Гетерогенна термодинамічна система, спосіб єрошенко перетворювання теплової енергії в механічну та пристрій для його здійснення

1. Г е т е р о г е н н а я термодинамическая с и с т е м а , содержащая жидкость и капиллярно—пористое т е л о , о т л и ч а ю щ а я с я тем, ч т о , с целью повышения КПД и удельной р а б о т о с п о _ собности единицы р а б о ч е г о объема с и стемы, капиллярно-пористое тело имеет лиофобную п о в е р х н о с т ь . 2 . Способ Ерошенко преобразования тепловой энергии в механическую п у тем охлаждения и н а г р е в а г е т е р о г е н ной термодинамической системы, с о держащей жидкость и капиллярно-пористое т е л о , заполнения капилляров порист о г о тела жидкостью и удаления жидкости из капилляров, о т л и ч а ю щ и й с я т е м , что гетерогенную т е р модинамическую систему сжимают в н а гретом с о с т о я н и и , заполняя капилляры пористого т е л а жидкостью, после чего систему охлаждают, и самопроизвольное расширение последней под д е й с т в и ем сил капиллярного давления Лапласа используют для совершения полезной работы. 3. Способ по п . 2, о т л и ч а ю щ и й с я т е м , что нагрев г е т е р о генной термодинамической системы до максимальной температуры о с у щ е с т в л я ют при минимальной поверхности межфазного к о н т а к т а жидкости и к а п и л л я ров пористого т е л а и максимальном объеме г е т е р о г е н н о й системы, з а т е м при постоянной максимальной т е м п е р а туре и продолжающемся подводе тепла сжимают систему под постоянным низким давлением до минимального объема, преодолевая капиллярное давление и увеличивая поверхность межфазного контакта до максимального з н а ч е н и я , после ч е г о систему охлаждают при максимальном значении поверхности е е межфазного контакта и при неизменном минимальном объеме, и после этого при продолжающемся отводе тепла и с пользуют самопроизвольное расширение гетерогенной термодинамической системы под возросшим капиллярным давлением для совершения полезной работы. 4. Способ по пп. 2 и 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью дальнейшего повышения КПД, гетерогенную термодинамическую систему перед последующим циклом нагревают теплом, отводимым от нее в процессе охлаждения в предыдущем цикле. 5. Способ по пп. 2 и 4, о т л и — ч а ю щ и й с я тем, что сжатие гетерогенной термодинамической системы начинают до достижения всем ее объемом максимальной температуры, и дальнейшее сжатие гетерогенной системы осуществляют при понижении давления с продолжением ее нагрева до максимальной температуры. 6. Устройство преобразования тепловой энергии в механическую, содер РІЇІЇ1 (Л С to ел 00 1254811 жащее частично заполненную жидкостью рабочую камеру с установленными в ней подвижным рабочим органом и капиллярно-пористым твердым телом, взаимодействующим с жидкостью, а так* же источники нагрева и охлаждения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что стенки камеры и капиллярно-пористое тело выполнены из теплопроводного материала и жестко связаны друг с другом, а источники нагрева и охлаждения имеют подвижные горячий и х о лодный термополюса, установленные с возможностью попеременного контакта со стенками камеры, 7. Устройство преобразования т е п ловой энергии в механическую, содержащее частично заполненную жидкостью камеру с установленными в ней подвижным рабочим органом и капиллярнопористым твердым телом, взаимодействующим с жидкостью, а также и с т о ч ники нагрева и охлаждения камер, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности функционирования, а также обеспече— ния возможности осуществления з а п у с ка без с т а р т е р а , устройство содержит четное число, по крайней мере.четыре рабочие камеры, стенки и капиллярно-* пористое тело каждой камеры выполнены из теплопроводного материала, все они жестко связаны друг с другом, источники нагрева и охлаждения каждой камеры имеют подвижные горячие и холодные термополюса, установленные с возможностью попеременного теплового контакта со стенками камеры, устройство снабжено двухходовым гидронасосом с числом цилиндров не менее двух, основным и дополнительным гидроприводами, гидравлическим а к Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а именно к гетерогенной термодинамической системе для осуществления термодинамических преобразований за счет изменения сил молекулярного в з а и м о действия на поверхности межфаэного _ кумулятором, емкостью сбора рабочей жидкости гидроприводов и гидронасо- ' са,.распределительным и управляющим блоками, причем рабочие органы камер соединены попарно между собой при помощи штоков, в средней части каждого штока закреплен поршень гидронасоса, выход гидронасоса соединен с гидравлическим аккумулятором непосредственно и через дополнительно установленные спаренные гидравлические вентили - с основным и дополнительным гидроприводами, вход гидронасоса соединен с емкостью сбора рабочей жидкости, основной гидропривод соединен с нагрузкой, дополнительный гидропривод жестко связан с распределитель- ^ ным блоком, последний соединен с п о движными термополюсами камер и клапанами гидронасоса с возможностью осуществления в противофазе рабочих циклов спаренных камер, а также циклов цилиндров гидронасоса, а управляющий блок имеет параллельную связь с распределительным блоком и спаренными вентилями гидроприводов для осуществления запуска и останова, и отдельную связь со спаренными вентилями гидроприводов для управления мощностью устройства. 8. Устройство по п. 7, о т л и— ' ч а ю щ е е с я тем, что спаренные і камеры связаны между собой тепловодом через управляемый тепловой в е н тиль, который, в свою очередь, с в я зан с распределительным блоком для выключения тепловода в периоды контакта камер с горячим и холодным т е р мополюсами, подачи жидкости в капилляры и рабочего хода и для соединения спаренных камер между собой т е п ловодом в промежутках между этими периодами. • і 2 контакта капиллярно-пористого тела и не смачивающей его жидкости при нагреве и охлаждении, к способу и устройствам для преобразования тепловой энергии в механическую за счет изменения капиллярных сил при изменении температуры, и может быть йс 15 16 Итак, предлагаемые структурная (фиг. 5) и принципиальная (фиг.6) схемы устройства позволяют эффективно преобразовывать теплоту в работу независимо от нагрузки на вал гидро привода. Запуск устройства может осуществляться без дополнительного источника энергииэа счетаккумулирующих свойствжидкости 4и капиилярно-пористых телЗ вкаждой изчетырех камер. S Фи*. З 5 1254811 Фиг 5 ,] "~1 I 30 31 ал m гзв m Qrn/cp Зоко Откв Зат 1 a о Откр Заяв s. верх 23 Низ 2Za m вері « ч ч ч Низ веог 21 Низ V Ш s У Низ то ! Ч ч 9 т І 3 2 „ " Откр Закв откр Зокр t, ДІ tt t$t9 Фи» 7 Редактор Г.Улыбина Составитель Jl.TvrapeB Техред И.Гайдош Корректор II. Пожо Заказ 849/ДСП Тираж 233 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ З к І * № • С М союз совєтсних СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН „„SIL1254811 А (50 4 . F 03 G 7/0_0_ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3333201/24-06 (22) 24.07.81 (72) В.А.Ерошенко (53) 621.499.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 9434А4, кл. F 03 G 7/00, 1980. Авторское свидетельство СССР № 328257, кл. F 03 G 7/00, 1970. генной термодинамической системы до максимальной температуры осуществляют при минимальной поверхности м'ежфаэного контакта жидкости и капилляров пористого тела и максимальном объеме гетерогенной системы, затем при постоянной максимальной температуре и продолжающемся подводе тепла сжимают систему под постоянным низким давлением до минимального объема, преодолевая капиллярное давление и увеличивая поверхность межфазного контакта до максимального значения, после чего систему охлаждают при максимальном значении поверхности е е межфазного контакта и при неизменном минимальном объеме, и после этого при продолжающемся отводе тепла и с пользуют самопроизвольное расширение гетерогенной термодинамической системы под возросшим капиллярным давлением для совершения полезной работы. (54) ГЕТЕРОГЕННАЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА , СПОСОБ ЕРОШЕНКО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСК Ю И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕУ НИЯ (57). 