Рушійний пристрій температурного перепаду

Реферат: Рушійний пристрій температурного перепаду містить парову турбіну (1) середовища з низькою температурою кипіння, поглинач (2) тепла, низькотемпературний протитечійний теплообмінник (3) термоізоляційного типу, циркуляційний насос (4) і охолоджувальну систему (5), які утворюють закриту систему циркуляції, наповнену текучим середовищем з низькою температурою кипіння. Парова турбіна (1) середовища з низькою температурою кипіння і поглинач (2) тепла утворюють теплопоглинаючу робочу систему середовища з низькою густиною, а циркуляційний насос (4) і охолоджувальна система (5) утворюють охолоджувальноциркуляційну систему середовища з високою густиною. Рушійний пристрій температурного перепаду може перетворювати теплову енергію в механічну енергію. UA 101795 C2 (12) UA 101795 C2 UA 101795 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується рушійного пристрою температурного перепаду, який належить до типу пристрою, який перетворює теплову енергію в механічну енергію. Найбільш широко поширеним способом використання енергії людьми є перетворення теплової енергії в механічну енергію. Традиційний спосіб перетворення енергії полягає спочатку в перетворенні теплової енергії в потенційну енергію тиску, а потім у виконанні зовнішньої роботи. Це приводить до втрат енергії; при цьому крім втрати енергії будуть спожиті додаткові енергоресурси. Для того, щоб подолати вищезазначені недоліки, пов'язані з попереднім рівнем техніки, винахід розкриває рушійний пристрій, який обходиться без процесу підвищення тиску протягом періоду перетворення теплової енергії в механічну енергію і, таким чином, прямо перетворює енергію, породжену від молекулярних теплових рухів, в механічну енергію. Крім того, винахід переслідує мету ефективно перетворити теплову енергію, яка переноситься текучими середовищами в навколишньому середовищі, в механічну енергію за допомогою рушійного пристрою, запропонованого винаходом. Цілі винаходу реалізовуються наступним чином. Рушійний пристрій температурного перепаду згідно з даним винаходом складається з парової турбіни 1 середовища з низькою температурою кипіння, поглинача 2 тепла, низькотемпературного протитечійного теплообмінника 3 термоізоляційного типу, циркуляційного насоса 4 і охолоджувальної системи 5, які взаємопов'язані для утворення закритої системи циркуляції, наповненої текучим середовищем з середовища з низькою температурою кипіння використовує тепло, поглинене поглиначем 2 температури для виконання роботи, після чого поглинач 2 тепла знов поглинає тепло із зовнішнього текучого середовища таким чином, що споживання тепла системи компенсується, і, таким чином, підтримується баланс енергії в системі. Як альтернатива, цілі винаходу також можуть бути реалізовані наступними контрзаходами. У рушійному пристрої температурного перепаду згідно з винаходом низькотемпературний протитечійний теплообмінник 3 термоізоляційного типу вибирається з будь-якого одного або поєднання одного або більше теплообмінника пластинчатого типу, теплообмінника трубчастого типу і теплообмінника ребристого типу. У рушійному пристрої температурного перепаду згідно з винаходом низькотемпературний протитечійний теплообмінник 3 термоізоляційного типу складається з множини рівнів вздовж напрямку потоку, причому між ними розташовані термоізоляційні прокладні шари. Таким чином запобігається передача тепла вздовж стінок теплообмінника до зони низької температури. Вхідне і вихідне (протитечія) текучі середовища здійснюють поперечний теплообмін один з одним через стінки теплообмінника. У рушійному пристрої температурного перепаду згідно з винаходом поглинач 2 тепла і парова турбіна 1 середовища з низькою температурою кипіння можуть бути послідовно змонтовані у множину груп. Чим більше буде послідовно з'єднаних множин груп з поглинача 2 тепла і парової турбіни 1 середовища з низькою температурою кипіння, тим більше зовнішньої механічної енергії буде виведено, без збільшення навантаження на охолоджувальну систему 5 і циркуляційний насос 4 на ділянці низької температури. У рушійному пристрої температурного перепаду згідно з винаходом низькотемпературний протитечійний теплообмінник 3 термоізоляційного типу може бути опущений. У випадку, коли множина груп з поглинача 2 тепла і парової турбіни 1 середовища з низькою температурою кипіння з'єднуються послідовно, низькотемпературний протитечійний теплообмінник 3 термоізоляційного типу також може бути опущений, оскільки зовні буде виводитися більше механічної роботи. У цьому випадку замість низькотемпературного протитечійного теплообмінника 3 термоізоляційного