Двигательное устройство температурного перепада

ДВИГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕМПЕРАТУРНОГО ПЕРЕПАДА Двигательное устройство температурного перепада включает в себя паровую турбину (1) среды с низкой температурой кипения, поглотитель (2) тепла, низкотемпературный противоточный теплообменник (3) термоизоляционного типа, циркуляционный насос (4) и охлаждающую систему (5), которые взаимосвязаны для того, чтобы основывать закрытую систему циркуляции,наполненную текучей средой с низкой температурой кипения. Паровая турбина (1) среды с низкой температурой кипения и поглотитель (2) тепла основывают теплопоглощающую рабочую систему среды с низкой плотностью, а циркуляционный насос (4) и охлаждающая система (5) основывают охлаждающе-циркуляционную систему среды с высокой плотностью. Двигательное устройство температурного перепада может преобразовывать тепловую энергию в механическую энергию.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЗИБО НАТЭРДЖИ КЕМИКАЛ ИНДАСТРИ КО., ЛТД. (CN) Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к новому двигательному устройству температурного перепада, которое принадлежит к типу устройства, которое преобразует тепловую энергию в механическую энергию. Дополнительная информация Наиболее широко распространенным способом использования энергии людьми является преобразование тепловой энергии в механическую энергию. Традиционный способ преобразования энергии состоит сначала в преобразовании тепловой энергии в потенциальную энергию давления, а затем в выполнении внешней работы. Это приводит к потерям энергии; при этом кроме потери энергии будут потреблены дополнительные энергоресурсы. Сущность изобретения Для того чтобы преодолеть вышеупомянутые недостатки, связанные с предшествующим уровнем техники, изобретение раскрывает двигательное устройство, которое обходится без процесса повышения давления в течение периода преобразования тепловой энергии в механическую энергию и, таким образом, прямо преобразует энергию, порожденную от молекулярных тепловых движений, в механическую энергию. Кроме того, изобретение преследует цель эффективно преобразовать тепловую энергию, переносимую текучими средами в окружающей среде, в механическую энергию посредством нового двигательного устройства, предложенного изобретением. Цели изобретения реализуются посредством следующих контрмер. Новое двигательное устройство температурного перепада согласно настоящему изобретению состоит из паровой турбины 1 среды с низкой температурой кипения, поглотителя 2 тепла, низкотемпературного противоточного теплообменника 3 термоизоляционного типа, циркуляционного насоса 4 и охлаждающей системы 5, которые взаимосвязаны для того, чтобы основывать закрытую систему циркуляции, наполненную текучей средой с низкой температурой кипения, при этом:a) паровая турбина 1 среды с низкой температурой кипения и поглотитель 2 тепла основывают теплопоглощающую рабочую систему среды с низкой плотностью, а циркуляционный насос 4 и охлаждающая система 5 основывают охлаждающе-циркуляционную систему среды с высокой плотностью; поперечный теплообмен между текучими средами осуществляется посредством низкотемпературного противоточного теплообменника 3 термоизоляционного типа;b) низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа содержит конец А высокой температуры и конец В низкой температуры; стенки теплообменника продольно теплоизолированы друг от друга посредством термоизоляционных слоев в теплообменнике; температуры текучих сред последовательно продольно изменяются от конца высокой температуры к концу низкой температуры; и текучие среды осуществляют поперечный теплообмен друг с другом посредством стенок теплообменника;c) среда с низкой температурой кипения течет из теплопоглощающей рабочей системы в низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа и течет от конца А высокой температуры к концу В низкой температуры, в ходе чего среда преобразуется из газообразного состояния в жидкое состояние или состояние с высокой плотностью; затем среда течет через охлаждающециркуляционную систему и рециркулирует от конца В низкой температуры к концу А высокой температуры, в ходе чего среда преобразуется из жидкого состояния или состояния с высокой плотностью в газообразное состояние; в низкотемпературном противоточном теплообменнике 3 термоизоляционного типа между потоками среды существует