1 , Гетерогенная термодинамическая система, содержащая жидкость и капиллярно—пористое тело, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения КПД и удельной работоспо, собности единицы рабочего объема с и стемы, капиллярно—пористое тело имеет лиофобную поверхность, 2. Способ Ерошенко преобразования тепловой энергии в механическую пу4. Способ по пп. 2 и 3, о т л и тем охлаждения и нагрева г е т е р о г е н ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью ной термодинамической системы, с о дальнейшего Повышения КПД, г е т е р о держащей жидкость и капиллярно—порисгенную термодинамическую систему тое т е л о , заполнения капилляров порис- перед последующим циклом нагревают того тела жидкостью и удаления жидтеплом, отводимым от нее в процескости из капилляров, о т л и ч а ю се охлаждения в предыдущем цикле. щ и й с я тем, что гетерогенную т е р 5. Способ по пп. 2 и 4 , о т л и модинамическую систему сжимают в нач а ю щ и йс я тем, что сжатие гретом состоянии, заполняя капилляры гетерогенной термодинамической с и пористого тела жидкостью, после чего стемы начинают до достижения всем систему охлаждают, и самопроизвольее объемом максимальной температуры, ное расширение последней под действии дальнейшее сжатие гетерогенной ем сил капиллярного давления Лапласа системы осуществляют при понижении используют для совершения полезной давления с продолжением ее нагрева работы. до максимальной температуры. 3, Способ по п. 2, о т л и ч а 6. Устройство преобразования тепю щ и й с я тем, что нагрев гетероловой энергии в механическую, содер— (Л to ел 00 125481 кумулятором, емкостью сбора рабочей жащее частично заполненную жидкостью жидкости гидроприводов и гидронасо-* рабочую камеру с установленными в са,. распределительным и управляющим ней подвижным рабочим органом и блоками, причем рабочие органы камер капиллярно-пористым твердым телом, соединены попарно между собой при по* взаимодействующим с жидкостью, а такмощи штоков, в средней части каждого же источники нагрева и охлаждения," штока закреплен поршень гидронасоса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что выход гидронасоса соединен с гидравстенки камеры и капиллярно-пористое лическим аккумулятором непосредствентело выполнены из теплопроводного но и через дополнительно установленматериала и жестко связаны друг с ные спаренные гидравлические вентидругом, а источники нагрева и охлажли - с основным и дополнительным гиддения имеют подвижные горячий и хороприводами, вход гидронасоса соедилодный термополюса, установленные нен с емкостью сбора рабочей жидкосс возможностью попеременного контакти, основной гидропривод соединен с та со стенками камеры* нагрузкой, дополнительный гидропри— вод жестко связан с распределитель— * 7. Устройство преобразования тепным блоком, последний соединен с половой энергии в механическую, содердвижными термополюсами камер и клажащее частично заполненную жидкостью панами гидронасоса с возможностью камеру с установленными в ней подосуществления в противофазе рабочих вижным рабочим органом и капиллярноциклов спаренных камер, а также цикпористым твердым телом, взаимодейлов цилиндров гидронасоса, а управствующим с жидкостью, а также источляющий блок имеет параллельную связь ники нагрева и охлаждения камер, о тс распределительным блоком и спаренл и ч а ю щ е е с я тем, что, с ными вентилями гидроприводов для осуцелью повышения К Щ и надежности Т ществления запуска и останова, и отфункционирования, а также обеспечедельную связь со спаренными вентиля-* ния возможности осуществления запусми гидроприводов для управления мощка без стартера, устройство содержит ностью устройства, четное число, по крайней мере,четыре рабочие камеры, стенки и капиллярно** 8, Устройство по п, 7, о т л и— пористое тело каждой камеры выполне' ч а ю щ е е с я тем, что спаренные ны из теплопроводного материала, ' камеры связаны между собой теплововсе они жестко связаны друг с другом, дом через управляемый тепловой венисточники нагрева и охлаждения кажтиль, который, в свою очередь, свядой камеры имеют подвижные горячие зан с распределительным блоком для и холодные термополюса, установленвыключения тепловода в периоды конные с возможностью попеременного тептакта камер с горячим и холодным тер— лового контакта со стенками камеры, мополюсами, подачи жидкости в капилустройство снабжено двухходовым гидляры и рабочего хода и для соединеронасосом с числом цилиндров не мения спаренных камер между собой теп— нее двух, основным я дополнительным ловодом в промежутках между этими ч гидроприводами, гидравлическим акпериодами, Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а именно к гетерогенной термодинамической системе для осуществления термодинамических преобразований за счет изменения сил молекулярного взаимодействия на поверхности межфазного контакта капиллярно-пористого тела и не смачивающей его жидкости при нагреве и охлаждении, к способу и устройствам для преобразования теп5 ловой энергии в механическую за счет изменения капиллярных сил при изменении температуры, я может быть йс 1254811 при использовании гетерогенной терпользовано при создании тепловых двимодинамической системы (вариант с гателей с внешним подводом тепла, раодной камерой в различных фазах рабочий перепад температур в которых бочего цикла); на фиг. 2 — T-S и составляет 20 - 300 С. Целесообразная область применения 5 P-V-диаграммы термодинамического изобретения определяется использовацикла, осуществляемого предлагаемым нием разности температур следующих способом; на фиг. 3 - то же, варитепловых источников: геотермальные ант с регенерацией hernia; на фиг.4то же, вариант с рь операцией тепла воды — окружающая атмосфера; отходящие газы (в том числе пар) промышto и заполнением капиилпов жидкостью ленных объектов — окружащющая атмосв процессе увеличения темпе; атуры фера; энергия солнечного излучения гетерогенной термодинамической сиокружающая среда; тепло биомасс (настемы; на фиг. 5 — структурная схепример, в овощехранилищах) - окружама устройства для осуществления спо— ющая среда; перспективным представ15 соба; на фиг. 6 — принципиальная схельется комплексное решение проблемы - ма устройства для осуществления хранения биомассы (поддержание поспособа (вариант с четырьмя рабочистоянной температуры внутри биомасми камерами); на фиг. 7 - временная сы) и производства энергии (механидиаграмма работы элементов устройческой, электрической) в зимнее вре- 20 с т в а мя; верхние слои воды морей и океУстройство (фиг, 1) содержхіт ЦИ-* анов — глубинные слои воды; корпусы линдрическую камеру 1 с установлентеплосиловых установок на подводных ными в ней подвижным рабочим оргаи надводных кораблях — забортная воном в виде поршня 2 и калиллярно-по— да; корпусы тепловых двигателей 25 ристым телом 3, взаимодейстующим окружающая среда; тепло сжигания с жидкостью 4, частично заполняющей • низкосортных углей и сланцев при камеру 1 и капилляры пористого т е большое избытке воздуха — окружала 3. Жидкость 4 выбрана таким обрающая среда. * зом, что она не смачивает твердое Целью изобретения является повытело 3, т . е . поверхность последнего 30 шение КПД и удельной работоспособявляется лиофобной по отношению к ности единицы рабочего объема, пожидкости 4, а коэффициент поверхност вышение надежности функционирования, ного натяжения жидкости 4 существен- . тякже обеспечение возможности осуг но снижается при росте температуры. ществления запуска без стартера. Жидкость 4 и капиллярно-пористое т е 35 ло 3 образуют гетерогенную термодиУвеличение КПД и удельной работоспособности единицы рабочего объема намическую систему. достигается за счет максимального Стенки камеры 1 и капиллярно—порабочего капиллярного давления (до ристое тело 3 выполнены из теплопро500-1500 атм) при чрезвычайно развиводного материала и жестко связаны 40 друг с другом. Газовая полость 5 с той поверхности межфазного контакта жидкости и капиллярно-пористого телевой стороны капиллярно-пористого ла, не смачиваемого этой жидкостью. тела 3 связана с запоршневым простПри использовании изобретения реальранством 6 газовым каналом 7, в к о ным является создание тепловых матором установлен обратный клапан 8 45 для исключения перетока жидкости по шин с удельной мощностью от 20 до 2000 кВт на 1 л рабочего объема. каналу 7 справа налево. Поршень 2 Преимуществами данного техничессодержит клапан 9 для периодического кого решения являются также бесшумперетока накапливающегося конденсаность работы, отсутствие загрязнета из запоршневого пространства 6 50 справа налево в основной объем жидния окружающей среды, а также воздействие на рабочий орган в процескости 4, когда поршень 2 находится се рабочего хода не нагретого, как в крайнем правом положении. Шток 10 в традиционных тепловых, машинах, поршня 2 содержит фиксатор 1I полоа охлажденного рабочего тела, что жения поршня. Шток 10 связан с нагруз обеспечивает повышение надежности 55 кой. Устройство содержит источники устройства. нагрева и охлаждения с подвижными На фиг. 1 а—г представлено устгорячим 12 и холодным 13 термополю— ройство для осуществления способа сами, установленными с возможностью 1254811 попеременного теплового контакта со стенками камеры I , Для осуществления перемещения термополюсов 12 н 13 последние соединены с р а с п р е д е лительным блоком 14, связанным со штоком 10 поршня 2 , В варианте с несколькими р а б о ч и ми камерами (фиг. 6) устройство с о держит четное ч и с л о , по крайней м е ре четыре, жестко связанных одна с другой рабочих камер ІА-Г, выполненных аналогично камере 1 ( ф и г . ! ) . Источники н а г р е в а и охлаждения каждой камеры имеют соответственно подвижные горячие - 12А-Г и холодные 13А—Г термополюса. Устройство с н а б жено двухходовым гидронасосом 15 с числом цилиндров 16 и і 6а не менее ДБ\ГХ, основным 17 и дополнительным 18 гидроприводами, гидравлическим акку•мулятором 19, емкостью 20 сбора р а бочей жидкости 2 1 , например масла, гидроприводов 17 и 18 и г и д р о н а с о с а , 15, а также распределительным 14 и управляющим 22 блоками. Рабочие о р ганы — поршни 2 камер 1А—Г с о о т в е т ственно соединены попарно с помощью штоков 10. В средней части каждого штока 10 закреплен поршень с о о т в е т ственно 23 и. 23а гидронасоса 15. Цилиндры 16 и 16а гидронасоса 15 с о единены с общим впускным патрубком 24 через впускные клапаны 25 — 28 и с общим выпускным патрубком 29 чер е э управляемые выпускные клапаны 3 0 — 3 3 , в свою очередь связанные с кулачковыми механизмами 34 - 37, Последние попарно 34 и 3 5 , 36 и 37 соединены в противофазе между собой и с распределительным блоком 14 т а ким образом, что кулачковые механизмы попарно 34 и 36, 35 и 37 включены также в противофазе. 