Испаритель теплового двигателя

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ц) г ОЗ С 710(5 ч) (57) зован кую и стве при н внутр Изобр тивно ИСПАРИТИзобретию теплможетиспаритеобходии испаретениесть раб С: ЕЛЬ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯение относится к преабраовой энергии в механицесбыть использовано в качееля теплового двигателямости изменения давленияителя в большом диапазоне.позволяет повысить эффекоты испарителя за счет обеспечения рационального режима подвода тепла к рабочей жидкости. При нагревании рабочей жидкости, находящейся в обечайке 2, теплом, подводимым в зоне 9 последняя полностью испаряется, после чего давление в обечайке 2 начинает падать, т.к, пары рабочей жидкости конденсируются в холодильнике (на чертеже не показан). Уменьшение давления приводит из-за разности сечений сильфонов 3 и 4 к смещению обечайки 2 вверх относительно корпуса Жидкость 8 при этом стекает в нижнюю часть корпуса 1. Тепловой контакт между зоной 9 и обечайкой 2 нарушается, Пар рабочей жидкости внутри обечайки 2 перестает нагреваться и падение дав- д1560784 ления в обечайке 2 ускоряется, Падение давления в обечайке 2 приводит к открытию клапана (не показано), соеди" няющего испаритель с гидроаккумулятором (не показано). Рабочая жидкость5 вновь заполняет обечайку 2, давление в ней растет и обечайка 2 движется вниз относительно корпуса 1. Тепловой контакт между обечайкой 2 и зоной 9 восстанавливается. Испаритель отсека- ется от гидроаккумулятора, рабочая жидкость в обечайке 2 нагревается и испаряется, цикл повторяется. В Изобретение относится к преобразователям тепловой энергии в механичес кую и может быть использовано в ка,честве испарителя рабочей жидкости теплового двигателя в случае необходимости больших диапазонов рабочих давлений внутри испарителя, 25Целью изобретения является повышение эффективности и надежности работы испарителя.На фиг, 1 схематично. представлен испаритель теплового двигателя сов" местно с одним из вариантов включения испарителя в общую схему теплового двигателя, разрез; на фиг. 2 " испаритель теплового двигателя, защищенного от нерасчетного повышения давления, связанного с избыточным потоком тепла, поступающего в испаритель.Испаритель теплового двигателя содержит корпус 1, внутри которого расположена обечайка 2 связанная силь 40 фоном 3 с верхним, основанием корпуса 1, и сильфоном 4 с нижним основанием корпуса 1. Жесткость сильфона 4 регулируется пружиной 5, а диаметр силь- Фона 4 меньше диаметра сильфона 3. Внутренняя часть.обечайки 2 имеет кольцевые карманы 6, а верхнее основание корпуса 1 частично покрыто теплоизоляцией 7. Пространство между корпусом 1 и обечайкой 2 частично заполнено теплопроводной жидкостью 8, а с внешней стороны боковой поверхности корпуса 1 расположена зона 9 подвода тепла. Испаритель включается в схему теплового двигателя совместно с исполнительным механизмом 10, холодильником 11, гидроаккумулятором 12, последовательно соединенными парожидкостным трактом, содержащим класлучае превышения допустимого значения давления в обечайке 2 последняядвижется вниз относительно корпуса 1,упоры 20 взаимодействуют с экраном 16,увлекая его вниз относительно корпуса 1. Жидкость 8 стекает в нижнюючасть корпуса 1, тепловой контактмежду обечайкой 2 и зоной 9 нарушается. Давление в обечайке 2 перестаетрасти. После падения давления в обечайке 2, ,тепловой контакт между зоной 9 и обечайкой 2 восстанавливается. 2 з.п. Ф-лы, 2 ил. 1паны 13 и 14, Внутренность тепловогодвигателя частично заполнена легкоиспаряющейся рабочей жидкостью 15.В случае выполнения испарителя теплового двигателя в вариа нте, защищенномот нерасчетного повышения давления,связанного с избыточным потоком тепла,поступающего в испаритель, в простран"стве между корпусом 1 и обечайкой 2размещен экран 16, связанный сильфоном 17 с верхним основанием корпуса 1и сильфоном 18 с нижним основаниемкорпуса 1. Жесткость сильфона 18 регулируется пружиной 19. На верхнем основании обечайки 2 выполнены упоры 20для взаимодействия с экраном 16, ана корпусе 1 выполнены упоры 21 длявзаимодействия с обечайкой 2 и упоры22 для взаимодействия с экраном 16.В боковых стенках корпуса 1 могутбыть выполнены пустоты 23, заполненные материалом 24 с большой теплотойплавления.