SU1315649A1 - Heat martensite engine - Google Patents
Heat martensite engine Download PDFInfo
- Publication number
- SU1315649A1 SU1315649A1 SU853974024A SU3974024A SU1315649A1 SU 1315649 A1 SU1315649 A1 SU 1315649A1 SU 853974024 A SU853974024 A SU 853974024A SU 3974024 A SU3974024 A SU 3974024A SU 1315649 A1 SU1315649 A1 SU 1315649A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- shaft
- working
- engine
- tanks
- working element
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к машиностроению . Изобретение позвол ет повысить КПД путем удалени друг от друга средств нагрева и охлаждени и уменьшени их нагретых и охлажденных поверхностей при использовании жидких хладо- и теплоносителей и стабилизировать развиваемый на валу ISitt 15, lit 2Z П 1д « СЛ со ел 05 4 (Х. f.9 f.5 fi Фиг,1The invention relates to mechanical engineering. The invention makes it possible to increase the efficiency by removing the heating and cooling means from each other and reducing their heated and cooled surfaces when using liquid coolants and heat carriers and stabilize the ISitt 15, lit 2Z P 1d "SL coil 05 4 developed on the shaft (X. f .9 f.5 fi FIG. 1
Description
1313
момент при пр мом и обратном ходах рабочего элемента (РЭ). Рабочий узел 4 выполнен в виде прикрепленных к валу 3 упругого элемента 3 и радиальной направл ющей 6 с подвижно установленным в последней толкателем (Т) 7 с роликом 8 и св занного с Т 7 и элементом 5 РЭ 9 из материала с эффектом пам ти формы. Последний, наход сь в теплоносителе 10 резервуара 11, давит на кулачок (К) 2 через Т 7. Вследствие этого Т 7 обкатываетс по К 2 и, увлека за собой направл ющую 6 и вал 3, перебрасьша- ет РЭ 9 в хладоноситель 12 резервуара 13. При этом маховик 20 приходит в движение и запасает энергию до переброса РЭ в резервуар 11. Это достигаетс за счет обратимого пре1time at forward and reverse moves of the work item (OM). The operating unit 4 is made in the form of an elastic element 3 and a radial guide 6 attached to the shaft 3 with a movably mounted pusher (T) 7 with a roller 8 and connected to T 7 and an OM 5 element 5 of a shape memory material. The latter, being in the coolant 10 of the reservoir 11, presses on the cam (K) 2 through T 7. As a result, T 7 rolls around K 2 and, taking the guide 6 and shaft 3 behind itself, transfers the ER 9 to the coolant 12 of the reservoir 13. At the same time, the flywheel 20 is set in motion and stores energy before transferring the reer to the reservoir 11. This is achieved due to the reversible quality
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к устройствам преобразовани тепловой энергии в механическую за счет тепловых деформаций рабочего элемента из материала с эффектом пам ти формы.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to devices for converting thermal energy into mechanical energy due to thermal deformations of the working element of a material with a shape memory effect.
Цель изобретени - повышение КПД путем удалени друг от друга средств нагрева и охлаждени и уменьшени их нагретых и охлажденных поверхнос- тей при использовании жидких хладо- и теплоносителей, а также стабилизаци развиваемого на валу момента при пр мом и обратном ходах рабочего элемента .The purpose of the invention is to increase the efficiency by removing the heating and cooling means from each other and reducing their heated and cooled surfaces when using liquid coolants and coolants, as well as stabilizing the torque developed on the shaft during forward and reverse strokes of the working element.
На фиг. 1 изображена конструктивна схема предлагаемого двигател с одним рабочим элементом; на фиг. 2 то же, с двум соединенными в проти- вофазе рабочими элементами. FIG. 1 shows the structural scheme of the proposed engine with one working element; in fig. 2 the same, with two working elements connected in counter phase.
