RU2183767C1 - Heat compressor - Google Patents

Heat compressor Download PDF

Info

Publication number
RU2183767C1
RU2183767C1 RU2001102167A RU2001102167A RU2183767C1 RU 2183767 C1 RU2183767 C1 RU 2183767C1 RU 2001102167 A RU2001102167 A RU 2001102167A RU 2001102167 A RU2001102167 A RU 2001102167A RU 2183767 C1 RU2183767 C1 RU 2183767C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
displacer
cylinder
heat
cold
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2001102167A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Д. Савчук
Original Assignee
Военный инженерно-технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный инженерно-технический университет filed Critical Военный инженерно-технический университет
Priority to RU2001102167A priority Critical patent/RU2183767C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2183767C1 publication Critical patent/RU2183767C1/en

Links

Landscapes

  • Compressor (AREA)

Abstract

FIELD: compression and transfer of gases. SUBSTANCE: proposed compressor has cylinder, tubular displacer with built-in generator and radially inclined holes for connecting regenerator with cold and not spaces of cylinder, respectively. Displacer is set into operation by electric drive with rotor found on outer side of displacer, and stator arranged on cylinder. Cylinder has heat exchanger of heat carrier with heat insulation and coolant heat exchanger, gas main line with intake and outlet valves and ribbed radiator. Displacer with regenerator is provided with end face blanks with ring-shaped end faces and axial recesses and rectangular section springs fitted in recesses. Displacer is loaded by these springs relative to inner end face walls of cylinder. Threaded sections are found in near end face sections of displacer whose radius at these sections is smaller than that of middle part. Threaded sections forming ring clearances located, respectively, in cold and hot spaces of cylinder, are made on inner surface of near end face sections of cylinder. EFFECT: improved efficiency of heat compressors. 1 dwg

Description

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к теплоиспользующим компрессорам, и может быть использовано в самых различных областях техники для теплового компримирования газов. The invention relates to compressor engineering, namely to heat-using compressors, and can be used in various fields of technology for thermal compression of gases.

Известен теплоиспользующий компрессор [1] - /авторское свидетельство СССР 1359478, кл. F 04 В 19/24, F 25 В 9/00, F 25 В 9/00, 1987 г./, содержащий теплообменник-охладитель и цилиндрическую полость, внутри которой установлен комбинированный вытеснитель со сложной системой гидропривода. Known heat-using compressor [1] - / copyright certificate of the USSR 1359478, class. F 04 V 19/24, F 25 V 9/00, F 25 V 9/00, 1987 /, comprising a heat exchanger-cooler and a cylindrical cavity, inside which a combined displacer with a complex hydraulic drive system is installed.

Недостатком известного теплоиспользующего компрессора, являются сложность, а следовательно, и низкая надежность системы привода и самого вытеснителя, а также большой мертвый объем /заключенный в теплообменниках/ рабочей полости теплоиспользующего компрессора. A disadvantage of the known heat-utilizing compressor is the complexity and, consequently, low reliability of the drive system and the displacer itself, as well as a large dead volume / enclosed in heat exchangers / working cavity of the heat-using compressor.

Известен термокомпрессор [2] - /авторское свидетельство СССР 1670173, кл. F 04 В 19/24, F 25 В 29/00, 1991 г./, содержащий компрессионную камеру, на торцах которой расположены коллекторы /теплообменники/ теплоносителя и хладагента, помещенный в камеру регенератор, снабженный пористыми насадками и штоком осевого перемещения, трубопровод с отсечными (обратными) клапанами, причем насадки размещены на торцах регенератора и его шток соединен с механическим приводом через двухсторонний пружинный компенсатор осевого движения. Known thermal compressor [2] - / copyright certificate of the USSR 1670173, class. F 04 B 19/24, F 25 B 29/00, 1991 / containing a compression chamber, at the ends of which there are manifolds / heat exchangers / coolant and refrigerant, a regenerator equipped with porous nozzles and an axial displacement rod, a pipe with shut-off (non-return) valves, with nozzles placed at the ends of the regenerator and its rod connected to a mechanical actuator through a two-way spring-loaded axial movement compensator.

