Термосорбционный компрессор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Г 04 В 19/24; Г 25 В 17/ ОПИСАНИ РЕТ ва учно-исогии и оей иэааеви 88.(57) ИспользованиеСущность изобретемер с каналами всгаза заполнена сорб ОННЫИ КОМПРЕС в криогеннои технике. ия; каждая иэ двух касывания и нагнетания ентом рабочего вещестГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(21) 4911452/29Р 2) 13.02,91 (46) 07,12.92. Бюл. М 45 (71) Самарский филиал На тельского института технол ции производства двигател (72) С.Л.Александров, Э,С.Г ров (56) Патент Франции М 2610999, кл. Г 04 В 37/О Изобретение относится к криогеннои и холодильной технике и может быть использовано при создании сорбционных компрессоров,Известен компрессор, использующий принцип сорбции-десорбции, имеющий нагреватель, размещенный внутри камеры с сорбентом и герметичную полость, предназначенную для охлаждения камеры (Патент США %4505120), причем компрессор может содержать два и более камеры с сорбентом.Недостатком известного компрессора является низкая надежность и конструктивная сложность, обусловленные наличием контура циркуляции охладителя, средств управления и переключения потоков охладителя, работающих по принципу ва. Источник холода установлен относительно камер с образованием герметичных полостей, управляющие сорберы теплопередающего вещества соединены каналами с полостями. Камеры выполнены плоскими и установлены одна относительно другой с образованием дополнительной герметичной полости, связанной каналом с дополнительным управляющим сорбером, Источник холода выполнен в виде плоских элементов, установленных со стороны свободных поверхностей каждой из камер. Камеры м.б. выполнены в виде диска или в виде колец. Полости образованы термосопротивлением в виде кольцевых сильфонов, расположенных соосно камерам или параллельно камерам, 4 з.п. ф-лы, 3 ил,механического перекрытия соответствую- - ф щих каналов циркуляции, в результате чего неизбежен износ указанных средств,Наиболее близким техническим реюением, выбранным в качестве прототипа, является термосорбционный компрессор, содержащий камеру с каналами, всасывания и нагнетания, заполненную сорбентом рабочего вещества, снабженную источниками тепла и холода и размещенную с зазором относительно источника холода,образуя герметичную полость, соединенную каналами с управляющим сорбером теплопередающего вещества 1).Недостатками известного термосорбционного компрессора являются недостаточная эффективность и значительная потеря энергии, связанные с тем, что вся50 энергия, получаемая сорбентом от источника тепла сбрасывается на источник холода,Целью изобретения является повышение эффективности и снижение потерь энергии за счет утилизации тепла компрессора,Указанная цель достигается тем, что термосорбционный компрессор содержит по меньшей мере две камеры с каналами всасывания и нагнетания газа, каждая из которых заполнена сорбентом рабочего вещества, источник холода, установленный относительно камер с образованием герметичных полостей, управляющие сорберы теплопередающего вещества, соединенные каналами с герметичными полостями, причем компрессор снабжен дополнительным управляющим сорбером, камеры выполнены плоскими и установлены одна относительно другой с образованием дополнительной герметичной полости, связанной посредством канала с дополнительным управляющим сорбером, при этом источник холода выполнен в виде плоских элементов, установленных со стороны свободных поверхностей каждой из камер, Для упрощения конструкции и технологического процесса изготовления, камеры с сорбентом рабочего вещества выполнены в виде диска или кольца, а герметичные полости между источником холода и камерами образованы термосопротивлениями в виде осевых или радиальных сильфонов.На фиг.1 показана конструктивная схема термосорбционного компрессора; на фиг,2 и 3 изображены варианты образования герметичных полостей между источником холода и камерами с сорбентом термосопротивлениями в виде осевых и радиальных кольцевых сильфонов соответственно,Термосорбцион н ый коми рессор (фиг) содержит по крайней мере две камеры 1 и 2 с каналами всасывания 3 и нагнетания 4, каждая из которых заполнена сорбентом рабочего вещества, снабжена источниками тепла в виде электронагревателя 5 и холода в виде радиаторов б и размещена с зазором относительно радиаторов 6, образуя герметичную полость 7, соединенную каналами 8 с управляющими сорберами 9 и 10 теплопереддющего вещества, причем камеры 1 и 2 выполнены плоскими, размещены одной из своих поверхностей с зазором одна относительно другой, образуя герметичную полость 11, соединенную каналами 12 с дополнительным управляющим сорбером 13 теплопередающего вещества, а источник холода в виде радиаторов 6 выполнен плоским и расположен снаружи относительно 5 10 15 20 25 30 35 40 свооодных поверхностей каждой из камер 1 и 2,Камеры 1 и 2 с сорбентом рабочего вещества могут быть выполнены в виде диска или кольца, а герметичные полости между источником холода в виде радиаторов 6 и камерами 1 и 2 могут быть образованы термосопротивлениями в виде осевых 14(фиг.2) или радиальных 15 (фиг,З) кольцевых силь- фонов,Компрессор работает следующим образом,Сначала включают нагреватель 5 камеры 1, осуществляя десорбцию рабочего вещества в каналы нагнетания 4, при этом управляющий сорбер полости 7 камеры 1 находится в холодном состоянии и вакуумирует полость 7. Управляющий сорбер 10 полости 7 камеры 2 находится в нагретом состоянии, теплопередающее вещество из сорбера 10 выделено в полость 7 камеры 2, что дает возможность осуществлять тепло- обмен между камерой 2 и радиатором 6 и охлаждать последнюю.