RO127433A2

RO127433A2 - Stand for studying functional characteristics of stirling engines

Info

Publication number: RO127433A2
Application number: ROA201000941A
Authority: RO
Inventors: Dorel Cernomazu; Ilie Niţan; Nicolae Sorea; Cristina David; Mariana Rodica Milici; Laurenţiu Dan Milici; Mihai Raţă
Original assignee: Universitatea "Ştefan Cel Mare" Din Suceava
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-05-30
Also published as: RO127433B1

Abstract

The invention relates to a stand for studying the functional characteristics of low power Stirling engines used in helio-thermo-mechanical conversion. According to the invention, the stand comprises a heater representing the hot source consisting of an aluminium block () wherein there are embedded serially connected heating resistors () supplied by an adjustable power supply represented by an autotransformer (), the stand is also provided with a cooler which represents the cold source consisting of an aluminium block () provided in the lateral sides with some aluminium radiators () cooled with cold air which is brought in the area through some flexible tubes (), the cooling action is combined with a heating action carried out by some heating resistors () embedded in the aluminium block () and supplied with adjustable voltage by an autotransformer (), the stand being also provided with an eddy-current electromagnetic brake (), a torque transducer () and an electronic tachometer (), both being necessary for measuring the torque and speed of the engine depending on the modification occurring in the thermal condition thereof.

Description

Invenția se referă la un stand pentru studiul caracteristicilor de funcționare a motoarelor Stirling de mică putere, utilizate în conversia heliotermomecanică.The invention relates to a stand for studying the operating characteristics of low power Stirling engines used in heliotermomechanical conversion.

în scopul studiului principiului și a caracteristicilor de funcționare ale motorului sincron, este cunoscută o soluție (Cemomazu, D.; Mandici, L.; Pentiuc, R.; et. al. - Aparat pentru studiul funcționării motorului sincron. Brevet RO Nr. 112446C).For the purpose of studying the principle and the operating characteristics of the synchronous motor, a solution is known (Cemomazu, D .; Mandici, L .; Pentiuc, R .; et. al.) - Device for the study of the synchronous motor operation. Patent RO No. 112446C ).

Soluția descrisă prezintă dezavantajul că nu poate fi utilizată în totalitate pentru studiul caracteristicilor de funcționare ale motorului Stirling. în scopul menționat, sunt necesare modificări și adaptări corespunzătoare, fapt care, în mod evident, reprezintă aspecte care complică și fac dificilă aplicația soluției menționate în cazul motorului Stirling.The solution described has the disadvantage that it cannot be fully used for the study of the operating characteristics of the Stirling engine. for the aforementioned purpose, appropriate modifications and adaptations are required, which obviously represent issues that complicate and make difficult the application of the mentioned solution in the case of the Stirling engine.

Standul conform invenției, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că, ținând cont de particularitățile motorului Stirling, este constituit dintr-un încălzitor (sursă caldă), plasat la extremitatea cilindrului motorului, în zona camerei de destindere, și care este constituit dintr-un bloc de aluminiu, în care sunt înglobate mai multe rezistoare electrice, destinate încălzirii, și alimentate cu tensiune reglabilă, de la un autotransformator, și care stand mai este prevăzut cu un răcitor (sursă rece), reprezentată de asemenea printr-un bloc de aluminiu, plasat în zona camerei de compresie, prevăzut cu niște radiatoare răcite cu aerul rece, suflat printr-o tubulatură elastică, de la un ventilator suflant, după ce este absorbit, pe lângă pereții unui vas umplut cu cuburi de gheață; standul mai este prevăzut cu o frână electromagnetică, un traductor de cuplu și un tahometru electronic, ambele necesare măsurării cuplului și turației motorului, în funcție de modificările survenite în regimul termic al motorului.The stand according to the invention removes the mentioned disadvantages, in that, taking into account the particularities of the Stirling engine, it consists of a heater (hot source), placed at the end of the engine cylinder, in the area of the relaxation chamber, and which consists of a block aluminum, in which are included several electrical resistors, intended for heating, and supplied with adjustable voltage, from an autotransformer, and which stand is also provided with a cooler (cold source), also represented by an aluminum block, placed in the area of the compression chamber, provided with radiators cooled by cold air, blown through an elastic pipe, from a blower fan, after it is absorbed, next to the walls of a vessel filled with ice cubes; The stand is also equipped with an electromagnetic brake, a torque transducer and an electronic tachometer, both necessary for measuring torque and engine speed, depending on the changes in the engine's thermal regime.

t\-2 Ο 1 Ο - Ο Ο 9 4 1 - - ΊΙρt \ -2 Ο 1 Ο - Ο Ο 9 4 1 - - ΊΙρ

Ο 5 -10- 2010Ο 5 -10- 2010

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1, fig. 2, fig.The following is an example of an embodiment of the invention, in connection with FIG. 1, FIG. 2, FIG.

