Двигатель

Авторы патента:

F03G7/06 - использующие расширение или сокращение тел, вызываемые изменением температуры, влажности и т.п. (использование теплового расширения неиспаряющихся жидкостей F01K)

Владельцы патента RU 2467203:

Кожанов Анатолий Тимофеевич (RU)

Изобретение относится к энергетике и предназначено для привода различных машин. Двигатель содержит опору, на которой установлено основание с ротором. По окружности ротора расположены теплообменные камеры, заполненные рабочим веществом. Рабочие элементы имеют возможность поступательного движения. Двигатель также содержит преобразователь движения рабочих элементов во вращение ротора и прозрачный кожух. Кожух охватывает теплообменные камеры на части окружности ротора. Основание установлено на опоре с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Изобретением обеспечивается эффективность работы и расширение эксплуатационных возможностей двигателя. 5 ил.

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам и двигателям, использующим нетрадиционные источники энергии, в частности лучистую энергию Солнца, энергию ветра, и может быть применено для привода различных машин.

Известен тепловой двигатель, содержащий основание, установленный на основании с возможностью вращения ротор, расположенные по окружности ротора теплообменные камеры, выполненные в виде трубок, заполненных рабочим веществом, рабочие элементы, взаимодействующие с рабочим веществом и имеющие возможность поступательного движения, преобразователь движения рабочих элементов во вращение ротора, содержащий колесо, размещенное на роторе и взаимодействующее с закрепленным на основании колесом (патент RU 2367818, Кл. F03G 7/04, опубл. 20.09.2009).

Недостатками этого двигателя является то, что он не позволяет использовать энергию ветра, и, кроме того, при нагреве лучами Солнца теплообменных камер часть тепла уходит в окружающую среду, что снижает эффективность работы двигателя, особенно при наличии ветра, способствующего оттоку тепла в окружающую среду.

Известно устройство для перекачивания жидкости, содержащее опору, установленный на опоре многоугольный корпус с имеющими возможность вращения барабанами, расположенные по окружности барабанов термочувствительные элементы, заполненные рабочим веществом и имеющие возможность поступательного движения, преобразователь поступательного движения во вращение барабанов, прозрачное покрытие, охватывающее термочувствительные элементы на части окружности барабанов (патент BY 12450, кл. F03G 7/06, опубл. 30.10.2009).

Но это устройство недостаточно эффективно и имеет ограниченные эксплуатационные возможности, так как не позволяет использовать энергию ветра.

Целью заявленного изобретения является повышение эффективности работы и расширение эксплуатационных возможностей двигателя.

Сущность изобретения заключается в том, что в двигателе, содержащем опору, установленное на опоре основание с имеющим возможность вращения ротором, расположенные по окружности ротора теплообменные камеры, заполненные рабочим веществом, рабочие элементы, имеющие возможность поступательного движения, преобразователь движения рабочих элементов во вращение ротора, прозрачный кожух, охватывающий теплообмене камеры на части окружности ротора, основание установлено на опоре с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.

Это позволит повысить эффективность работы и расширить эксплуатационные возможности двигателя.

Сущность изобретения поясняется чертежам, где:

на фиг.1 представлен двигатель - общий вид; на фиг.2 - то же, вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1, на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.4.

Двигатель содержит основание 1 с двумя стойками 2, в которых на валах 3 установлен с возможностью вращения ротор 4. Ротор 4 включает два барабана 5 и четыре теплообменные камеры 6 (количество теплообменных камер может быть другим), представляющие собой заполненные рабочим веществом трубки (например, алюминиевые) 7, 8, 9, загнутые концы которых герметично введены в полость 10 стаканов 11, установленных герметично на торцах барабанов 5. Между трубками 7, 8, 9 выполнены перемычки (например, из алюминиевого листа) 12, а между стаканами 11 и торцами барабанов 5 установлены гибкие мембраны 13, соединенные своим центром со штоком 14, свободно установленным в расточке барабана 5 и имеющим возможность продольного движения вместе с толкателями 15, 16, закрепленными на выступе 17, выполненном на штоке 14. На свободном конце толкателей 15, 16 выполнены зубья в виде зубчатой рейки. В барабанах 5 напротив каждого стакана 11 установлен с возможностью вращения вал 18, несущий закрепленное на нем коническое зубчатое колесо 19 и две обгонные муфты 20, 21. На обоймах обгонных муфт 20, 21 по окружности выполнены зубья, которые взаимодействуют с зубьями соответствующих толкателей 15, 16. Зубчатые колеса 19 находятся в зацеплении с соответствующим коническим зубчатым колесом 22, неподвижно установленным на каждой стойке 2 соосно с осью вращения ротора 4. На основании 1 закреплен кожух 23, охватывающий теплообменные камеры 6 на части окружности ротора 4, в верхней его зоне. Кожух 23 выполнен из прозрачного материала, обладающего в то же время низкой теплопроводностью.

