RU2295650C2 - Hydraulic heat engine - Google Patents
Hydraulic heat engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2295650C2 RU2295650C2 RU2004132628/06A RU2004132628A RU2295650C2 RU 2295650 C2 RU2295650 C2 RU 2295650C2 RU 2004132628/06 A RU2004132628/06 A RU 2004132628/06A RU 2004132628 A RU2004132628 A RU 2004132628A RU 2295650 C2 RU2295650 C2 RU 2295650C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working
- working chambers
- thermal
- phase
- energy
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области преобразования тепловой энергии в механическую и может быть использовано в качестве двигателя.The invention relates to the field of conversion of thermal energy into mechanical energy and can be used as an engine.
Известно техническое решение [1], осуществляющее преобразование тепловой энергии в механическую путем попеременного нагрева и охлаждения камер, заполненных термочувствительным рабочим телом, расположенных на периферии полого ротора, заполненного жидкостью. Перераспределение массы жидкости в роторе при изменении объема камер приводит к созданию весового дисбаланса с попеременным перемещением камер в зоны их нагрева и охлаждения за счет названного дисбаланса. Недостатком является малая эффективность преобразования энергии, т.к. дисбаланс незначителен.A technical solution is known [1], which converts thermal energy into mechanical energy by alternately heating and cooling chambers filled with a heat-sensitive working fluid located on the periphery of a hollow rotor filled with liquid. Redistribution of the mass of liquid in the rotor when the volume of the chambers changes leads to the creation of a weight imbalance with the alternate movement of the chambers in the zones of their heating and cooling due to the named imbalance. The disadvantage is the low efficiency of energy conversion, because the imbalance is negligible.
Известно техническое решение [2], в котором тепловая энергия преобразуется в механическую с помощью термочувствительного рабочего тела. В качестве термочувствительного рабочего тела применена жидкость, постоянно пребывающая в жидкой фазе в течение всего рабочего цикла. Расширение рабочего тела осуществляется импульсно. Работа расширения рабочего тела преобразуется в кинетическую энергию инерционного элемента. Кинетическая энергия преобразуется в механическую энергию исполнительного механизма. Недостатком является прерывистый, импульсный характер работы и низкий КПД преобразования тепловой энергии в механическую.A technical solution is known [2], in which thermal energy is converted into mechanical energy using a heat-sensitive working fluid. As a heat-sensitive working fluid, a liquid is used that is constantly in the liquid phase throughout the entire working cycle. The expansion of the working fluid is carried out impulse. The work of expanding the working fluid is converted into the kinetic energy of the inertial element. Kinetic energy is converted into mechanical energy of the actuator. The disadvantage is the intermittent, pulsed nature of the work and low efficiency of the conversion of thermal energy into mechanical energy.
Цель изобретения - повышение КПД, расширение области применения. Предлагаемое техническое решение основано на непрерывном тепловом расширении жидкого рабочего тела.The purpose of the invention is improving efficiency, expanding the scope. The proposed technical solution is based on continuous thermal expansion of the liquid working fluid.
На фиг.1 представлена схема распределения фаз теплового гидравлического двигателя с однократным расширением жидкого рабочего тела. На фиг.2 представлена конструктивная схема теплового гидравлического двигателя, содержащего пластинчатую гидравлическую машину однократного действия с подводом тепловой энергии к рабочим камерам в фазе теплового объемного расширения. На фиг.3 представлена конструктивная схема теплового гидравлического двигателя, содержащего поршневую машину (механизм преобразования энергии расширения жидкого рабочего тела в механическую энергию вращения рабочего вала не показан).Figure 1 presents the phase distribution diagram of a thermal hydraulic motor with a single expansion of the liquid working fluid. Figure 2 presents a structural diagram of a thermal hydraulic motor containing a single-acting plate hydraulic machine with the supply of thermal energy to the working chambers in the phase of thermal volume expansion. Figure 3 presents a structural diagram of a thermal hydraulic motor containing a piston machine (a mechanism for converting the energy of expansion of a liquid working fluid into the mechanical energy of rotation of the working shaft is not shown).