5 10 15 20 25 30 35 40 гидропривод 17 соединен с нагрузкой 4 2 , а также посредством передачи £3 • с насосом 4 1 . Дополнительный г и д р о привод 18 жестко с в я з а н с р а с п р е д е лительным блоком 14, последний со*~ единен с подвижными термополюсами 12А-Г, 13А-Г и клапанами 30, 3 1 , 32 и 33 гидронасоса 15 с возможностью осуществления в противофазе рабочих циклов спаренных камер 1А и 1Б, 1В и 1Г, а также'циклов цилиндров г и д ронасоса 15. Управляющий блок 22 имеет параллельную связ,ь с р а с п р е д е лительным блоком 14 и спаренными вентилями 39 и 40 гидроприводов 17 и 18 для осуществления з а п у с к а и о с т а н о в а , и отдельную с в я з ь со с п а ренными вентилями 39 и 40 гидропри— водов 17 и 18 для управления мощностью у с т р о й с т в а . Тепловоспринимающие поверхности спаренных камер 1А и 1Б, 1В и 1Г связаны между собой тепловодами 44 через управляемые тепловые вентили 46 и 4 7 , которые, в свою о ч е р е д ь , связаны с распределительным блоком 14 для выключения тепловодов в п е р и оды контакта камер с горячим и холодным термополюсами, подача жидкости 4 в капилляры твердого т е л а 3 и р а б о чего хода, и соединения спаренных камер между собой тепловодом в промежутках между этими периодами. Горячий термополюс 12А камеры 1А механически с в я з а н с холодным тер— мополюсом 13Б камеры ІБ для их с и н фазного перемещения. Аналогично с в я заны пары термополюсов 12В и I ЗА, 12В и 13Г, 12Г и 13В. Устройство работает следующим образом. Начальное положение показано на фиг. 1а. Температура жидкости перед началом работы равна темпераВыпускной патрубок 29 гидронасо- 45 туре Т холодного источника или тем2 са 15 соединен непосредственно с пературе окружающей' среды, коэффицигидравлиАеским аккумулятором 19, со-1 ент поверхностного натяжения жидкосдержащим пористую вставку 38. ' ти 6 = 6 а . Рабочая жидкость 4 н а х о Патрубок 29 соединен также через дится в камере 1 и заполняет капиллядополнительно установленные спаренры пористого т е л а 3 . В этом положеные гидравлические вентили 39 и 40 нии камеру 1 соединяют с горячим с основным 17 и дополнительным 18 термополюсом 12, и при минимальной гидроприводами. поверхности £ Ї межфазного к о н т а к Впускной патрубок 24 гидронасота жидкости 4 и капилляров пористого са 15 соединен через насос 41 с егг* 5 5 тела 3 нагревают жидкость 4 и к а п и л костью 20 сброса отработанной' жидлярно-пористое тело 3 до максималькости 21 из основного 1/ и дополниной температуры Тл горячего термотельного 18 гидроприводов. Основной полюса 12. Этот процесс на Т—S и 1254811 P-V—диаграммах ( Л и г . 2 ) о б о з н а ч е н линией 1—2. В п р о ц е с с е н а г р е в а п о в е р х н о с т н о е н а т я ж е н и е жидкости с н и ж а е т с я д о " с в о е г о минимального з н а ч е - 5 ния о, , ч т о вызывает с о о т в е т с т в у ющее снижение к а п и л л я р н о г о д а в л е н и я до у р о в н я Р , . Далее сжимают г е т е р о г е н н у ю с и с т е му, состоящую и з жидкости 4 и к а п и л - 10 л я р н о - п о р и с т о г о т е л а 3 , капилляры п о р и с т о г о т е л а 3 заполняют н а г р е т о й жидкостью 4 , не смачивающей п о р и с т о е тело 3 , п о д постоянным д а в л е н и ем Р, ' и при п о с т о я н н о й максимальной 15 т е м п е р а т у р е Т^ при продолжающемся подводе т е п л а , п р е о д о л е в а я к а п и л л я р ное д а в л е н и е и у в е л и ч и в а я п о в е р х н о с т ь межфазного к о н т а к т а д о максимального з н а ч е н и я Я^. Этот п р о ц е с с п о к а з а н 20 линией 2—3 на T-S и P-V-диаграммах фиг. 2 . После э т о г о р а з ъ е д и н я ю т камеру I с горячим термополюсом I2 и с о е д и н я ют е е с холодным термополюсом 1 3 , 25 охлаждая жидкость 4 и к а п и л л я р н о - п о р и с т о е т е л о 3 т е п е р ь уже при м а к с и мальном и неизменном з н а ч е н и и межфазной п о в е р х н о с т и **2 к о н т а к т а жидкости 4 с твердым телом 3 , удерживая ж и д - зо кость 4 в капиллярах тела 3 д о кон- * ца п р о ц е с с а охлаждения с помощью фикс а т о р а I I . В р е з у л ь т а т е охлаждения жидкости п о в е р х н о с т н о е натяжение ее у в е л и ч и в а е т с я д о з н а ч е н и я (р^ , „ вызывая у в е л и ч е н и е к а п и л л я р н о г о д а в - ' ' л е н и я жидкости 4 д о у р о в н я Р 2 • Этот п р о ц е с с п о к а з а н линией 3—4 на T-S и P-V—диаграммах ф и г . 2 . З а т е м при продолжающемся т е п л о вом к о н т а к т е камеры 1 с холодным термополюсом 13 освобождают ф и к с а тор 1 1 , и с а м о п р о и з в о л ь н о е р а с ш и р е ние г е т е р о г е н н о й системы жидкость 4—• тело 3 используют д л я получения п о л е з н о й р а б о т ы , т . е . направляют при продолжающемся о т в о д е т е п л а с а м о п р о и з в о л ь н о выталкиваемую и з к а п и л л я ров под возросшим д а в л е н и е м Р . жидк о с т ь 4 к н а г р у з к е - рабочему о р г а н у *° д в и г а т е л я с сокращением п о в е р х н о с т и межфазного к о н т а к т а д о минимального значения &.,. Этот п р о ц е с с п о к а з а н линией 4-1 на T-S и P-V-диаграмах фиг. 2. ' 55 На этом рабочий цикл з а в е р ш а е т с я , и устройство возвращается в свое исходное с о с т о я н и е . 8 *В п р о ц е с с е охлаждения г е т е р о г е н ной термодинамической системы, с о с т о ящей и з к а п и л л я р н о - П о р и с т о г о т е л а 3 и жидкости 4 ( ф и г . Ів) в эапоршневом п р о с т р а н с т в е 6 происходит к о н д е н с а ция небольшого к о л и ч е с т в а п а р о в ж и д к о с т и 4,' попавших т у п а п о с л е подачи е е в поры ( ф и г . 1 6 ) . После большого ч и с л а циклов может пг »чсходить накопление конденсата в чатршневом п р а вом п р о с т р а н с т в е 6 камеры ' . При р а бочем х о д е поршня 2 -вправо ( ф и г . і г ) к о н д е н с а т поднимается в запоршневом п р о с т р а н с т в е , и клапан 8 в виде п о п л а в к а ( у з е л 8 , ф и г . 16) з а к р ы в а е т , д о с т у п к о н д е н с а т а в к а н а л 7. При движении поршня 2 вправо клапан 9 плотно прижимается к с е д л у под д е й ствием высокого д а в л е н и я жидкости Р £ в к а м е р е 1, исключая п е р е т о к ж и д к о с т и ч е р е з клапан 9 в запоршневое п р о с т р а н с т в о 6 . Шток клапана 9 н е с к о л ь к о в ы с т у п а е т н а д плоскостью т ы л ь ной ( п р а в о й ) стороны поршня 2 , ч т о о б е с п е ч и в а е т небольшое открытие к л а пана 9 t к о г д а поршень 2 з а н и м а е т к р а й н е е п р а в о е положение (шток к л а пана 9 у п и р а е т с я при этом в д н о ц и л и н д р а ) . Так к а к клапан 8 в э т о т м о мент з а к р ы т , к о н д е н с а т п е р е т е к а е т ч е р е з образовавшуюся кольцевую щель к л а п а н а 9 с п р а в а н а л е в о и з запоршн е в о г о п р о с т р а н с т в а 6 во внутренний объем камеры 1. При в о з о б н о в л е н и и цикла д о с т а т о ч н о малейшего п е р е м е щения поршня 2 в л е в о г чтобы к л а п а н 9 о к а з а л с я прижатым к с е д л у п о д д е й ствием д а в л е н и я жидкости в к а м е р е 1, Для дальнейшего повышения ^ осуществляют регенерацию т е п л а . При V T O M ЖИДКОСТЬ 4 и капиллярно-порис т о е т е л о 3 перед -последующим циклом .нагревают теплом жидкости А Чз» о Т ~ водимым в предыдущем цикле ( ф и г . 3 ) . Для упрощения у с т р о й с т в а сжатие г е т е р о г е н н о й термодинамической с и стемы жидкость 4 — т е л о 3 , т . е . з а полнение капилляров т е л а 3 жидкостью 4 начинают д о достижения всем объемом г е т е р о г е н н о й системы максимальной температуры Т. , и дальнейшее сжатие г е т е р о г е н н о й системы жидкость ч — т е л о 3 осуществляют при понижении д а в л е н и я и с продолжением н а г р е в а до максимальной температуры Т, , При этом т е п л о 4 q 3 f отводимое от г е т е р о генной системы жидкость 4 — т е л о 3 125481 10 12 и 1 3 с источниками нагрева и охв процессе ее охлаждеаия, используют лаждения и, следовательно, мощность для ее подогрева в процессе сжатия, гидронасоса 15 также возрастет. т.