[go: up one dir, main page]

SU1315649A1 - Heat martensite engine - Google Patents

Heat martensite engine Download PDF

Info

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
Application number
SU853974024A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Лихачев
Валерий Федорович Мозгунов
Original Assignee
ЛГУ им.А.А.Жданова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЛГУ им.А.А.Жданова filed Critical ЛГУ им.А.А.Жданова
Priority to SU853974024A priority Critical patent/SU1315649A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1315649A1 publication Critical patent/SU1315649A1/en

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)

1. Тепловой мартенситный двигатель , содержащий корпус с неподвижным кулачком, горизонтальный вал,1. Thermal martensitic engine, comprising a housing with a fixed cam, a horizontal shaft, установленР1ьш в корпусе с возможностью , по крайней мере один рабочий узел в виде прикреплен- ных к валу упругого элемента и радиальной направл ющей с подвижноInstalled in a housing with the possibility of at least one working unit in the form of an elastic element attached to the shaft and a radial guide with a movable установленным в последней толкателем с роликом на конце дл  взаимодействи  с ку.чачком и св занного с упругим элементом и с толкателем рабочего элемента из материала с эффектомmounted in the last pusher with a roller at the end for interacting with the cuff and associated with the elastic element and the pusher of the working element of the material with the effect пам ти формы, а также средство нагрева рабочего элемента и средство охлаждени  последнего в виде заполненного жидким хладоносителем резервуара , отличающийс  тем что, с целью повышени  КПД путем удалени  друг от друга средств нагрева и охлаждени  и уменьшени  их нагретых и охлажденных поверхностей при использовании жидких хладо- и теплоносителей, он снабжен механизмом преобразовани  колебательного движени  вала во вращательное, а средство нагрева выполнено в виде заполненного жидким теплоносителем резервуара, причем резервуары установлены на траектории перемещени  рабочего элемента по разные стороны от проход щей через ось вала вертикальной плоскости.memory of the form, as well as means for heating the working element and means for cooling the latter in the form of a tank filled with liquid coolant, characterized in that, in order to increase efficiency by removing from each other the means of heating and cooling and reducing their heated and cooled surfaces when using liquid cool- and coolants, it is equipped with a mechanism for converting the oscillatory motion of the shaft into a rotational one, and the heating means is made in the form of a tank filled with a liquid heat carrier, and the tanks are anovleny on the trajectory of movement of the operating member on opposite sides of the shaft passing through the axis of the vertical plane. 2. Двигатель по п. 1, отличающийс  тем, что концы упругого элемента соединены с рабочим элементом с возможностью свободного изменени  формы последнего в начале2. The engine according to claim 1, characterized in that the ends of the elastic element are connected to the working element with the possibility of freely changing the shape of the latter at the beginning обратного и в конце пр мого мартен- ситных превращений.the reverse and at the end of the direct martensitic transformations. 3.Двигатель по п. 1, отличающийс  тем, что механизм3. The engine according to claim 1, characterized in that the mechanism с выполнен в виде кривошипно-кулисного механизма с установленным на оси кривошипа маховиком.c is made in the form of a crank-rocker mechanism with a flywheel mounted on the crank axis. 4.Двигатель по пп. 1-3, отличающийс  тем, что, с4. The engine of PP. 1-3, characterized in that, with fO целью стабилизации развиваемого на валу момента при пр мом и обратном ходах рабочего элемента, он снабжен дополнительно по крайней мере еще одним неподвижным кулачком и соот15 ветственно еще одной парой резервуаров с жидкими тепло- и хладоносите- л ми, рабочие узлы расположены в одной радиш1ьной плоскости, а резервуары установлены на траектории пере20 мещени  рабочих элементов таким образом , что по каждую сторону от проход щей через ось вала вертикальной плоскости размещены р дом резервуары , заполненные тепло- и хладоноси25 тел ми.fO in order to stabilize the torque developed on the shaft during forward and reverse movements of the working element, it is additionally equipped with at least one more fixed cam and, respectively, another pair of tanks with liquid heat and coolant, the working units are located in the same radio plane The tanks are installed on the movement trajectory of the working elements in such a way that on each side of the vertical plane passing through the shaft axis a row of tanks filled with heat and coolants are placed. Редактор Е.ПаппEditor E. Papp Составитель Л.Тугарев Техред М.ХоданичCompiled by L.Tugarev Tehred M.Hodanich Заказ 2332/35Order 2332/35 Тираж 426 .ПодписноеCirculation 426. Subscription ВНЮШИ Государственного комитета СССРINSIGHTS of the USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Pa llcкa  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Pa lionka nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 Корректор М.ШарошиProofreader M.Sharoshi
SU853974024A 1985-11-10 1985-11-10 Heat martensite engine SU1315649A1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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