close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5547

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5547
(13) C1
(19)
7
(51) F 03G 7/06
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
КОЛЕБАНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ СРЕДЫ В МЕХАНИЧЕСКУЮ
(21) Номер заявки: 970340
(22) 1997.06.24
(46) 2003.09.30
(71) Заявитель: Коваленко Владимир Эдуардович (BY)
(72) Автор: Коваленко Владимир Эдуардович (BY)
(73) Патентообладатель: Коваленко Владимир Эдуардович (BY)
BY 5547 C1
(57)
1. Устройство преобразования тепловой энергии колебаний температуры среды в механическую, содержащее резервуар и емкость переменных объемов, установленных на жесткой раме и имеющих общую подвижную стенку, головку подзавода пружинного механизма, кинематически связанную с преобразователем возвратно-поступательного движения во вращательное
одного направления с магнитным соединением, резервуар имеет теплопроводные и возможно
менее теплоемкие стенки, а емкость - теплоизолированные с повышенной теплоемкостью стенки, причем они оба заполнены рабочим телом, изменяющим объем с изменением температуры,
отличающееся тем, что содержит первую и вторую камеры переменного объема, общая подвижная стенка резервуара и емкости переменных объемов жестко подсоединена с возможностью отсоединения к подвижному торцу первой камеры переменного объема, которая неподвижно установлена на жесткой раме вторым торцом, через который соединена трубопроводом
со второй камерой переменного объема через ее неподвижный торец, установленный на раме,
подвижный торец второй камеры кинематически связан с магнитным соединением преобразователя возвратно-поступательного движения, причем первая и вторая камеры переменного объема и соединяющий их трубопровод заполнены рабочей жидкостью, объем которой равен объему, занимаемому рабочей жидкостью при положении каждого из подвижных торцов камер
переменного объема посередине диапазона его возможного линейного сдвига.
Фиг. 1
BY 5547 C1
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит третью камеру переменного
объема, к общей подвижной стенке резервуара и емкости переменных объемов с возможностью отсоединения подсоединен подвижный торец третьей камеры переменного объема, неподвижный торец которой установлен на жесткой раме, и через который к третьей
камере переменного объема подсоединены нагнетательный и всасывающий трубопроводы, имеющие соответственно нагнетательный и всасывающий обратные клапаны.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что третья камера переменного объема выполнена в виде усеченного сильфонного конуса.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что к подвижному торцу второй камеры
переменного объема подсоединен кинематический привод устройства регулирования.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что резервуар и емкость переменных объемов
выполнены в виде жестких сосудов, которые, каждый через один из своих торцов, соединены
друг с другом трубопроводом через приводной цилиндр, внутри которого расположен поршень, выполненный в виде сердечника магнитной муфты, являющейся составной частью
магнитного соединения преобразователя возвратно-поступательного движения, связывающего поршень с приводной рамой преобразователя возвратно-поступательного движения, причем в исходном положении поршень расположен посередине приводного цилиндра, при этом
жесткие сосуды внутри имеют упруго-эластичные стенки, образующие с торцами, к которым
подсоединен трубопровод, герметичные отсеки, заполненные рабочей жидкостью, а с теплопроводными, возможно менее теплоемкими стенками, и теплоизолированными с повышенной теплоемкостью стенками - герметичные отсеки, заполненные рабочим телом.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что герметичные отсеки жестких сосудов
снабжены патрубками с вентилями.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что патрубок, по меньшей мере, одного из
герметичных отсеков, заполненных рабочей жидкостью, подсоединен к перекачивающему
насосу через вентиль.
8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что приводной цилиндр выполнен в виде
сильфонов, имеющих общую подвижную стенку и неподвижные торцы, установленные на
жесткой раме, причем общая подвижная стенка сильфонов через магнитное соединение
преобразователя возвратно-поступательного движения кинематически подсоединена к
приводной раме преобразователя возвратно-поступательного движения.
9. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что устройством регулирования является
магнитная муфта.
10. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что трубопровод снабжен вентилем.
(56)
BY 950250 A, 1996.
SU 1783148 A1, 1992.
SU 1449704 A2, 1989.
RU 95107197 A1, 1997.
EP 0116665 A1, 1984.
JP 58106185 A, 1983.
US 4488403 A, 1984.
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано преимущественно для автоматического подзавода пружинных двигателей, с возможностью также использования для автоматического регулирования тепло-массообменных процессов, например, в теплицах.
2
BY 5547 C1
Известен трубопровод-насос [1], преобразующий тепловую энергию изменения температур в среде в механическую. Он представляет собой часть трубопровода с теплопроводными стенками, ограниченную торцевыми жесткими перегородками, в которое установлены обратные клапаны, пропускающие в одном направлении жидкость, заполняющую отсек между этими перегородками и упруго-эластичной стенкой, образующий с
теплопроводными стенками трубопровода герметичный отсек, заполненный термочувствительным рабочим телом.
Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности,
так как оно позволяет только преобразовывать тепло в энергию подъема жидкости, но не в
механическую энергию возвратно-поступательного движения или вращения.
Известно устройство преобразования тепловой энергии изменений температуры в среде в механическую [2]. Устройство включает аккумулятор давления, выполненный в виде
жесткого сосуда с теплоизолированными стенками и заполненного газообразным рабочим
телом и его сорбентом. Сорбент выполнен жидким, а напорный и всасывавший трубопроводы подключены к аккумулятору сверху и соединяют его с сосудом, имеющим теплопроводные стенки и заполненным рабочим телом, через обратные клапаны и двигатель,
выполненный в виде лопастного мотора.
Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, зависимость работоспособности от ориентации в пространстве и недостаточная герметичность. Так, оно работоспособно в положениях, когда обеспечено поступление только газообразного рабочего тела через клапаны в трубопроводы и двигатель. Когда устройство
повернуто так, что трубопроводы и двигатель, например, оказались под сосудом и аккумулятором, в трубопроводы поступает жидкий сорбент, в результате устройство становится неработоспособным. Недостатком устройства является также низкая надежность
работы, так как происходят бесполезные утечки газообразного рабочего тела через клапаны, минуя двигатель, через зазоры лопастей двигателя с его кожухом, а из-за недостаточной герметичности через уплотнения оси двигателя в окружающую среду, вызывая ее загрязнение. Кроме того, наличие клапанов понижает эффективность работы из-за гидравлических потерь в них [3].
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению
является устройство [4], содержащее резервуар и емкость переменных объемов, установленные на жесткой раме и имеющие общую подающую стенку, головку подзавода пружинного механизма, кинематически связанного с преобразователем возвратно-поступательного
движения во вращательное одного направления, причем резервуар и емкость выполнены
герметичными, в то время как резервуар имеет теплопроводные и возможно менее теплоемкие, а емкость - теплоизолированные теплоемкие стенки, оба заполнены рабочим телом, а
подвижная стенка подсоединена к преобразователю возвратно-поступательного движения
магнитным соединением.
Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности использования. Так, оно может быть использовано только для преобразования тепла изменения температур в среде, в которой расположен пружинный двигатель. Во многих случаях в такой среде поддерживают постоянную температуру, например в камере, помещении
или кожухе, за пределами которых температура среды, например воздуха, изменяется во
времени, в частности в суточном разрезе. В последнем случае устройство не позволяет
использовать тепло изменения температур среды, расположенной вне объема с поддерживаемой постоянной температурой или менее значительным ее колебаниям, чем вне такого
объема, например вне жилого помещения. Недостатком являются также ограниченные
возможности изменения длины смешения магнитного соединения.
Задача изобретения - расширение возможностей использования устройства. Решение
задачи позволяет расширить диапазон использования среды, тепло изменения температур
которых может быть применено для получения механической энергии как для подзаводки
3
BY 5547 C1
пружинных двигателей, так и для автоматического регулирования тепло-массообменных
процессов.