типу виконувати задачу підтримування умови низької температури може охолоджувальна система 5. Енергія, спожита охолоджувальною системою 5 і циркуляційним насосом 4, буде меншою, ніж сумарна енергія, виведена від множини парових турбін 1. У рушійному пристрої температурного перепаду згідно з винаходом швидкість потоку текучого середовища, яка приводить в обертання парову турбіну 1 середовища з низькою температурою кипіння, може коректуватися за рахунок зміни діаметра впускної труби парової турбіни. Таким чином, можуть бути задоволені різні технічні умови двигунів з різноманітними відмінними вимогами. Рушійний пристрій температурного перепаду згідно з винаходом пристосований для використання в будь-яких умовах навколишнього середовища, що містить текучі середовища як джерела тепла, включаючи повітря як джерело тепла і воду як джерело тепла. 1 UA 101795 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Рушійний пристрій температурного перепаду згідно з винаходом пристосований для використання в двигунах автомашин, кораблів, літаків і двигунах електростанцій. Рішення для рушійного пристрою температурного перепаду згідно з винаходом і його застосуванням розкриті, як наведені вище виділені основні ознаки, і помітно вдосконалені відносно попереднього рівня техніки, як описано нижче: 1. винахід забезпечує рушійний пристрій, який обходиться без процесу підвищення тиску протягом періоду перетворення теплової енергії в механічну енергію і, таким чином, прямо перетворює енергію, породжену від молекулярних теплових рухів, в механічну енергію; 2. винахід може ефективно перетворити теплову енергію, яка переноситься текучими середовищами, що існує в навколишньому середовищі, в механічну енергію; і 3. винахід забезпечує рушійний пристрій, який не обмежений температурою навколишнього середовища і сонячним світлом. Даний винахід буде проілюстрований більш детально в подальшому описі разом з прикладеними кресленнями, на яких: фіг. 1 являє собою пояснювальний вигляд принципу рушійного пристрою температурного перепаду згідно з винаходом, при цьому посилальні позиції визначені як слід нижче: 1 парова турбіна середовища з низькою температурою кипіння, 2 поглинач тепла, 3 низькотемпературний протитечійний теплообмінник термоізоляційного типу, 4 циркуляційний насос, 5 охолоджувальна система. Надалі винахід буде додатково роз'яснений, посилаючись на наступний варіант здійснення. Рушійний пристрій температурного перепаду згідно з даним винаходом складається з парової турбіни 1 середовища з низькою температурою кипіння, поглинача 2 тепла, низькотемпературного протитечійного теплообмінника 3 термоізоляційного типу, циркуляційного насоса 4 і охолоджувальної системи 5, які взаємопов'язані для того, щоб основувати закриту систему циркуляції, наповнену текучим середовищем з низькою температурою кипіння, при цьому: a. парова турбіна 1 середовища з низькою температурою кипіння і поглинач 2 тепла основують теплопоглинаючу робочу систему середовища з низькою густиною, а циркуляційний насос 4 і охолоджувальна система 5 основують охолоджувально-циркуляційну систему середовища з високою густиною; поперечний теплообмін між текучими середовищами здійснюється за допомогою низькотемпературного протитечійного теплообмінника 3 термоізоляційного типу; b. низькотемпературний протитечійний теплообмінник 3 термоізоляційного типу містить кінець А високої температури і кінець В низької температури; стінки теплообмінника подовжньо теплоізольовані одна від одної за допомогою термоізоляційних шарів в теплообміннику; температури текучих середовищ послідовно подовжньо змінюються від кінця високої температури до кінця низької температури; і текучі середовища здійснюють поперечний теплообмін один з одним за допомогою стінок теплообмінника; с. середовище з низькою температурою кипіння тече з теплопоглинаючої робочої системи в низькотемпературний протитечійний теплообмінник 3 термоізоляційного типу і тече від кінця А високої температури до кінця В низької температури, в ході чого середовище перетворюється з газоподібного стану в рідкий стан або стан з високою густиною (зрідження); потім середовище тече через охолоджувально-циркуляційну систему і рециркулює від кінця В низької температури до кінця А високої температури, в ході чого середовище перетворюється з рідкого стану або стану з високою густиною в газоподібний стан (випаровування); в низькотемпературному протитечійному теплообміннику 3 термоізоляційного типу між потоками середовища існує теплообмін протитечійного виду; d. поглинач 2 тепла може бути розміщений перед або після парової турбіни 1 середовища з низькою температурою