Тепловой гидравлический двигатель содержит жидкое рабочее тело с коэффициентом теплового объемного расширения большим, чем у стенок рабочих камер, источник (источники) внешней тепловой энергии (8), питающую магистраль (7), сливную магистраль (5), холодильник (6), предохранительные клапаны (клапан) (9), трубопроводы (трубопровод) (10), соединяющие рабочие камеры (11) через предохранительные клапаны (9) со сливной магистралью (5), гидравлическую машину объемного вытеснения, имеющую рабочие камеры (камеру) (11), заполненные жидким рабочим телом с непрерывно изменяющимися объемами в течение оборота рабочего вала, имеющую распределительное устройство любой конструктивной схемы, обеспечивающее фазы (фазу) наполнения (3), в которых рабочие камеры (камера) (11) подключены к питающей магистрали (7), фазу (фазы) теплового объемного расширения (4), фазы (фазу) вытеснения (1), в которых рабочие камеры (камера) (11) подключены к сливной магистрали (5), перевальные фазы (фазу) (2), в которых рабочие камеры (11) имеют минимальные объемы и отключены от обеих магистралей (5 и 7), имеющую механизм преобразования энергии расширения жидкого рабочего тела в механическую энергию вращения рабочего вала, при этом внешняя тепловая энергия подводится к рабочим камерам (11), холодильник (6) включен в гидравлическое соединение сливной (5) и питающей магистралей (7) Цикл работы двигателя включает фазу (фазы) наполнения (3), фазу (фазы) теплового объемного расширения (4), фазу (фазы) вытеснения (1) и перевальную фазу (фазы) (2).A thermal hydraulic motor contains a liquid working fluid with a coefficient of thermal volume expansion greater than that of the walls of the working chambers, a source (sources) of external thermal energy (8), a supply line (7), a drain line (5), a refrigerator (6), and safety valves (valve) (9), pipelines (pipeline) (10) connecting the working chambers (11) through safety valves (9) with a drain line (5), a hydraulic volume displacement machine having working chambers (chamber) (11) filled liquid working fluid with continuous about the changing volumes during the rotation of the working shaft, having a switchgear of any design scheme, providing filling phases (phase) (3), in which the working chambers (chamber) (11) are connected to the supply line (7), the phase (phase) of the thermal volumetric expansion (4), displacement phase (phase) (1), in which the working chambers (chamber) (11) are connected to the drain line (5), cross phases (phase) (2), in which the working chambers (11) have minimal volumes and disconnected from both highways (5 and 7), having a mechanism for converting energy the fluid of the working fluid into the mechanical energy of rotation of the working shaft, while external thermal energy is supplied to the working chambers (11), the refrigerator (6) is included in the hydraulic connection of the drain (5) and supply lines (7) The engine operation cycle includes phase (s) filling (3), phase (s) of thermal volume expansion (4), displacement phase (s) (1), and saddle phase (s) (2).
Тепловой гидравлический двигатель работает следующим образом. Тепловая энергия от источника внешней тепловой энергии (8) подводится к рабочим камерам (11). В фазе наполнения (3) рабочие камеры (11) подключаются к питающей магистрали (7) и частично наполняются жидким рабочим телом. В фазе теплового объемного расширения (4) рабочие камеры отключаются от питающей магистрали (7) и дальнейшее увеличение объема рабочих камер (11) до максимума происходит за счет расширения жидкого рабочего тела от подводимой тепловой энергии - происходит преобразование тепловой энергии в механическую. По достижении максимального объема рабочие камеры (11) в фазе вытеснения (1) подключаются к сливной магистрали (5). Для защиты рабочих камер от разрушения при максимальном объеме предусмотрены предохранительные клапаны (клапан) (9) с трубопроводами (10), соединяющие рабочие камеры (11) со сливной магистралью (5). Жидкое рабочее тело вытесняется по сливной магистрали (5) в холодильник (6). В холодильнике (6) жидкое рабочее тело охлаждается и по питающей магистрали (7) возвращается в фазе наполнения (3) в рабочие камеры (11). Перевальная фаза (2) соответствует минимальным объемам рабочих камер (11). В перевальных фазах (2) обе магистрали отключены от рабочих камер. Рабочее тело нагревается в рабочих камерах и охлаждается в холодильнике. Тепловой гидравлический двигатель всасывает жидкое рабочее тело как насос и вытесняет как гидродвигатель.Thermal hydraulic motor operates as follows. Thermal energy from an external thermal energy source (8) is supplied to the working chambers (11). In the filling phase (3), the working chambers (11) are connected to the supply line (7) and are partially filled with a liquid working fluid. In the phase of thermal volume expansion (4), the working chambers are disconnected from the supply line (7) and a further increase in the volume of the working chambers (11) to the maximum occurs due to the expansion of the liquid working fluid from the supplied thermal energy - thermal energy is converted into mechanical energy. Upon reaching the maximum volume, the working chambers (11) in the displacement phase (1) are connected to the drain line (5). To protect the working chambers from destruction at maximum volume, safety valves (valve) (9) with pipelines (10) connecting the working chambers (11) with a drain line (5) are provided. The liquid working fluid is displaced along the drain line (5) into the refrigerator (6). In the refrigerator (6), the liquid working fluid is cooled and returns through the supply line (7) in the filling phase (3) to the working chambers (11). The transit phase (2) corresponds to the minimum volumes of the working chambers (11). In the transit phases (2), both lines are disconnected from the working chambers. The working fluid is heated in the working chambers and cooled in the refrigerator. The thermal hydraulic motor sucks in the liquid working fluid as a pump and displaces it as a hydraulic motor.