Задача решается тем, что общая подвижная стенка резервуара и емкости жестко подсоединены с возможностью отсоединения к подвижному торцу первой камеры переменного объема, которая неподвижно установлена на жесткой паре вторым торцом, через который соединена трубопроводом к неподвижному, установленному на жесткой раме торцу второй камеры переменного объема, подвижной торец которой кинематически связан
магнитным соединением с преобразователем возвратно-поступательного движения головки подзавода, причем первая и вторая камеры переменного объема и соединяющий их
трубопровод заполнены рабочей жидкостью, не замерзающей в расчетном диапазоне изменения температур в среде, в которой они установлены, а объем рабочей жидкости равен
объему ее при положении каждого из подвижных торцов камер переменного объема посередине его возможного линейного сдвига. Подвижная стенка может также быть подсоединена жестко с возможностью отсоединения к подвижной стенке подвижного торца третьей камеры переменного объема, неподвижный торец которой установлен на жесткой раме
и через который к ней подсоединены нагнетательный и всасывающий трубопроводы,
имеющие соответственно нагнетательный и всасывающий обратные клапаны. Третья камера переменного объема может быть выполнена в виде усеченного сильфонного конуса,
а к подвижному торцу второй камеры переменного объема может быть подсоединен кинематический привод элемента регулирования.
Резервуар и емкость могут быть выполнены в виде жестких сосудов соответственно с
теплопроводными, возможно менее теплоемкими стенками и теплоизолированными, теплоемкими стенками, которые образуют с упруго-эластичными стенками внутри жестких
сосудов герметичные отсеки, которые заполнены рабочим телом, а жесткие сосуды, каждый через один из своих торцов, соединены трубопроводом друг с другом через приводной цилиндр. Внутри цилиндра расположен поршень, выполненный в виде сердечника
магнитной муфты, являющейся составной частью магнитного соединения, связывающего
поршень с приводной рамой преобразователя возвратно-поступательного движения. Отсеки, образованные упругоэластичными стенками и торцами, к которым подсоединен трубопровод, заполнены рабочей жидкостью, причем в исходном положении поршень расположен посередине приводного цилиндра.
Внутренние отсеки жестких сосудов могут быть снабжены патрубками с вентилями, а
патрубок отсека или отсеков, заполненных рабочей жидкостью, подсоединен к перекачивающему насосу через вентиль. Приводной цилиндр может быть выполнен в виде сильфонов, имевших общую подвижную стенку и неподвижные торцы, установленные на жесткой раме, причем общая подвижная стенка через магнитное соединение кинематически
подсоединена к приводной раме преобразователя возвратно-поступательного движения.
Кинематический привод может быть подсоединен к магнитной муфте, а трубопровод
снабжен вентилем.
Признак, касающийся подсоединения общей подвижной стенки резервуара и емкости
к первому подвижному торцу первой камеры переменного объема при закрепленном неподвижно ее втором торце на жесткой раме, является необходимым условием для передачи силы смешения общей подвижной стенки на расстояние, а следовательно, и для расширения возможностей использования устройства путем его привода за счет тепла среды,
расположенной на удалении от преобразователя возвратно-поступательного движения во
вращательное головки подзавода.
Наличие трубопровода и предлагаемого соединения им первой и второй камер переменного объема позволяет передавать силу смешения общей подвижной стенки на расстояние, а связь подвижного торца второй камеры с преобразователем возвратнопоступательного движения через магнитное соединение обеспечивает требуемое смеще-
4
BY 5547 C1
ние этого преобразователя на расстоянии от места нахождения резервуара и емкости, а
следовательно, и среды, в которой они находятся.
Заполнение первой и второй камер, а также трубопровода жидкостью, не замерзающей в расчетном диапазоне изменения температур в среде, в которой они установлены, и в
объеме, равном объему жидкости, когда первая и вторая камеры переменного объема заполнены при положении каждого из подвижных торцов посередине возможного его линейного сдвига, дают возможность обеспечить работоспособность устройства в оптимальном диапазоне смешения преобразователя возвратно-поступательного движения во
вращательное.
