Холодильно-газовая машина Советский патент 1974 года по МПК F25B25/00 F25B9/00 

1

Изобретение относится к газорасширительным холодильным машинам.

Известны холодильно-газовые машины, соде:ржаш,ие .поршневой детандер для расширения газа и его вытеснения, установленные последовательно по ходу газа рефрижератор, регенератор и холодильник предварительного охлаждения с подключенным к нему ресивером для накопления сжатого газа.

Ресивер для накопления сжатого таза позволяет увеличить количество тепла, отводимое от газа при его предварительном охлаждении в холодильнике и, соответственно, понизить уровень достижимых температур в рабочей полости детандера.

Однако При этом неизбежно исключается из работы часть таза, иаходяш.егося в ресивере, что приводит к неполному использованию работоспособности газового заряда.

Цель изобретения - снижение энергозатрат. Это достигается тем, что ресивер разделен подвижной перегородкой, например мембранной, на две камеры, одна из которых, примьжаюш,ая к холодильнику, снабжена впускным и выпускным клапанами для газа, а другая служит рабочей полостью компрессора, например, фреоновой холодильной установки с конденсатором, дроссельным органом и испарителем. Испаритель встроен в холодильник предварительного охлаждения, а конденсатор помещен в кожух, подсоединенный к трубопроводу отработавших в ресивере газов после выпускного клапана. Трубопровод отработавших газов на участке подключения к кожуху выполнен в виде активного сопла эжектора, подсоединенного к атмосфере.

На чертеже показана описываемая холодильно-газовая машина.

Холодильно-газовая машина содержит поршневой детандер 1 с рабочей полостью 2, рефрижератор 3, регенератор 4, холодильник 5 предварительного охлаждения газа, к которому подключен ресивер -6. Подвижная мембрана 7 разделяет ресивер 6 на камеры 8 и 9. Камера 8, примыкаюш,ая к холодильнику 5, снабжена впускным 10 и выпускным 11 клапанами. Камера 9, ограниченная крышкой 12, служит рабочей полостью компрессора фреоновой холодильной установки. Компрессор с помощью впускного 13 и выпускного 14 клапанов подключен .к установленным последовательно по ходу фреона конденсатору 15, дроссельному органу 16 и испарителю 17.

Испаритель 17 встроен в холодильник 5 предварительного охлаждения, а конденсатор 15 помещен в кожух 18, подсоединенный к трубопроводу 19 отработавших в камере 8 ресивера 6 газов. Трубопровод 19 на участке подключения к кожуху 18 выполнен в виде активного

солла 20 эжектора, сообщенного посредством приемной .камеры 21 с атмосферой,

,При приближении поршня детандера 1 к верхней точке управляемый выпускной клапан 11 закрывается, впускной клапан 10 открывается - начинается ход наполнения - расширение.

Сжатый газ от внешнего источника (на чертеже не показан) через открытый впускной клапан -10 попадает в камеру -8 ресивера 6, наполняет ее, а также полости в холодильнике 5, .регенераторе 4, рефрижераторе 3 и рабочую полость 2, объем которой в этот момент -близок к минимальному.

Давление в камере 8 ресивера 6 приближается к давлению в источнике газа. Подвижная Мем:брана 7 начинает перемещаться вверх. Объем камеры 8 ресивера 6 увеличивается, объем камеры 9 компрессора фреоновой холодильной установки уменьшается. Происходит наполнение камеры -8 ресивера 6 при примерно постоянном давлении газа и нагнетание паров фреона из камеры 9 компрессора через выпускной клапан 14 в конденсатор 15.

Впускной клапан 10 закрывается. Наполнение закончилось. Мембрана 7 упирается в крышку 12 компрессора - закончился ход нагнетения фреона из камеры 9. При движении поршня детандера 1 вниз газ в полостях холодильно-газовой машины расширяется. Его температура снижается. Давление в полостях машины падает, и из камеры 8 ресивера 6 часть газа перетекает через холодильник 5, охлаждаясь в нем при теплообмене с кипящим в испарителе 17 фреоном, в ipereneратор 4, где охлаждается далее на его насадке. Выходя ,из -регенератора 4, холодильный газ омывает поверхность рефрижератора 3, воспринимает тепло от охлаждаемого объекта и после этого по мере опускания поршня поступает в рабочую полость 2. В средней части хода поршня перетеканию газа из камеры 8 ресивера 6 начинает содействовать упругое выпрямление мембраны 7, опускающейся по мере уменьшения давления в полостях холодильно-газовой машины. При этом в камеру 9 компрессора через впускной клапан 13 всасывается новая порция паров фреона из испарителя 17. За 15-40° поворота кривошипа до нижней мертвой точки мембрана 7 достигает крайнего нижнего положения. Заканчивается всасывание хладагента в камеру 9 компрессора. При приближении поршня детандера 1 к нижней мертвой точке открывается выпускной клапан 11. Пройдя крайнее нижнее положение, поршень детандера 1 движется вверх и выталкивает из полости 2 холодный расширившийся газ через рефрижератор 3, отводя при этом тепло от охлаждаемого объекта, через регенератор 4, охлаждая его насадку, холодильник 5, выпускной клапан 11 и по трубопроводу 19 - в активное сопло 20 эжектора. При этом через приемную камеру 21 эжектора подсасывается атмосферный воздух. Образовавшаяся в смесительной камере 22 эжектора смесь охлаждает конденсатор 15.

При работе по замкнутому циклу газ движется по трубопроводу 19 и после охлаждения конденсатора 15 направляется во. впуокной патрубок нагнетателя источника сжатого газа (на чертеже не показан), питающего холодильно-газовую машину.

П.редмет изобретения

1- Холодильно-газовая машина, содержащая поршневой детандер для расширения газа и его вытеснения, установленные по,следовательно по ходу газа рефрижератор, регенератор и холодильник предварительного охлаждения с подключенным к нему ресивером для накопления сжатого газа, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат, ресивер . разделен подвижной перегородкой, например мембраной, на две камеры, одна из которых, примыкающая к холодильнику, снабжена впускным и выпускным клапанами для газа, а другая - служит рабочей полостью компрессора, например, фреоновой холодильной установки с конденсатором, дроссельным органом и испарителем.

2.Машина по п. 1, отл ич а юща яся тем, что испаритель встроен в холодильник предварительного охлаждения, а конденсатор помещен в кожух, по.дсоединенный к трубопроводу отработавших в ресивере газов после выпускного клапана.

3.Машина по п. 2, отличающаяся тем, что трубопровод отработавших газов на участке подключения к кожуху вьшолнен в виде

активного сопла эжектора, подсоединенного 1К атмосфере.

7 12 9 13

А

15 22 .... f8

/4

L