RU2154246C1 - Газовая холодильная машина - Google Patents
Газовая холодильная машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2154246C1 RU2154246C1 RU99111771A RU99111771A RU2154246C1 RU 2154246 C1 RU2154246 C1 RU 2154246C1 RU 99111771 A RU99111771 A RU 99111771A RU 99111771 A RU99111771 A RU 99111771A RU 2154246 C1 RU2154246 C1 RU 2154246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- expander
- piston
- gas
- gas exchange
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
Детандер и компрессор выполнены в виде цилиндров двустороннего действия, в которых со смещением по фазе на 180° расположены штокопоршневые группы. Распределение потока рабочего тела осуществляется двумя обратными клапанами и золотником, размещенным под детандером. Компрессор и детандер работают в противофазе при однонаправленном движении рабочего тела через посредство обратных клапанов и золотника. Использование изобретения позволит повысить холодопроизводительность и упростить устройство машины при повышении надежности ее эксплуатации. 1 ил.
Description
Изобретение относится к строительству газовых холодильных машин, а именно к машинам с клапанным управлением потока рабочего тела (р.т.), работающим по обратному термодинамическому циклу, и может найти применение при проектировании и строительстве высокоэкономичных газовых машин, простых и надежных в эксплуатации.
Предлагаемая газовая холодильная машина работает по циклу, описанному в патенте на изобретение N 2057999, по кл. 6 F 25 В 9/00, 9/14, 1996 г., сущность которого в том, что цикл состоит из двух изохорных и двух адиабатных процессов, протекающих в двух цилиндрах двойного действия, поршневые группы которых сдвинуты по фазе на 180o. В каждый момент времени одновременно протекают два процесса: или адиабатные - сжатие р.т. в компрессоре и расширение в детандере, или изохорные процессы перепуска холодного р.т. из детандера в компрессор и сжатого р.т. из компрессора в детандер.
Поскольку поршневых холодильных машин, работающих по этому циклу, в настоящее время неизвестно, то ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является устройство газовой холодильной машины по патенту N2053461, в которой осуществлен круговой цикл газообразного рабочего тела по тракту, образованному приемным и рабочим сильфонами детандера и рабочим и приемным сильфонами компрессора, сообщенными через холодильник и теплообменник морозильной камеры. Существенным недостатком описанного устройства является наличие четырех сильфонных цилиндров, имеющих ограниченный срок эксплуатации и ограничение по давлению р.т. (в пределах 3-4 атм.), что не позволяет получать достаточно высокую хладопроизводительность, а наличие вакуумированного кожуха усложняет устройство и снижает надежность эксплуатации газовой холодильной машины.
Изобретение призвано решить задачу повышения хладопроизводительности и упрощения устройства машины при повышении надежности ее эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что детандер и компрессор выполнены в виде цилиндров двустороннего действия, в которых со смещением по фазе на 180o расположены штокопоршневые группы, а распределение потока р.т. осуществляется двумя самодействующими (обратными) клапанами и золотником, размещенным под детандером таким образом, что вблизи мертвых точек (при контакте с поршнем детандера или с кронштейном штока) он переключает внутрицилиндровый газообмен на межцилиндровый в нижней мертвой точке и межцилиндровый газообмен на внутрицилиндровый - в верхней мертвой точке.
Предлагаемое устройство схематически изображено в разрезе на фиг. 1, а на фиг.2 показана его диаграмма P-V.
Устройство, см. фиг. 1, состоит из картера 1, в котором расположен электропривод 2, снабженный двумя кривошипами 3 и 4, развернутыми на 180o относительно друг друга и несущими шатуны 5 и 6, шарнирно сочлененные соответственно со штокопоршневой группой 7 детандера 8 и штокопоршневой группой 9 компрессора 10, расположенных в цилиндрах детандера и компрессора соответственно.
Все геометрические размеры, упомянутых элементов детандера, равны по величине соответственно размерам элементов компрессора.
Устройство содержит также морозильную камеру 11, снабженную теплообменником 12, сообщенным каналом 13 с поршневой полостью детандера 8 и каналом 14 через посредство обратного клапана 15 с поршневой полостью компрессора 10. В штокопоршневой группе 9 компрессора 10 размещен обратный клапан 16, вход которого сообщен с поршневой полостью компрессора, а выход - с его штоковой полостью, которая через змеевик холодильника 17, через посредство золотника 18 и канала 19 может быть сообщена со штоковой полостью детандера 8, а последняя через каналы 19 и 20 может быть сообщена с поршневой полостью детандера. На штокопоршневой группе расположен упор 21.
Предлагаемая газовая холодильная машина работает следующим образом, см. фиг.1 и 2.
На фиг. 1 устройство изображено в положении, когда штокопоршневая группа 7 детандера 8, находится в нижней мертвой точке (НМТ), а штокопоршневая группа 9 компрессора 10 находится в верхней мертвой точке (ВМТ), при этом золотник 18 разобщает каналы 19 и 20 друг от друга, а канал змеевика холодильника сообщает с каналом 19 (см. фиг.1).
При вращении вала электропривода 2 штокопоршневая группа 7 детандера 8 посредством кривошипа 3 и шатуна 5 начнет движение вверх, а штокопоршневая группа 9 компрессора 10 соответственно начнет движение вниз, в течении которого будет происходить межцилиндровый изохорический газообмен, вследствие чего рабочее тело, охлажденное в результате предыдущего расширения, будет перепускаться из надпоршневой полости детандера 8 по каналу 13 в теплообменник 12, расположенный в морозильной камере 11, и далее по каналу 14 через обратный клапан 15 в надпоршневую полость компрессора 10. Вследствие отбора теплоты при прохождении р.т. через теплообменник 12 морозильной камеры 11 его температура, а, следовательно, и давление будут повышаться, см. изохору IV - 1 на диаграмме P,V, фиг.2.