е. подачи жидкости 4 в поры тела'З 5 В этих условиях дальнейшая компен(см. T-S и P-V-циаграммы на фиг.А), . сация нагрузки 42 (совершение полезДефицит тепла при нагреве от Т2 до Т, ной работы) будет происходить не за покрывается за счет подвода тепла счет энергии гидравлического аккуі qj* на участке 5-2 (фиг. 4 ) . мулятора 19, а за счет тепловой Устройство (фиг. 5) работает следующим образом. При полностью за- 10 энергии, подведенной по каналу какрытых спаренных вентилях 39 и 40 мера 1 - гидронасос 15 - гидропригидроприводы 17 и І 8 неподвижны. При вод 1 7. открытии этих вентилей во время заАналогичным образом устройство пуска устройства гидроприводы 17 и работает при снижении нагрузки 42 18 могут питаться от гидравлического 15 на вал гидропривода 17. В этом слуаккумулятора 19 (далее будет показачае прикрытием вентилей 39 и 40 с но, что запуск устройства может быть помощью управляющего блока 22 обеспроизведен без наличия аккумулятопечивают равенство вращающего мора 19). Дополнительный гидропривод мента гидропривода 17 моменту сопро18 через распределительный блок 14 20 тивления нагрузки 42, а снижение осуществляет периодическое перемещечисла оборотов гидропривода 18 в ние термополюсов 12 и ІЗ» в резульединицу времени снижает потребление тате чего рабочий орган * поршень катепла извне за счет уменьшения часмеры 1 приводит в действие гидронатоты периодического контакта подвижсос 15. Если, например, нагрузка 42 25 ных термополюсов 12 и 13 с источни'кратковременно возросла, а степень ками нагрева и охлаждения. В переоткрытия вентиля 39 осталась прежходном неустановившемся режиме заней, то гидропривод 17 остановится, крытие вентилей 39 и 40 вызывает но процесс преобразования тепловой закачку избыточного количества жид— энергии в механическую в камере 1 не 30 кости 21 в аккумулятор 19. прекратится, так как дополнительный гидропривод 18 продолжает перемещать Устройство в варианте с четырьмя термополюсы 12 и 13 и гидронасос 15 рабочими камерами 1 (фиг. 6) рабобудет закачивать жидкость 21 в гидтает следующим образом. равлический аккумулятор Ї9, т.е. будет идти процесс накопления энер- ^ 5 Взаимное расположение всех элегии. . ментов устройства соответствует временному интервалу 0 - t^ на диаграмПри уменьшении прихода жидкости ме (фиг. 7 ) , в течение которого на21 в емкость 20 от основного гидрочинается и заканчивается процесс привода 17 при его остановке запас *® вытеснения рабочей жидкости 4 из масла в емкости 20 будет уменьшатьмикропор твердого тела 3 камеры 1Б*. ся пропорционально увеличению объема При этом поршни 2 камеры 1А и 23 жидкости 21, закачиваемой в это вредвижутся вверх и происходит вытесмя в аккумулятор 19. В этих условиях нение под высоким давлением жидкое— достаточно увеличить степень откры- 4 ^ ти 21 из цилиндра 16 гидронасоса 15 тия спаренных вентилей 39 и 40, и через управляемый клапан 30 в общий расход жидкости 21 через гидропривыпускной патрубок 29 и одновременвод 17 будет увеличен за счет ее зано совершается закачка .рабочей жидпасов в аккумуляторе 19. В результате мощность гидропривода 17 возрас- 5 0 кости 4 во внутренний объем капил— лярно-пористого тела 3 камеры 1А. тет и компенсирует возросшую нагрузПоследняя соединена с источником ку 42 на вал гидропривода 17, нагрева с помощью термополюса 12А для подвода тепла к гетерогенной сиУвеличение скорости вращения достеме жидкость 4 - тело 3 во время полнительного гидропривода 18 при этом автоматически вызовет увеличе- 55 изобарно—изотермического сжатия системы, т.е. образования чрезвычайно ние мощности преобразования энергии развитой межфазной поверхности конв камере 1 из—за увеличения частоты такта жидкости 4 и твердого тела 3, периодического контакта термополюсов II 2548 12 При перемещении вверх поршня 23 следующий промежуток времени &t пропроисходит впуск жидкости 21 в нижисходит рабочий ход то поршня 23, нюю часть цилиндра 16 гидронасоса 15 то поршня 23а гидронасоса 15, т . е . через клапан 26. в гидросистему постоянно поступает В этот же промежуток времени 0 - t, жидкость 21 под высоким давлением. тепловая связь через тепловой венИз анализа времеї.чой диаграммы тиль 47 используется для регенерации работы элементов ус„"ойства (фиг.7) тепла t отводимого от гетерогенной следует также, что распределительсистемы жидкость 4 - тело 3 в каме10 ный „блок 14 представляет собой мехаре IB в процессе изоповерхностного ническое устройство с выстоем, т . е . охлаждения (линия 3—4 на T-S-диагвсе подвижные элементы устройства раммах на фиг. 3 и 4 ) , для предвариосуществляют движение с периодичестельного нагрева гетерогенной систекой остановкой, что обеспечивает мы жидкость 4 - тело 3 в камере 1Г 15 непрерывное поступление жидкости 21 (линия 1-2 на фиг. 3 и линия 1-5 на вход гидроприводов 17 и 18 и гидна фиг. 4 ) , при этом тепловой венравлического аккумулятора 19, тиль 46 закрыт (фиг. 6 и 7 ) . Связь между управляющим блоком 22 и распределительным блоком 14 слуИз конструкции устройства (Лиг.6 л жит для запуска и остановки устройи 7) и T-S-диаграммы на фиг, 3 с л е - 2 ства с помощью управляющего сигнадует, что коэффициент регенерации ла 48 (фиг. 6 ) . тепла в этом варианте 0 , 5 . За промежуток времени 0 — t i д о л ж Остановка работы камер 1А—Г прона произойти подготовка камеры IB исходит следующим обрезом. Допустим, для совершения рабочего такта в прочто в процессе работы элементы устмежутке tA - t . (изобарно-изотермиройства занимают положение, предческое вытеснение жидкости 4 из пор ставленное на фиг. 6. В этот момент ее капиллярно-пористого тела 3) и управляющий сигнал 48 воздействует за этот же промежуток времени 0 — t> на вентиль 39 и спаренный вентиль 40, 30 нужно нагреть гетерогенную систему закрывая доступ масла к дополнительжидкость 4 - тело 3 в камере 1Г для ному гидроприводу 18, останавливая ее последующего сжатия, т . е . подачи тем самым перемещение всех элеменжидкости 4 в поры капиллярно—пористов устройства, так как распределитого тела 3 в интервале t - t o . тельный блок 14 останавливается. С этой же целью в промежутке времеСигнал 48 параллельно воздействует ни t ^ - t^ термополюс 1ЗБ источника на вал кулачкового механизма 34, охлаждения контактирует с камерой закрывая через уже неподвижный р а с 1В с целью глубокого ее охлаждения пределительный блок 14 клапан 30. до температуры Т . , а термополюс 12Г Одновременно сигнал 48 через блок 14 источника нагрева контактирует с к а и через резервный канал воздействумерой 1Г для нагрева гетерогенной ет на тепловой вентиль 47 и на класистемы жидкость 4 - тело 3 в ней пан 3 3 , закрывая последний. Теплодо максимальной температуры Т. перед вая связь между камерами IB и 1Г разпоследующей подачей жидкости 4 в порывается, В результате этого каме45 ры тела 3 во время такта t - tn „ ра 1В, капиллярно-пористое тело 3 когда охлажденная жидкость 4 будет которой заполнено горячей жидкостью выталкиваться из пор капиллярно—по4, будет изолирована от окружающей ристого тела 3 камеры 1В. среды (холодного термополюса 1ЗВ), а также и от горячего термополюса В промежуток времени t 1 - t 2 порш50 I2B. Благодаря закрытому клапану 33 ни 2 камер IB и 1Г и 23а идут вниз жидкость 4 остается запертой внутри (фиг. 6 и 7 ) . Жидкость 21 выталкипор капиллярно—пористого тела 3 к а вается из цилиндра 16а гидронасоса меры 1В (даже если бы произошло по 15 через управляемый клапан 33 и ч е какой-либо причине охлаждение жидрез выпускной патрубок 29 поступает на вход гидравлического аккумулято- 55 кости 4 внутри п о р ) . ра 19 и к спаренным вентилям 5 9 и 4 0 , В рассматриваемом случае, когда элементы устройства останавливаютИз анализа временной диаграммы с я , термополюс ІЗБ остается в по(фиг. 7) следует, что в каждый по 13 125481 14 стоянком контакте с камерой 1Б (жиддит подача жидкости 4 в поры капилкость 4 находится в порах капиллярлярно—пористого тела 3 камеры 1 Г. но-пористого тела 3 этой камеры), После этого начинается движение вниза термополюс 12А остается в постоян-4 порпня 2 камеры 1А (фиг. 7, участок ном контакте с камерой 1А (жидкость tj-fj) и затем движение вверх порш4 находится в объеме камеры 1А, поня 2 камеры ІГ (фиг. 7, участок t s - t 4 ) , ры тела 3 не заполнены жидкостью 4) Очень важно отметить, что указан) Остальные элементы устройства, как > ный способ запуска устройства не треак уже указывалось, остаются неподвиж10 бует аккумулятора 19 для запуска, ными в позициях, представленных на так как накопление и хранение энерфиг. 