Недостатками известного термокомпрессора являются:
- наличие уплотнительного узла штока, что приведет особенно при высоких рабочих давлениях к течкам газа и затратам энергии на преодоление сил трения в уплотнительном узле;
- удары насадок при работе термокомпрессора, которые снижают надежность устройства в целом;
- недостаточная поверхность теплообмена торцевых стенок корпуса для передачи необходимого количества тепла, что приводит к увеличению температурного перепада между соответственно теплоносителем и рабочим телом в горячей полости, и хладагентом (средой для отвода тепла) и рабочим телом в холодной полости, а это в свою очередь ведет к большей необратимости процессов теплообмена и снижению кпд.
The disadvantages of the known thermocompressor are:
- the presence of a stem sealing assembly, which will lead especially to high gas pressures and gas flows and energy costs to overcome the friction forces in the sealing assembly;
- shock nozzles during operation of the thermocompressor, which reduce the reliability of the device as a whole;
- insufficient heat exchange surface of the end walls of the housing to transfer the necessary amount of heat, which leads to an increase in the temperature difference between the coolant and the working fluid in the hot cavity, respectively, and the refrigerant (heat removal medium) and the working fluid in the cold cavity, and this in turn leads to to greater irreversibility of heat transfer processes and lower efficiency.

Прототипом предлагаемого устройства является компрессор [3] - /авторское свидетельство СССР 1605110, кл. F 25 В 9/00, 1990 г./, содержащий установленный в полости цилиндра с возможностью осевого перемещения вытеснитель с расположенным в нем регенератором и наклонными каналами, разделяющий полость цилиндра на теплую и холодную полости, теплообменники теплоносителя и хладагента, расположенные на торцах цилиндра электропривод, статор которого расположен на внешней стороне цилиндрического корпуса, а ротор - на корпусе вытеснителя, а также впускные и выпускные клапаны. The prototype of the proposed device is a compressor [3] - / copyright certificate of the USSR 1605110, class. F 25 B 9/00, 1990 /, comprising a displacer installed in the cylinder cavity with axial movement and having a regenerator and inclined channels located therein, dividing the cylinder cavity into warm and cold cavities, heat and coolant heat exchangers located at the cylinder ends the stator of which is located on the outer side of the cylindrical housing, and the rotor is on the displacer housing, as well as the intake and exhaust valves.

Недостатками прототипа являются:
- недостаточная поверхность теплообмена торцевых и боковых стенок цилиндрического корпуса для передачи необходимого количества тепла, что приводит к увеличению температурного перепада между соответственно теплоносителем и рабочим телом в горячей полости, хладагентом (средой для отвода тепла) и рабочим телом в холодной полости, а это в свою очередь ведет к большей необратимости процессов теплообмена и снижению кпд;
- наличие большого мертвого объема из-за необходимости недопущения ударов вытеснителя о торцевые стенки цилиндрического корпуса, которые могут привести к поломке компрессора;
- большая масса вытеснителя с встроенными регенератором и ротором электрического двигателя приведет к большим инерционным силам (на средних и больших частотах), для компенсации которых придется значительно увеличить мощность, а следовательно, и массу линейного двигателя, что приведет к сравнительно большим затратам электрической энергии для привода вытеснителя, а это совсем нежелательно для любых устройств;
- низкая надежность и ресурс теплового компрессора из-за размещения клапанов в его рабочей полости, особенно в теплой зоне;
- холодный газ, поступающий в теплую зону необходимо предварительно охлаждать, а это дополнительные затраты энергии;
- для нормальной работы регенератора требуется обеспечение поддержания заданных значений температур на его торцах, а это условие в результате разных путей движения газа (по зазору и по центральному каналу, и организации входа и выхода компримируемого газа с разных торцов цилиндра) обеспечивается плохо, что снижает эффективность регенератора и теплового компрессора в целом.
The disadvantages of the prototype are:
- insufficient heat exchange surface of the end and side walls of the cylindrical body to transfer the necessary amount of heat, which leads to an increase in the temperature difference between the coolant and the working fluid in the hot cavity, respectively, the refrigerant (medium for heat removal) and the working fluid in the cold cavity, and this in its own the turn leads to greater irreversibility of heat transfer processes and lower efficiency;
- the presence of a large dead volume due to the need to prevent the displacer from striking the end walls of the cylindrical body, which can lead to compressor failure;
- the large mass of the displacer with the built-in regenerator and rotor of the electric motor will lead to large inertial forces (at medium and high frequencies), to compensate for which it will be necessary to significantly increase the power, and therefore the mass of the linear motor, which will lead to a relatively large expenditure of electric energy for the drive displacer, and this is completely undesirable for any device;
- low reliability and resource of the thermal compressor due to the placement of valves in its working cavity, especially in the warm zone;
- cold gas entering the warm zone must be pre-cooled, and this is an additional cost of energy;
- for the normal operation of the regenerator, it is required to maintain the specified temperature values at its ends, and this condition is poorly ensured as a result of different gas paths (along the gap and the central channel, and organization of the input and output of the compressed gas from different ends of the cylinder), which reduces the efficiency regenerator and heat compressor in general.