Двигатель (фиг. 1) содержит корпу 1 с неподвижным кулачком 2. В корпус 1 с возможностью вращени установлен горизонтальный вал 3 с, по крайней мере, одним рабочим уэлом 4 в виде прикрепленных к валу 3 упругого элемента 5 и радиальной направл ющей 6 с подвижно установленным в последней толкателем 7, имеющим роликом 8 на конце дл взаимодействи с кулачком 2, и св занного с упругим элементомThe engine (Fig. 1) comprises a frame 1 with a fixed cam 2. In the case 1, a horizontal shaft 3 is rotatably mounted with at least one working well 4 in the form of an elastic element 5 and a radial guide 6 attached to the shaft 3 with a movable mounted in the last pusher 7, having a roller 8 at the end for interacting with the cam 2, and connected with the elastic element
56Д956D9
образовани колебательного движени во вращательное посредством кулисы 15 и кривошипа 18. Концы элемента 5 соединены с РЭ 9. с возможностью свободного изменени формы РЭ в начале обратного и в конце пр мого мартенситных превращений. Двигатель может быть снабжен по крайней мере еще одним неподвижным К и соответственно еще одной парой резервуаров. Рабочие узлы при этом расположены в одной радиальной плоскости, а резервуары установлены на траектории перемещени РЭ т.о., что по каждую сторону от проход щей через ось вала вертикальной плоскости размещены р дом резервуары, заполненные тепло- и хладоносител ми. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.the formation of an oscillatory movement into rotational through the wings 15 and the crank 18. The ends of element 5 are connected to the ER 9. with the possibility of free changing the form of the ER at the beginning of the reverse and at the end of the direct martensitic transformations. The engine can be equipped with at least one fixed K and, accordingly, another pair of tanks. The working units are located in the same radial plane, and the tanks are installed on the RE motion path so that on each side of the vertical plane passing through the axis of the shaft are a row of tanks filled with heat and coolants. 3 hp f-ly, 2 ill.
5 и толкателем 7 рабочего элемента 9 из материала с эффектом пам ти формы, из никелида титана. Двигател имеет также средство нагрева рабочего элемента 9 в виде заполненного жидким теплоносителем 10 резервуара 11 и средство охлаждени элемента 9 в виде заполненного жидким хладоно- сителем 12 резервуара 13. Резервуары 11 и 13 установлены на траектории перемещени рабочего элемента 9 по разные стороны от проход щей через ось вала 3 вертикальной плоскости. Двигатель снабжен кривошипно-кулис- ным механизмом 14 преобразовани колебательного движени вала во вращательное . Механизм 14 содержит кулису 15, св занную с валом 3 через зубчатое колесо 16 и сектор 17, и соединенный с ней кривошип 18, на оси 19 которого установлен маховик 20. Концы упругого элемента 5 соединены с рабочим элементом 9 с возможностью свободного изменени формы последнего ь начале обратного и в конце пр мого мартенситных превращений . В частности, элементы 5 и 9 выполнены в виде концентричных винтовых пружин и установлены.с зазором между их торцами при охлажденном состо нии рабочего элемента 9.5 and the pusher 7 of the working element 9 of a material with a shape memory effect made of titanium nickelide. The engine also has a means of heating the working element 9 in the form of a reservoir 11 filled with a liquid coolant 10 and means of cooling the element 9 as a reservoir 13 filled with a liquid refrigerant 12. The tanks 11 and 13 are installed on the path of movement of the working element 9 on opposite sides of the the axis of the shaft 3 vertical plane. The engine is equipped with a crank-cam link mechanism 14 for converting an oscillating movement of a shaft into a rotary one. The mechanism 14 comprises a link 15 connected to the shaft 3 via a gear 16 and sector 17, and a crank 18 connected to it, on the axis 19 of which a flywheel 20 is mounted. The ends of the elastic element 5 are connected to the working element 9 with the possibility of free changing the shape of the latter the beginning of the reverse and at the end of the direct martensitic transformations. In particular, elements 5 and 9 are made in the form of concentric helical springs and are installed with a gap between their ends in the cooled state of the operating element 9.