Подсоединение подвижного торца третьей камеры к подвижной стенке, как это предусмотрено, обеспечивает возможность использования устройства в качестве насоса в дополнительно расширенном диапазоне изменения температур во времени.
Признак, касающийся выполнения резервуара и емкости в виде жесткого сосуда с эластичными перегородками, и соединенная трубопроводом через приводной цилиндр с
поршнем, позволяет уменьшить количество внешних подвижных поверхностей, что дополнительно дает возможность расширить возможность использования устройства, в частности, при оледенении резервуара и емкости при расположении их открытыми в зимний
период, а также расширяет возможности оптимизации работы устройства в различных
диапазонах изменения температур, так как обеспечивает расположение резервуара и емкости в средах, изменение температур которых не одинаково во времени. Так, например,
резервуар может подогреваться теплом, отвод которого непостоянен во времени, от холодильника, при этом емкость находится в среде, имевшей комнатную температуру.
Наличие патрубков с вентилями, а также кинематического привода позволяет регулировать давление в резервуаре и емкости как путем изменения объема рабочей жидкости и
рабочего тела, так и массы их, что дает возможность дополнительно расширить диапазон
использования изменения температур, а в результате дополнительно расширить возможности использования устройства, например, для перекачки жидкости, привода элемента
вентилями.
Таким образом, совокупность приведенных признаков дает возможность решить поставленную задачу.
На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства, а на фиг. 2 - устройство при выполнении резервуара и емкости с неподвижными внешними стенками, на фиг. 3 - перекачивающий насос, на фиг. 4 - привод элемента регулирования в закрытом положении, на
фиг. 5 - то же в открытом положении, на фиг. 6 - сильфонный приводной цилиндр.
Устройство содержит переменного объема герметичные резервуар 1 и емкость 2, установленные на общей жесткой раме 3, преобразователь 4 возвратно-поступательного движения во вращательное одного направления головки 5 подзавода, например, пружинного механизма часового механизма. Резервуар 1 и емкость 2 имеют общую подвижную стенку б и
соответственно неподвижные стенки 7 и 6, установленные на раме 3 и заполненные рабочим телом 9 заданной массы, изменяющим свой объем и/или давление с изменением температуры, например бутаном, водным раствором аммиака, фреоном или смесью бутана и пропана [5, 6]. Резервуар 1 имеет теплопроводные с возможно меньшей теплоемкостью стенки,
а емкость 2 - теплоизолированные стенки с повышенной теплоемкостью. Подвижная стенка
6 кинематически связана с возможностью отсоединения с подвижным торцом 10 первой
камеры 11 переменного объема, второй торец 12 которой выполнен неподвижным (фиг. 1).
Торец 12 соединен трубопроводом 13 с неподвижным торцом 14 второй камеры 15 переменного объема, подэишшй торец 16 которой кинематически связан, например, магнитным
соединением 17 с приводной рамой 18 преобразователя 4, выполненного с возможностью
продольного смещения в направляющих 19 жесткой неподвижной рамы 20, на которой установлен торец 14 второй камеры 15. Третья камера 21 переменного объема может быть жестко подсоединена с возможностью отсоединения к стенке 6 подвижным торцом 22, напри5
BY 5547 C1
мер, с помощью болтов 22 и нагнетательному 24 и всасывавшему 25 трубопроводам через
неподвижный торец 26, в котором имеются отверстия 27 для прикрепления торца 22 болтами (на фиг. не показано). Камера 21 может быть выполнена в виде усеченного конуса, камеры 11, 15 и 21 могут быть выполнены, например, в виде сильфонов (фиг. 1). Магнитные соединения 17 выполнены с возможностью съема и жесткой фиксации на приводной раме 18,
например, с помощью винтов 28. Приводные рейки 29, одна из которых имеет зубья, расположенные в обратном направлении, со второй рейкой, подпружинены пружинами 30. К
штоку 31 торца 16 может быть подсоединен дополнительный кинематический привод 32, к
которому может быть присоединен своим подвижным торцом объемный насос, аналогичный, например, камере 21 (на фиг. не показано). Резервуар 1 может быть выполнен в виде
первого жесткого сосуда 33 с теплопроводными и возможно менее теплоемкими стенками.