теплообмен противопоточного вида;d) поглотитель 2 тепла может быть размещен перед или после паровой турбины 1 среды с низкой температурой кипения с тем, чтобы восполнять потребление тепловой энергии системы, которая используется для выполнения внешней работы турбиной 1 среды с низкой температурой кипения; таким образом поддерживается баланс энергии в системе. Паровая турбина 1 среды с низкой температурой кипения является устройством, которое внешним образом выводит механическую энергию, а поглотитель 2 тепла поглощает тепло извне. Среди прочего,низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа главным образом функционирует для того, чтобы, насколько это возможно, предотвратить перенос тепла средой к концу В низкой температуры, которая течет к нему с тем, чтобы гарантировать то, чтобы среда в зоне низкой температуры находилась в жидком состоянии или в состоянии с высокой плотностью, и, таким образом,уменьшать нагрузку на охлаждающе-циркуляционную систему. Циркуляционный насос 4 главным образом функционирует для того, чтобы гарантировать то, чтобы среда циркулировала в системе вдоль желаемого направления. Поскольку перепад давлений системы является небольшим и среда в жидком состоянии течет с низкой скоростью, потребляемая мощность циркуляционного насоса 4 является низкой. Охлаждающая система 5 главным образом функционирует для рассеивания тепла, которое переносится с текучей средой, тепла, представленного в ней из-за несовершенной теплоизоляции, и тепла, порождаемого в течение работы циркуляционного насоса 4 таким образом, чтобы среда поддерживалась при низких температурах. Низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа делит систему на участок низкой температуры, который охлаждает и осуществляет циркуляцию, а также участок высокой температуры, который поглощает тепло и осуществляет работу. Температуры обоих участков высокой температуры и низкой температуры являются более низкими, чем температура внешней текучей среды,которая подает тепло к поглотителю 2 тепла. Низкая температура охлаждающе-циркуляционной системы среды с высокой плотностью поддерживается посредством охлаждающей системы и ее термоизоляционных слоев. Участок высокой температуры состоит из паровой турбины 1 среды с низкой температурой кипения и поглотителя 2 тепла. Поглотитель 2 тепла поглощает тепло из внешней текучей среды таким образом, что паровая турбина 1 среды с низкой температурой кипения использует тепло, поглощенное поглотителем 2 температуры для выполнения работы, после чего поглотитель 2 тепла снова поглощает тепло из внешней текучей среды таким образом, что потребление тепла системы компенсируется, и, таким образом, поддерживается баланс энергии в системе. В качестве альтернативы, цели изобретения также могут быть реализованы следующими контрмерами. В новом двигательном устройстве температурного перепада согласно изобретению низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа выбирается из любого одного или сочетания одного или более теплообменника пластинчатого типа, теплообменника трубчатого типа и теплообменника ребристого типа. В новом двигательном устройстве температурного перепада согласно изобретению низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа состоит из множества ступеней вдоль направления потока, причем между ними расположены термоизоляционные прокладочные слои. Таким образом предотвращается передача тепла вдоль стенок теплообменника к зоне низкой температуры. Входящая и выходящая (противопоток) текучие среды осуществляют поперечный теплообмен друг с другом через стенки теплообменника. В двигательном устройстве температурного перепада согласно изобретению поглотитель 2 тепла и паровая турбина 1 среды с низкой температурой кипения могут быть последовательно смонтированы во множестве групп. Чем больше будет последовательно соединенных множеств групп из поглотителя 2 тепла и паровой турбины 1 среды с низкой температурой кипения, тем больше внешней механической энергии будет выведено, без увеличения нагрузки на охлаждающую систему 5 и циркуляционный насос 4 на участке низкой температуры. В двигательном устройстве температурного перепада согласно изобретению низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа может быть опущен. В случае, когда множество групп из поглотителя 2 тепла и паровой турбины 1 среды с низкой температурой кипения соединяются