și fig. 4, care reprezintă după cum urmează:and FIG. 4, which is as follows:

fig. 1 - vedere generală a standului;Fig. 1 - general view of the stand;

fig. 2 - detaliu privind ansamblul încălzitor;Fig. 2 - detail regarding the heating assembly;

fig. 3 - detaliu prinvind ansamblul răcitor;Fig. 3 - detail of the cooling assembly;

fig. 4 - detaliu privind sursa de aer rece.Fig. 4 - detail regarding the source of cold air.

Scopul invenției (fig.l) este legat de studiul caracteristicilor de funcționare pentru un micromotor Stirling MS, cu o putere de ordinul waților. în componența standului intră în primul rând, un încălzitor plasat la extremitatea micromotorului MS, corespunzătoare zonei de destindere și care este constituit (fig.2), dintr-un bloc de aluminiu 1, în care sunt înglobate niște rezistoare încălzitoare 2a, 2b, 2c, înseriate și alimentate cu tensiune reglabilă, prin intermediul unui autotransformator 3. Temperatura zonei este controlată cu ajutorul unei sonde cu termocuplu 4, conectată la un termometru numeric 5.The scope of the invention (fig. 1) is related to the study of the operating characteristics for a Stirling MS micromotor, with a power of the order of watts. In the composition of the stand, first of all, a heater placed at the end of the micromotor MS, corresponding to the area of relaxation and which is constituted (fig.2), from an aluminum block 1, in which are included some heating resistors 2a, 2b, 2c , connected and supplied with adjustable voltage, by means of an autotransformer 3. The temperature of the zone is controlled by means of a thermocouple probe 4, connected to a numerical thermometer 5.

în componența standului mai intră și un răcitor (fig.3), constituit dintr-un bloc metalic din aluminiu 6, ce poartă pe părțile laterale niște radiatoare din aluminiu 7a și 7b, răcite fiecare prin câte un jet de aer rece, adus în zonă cu ajutorul unor tuburi flexibile 8a și 8b. Acțiunea de răcire este combinată cu o acțiune de încălzire obținută de la niște rezistoare de încălzire 9a, 9b și 9c, înglobate în blocul metalic 6, și alimentate cu tensiune reglabilă, prin intermediul unui alt autotransformator 10. în modul descris, se poate regla, într-un domeniu suficient de cuprinzător, temperatura zonei reci a cilindrului motorului. Temperatura zonei de compresie se controlează cu ajutorul unei sonde cu termocuplu 11, conectată la un termometru numeric 12.In the composition of the stand there is also a cooler (fig.3), consisting of an aluminum metal block 6, which carries on the sides some radiators of aluminum 7a and 7b, each cooled by a cold air jet, brought into the area. with the help of flexible tubes 8a and 8b. The cooling action is combined with a heating action obtained from heating resistors 9a, 9b and 9c, embedded in the metal block 6, and supplied with adjustable voltage, via another autotransformer 10. In the manner described, it can be adjusted, In a sufficiently comprehensive range, the temperature of the cold zone of the engine cylinder. The temperature of the compression zone is controlled by means of a thermocouple probe 11, connected to a numerical thermometer 12.