Сосуд 33 (фиг. 2) имеет герметичные отсеки 34, образованные пластичными стенками 35 с
его жесткими стенками, а также отсек 36, к которому подсоединен патрубок 37 с вентилем.
К отсеку 34 может быть подсоединен патрубок 38 с вентилем 39, а емкость 2 выполнена в
виде второго сосуда 40 с жесткими стенками, выполненными теплоизолированными и теплоемкими. Эластичные стенки 41 образуют с жесткими стенками сосуда 40 отсеки 42 и 43.
Отсеки 34 и 42 заполнены рабочим телом 9, а камеры 11 и 15, трубопровод 3, а также отсеки
36 и 43 - рабочей жидкостью, например водой, причем при температуре ниже 0 °С тасолом
или водным раствором, например, поваренной соли. Отсек 43 соединен с отсеком 36 трубопроводом 13 через приводной цилиндр 44 и может иметь патрубок 45 с вентилем 46. Отсек
42 может иметь патрубок 47 с вентилем 48. Внутри приводного цилиндра 44 расположен
поршень 49, выполненный в виде сердечника магнитной муфты 50 с внешними приводными элементами 51, являющимися составной частью магнитного соединения 17. Объем рабочей жидкости равен сумме ее объемов с одной и другой стороны относительно поршня 49
приводного цилиндра 44, когда поршень 49 находится в исходном положении посередине
приводного цилиндра 44, который жестко связан стойками 52 с направляющими 53 приводной рамы 18 преобразователя 4. Трубопровод 13 может иметь вентиль 54 (фиг. 2). Внутренние стенки сосуда 33 и резервуара 1 могут иметь фитильное покрытие (на фиг. не показано).
К патрубку 37 или 45 может быть подсоединен патрубок с вентилем 55, а также перекачивавший насос 56 с нагнетательным 57 и всасывающим 58 трубопроводами (фиг. 3). Кинематический привод 32 может быть подсоединен, например, к кинематической связке 59 элемента 60, имеющего ось 61, форточки 62 вентиляции теплицы (фиг. 4 и 5). Элемент 60 также может быть выполнен в качестве рычага поворота оси, например, вентиля, регулирующего протекание теплоносителя по трубопроводу или подачи газа по газоводу в камеру
сжигания (на фиг. не показано).
Приводной цилиндр 44 может быть выполнен в виде сильфонов 63 и 64, имеющих общую подвижную стенку 65 и соответственно неподвижные торцы 66 и 67, установленные на
жесткой раме 3, к которой также подсоединены стойки 52 с направляющими приводной рамы
18 преобразователя 4 (фиг. 6). В этом случае резервуар 1, выполненный в виде сосуда 33, соединен с емкостью 2, выполненной в виде сосуда 40, трубопроводом 13 через сильфоны 63 и
64, причем сосуд 33 подсоединен одной частью трубопровода 13 к одному из сильфонов 63
или 64, а сосуд 40 второй частью трубопровода 13 подсоединен ко второму сильфону этой
пары через соответствующие неподвижные торцы 66 или 67. В этом случае сильфоны 63 и
64, как и трубопровод 13, заполнены рабочей жидкостью, а магнитное соединение 17 кинематически соединяет общую подвижную стенку 65 с преобразователем 4.
Устройство работает следующим образом.