При охлаждении камеоы 2 рабочее вещество через каналы всасывания 3 поступает в камеру 2 и поглощается сорбентом, При этом дополнительный управляющий сорбер 13 находится в холодном состоянии, вакуумирует полость 11, исключая возможность теплообмена между камерами 1 и 2, После завершения циклов выделения рабочего вещества из камеры 1 и поглощения рабочего вещества в камеру 2, нагреватель 5 камеры 1 выключают, сорбер 10 охлаждают, осуществляя вакуумирование полости 7 камеры, обеспечивая тепловую изоляцию камер 1 и 2 от радиаторов 6, Затем дополнительный управляющий сорбер 13 нагревают и подают теплопередающее вещество в полость 11, обеспечивая теплообмен между камерами 1 и 2 до выравнивания их температур, при этом осуществляется утилизация тепла камеры 1 на нагрев камеры 2 и холода камеры 2 на охлаждение камеры 1.При теплообмене камера 1 охлаждается, что приводит к всасыванию рабочего вещества через каналы 3, а камера 2 нагревается. что приводит к выделению рабочего вещества через каналы 4. Этот процесс продолжается до выравнивания температур камер 1 и 2. После этого дополнительный управляющий сорбер 13 охлаждают и вакуумируют полость 11, прекращая теплообмен между камерами 1 и 2, нагревают управляющий сорбер 9, обеспечивая выделение теплопередающего вещества в полость 7 камеры 1 и продолжение охлаждения последней от радиатора 6, включают нагреватель 5 камеры 2. обеспечивая про 1779772должение ее нагрева, При этом камерой 1 всасывается рабочее веще"тво. а камерой 2 рабочее вещество выделяется до полного завершения цикла. Таким образом достигается непрерывность процессов всасывания и нагнетания рабочего тела при использовании тепла и холода, накопленных камерами 1 и 2 при завершении цикла, обеспечивая утилизацию этой энергии,Эффективность работы компрессора достигается. установкой между источником холода и камерами термосопротивлений, конструкция которых определяется величиной допустимых утечек тепла и холода, Наиболее просто заданную величинутермосопротивлений можно обеспечить при образовании герметичных полостей 7 и 11 сильфонами, которые имеют высокую надежность при эксплуатации и хорошую технологичность при изготовлении, Для этого камеры 1 и 2 с сорбентом рабочего вещества выполняются в виде диска или кольца, а сильфоны могут быть как осевыми 14 (фиг.2), так и радиальными 15 (фиг, 3),В компрессоре может быть предусмотрено несколько пар камер с сорбентом рабочего вещества, а управляющие сорберы размещены на источнике холода между основными камерами.Такое выполнение компрессора позволяет повысить эффективность работы при заданной мощности источников тепла и холода. снизить потери энергии, повысить надежность работы при обеспечении простоты конструкции,Формула изобретения 1. Термосорбционный компрессор, со-. держащий по меньшей мере две камеры с каналами всасывания и нагнетания газа.каждая из которых заполнена сорбентом рабочего вещества, источник холода, установленный относительно камер с образова нием герметичных полостей, управляющиесорберы теплопередающего вещества, соединенные каналами с герметичными полостями,отл ича ю щи йс ятем, что,с целью повышения .эффективности работы путем 10 снижения потерь энергии нагрева, он снабжен дополнительным управляющим сорбером, камеры выполнены плоскими и установлены одна относительно другой с образованием дополнительной герметич ной полости, связанной посредством канала с дополнительным управляющим сорбером, при этом источник холода выполнен в виде плоских элементов, установленных со стороны свободных поверхностей 20 каждой из камер,2, Компрессор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что камеры выполнены в виде диска.3. Компрессор по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что камеры выполнены в виде колец,4. Компрессор по п,2 или 3, о т л и ч а ющ и й с я тем, что герметичные полости между источником холода и камерами обра зованы термосопротивлением в виде кольцевых сильфонов, расположенных соосно камерам.5. Компрессор по п.2 или 3, о тл и ч а ющ и й с я тем, что герметичные полости 35 между источником холода и камерами образованы термосопротивлением, выполненным в виде кольцевых сильфонов, расположенных параллельно камерам,1779772 Редактор Л, Волкова оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 4421 ВНИИПИ Гос оставитель Д. Комаровехред М.Моргентал Корректор Е. Пап Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ; СС 13035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5