Термокомпрессор

)5 Г 04 В 19/24 ТЕНИЯ ков упан, С.В,Ко льство СССР19/24, 1981. рхвыя: на- виде я получения све сть изобретени ь выполнены в Воположных с уса, Разделите орпусе при по ен ощи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Использование; длсаких давлений, Сущногреватель и охладителдиаметриально-.протицилиндрического корпустановлен на валу в Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности.к компрессоростроению, иможет быть использовано для получениясверхвысоких давлений,Известен термокомпрессор, содержащий пакет компрессорных камер, разделенный общими теплоизолирующими стенкамии включающий теплоподводящую и теппоотводящую стенки, расположенные одна против другой, причем нагрев рабочей средыосуществляется через теплоподводящуюстенку, а охлаждение - через теплоотводящую 13.ПротОтипом изобретения можно считать термокомпрессор, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим инагйетательным патрубкэми, нагреватель,охладитель и вытеснитель в виде цилиндрического ротора с продольными вырезами набоковой поверхности, причем корпус состоит из четырех продольных элементов, иэкоторых двэ диаметрально противоположащения, ВмещРны вса атрубки с обпь выполнен езом, Разде- теплоизоляпродольного ателя и охланы радиальотверстие, положениях ниты размес катушкой 2 з.п. ф-лы,спиц с возможностью вр торцевых крышках корпуса раз сывающий и нагнетательный и ратными клапанами. Разделите в виде трубы с продольным выр литель и крышки выполнены из ционного материала. Площадь выреза равна площади нагрев дителя, В разделителе выполне ные сверления, в корпусе - соосное сверлениямв"крайних разделителя. Постоянные маг щены в сверлениях, сердечник индуктивности - в отверстии, 1 ил ных выполнены из теплоизолирующего материала, э нагреватель и"бхладитель" - "в виде двух других элементов (2).Недостатком известного термокомпрессора является недостаточно высокий КПД, посколькудлительность процессов нагрева и охлаждения (порядка 5-10 мин ) не позволяет обеспечить полной герметичности уплотнения между"рабочими полостями высокого и низкого давления (как известно, величина утечек прямо пропорциональна времени), А это приведет к снижению КПД,Цель изобретения - повышение КПД путем исключения перетечек.Указанная цель достигается тем, что в предложенном устройстве исключаются перетечки рабочей среды в процессе ее нагрева и охлаждения, Так, в термокомпрессоре, содержащем цилиндрический корпус из теплоизоляционного матЕриала, нагреватель и охладитель выполнены в видедиаметрально противоположных" стенок корпуса,с отсечными, клапанами 10 и 11, а такжеподшипники Г 2 и 13, Внутри корпуса 1 установлен разделитель 14 из теплоизолирую 45 50 55 разделитель, установленный на валу в корпусе с возможностью вращения, торцевые крышки корпуса, всасывающий и нагнетательный патрубки с обратными клапанами, разделитель выполнен в виде трубы с продольным вырезом, разделитель и торцевые крышки выполнены из теплоизоляционного материала, при этом установлен на валу посредством спиц, а патрубки подвода, отвода подключены к торцевым крышкам, Кроме того, площадь продольного выреза в разделителе может быть равна площади нагревателя и охладителя и совпадать с их площадью в крайних положениях разделителя,Помимо этого, термокомпрессор может быть снабжен магнитами и электромагнитным сердечником с катушкой индуктивности, при этом в разделителе выполнены тангенциальные сверления, а в корпусе отверстие,.соосное сверлениям в крайнихпо. ложениях разделителя, причем магниты установлены в сверлениях, а сердечники в отверстии,На фиг, 1 показана схема устройства термокомпрессора; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1;Термокомпрессор содержит составной цилиндрический немагнитный герметичный , корпус 1 из четырех продольных элементов, причем диаметрально расположенные элементы 2 и 3 выполнены из теплоизолирующего материала, а нагреватель 4 и охладитель 5 - в виде двух других элементов. Корпус 1 с торцов закрыт торцевыми крышками 6 и 7, в которых размещены всасывающий и нагревательный патрубки 8 и 9 щего материала в виде цилиндрической трубы с продольным вырезом, соответствующим по размеру нагревателю 4 и охладителю 5. Разделитель 14 крепится к валу 15 спицами 16, Вал 15 установлен в подшипниках 12 и 13. В разделителе в тангенциальных сверлениях установлены постоянные магниты 17 и 18, а в отверстии корпуса 1, соосном сверлением.