последовательно, низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа также может быть опущен, поскольку внешне будет выводиться больше механической работы. В этом случае вместо низкотемпературного противоточного теплообменника 3 термоизоляционного типа выполнять задачу поддержания условия низкой температуры может охлаждающая система 5. Энергия, потребленная охлаждающей системой 5 и циркуляционным насосом 4, будет меньшей, чем суммарная энергия, выведенная от множества паровых турбин 1. В новом двигательном устройстве температурного перепада согласно изобретению скорость потока текучей среды, которая приводит во вращение паровую турбину 1 среды с низкой температурой кипения,может корректироваться за счет изменения диаметра впускной трубы паровой турбины. Таким образом,могут быть удовлетворены различные технические условия двигателей с разнообразными отличными требованиями. Новое двигательное устройство температурного перепада согласно изобретению приспособлено для использования в любых условиях окружающей среды, содержащей текучие среды в качестве источников тепла, включая воздух в качестве источников тепла и воду в качестве источников тепла. Новое двигательное устройство температурного перепада согласно изобретению приспособлено для использования в двигателях автомашин, кораблей, самолетов и двигателях электростанций. Решения для нового двигательного устройства температурного перепада согласно изобретению и его применению раскрыты, как приведенные выше выделенные основные признаки, и заметно усовершенствованы относительно предшествующего уровня техники, как описано ниже: 1) изобретение обеспечивает двигательное устройство, которое обходится без процесса повышения давления в течение периода преобразования тепловой энергии в механическую энергию и, таким образом, прямо преобразует энергию, порожденную от молекулярных тепловых движений, в механическую энергию; 2) изобретение может эффективно преобразовать тепловую энергию, переносимую текучими средами, существующими в окружающей среде, в механическую энергию; и 3) изобретение обеспечивает двигательное устройство, которое не ограничено температурой окружающей среды и солнечным светом. Краткое описание чертежей Настоящее изобретение будет проиллюстрировано более подробно в последующем описании вместе с прилагаемым чертежом, на котором представлен пояснительный вид принципа двигательного уст-2 023220 ройства температурного перепада согласно изобретению, при этом ссылочные позиции определены, как следует ниже: 1 - паровая турбина среды с низкой температурой кипения,2 - поглотитель тепла,3 - низкотемпературный противоточный теплообменник термоизоляционного типа,4 - циркуляционный насос,5 - охлаждающая система. Подробное описание иллюстративного варианта осуществления В дальнейшем изобретение будет дополнительно разъяснено, ссылаясь на следующий вариант осуществления. Первый вариант осуществления изобретения. Новое двигательное устройство температурного перепада согласно настоящему изобретению состоит из паровой турбины 1 среды с низкой температурой кипения, поглотителя 2 тепла, низкотемпературного противоточного теплообменника 3 термоизоляционного типа, циркуляционного насоса 4 и охлаждающей системы 5, которые взаимосвязаны для того, чтобы основывать закрытую систему циркуляции, наполненную текучей средой с низкой температурой кипения, при этом: а) паровая турбина 1 среды с низкой температурой кипения и поглотитель 2 тепла основывают теплопоглощающую рабочую систему среды с низкой плотностью, а циркуляционный насос 4 и охлаждающая система 5 основывают охлаждающе-циркуляционную систему среды с высокой плотностью; поперечный теплообмен между текучими средами осуществляется посредством низкотемпературного противоточного теплообменника 3 термоизоляционного типа;b) низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа содержит конец А высокой температуры и конец В низкой температуры; стенки теплообменника продольно теплоизолированы друг от друга посредством термоизоляционных слоев в теплообменнике; температуры текучих сред последовательно продольно изменяются от конца высокой температуры к концу низкой температуры; и текучие среды осуществляют поперечный теплообмен друг с другом посредством стенок теплообменника;c) среда с низкой температурой кипения течет из теплопоглощающей рабочей системы в низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа и течет от конца А