Двигатель работает следующим образом.

Лучи Солнца, проходя через прозрачный кожух 23, нагревают расположенные в верхней зоне ротора 4 трубки 7, 8, 9 и перемычки 12, при этом кожух 23 препятствует оттоку тепла от нагретых трубок и перемычек в окружающую среду. Находящееся в трубках рабочее вещество, например воздух, нагревается и под действием возрастающего давления в трубках и полости 10 мембрана 13 выгибается вправо (по фиг.3), передвигая шток 14 с толкателями 15, 16 вперед (вправо по фиг.3), при этом толкатель 15, взаимодействуя своими зубьями с зубьями муфты 20, вращает ее, а через нее - вал 18 с зубчатым колесом 19 по часовой стрелке (по фиг.5), а толкатель 16, передвигаясь вперед и взаимодействуя с муфтой 21, вращает ее в сторону, обратную вращению вала 18, не препятствуя этому вращению. Находясь в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 22, колесо 19, вращаясь, обкатывается вокруг колеса 22 и поворачивается вместе с ротором 4 вокруг его оси, при этом нагретая лучами Солнца теплообменная камера (трубки 7, 8, 9) выходит из зоны расположения кожуха 23 и входит в нижнюю теневую зону, закрытую от лучей телом ротора, при этом теплоизолирующее действие кожуха 23 прекращается и в связи с тем, что температура в теневой зоне ниже, чем в верхней, освещаемой Солнцем зоне, воздух в трубках 7, 8, 9 охлаждается и снижается его давление, вследствие чего мембрана 13 выгибается в обратную сторону (влево по фиг.3) и передвигает шток с толкателями 15, 16 назад, при этом толкатель 16, взаимодействуя с муфтой 21, вращает ее, а через нее - вал 18 с зубчатым колесом 19 в том же направлении - по часовой стрелке (по фиг.5). При этом толкатель 15, передвигаясь назад и взаимодействуя с муфтой 20, вращает ее в сторону, обратную вращению вала 18, не препятствуя этому вращению. Вращаясь, зубчатое колесо 19 обкатывается вокруг колеса 22 и поворачивается вместе с ротором 4 в прежнем направлении, в результате чего охлажденная в теневой зоне теплообменная камера входит в освещенную зону и в зону расположения кожуха 23, а очередная, нагретая вверху теплообменная камера выходит из зоны расположения кожуха 23 и заходит в теневую зону, таким образом происходит последовательный нагрев и охлаждение теплообменных камер, чем обеспечивается вращение ротора 4.

Под действием на двигатель ветра одна часть ветрового потока воздуха проходит сверху кожура 25, не воздействуя при этом на находящиеся в верхней зоне ротора 4 теплообменные камеры, а другая часть ветрового потока воздуха проходят снизу ротора 4, воздействуя на его нижние, не закрытые кожухом 23 теплообменные камеры, в результате чего под действием ветра происходит более интенсивное охлаждение нижних, теплообменных камер, что повышает эффективность работы двигателя. При этом, если направление ветра совпадает с направлением движения нижних теплообменных камер, то ротору 4 сообщается крутящий момент, складывающийся с крутящим моментом, возникающим в результате нагрева и охлаждения теплообменных камер, что так же повышает эффективность работы двигателя, для того, чтобы обеспечить совпадение движения нижних теплообменных камер, которое они получают при их нагреве и охлаждении, с направлением ветра, основание 1 может быть установлено на какой-либо опоре 24 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, выполняя при этом под действием ветра развороты подобно флюгеру.

При наличии ветра двигатель может работать и тогда, когда Солнце закрыто облаками или в ночное время, то есть тогда, когда мембраны 13 остаются в покое. В этом случае ветер, воздействуя на нижние теплообменные камеры, вращает ротор 4, а с ним и зубчатые колеса 19, обкатывающиеся вокруг колес 22, а также валы 18, при этом обгонные муфты 20, 21 позволяют ротору 4 вращаться беспрепятственно. Для исключения вращения колес 19 и валов 18 и связанных с их вращением потерь энергии, колеса 22 могут быть установлены на стойках 2 с возможностью осевого смещения, что позволяет при необходимости выводить колеса 22 из зацепления с колесами 19.

В качестве охлаждающей среды для работы двигателя может быть использована вода 25 какого-либо водоема.

Для снижения теплопроводности кожуха 23 в нем может быть выполнена внутренняя полость, заполненная газом с низкой теплопроводностью или находящаяся под вакуумом.

Заявленное изобретение позволяет повысить эффективность работы и расширить эксплуатационные возможности двигателя.

Двигатель, содержащий опору, установленное на опоре основание с имеющим возможность вращения ротором, расположенные по окружности ротора теплообменные камеры, заполненные рабочим веществом, рабочие элементы, имеющие возможность поступательного движения, преобразователь движения рабочих элементов во вращение ротора, прозрачный кожух, охватывающий теплообменные камеры на части окружности ротора, отличающийся тем, что основание установлено на опоре с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.

Изобретение относится к области механики, микросистемной техники и наномеханики, в частности к технике устройств на основе материалов с эффектом памяти формы, и может найти применение в радиоэлектронике, машиностроении, нанотехнологии, электронной микроскопии, медицине.

Тепловой двигатель // 2451829

Изобретение относится к теплоэнергетике, использующей, в частности, источники тепла окружающей среды, и может быть применено для привода различных машин и механизмов.

Тепломеханический преобразователь // 2442906

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к нетрадиционным преобразователям тепловой энергии в механическую работу. .

Способ преобразования тепла в гидравлическую энергию и устройство для его осуществления // 2434159

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для эффективного преобразования в гидравлическую энергию тепла различных источников, в том числе солнца, двигателей внутреннего или внешнего сгорания, высокотемпературных топливных элементов, геотермальных источников и др.

Мартенситная турбинная машина // 2431058

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к турбинным энергетическим машинам, для преобразования энергии, в которых используются термочувствительные элементы из сплава, обладающего эффектами памяти формы и сверхупругости, и может быть использовано для охлаждения или нагрева материальных объектов.

Способ преобразования тепловой энергии в механическую работу // 2426912

Роторно-поршневой гидродвигатель // 2424445

Изобретение относится к двигателям объемного вытеснения, в частности к поршневым двигателям с рабочими органами в виде одного или более поршней, совершающих возвратно-поступательное движение.

Устройство для преобразования разности температур в механические колебания поршня водоподъемного насоса // 2396460

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к средствам для подъема жидкостей из скважин и колодцев с помощью тепловых двигателей. .

Чувствительный термостатический элемент, а также патрон и кран, оборудованные таким элементом // 2392525

Термомеханический силопривод // 2392494

Изобретение относится к термочувствительным устройствам и может быть использовано в первую очередь для предохранения никель-водородных и литий-ионных аккумуляторов от перегрузки и, кроме того, в качестве термодатчика, термореле, термопереключателя, преобразователя тепловой энергии в механическую, а также для создания малогабаритных приводов и устройств, способных развивать сравнительно большие усилия и т.д.

Способ преобразования тепловой энергии в механическую // 2480621

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам преобразования тепловой энергии в механическую с использованием разности температур жидкости и окружающей среды

Узел замка шасси, тепловой привод (варианты) и способ приведения в действие механизма замка шасси // 2491205

Линейный привод // 2499163

Изобретение относится к приводной технике и может быть использовано при создании термосорбционных приводов. Линейный привод выполнен в виде цилиндра, внутри которого установлен поршень со штоком, совмещенный с блоком генераторов-сорберов, объединенных термоэлектрическим модулем, кабели электропитания которого герметично выведены наружу цилиндра через шток. Изобретение направлено на повышение надежности, уменьшение значений габаритно-массовых характеристик и упрощение конструкции термосорбционного линейного привода. 4 ил.

Способ создания высоких и сверхвысоких давлений и устройство для его осуществления // 2502894

Изобретение относится к области создания высоких и сверхвысоких статических давлений в больших объемах и может быть использовано для испытания различных узлов и агрегатов перспективных авиационных гидросистем высокого давления, а также для исследования свойств новых конструкционных материалов и создания устойчивых кристаллических структур. Способ создания высоких и сверхвысоких давлений включает заполнение водой компрессионной камеры и охлаждение ее ниже температуры фазового перехода, при этом охлаждение компрессионной камеры производится участками, начиная с крайнего, причем охлаждение каждого последующего участка производится после заморозки предыдущего. Устройство для создания высоких и сверхвысоких давлений состоит из корпуса, рабочей камеры и каналов для циркуляции хладагента. Корпус выполнен в виде двух или более коаксиальных цилиндров, вставленных друг в друга с зазорами, заполненными водой и закрытыми с торцов заглушками, при этом каналы для циркуляции хладагента выполнены кольцевыми и установлены на корпусе с возможностью термического контакта. Технический результат - упрощение конструкции устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ преобразования тепловой энергии в механическую и устройство для его осуществления // 2503846

Устройство для преобразования тепловой энергии в механическую содержит термочувствительное рабочее тело в виде двух теплоаккумулирующих материалов, расположенных в отдельных теплоизолированных цилиндрических корпусах регенеративных теплообменников. Теплоаккумулирующие материалы выполнены из набора биметаллических спиралей, имеющих в одном теплообменнике правостороннюю навивку, в другом левостороннюю. При этом корпуса двух теплообменников соединены с обеих сторон посредством трубопроводов подвода и отвода теплоносителей с шиберами, жестко закрепленными между собой. Корпуса, шиберы и насос соединены между собой механической передачей. Способ преобразования тепловой энергии в механическую в указанном устройстве заключается в том, что периодически попеременно подают горячий и холодный теплоноситель. При этом в первом регенеративном теплообменнике в начале происходит контакт горячего теплоносителя со спиралью, которая расширяется и накапливает механические деформации до установленной величины, при достижении которой она воздействует на свой цилиндрический корпус и поворачивает его. Одновременно во втором регенеративном теплообменнике процессы протекают в обратной последовательности. Повышается эффективность преобразования тепловой энергии в механическую за счет уменьшения тепловой инерционности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Тепловой двигатель // 2503847

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам, которые преобразовывают тепловую энергию в механическую, с возможностью преобразования в электрическую. Тепловой двигатель содержит рабочие камеры, поршни. Рабочие камеры заполнены жидким термочувствительным рабочим телом и выполнены с возможностью подвода тепла от внешнего источника. Поршни расположены внутри рабочих камер с возможностью возвратно-поступательного перемещения в рабочих камерах и снабжены штоками и механизмом преобразования их линейного движения во вращательное движение рабочих колес. Рабочие колеса выполнены с возможностью передачи вращения на вал генератора электроэнергии. Также тепловой двигатель дополнительно содержит внешний источник холода, по меньшей мере, две рабочие камеры и два рабочих колеса. Каждая из рабочих камер выполнена в виде вертикального цилиндра из теплопроводящего материала и размещена в полости герметичного кожуха. Кожух выполнен с возможностью попеременного подвода в него холодной и горячей жидкости. Жидкое термочувствительное рабочее тело имеет коэффициент теплового объемного расширения больший, чем у стенок рабочих камер. Рабочие колеса выполнены зубчатыми, соосно установлены на соответствующих штоках с возможностью жесткого сцепления с ними при движении штоков вверх из рабочих камер и проворачивания относительно них при движении штоков вниз в рабочие камеры. Для этого рабочие колеса связаны со штоками через храповые механизмы. Зубчатые венцы рабочих колес установлены в зацеплении с вертикальным зубчатым валом. Вал кинематически связан с валом генератора электроэнергии. Техническим результатом является повышение эффективности преобразования тепловой энергии в механическую и расширение области применения за счет возможности использования в качестве источника внешней тепловой энергии установок, работающих на альтернативных источниках энергии. 1 ил.

Генерация электрической энергии // 2528013

Изобретение относится к электротехнике, к системам генерации энергии. Технический результат состоит в повышении эффективности и экологической безопасности. Система содержит пусковую трубу и генератор, соединенный с пусковой трубой. Генератор использует многофазные материалы (МРМ) и сжатый воздух для преобразования кинетической энергии многофазного материала в электрическую энергию. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Актюатор на основе функционального материала // 2539605

Изобретение относится к области приборостроения, механики и технике исполнительных элементов на основе функциональных материалов, изменяющих свои форму и размеры под воздействием различных физических полей. Актюатор на основе функционального материала содержит активный элемент, выполненный из функционального материала, механически соединенный с упругим элементом, систему электродов, соединенных с активным элементом, источник электропитания, подсоединенный к системе электродов для контроля актюатора. В качестве функционального материала выбран аморфный металл или сплав. Технический результат заключается в повышении эффективности актюатора, в частности в повышении его быстродействия и выходной механической мощности, а также в повышении надежности и технологичности. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Тепловетровой двигатель // 2542167

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для привода различных машин и механизмов. Тепловетровой двигатель включает основание, на котором установлен вал с ротором. Ротор содержит теплообменные камеры, заполненные рабочим веществом, и соединенные с ними каналами рабочие камеры с рабочими элементами поступательного движения, имеющими возможность взаимодействия с запорными устройствами, установленными на каналах, соединяющих теплообменные камеры с рабочими камерами. Рабочие элементы имеют возможность взаимодействия с колесами, связанными с закрепленным на основании колесом. На валу установлена крыльчатка, а между ротором и валом, а также между крыльчаткой и валом размещены обгонные муфты. Изобретение позволяет повысить эффективность работы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Двигатель внутреннего сгорания // 2552010

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, предназначенных преимущественно для районов с низкими температурами. Двигатель внутреннего сгорания имеет по крайней мере одну камеру (2) сгорания, соединенную со своим рабочим объемом, и механизм преобразования тепловой энергии в механическую энергию движения. Рабочий объем выполнен в виде рабочего канала (3), по крайней мере две стенки (4) и (5) которого жестко соединены между собой. Между каналом 3 и одной из стенок (4) или (5) установлена теплоизоляционная пластина (8). Один конец канала (3) является выходным звеном двигателя. Технический результат заключается в повышении надежности запуска при низких температурах и в утилизации бросовой энергии. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.