Для экономии тепловой энергии в конструктивных схемах, в которых рабочие камеры движутся по кругу вместе с рабочим валом, возможен подвод тепловой энергии к рабочим камерам в фазе теплового объемного расширения (4). Предлагаемое техническое решение может быть реализовано в различных конструктивных схемах тепловых гидравлических двигателей, например: тепловой гидравлический двигатель аксиально-поршневой, тепловой гидравлический двигатель радиально-поршневой, пластинчатый тепловой гидравлический двигатель, тепловой гидравлический двигатель роликового типа, тепловой гидравлический двигатель с бочкообразными лопатками, героторный тепловой гидравлический двигатель и т.д.To save thermal energy in structural schemes in which the working chambers move in a circle together with the working shaft, it is possible to supply thermal energy to the working chambers in the phase of thermal volume expansion (4). The proposed technical solution can be implemented in various structural schemes of thermal hydraulic engines, for example: thermal hydraulic axial piston motor, thermal radial piston hydraulic motor, plate thermal hydraulic motor, thermal roller hydraulic motor, thermal hydraulic motor with barrel-shaped blades, thermal rotor hydraulic motor etc.
В качестве рабочего тела для тепловых гидравлических двигателей могут применяться жидкости, используемые в системах гидроприводов с коэффициентом теплового объемного расширения большим, чем у материала стенок рабочих камер.As a working fluid for thermal hydraulic motors, liquids used in hydraulic drive systems with a coefficient of thermal volume expansion greater than that of the material of the walls of the working chambers can be used.
Технический результат:Technical result:
1. Непрерывное преобразование тепловой энергии в механическую энергию и как следствие больший коэффициент полезного действия по сравнению с известными решениями.1. Continuous conversion of thermal energy into mechanical energy and, as a result, a greater efficiency compared to known solutions.
2. Крутящий момент двигателя во многих случаях позволит отказаться от понижающих передач.2. The engine torque in many cases will make it possible to refuse downshifts.
3. Независимость от стационарного источника тепловой энергии.3. Independence from a stationary source of thermal energy.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свид. СССР 1100422, кл. F 03 G 7/06, 30.06.84.1. Copyright certificate. USSR 1100422, class F 03 G 7/06, 06/30/84.
2. RU 2189496, 20.09.2002. 2. RU 2189496, 09.20.2002.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004132628/06A RU2295650C2 (en) | 2004-11-09 | 2004-11-09 | Hydraulic heat engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004132628/06A RU2295650C2 (en) | 2004-11-09 | 2004-11-09 | Hydraulic heat engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004132628A RU2004132628A (en) | 2006-04-20 |
RU2295650C2 true RU2295650C2 (en) | 2007-03-20 |
Family
ID=36607703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004132628/06A RU2295650C2 (en) | 2004-11-09 | 2004-11-09 | Hydraulic heat engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2295650C2 (en) |
-
2004
- 2004-11-09 RU RU2004132628/06A patent/RU2295650C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004132628A (en) | 2006-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20060059912A1 (en) | Vapor pump power system | |
CN102245900A (en) | Driving arrangement for a pump or compressor | |
EP2985427A1 (en) | Rankine cycle device, expansion system, and expander | |
CN102108878A (en) | Rotor fluid generator and generating method | |
SE1530055A1 (en) | Hot gas engine | |
RU2295650C2 (en) | Hydraulic heat engine | |
JP5949159B2 (en) | Magnetic heat pump system | |
US20130036732A1 (en) | Rotary type stirling engine for green growth | |
RU2380625C1 (en) | Friction heat generator | |
CN102102539A (en) | Piston type generator and power generation method | |
JP7301232B2 (en) | hydro turbine set | |
US20140238011A1 (en) | Two-stage hydraulic engine | |
RU2636638C2 (en) | Method and device for supply of working body to engine heater | |
RU2002109557A (en) | STIRLING ENGINE WITH SEALED CAMERAS | |
CN111757974B (en) | Spherical energy converter | |
RU2503847C1 (en) | Heat engine | |
RU2443888C2 (en) | Multi-cylinder thermal machine with controlled output and with external heat supply | |
RU2467203C1 (en) | Engine | |
RU2094650C1 (en) | Hydraulic motor | |
RU2129704C1 (en) | Generator of flow rate of working medium | |
RU2496009C2 (en) | Heat engine | |
WO2023007380A1 (en) | Plant and process of converting thermal energy into mechanical and/or electrical energy | |
RU2189496C1 (en) | Method of heat energy to mechanical energy conversion | |
JP2009287490A (en) | Sterling engine using reciprocating flow turbine | |
CN102519176A (en) | High-efficiency energy-saving composite heat pump |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081110 |