Когда температура среды, в которой расположено устройство, возрастает, то через теплопроводные стенки резервуара 1 нагревают рабочее тело 9, находящееся в нем, и соответственно увеличивают давление. В емкости 2, имеющей теплоизолированные стенки, существенного изменения температуры рабочего тела не происходит. В результате возникает разность давления на подвижную стенку 6, и ее смещают в сторону емкости 2 (фиг. 1). При этом
6
BY 5547 C1
объем резервуара 1 увеличивают, а емкости 2 уменьшают, в резервуаре 1 рабочее тело 9 испаряют, а происходящее поглощение тепла компенсируют поступлением его из внешней среды. При сжатии емкости 2 газообразное рабочее тело 9 сжижают, при этом выделяется тепло,
но температура рабочего тела из-за повышенной внутренней теплоемкости емкости 2 изменяется тем меньше, чем больше такая теплоемкость. В результате сдвиг стенки увеличивается с
замедлением роста температуры, а следовательно, и давления по мере увеличения тепла, выделяемого при сжижении газообразного рабочего тела (или поглощения его раствором).
После достижения равновесия сил, действующих на стенку 6, останавливается ее
смещение. При понижении температуры среды, в которой расположено устройство, происходит обратный процесс, причем стенка 6 сдвигается в сторону резервуара 1. Выделяемое при этом в резервуаре 1 тепло отводят через его теплопроводные стенки в окружающую среду, а в емкости 2 аккумулированным теплоемкостью теплом частично компенсируют поглощение тепла при испарении рабочего тела 9. Этим достигается увеличение
диапазона смещения стенки 9 при сокращении заданных пределов такого смещения.
Сдвигом стенки 6 смещают торец 10 камеры 11, и при возрастании температуры среды, в
которой расположено устройство, выталкивают из него рабочую жидкость в камеру 15, а при
уменьшении температуры такой среды всасывают рабочую жидкость в камеру 11 из камеры
15 через трубопровод 13 (фиг. 1). Этим смещают торец 16 и соответственно приводную рейку
18, чем осуществляют привод преобразователя 4 и осуществляют поворот головки 5 в одном
и том же направлении, независимо от направления сдвига торца 16. Поворотом головки 5
подзаводят пружинный механизм часового устройства, например, системы теплового регулирования и освещения теплиц или ферм и жилых помещений. При подсоединении камеры 21 к
подвижной стенке 6 осуществляют при сдвиге стенки 6 соответственно всасывание и выталкивание перекачиваемой среды из трубопровода 25 в трубопровод 24. Выполнение камеры 21
в виде усеченного конуса, примыкающего большим основанием - торцом 26 к раме 3, позволяет осуществлять работу камеры 21 в качестве насоса при меньших значениях изменений
температуры среды, в которой они расположены, во времени.
При отключенном торце 10 от подвижной стенки 6 устройство может работать как
обычный насос.
При подключении к кинематическому приводу 32 объемного насоса одновременно
перекачивают вторую жидкость, например питательный раствор, в теплицу.
В случае, когда резервуар 1 и емкость 2 выполнены в виде жестких сосудов соответственно 33 и 40, сосуд 33 может находиться в одной среде, например в атмосфере, а сосуд
40 - во второй среде, например в воде или грунте, в то время когда приводной цилиндр 44
с преобразователем 4 размещен в помещении. Это расширяет возможности оптимизации
работы устройства в различных диапазонах изменения температур. Наличие патрубков 38,
47, 37 и 45 позволяет регулировать объемы отсеков 34, 36, 42 и 43, чем обеспечивают необходимый диапазон смещения поршня 49 в конкретных условиях.
При подключении насоса 56 или насосов об к патрубкам 37 и 45 и открытых вентилях,
например, при незаполненных отсеках 42 рабочим телом 9, при повышении температуры
среды, в которой расположен сосуд 33, подогревается рабочее тело 9 в отсеках 34, давление в них возрастает, и отсеки 34 расширяются, выталкивая рабочую жидкость из отсека
36 в насос 56, подсоединенный к патрубку 37, и из него в нагнетательный трубопровод 57,
а также в цилиндр 44, чем смещают поршень 49 в сторону емкости 2, выталкивая рабочую
жидкость, например воду, по трубопроводу 13 в насос 56, подсоединенный к патрубку 45,
и из него в нагнетательный трубопровод. Вентилями 54 и соответствующих патрубков, к
которым подсоединены насосы 56, регулируют величину смещения поршня 49 и поступления рабочей жидкости в насосы 56. Когда температура среды, в которой размешен сосуд
33, уменьшается, осуществляется обратный процесс. Однако в этом случае устройство работоспособно в узком диапазоне изменения температур.
