Способ преобразования энергии и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способам и устройствам преобразования электрической энергии в механическую за счет Проявления эффекта термомеханической памяти при периодическом нагреве проводящего контура током и позволяет повысить КПД. Сущность изобретения: импульсы электрического напряжения подают на выводы проводящего койтура с частотой следования F - 1/3(Тн + То, где Тн и То - постоянные времени соответственно нагрева и охлаждений проводящего контура. Последний выполнен плоским и снабжен плоскими пластинами, прикрепленными к его проводникам и размещенными внутри и снаружи его витка или витков. Внутри проводников контура выполнены каналы для охлаждения текучей среды, а пластины внутри контура разделены прорезями. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s F 03 G 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856941/06 (22) 21.06.90 (46) 07.05,93. Бюл. М 17 (75) Б.И.Ильин и Н.И.Ильина (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1427532, кл. Н 02 К 37/04,.1986, Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 800444, кл. F 15 В 21/12, 1979. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам и устройствам преобразования электрической энергии в механическую за счет проявления эффекта термомехэнической памяти

Изобретение относится к злектротехнйке и касается способа и устройства для преобразования электрической энергии в механическую.

Цель изобретения — повышение КПД.

На фиг,1 представлена схема устройства для осуществления способа при совмещении в одном устройстве вентилятора.и центробежного насоса; на фиг.2 — проводящий контур; на фиг,3 — зависимости для питающего напряжения и угла поворота проводящего контура в функции времени, Устройство для реализации способа преобразования энергии содержит проводящий контур 1 в виде витка с противолежащими проводниками 2 и 3 и соединяющим их проводником 4, которые установлены нэ основании 5. К выводам 6 проводящего контура подключают источник питания 7 однополярных или разнополярных импульсоэ.

„, Ы,, 1813919 А1 при периодическом нагреве проводящего контура током и позволяет повысить КПД, Сущность изобретения: импульсы электрического напряженияподаютна выводы проводящего койтурэ с частотой следования

F» - 1/3(Т» + Т, где Т» u To — постоянные времени соответстаенно нагрева и охлаждения проводящего:контура. Последний выполнен плоским и снабжен плоскими пластинами, прикрепленными к его проводникам и размещенными внутри и снаружи его витка или витков. Внутри проводников контура выполнены каналы для охлаждения текучей среды, а пластины внутри контура разделены прорезями. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Проводящий контур выполняют из материала с эффектом двухсторонней термомеханической памяти формы, для которого на фиг.1 и 2 указаны положения. 8.— при температуре ниже точки мартенситного превращения материала, 9 — при температуре выше точки мартенситного превращения материала..

Частота импульсов питающего напряжения равна F» - 1/(3(Т»+Т )1 где Т», Т0 — постоянные времени нагревания и охлаждения проводящего контура.

Поверхность проводников 2 — 4 проводящего контура покрыта слоем 10 изоляции, а снаружи и вне контура к нему прикреплены плоские пластины 11, которые лежат в плоскости контура 1. Зэ пределами контура 1 пластины 11 прикреплены к перемещающимся противолежащим проводникам 2 и 3 и соединяющему их проводнику 4.

1813919

Внутри проводников 2-4 контура 1 могут быть выполнены проходные каналы 12 для текучей среды, а пластины 11 внутри контура 1 разделены прорезями 13.

Проходные сечения каналов 12 в противолежащих проводниках 2 и 3 контура 1, подключенных к источнику напряжения 7, могут быть различными.

Способ осуществляют следующим образом.

В устройстве, реализующем способ, используют, например, проволоку (или тонко. стенную трубку) из мононикелевого титана с содержанием никеля 50 5 Покрывают ее изоляцией, изготавливают плоскую (прямоугольную, трапециевидную и т.д.) одновитковую или многовитковую катушку и придают ей форму при температуре ниже точки мартенситного превращения материала (положение 8), а при температуре выше точки мартенситного превращения материала при,. от ей другую форму (положение

9). Придание указанной формы осуществляют, например, путем приложения силы и изгибом витков) проводящего контура 1 так, чтобы не перейти предел допустимой деформации и закрепляют эту форму, Проводящий контур 1 в исходном состоянии (положение 8) подключают к источнику импульсного напряжения 7 с частотой следования импульсов Ги = 1(3(Тн + То)). Угол установки плоскости проводящего контура

