Термокомпрессор Советский патент 1982 года по МПК F04B19/24 F25B9/00 

(54) ТЕРМОКОМПРЕССОР

1

Изобретение относится к компрессорам малой производительности, реализующим процессы термического компримирования, и может быть использовано при создании микрохолодильных устройств для получения сверхвысоких давлений.

Известен термокомпрессор, содержащий рабочий цилиндр с плавающим поршнем 1.

Недостатком известного термокомпрессора является большой расход тепловой энергии.

Цель изобретения - повышение КПД.

Цель достигается тем, что плавающий поршень снабжен штоком, а термокомпрессор дополнительно содержит второй цилиндр со своим плавающим поршнем и впускным клапаном, соединенным с рабочим цилиндром при помощи гильзы, в которую введен шток плаваюшего поршня, причем гильза имеет вторую связь с рабочим цилиндром в виде канала, подключенного к ней на расстоянии от торца рабочего цилиндра, максимально удаленного от второго цилиндра, равном длине штока и толщине указанного поршня, причем какпл, в свою очередь, соединен с вторым цилиндром через обратный клапан, а оба цилиндра дополнительно связаны между собой посредством трубопровода с клапаном.

На чертеже представлена схема термокомп рессора.

Термокомпрессор содержит рабочий цилиндр 1, плавающий поршень 2, шток 3, нагреватель 4, канал 5, обратный клапан 6, гильзу

,Q 7, второй цилиндр 8, плавающий поршень 9 второго цилиндра 8, впускной клапан 10, холодильник 11, клапан 12 и вьшускной клапан 13.

Термокомпрессор работает следующим обJJ разом.

При включении нагревателя 4 происходит прогрев рабочего тела, находящегося в надпоршневом пространстве рабочего цилиндра 1. При этом рабочее тело расширяется, в ре2Q зультате чего плавающий поршень 2 приходит в движение и сжимает газ, находяшийся в рабочем цилиндре 1. В определенн| гй момент открывается вьшускной клапан 13 и потребиделю выдается сжатый газ, а плавающий пор395шень 2 продолжает движение к нижней мертвой точке. При достижении нижней мертвой точки шток 3 занимает такое положение, ког да гильза 7 соединяется с клапаном 6, и в этот момент отключается нагреватель 4. Рабо чее тело, имея запас работоспособности, по ка налу 5 поступает в подпоршневое пространство второго цилиндра 8 и воздействует на находящийся в нем плавающий Поршень 9, который начинает сжатие газа в надпоршневом пространстве. При выравнивании давлений во :всех полостях и магистралях термокомпрессора включается холодильник 11. Рабочее тело охлаждается, его давление снижается, и оба плавающих поршня смещаются (поршень 2 двигается вверх, поршень 9 - вниз). Одновременно шток 3 перекрывает в гильзе 7 отверстие канала 5, полости цилиндров разделяются, и в дальнейшем происходит охлаждение рабочего тела только в рабочем цилиндре 3. Плавающий поршень 2 продолжает движение в сторону верхней мертвой точки, в то время как плавающий поршень 9 второго цилиндра 8 начинает также двигаться в сторону верхней мертвой точки, вытесняя сжатый газ в увеличивающуюся полость рабочего цилиндра 1 через кла пан 12. Продолжающееся охлаждение рабочего тела приводит к открытию обратного клапана 6, через который рабочее тело из полости второго цилиндра 8 поступает в полость рабочего цилиндра 1. Плавающий поршень 9 второго цилиндра 8 начинает перемещаться в сторону нижней мертвой точки, открывается впускной клапан 10, н во второй цилиндр 8 поступает свежая порция газа. Холодильник 11 выключается, пл вающий поршень 9 находится в нижней мертвой точке, и цикл замыкается. Таким образом, второй цилиндр 8 можно рассматривать как первую ступень, а рабочий цилиндр 1 как вторую ступень термокомпрессора. Экономическая эффективность изобретения заключается в снижении ртсхода тепловой знергин, поскольку энергия нагретого рабочего тела частично используется для предварительного сжатия газа, поступающего в термокомпрессор. Формула изобретения Термокомпрессор, содержащий рабочий цилиндр с плавающий поршнем, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, плавающий поршень снабжен штоком, а термокомпрессор дополнительно содержит второй цилиндр со своим плавающим поршнем и впускным клапаном, соединенный с рабочим цилиндром при помощи гильзы, в которую введен шток плавающего поршня, причем гшаза имеет вторую связь с рабо1шм цилиндром в виде канала подключенного к ней на расстоянии от торца рабочего цилиндра, максимально удаленного от второго цилиндра, равном длине штока и толщине указанного поршня, причем канал в свою очередь соединен с вторым цилиндром через обратный клапан, а оба вдлиндра дополнительно связаны между собой посредством трубопровода с клапаном. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 2363006, кл. F 04 В 9/12, опублик, 1978.

7- б

2

f

LAr

/2