в крайних положенияхразделителя 14 - сердечник 19 с катушкойиндуктивности. Работает термокомпрессор следующимобразом. К нагревателю 4 подводится тепло, он нагревается. От охладителя 5 отводится тепло, он охлаждается. Разделитель 14 повернут таким образом, что его продольный вырез находится напротив охладителя 5, В полости разделителя 14 находится некоторое количество рабочей среды (газа) при 10 15 20 25 30 35 температуре начала сжатия (т.е, при температуре охладителя 5), В таком состоянии термокомпрессор готов к работе, При подаче нэ катушку индуктивности на некоторое время постоянного напряжения (назовем его прямым) таким образом, что ближние полюса постоянного магнита 17 и сердечника 19 становятся одноименными, возникает магнитная сила их взаимного отталкивания, Эта сила приводит к крутящему моменту, приложенному к разделителю 14, Последний начинает вращаться, поворачиваясь своим продольным вырезом в сторону нагревателя 4. При снятии прямого напряжения с катушки индуктивности исчезает и сила взаимного отталкивания магнита 17 и сердечника 19, Однако разделитель 14 в силу своей инерции и небольшого момента трения в подшипниках 12 и 13 продолжает свое вращение в сторону нагревателя 4, При повороте разделителя 14 на 180 градусов от первоначального положения (т.е, при совмещении продольного выреза с нагревателем 4) на катушку индуктивности снова подаЕтся импульс прямого напряжения, В этот момент ближние полюса магнита 18 и сердечника 19 становятся разноименными, возникает магнитная сила взаимного притяжения магнита 18 и сердечника 19, приводящая к крутящему моменту, равному по величине и обратному по направлению первоначальному моменту, В результате разделитель 14 остановится в положении "вырезом к нагревателю" и закроет охлэдитель 5. Тепло от нагревателя 4 передается рабочей среде (газу), давление ее растет. При достижении в полости разделителя 14 давления нагнетания открывается отсечной клапан 11, и сжатая рабочая среда (газ) подается по нагнетэтельному патрубку 9 потребителю. Отсечной клапан 11 закрывается.После этого на катушку индуктивности подается импульс обратного напряжения, Ближние полюса магнита 18 и сердечника 19 становятся разноименными. Разделитель 14 начинает вращение вырезом в сторону от нагревателя 4 к охладителю 5, При достижении разделителем 14 угла поворота 360 градусов от первоначального положения (180 градусов от предшествующего положения) на катушку индуктивности подается вторичный импульс обратного напряжения, Разделитель 14 останавливается в этом положении "вырезом к охладителю"), полностью закрыв нагреватель 4, Тепло от рабочей среды (газа) передается охладителю 5, давление в полости разделителя 14 падает, открываетсяотсечной клапан 10, и по впускному патрубку 8 поступает новаяпорция рабочей среды (газа), Далее цикл повторяется,В предлагаемом изобретении отсутствуют уплотнения движущих частей. Единственные узлы трения - подшипники - 5 работают в условиях низкой нагрузки и небольшой частоты вращения, Поэтому по сравнению с прототипом значительно повышается надежность и ресурс термокомпрессора. Помимо того, отсутствие уплотнений 10 позволяет снять ограничения по максимальной температуре цикла, т,е, повысить ее и вместе с тем повысить производительность и степень повышения давления термокомпрессора. 15 Формула изобретенияТермокомпрессор, содержащий цилиндрический корпус из теплоизоляционного материала, нагреватель и охладитель, вы полненные в виде диаметрально противоположных стенок корпуса, разделитель, установленный на валу в корпусе с возможностью вращения, торцевые крышки корпуса, и всасывающий и нагнетательный 25 патрубки с обратными клапанами, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД путем исключения перетечек, распределитель выполнен в виде трубы с продольным вырезом, разделитель выполнен в виде трубы с продольным вырезом, разделитель и торцевые крышкивыполнены иэ теплоиэоляционного материала, при этом разделитель установлен на валу посредством спиц, а патрубки подвода, отвода подключены к торцевым крышкам,2. Термокомп рессор по и, 1. о т л и ч а ющ и й с я тем, что площадь продольного выреза в разделителеравна площади нагревателя и охладителя и совпадает с их площадью в крайних положениях разделителях3, Термокомпрессор по и. 1 или и. 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен постоянными магнитами и электромагнитным сердечником с катушкой индуктивности, при этом в разделителе выполнены радиальные отверстия, а в корпусе - отверстие, соосное сверлениям в крайних положениях разделителя, причем магниты установлены в сверлениях, а сердечник - в отверстии.