Объемный волновой насос Советский патент 1984 года по МПК F03G7/06 

/ А I // / 7

/3

6 а

(Л

1-ОБЪЕМНЫЙ ВОЛНОВОЙ НАСОС по авт. св. № 505820, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем использования для получения полезной работы разницы температур воды и окружающей среды, подвижная стенка камеры приводного устройства выполнена в виде теплообменника, частично заполненного термочувствительным рабочим телом, полость теплообменника соединена с полостью камеры приводного устройства отверстиями, причем подвижная стенка камеры последнего расположена на границе раздела теплой воды и холодной окружающей среды при температуре в теплообменнике равной средней температуре между температурами воды и окружающей среды. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что все стенки камер, кроме подвижной стенки камеры приводного устройства, выполнены теплоизоляционными.

W

00

оо

fO

Изобретение относится, к гидромашиностроению, а именно к насосам, приводимым в движение энергией волн и/или тепловой энергией перепадов температур, возникающих между водой водоема и окружающим его воздухом.

По основному авт. св. № 505820 известен волновой насос, содержащий закрепленную на опоре в водоеме рабочую камеру, подвижная стенка которой связана с приводным устройством, взаимодействующим с волнами, возникающими ца поверхности водоема, а приводное устройство выполнено в виде заполненной газом и погруженной под уровень жидкости в водоеме камеры переменного объема, одна из стенок которой связана с подвижной стенкой рабочей камеры, а другая - с опорой 1.

Недостатком известного насоса является его неработоспособность при отсутствии волнения, но при наличии перепада температур между водой и воздухом над водоемом.

Целью изобретения является расщирение области применения путем использования для получения полезной работы разницы температур воды и окружающей среды.

Указанная цель достигается тем, что в объемном волновом насосе, содержащем закрепленную на опоре в водоеме рабочую камеру, подвижная стенка которой связана с приводным устройством, взаимодействующим с волнами, возникающими на поверхности водоема, приводное устройство выполнено в виде заполненной газом и погруженной под уровень жидкости в водоеме камеры переменного объема, одна из стенок которой связана с подвижной стенкой рабочей камеры, а другая - с опорой, причем подвижная стенка камеры приводного устройства выполнена в виде теплообменника, частично заполненного термочувствительным рабочим телом, полость теплообменника соединена с полостью камеры приводного устройства отверстиями, и подвижная стенка камеры последнего расположена на границе раздела теплой воды и холодной окружающей среды при температуре в теплообменнике равной средней температуре между температурами воды и окружающей среды.

Кроме того, все стенки камер, кроме подвижной стенки приводного устройства, выполнены теплоизоляционными.

На чертеже схематически представлен описываемый объемный волновой насос, разрез.

Волновой насос содержит рабочие камеры 1 сильфонного типа (показана одна из таких камер). Каждая камера 1 снабжена всасывающими 2 и напорными 3 клапанами и всасывающими 4 и напорными 5 трубопроводами. Рабочая камера 1 связана с приводным устройством, выполненным в

виде охватывающей ее герметичной приводной камеры 6 переменного объема также сильфонного типа, причем подвижная 7 и неподвижная 8 стенки рабочей 1 и приводной 6 камер выполнены соответственно общими. Приводная камера 6 погружена под уровень теплой воды 9 в водоеме. Неподвижная стенка 8 рабочей камеры 1 связана с регулируемыми по высоте опорами 10, и в ней смонтированы клапаны 2 и 3 трубопроводы 4 и 5. Подвижная стенка 7 приводной камеры 6 выполнена в виде теплообменника 11, частично заполненного в качестве термочувствительного рабочего тела 12 раствором газа (например, аммиака, ацетилена) в жидком растворителе, хорощо поглощающем этот газ(например, соответственно в воде, ацетоне), причем растворимость газа в растворителе изменяется с изменением температуры. Полость теплообменника 11 соединена с полостью приводной камеры 6 отверстиями 13, причем подвижная стенка 7 камеры 6 расположена на границе раздела теплой воды 9 и холодной окружающей среды при температуре в теплообменнике 11 равной средней температуре между температурами воды 9 и окружающей среды. Все стенки рабочей 1 и приводной 6 камер для уменьщения тепловых потерь выполнены теплопроводными, кроме подвижной стенки 7 приводной камеры 6, которая имеет малую теплоемкость и больщую теплопроводность для осуществления теплообмена рабочего тела 12 с теплой водой 9 и холодной окружающей средой. Эти среды, перепад температур между которыми используется, могут быть теплоизолированы теплоизоляционной плоскостью 14.

При наличии разницы температур между водой 9 и окружающей средой устройство работает следующим образом.

Находясь в среде с повышенной температурой (в теплой воде 9) теплообменник 11 нагревается, повышается температура содержимого теплообменника, например водного раствора аммиака. Аммиак выделяется из раствора, давление в приводной камере 6 возрастает, объем ее увеличивается, расстояние между стенкаму 7 и 8 также увеличивается, вода через клапан 2 и трубопровод 4 всасывается в рабочую камеру 1. По. мере нагревания содержимого теплообменника 11 стенка 7 удаляется от неподвижной стенки 8 и пересекает границу раздела сред, перепад температур между которыми используют. Теплообменник 11 попадает в среду с пониженными температурами, его содержимое охлаждается, растворимость аммиака в растворе увеличивается, аммиак поглощается водным раствором, давление в приводной камере б падает, объем камеры 6 уменьшается, рабочая камера 1 сжимается, вода, находящаяся в

камере 1, нагнетается через клапан 3 в трубопровод 5, и стенка 7 перемещается по мере охлаждения содержимого теплообменника 11 к границе раздела сред и пересекает ее. Оказавшись снова в среде с повышенной температурой, теплообменник 11 нагревается, и процесс повторяется снова.

При отсутствии разницы температур между водой 9 и окружающей средой описыва емое устройство работает с использованием энергии волнения, при этом сжатие и расширение камер 1 и 6 происходит за счет изменения давления воды 9 в месте расположения этих камер при прохождении над ними волн.

Таким образом, возможность работы описанного устройства с использованием как энергии волнения воды, так и тепловой энергии, обусловленной разностью температур воды и окружающей среды. Обеспечивает расширение области его применения. Наиболее целесообразна область его использования при небольшом волнении или при его отсутствии - для аэрации и интенсификации теплообмена между водой и воздухом в водоемах, используемых в качестве охладителей. Если амплитуда волны в водоеме более 0,5 м, устройство может использоваться и для других целей, в частности для аккумулирования потенциальной энергии воды.