Răcirea aerului atmosferic se obține într-o instalație prezentată principial în fig.4, și care cuprinde un motor electric de antrenare 13, ce are fixat pe ax un rotor 14 pentru un ventilator suflant. Rotorul și motorul sunt montate pe o carcasă 15, prevăzută cu două racorduri 15a și 15b, la care sunt conectate cele două tuburi flexibile 8a și 8b, menționate anterior. Carcasa 15 are la partea superioară un locaș în care se introduce un vas 16, în care sunt depozitate niște fragmente de gheață 17. în intervalul ,,δ”, stabilit între recipientul cu gheață și carcasa 15, aerul atmosferic, aflat la temperatura camerei, este dirijat, să alunece, pe lângă recipientul 16, răcindu-se la temperatura cerută de experiment.The cooling of the atmospheric air is obtained in an installation mainly shown in fig. 4, which comprises an electric drive motor 13, which has a rotor 14 fixed to the shaft for a blower fan. The rotor and the motor are mounted on a housing 15, provided with two connections 15a and 15b, to which the two hoses 8a and 8b mentioned above are connected. The housing 15 has at the top a housing in which a vessel 16 is introduced, in which ice fragments are stored 17. in the interval "δ", established between the ice container and the housing 15, the atmospheric air, at room temperature, it is directed to slide, beside the container 16, cooling to the required temperature of the experiment.

Temperatura obținută este rezultatul combinării acțiunii de răcire, descrisă mai sus, cu acțiunea de încălzire obținută cu ajutorul rezistoarelor încălzitoare înglobate în masa blocului de aluminiu 6.The temperature obtained is the result of combining the cooling action, described above, with the heating action obtained with the help of heating resistors embedded in the mass of the aluminum block 6.

\-2Ο 1 0 - 0 0 9 41 -- %\ -2Ο 1 0 - 0 0 9 41 -%

Ο 5 -10- 2010 în scopul reglării și măsurării cuplului rezistent și a vitezei de rotație, standul mai este echipat cu o frână electromagnetică cu curenți turbionari 18, alimentată printr-un reostat reglabil 19, de la o sursă reglabilă de curent continuu 20. Măsurarea cuplului de frânare se realizează cu ajutorul unui traductor de cuplu 21 și a unui aparat indicator, de preferință numeric, 22. Controlul vitezei de rotație se realizează cu ajutorul unui tahometru numeric 23.Ο 5 -10- 2010 for the purpose of adjusting and measuring the torque and the rotational speed, the stand is also equipped with an electromagnetic brake with turbulent currents 18, powered by an adjustable rheostat 19, from an adjustable DC source 20. The braking torque measurement is performed with the aid of a torque transducer 21 and an indicator device, preferably numerically, 22. The rotation speed control is performed using a numerical tachometer 23.

Standul conform invenției poate fi reprodus cu aceleași performanțe și caracteristici, ori de câte ori este necesar, fapt care poate constitui un argument în favoarea respectării criteriului de aplicabilitate industrială.The stand according to the invention can be reproduced with the same performances and characteristics, whenever necessary, which can be an argument in favor of respecting the criterion of industrial applicability.

Claims

claims

1. Stand for the study of the operating characteristics of the Stirling engines, characterized in that the hot source is made by a heater consisting of an aluminum block (1), placed in the area of the relaxation chamber and in which some heating resistors are included. (2a), (2b) and (2c), supplied from an adjustable source, represented by an autotransformer (3), the temperature of the heated area being controlled by a thermocouple probe (4), associated with a numerical thermometer (5 ).

2. Stand according to claim 1, characterized in that the cold source is made in the form of a cooler consisting of another aluminum block (6) placed in the area of the compression chamber and which is provided, in the lateral areas, with radiators (7a ) and (7b), cooled by cold air, brought into the area by flexible tubes (8a) and (8b).

3. Stand according to claim 2, characterized in that the cooling is provided by the atmospheric air absorbed by means of a blower fan consisting of an electric motor (14), placed in a housing (15), provided with connections (15a) and (15b). , to which the exhaust pipes (8a) and (8b) are connected and which housing is also provided at the top with a housing in which a vessel (16) is inserted, filled with some ice fragments (17) and where through the gap ("Δ") set between the walls, the atmospheric air that is cooled in contact with the vessel walls is absorbed (16).

Stand according to claims 2 and 3, characterized in that, in order to obtain a temperature range, sufficiently comprehensive, the cooling action is combined with a heating action, obtained by means of heating resistors (9a); (9b); (9c), embedded in the aluminum block (6), and which resistors are supplied with adjustable voltage from an autotransformer (10) and where the temperature of the cooled area is controlled by means of a thermocouple probe (11), associated with a numerical thermometer (12).