Одновременно будет происходить процесс вытеснения сжатого, а, следовательно, нагретого, р. т. из штоковой полости компрессора 10 через змеевик охлаждения 17 и золотник 18 по каналу 19 в штоковую полость детандера 8. Вследствие охлаждения р.т. в змеевике охлаждения 17 его температура и давление будут понижаться, см. изохору II-III на диаграмме P-V.
При достижении штокопоршневой группой 7 ВМТ золотник 18 будет передвинут упором 21 в крайнее верхнее положение и сообщит через посредство каналов 19 и 20 штоковую полость детандера с его поршневой полостью.
Затем в процессе движения штокопоршневой группы 7 вниз, а штокопоршневой группы 9 - вверх будет происходить внутрицилиндровый адиабатический газообмен, при котором сжатое р.т. будет вытесняться из штоковой полости детандера 8 через канал 19, золотник 18 и канал 20 в его поршневую полость, т.е. рабочее тело будет расширяться с понижением температуры, см. адиабату III-IV на диаграмме P, V, а р.т. из поршневой полости компрессора 10, через обратный клапан 16 будет вытесняться в поршневую полость компрессора, т.е. будет происходить процесс его сжатия, см. адиабату I-II на диаграмме P,V.
Когда обе штокопоршневые группы вернутся в исходное положение, см. фиг. 1, то процесс начнется сначала.
Из вышеизложенного следует, что компрессор и детандер работают в противофазе и в них при однонаправленном движении рабочего тела через посредство обратных клапанов и золотника газообмен организован таким образом, что одновременно протекают процессы: а/ при внутрицилиндровом газообмене - сжатие р.т. в компрессоре (с затратой работы) и расширение р.т. в детандере (с совершением работы); б/ при межцилиндровом газообмене - вытеснение холодного р. т. из детандера в компрессор (через морозильную камеру) и вытеснение сжатого р.т. из компрессора в детандер (через змеевик охлаждения) без затраты и без получения работы. Компрессор и детандер работают в противофазе как цилиндры двойного действия при значительном избыточном давлении р.т. Все это позволяет приблизить реальную P,V диаграмму к теоретической и повысить термодинамический КПД газовой холодильной машины и, следовательно, ее хладопроизводительность.
Claims (1)
- Газовая холодильная машина, содержащая картер с расположенным в нем электродвигателем, снабженным двумя кривошипами, развернутыми под углом 180o и кинематически связанными со штокопоршневыми группами, расположенными в цилиндрах детандера и компрессора, сообщенных газовыми трактами, проходящими через морозильную камеру и через холодильник, и заполненная газообразным рабочим телом, отличающаяся тем, что детандер и компрессор выполнены в виде одинаковых по размерам цилиндров двойного действия, штоковые полости которых образуют объемы для сжатого рабочего тела, а обратные клапаны и золотник выполнены с возможностью осуществления последовательно межцилиндрового и внутрицилиндрового газообмена путем перекрытия золотником каналов газообменного тракта детандера при межцилиндровом газообмене и открытии их при переходе к внутрицилиндровому газообмену.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99111771A RU2154246C1 (ru) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Газовая холодильная машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99111771A RU2154246C1 (ru) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Газовая холодильная машина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2154246C1 true RU2154246C1 (ru) | 2000-08-10 |
Family
ID=20220763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99111771A RU2154246C1 (ru) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Газовая холодильная машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2154246C1 (ru) |
-
1999
- 1999-06-10 RU RU99111771A patent/RU2154246C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4078389A (en) | Lost-motion refrigeration drive system | |
KR101422439B1 (ko) | 가스 평형된 극저온 팽창 엔진 | |
GB2098308A (en) | Reciprocating cold gas refrigerators | |
JP2553203B2 (ja) | 極低温冷凍機 | |
US4335579A (en) | Refrigerating system | |
US4282716A (en) | Stirling cycle refrigerator | |
US4372128A (en) | In-line cryogenic refrigeration apparatus operating on the Stirling cycle | |
KR100412299B1 (ko) | 가스 압축 팽창기 | |
US20150226465A1 (en) | Cryogenic engine with rotary valve | |
RU2154246C1 (ru) | Газовая холодильная машина | |
JP2000121186A (ja) | 蓄冷型冷凍機 | |
JP2831809B2 (ja) | 極低温冷凍装置 | |
US4161866A (en) | Stirling cycle machine | |
US20180058731A1 (en) | Stirling cooler with fluid transfer by deformable conduit | |
RU2189481C2 (ru) | Устройство и способ работы двигателя андреева | |
JP2001330330A (ja) | 圧力変動と位置変動の位相差を利用した蓄冷式冷凍機およびその制御方法 | |
US3222877A (en) | Low temperature refrigerator | |
SU1746019A1 (ru) | Двигатель с внешним подводом теплоты | |
SU422922A1 (ru) | ПОРШНЕВАЯ ХОЛОДИЛЬНО-ГАЗОВАЯ МАШИНАВ П Т Бпчи n:;^r?r^Tf|f ,.;-;; i. I, - •: -..' ii Us | |
JP2734634B2 (ja) | 蓄冷器内蔵の往復動型冷凍機 | |
RU2209380C2 (ru) | Способ получения холода | |
JPH079001Y2 (ja) | 極低温冷凍機 | |
JPS6347647Y2 (ru) | ||
SU440534A1 (ru) | Холодильно-газова машина | |
RU2118766C1 (ru) | Устройство для нагрева и охлаждения воздуха |