7
BY 5547 C1
При заполненных рабочим телом 9 отсеках 42 сосуда 40 расширяют диапазон изменения температур, характерных для используемого рабочего тела 3, так как при расширении
отсеков 34 часть энергии идет на сжатие отсеков 42 и повышение температуры рабочего
тела 9 в них, при охлаждении рабочего тела 3 в отсеках 34 происходит их дополнительное
сжатие за счет расширения отсеков 42. При отключенных насосах 56 сдвиг поршня 49 в
цилиндре 44 происходит за счет энергии перепада давления в отсеках 34 и 42, определяемого перепадом температур рабочего тела 9 в них, а не абсолютным значением температуры, как это имеет место при незаполненных рабочим телом 9 отсеках 42.
Использование в качестве рабочего тела 9 водного раствора аммиака дает возможность расширить диапазон температур, при которых устройство начинает работать за счет
изменения абсолютных значений температур во времени путем изменения содержания
аммиака в воде. С увеличением содержания аммиака в определенном объеме вода уменьшают значение температуры, при которой устройство начинает работать, и наоборот. Так,
например, если рабочее тело 9, находящееся в отсеке 34, содержит в каждом грамме водного раствора 0,350 г аммиака при температуре +10 °С и имеет давление газообразного
аммиака около 0,8 атм, а когда нагрето до температуры +30 °С и имеет 0,332 г аммиака, то
давление равно 1,5 атм [5]. При этом из раствора выделяется 17,5 см3/г газообразного аммиака при давлении 1,5 атм. Следовательно, это дает возможность всасывать воду с глубины до 2 м и поднимать ее до 5 м при изменении температуры рабочего тела 9 в отсеках
34 с +10 °С до +30 °С при использовании насосов 36. При отключенных насосах об и использовании для перекачки воды камеры 21 и/или объемного насоса, подсоединенного к
кинематическому приводу 32, подъем воды осуществляют за счет перепада сил давления,
действующих на поршень 49 (фиг. 2) или стенку 6 (фиг. 1).
При использовании в качестве рабочего тела 9, например, бутана использовать насосы
56 целесообразно только в узком диапазоне изменения высоты всасывания и подъеме воды. Использование смеси бутана и пропана [6] позволяет расширить этот диапазон без понижения эффективности работы устройства при использовании насосов 56.
С увеличением температуры рабочего тела 9 сдвигают кинематический привод 32 и
связку 59, поворачивают элемент 60 вокруг оси 61, чем открывают форточку 62 вентиляции, увеличивая теплообмен между теплицей и окружающей средой (фиг. 6). При уменьшении температуры по мере ее уменьшения форточка 62 закрывается (фиг. 4).
Устройство может быть использовано для преобразования низкопотенциальной тепловой энергии как естественного изменения температур во времени в природных средах,
так и техногенного тепла, бесполезно отводимого, например, от холодильной установки в
окружающую ее среду, в механическую энергию.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1783148, МПК F 04В 19/24, 43/12, F 17Д 1/12, 1992.
2. А.с. СССР 1449704, МПК F 03 G-7/06, 1989.
3. Большаков В.А., Константинов Ю.М., Попов В.Н. и др. Справочник по гидравлике,
Киев: Виша школа, 1984. - С.41...49.
4. Заявка РБ 950250, 1995.
5. Растворимость аммиака в воде при различных: давлениях и температуре//Справочник химика. - М.-Д.: Химия, 1965. - Т. 3. - С. 319.
6. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. Изд. второе. - С. 235-238, 247-249.
8
BY 5547 C1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
9
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
285 Кб
Теги
патент, by5547
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа