Способ преобразования тепловой энергии в полезную работу

Способ преобразования тепловой энергии в полезную работу. В двух роторных двигателях применяемые в качестве рабочего тела жидкости не замерзают в земных климатических условиях, имеют низкую температуру кипения и под воздействием источников тепла или нагревателей, работающих за счет теплообмена с требующими охлаждения промышленными технологиями, позволяют осуществлять последовательно чередующийся переход рабочего тела из одного фазового состояния в другое. В герметично замкнутом и термически изолированном контуре идёт процесс преобразования тепловой энергии в полезную механическую работу с помощью бесклапанного вращающегося газораспределительного барабана. Барабан поочередно направляет образующийся в парогенераторе пар высокого давления в соответствующие рабочие секции применяемых винтового или зубчатого двух роторных двигателей, где за счет расширения пар совершает полезную работу и охлаждается. Устройство конденсации использует естественную низкую температуру высоких слоев атмосферы или холодные климатические условия окружающей среды. Сконденсированное рабочее тело возвращается в парогенератор для повторного использования. В результате предложенных решений огромное количество не используемой ранее тепловой энергии одновременно обеспечивает низкотемпературным холодом большие городские холодильники без сжигания углеводородного топлива. 1 ил.

 

Способ преобразования тепловой энергии в полезную работу за счет использования роторных паровых двигателей, имеющих в своем составе парогенератор, холодильник и устройство конденсации отработанного пара, относится к двигателестроению в области транспорта, авиации и энергетики, а по МПК к рубрике под индексом F01C 1/14. Известен способ преобразования тепловой энергии в механическую работу с помощью аммиачно-парового двигателя, работающего за счет высокой растворимости аммиака в воде, патент №1455114, выданный Ю.В.Макарову. Известен винтовой двигатель, патент РФ №2492336, выданный 10 сентября 2013 года, а также однотактный, роторно-компрессорный двигатель, имеющий в своем составе зубчатый двухроторный двигатель, патент РФ №2470167. Основным недостатком способа преобразования тепловой энергии в механическую работу с помощью аммиачно-парового двигателя Макарова является его низкий КПД. Винтовой и зубчатый двухроторные двигатели имеют более высокий КПД по сравнению с паровой турбиной и не требуют понижающих редукторов, а после небольшой доработки могут быть использованы в качестве паровых двигателей. Целью изобретения является способ преобразования тепловой энергии в полезную механическую работу за счет изменения фазовых состояний низкокипящего рабочего тела, находящегося в герметичном и термически изолированном контуре. Технический результат получен с помощью паровых двух роторных двигателей с внешним подводом тепла, у которых применяемые в качестве рабочего тела жидкости не замерзают в земных климатических условиях и имеют низкую температуру кипения, что позволяет под воздействием имеющихся в двигателе нагревателя и холодильника поддерживать последовательно чередующийся переход рабочего тела из одного фазового состояния в другое, для того чтобы в герметично замкнутом и термически изолированном контуре осуществлять процесс преобразования тепловой энергии в механическую работу. Образующийся при нагревании пар высокого давления из парогенератора с помощью бесклапанного газораспределительного барабана поочередно направляется в рабочие секции винтового или зубчатого двухроторного многосекционного двигателя, где, охлаждаясь и расширяясь, вращает роторы, а после прохождения через устройство конденсации в виде жидкого конденсата возвращается обратно в парогенератор для повторного использования, в результате чего увеличивается КПД двигателя. Способ преобразования возобновляемой энергии в полезную работу с помощью двухроторного многосекционного двигателя, в котором в качестве рабочего тела используется пар аммиака, образующийся в процессе теплообмена жидкого аммиака с требующими охлаждения промышленными технологиями, поясняется чертежом. Пар аммиака, образующийся в результате нагревания в барабане 2 парогенератора 1, содержащем в своем составе большой городской холодильник, проточную воду реки или градирню ТЭЦ, температура которых значительно превышает температуру кипения жидкого аммиака, направляется через бесклапанный газораспределительный барабан и систему каналов в соответствующие рабочие секции применяемых винтового или зубчатого двух роторных двигателей 3. После совершения механической работы и расширения в двухроторных двигателях пар аммиака самостоятельно, так как легче воздуха, поднимается по изготовленному из флюорокарбона паропроводу 4 в конденсирующее устройство 5, расположенное в холодных слоях атмосферы, где полностью превращается в жидкость и стекает в накопительную емкость 6, откуда под действием статического давления столба жидкого аммиака, собирающегося в накопительной емкости, или с помощью насоса 7 снова направляется в парогенератор. В результате предложенных решений огромное количество не используемой ранее тепловой энергии, содержащейся в воде рек, морей и океанов, горячих подземных источников и солнечной энергии, можно преобразовывать в электрическую энергию, одновременно обеспечивая низкотемпературным холодом большие городские холодильники без сжигания углеводородного топлива.

Способ преобразования тепловой энергии в полезную работу с помощью роторных паровых двигателей, работающих под воздействием внешнего источника тепла, холодильника и устройства конденсации, отличающийся тем, что в используемых двух роторных двигателях применяемые в качестве рабочего тела жидкости не замерзают в земных климатических условиях, имеют низкую температуру кипения и под воздействием всевозможных источников тепла или нагревателей, работающих за счет теплообмена с требующими охлаждения промышленными технологиями, позволяют осуществлять последовательно чередующийся переход рабочего тела из одного фазового состояния в другое для того, чтобы в герметично замкнутом и термически изолированном контуре поддерживать процесс преобразования тепловой энергии в полезную механическую работу с помощью бесклапанного вращающегося газораспределительного барабана, поочередно направляющего образующийся в парогенераторе пар высокого давления в соответствующие рабочие секции применяемых винтового или зубчатого двух роторных двигателей, где за счет расширения пар совершает полезную работу и охлаждается, а после прохождения через устройство конденсации, использующее естественную низкую температуру высоких слоев атмосферы или холодные климатические условия окружающей среды, уже в виде жидкости возвращается в парогенератор для повторного использования, в результате чего повышается КПД процесса преобразования тепловой энергии в механическую работу и экономится углеводородное топливо.