительгидромотора возможно только за счет инер- 5 нагреватель 1 и трубопроводом 12 с обратции присоединенных масс, Причем эконо- ным клапаном 13 подключен к испарителюмичная работа теплового двигателя нагревателю 1, а трубопроводом 14 с возможна в узком диапазоне нагрузок на клапаном 15 впуска подключен к тракту 2 валу, т.к. объем испарителя-нагревателя по- после исполнительного механизма 5. стоянный. Постоянство объема испарителя- 10 Испаритель-нагреватель 1 может быть нагревателя приводит к тому, что вне выполнен в виде двух полых цилиндров 21 и зависимости от нагрузки на валу за один 22 разных диаметров, соединенных таким рабочий цикл вся жидкость, находящаяся в образом, что цилиндр малого диаметра вхоиспарителе-нагревателе, должна обратить- дит в цилиндр большего диаметра с образося в пар, хотядля вытеснения рабочегообь- 15 ванием двух полостей А и Б, которые ема жидкости через гидромотор сообщаются друг с другом через зазор Н. необходимо испарить только часть жидко- Тепловой двигатель работает следуюсти, находящейся в испарителе-нагревате- щим образом. ле, При увеличении нагрузки сверх При подведении тепла к испарителю 1 оптимальной тепловой двигатель перестает 20 жидкость, находящаяся в нем, испаряется и работать, т.к. с увеличением нагрузки на давление на зеркало жидкости растет. Жидвалу увеличивается давление пара, плот- кость выдавливается возросшим давлением ность его возрастает, объем уменьшается и из полости Б испарителя 1 в парожидкостпар может не достичь зоны охлаждения (хо- ный тракт 2 и через холодильник 3, клапан 4 лодильника), и рабочий цикл прервется. 25 и исполнительный механизм 5 в гидроаккуЦель изобретения — повышение эффек- мулятор 7, клапаны 10, 15 при этом закрытивности работы двигателя путем исключе- ты. ния влияния взаимной регулировки Вытеснение жидкости будет происхообратного клапана и клапана подпора, дить до тех пор, пока вся жидкость, находяобеспечение более равномерной работы 30 щаяся в полости А, не обратится в пар, двигателя путем осуществления непрерыв- После того, как зеркало жидкости попадает ной передачи мощности. в холодильник 3, начинается интенсивная

На чертеже схематически изображен конденсации паров жидкости. тепловой двигатель с объемным гидропри- Давление жидкости на входе в исполниводом, 35 тельный механизм 5 зависит от нарузки на

Тепловой двигатель содержит испари- валу 6, а значит от нагрузки на валу 6 завитель-нагреватель1своздействующейнане- сит и объем пара, образовавшегося при исro тепловой энергией (условно показана парении жидкости из полости А. стрелками), парожидкостный тракт 2, в ко- Так как объем полости А постоянный, то торый включены последовательно холо- 40 с увеличением нагрузки на валу 6 объема дильник 3, обратный клапан 4, исполнитель- образовавшегося пара будет недостаточно .ный механизм 5 с выходным валом 6, гидро- для вытеснения зеркала жидкости в холоаккумулятор 7, обратный клапан 8. Кроме дильник3и интенсивной конденсации пара того, параллельно исполнительному меха- не будет, С уменьшением нагрузки на валу низму 5 перед гидроаккумулятором 7 под- 45 6 выдавливание зеркала жидкости в холоключена байпасная линия 9 с обратным дильник 3 произойдет при частичном испаклапаном 10, На входе исполнительного ме- рении жидкости из полости А и интенсивная ханизма 5 параллельно парожидкостному конденсация пара будет компенсироваться тракту 2 подключено устройство 11 впрыска продолжающимся испарением, что требует дополни-тельного объема жидкости в испа- 50 дополнительного расхода тепла. Объем поритель-нагреватель 1, выход которого тру- лости А выбран так, что он обеспечивает бопроводом 12 с обратным клапаном 13 вытеснение зеркала жидкости в холодильподключен к испарителю-нагревателю, а ник 3 на выбранном режиме (например, при трубопроводом 14 с клапаном 15 впуска оптимальной нагрузке). подключен к тракту после исполнительного 55 При увеличении нагрузки на вал 6 механизма 5, узки на валу растет давление на входе исполнительного механизй полости между корпусом

Устройство 11 может содержать, напри- ма 5 и во внутренней полос мер, корпус 16 с закрепленным в нем силь- и большим сильфоном устройства 11. фоном 17, который через диафрагму 18 Сильфон 17, заполненный газом, сжисвязан с сильфоном 19. Внутренняя полость мается и сжимае ф 19, т сильч он, выдавливая

1765499 дополнительный объем жидкости в испаритель 1 для образования дополнительного объема пара, вытесняющего зеркало жидкости в холодильник 3, Одновременно с впрыском жидкости в 5 испаритель 1 устройство 11 аккумулирует часть энергии цикла вытеснения, на этом цикл вытеснения заканчивается.

В момент интенсивной конденсации пара в холодильнике 3 давление в испарителе 10

1 падает и вытеснение жидкости в тракт 2 прекращается, клапаны 4, 13 закрываются, а клапаны 8, 15 открываются, после чего за счет энергии, запасенной в гидроаккумуляторе.7, испаритель 1 через клапан 8 и силь- 15 фон 19 через клапан 15 заполняются жидкостью. При этом полость А заполняется жидкостью через зазор Н. В процессе заполнения испарителя 1 жидкостью она поступает к клапану 4, однако на вход в 20 исполнительный механизм 5 не попадает, т.к. устройством 11 поддерживается давлением на входе в исполнительный механизм

5, превышающее давление на выходе испарителя 1 до полного заполнения последнего 25 жидкостью.

В процессе цикла заполнения исполнительный механизм 5 продолжает совершать работу за счет энергии, аккумулированной устройством 11 в процессе цикла вытесне- 30 ния.

После заполнения испарителя 1 и сильфона 19 цикл повторяется.

Формула изобретения

1. Тепловой двигатель по авт.св. N

1490317, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, двигатель снабжен устройством дополнительного впрыска жидкости в испаритель, подключенным с помощью трубопроводов между входом исполнительного механизма и испарителем.

2, Двигатель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что устройство дополнительного впрыска жидкости в испаритель выполнено в виде полого цилиндрического корпуса с двумя днищами, двух сильфонов разных диаметров — большего и меньшего, диафрагмы и трубопроводов с клапанами, сильфоны установлены соосно друг относительно друга внутри корпуса и закреплены одним концом на одном из днищ корпуса, другие концы сильфонов закрыты диафрагмой с образованием трех полостей — полости между большим сильфоном и корпусом, полости между сильфонами и полости меньшего сильфона, причем полость между большим сильфоном и корпусом заполнена рабочей жидкостью и соединена трубопроводом с входом исполнительного механизма, полость между сильфонами заполнена воздухом и соединена с атмосферой трубопроводом с клапаном, полость меньшего сильфона заполнена рабочей жидкостью и сообщена с помощью трубопроводов с клапанами с гидроаккумулятором и испарителем.