кипіння з тим, щоб поповнювати споживання теплової енергії системи, яка використовується для виконання зовнішньої роботи турбіною 1 середовища з низькою температурою кипіння; таким чином підтримується баланс енергії в системі. Низькотемпературний протитечійний теплообмінник 3 термоізоляційного типу є теплообмінником ребристого типу. Низькотемпературний протитечійний теплообмінник 3 термоізоляційного типу може складатися з множини рівнів, причому між ними розміщуються термоізоляційні прокладні шари. Поглинач 2 тепла і парова турбіна 1 середовища з низькою температурою кипіння можуть бути в послідовному порядку змонтовані у множині груп. 2 UA 101795 C2 Середовище, яка використовується для поглинання тепла, перетворення тепла і перетворення теплової енергії в механічну енергію, є охолоджувальним середовищем R22. Рушійний пристрій може знайти застосування в двигунах автомашин, суден, літаків і двигунах електростанцій. 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1. Рушійний пристрій температурного перепаду, який відрізняється тим, що складається з парової турбіни (1) середовища з низькою температурою кипіння, поглинача (2) тепла, низькотемпературного протитечійного теплообмінника (3) термоізоляційного типу, циркуляційного насоса (4) і охолоджувальної системи (5), які утворюють закриту систему циркуляції, наповнену текучим середовищем з низькою температурою кипіння, при цьому: a) парова турбіна (1) середовища з низькою температурою кипіння і поглинач (2) тепла утворюють теплопоглинаючу робочу систему середовища з низькою густиною, а циркуляційний насос (4) і охолоджувальна система (5) утворюють охолоджувально-циркуляційну систему середовища з високою густиною; поперечний теплообмін здійснюється за допомогою низькотемпературного протитечійного теплообмінника (3) термоізоляційного типу; b) низькотемпературний протитечійний теплообмінник (3) термоізоляційного типу містить кінець (А) високої температури і кінець (В) низької температури; стінки теплообмінника подовжньо теплоізольовані одна від одної за допомогою термоізоляційних шарів в теплообміннику; температури текучих середовищ послідовно подовжньо змінюються від кінця високої температури до кінця низької температури; і текучі середовища здійснюють поперечний теплообмін одне з одним за допомогою стінок теплообмінника; с) середовище з низькою температурою кипіння тече з теплопоглинаючої робочої системи в низькотемпературний протитечійний теплообмінник (3) термоізоляційного типу і тече від кінця (А) високої температури до кінця (В) низької температури, в ході чого середовище перетворюється з газоподібного стану в рідкий стан або стан з високою густиною; потім середовище тече через охолоджувально-циркуляційну систему і рециркулює від кінця (В) низької температури до кінця (А) високої температури, в ході чого середовище перетворюється з рідкого стану або стану з високою густиною в газоподібний стан; в низькотемпературному протитечійному теплообміннику (3) термоізоляційного типу між потоками середовища існує теплообмін протитечійного виду; d) поглинач (2) тепла може бути розміщений перед або після парової турбіни (1) середовища з низькою температурою кипіння для поповнення споживання теплової енергії системи, яка використовується для здійснення турбіною (1) середовища з низькою температурою кипіння зовнішньої роботи для підтримання балансу енергії в системі. 2. Рушійний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що низькотемпературний протитечійний теплообмінник (3) термоізоляційного типу вибирається з будь-якого одного або різних поєднань теплообмінників пластинчатого типу, теплообмінників трубчастого типу і теплообмінників ребристого типу. 3. Рушійний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що низькотемпературний протитечійний теплообмінник (3) термоізоляційного типу складається з множини рівнів вздовж напрямку течії, причому між ними розміщені термоізоляційні прокладні шари. 4. Рушійний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що поглинач (2) тепла і парова турбіна (1) середовища з низькою температурою кипіння можуть бути послідовно змонтовані у множини груп. 5. Рушійний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що швидкість потоку текучого середовища, яка приводить у обертання парову турбіну (1) середовища з низькою температурою кипіння, може коректуватися за рахунок зміни діаметра впускної труби парової турбіни. 6. Застосування рушійного пристрою температурного перепаду за п. 1 в будь-яких умовах навколишнього середовища, яке містить текуче середовище як джерело тепла. 3 UA 101795 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4