313313
Двигатель (фиг, 2) снабжен дополнительно по крайней мере еще одним неподвижным кулачком 2 и соответственно еще одной парой резервуаров 11 и 13 с жидк1{ми тепло- и хладоно- сител ми 10 и 12 соответственно, а рабочие узлы 4 расположены в одной радиальной плоскости. Резервуары 11 и 13 установлены на траектории перемещени рабочих элементов 9 таким образом, что по каждую сторону от проход щей через ось вала 3 вертикальной плоскости размещены р дом резервуары 11 и 13, заполненные тепло- и хладоносител ми Ю и 12 соответственно ,The engine (FIG. 2) is additionally equipped with at least one more fixed cam 2 and, respectively, another pair of tanks 11 and 13 with liquid heat and refrigerants 10 and 12, respectively, and the working units 4 are located in the same radial plane . The tanks 11 and 13 are installed on the path of movement of the working elements 9 in such a way that on each side of the vertical plane passing through the axis of the shaft 3 a row of tanks 11 and 13 are placed, filled with heat and coolants Yu and 12, respectively,
В процессе работы двигател рабочий элемент 9, наход сь в жидком теплоносителе 10, в результате про влени эффекта пам ти восстанавливает свою форму и, сжима сь, давит через толкатель 7 на кулачок 2, вследствие чего толкатель 7 роликом 8 обкатываетс по профильной поверхности кулачка 2 и, увлека за собой направл ющую 6 и вал 3, поворачиваетс и перебрасывает рабочий элемент 9 в жидкий хладоноситель 12, При этом маховик 20 пр1тходит в движение и запасает энергрпо дл переброса толкател 7 с рабочим элементом 9 обратно в жидкий теплоноситель 10. Это достигаетс за счет обратимого преобразовани колебательного движени во вращательное посредством кулисы 15 и кривошипа 18, Через некоторое врем после начала обратного мартенситного превращени материала рабочего элемента 9 и восстановлени его формы торец упругого элемента 5 начи1 ает взаимодействовать с торцом рабочего элемента 9, преп тству сжатию последнего. В процессе дальнеЙБтего сжати рабочего элемента 9 происходит сжатие упругого элемента 5 и запасание энергии его упругой деформации. После охлаждени в жидком хладоносителе 12 .рабочего элемента 9 происходит пр мое мартенситное превращение его материала , вследствие чего резко падает модуль его упруг ости, и элемент 9 становитс сравнительно легко деформируемым . Под действием сил упругости элемента 5 происходит раст жение охла кденного элемента 9 до тех пор, пока длина элеме та 5 не примет первоначальное значение, В этот мо94During engine operation, the working element 9, being in the heat-transfer fluid 10, as a result of the memory effect, regains its shape and, compressing, presses the cam 2 through the cam 7 to the cam 2, as a result of which the roller 8 rolls around the profile surface of the cam 2 and, following the guide 6 and the shaft 3, carries away the working element 9 into the liquid coolant 12, and the flywheel 20 moves into motion and stores the power for transferring the pusher 7 with the working element 9 back into the heat-transfer fluid 10. E This is achieved due to the reversible transformation of the oscillatory motion into rotational through the scenes 15 and the crank 18. Some time after the beginning of the reverse martensitic transformation of the material of the working element 9 and the restoration of its shape, the end of the elastic element 5 begins to interact with the end of the working element 9, preventing the compression . In the process of further IBD compression of the working element 9, the elastic element 5 is compressed and its elastic deformation energy is stored. After cooling in the liquid coolant 12 of the working element 9, the direct martensitic transformation of its material occurs, as a result of which the modulus of its elasticity sharply drops, and the element 9 becomes relatively easily deformable. Under the action of the elastic forces of element 5, the cooling of element 9 is stretched until the length of element 5 acquires the initial value, In this mode
мент элементы 5 и 9 перестают взаимодействовать друг с другом. Таким образом, ход упругого элемента 5 меньше хода рабочего элемента 9.ment elements 5 and 9 cease to interact with each other. Thus, the stroke of the elastic element 5 is less than the stroke of the working element 9.