6, Как долго ни продолжалась бы гии гетерогенной системы жидкость 4 остановка тепловой машины, камера 1Б тело 3 осуществляетсяs собственно, постоянно готова к совершению рабоче' В и І А (при приня. у в самих камерах го такта, т . е . выталкиванию жидкое15 тых в рассматриваемом примере мо— ' ти 4 из пор под большим давлением, ментах остановки и запуска тепловой а жидкость 4 с температурой Т в к а машины), А за врэля хода поршня % мере IA готова для закачки в поры ее камеры 1Б ввррх успевают охладить капиллярно-пористого тела 3. Причем, жидкость 4 в порах тела 3 камеры ІВ потерь тепла и з - з а постоянного кон— 20 и нагреть гетерргенную систему жидтакта термополюса 12А с гетерогенной кость 4 - тело 3 в камере 1Г (бласистемой жидкость 4 — тело 3 камеры годаря временному изменению последо\к не будет, так как система тепловательности включения полюсов 13В изолирована. и 12Г при полном или частичном отЗапуск устройства производится 25 ключении системы регенерации тепла через вентиль 47). с помощью того же управляющего сигнала 48, когда одновременно открывают клапаны 30 0 33 и 39 (вместе со спаренным клапаном 4 0 ) . Так как гетерогенная система жидкость 4 — тело 3 зо в камере 1В не остыла, то ее тепло может быть использовано для предварительного нагрева гетерогенной с и стемы жидкость 4 - тело 3 в камере 1Г через тепловой вентиль 47. ,- В реальных условиях при длительной остановке тепловой машины жидкость 4 в порах капиллярно-пористого • тела 3 камеры 1В может несколько о с тыть, как и жидкость 4 в камере 1Г, ** В этом случае можно по резервным каналам 48-14-Ї2Г и 48-14-13В форсировать нагрев гетерогенной системы жидкость 4 - тело 3 в камере 1Г путем осуществления немедленного т е п л о - ^ вого контакта камеры 1Г непосредственно с г'орячим термополюсом !2Г, не ожидая поступления регенеративного тепла от камеры 1В через тепловой вен тиль 47 (последний закрыт), а в каме- 50 ру IB соединяют в этот момент непосредственно с холодным термополюсом 13В (фиг. 6 ) . Из временной диаграммы работы элементов устройства (фиг, 7) видно, 55 что после окончания движения вверх поршня 2 камеры 1В начинает движение вниз поршень 2 камеры 1В и происхо Управление устройством в процессе его нормального функционирования производится от сигнала 49 (фиг.6) по каналу 22-39-40 путем одновременного открытия спаренных вентилей 39 и 40 в зависимости от величины нагрузки 42 на вал гидропривода 17. Чем большую нагрузку надо компенсировать, тем больше необходимо открыть вентили 39 и 40. Увеличение степени их открытия одновременно вызывает увеличение мощности гидропривода 17 и автоматическое увеличение количества тепла, осевшего в системе за каждый цикл, за счет увеличения частоты перемещения подвижных термополюсов М и 13 и, следовательно, увеличения эффективного времени контакта рабочего тела с источником нагрева и охлаждения, что равносильно увеличению числа рабочих циклов в единицу времени. В свою очередь частота перемещения подвижных термополюсов 12 и 13 и соответствующих клапанов гидронасоса 15 увеличивается из-за роста числа оборотов в единицу времени дополнительного гидропривода 18, приводящего в движение элементы распределительного блока 14, при увеличении степени открытия вентиля 40. ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН № 1 С „„SIL1254811 И» 4 Г 03 G 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3333201/24-06 генной термодинамической системы до максимальной температуры осуществляют при минимальной поверхности межфазного контакта жидкости и капилляров пористого тела и максимальном объеме гетерогенной системы, затем при постоянной максимальной температуре и продолжающемся подводе тепла" сжимают систему под постоянным низким давлением до минимального объема, преодолевая капиллярное давление и увеличивая поверхность межфазного контакта до максимального значения, после чего систему охлаждают при максимальном значении поверхности ее межфаэного контакта и при неизменном минимальном объеме, и после этого при продолжающемся отводе тепла и с пользуют самопроизвольное расширение гетерогенной термодинамической системы под возросшим капиллярным давлением для совершения полезной работы. (22) 24.07.81 (72) В.А.Ерошенко (53) 621.499.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР * 943444, кн. F 03 G 7/00, 1980. Авторское свидетельство СССР » 328257, кл. F 03 G 7/00, 1970. (54) ГЕТЕРОГЕННАЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ .СИСТЕМА , СПОСОБ ЕРОШЕНКО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИЧЕСК Ю И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕУ НИЯ (57)- 1. Гетерогенная термодинамическая система, содержащая жидкость и капиллярно-пористое тело, о т л и ч а ю щ а я ся тем, что, с целью повышения КПД и удельной работоспо— , собности единицы рабочего объема с и стемы, капиллярно-пористое тело имеет лиофобную поверхность. 2. Способ Ерошенко преобразования тепловой энергии в механическую пу4. Способ по пп. 2 и 3 , о т л и тем охлаждения и нагрева гетерогенч а ю щ и й с я тем, что, с целью ной термодинамической системы, с о дальнейшего повышения КПД, гетеро*» держащей жидкость и капиллярно-порисгенную термодинамическую систему тое т е л о , заполнения капилляров порис- перед последующим циклом нагревают того тела жидкостью и удаления жидтеплом, отводимым от нее в процескости из капилляров, о т л и ч а ю се охлаждения в предыдущем цикле. щ и й с я тем, что гетерогенную т е р 5. Способ по пп. 2 и 4, о т л и модинамическую систему сжимают в н а ч а ю щ и й с я тем, что сжатие гретом состоянии, заполняя капилляры гетерогенной термодинамической с и пористого тела жидкостью, после чего стемы начинают до достижения всем систему охлаждают, и самопроизвольее объемом максимальной температуры, ное расширение последней под действии дальнейшее сжатие гетерогенной ем сил капиллярного давления Лапласа системы осуществляют при понижении используют для совершения полезной давления с продолжением ее нагрева работы. до максимальной температуры. 3. Способ по п. 2, о т л и ч а 6. Устройство преобразования тепю щ и й с я тем, что нагрев гетероловой энергии в механическую, содер— "*'••'•* і ; ' to С» 1254811 , кумулятором, емкостью сбора рабочей жащее частично заполненную жидкостью жидкости гидроприводов и гидронасо-* рабочую камеру с установленными в са». распределительным и управляющим ней подвижным рабочим органом и блоками, причем рабочие органы камер капиллярно-пористым твердым телом, соединены попарно между собой при по* взаимодействующим с жидкостью, а так* мощи штоков, в средней части каждого же источники нагрева и охлаждения," штока закреплен поршень гидронасоса» о т л и ч а ю щ е е с я тем, что выход гидронасоса соединен с гидравстенки камеры и капиллярно-пористое лическим аккумулятором непосредствентело выполнены из теплопроводного но и через дополнительно установленматериала и жестко связаны друг с ные спаренные гидравлические вентидругом, а источники нагрева и охлажл и — с основным и дополнительным гиддения имеют подвижные горячий и хороприводами, вход гидронасоса соедилодный термополюса, установленные нен с емкостью сбора рабочей жидкосс возможностью попеременного контакти, основной гидропривод соединен с та со стенками камеры. нагрузкой, дополнительный гидропривод жестко связан с распределитель— 7. Устройство* преобразования тепным блоком, последний соединен с половой энергии в механическую, содердвижными термополюсами камер и клажащее частично заполненную жидкостью панами гидронасоса с возможностью камеру с установленными в ней подосуществления в противофазе рабочих вижным рабочим органом и капиллярноциклов спаренных камер, а также цикпористым твердым телом, взаимодейлов цилиндров гидронасоса, а управствующим с жидкость», а также источляющий блок имеет параллельную связь ники нагрева и охлаждения камер, о тс распределительным блоком и спаренл и ч а ю щ е е с я тем^ что, с ными вентилями гидроприводов для осуцелью повышения К Д и надежности П ществления запуска и останова, и отфункционирования, а также обеспечедельную связь со спаренными вентиля-1" ния возможности осуществления запусми гидроприводов для управления мощка без стартера, устройство содержит ностью устройства. четное число, по крайней мере.