Spôsob a zariadenie na premenu tepelnej energie na mechanickú energiu

Číslo patentu: E 19266

Dátum: 25.03.2004

Autor: Železný Eduard

Je ešte 6 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Spôsob a zariadenie na premenu tepelnej energie na mechanickúVynález sa týka spôsobu premeny tepelnej energie na mechanickú energiu zmenou objemu, tlaku a teploty pracovného média, najmä plynu, v niekoľkých stupňoch, ako aj zariadenia na uskutočňo vanie tohto spôsobu.Taký spôsob a také zariadenie sú zverejnené napr. V dokumentoch WO O 3/102403 A a W 0 O 3/012257 A.Sú známe spôsoby premeny tepelnej energie na mechanickú, pri ktorých sa meni tlak aj teplota pracovného média V pracovnom priestore so striedavo sa meniacim objemom. Pri zmenšujúcom sa objeme sa zvyšuje tlak aj teplota a to ako V dôsledku uvedenej zmeny objemu, tak tiež - a najma - v poslednej fáze zmenšovania objemu, prípadne v prvej fáze opätovného zväčšovania objemu,dodatočným privodom tepelnej energie buď zvonku, alebo vývinom tepla, napr. spaľovaním, V médiu vnútri pracovného priestoru. Pri opätovnom zväčšovaní objemu tlak, Vzniknutý predchádzajúcim zmenšovaním objemu v uzavretom pracovnom priestore, koná, po odčítaní strát, prácu potrebnú na následné zmenšovanie objemu,zatiaľ čo tlak, Vzniknutý dodatočným privodom tepelnej energie,vykonáva, tak isto po odčítaní strát, výslednú mechanickú prácu. V trvalo uzavretom pracovnom priestore by V dôsledku dodatočného prívodu tepelnej energie teplota média na konci každého zväčšovania objemu a teda aj na začiatku nasledujúceho zmenšovanie objemu, bola vždy väčšia než teplota na začiatku predchádzajúceho zväčšovania objemu, takže pri prívode tepla zvonku by tep lota média dosiahla teplotu, pri ktorej sa teplo zvonku privá dza a teplotný rozdiel a teda aj množstvo privádzaného tepla by boli, bez zreteľa na straty, nulové. Prívod tepla vývinom v médiu by sa V trvalo uzavretom pracovnom priestore zastavil pre nedostatok kyslíka. Preto je nutné pracovný priestor na odvedenie použitého média a privedenie čerstvého na určitý čas otvoriť a to ako na začiatku zmenšovania objemu alebo pred nim, tak aj na konci zväčšovania objemu alebo po ňom. Pracovný proces zmien tlaku a teploty pri zmenšovaní a zväčšovaní objemu prebieha na dve doby. Pokým sú k týmto dvom dobám pridané ešte ďalšie dve,tj. zvàčšovanie objemu pre privedenie použitého média a zmenšovanie objemu pre odvedenie použitého média, potom ide o štvordobý proces premeny tepelnej energie na mechanickú. Pokým privádzanie a odvádzanie média prebieha na začiatku jednej doby,resp. na konci druhej doby, potom ide o proces dvojdobý. Všetky tieto pochody prebiehajú podľa známeho stavu techniky v jednompracovnom priestore, výnimočne rozdelenom na dve časti.Podľa spôsobu premeny tepelnej energie na mechanickú energiu zmenou objemu, tlaku a teploty pracovného média podľa vynálezu sa pracovné médium nasaje do prvého stupňa pri zväčšovaní objemu tohto prvého stupňa, načo sa pri zmenšovaní objemu prvého stupňa prevedie do druhého stupňa pri zväčšovaní objemu druhého stupňa,načo sa pri zmenšovaní objemu druhého stupňa. prevedie tretím stupňom pri súčasnom prívode tepla do štvrtého stupňa pri zväčšovaní objemu štvrtého stupňa, načo sa zo štvrtého stupňa pri zmenšovani objemu štvrtého stupňa prevedie do piateho stupňa a v tomto piatom stupni pri zvàčšovaní objemu piateho stupňa expanduje. S výhodou sa pri zmenšovaní objemu druhého stupňa pracovné médium prevedie cez tretí stupeň pri súčasnom zahrievani priamo do piateho stupňa. S výhodou sa pri prevádzaní z prvého stupňa do druhého stupňa pracovné médium ochladzuje. S výhodou sa pracovné médium prevádza z piateho stupňa pri zmenšovani ob jemu piateho stupňa a súčasnom ochladzovani do prvého stupňa prizväčšovaní objemu prvého stupňa. S výhodou sa pracovné médium prevádza z piateho stupňa pri zmenšovaní objemu piateho stupňa k tretiemu stupňu a použije sa pre zahrievací proces. S výhodou sa pracovné médium pri zmenšovani