Указанные недостатки ставят задачу повышения эффективности теплоиспользующего компрессора. These shortcomings set the task of increasing the efficiency of the heat-utilizing compressor.

Указанная задача достигается тем, что в тепловом компрессоре, содержащем установленный в полости цилиндра с возможностью осевого перемещения вытеснитель с расположенным в нем регенератором и наклонными каналами, разделяющий полость цилиндра на теплую и холодную полости, теплообменники теплоносителя и хладагента, расположенные на торцах цилиндра, электропривод, статор которого расположен на внешней стороне цилиндра, а ротор - на корпусе вытеснителя, а также впускные и выпускные клапаны. This task is achieved by the fact that in a thermal compressor containing a displacer installed in the cylinder cavity with the possibility of axial movement with a regenerator and inclined channels located in it, dividing the cylinder cavity into warm and cold cavities, heat and coolant heat exchangers located at the cylinder ends, an electric drive, whose stator is located on the outside of the cylinder, and the rotor on the displacer body, as well as inlet and outlet valves.

Вытеснитель выполнен трубчатым с торцевыми профильными заглушками, в кольцеобразных торцевых осевых выточках которых установлены пружины сжатия прямоугольного сечения, которыми вытеснитель подпружинен от торцевых внутренних стенок цилиндра, вытеснитель между торцевых профильных заглушек содержит регенератор с наклонными отверстиями в холодную и теплую зоны цилиндра через зазоры, образованные резьбовыми проточками на внешних торцах трубчатого вытеснителя, а цилиндрические приторцевые участки внутренней поверхности корпуса содержат внутреннюю резьбу длиной, равной сумме длины хода вытеснителя и длины резьбовой проточки вытеснителя, впускной и выпускной клапаны расположены на внешней магистрали, подсоединенной через теплообменник хладагента к холодной полости цилиндра в его торце, статор и ротор электропривода смещены в сторону холодной зоны, и между статором и теплообменником теплоносителя на внешней стороне цилиндра расположен ребристый теплообменник, теплообменник теплоносителя покрыт слоем теплоизоляции по всей наружной поверхности. The displacer is made tubular with end profile plugs, in the annular end axial recesses of which rectangular compression springs are installed, with which the propellant is spring-loaded from the end internal walls of the cylinder, the displacer between the end profile plugs contains a regenerator with inclined holes in the cold and warm zones of the cylinder through the gaps grooves at the outer ends of the tubular displacer, and the cylindrical frontal sections of the inner surface of the housing contain compression of the internal thread with a length equal to the sum of the displacer stroke length and the length of the displacer threaded groove, the inlet and outlet valves are located on the external line connected through the refrigerant heat exchanger to the cold cylinder cavity in its end face, the stator and electric drive rotor are shifted towards the cold zone, and between the stator and a heat exchanger on the outside of the cylinder is a finned heat exchanger; the heat exchanger is coated with a layer of thermal insulation over the entire outer surface.