четыре рабочие камеры, стенки и капиллярно** 8. Устройство по п. 7, о т л ипористое тело каждой камеры выполне' ч а ю щ е е с я тем, что спаренные ны из теплопроводного материала, t камеры связаны между собой теплово— все они жестко связаны друг с другом, дом через управляемый тепловой венисточники нагрева и охлаждения кажтиль, который, в свою очередь, свядой камеры имеют подвижные горячие зан с распределительным блоком для и холодные термополюса, установленвыключения тепловода в Периоды конные с возможностью попеременного тептакта камер с горячим и холодным терлового контакта со стенками камеры, мополюсами, подачи жидкости в капилустройство снабжено двухходовым гидляры и рабочего хода и для соединеронасосом с числом цилиндров не мения спаренных камер между собой тепнее двух, основным и дополнительным доводом в промежутках между этими гидроприводами, гидравлическим ак-* периодами, Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а. именно к гетерогенной термодинамической системе для осуществления термодинамических преобразований за счет изменения сил молекулярного взаимодействия на поверхности межфаэного контакта капиллярно-пористого тела и не смачивающей его жидкости при нагреве и охлаждении, к способу и устройствам для преобразования теп5 ловой энергии в механическую за счет изменения капиллярных сил при изменении температуры, и может быть йс 125481 пользовано при создании тепловых двигателей с внешним подводом тепла, рабочий перепад температур в которых составляет 20 — 300 С. Целесообразная область применения изобретения определяется использованием разности температур следующих тепловых источников: геотермальные воды - окружающая атмосфера; отходящие газы (в том числе пар) промышленных объектов — окружащющая атмосфера; энергия солнечного излучения окружающая среда; тепло биомасс (например, в овощехранилищах) — окружающая среда; перспективным представляется комплексное решение проблемы хранения биомассы (поддержание постоянной температуры внутри биомассы) и производства энергии (механической . электрической) в зимнее время; верхние слои воды морей и океанов — глубинные слои воды; корпусы теплосиловых установок на подводных и надводных кораблях - забортная вода; корпусы тепловых двигателей — окружающая среда; тепло сжигания иизкосоитных углей и сланцев при большом избытке воздуха - окружающая среда. при использовании гетерогенной термодинамической системы (вариант с одной камерой в различных фазах рабочего цикла); на фиг. 2 - T-S и 5 P-V-диаграммы термодинамического цикла, осуществляемого предлагаемым способом; на фиг. 3 — то же, вари' ант с рег&нераци^ • ^епла; на фиг. 4 то же, вариант с ре енерацией тепла 10 и заполнением капиглпов жидкостью в процессе увеличения темпе* атуры гетерогенной термодинамической системы; на фиг. 5 - структурная схема устройства для осуществления спо— 15 соба; на фиг. 6 — принципиальная схе- ма устройства для осуществления способа (вариант с четырьмя рабочими камерами); на фиг. 7 - временная диаграмма работы элементов устрой20 с т в а Устройство (фиг. 1) содержит цилиндрическую камеру 1 с установленными в ней подвижным рабочим органом в виде поршня 2 и капиллярно—по25 ристым телом 3, взаимодеистующим с жидкостью 4, частично заполняющей камеру 1 и капилляры пористого тела 3. Жидкость 4 выбрана таким образом, что она не смачивает твердое Целью изобретения является повытело 3, т.е. поверхность последнего 30 шение КПД и удельной работоспособявляется лиофобной по отношению к ности единицы рабочего объема, пожидкости 4, а коэффициент поверхноствышение надежности функционирования, ного натяжения жидкости 4 существен•£. также обеспечение возможности осуно снижается при росте температуры. ществления запуска без стартера. Жидкость 4 и капиллярно-пористое те35 ло 3 образуют гетерогенную термоди—' Увеличение КПД и удельной работоспособности единицы рабочего объема намическую систему. достигается за счет максимального Стенки камеры 1 и капиллярно—порабочего капиллярного давления (до ристое тело 3 выполнены из теплопро500-1500 атм) при чрезвычайно развиводного материала и жестко связаны 40 друг с другом. Газовая полость 5 с той поверхности межфазного контакта жидкости и капиллярно-пористого телевой стороны капиллярно-пористого ла, не смачиваемого этой жидкостью. тела 3 связана с запоршневым простПри использовании изобретения реальранством 6 газовым каналом 7, в коным является создание тепловых матором установлен обратный клапан 8 45 для исключения перетока жидкости по' шин с удельной мощностью от 20 до 2000 кВт на 1 л рабочего объема. каналу 7 справа налево. Поршень 2 Преимуществами данного техничессодержит клапан 9 для периодического кого решения являются также бесшумперетока накапливающегося конденсаность работы, отсутствие загрязнета из запоршневого пространства 6 ния окружающей среды, а также воз*® справа налево в основной объем жиддействие на рабочий орган в процескости 4, когда поршень 2 находится се рабочего хода не нагретого, как в крайнем правом положении. Шток 10 в традиционных тепловых машинах, поршня 2 содержит фиксатор 11 полоа охлажденного рабочего тела, что жения поршня. Шток 10 связан с нагруз обеспечивает повышение надежности 55 кой. Устройство содержит источники устройства. нагрева и охлаждения с подвижными На фиг. 1 а—г представлено устгорячим 12 и холодным 13 термополюройство для осуществления способа сами( установленными с возможностью 1154811 попеременного теплового контакта со с т е н к а м и камеры 1, Для о с у щ е с т вления перемещения термополюсов 12 и 13 п о с л е д н и е соединены с р а с п р е д е лительным блоком 14, связанным со штоком 10 поршня 2 . В в а р и а н т е с несколькими р а б о ч и ми камерами ( ф и г . 6) у с т р о й с т в о с о держит ч е т н о е ч и с л о , по крайней м е ре ч е т ы р е , жестко связанных одна с д р у г о й рабочих камер 1А-Г, выполненных а н а л о г и ч н о к а м е р е 1 ( ф и г . 1 ) . Источники н а г р е в а и охлаждения к а ж дой камеры имеют с о о т в е т с т в е н н о п о д вижные г о р я ч и е - 12А-Г и холодные 13А-Г термополюса. Устройство с н а б жено двухходовым г и д р о н а с о с о м 15 с числом цилиндров 16 и 16а не м е н е е ДВУХ, основным 17 и дополнительным 18 гидроприводами, гидравлическим аккумулятором 19, емкостью 20 сбора р а бочей жидкости 2 1 , например м а с л а , г и д р о п р и в о д о в 17 и 18 и г и д р о н а с о с а , 15, а также р а с п р е д е л и т е л ь н ы м 14 и управляющим 22 б л о к а м и . Рабочие о р ганы — поршни 2 камер IA—Г с о о т в е т с т в е н н о соединены попарно с помощью штоков 10. В с р е д н е й ч а с т и каждого штока 10 з а к р е п л е н поршень с о о т в е т с т в е н н о 23 и 23а г и д р о н а с о с а 1 5 . Цилиндры 16 и 16а г и д р о н а с о с а 15 с о единены с общим впускным патрубком 24 ч е р е з впускные клапаны 2 5 — 2 8 и с общим выпускным патрубком 29 чер е з управляемые выпускные клапаны 3 0 - 3 3 , в свою о ч е р е д ь с в я з а н н ы е с кулачковыми механизмами 34 - 3 7 , Последние попарно 34 и 3 5 , 36 и 37 соединены в п р о т и в о ф а з е между собой и с распределительным блоком 14 т а ким о б р а з о м , что кулачковые м е х а н и з мы попарно 34 и 3 6 , 35 и 37 включены также в п р о т и в о ф а з е . 5 10 15 20 25 30 35 до Выпускной патрубок 29 г и д р о н а с о са 15 с о е д и н е н н е п о с р е д с т в е н н о с гидравлическим аккумулятором 19, co-j держащим пористую в с т а в к у 3 8 . ' Патрубок 29 соединен также ч е р е з д о п о л н и т е л ь н о установленные с п а р е н ные г и д р а в л и ч е с к и е в е н т и л и 39 и 40 с основным 17 и дополнительным 18 гидроприводами, Впускной патрубок 24 г и д р о н а с о са 15 соединен ч е р е з н а с о с 41 с е м - " костью 20 с б р о с а о т р а б о т а н н о й ' жидк о с т и 21 из о с н о в н о г о 17 и д о п о л н и т е л ь н о г о 18 г и д р о п р и в о д о в . Основной гидропривод 17 с о е д и н е н с н а г р у з к о й 4 2 , а также п о с р е д с т в о м п е р е д а ч и 4 3 с н а с о с о м 4 1 . Дополнительный г и д р о привод 18 ж е с т к о с в я з а н с р а с п р е д е лительным блоком 14, п о с л е д н и й со*единен с подвижными термополюсами 12А-Г, 13А-Г и клапанами 3 0 , 3 1 , 32 и 33 г и д р о н а с о с а 15 с возможностью осуществления в противофазе рабочих циклов спаренных камер 1А и 1Б, IS и І Г, а также циклов цилиндров г и д р о н а с о с а 15. Управляющий блок 22 имеет параллельную связ.ь с р а с п р е д е лительным блоком 14 и спаренными вентилями 39 и 40 г и д р о п р и в о д о в 17 и 18-для осуществления з а п у с к а и о с т а н о в а , и отдельную с в я з ь со с п а ренными вентилями 39 и 40 гидропри— водов 17 и 18 д л я у п р а в л е н и я мощностью у с т р о й с т в а . Тепловоспринимающие п о в е р х н о с т и спаренных камер 1А и 1Б, !В и 1Г с в я з а н ы между собой т е п л о в о д а м и 44 ч е р е з управляемые тепловые в е н т и л и 46 и 4 7 , к о т о р ы е , в свою о ч е р е д ь , с в я з а н ы с р а с п р е д е л и т е л ь н ы м блоком 14 д л я выключения т е п л о в о д о в в п е р и оды к о н т а к т а камер с горячим й х о л о д ным термополюсами, подача жидкости 4 в капилляры т в е р д о г о т е л а 3 и р а б о ч е г о х о д а , й соединения спаренных камер между собой т е п л о в о д о м в п р о м е жутках между этими п е р и о д а м и . Горячий термополюс 12А камеры 1А механически с в я з а н с холодным т е р мополюсом 13Б камеры ІБ для их с и н ф а з н о г о перемещения. Аналогично с в я заны пары термополюсов 12Б и 13А, 12В и 13Г, 12Г и 13В. Устройство р а б о т а е т следующим о б р а з о м . Начальное положение п о к а з а н о на фиг, 1а. Температура жидкости п е р е д началом р а б о т ы р а в н а т е м п е р а туре Т, холодного и с т о ч н и к а или т е м п е р а т у р е окружающей с р е д ы , коэффициент п о в е р х н о с т н о г о натяжения ж и д к о с ти б - 6 а . Р а б о ч а я жидкость 4 н а х о д и т с я в камере 1 и з а п о л н я е т к а п и л л я ры п о р и с т о г о т е л а 3 . В этом положении камеру 1 соединяют с горячим термополюсом 12, и при минимальной поверхности 52 1 межфазного к о н т а к т а жидкости 4 и капилляров п о р и с т о г о т е л а 3 нагревают жидкость 4 и к а п и л л я р н о - п о р и с т о е т е л о 3 до м а к с и м а л ь ной температуры TL г о р я ч е г о т е р м о полюса 12. Этот п р о ц е с с на T-S и I2548I1 *В п р о ц е с с е охлаждения г е т е р о г е н P-V-диаграммах ( ф и г . 