objemu piateho stupňa a/alebo pri súčasnom ochladzovaní prevádza z piateho stupňa priamo do druhého stupňa pri zväčšovaní objemu druhého stupňa. V zariadení na uskutočňovanie viacstupňovej premeny tepelnej energie na mechanickú energiu zmenou objemu, tlaku a teploty pracovného média je tretí stupeň aspoň podľa vynálezu vytvorený ako pracovný priestor s nepremenlivým objemom, pričom ostatné stupne sú vytvorené ako pracovné priestory s premenlivým objemom, najmä ako stroje s otočným piestom a usporiadané za sebou V zmysle priechodu pracovného média, sčasti pred tretím stupňom a sčasti za týmto stupňom. S výhodou je najväčší objem prvého stupňa väčší,než najväčší objem druhého stupňa, pričom najväčší objem piateho stupňa je väčší než najväčší objem štvrtého stupňa a pričom najväčší objem piateho stupňa je väčší, než najväčši objem prvého stupňa alebo rovnako veľký ako maximálny objem prvého stupňa. S výhodou je piaty stupeň spojený s prvým stupňom. S výhodou je tretí stupeň vytvorený ako spaľovacia komora a/alebo ako výmenník tepla. S výhodou je piaty stupeň vybavený sacím ventilom. S výhodou je zaradený chladič medzi prvým stupňom a druhým stupňom, ako aj medzi piatym stupňom a prvým stupňom a chladič medziVynález je bližšie znázornený na pripojenom výkrese, kde na obr. 1 je znázornené základné uskutočnenie Vynálezu, na obr. 2 je znázornená úprava s chladičom medzi prvým a druhým stupňom, ako aj medzi piatynl a prvým. stupňonl a na obr. 3 je uskutočnenie s prvým stupňon 1 zlúčeným s piatym stupňonn a s chladičonl medziPracovný médium sa privedie do prveho stupňa l (obr. 1) pri zväčšovani objemu tohto prvého stupňa 1, potom sa pri zmenšovaní objemu prvého stupňa 1 prevedie do druhého stupňa 2 pri zväčšovani jeho objemu. Potom sa pri zmenšovaní objemu druhého stupňa 2 prevedie do tretieho stupňa 3. Pri prechode cez tretí stupeň 3 sa do pracovného média privedie teplo buď zvnútra, spaľovaním paliva V pracovnom médiu, alebo zvonku ohrevom tretieho stupňa,napr. vonkajším spaľovaním. Z tretieho stupňa 3 sa pracovné medium prevádza do štvrtého stupňa. 4, ktorého objen 1 sa súčasne zväčšuje, na čo sa zo štvrtého stupňa 4 pri zmenšovani jeho objemu prevedie do piateho stupňa 5. V tomto piatom stupni 5 sa pri zväčšovaní jeho objemu nechá pracovne médium expandovať. Po expanzii sa pracovne médium pri zmenšovaní objemu piateho stupňa 5 buď vyvedie von, alebo späť do prveho stupňa 1. Pri použití vzduchu ako pracovného média a vonkajšieho spaľovania ako spôsobu prívodu tepla do tretieho stupňa, je výhodné použiť expandovaný, ale horúci vzduch pre vonkajšie spaľovanie. Spôsob podľa vynálezu teda predstavuje päťdobý termodynamický cyklus. V niektorých prípadoch môže byť vhodné vypustiť štvrtý stupeň 4 a médium previesť priamo do piateho stupňa a tu ho nechať expandovať. Je výhodné, keď sa pri prevádzani z prvého stupňa l do druhého stupňa 2 pracovné médium ochladzuje v medzistupňovom chladiči 6 (obr. 2). Pri uzavretom obehu, pri ktorom sa pracovné médium z piateho stupňa 5 vedie opàť do prveho stupňa 1, je výhodné medzi piaty a prvý stupeň vložiť ďalší medzistupňový chladič 7. V niektorých prípadoch je výhodné, podľa ďalšieho uskutočnenia vynálezu, zlúčiť piaty a prvý stupeň do zlúčeného stupňa 51 a pracovné médium, expandované pri zväčšovani objemu zlúčeneho stupňa 51, previesť, pri opätovnom zmenšovaní objemu tohto zlúčeneho stupňa, do druhého stupňa 2 pri súčasnom zvàčšovaní tohto druhého stupňa a to pripadne cez zlúčený medzistupňový chladič 76. V tomto prípade je základný päťdobý termodynamický cyklusupravený na cyklus trojdobý.

MPK / Značky

MPK: F02G 1/043, F01B 3/00

Značky: přeměnu, spôsob, energiu, zariadenie, mechanickú, energie, tepelnej

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/14-e19266-sposob-a-zariadenie-na-premenu-tepelnej-energie-na-mechanicku-energiu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob a zariadenie na premenu tepelnej energie na mechanickú energiu</a>

Podobne patenty