Холодильно-газовая машина Советский патент 1981 года по МПК F25B9/00 

Изобретение относится к холодильн технике и может быть использовано для получения низких температур в порпшевых машинах, Известна холодильно-газовая машина работающая по циклу Стирлинга, содер жащая цилиндр размещенные в нем и связанные между собой штоком компрессорный поршень и вытеснитель, снабженные электродвигателем, и последовательно соединенные холодильник, регенератор и теплообменник fl. Недостаток известной холодильногазовой машины - сложность механизма привода и большие потери на трение. Кроме того, в известной машине сложно ocjraiecTBHTb оптимальное прерывистое движение компрессорного поршня и вытеснителя, что снижает ее холодопроизводительность. Цель изобретения - повышение холодопроизводительности и упрощение конструкции холодильно-газовой машины. Поставленная цель достигается тем, что на внутренней поверхности цилиндра выполнены кольцевые канавки, а на наружной поверхности поршня и вытеснителя - по профилированной впадине, причем между канавками и впадинами помещены шарики, обмотка электродвигателя размещена вокруг цилиндра, а поршень и вытеснитель служат его ротором. - На чертеже показана схема холодщцг но-газовой машины. Холодильно-газовая машина содержит цилиндр 1 с размещенными в нем компрес с орньм поршнем 2 и вытеснителем 3, которые связаны между собой штоком 4, и последовательно соединенные между собой холодильник 5, регенератор 6 и теплообменник нагрузки 7. На внутренней поверхности цилиндра I выполнены кольцевые канавки 8, а на наружной поверхности поршня 2 и вытеснителя 3 - по профилированной впадине 9. Между кольцевыми канав-

хами и профилированными впадинами 9 помещены шарики 10 Обмотка 11 эпект одвигателя машины размещена вокруг цилиндра 1 а поршень 2 и вытеснитель 3 служат его ротором.

Холодально-гаэовая машина работает следующим образом.

При включении обмотки 1i электродвигателя компрессорный поршень 2 и вытеснитель 3 начинают вращение вокруг своей оси. Шток 4 предотвращает проворачивание поршня 2 относительно вытеснителя -3 и обеспечивает только свободное их относительное возвратно-поступательное перемещение. При 9ТСШ впадины 9 прокатываясь по шарикам 10 и опираясь на кольцевые канавки 8, расположенные в цилиндре 1, заставляют компрессорный поршень 2 и вытеснитель 3 совершать возвратнопоступательное движение. Благодаря сдвигу относительно друг друга впадин 9 обеспечивается опережающее изменение объема полости над вытеснителем 3 по сравнению с изменением объема над к(Х4прессорным 2.

Контуры впадин 9 спрофищ1рованы таким образом, что в цилиндре 1 движется в начальный момент только компрессорной поршень 2. Газ, котсфый заполняет полости машины, сякиАвтся, а тепло сжатия отводится в холодильШ1ке 5. Затем компрессорный поршень 2 и вытеснитель 3 перемещаются одновременно, газ перемещается через регенератор 6 охлаждаясь, при этом объем его не меняется. Далее двигается толко вытеснитель 3, и газ расширяется с отдачей внешней работы. В процессе расш1рения газ отводит тепло от охлаждаемого источника посредством теп

лообменника нагрузки 7. Затем .оба поршня движутся одновременно, переталкивая газ через регенератор 6, охлаящая его, а сам газ нагревается.. Далее цикл повторяется.

Использование данного технического рооения позволит значительно упростит механизм привода, снизить потери на трение. Кроме того, обеспечивается прерывистое, максимально приближенное к идеальному движение поршня и вытеснителя, что ведет к повышению холодопроизводительности машины.

Формула изобретения

Холоднльно-газовая машина, работающая по ЦИКЛУ Стирлинга, содержащая цилиндр размещенные в нем и связанные между собой штоком компрессорный поршень и вытеснитель, снабженные , электродвигателем, и последовательно соединенные холодильник, регенератор и теплообменник нагрузки, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения холодопроизводительности и упрощения конструкции, на внутренней поверхности цилиндра вьшолнены кольцевые канавки, а на наружной поверхности поршня и вытеснителя - по профилированной впадине, причем между канавками и впадинами помещены шарики, обмотка электродвигателя размещена вокруг цилиндра, а поршень и вытеснитель служат его ротором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №437888, кл. F 25 В 9/00, 1972.