Дальнейшее удлинение охлажденного рабочего элемента 9 происходит за счет эффекта дополнительного ориентированного превращени , заключающегос в том, что формоизменение приFurther lengthening of the cooled working element 9 occurs due to the effect of additional oriented transformation, which consists in the fact that
пр мом мартенситном превращении, начавшеес под нагрузкой, продолжает развиватьс в ту же сторону после сн ти нагрузки до конца превращени . Работа двигателей, изображенныхdirect martensitic transformation, which began under load, continues to develop in the same direction, after relieving the load until the end of the transformation. Engine performance pictured
на фиг. 2 и 1, аналогична. Разница состоит в том, что рабочие элементы 9 двигател , изображенного на фиг. 2, работают в противофазе, в результате чего каждое колебание вала 3 вл етс рабочим. Это стабилизирует развиваемый на валу 3 момент и повышает нагрузочную способность двигател .in fig. 2 and 1 is similar. The difference is that the operating elements 9 of the engine shown in FIG. 2, work in antiphase, with the result that each oscillation of the shaft 3 is working. This stabilizes the moment developed on the shaft 3 and increases the load capacity of the engine.
Использование отдельных резервуаров 11 и 13 позвол ет повторноUsing separate tanks 11 and 13 allows reuse
употребл ть как тепло- так и хладо- носители 10 и 12 с обеспечением разницы температур между ними минимальной , достаточной дл работы материала рабочего элемента 9. Это обеспечивает эффективное и экономичное использование тепловой энергии.use both heat and coolant carriers 10 and 12, ensuring that the temperature difference between them is minimal enough for the material of the working element 9 to work. This ensures efficient and economical use of thermal energy.
Исключение взаимодействи рабоче- го и упругого элементов 9 и 5 в начале обратного и в конце пр мого мар- тенситиого преврал1ени материала рабочего элемента 9 позвол ет мень- шить величину и потери энергии, за- пасасмой в упругом элементе 5. Оба указанные фактора обеспечивают повышение КПД двигател .Elimination of the interaction of the working and elastic elements 9 and 5 at the beginning of the reverse and at the end of the direct martensite transformation of the material of the working element 9 allows a smaller amount and energy loss, which is stored in the elastic element 5. Both of these factors provide an increase in Engine efficiency
Фор мула изобретени Formula of invention
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853974024A SU1315649A1 (en) | 1985-11-10 | 1985-11-10 | Heat martensite engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853974024A SU1315649A1 (en) | 1985-11-10 | 1985-11-10 | Heat martensite engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1315649A1 true SU1315649A1 (en) | 1987-06-07 |
Family
ID=21204351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU853974024A SU1315649A1 (en) | 1985-11-10 | 1985-11-10 | Heat martensite engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1315649A1 (en) |
-
1985
- 1985-11-10 SU SU853974024A patent/SU1315649A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент US № 4086769, кл. 60/527, опублик. 1978. Авторское свидетельство СССР № 750126, кл. F 03 G 7/06, 1976. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100287936A1 (en) | Thermodynamic machine, particular of the carnot and/or stirling type | |
| EP0045250A1 (en) | Memory alloy thermal motor | |
| US4683723A (en) | Heat activated heat pump | |
| SU1315649A1 (en) | Heat martensite engine | |
| KR20060111356A (en) | Thermo-hydrodynamic load increaser | |
| SU1386039A3 (en) | Heat engine and method of converting heat energy into mechanical energy by means of heat engine | |
| DE102015105878B3 (en) | Supercritical cycle with isothermal expansion and free piston heat engine with hydraulic energy extraction for this cycle | |
| US4257231A (en) | Heat engine | |
| US4423596A (en) | Thermal engine | |
| EP0213198A1 (en) | Linear output nitinol engine | |
| US3733974A (en) | Piston cylinder combination | |
| US4019336A (en) | Refrigerator | |
| EP4610489A1 (en) | Apparatus comprising at least two elastocaloric regenerators and heating/cooling system | |
| SU1101630A1 (en) | Gas cryogenic machine | |
| RU2079070C1 (en) | U-shaped refrigerating machine working by stirling cycle | |
| RU2001298C1 (en) | Engine with external heat supply | |
| SU1719867A1 (en) | Heat transfer device | |
| SU437890A1 (en) | Refrigeration gas installation | |
| RU2051287C1 (en) | Method of operating engine with external heat supply and engine with external heat supply | |
| SU1722869A1 (en) | Power press | |
| SU1041737A1 (en) | Heat engine | |
| SU439672A1 (en) | Refrigerating gas machine | |
| RU1831580C (en) | External combustion engine and control external combustion engine | |
| RU2042851C1 (en) | Engine with external heat supply | |
| RU1793086C (en) | Engine |