Выполнение вытеснителя трубчатым необходимо для удобного размещения в нем всех узлов и деталей теплового компрессора и их взаимного спряжения. Внешняя поверхность вытеснителя между радиально наклоненными отверстиями образует пару скольжения с внутренней средней частью цилиндрического корпуса, торцевые участки внешней поверхности вытеснителя выполнены меньшим радиусом, чем его центральная часть, и содержат внешнюю резьбу (канавки) для интенсификации теплообмена, цилиндрические торцевые участки внутренней поверхности цилиндра содержат также для интенсификации теплообмена внутреннюю резьбу (канавки). The execution of the displacer tubular is necessary for convenient placement in it of all the nodes and parts of the thermal compressor and their mutual conjugation. The outer surface of the displacer between the radially inclined holes forms a pair of slides with the inner middle part of the cylindrical body, the end sections of the outer surface of the displacer are made with a smaller radius than its central part, and contain external threads (grooves) to enhance heat transfer, the cylindrical end sections of the inner surface of the cylinder also contain to intensify heat transfer, internal thread (grooves).

Установка в вытеснителе торцевых профильных заглушек, в кольцеобразных торцевых осевых выточках которых установлены пружины сжатия прямоугольного сечения, которыми вытеснитель подпружинен от торцевых внутренних стенок цилиндра, необходима для уменьшения инерционных сил и уменьшения мощности электропривода. Кроме того, пружины, которыми подпружинен вытеснитель, помогают увеличить поверхности теплообмена и интенсифицировать теплообмен в холодной и теплой областях цилиндра, так как по пружинам будет происходить соответственно отвод и подвод тепла к рабочему телу (перекачиваемому газу). The installation in the displacer of end profile plugs, in the annular end axial recesses of which are installed compression springs of rectangular cross section, with which the displacer is spring-loaded from the end internal walls of the cylinder, is necessary to reduce inertial forces and reduce the power of the electric drive. In addition, the springs with which the displacer is spring loaded help to increase the heat transfer surfaces and intensify heat transfer in the cold and warm areas of the cylinder, since the springs will respectively remove and supply heat to the working fluid (pumped gas).

Выполнение пружин прямоугольного сечения необходимо для уменьшения мертвого объема соответственно холодной и теплой полостей при полном сжатии в них пружин. The implementation of rectangular springs is necessary to reduce the dead volume, respectively, of cold and warm cavities with full compression of the springs in them.

Выполнение вытеснителя со встроенным регенератором (между торцевых профильных заглушек) с наклонными отверстиями в холодную и теплую зоны цилиндра через зазоры, образованные резьбовыми проточками на внешних торцах вытеснителя и цилиндрическими приторцевыми резьбовыми участками внутренней поверхности корпуса, необходимо для интенсификации теплообмена подвода и отвода тепла и повышения эффективности теплового компрессора в целом. The implementation of the displacer with an integrated regenerator (between the end profile plugs) with inclined holes in the cold and warm zones of the cylinder through the gaps formed by threaded grooves on the outer ends of the displacer and cylindrical front-end threaded sections of the inner surface of the housing is necessary to intensify heat transfer and supply heat removal and increase efficiency thermal compressor in general.

Выполнение цилиндрических приторцевых резьбовых участков внутренней поверхности корпуса длиной, равной сумме длины хода вытеснителя и длины резьбовой проточки вытеснителя, необходимо для создания кольцеобразных каналов интенсивного отвода и подвода тепла от компримируемого газа. The implementation of cylindrical front-end threaded sections of the inner surface of the housing with a length equal to the sum of the stroke length of the displacer and the length of the threaded groove of the displacer is necessary to create ring-shaped channels for intensive heat removal and heat supply from the compressed gas.

Выполнение впускного и выпускного клапанов, расположенными на внешней магистрали, подсоединенной через теплообменник хладагента к торцу холодной полости цилиндра, необходимо для облегчения условий работы клапанов, создания возможности их оперативного технологического обслуживания и ремонта. The implementation of the inlet and outlet valves located on the external line connected through the heat exchanger of the refrigerant to the end of the cold cavity of the cylinder is necessary to facilitate the working conditions of the valves, creating the possibility of their operational technological maintenance and repair.