2 ) о б о з н а ч е н ной термодинамической системы, с о с т о линией 1—2.' В п р о ц е с с е н а г р е в а п о ящей и з к а п и л л я р н о - п о р и с т о г о т е л а 3 в е р х н о с т н о е натяжение жидкости с н и жается д о ' с в о е г о минимального значе— 5 и жидкости 4 ( ф и г . ї в ) в запоршнево'м п р о с т р а н с т в е 6 происходит к о н д е н с а ния о,, , что вызывает с о о т в е т с т в у ция небольшого к о л и ч е с т в а п а р о в жидющее снижение к а п и л л я р н о г о д а в л е н и я к о с т и 4,' попавших тупа после подачи до уровня Р^ . ее в поры- (фиг. 1.6). После большого Далее сжимают г е т е р о г е н н у ю с и с т е му, состоящую из жидкости 4 и к а п и л - 10 числа циклов может происходить накоп* ление к о н д е н с а т а ' з з а п о р и т е в о я п р а л я р н о - п о р н с т о г о т е л а . 3 , капилляры вом п р о с т р а н с т в е 6 камеры і , При р а пористого т е л а 3 заполняют н а г р е т о й бочем ходе поршня 2 -вправо ( ф и г . І г ) жидкостью 4 , не смачивающей п о р и с к о н д е н с а т поднимается в запоршиевом тое тело 3 , под постоянным д а в л е н и ем Р и при постоянной максимальной 15 п р о с т р а н с т в е , и клапан 8 в виде п о плавка ( у з е л 8, ф и г . ! б ) з а к р ы в а е т , . т е м п е р а т у р е Т| при продолжающемся д о с т у п к о н д е н с а т а в канал 7. При • подводе т е п л а , п р е о д о л е в а я к а п и л л я р движении поршня 2 вправо клапан 9 ное д а в л е н и е и у в е л и ч и в а я п о в е р х н о с т ь плотно прижимается к седлу под д е й .межфаэного к о н т а к т а до максимального значения Я^ . Этот, п р о ц е с с п о к а з а н 20 ствием высокого давления жидкости Р^ в камере 1, исключая п е р е т о к жидлинией 2 - 3 на T-S и P-V-диаграммах кости ч е р е з клапан 9 в запорпшевое ф и г . 2 . • • ; • ' • " п р о с т р а н с т в о 6. Шток клапана 9 н е с После э т о г о разъединяют камеру 1 колько выступает над плоскостью тыль.. с горячим термополюсом 12 и с о е д и н я ной ( п р а в о й ) стороны поршня 2 , что ют е е с холодным термополюсом 13, 25 о б е с п е ч и в а е т небольшое открытие Клаохлаждая жидкость. 4 и. к а п и л л я р н о - п о пана 9, к о г д а поршень-2 занимает р и с т о е тело 3 т е п е р ь уже при м а к с и крайнее правое положение (шток к л а мальном и неизменном значении межфазпана 9 у п и р а е т с я при .этом в дно ц и ной поверхности Л-, к о н т а к т а жидкости линдра) . Так как клапан 8 в э т о т мо4 с твердым телом 3 , удерживая жидзо мент з а к р ы т , конденсат п е р е т е к а е т к о с т ь 4 в к а п и л л я р а х т е л а 3 до кон— * ч е р е з образовавшуюся кольцевую щель ца процесса охлаждения с помощью фикклапана 9 справа налево из запорш— сатора I I . В р е з у л ь т а т е , охлаждения н е в о г о п р о с т р а н с т в а 6 во внутренний жидкости п о в е р х н о с т н о е натяжение объем камеры I . При возобновлении ее у в е л и ч и в а е т с я до з н а ч е н и я £>ц -,"• 35 цикла д о с т а т о ч н о малейшего п е р е м е вызывая увеличение к а п и л л я р н о г о д а в - • щения поршня 2 в л е в о , чтобы клапан 'ления жидкости 4 д о . у р о в н я Р 2 . 9 о к а з а л с я прижатым к седлу под д е й Этот п р о ц е с с п о к а з а н линией 3-4 на ствием давления жидкости в камере 1. T-S и P-V-диаграммах фиг. 2.. ; _ . лп .затем при продолжающемся тепло— вом к о н т а к т е камеры 1 с холодным термополюсом 13 освобождают фикса— : тор 1 1 , и самопроизвольное расшире—' ние г е т е р о г е н н о й системы жидкость 4—;• тело 3 используют для получения п о леэной р а б о т ы , т . е . направляют при продолжающемся о т в о д е тепла с а м о п р о извольно выталкиваемую из к а п и л л я ров под возросшим давлением Р„ жидк о с т ь 4 к н а г р у з к е - рабочему о р г а н у д в и г а т е л я с сокращением поверхности межфазного к о н т а к т а до минимального з н а ч е н и я ' 2 л , Этот процесс п о к а з а н линией 4-1 на T-S и P-V-диаграмах фиг. 2. ' 55 На этом рабочий цикл з а в е р ш а е т с я , ;и у с т р о й с т в о возвращается в с в о е исходное со с т о я н и е . Для дальнейшего повышения К1Щ^ осуществляют регенерацию т е п л а . При ' э т о м жидкость 4 и к а п и л л я р н о - п о р и с тое тело 3 перед -последующим циклом нагревают теплом жидкости д q 3 , о т водимым в предыдущем цикле ( ф и г . 3 ) . Для упрощения у с т р о й с т в а сжатие •'• г е т е р о г е н н о й термодинамической си— . стемы жидкость 4 — т е л о 3 , т . е . з а полнение капилляров т е л а 3 жидкостью 4 начинают до достижения всем объемом г е т е р о г е н н о й системы максимальной температуры Т , и дальнейшее сжатие г е т е р о г е н н о й системы жидкость 4 — т е л о 3 осуществляют при понижении давления и с продолжением н а г р е в а до максимальной температуры Т . При этом тепло І q f . отводимое от гетеро—, генной системы жидкость 4 — тело 3 125481 в процессе ее охлаждения, используют для ее подогрева в процессе сжатия, т.е. подачи жидкости 4 в поры тела'З (см. Т—S и P-V-диаграммы на фиг.4), 5 Дефицит тепла при нагреве от Т 3 до Т покрывается за счет подвода тепла д qj" на участке 5-2 (фиг. 4 ) , Устройство (фиг, 5) работает следующим образом. При полностью за- 10 крытых спаренных вентилях 39 и 40 гидроприводы 17 и 18 неподвижны/ При открытии этих вентилей во время запуска устройства гидроприводы 17 и "18 могут питаться от гидравлического 15 аккумулятора 19 (далее будет показано, что запуск устройства может быть произведен без наличия аккумулятора 19). Дополнительный гидропривод 18 через распределительный блок 14 20 осуществляет периодическое перемещение термополюсов 12 и ІЗ, в результате чего-рабочий орган - поршень камеры 1 приводит в действие гидронасос 15, Если, например, нагрузка 42 25 'кратковременно возросла, а степень открытия вентиля 39 осталась прежней, то гидропривод 17 остановится, но процесс преобразования тепловой энергии в механическую в камере 1 не 30 прекратится, так как дополнительный гидропривод 18 продолжает перемещать термополюсы 12 и 13 и гидронасос 15 будет закачивать жидкость 21 в гидравлический аккумулятор 19, т.е. будет идти процесс накопления энер- '* • гии. При уменьшении прихода жидкости 21 в емкость 20 от основного гидропривода 17 при его остановке запас масла в емкости 20 будет уменьшаться пропорционально увеличению объема жидкости 21, закачиваемой в это время в аккумулятор 19. В этих условиях достаточно увеличить степень открытия спаренных вентилей 39 и 40, и расход жидкости 21 через гидропривод 17 будет увеличен за счет ее запасов в аккумуляторе 19. В результате мощность гидропривода 17 возрастет и компенсирует возросшую нагрузку 42 на вал гидропривода 17. Увеличение скорости вращения дополнительного гидропривода 18 при этом автоматически вызовет увеличение мощности преобразования энергии в камере 1 из-за увеличения частоты периодического контакта термополюсов 10 12 и 13 с источниками нагрева и охлаждения и, следовательно, мощность гидронасоса 15 также возрастет. В этих условиях дальнейшая компенсация нагрузки 42 (совершение полезной работы) будет происходить не за счет энергии гидравлического аккумулятора 19, а за счет тепловой энергии, подведенной по каналу камера 1 - гидронасос 15 - гидропривод 1 7. Аналогичным образом устройство работает при снижении нагрузки 42 на вал гидропривода 17. В этом случае прикрытием вентилей 39 и 40 с помощью управляющего блока 22 обеспечивают равенство вращающего момента гидропривода 17 моменту сопротивления нагрузки 42, а снижение числа оборотов гидропривода 18 в единицу времени снижает потребление тепла извне за счет уменьшения частоты периодического контакта подвижных термополюсов 12 и 13 с источниками нагрева и охлаждения. В пере- : ходном неустановившемся режиме закрытие вентилей 39 и 40 вызывает закачку избыточного количества жид— кости 21 в аккумулятор 19. Устройство в варианте с четырьмя рабочими камерами 1 (фиг. 6) работает следующим образом. v Взаимное расположение всех эле. ментов устройства соответствует временному интервалу 0 - tt на диаграмме (фиг. 7 ) , в течение которого начинается и заканчивается процесс 40 вытеснения рабочей жидкости 4 из микропор твердого тела 3 камеры 1Б'. При этом поршни 2 камеры 1А и 23 движутся вверх и происходит вытеснение под высоким давяенііем жидкое— 45 ти 21 из цилиндра 16 гидронасоса 15 через управляемый клапан 30 в общий выпускной патрубок 29 и одновременно совершается закачка .рабочей жидкости 4 во .