Детендер

(9) В 9(00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рович бюро Редов аститута детанд"Машин41. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54)(57) ДЕТАНДЕР, содержащий ци:.линдр с поршнем и клапаны Впуска и выпуска, о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что, с целью повышения КПЦ, де тандер дополнительно содержит после довательно включенные в электричес, .кую цепь прерывательи энерготрансФормирующий элемент иэ сегнетоматериала с точкой Кюри, не превышающей температуру газа при впуске, размещенный на внутренней поверхности ци ,линдра,1048262 25 Изобретение относится к энергетике, в частности к тепловым машинамдля получения низких температур путем расширения с отдачей работы.Известен детандер, содержащий5цилиндр с поршнем и клапаны впускаи выпуска 1,"1.Недостаток этого детандера - низкий КОД вследствие, потерь из"за,тенлообмена между поступающим на 1 Орасширение газом и остаточным. В немне используется полезно регеративный теплообмен между цилиндроми газом.Цель изобретения - повьппение КПДпутем использования регенеративноготейлообмена между газом н цилиндром.Поставленная цель достигается тем,что детандер дополнительно содержитпоследовательно включенные в электрическую цепь прерыватель и энерготрансформнрующий элемент из сегнетоматериала с точкой Кюри, не превьппающей температуру газа при впуске,размещенный иа внутренней поверх/ .ности цилиндра.На чертеже изображен детандер,общий видеДетандер содержит цилиндр 1 споршнем 2, клапан Э впуска и клапан4 выпуска, а также последовательновключенные в электрическую цепь прерыватель 5 и энерготрансформирующийэлемент 6 нз сегнетоматериала с точкой Кюри, не превьппающей температуругаза при впуске, размещенный на внут т ренней поверхности цилиндра Г.Элемент 6 расположен в областиклапана Э впуска. Детандер также содержит механизм 7 распределения рабочего тела и привод 8 поршня 2. Управление прерывателем может быть осуществлено с помощью кинематическойсвязи 9 с приводом 8 поршня 2 илипо сигналу термопары, установленной иа внутренней поверхности цилиндрав области клапана 3 впуска.Детандер работает следующим образом,При открытом клапане 3 впуска впроцессе заполнения цилиндра 1 (поршень 2 движется внизгазом с относительно высокой температурой происходит нагрев его стенок, и элемент6 также нагревается. 1При этом ранее спонтанно поляризованный сегнетоматериал, из которого выполнен элемент 6, переходитв парасостоянне. Разупорядочениеструктуры сегнетоматериала приводитк появлению на электродах элемента 6 разности потенциалов, котораяпри замкнутом прерывателе 5 обес"печивает протекание электрическоготока во внешней цепи. Затем клапан 3 впуска закрывается, и осуществляется процесс расширения газа пу"тем отдачи механической работы 1 основной холодопроизводящий процесс,характерный для детандера, в результате которого рабочее тело охлаждается), При этом происходит охлаящение и стенок цилиндра 1 с элементом6 Отвод тепла от элемента 6 при разомкнутом прерывателе 5 возвращаетего в сегнетосостояние, характеризуемое спонтанной поляризацией, В " конце хода поршня 2 открывается посредством механизма 7 клапан 4 выпуска, происходит выхлоп рабочего тела, Затем идет обычное для работы детандера выталкивание рабочего тела и обратное поджатие при закрытом клапане 4 выпуска. Далее посредством механизма 7 открывается клапан 3 впуска, а прерыватель 5 замыкается, и цикл повторяется.Таким образом, снабжение детандера энерготрансформирующим элементом 6 из сегнетоматериала позволяет, кроме механической работы, получать также и электроэнергию. Кроме того, повышается КПД работы детандера. Это достигается тем, что в результате частичного использования регенератив- ного теплообмена для выработки электроэнергии стенка цилиндра в процессе выталкивания газа имеет относительно меньшую температуру, чем в прототипе. Следовательно, нагрев холодного расширенного газа вследствие регенеративного теплообмена будет меньше, что приводит к уменьшению потерь холода, т.е. к увеличению КПД машины.Вырабатываемая в машине электроэнергия может быть получена практически с любой частотой, в частности,с промышпенной частотой 50 Гц и возвращена в сеть.