Тепловой двигатель с механизмом изменения энергии - RU2016144397A
Код документа: RU2016144397A
Формула
1. Аппарат для извлечения тепловой энергии, содержащий:
- по крайней мере один экспандер для извлечения тепловой энергии из теплового расширения рабочей среды в одном или нескольких цилиндрах указанного по крайней мере одного экспандера;
- по крайней мере один компрессор для сжатия указанной рабочей среды после расширения; и
- блок изменения силы, связывающий указанный по крайней мере один экспандер с указанным по крайней мере одним компрессором, при этом указанный блок изменения силы содержит рычаг, связывающий две преобразующих зубчатых передачи одна с другой, при этом преобразующие зубчатые передачи воздействуют на указанный рычаг поочередно для каждого цикла расширения и/или сжатия для изменения непостоянной силы от указанного по крайней мере одного экспандера в практически постоянную силу.
2. Аппарат по п. 1, в котором указанный по крайней мере один экспандер и указанный по крайней мере один компрессор работают поочередно через указанный агрегат регулирования мощности.
3. Аппарат по п. 1 или 2, в котором обе указанных преобразующих зубчатых передачи содержат каждая по крайней мере одну планетарную зубчатую передачу.
4. Аппарат по п. 3, в котором указанный рычаг заключает в себе вал солнечной шестерни и вал планетарной шестерни из каждой планетарной зубчатой передачи внутри плоскости качания.
5. Аппарат по п. 4, в котором точка опоры указанного рычага заключена в указанную плоскость качания, при этом указанная точка опоры рычага может свободно скользить вдоль указанного рычага между валами планетарных зубчатых передач указанных преобразующих зубчатых передач для обеспечения управления вращением.
6. Аппарат по п. 4 или 5, в котором сила расширения от указанного по крайней мере одного экспандера воздействует на указанный рычаг через указанные планетарные зубчатые передачи из каждой преобразующей зубчатой передачи, через ось планетарного вала, заключенную в указанной плоскости качания, перпендикулярно к указанному рычагу в реальном времени, когда он качается вокруг своей солнечной шестерни.
7. Аппарат по любому из пп. 3-6, в котором указанный рычаг выполнен таким образом, чтобы изменять силу расширения газа или силу сжатия газа через посредство динамического регулирования передаточного отношения рычажной передачи в диапазоне, более низком, чем неопределенный, и более высоком, чем противоположный неопределенному.
8. Аппарат по любому из пп. 5-7, в котором указанная точка опоры указанного рычага управляется в динамическом режиме шаговым двигателем.
9. Аппарат по любому из пп. 1-8, в котором уровень мощности в первой преобразующей зубчатой передаче, получаемый от теплового расширения, компенсируется уровнем мощности во второй преобразующей зубчатой передаче, в которой используется указанное динамическое регулирование передаточного отношения рычажной передачи данного рычага, с постоянным приращением выходной мощности в каждом цикле.
10. Аппарат по любому из пп. 1-9, в котором недостаточный уровень давления теплового расширения компенсируется тепловым излучением от внешнего источника тепла.
11. Аппарат по любому из пп. 1-10, в котором энтропия сжатия может быть снижена через тепловое излучение в направлении низкотемпературной рабочей среды, не находящейся под давлением.
12. Аппарат по любому из пп. 1-11, в котором указанный аппарат дополнительно содержит по крайней мере один криогенный экспандер.
13. Аппарат по любому из пп. 1-12, в котором указанный по крайней мере один криогенный экспандер используется для снижения температуры указанной рабочей среды между концом теплового расширения и местом забора рабочей среды указанным компрессором.
14. Аппарат по любому из пп. 1-13, в котором рабочая среды, выталкиваемая указанным по крайней мере одним криогенным экспандером, подвергается повторному сжатию указанным по крайней мере одним компрессором.
15. Аппарат по любому из пп. 1-14, в котором рабочая среда, выталкиваемая указанным по крайней мере одним криогенным экспандером, используется для регулирования температуры рабочей среды высокого давления до забора указанным по крайней мере одним экспандером.
16. Аппарат по любому из пп. 3-15, в котором перемещение поршня с одной стороны указанного по крайней мере одного экспандера вследствие расширения рабочей среды преобразуется во вращательное движение с помощью планетарной зубчатой передачи из каждой преобразующей зубчатой передачи в блоке регулирования мощности.
17. Аппарат по любому из пп. 4-16, в котором указанный рычаг через свою точку опоры выдает противоположно направленную и усиленную действующую силу для преодоления силы сжатия, выброса рабочей среды после расширения и чистую выходную силу, которая постоянна для данного цикла.
18. Аппарат по любому из пп. 1-17, в котором данный аппарат дополнительно содержит механизм сбора крутящего момента для подключения силы вращения от указанного вращательного движения, обеспечиваемого каждой преобразующей зубчатой передачей.
19. Аппарат по п. 18, в котором указанный механизм подвода крутящего момента содержит две планетарных зубчатых передачи, приспособленных для выборочного сбора указанной силы вращения, обеспечиваемой указанными двумя планетарными зубчатыми передачами из каждой преобразующей зубчатой передачи.
20. Аппарат по п. 18 или 19, в котором данный аппарат дополнительно содержит дифференциальный блок, предназначенный для объединения двух сил вращения, собираемых указанным механизмом сбора в однонаправленный выходной сигнал вращения.
21. Аппарат по любому из пп. 1-20, в котором указанный аппарат дополнительно содержит блок непрерывно изменчивой передачи, выполненный таким образом, чтобы менять выходное передаточное отношение.
22. Аппарат по п. 21, в котором указанный блок непрерывно изменчивой передачи содержит первый вал и второй вал в пределах одной плоскости, перпендикулярные один другому, при этом указанный первый вал имеет входное ведущее фрикционное колесо и вращающееся вокруг него ведомое фрикционное колесо благодаря другой паре фрикционных колес, наложенных сверху с давлением на указанные ведущее и ведомое колеса при вращении вокруг указанного второго вала для обеспечения вращения ведущего и ведомого колес с равными или переменными скоростями.
23. Аппарат по любому из пп. 1-22, в котором указанный аппарат дополнительно содержит клапанный узел, управляемый зубчатой передачей, для управления потоком рабочей среды от указанного по крайней мере одного экспандера и/или указанного криогенного компрессора.
24. Аппарат по п. 23, в котором указанный аппарат дополнительно содержит второй клапанный узел, управляемый зубчатой передачей, для управления подачей рабочей среды, забираемой указанным по крайней мере одним компрессором.
25. Аппарат по любому из п. 23 или 24, в котором указанный клапанный узел, управляемый зубчатой передачей, управляется шаговым двигателем.