Испаритель теплового двигателя работает следующим образом,При подводе тепла в зоне 9 к корпусу 1 рабочая жидкость 15 полностьюиспаряется из обечайки 2, после чегодавление в обечайке 2 начинает падать,так как парь 1 жидкости 15 конденсируются в холодильнике 11 теплового двигателя. Падение давления в обечайке 2приводит к тому, что вследствие разкости площадей верхнего и нижнего оснований обечайки 2 она начинает двигаться вверх относительно корпуса 1,преодолевая усилие пружины 5. Жидкость8 при этом стекает в нижнюю часть корпуса 1. Тепловое сопротивление междузоной 9 и обечайкой 2 резко возрастает,что уменьшает скорость теплоподводаз 1560 7к парам рабочей жидкости 15, увеличи вая тем самым темп падения давления вобечайке 2. Резкое падение давления вобечайке 2 вызывает открытие клапана1 ч, сообщая внутренность обечайки 2с гидроаккумулятором 12. В результатеобечайка 2 постепенно заполняется ра=бочей жидкостью 15 и давление в нейрастет. Увеличение давления в обечайке2 вызывает движение последней внизотносительно корпуса 1. Жидкость 8 вытесняется из нижней части корпуса 1в пространство между боковыми поверхностями корпуса 1 и обечайки 2. Тепловое сопротивление между зоной 9 иобечайкой 2 падает. Теплоподвод крабочей жидкости 15. заполнившей обечайку 2, резко возрастает и она начинает испа, яться. Давление в обечайке2 возрастает в еще большей степени,клапан 14 закрывается, после чегоцикл работы испарителя теплового двигателя повторяетсяПри выполнении испарителя теплового двигателя в варианте, защищенномот нерасчетного повышения давления,связанного с избыточным теплоподводом,превышение допустимого давления вобечайке 2 приводит к тому, что последняя опускается относительно корпуса 1 и экрана 16 до взаимодействияупоров 20 с экраном 16, преодолеваясопротивление сильфона 18 и пружины19. В результате экран 16 также начнет опускаться относительно корпуса 1,что приводит к стеканию жидкости 8из пространства между боковыми поверхностями корпуса 1 и экрана 16 в нижнюючасть корпуса 1. Тепловое сопротивление между зоной 9 и обечайкой 2 возрастает, а теплоподвод к парам рабочей жидкости 15, заполняющим обечайку2, уменьшается. Зто позволяет остановить рост давления в обечайке 2.При уменьшении давления в обечайке 245последняя перемещается вверх относительно корпуса 1, так же, как и экран16, что приводит к восстановлению теплового контакта между зоной 9 и обечайкой 2,Испаритель теплового двигателя,содержащий вертикально установленныйцилиндрический корпус с выходным отверстием в нижнем его основании и легкоиспаряющуюся рабочую жидкость, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности его вработе, в корпусе коаксиально ему установлены с возможностью осевого перемещения цилиндрическая обечайка,два сильфона разных диаметров и пружина, при этом верхнее основание обечайки соединено с верхним основанием корпуса сильфоном большего диаметра, ниж-.нее основание обечайки соединено снижним основанием корпуса сильфонаменьшего диаметра и пружиной, рабочаяжидкость размещена в обечайке, а про"странство между корпусом и обечайкойчастично заполнено теплопроводнойжидкостью,2. Испаритель по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности, между корпусоми обецайкой коаксиально им дополни"тельно установлены с воэможностьюосевого перемещения цилиндрическийэкран с выступом в его нижней части,два сильфона разных диаметров и пружина, на верхнем основании обечайкидополнительно выполнены упоры для взаимодействия с экраном, верхняя частьэкрана соединена с верхним основаниемкорпуса сильфоном меньшего диаметра,а выступ экрана соединен с нижнимоснованием корпуса посредством сильфона большего диаметра и пружины.3. Испаритель по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в боковых стенках корпуса выполнены пустоты,дополнительно заполненные материаломс большой теплотой плавления. 55 В случае, когда тепловой контакт между зоной 9 и обечайкой 2 отсутствует, наличие в стенках корпуса 1 пустот 23, заполненных материалом 24 с большой теплотой плавления, позволяет защитить от перегре 81 ова стенки корпуса 1. Непрерывно подводящееся к зоне 9 тепло расходуется на плавление материала 24. Зто тепло достигает обечайки 2 после возобнов" ления теплового контакта между зоной 9 и обечайкой 2 при затвердевании материала 21,Та им образом, повышение эффективности работы испарителя обеспечивается путем рационального режима подвода тепла к рабочей жидкости 15, за" полняющей обечайку, 2Формула изобретения15 б 0781 Тираж 356 комитета по изоб Москва, Ж, Ра Подписное а НИИПИ Государственного 113035, ГКНТ СС тениям и открытия ская наб. д. 1/5 тельский комбинат "Патент, г.ужгород, ул.Гагарина оизводственноСоставитель П, СычевРедактор Ю Середа Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Мюмеи мв ЛЭ