Тепловой двигатель

 

Изобретение относится к машинам, преобразующим подводимую к ним энергию в движение. Сущность изобретения заключается в том, что в зоне нагрева биметаллических пластин расположена наклонная поверхность, ориентированная так, чтобы пластины, изгибаясь от нагрева, производили давление на эту поверхность и под действием результирующей силы реакции опоры меняли свое местоположение относительно наклонной поверхности, удаляясь из зоны нагрева и тем самым поворачивая ступицу, вследствие чего в зону нагрева попадают следующие неизогнутые пластины и цикл повторяется. Биметаллические пластины, выходящие из зоны нагрева, остывают и приобретают прямолинейную форму. Таким образом, двигатель вращается пока в зоне нагрева будет достаточный подвод тепла, а в зоне остывания будет достаточный отбор тепла. 4 ил.

Тепловой двигатель относится к машинам, преобразующим подводимую к ним энергию в движение.

Аналогами теплового двигателя являются турбины, паровые двигатели и т.п. [1] для которых основной функцией является преобразование подводимой энергии в движение.

Прототипом является тепловой двигатель [2] действующий лучистой теплотой. Он состоит из вала, опирающегося на подшипники, ступицы, насаженной на вал, имеющей ручки, к которым прикреплены биметаллические пластины, несущие на концах грузы, и экрана, закрывающего часть двигателя от воздействия тепловых лучей.

Недостатком прототипа является наличие грузов, увеличивающих массу двигателя.

Целью изобретения является преобразование тепловой энергии во вращательное движение с улучшением массогабаритных характеристик теплового двигателя.

Сравнительный анализ предложенного и известного технических решений показал, что общими существенными признаками предложенного технического решения с прототипом являются вал, насаженная на вал ступица, закрепленные на ступице одними своими концами пластины, каждая из которых выполнена из материалов с разными температурными коэффициентами расширения, и корпус-экран, частично закрывающий вал со ступицей и пластинами в зоне воздействия тепловой энергии.

Отличием предложенного технического решения от известного, выбранного за прототип, является наличие упора с наклонной плоскостью, который закреплен на корпусе-экране и обращен своей наклонной плоскостью в сторону свободных концов пластин с возможностью контактирования с ними. На наклонную плоскость производят давление изгибающиеся, нагреваемые биметаллические пластины, вследствие чего согласно схеме на фиг.1 возникает крутящий момент, где Р сила давления биметаллической пластины; Р_н нормальная составляющая Р; Р_к касательная составляющая Р; Р_р результирующая от Р_н и Р_к.

На фиг.2, 3 и 4 представлен тепловой двигатель. Он состоит из корпуса-экрана 1 (фиг. 3) с окном 6 (фиг.4), ступицы 2 (фиг.2) с биметаллическими пластинами 5 (фиг. 4), установленной на вал 3 (фиг.3), и упора 4 (фиг.3), представляющего собой наклонную плоскость.

Предлагаемый тепловой двигатель работает следующим образом.

Через окно 6 любым из известных способов (контактная теплопередача, конвентивная, радиационная) подводится тепло, которое нагревает биметаллические пластины 5 ступицы 2. Пластины, изгибаясь, давят на наклонную плоскость упора 4. Действующая в точке контакта упора 4 с биметаллической пластиной 5 сила создает крутящий момент и поворачивает ступицу на валу 3, в зону нагрева попадает следующая биметаллическая пластина и цикл повторяется. Пластина, выходящая из зоны нагрева, остывает и распрямляется.

Технико-экономическая эффективность получается в результате того, что в данном двигателе грузы не применяются, чем достигается облегчение и удешевление конструкции, а также возможность эксплуатации в невесомости.

Формула изобретения

ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, преобразующий тепловую энергию во вращательное движение, содержащий вал с насаженной на него ступицей, закрепленные на ступице одними своими концами пластины, каждая из которых выполнена из материалов с разными температурными коэффициентами расширения, и корпус-экран, частично закрывающий вал со ступицей и пластинами в зоне воздействия тепловой энергии, отличающийся тем, что он снабжен упором с наклонной плоскостью, который закреплен на корпусе и обращен своей наклонной плоскостью в сторону свободных концов пластин с возможностью механического контактирования с ними.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4