высокой температуры к концу В низкой температуры, в ходе чего среда преобразуется из газообразного состояния в жидкое состояние или состояние с высокой плотностью (сжижение); затем среда течет через охлаждающе-циркуляционную систему и рециркулирует от конца В низкой температуры к концу А высокой температуры, в ходе чего среда преобразуется из жидкого состояния или состояния с высокой плотностью в газообразное состояние (испарение); в низкотемпературном противоточном теплообменнике 3 термоизоляционного типа между потоками среды существует теплообмен противопоточного вида;d) поглотитель 2 тепла может быть размещен перед или после паровой турбины 1 среды с низкой температурой кипения с тем, чтобы восполнять потребление тепловой энергии системы, которая используется для выполнения внешней работы турбиной 1 среды с низкой температурой кипения; таким образом поддерживается баланс энергии в системе. Низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа является теплообменником ребристого типа. Низкотемпературный противоточный теплообменник 3 термоизоляционного типа может состоять из множества ступеней, причем между ними размещаются термоизоляционные прокладочные слои. Поглотитель 2 тепла и паровая турбина 1 среды с низкой температурой кипения могут быть в последовательном порядке смонтированы во множестве групп. Среда, которая используется для поглощения тепла, преобразования тепла и преобразования тепловой энергии в механическую энергию, является охлаждающей средой R22. Двигательное устройство может найти применение в двигателях автомашин, судов, самолетов и двигателях электростанций. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Двигательное устройство температурного перепада, отличающееся тем, что состоит из паровой турбины (1) среды с низкой температурой кипения, поглотителя (2) тепла, выполненного с возможностью поглощения тепла из окружающей среды, низкотемпературного противоточного теплообменника(3) термоизоляционного типа, циркуляционного насоса (4) и охлаждающей системы (5), которые взаимосвязаны для того, чтобы основывать закрытую систему циркуляции, наполненную текучей средой с низкой температурой кипения, при этом:a) паровая турбина (1) среды с низкой температурой кипения и поглотитель (2) тепла образуют теплопоглощающую рабочую систему среды с низкой плотностью, а циркуляционный насос (4) и охлаждающая система (5) образуют охлаждающе-циркуляционную систему среды с высокой плотностью; поперечный теплообмен осуществляется посредством низкотемпературного противоточного теплообмен-3 023220b) низкотемпературный противоточный теплообменник (3) термоизоляционного типа содержит конец (А) высокой температуры и конец (В) низкой температуры; стенки теплообменника продольно теплоизолированы друг от друга посредством термоизоляционных слоев в теплообменнике; температуры текучих сред последовательно продольно изменяются от конца высокой температуры к концу низкой температуры; и текучие среды осуществляют поперечный теплообмен друг с другом посредством стенок теплообменника;c) поглотитель (2) тепла может быть размещен перед или после паровой турбины (1) среды с низкой температурой кипения с тем, чтобы восполнять потребление тепловой энергии системы, которая используется для осуществления турбиной (1) среды с низкой температурой кипения внешней работы, таким образом поддерживая баланс энергии в системе. 2. Двигательное устройство по п.1, отличающееся тем, что низкотемпературный противоточный теплообменник (3) термоизоляционного типа выбирается из любого одного или различных сочетаний одного или более из теплообменника пластинчатого типа, теплообменника трубчатого типа и теплообменника ребристого типа. 3. Двигательное устройство по п.1, отличающееся тем, что низкотемпературный противоточный теплообменник (3) термоизоляционного типа состоит из множества ступеней вдоль направления течения,причем между ними размещены термоизоляционные прокладочные слои. 4. Двигательное устройство по п.1, отличающееся тем, что поглотитель (2) тепла и паровая турбина(1) среды с низкой температурой кипения могут быть последовательно смонтированы во множестве групп. 5. Двигательное устройство по п.1, отличающееся тем, что скорость потока текучей среды, которая приводит во вращение паровую турбину (1) среды с низкой температурой кипения, может корректироваться за счет изменения диаметра впускной трубы паровой турбины.