Выполнение статора и ротора электропривода, смещенными в сторону холодной зоны, и размещение между статором и теплообменником теплоносителя на внешней стороне цилиндра ребристого теплообменника необходимо для исключения перегрева статора электропривода и обеспечение для него нормального рабочего режима. Ребристый теплообменник служит также для отвода тепла, поступающего по корпусу от теплообменника теплоносителя к статору электропривода. The execution of the stator and rotor of the electric drive, shifted towards the cold zone, and the placement of a finned heat exchanger between the stator and the heat exchanger on the outer side of the cylinder is necessary to prevent overheating of the stator of the electric drive and ensuring its normal operating mode. The finned heat exchanger also serves to remove heat entering the housing from the heat exchanger to the stator of the electric drive.

Покрытие теплообменника теплоносителя слоем теплоизоляции по всей наружной поверхности необходимо для уменьшения потерь тепла от теплообменника теплоносителя в окружающую среду. Covering the heat exchanger with a layer of insulation over the entire outer surface is necessary to reduce heat loss from the heat exchanger to the environment.

Выполнение теплового компрессора в совокупности с вышеизложенными признаками (отличительными признаками формулы изобретения) является новым для тепловых компрессоров и, следовательно, соответствует критерию "новизна". The implementation of a thermal compressor in combination with the foregoing features (distinguishing features of the claims) is new to thermal compressors and, therefore, meets the criterion of "novelty."

Вышеприведенная совокупность отличительных признаков не известна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил конструирования тепловых компрессоров и их вспомогательного оборудования, что доказывает соответствие критерию "изобретательский уровень". The above set of distinctive features is not known at this level of technology and does not follow from the well-known rules for the design of thermal compressors and their auxiliary equipment, which proves compliance with the criterion of "inventive step".

Конструктивная реализация теплового компрессора с указанной совокупностью существенных признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию "промышленная применимость". The constructive implementation of a thermal compressor with the indicated set of essential features does not present any structural, technical and technological difficulties, from which the compliance with the criterion of "industrial applicability" follows.

На чертеже схематично представлена конструкция предложенного теплового компрессора. The drawing schematically shows the design of the proposed thermal compressor.

