Термокомпрессор Советский патент 1992 года по МПК F04B19/24 

Изобретение относится к энергетике, в частности к компрессоростроению, и может быть использовано для получения сверхвысоких давлений.

Известен термокомпрессор, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим и нагнетательным патрубками, нагреватель, охладитель и вытеснитель в виде цилиндрического ротора с продольными вырезами на боковой поверхности. Недостатком этого термокомпрессора является недостаточная взаимная теплоизоляция нагревателя и охладителя за счет перетечек.

Известен также термокомпрессор, содержащий цилиндр с торцовыми крышками и всасывающим и нагнетательным клапанами, разделитель с перепускными каналами, установленный в цилиндре с образованием

холодной и горячей полостей и возможностью возвратно-поступательного движения, охладитель и нагреватель, расположенные в соответствующих полостях. Недостатком этого термокомпрессора является сравнительно небольшая эффективность за счет недостаточной взаимной теплоизоляции нагревателя и охладителя, а также неизбежные утечки газа по штоку привода.

Цель изобретения - повышение эффективности работы путем улучшения взаимной теплоизоляции нагревателя и охладителя.

Указанная цель достигается тем, что в термокомпрессоре, содержащем цилиндр с торцовыми крышками, разделитель с перепускными каналами, установленный в цилиндре с образованием холодной и горячей

4 СЛ О

полостей и возможностью возвратно-поступательного перемещения, охладитель и нагреватель, расположенные в соответствующих п олостях, всасывающий и нагнетательный клапаны, установленные в торцовых крышках соответственно со стороны холодной и горячей полостей, и привод, нагреватель и охладитель установлены в торцовых крышках, разделитель снабжен тепловым экраном, расположенным с возможностью контакта с охладителем и нагревателем, при этом привод выполнен в виде ферромагнитного кольца, закрепленного на разделителе и кольца с постоянными магнитами, расположенного с обхватом цилиндра и возможностью возвратно-поступательного перемещения, причем цилиндр выполнен из немагнитного теплоизоляционного материала Охладитель нагреватель и тепловой экран выполнены цилиндрическими и расположены соосно, при этом диаметр теплового экрана больше диаметра охладителя и нагревателя, а перепускные каналы расположены по оси поршня на расстоянии, пре- вышающем радиус охладител я и нагревателя.

На чертеже показана схема предлагаемого термокомпрессорз

Термокомпрессор содержит составной цилиндрический немагнитный теплоизолированный корпус 1, в торцовых стенках ко- торог о размещены плоские нагреватель 2 и охладитель 3 из высокотеплопроводного материала и диаметрами, меньшими внутреннего диаметра цилиндрического корпуса 1, а также всасывающий и нагнетательный патрубки 4 и 5 с отсечными клапанами 6 и 7 Внутри корпуса 1 установлен с возможностью перемещения разделитель 8 с тепловым экраном, ферромагнитным кольцом 9 и перепускными отверстиями 10 Снаружи корпуса 1 размещено с возможностью перемещения кольцо 11 с равномерно размещенными на нем по окружности постоян- ными магнитами 12 одинаковых параметров Перепускные каналы 10 расположены по оси разделителя на расстоянии, превышающем радиус охладителя 3 и нагревателя 2.

Работает термокомпрессор следующим образом.

К нагревателю 2 подводится тепло, и он нагревается. От охладителя 3 отводится тепло, и он охлаждается Термическое сопротивление корпуса 1 сравнительно очень велико, поэтому его температуру по длине можно считать постоянной В таком состоянии термокомпрессор готов к работе При перемещении кольца 11 с магнитами 12 вдоль корпуса 1 к охладителю 3 силой притяжения ферромагнитного кольца 9 к магнитам 12 разделитель 8 будет также перемещаться к охладителю 3, пока не прижмется к нему и не закроет его полностью Рабочая

среда при движении разделителя 8 свободно перетекает через отверстия 10 в сторону, обратную движению разделителя 8, при этом оказывая ему минимальное гидравлическое сопротивление,так как разделитель

0 8 можег перемещаться с небольшой скоростью С результате рабочая среда (газ) в корпусе 1 нагревается нагревателем 2. Давление внутри корпуса 1 повышается, а рабочая среда (газ) через выпускной патрубок 5

5 с отсечным клапаном 7 передается к потребителю. При перемещении кольца 11 с магнитами 12 вдоль корпуса 1 к нагревателю 2 туда же перемещается и разделитель 8 и закрывает нагреватель 2, перекрывая тем

0 самым подвод тепла от него к рабочей среде и открывая отвод тепла от нее к охладителю 3. В результате давление в корпусе 1 понижается, и внутри его через впускной патрубок 4 с отсечным клапаном 6 поступает

5 очередная порция рабочей среды (газа).

В предлагаемом изобретении исключены непроизводительные потери тепла (не ведущие к повышению давления рабочей среды). Также такой термокомпрессор обла0 дает минимальной тепловой инерцией. Поэтому такой термокомпрессор обладает высокими КПД и производительностью по сравнению с аналогами. В данном термокомпрессоре отсутствуют узлы трения и уп5 лотнения движущихся частей Это позволяет значительно упростить конструкцию.

Формула изобретения

1 Термокомпрессор, содержащий ци0 линдр с торцовыми крышками, разделитель с перепускными каналами, установленный в цилиндре с образованием холодной и горячей полостей и возможностью возвратно- поступательного перемещения, охладитель

5 и нагреватель, расположенные в соответствующих полостях, всасывающий и нагнетательный клапаны, установленные в торцовых крышках соответственно со стороны холодной и горячей полостей, и при0 вод. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения взаимной теплоизоляции нагревателя и охладителя, нагреватель и охладитель установлены в торцовых крышках разделитель

5 снабжен тепловым экраном, расположенным с возможностью контакта с охладителем и нагревателем, при этом привод выполнен в виде ферромагнитного кольца, закрепленного на разделителе и кольца с постоянными магнитами расположенного г

обхватом цилиндра и возможностью возвратно-поступательного перемещения, а цилиндр выполнен из немагнитного теплоизоляционного материала.

2. Термокомпрессор поп 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что охладитель, нагреватель и тепловой экран выполнены цилиндрическими и расположены соосно, при этом диаметр теплового экрана больше диаметра охладителя и нагревателя.

3 Термокомпрессор по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что перепускные каналы расположены от оси поршня на расстоянии, превышающем радиус охладителя и нагревателя.

Использование для получения сверхвысоких давлений. Сущность изобретения: в цилиндре 1 с торцовыми крышками установлен разделитель 8 с перепускными каналами 10 с образованием холодной и горячей полостей и возможностью возвратно-поступательного перемещения. Охладитель 3 и нагреватель 2 расположены в соответствующих полостях. Всасывающий и нагнетательный клапаны б, 7 установлены в крышках со стороны холодной и горячей полостей. Нагреватель 2 и охладитель 3 установлены в крышках Разделитель 8 снабжен тепловым экраном, расположенным с возможностью контакта с охладителем 3 и нагревателем 2 Привод выполнен в виде ферромагнитного кольца 9, закрепленного на разделителе 8 и кольца 11 с постоянными магнитами 12. Кольцо 11 обхватывает цилиндр 1 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Цилиндр выполнен из немагнитного теплоизоляционного материала Нагреватель 2 и тепловой экран выполнены цилиндрическими и расположены соосно Диаметр экрана больше диаметров охладителя 3 и нагревателя 2. Каналы 10 расположены от оси разделителя 8 на расстоянии, превышающем радиус охладителя 3 нагревателя 2 2 з.п ф-лы, 1 ил

и Я