1 к плоскости основания 5 выбирают таким, чтобы оба положения (8 и 9) плоскости проводящего контура I при изменении его формы были симметричными относительно плоскости, перпендикулярной плоскости основания 5, на котором закреплен проводящий контур 1, При подаче первого импульса напряжения на выводы 6 проводящего контура 1 (контур 1 находится в положении 8) при температуре ниже+ 25ОС конца мартенситного превращения материала при охлаждении проходящей по нему ток нагревает контур 1 выше точки мартенситного превращения материала при нагревании, т.е. выше температуры + 55 С конца мартенситного превращения. Поэтому проводящий контур 1 перемещается из положения 8 в положение

9. В промежутке времени до следующего импульса напряжения за счет естественного или принудительного охлаждения контура 1 он переместится из положения 9 в положение 8.

Для следующего импульса напряжения процесс перемещения контура 1 повторяется.

При перемещении пластин 11.вместе с контуром 1 указанные пластины 11 создают поток воздуха и обеспечивает работу устройства в качестве вентилятора. При наличии прорезей 13 в пластинах 11, размещенные внутри контура 1, охлаждение контура 1 происходит быстрее (величиН3 То уменьшается) и, следовательно, можно увеличить частоту импульсов напряже5 ния, что обеспечивает повышение эффективности преобразования энергии, т.е. КПД.

Если проводники 2 — 4, образующие контур 1, имеют проходные канала 12, то возможно дальнейшее увеличение частоты .

10 разогревающих контур 1 импульсов напряжения (за счет еще большего уменьшения величины То), поскольку охлаждение контура 1 можно осуществлять принудительно с помощью подаваемой в каналы 12 проводников 2-.4 охлаждающей жидкости. Таким образом, эффективность преобразования энергии еще больше увеличивается и КПД устройства возрастает.

Если сечения проходных каналов 12 в

20 проводниках 2 и 3 контура различны, то при перемещении контура 1 из положения 8 в положение 9 и наоборот центробежные силы в каналах 12, действующие на текущую, среду в указанных проводниках, отличаются

25 из-за различия в скоростях перемещения (ввиду различного термомеханического состояния проводников 2 и 3 в одинаковые моменты времени), что приводит к созданию напора, перекачивающего текучую сре30 ду по каналам 12 в проводниках 2-4 от одного вывода 6 проводящего контура к другому.

Таким образом, способ и устройство обеспечивают повышение КПД при использовании в

35 качестве вентилятора или центрального насоса, а также при совмещении указанных функций в одном устройстве. Преобразование электрической энергии имеет более высокий КПД, поскольку частота импульсов электрическо40 го напряжения зависит от постоянных времени нагревания Т и охлаждения То проводящего контура, а между импульсами напряжения электроэнергия не расходуется. Кроме того, перемещение рабочих ор45 ганов устройства (проводящего контура) между импульсами обеспечивается и за счет ускоренного охлаждения проводящего контура.

Формула изобретения

1. Способ преобразования энергии путем перемещения проводящего контура из материала с двухсторонней памятью формы при его периодическом нагреве подачей на

его. выводы импульсов электрического на55 пряжения и охлаждении в промежутках времени между двумя соседними импульсами соответственно выше и ниже точек мартенситного превращения его материала, о тл ичающийсятем, что, с целью повышения

1813919

КПД, частоту следования импульсов F напряжения устанавливают равной

3(Т„+Т.) где Тн и Т вЂ” постоянные времени соответственно нагрева и охлаждения проводящего контура.

2, Устройство для преобразования энергии. содержащее импульсный источник электрического напряжения и подключенный к нему подвижный контур с витком или витками проводников из материала с эффектом двухсторонней термомеханической памяти формы, выполненный в виде нагнетателя с развитой поверхностью, о т л и ч эю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено прикрепленными к проводникам плоскими пластинами, контур выполнен плоским, а пластины размещены в плоско-. б сти контура внутри и снаружи его витка или витков.

3, Устройство по п.2, отл ич а ю щеес я тем, что внутри проводника контура выполнены каналы для текучей среды, а пла10 стины внутри контура разделены прорезями.

4. Устройство по пп,2 и 3, о т л и ч а еще е с я тем, что проходные сечения каналов в противолежащих проводниках витка, под15 ключенных к источнику напряжения выполнены различными, 1813919

Фяг. 2.

Составитель Б. Ильин

Техред М. Моргентал

Корректор А. Мотыль

Редактор А. Рожкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1819 Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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