Тепловой компрессор содержит цилиндр 1, трубчатый вытеснитель 2 с регенератором 3 и радиально наклоненными отверстиями 4 и 5, соответственно направленные в стороны холодной полости 6 и горячей полости 7 для рабочего тела, которым служит перекачиваемый газ. Трубчатый вытеснитель 2 с внешней своей стороны имеет установленный в него ротор 8 электропривода, статор 9 которого расположен на внешней поверхности цилиндра 1. Цилиндр 1 снабжен соответственно со стороны горячей полости 7 теплообменником теплоносителя 11, который теплоизолирован от окружающей среды слоем теплоизоляции 12 и со стороны холодной полости 6 теплообменник хладагента 10, через который подходит газовая магистраль 13, с установленными на ней впускным 14 и выпускным 15 клапанами для перекачиваемого газа. Вытеснитель 2 со стороны холодной 6 и теплой 7 полостей цилиндра 1 имеет соответственно торцевые профильные заглушки 16 и 17. В заглушках 16 и 17 выполнены кольцеобразные торцевые осевые выточки 18 и 19 с установленными в них соответственно пружинами сжатия 20 и 21 прямоугольного сечения, которыми вытеснитель 2 подпружинен от торцевых внутренних стенок цилиндра 1. Причем пружина 21, находящаяся в горячей полости, должна быть выполнена из жаропрочной стали, а жесткости пружин 20 и 21 должны быть одинаковыми. На внешних приторцевых участках вытеснителя 2, выполненных меньшим радиусом, чем его средняя часть, находятся резьбовые участки 22, 23, а на внутренней поверхности приторцевых участков цилиндра 1 резьбовые участки 24 и 25 с образованием кольцевых зазоров 26 и 27, расположенных соответственно в холодной 6 и горячей 7 полостях цилиндра 1. На внешней стороне цилиндра 1 между теплоизоляцией 12 теплообменника-теплоносителя 11 и статором 9 электропривода расположен ребристый радиатор 28. The heat compressor comprises a cylinder 1, a tubular displacer 2 with a regenerator 3 and radially inclined openings 4 and 5, respectively directed to the sides of the cold cavity 6 and the hot cavity 7 for the working fluid, which is the pumped gas. The tubular displacer 2 from its outer side has an electric drive rotor 8 installed in it, the stator 9 of which is located on the outer surface of the cylinder 1. The cylinder 1 is equipped respectively from the side of the hot cavity 7 with a heat exchanger 11, which is insulated from the environment by a layer of thermal insulation 12 and from the cold side cavity 6, a heat exchanger of refrigerant 10, through which a gas line 13 fits, with inlet 14 and outlet 15 valves for pumped gas installed on it. The displacer 2 from the side of the cold 6 and warm 7 cavities of the cylinder 1 has respectively end profile plugs 16 and 17. In the plugs 16 and 17, ring-shaped end axial recesses 18 and 19 are made with compression springs 20 and 21 of rectangular cross-section installed respectively, with which the displacer 2 spring-loaded from the end walls of the cylinder 1. Moreover, the spring 21 located in the hot cavity should be made of heat-resistant steel, and the stiffness of the springs 20 and 21 should be the same. On the outer side sections of the displacer 2, made with a smaller radius than its middle part, there are threaded sections 22, 23, and on the inner surface of the side sections of the cylinder 1 there are threaded sections 24 and 25 with the formation of ring gaps 26 and 27 located respectively in the cold 6 and hot 7 cavities of the cylinder 1. On the outer side of the cylinder 1 between the heat insulation 12 of the heat exchanger-heat carrier 11 and the stator 9 of the electric drive there is a finned radiator 28.

Работает предложенный тепловой компрессор следующим образом. The proposed thermal compressor operates as follows.

В установившемся режиме вытеснитель 2 движется возвратно - поступательно по цилиндру 1 под действием усилий пружин 20 и 21, установленных в выточках 18 и 19, и совершает автоколебательные движения, поддерживаемые электроприводом, состоящим из статора 9 и ротора 8. При этом мощность линейного электродвигателя расходуется только на поддержание автоколебательного возвратно-поступательного движения вытеснителя, то есть на преодоление сил трения и гидравлического сопротивления. При движении вытеснителя 2 в сторону теплой полости 7 горячий газ проходит по зазору 27, отверстия 5, регенератор 3, сообщая ему недостающее тепло недорекуперации, охлаждается и, проходя через отверстия 4 и зазор 26, дополнительно подохлаждаясь, попадает в полость 6. По мере охлаждения газа давление во всем объеме корпуса 1 падает и становится меньше, чем на входе в компрессор, в результате чего открывается впускной клапан 14, и в компрессор поступает очередная порция газа на сжатие. При движении вытеснителя 2 в сторону холодной полости 6 холодный газ проходит по зазору 26, отверстия 4, регенератор 3, нагревается в нем и, проходя через отверстия 5 и зазор 27 дополнительно подогреваясь, попадает в полость 7. По мере нагрева газа давление во всем объеме корпуса 1 растет и становится больше, чем на входе в компрессор, в результате чего открывается выпускной клапан 15, и из теплового компрессора поступает очередная порция сжатого газа потребителю. После начала движения вытеснителя 2 в сторону холодной полости 6 весь цикл повторяется. Ребристый теплообменник 28 предотвращает чрезмерный нагрев стартера 9 теплом теплоносителя, поступающего теплопроводностью от теплообменника вдоль стенки корпуса 1. In the steady state, the displacer 2 moves back and forth along the cylinder 1 under the action of the springs 20 and 21 installed in the recesses 18 and 19, and performs self-oscillating movements supported by an electric drive consisting of a stator 9 and rotor 8. In this case, the power of the linear motor is consumed only to maintain a self-oscillating reciprocating motion of the displacer, that is, to overcome the friction forces and hydraulic resistance. When the displacer 2 moves towards the warm cavity 7, the hot gas passes through the gap 27, openings 5, the regenerator 3, informing it of the lacking heat of under-recovery, cools and passes through the openings 4 and the gap 26, additionally being cooled, enters the cavity 6. As it cools down gas pressure in the entire volume of the housing 1 drops and becomes less than at the inlet to the compressor, as a result of which the inlet valve 14 opens, and the next portion of gas for compression enters the compressor. When the displacer 2 moves toward the cold cavity 6, cold gas passes through the gap 26, the holes 4, the regenerator 3, heats up in it and, passing through the holes 5 and the gap 27, additionally being heated, enters the cavity 7. As the gas heats up, the pressure in the entire volume of the housing 1 grows and becomes larger than at the inlet to the compressor, as a result of which the exhaust valve 15 opens, and the next portion of the compressed gas comes from the heat compressor to the consumer. After the start of the movement of the displacer 2 towards the cold cavity 6, the entire cycle is repeated. The finned heat exchanger 28 prevents the starter 9 from being overheated by the heat of the coolant entering the heat conduction from the heat exchanger along the wall of the housing 1.

Интенсивный теплообмен в кольцевых зазорах с резьбовой частью позволит понизить температурный напор между теплообменниками и соответствующими рабочими полостями, а также позволит регенератору работать в более легком режиме, а это приведет к более обратимым процессам теплообмена и, следовательно, к более высокому кпд компрессора. Кроме того, применение в компрессоре подпружинного вытеснителя позволит последнему выполнять движения в автоколебательном режиме, что приведет к значительному уменьшению габаритов и потребляемой мощности привода вытеснителя. В целом предложенный тепловой компрессор обладает гораздо большей надежностью и эффективностью в работе, чем его прототип, и позволяет выдавать сжатый газ потребителю при температуре, равной температуре хладагента. Intensive heat transfer in annular gaps with a threaded part will allow to lower the temperature head between the heat exchangers and the corresponding working cavities, and also allow the regenerator to work in a lighter mode, and this will lead to more reversible heat transfer processes and, therefore, to a higher compressor efficiency. In addition, the use of a spring-loaded displacer in the compressor will allow the latter to perform movements in self-oscillating mode, which will lead to a significant reduction in dimensions and power consumption of the displacer drive. In general, the proposed thermal compressor has much greater reliability and efficiency in operation than its prototype, and allows the production of compressed gas to the consumer at a temperature equal to the temperature of the refrigerant.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1359478, кл. F 04 В 19/24, F 25 В 9/00, F 25 В 9/00, 1987 г.
Sources of information
1. USSR author's certificate 1359478, cl. F 04 V 19/24, F 25 V 9/00, F 25 V 9/00, 1987

2. Авторское свидетельство СССР 1670173, кл. F 04 В 19/24, F 25 В 29/00, 1991 г. 2. Copyright certificate of the USSR 1670173, cl. F 04 B 19/24, F 25 B 29/00, 1991

3. Авторское свидетельство СССР 1605110, кл. F 25 В 9/00, 1990 г. 3. Copyright certificate of the USSR 1605110, cl. F 25 B 9/00, 1990

Claims (1)

