Энергетическая установка

 

Изобретение позволяет повысить удельную мощность установок, преобразующих энергию разности температур водоемов и окружающей среды в механическую и электрическую энергию и может быть использовано, например, для утилизации тепловых промышленных отходов. На плавучем основании 1 установлен горизонтальный вал (В) 2, соединенный с генератором 3 электрической энергии. С В 2 эксцентрично соединены оболочки (О) 4. Выпуклые стенки О 4 одинаково ориентированы в тангенциальном направлении относительно В 2. Противоположные стенки О 4 обладают свойством памяти их выпуклой формы при нагреве и вогнутой формы при охлаждении. О 4 при вращении В 2 входят в горячую водную среду 5 и, нагреваясь, принимают выпуклую форму преимущественно справа от оси В 2. Разность сил 10 Архимеда, действующих на О 4 слева и справа от оси В 2, создает вращающий момент на В 2. Дополнительный вращающий момент создается окружными усилиями 9, действующими со стороны среды 5 на противоположные стенки О 4 при изменении их формы от вогнутой до выпуклой. Охлаждаясь в среде 6, О 4 принимают исходную выпукло-вогнутую форму. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Р 03 С 7 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4378035/25-06 (22) 15.02.88 (46) 07.10.89. Бкл . Р 37 (75) И.И.Звонарев (53) 621.486(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 931945, кл. F 03 G 7/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1121484 кл. F 03 G 7/04, 1982. (54) ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение позволяет повысить удельную мощность установок, преобразующих энергию разности температур водоемов и окружающей среды в механическую и электрическую энергию и может быть использовано, например, для утилизации тепловых промьппленных отходов. На плавучем основании 1 установлен горизонтальный вал (В) 2, соединенный с генератором

3 электрической энергии . С В 2 экЯ0 .Ы1Ы76 А 1

2 сцентрично соединены оболочки (О) 4.

Выпуклые стенки О 4 одинаково ориентированы в тангенциальном направлении относительно В 2. Противоположные стенки О 4 обладают свойством памяти их выпуклой формы при нагреве и вогнутой формы при охлаждении.

О 4 при вращении В 2 входят в горячую водную среду 5 и, нагреваясь, принимают выпуклую форму преимущественно справа от оси В 2. Разность сил

10 Архимеда, действующих на О 4 слева и справа от оси В 2, создает .вращающий момент на В 2. Дополнительный вращающий момент создается окружными усилиями 9, действующими со стороны среды 5 на противоположные стенки О 4 при изменении их формы от вогнутой до выпуклой. Охлаждаясь в среде 6, О 4 принимают исходную выпукло-вогнутую форму. 2 ил .

3 151

Изобретение относится к устройствам для преобразования тепловой энергии разности температур водоемов и окружающей среды в механическую и электрическую энергию при тепловых деформациях термочувствительных эле ментов, обладающих термомеханической памятью, и может быть использовано, например, для утилизации тепловых промьппленных отходов.

Целью изобретения является повышение удельной мощности.

На фиг.1 изображена предлагаемая энергетическая установка, вид в плане; на фиг.2 — то же, вид сбоку.

Энергетическая установка содержит установленный на плавучем основании 1 (понтоне) с возможностью вращения горизонтальный вал 2„ со1 единенный с генератором 3 электрической энергии. С валом 2 эксцентрично соединены оболочки 4 из материала, обладающего памятью их переменного объема, например, из нитинола-55 (55X никеля и 45Х титана). Оболочки 4 установлены симметрично относительно вала 2 с возможностью поочередного взаимодействия со средами 5 и 6, имеющими разные температуры, соответствующие диапазону температур фазового перехода материала оболочек 4. Среда 5 с повышенной температурой (не ниже +48 С) представляет собой, .например, водоем, в который сбрасывается горячая вода— тепловые отходы промьппленных предприятий, а средой 6 с пониженной температурой (не выше +24 С) является холодный окружающий воздух.

Каждая оболочка 4 имеет выпуклую стенку 7, причем стенки 7 всех оболочек 4 установлены с односторонним тангенциальным направлением их выпуклостей, а память противоположной стенки 8 каждой оболочки 4 выражена в принятии вогнутой формы с примыканием изнутри к выпуклой стенке 7 при температуре среды 6 и в принятии выпуклой формы с изменением направления кривизны стенки 8 на противоположное при температуре среды 5.

Оболочки 4 изготавливают следующим образом. Из прямоугольной пластины нитинола формуют цилиндрическую заготовку в закрытом штампе под нагрузкой и не открывая штамУ о па, подвергают ее отжигу при +500 С в течение 1 ч с последующим ахлаж3176

35

50 дением до температуры ниже +-24 С.

Затем открывают штамп и половину цилиндрической заготовки с одной стороны от, средней образующей (будущую стенку 8 оболочки 4) подвергают пластической деформации, образуя на месте выпуклости вогнутость, т.е. преобразуя форму заготовки на этом участке до зеркально противоположной.

После этого скрепляют кромки заготов= ки при температуре выше +48 С (т.е. когда оболочка 4 имеет выпуклую, близкую к цилиндрической форму).

Установка работает следующим образом.

Плавучее основание 1 (понтон) устанавливают на якорях (не показаны) в водоеме с горячей водой (среда 5). Оболочки 4, находящиеся в горячей водной среде 5, в результате проявления термомеханической памяти стенок 8 принимают выпуклую форму. При переходе стенок 8 оболочек 4 от вогнутой к выпуклой форме на них со стороны среды 5 действует окружное усилие 9, приводящее вал 2 во вращение. Из холодной воздушной среды 6 в горячую водную среду 5 входят следующие оболо;кн 4 и, прогреваясь, принимают выпуклую форму преимущественно после прохождения нижней точки их траектории. В результате на выпуклые оболочки 4 справа от оси вала 2 будет действовать большая по величине сила 10 плавучести Архимеда, чем на оболочки 4, вошедшие в воду слева от о.- вала 2, но еще не успевшие прогреться до температуры проявления памяти их стенок 8. Указанная разность оси

Архимеда создает момент относительно оси вала 2, поддерживающий вращение последнего в направлении стрелки 11 (фиг.2).

Выпуклые оболочки 4 после выхода из воды охлаждаются в воздушной среде 6 и их стенки 8 вновь принимают исходную вогнутую форму. Вращение вала 2 передается генератору 3, который вырабатывает электрическую энергию;

Вращающий момент и удельная мощность предлагаемой установки повышены по сравнению с известной установкой за счет возникновения дополнительного окружного усилия 9 при изменении кривизны стенок 8 танген-!

15 фИГ 1

Составитель Л.Тугарев

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай

Редактор Г.Гербер

Заказ 6056/35 Тираж 415 Подписное

ВНИКЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

5 15131 циально ориентированных оболочек 4 в горячей водной среде 5.

Формула изобретения

Энергетическая установка, содержащая установленный на плавучем основании с воэможностью вращения горизонтальный вал, соединенный с генератором электрической энергии, и оболочки из материала, обладающего памятью их переменного объема, эксцентрично соединенные с валом с возможностью поочередного взаимодействия со средайи, имеющими разные температуры, соответствующие ди76 6 апазону температур фазового перехода материала оболочек, причем каждая оболочка имеет выпуклую стенку, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения удельной мощности, выпуклые стенки всех оболочек установлены с односторонним тангенциальным направлением их выпуклостей, а память противоположной стенки каждой оболочки выражена в принятии вогнутой формы с примыканием изнутри к выпуклой стенке при температуре одной из сред и в принятии выпуклой формы с изменением направления кривизны на противоположное при температуре другой среды.