Газовая холодильная машина Советский патент 1979 года по МПК F25B9/00 

(54) ГАЗОВАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройству свободнопоршневых холодильных машин и тепловых насосов, работающих по обратному циклу Стирлинга, в которых для привода поршней используется электромагнитный принцип, и предназначенных для использования в системах холодоснабжения, кондиционирова ния воздуха. Известны газовые холодильные машины замкнутого цикла, которые имеют замкнутый рабочий объем с системой теплообменников: нагревателем, регенератором и холодильником, заполненный газообразным рабочим телом при определенном избыточном давлении, в котором перемещаются Вытеснитель и рабочий поршень, опирающийся на свои пружины, и линейный синхронный генера1Х)р l. Недостатком таких машин являются изменение частоты колебаний рабочего порш ня i ри изменении электрической нагрузки я связанное с эгим изменение можлу фазами с;инусоиаальи(1го двнжоиия jja6o4fcro поршня и вытеснителя, переменное во времени, и сложность регулирсвания при изменении нагрузки. Известна также газовая холодильная машина, работакшая по обратному циклу Стирлинга, содержащая охладитель, регенератор, холодильник, а также вытеснитель с рабочим поршнем, установленными с возможностью возвратно-поступательного движения от линейкого синхронного двигателя, состоящего из статора и импульсных обмоток, питающихся от сети переменного тока 2. При подводе синусоидного напряжения к импульсной обмотке рабочего поршня и импульсной обмотке вытеснителя через фазосдвигающее устройство электромеханические колебательные системы рабочего поршня и вытеснителя под действием изменяющегося магнитного поля приходя т в движение и рабочий поршень совершает работу. Недостапсом такой машины является сложнос1и регули11онаиия хоподопроизподительности вследствие бо вьюой инерционнос ти электромеханической системы привода. Целью изобретения является повышение энергетической эффективности, эксплуатационной надежности и обеспечение гибкого регулирования холодопроиэводительности. Это достигается тем, что в статоре ус тановлены дополнительные импульсные обмотки, питающиеся от автономных импульсных преобразователей, причем холодильник расположен внутри статора на участке хода Вытеснителя. На чертеже изображена схема газовой холодильной машины, работающей по обратному циклу Стирлинга, имеющей замкнутый рабочий объем, заполненный газообразным рабочим телом. Машина содержит охладитель 1, регенератор 2, холодильник 3, вытеснитель 4, рабочий поршень 5, статор линейного синх ронного двигателя 6, импульсные обмотки 7, дополнительные импульсные обмотки 8, автономные импульсные преобразователи 9, фазосдвигающее устройство Ю элект ромагнитного привода вытеснителя, постоян ные магниты 11, закрепленные на торцах вытеснителя и рабочего поршня, и пружины 12. Вытеснитель 4 и рабочий поршень 5 со своими пружинами и линейными синхронными двигателями образуют электромеханическую колебательную систему, в которой движение поршней осуществляется синусоидально со сдвигом фаз, стределяе- мым фазос двигающим устройством Ю, включенным в цепь питания импульсных обмоток .электромагнитного привода BbJTeCv нителя 4. Автономные импульсные преобразоввтели 9, преобразуя синуссшдальное напряжение стандартной частоты сети, вырабатывают и посыпают в дополните я ные импульсные обмотки 8 импульсы HanpsHte ния одинаковой частоты, но различное дли тельности, формы и с различными сдвигами фаз для того, что&л осуществлять необходимые изменения законов движения рабочего и вытеснителя вблизи их мертвых точек. Это позволяет изменять вид диаграмм движения поршней, а следовательно, и форму нндакаторной диаграммы рабочего процесса и дает возможность гибко регулировать хоподопроиааодитель кость газовой холодильной машины, обес- печнвает более высокую энергетическую эффективность благодаря приближению к форме идеального теоретического цикла. Применение дополнительных импульсных обмоток исключает возможность соу дарения рабочего поршня и вытеснителя, что повышает эксплуатационную надежность машины. Расположение холодильника внутри статора на участке хода вытеснителя позволяет осуществить теплоотвод не только от рабочего тела, но и от обмоток линейного синхронного двигателя, что повышает энергетическую Эффективность газовой холодильной машины, так как снижает паразитные .теплопритоки к ее охладителю. Экономический эффект от использования данной газовой холодильной машины заключается в повышении экономической эффективности, эксплуатационной надежностн и упрощении регулирования холодопроизводнтельности. изобретения Газовая холодильная машина, работающая по обратному циклу Стирлинга, содержащая охладитель, регенератор, холодальник, а также вытеснитель с рабочим поршнем, установленными с возможностью возвратно-поступателыюг.о движения от линейного синхронного двигателя, состоящего иэ статора и импульсных обмоток, питак шихся от сети переменного тока, отличающаяся тем, что, с целью повышения энергетической эффективности, спяуатационной надежности и обеспечения гибкого регулирдаания холодопроизводнтельности, в статоре установлены дополнителыяле импульсные обмотки, питающиеся от автономных импульсных преобразователей, причем холодильник расположен внутри стате а на участке хода вытесниИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3991.585, кл. 62-6, 1977. 2.Патент Японии М 51-41936, йл. 68 В 11, 1972.