Тепловой компрессор, содержащий установленный в полости цилиндра с возможностью осевого перемещения вытеснитель с расположенным в нем регенератором и наклонными каналами, разделяющий полость цилиндра на теплую и холодную полости, теплообменники теплоносителя и хладагента, расположенные на торцах цилиндра, электропривод, статор которого расположен на внешней стороне цилиндра, а ротор на корпусе вытеснителя, а также впускные и выпускные клапаны, отличающийся тем, что вытеснитель выполнен трубчатым с торцевыми профильными заглушками, в кольцеобразных торцевых осевых выточках которых установлены пружины сжатия прямоугольного сечения, которыми вытеснитель подпружинен от торцевых внутренних стенок цилиндра, вытеснитель между торцевых профильных заглушек содержит регенератор с наклонными отверстиями в холодную и теплую зоны цилиндра через зазоры, образованные резьбовыми проточками на внешних торцах трубчатого вытеснителя, а цилиндрические приторцевые участки внутренней поверхности корпуса содержат внутреннюю резьбу длиной, равной сумме длины хода вытеснителя и длины резьбовой проточки вытеснителя, впускной и выпускной клапаны расположены на внешней магистрали, подсоединенной через теплообменник хладагента к холодной полости цилиндра в его торце, статор и ротор электропривода смещены в сторону холодной зоны, и между статором и теплообменником теплоносителя на внешней стороне цилиндра расположен ребристый теплообменник, теплообменник теплоносителя покрыт слоем теплоизоляции по всей наружной поверхности. A thermal compressor containing a displacer installed in the cylinder cavity with axial movement and having a regenerator and inclined channels located in it, dividing the cylinder cavity into warm and cold cavities, heat carrier and refrigerant heat exchangers located on the cylinder ends, an electric drive, the stator of which is located on the outside of the cylinder and the rotor on the displacer body, as well as the inlet and outlet valves, characterized in that the displacer is made tubular with end profile plugs, in ring-shaped end axial recesses of which compression spring of rectangular cross section are installed, with which the displacer is spring-loaded from the end internal walls of the cylinder, the displacer between the end profile plugs contains a regenerator with inclined holes in the cold and warm zones of the cylinder through the gaps formed by threaded grooves on the outer ends of the tubular displacer, the near-end portions of the inner surface of the housing contain an internal thread with a length equal to the sum of the stroke length of the displacer and d the other threads of the displacer displacer, the inlet and outlet valves are located on the external line, connected through the refrigerant heat exchanger to the cold cavity of the cylinder at its end, the stator and rotor of the electric drive are shifted towards the cold zone, and a finned heat exchanger is located between the stator and the heat transfer medium on the outside of the cylinder, the heat exchanger is coated with a layer of insulation over the entire outer surface.
RU2001102167A 2001-01-23 2001-01-23 Heat compressor RU2183767C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001102167A RU2183767C1 (en) 2001-01-23 2001-01-23 Heat compressor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001102167A RU2183767C1 (en) 2001-01-23 2001-01-23 Heat compressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2183767C1 true RU2183767C1 (en) 2002-06-20

Family

ID=20245194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001102167A RU2183767C1 (en) 2001-01-23 2001-01-23 Heat compressor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2183767C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2480623C1 (en) * 2012-03-22 2013-04-27 Александр Дмитриевич Савчук Heat-recovery compressor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2480623C1 (en) * 2012-03-22 2013-04-27 Александр Дмитриевич Савчук Heat-recovery compressor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9234480B2 (en) Isothermal machines, systems and methods
JP4897335B2 (en) Stirling engine
US9021800B2 (en) Heat exchanger and associated method employing a stirling engine
JP2018530697A (en) Double acting pressure reducing cylinder with adaptable support
CN104595056B (en) Cold end heat exchanger of free piston type Stirling engine
KR950002624B1 (en) Insulation for stirling engine
RU2183767C1 (en) Heat compressor
KR20100136654A (en) External combustion engine and output method thereof
RU2230225C1 (en) Heat compressor
RU2230224C1 (en) Heat compressor
RU2230223C1 (en) Heat compressor
JP2007527480A (en) Collision heat exchanger for Stirling cycle machine
RU2298690C1 (en) Heat compressor
RU2271469C1 (en) Heat compressor
KR100849506B1 (en) Scroll-type stirling cycle engine
JP4327717B2 (en) Refrigerator with heat exchanger
RU2788798C1 (en) Stirling engine thermal block
CN107966062B (en) Built-in water-cooling heat exchanger for acoustic energy free piston type machine
RU2480623C1 (en) Heat-recovery compressor
JP4363254B2 (en) Steam engine
RU2757746C1 (en) Stirling engine thermal block
RU182024U1 (en) Stirling engine cooler
KR100804278B1 (en) Stirling engine
WO2012047124A1 (en) A pistonless rotary stirling engine
US20240271835A1 (en) Stirling engine with near isothermal working spaces