внутренний объем капил50 лярно—пористого тела 3 камеры 1А. Последняя соединена с источником нагрева с помощью термополюса 12А для подвода тепла к гетерогенной системе жидкость 4 - тело 3 во время 55 изобарно—изотермического сжатия системы, т.е. образования чрезвычайно развитой межфазной поверхности контакта жидкости 4 и твердого тела 3, и 2548 При перемещении вверх поршня 23 следующий промежуток времени At пропроисходит впуск жидкости 21 в нижисходит рабочий ход то поршня 23, нюю часть цилиндра 16 гидронасоса 15 то поршня 23а гидронасоса 15, т.е. через клапан 26. ^ в гидросистему постоянно поступает Ъ этот же промежуток времени 0 — С жидкость 21 под нысоким давлением, тепловая связь через тепловой венИз анализа времеі.чой диаграммы тиль 47 используется для регенерации работы элементов усг иойства (фиг.7) тепла, отводимого от гетерогенной системы жидкость 4 — тело 3 в каме— 10 следует также, что распределительный блок 14 представляет собой мехаре 1В в процессе изоповерхностного ническое устройство с выстоем, т.е. охлаждения (линия 3-4 на T-S—диагвсе подвижные элементы -устройства раммах на фиг. 3 и 4 ) , для предвариосуществляют движение с периодичестельного нагрева гетерогенной системы жидкость 4 - тело 3 в камере ЇГ 15 кой остановкой, что обеспечивает непрерывное поступление жидкости 21 (линия 1—2 на фиг. 3 и линия 1-5 на вход гидроприводов 17 и 18 и гидна фиг. 4 ) , при этом тепловой венравлического аккумулятора 19. тиль 46 закрыт (фиг. 6 и 7 ) . Связь между управляющим блоком 22 и распределительным блоком 14 слуИз конструкции устройства (Фиг.6 20 жит для запуска и остановки устройи 7) и T-S-диаграммы на фиг. 3 с л е ства с помощью управляющего сигнадует, что коэффициент регенерации ла 48 (фиг. 6 ) . тепла в этом варианте 0 , 5 , Остановка работы камер 1А—Г проЗа промежуток времени 0 — t 1 должисходит следующим образом. Допустим, на произойти подготовка камеры IB что в процессе работы элементы устдля совершения рабочего такта в проройства занимают положение, предмежутке t , - t (изобарно—изотермиставленное на фиг. 6. В этот момент ческое вытеснение жидкости 4 из пор управляющий сигнал 48 воздействует ее капиллярно-пористого тела 3) и на вентиль 39 и спаренный вентиль 40, за этот же промежуток времени 0 - tу 30 закрывая доступ масла к дополнительнужно нагреть гетерогенную систему ному гидроприводу 18, останавливая жидкость 4 — тело 3 в камере 1Г для тем самым перемещение всех элеменее последующего сжатия, т . е . подачи тов устройства, так как распределижидкости 4 в поры капиллярно—пористельный блок 14 останавливается. того тела 3 в интервале t - t p . С этой же целью в промежутке време— ^ Сигнал 48 параллельно воздействует на вал кулачкового механизма 34, ни tA- t . термополюс ІЗБ источника закрывая через уже неподвижный расохлаждения контактирует с камерой пределительный блок 14 клапан 30. IB с целью глубокого ее охлаждения Одновременно сигнал 48 через блок 14 до температуры Т . , а термополюс І2Г I Aft и через резервный канал воздействуисточника нагрева контактирует с ка— ет на тепловой вентиль 47 и на кламерой \Г для нагрева гетерогенной пан 33, закрывая последний. Теплосистемы жидкость 4 - тело 3 в ней вая связь между камерами 1В и 1Г раздо максимальной температуры Т^ перед рывается. В результате этого каме*последующей подачей жидкости 4 в пора 1В, капиллярно-пористое тело 3 5 ры тела 3 во время такта t^- t^, которой заполнено горячей жидкостью когда охлажденная жидкость 4 будет 4, будет изолирована от окружающей выталкиваться из пор капиллярно—посреды (холодного термополюса 13B.), ристого тела 3 камеры IB. а также и от горячего термополюса В промежуток времени с - t 2 поршI2B. Благодаря закрытому клапану 33 ни 2 камер IB и 1Г и 23а идут вниз ^° жидкость 4 остается запертой внутри (фиг. 6 и 7 ) . Жидкость 21 выталкипор капиллярно—пористого тела 3 кавается из цилиндра 16а гидронасоса меры 1В (даже если бы произошло по 15 через управляемый клапан 33 и чекакой-либо причине охлаждение жидрез выпускной патрубок 29 поступает на вход гидравлического аккумулято- 55 кости 4 внутри пор). В рассматриваемом случае, когда ра 19 и к спаренным вентилям 39 и 40. элементы устройства останавливаютИз анализа временной диаграммы ся, термополюс 1ЗБ остается в по(Фиг. 7) следует, что в каждый по 13 25481 стоянном контакте с камерой 1Б (жидкость 4 находится в порах капиллярно^пористого тела 3 этой камеры), а термополюс 12А остается в постоян-^ ном контакте с камерой 1А (жидкость 4 находится в объеме камеры ЗА, поры тела 3 не заполнены жидкостью 4 ) , Остальные элементы устройства, как уже указывалось, остаются неподвиж— ными в позициях, представленных на фиг, 6. Как долго ни продолжалась бы остановка тепловой машины, камера 1В постоянно готова к совершению рабочего такта, т.е. выталкиванию жидкоети 4 из пор под большим давлением, а жидкость 4 с температурой Т , в ка, мере 1А готова для закачки в поры ее капиллярно-пористого тела 3. Причем, потерь тепла из-за постоянного контакта термополюса 12А с гетерогенной системой жидкость 4 — тело 3 камеры 1А не будет, так как система теплоизолирована. 14 дит подача жидкости 4 в поры капиллярно-пористого тела 3 камеры 1Г. После этого начинается движение вниз5 поршня 2 камеры 1А (фиг. 7, участок C2-t"j) и затем движение вверх поршня 2 камеры 1Г (фиг.7, участок t 5 - t 4 ) , Очень важно отметить, что указанный способ запуска устройства не треЮ бует аккумулятора 19 для запуска, так как накопление и хранение энергии гетерогенной системы жидкость 4 тело 3 осуществляется, собственно, ] в самих камерах !Б и ІА (при приня15 тых в рассматриваемом примере моментах остановки и запуска тепловой машины), А за врз.-ік хода поршня 2 камеры 1Б вворх успевают охладить жидкость 4 в порах тела 3 камеры 1В 20 и нагреть гетерогенную систему жидкость 4 — тело 3 в камере 1Г (благодаря временному изменению последовательности включения полюсов 13В и 12Г при полном или частичном от25 ключении системы регенерации тепла через вентиль 47). Запуск устройства производится с помощью того же управляющего сигнала 48, когда одновременно открываУправление устройством в процесют клапаны 3 0 0 33 и 39 (вместе со се его нормального функционирования L спаренным клапаном 40). Так как гетерогенная система жидкость 4 - тело 3 зо производится от сигнала 49 (фиг.6) по каналу 22-39-40 путем одновременв камере 1В не остыла, то ее тепло ного открытия спаренных вентилей 39 может быть использовано для предваи 40 в зависимости от величины нарительного нагрева гетерогенной сигрузки 42 на вал гидропривода 17. стемы жидкость 4 - тело 3 в камере 1Г через тепловой вентиль 47. 35 Чем большую нагрузку надо компенсировать, тем больше необходимо от- В реальных условиях при длителькрыть вентили 39 и 40. Увеличение ной остановке тепловой машины жидстепени их открытия одновременно кость 4 в порах капиллярно-пористого вызывает увеличение мощности гидротела 3 камеры \Ъ может несколько остыть, как и жидкость 4 в камере 1Г, ° привода 17 и автоматическое увеличение количества тепла, осевшего В этом случае можно по резервным в системе за каждый цикл, за счет каналам 48-14-12Г и 48—14—13В форсиувеличения частоты перемещения подровать нагрев гетерогенной системы вижных термополюсов 12 и 13 и, слежидкость 4 — тело 3 в камере IF пу,-45 довательно , увеличения эффективного тем осуществления немедленного тепловремени контакта рабочего тела с вого контакта камеры 1Г непосредстисточником нагрева и охлаждения, что венно с гЪрячим термополюсом 12Г, не равносильно увеличению числа рабочих ожидая поступления регенеративного тепла от камеры 1В через тепловой вен- циклов в единицу времени. В свою тиль 47 (последний закрыт), а в каме- 5 ^ очередь частота перемещения подвижных термополюсов 12 и 13 и соответру 1В соединяют в этот момент непоствующих клапанов гидронасоса 15 уве1 средственно с холодным термополюсом личивается из-за роста числа оборо13В (фиг. 6 ) . тов в единицу времени дополнительноИз временной диаграммы работы • элементов устройства (фиг, 7) видно, 55 го гидропривода 18, приводящего в движение элементы распределительного что после окончания движения вверх блока 14, при увеличении степени поршня 2 камеры 1В начинает движение открытия вентиля 40. вниз поршень 2 камеры 1В и происхо 254811 22 19 П 42 Фиг S 30 От/гр Зека ал torn Откр и нал 8tP* ** низ .. Z ЯР* . 8Є0Л 230 HU3 ВЄРМ 2в нал г г *7 нал S gtmqj ЗОЯР ІІВ Я"" я» 32 „ " Редактор Г.Улыбина Составитель Л.Тугарев Техред И.Гайдош і Отр Заю откр Зоїгр Корректор 11. Пожо Заказ 849/ДСП Тираж1 233 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 • 15 1254811 Итак, предлагаемые структурная (фиг. 5) и принципиальная (фиг.6) схемы устройства позволяют эффектив— но преобразовывать теплоту в работу не зависимо от нагрузки на вал гидро— 5 16 - привода. Запуск устройства может осуществляться без дополнительного источника энергииэа счетаккумуяирующих свойств жидкости 4и каппилярно-пористьгх телЗ в каждой изчетырезс камер. рг , ^A^i ' ф* Pat.Z ад . М