RU2611170C1 - Piston valveless expasion engine - Google Patents

Piston valveless expasion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2611170C1
RU2611170C1 RU2015142472A RU2015142472A RU2611170C1 RU 2611170 C1 RU2611170 C1 RU 2611170C1 RU 2015142472 A RU2015142472 A RU 2015142472A RU 2015142472 A RU2015142472 A RU 2015142472A RU 2611170 C1 RU2611170 C1 RU 2611170C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
piston
gas
valveless
cavity
Prior art date
Application number
RU2015142472A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Алексеевич Покровский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный 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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет"
Priority to RU2015142472A priority Critical patent/RU2611170C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2611170C1 publication Critical patent/RU2611170C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B11/00Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: piston valveless expansion engine comprises a cylinder, in the open part of which openings for a compensation of gas leakage from the compression chamber are arranged and communicated with the cooled gas volume. In the cylinder there is a piston mounted with the possibility of reciprocating movement by means of the rod for gas compression in the closed end of the cylinder, which is surrounded by the cavity with the pumped cooled liquid. The cylinder length is divided into two insulating compartments.
EFFECT: construction with decreasing heat losses through the cylinder walls, and with improved efficiency of the device.
1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.

Предлагаемое решение относится к холодильной технике. Предлагается устройство для охлаждения воздуха или других газов.The proposed solution relates to refrigeration. A device for cooling air or other gases is provided.

Уровень техники.The level of technology.

Известны поршневые бесклапанные детандеры А.С. №322572, 269938, 265903 [1-3], в которых предлагаются различные конструкции, реализующие принципы обратного термодинамического цикла для получения холода. В заявленных конструкциях с помощью газораспределительных золотников, вращающихся валов сделана попытка устранить клапанное распределение, однако они достаточно сложны как конструктивно, так и технологически.Known piston valveless expanders A.S. No. 322572, 269938, 265903 [1-3], which offer various designs that implement the principles of the inverse thermodynamic cycle to produce cold. In the claimed designs using gas distribution spools, rotating shafts, an attempt was made to eliminate valve distribution, however, they are quite complex both structurally and technologically.

Известны поршневые детандеры, имеющие цилиндр с движущимся в нем поршнем и систему принудительного газораспределения, когда впускной и выпускной клапаны открываются механически под действием кулачковых механизмов, привод которых связан с основным приводом движения поршня.Known piston expanders having a cylinder with a moving piston in it and a forced gas distribution system when the intake and exhaust valves open mechanically under the action of cam mechanisms, the drive of which is connected with the main drive of the piston movement.

Существенными недостатками этих детандеров являются высокая конструктивная сложность и низкая эксплуатационная надежность, обусловленная большим количеством подвижных элементов газораспределительного механизма. В другой наиболее близкой конструкции поршневого бесклапанного детандера (А.С. №269938) [2], взятой за прототип, сделана попытка для ее упрощения применить выпускные окна, но используется впускной клапан.Significant disadvantages of these expanders are high structural complexity and low operational reliability due to the large number of movable elements of the gas distribution mechanism. In the other closest design of the piston valveless expander (AS No. 269938) [2], taken as a prototype, an attempt is made to simplify the use of exhaust windows, but an inlet valve is used.

Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION

В предлагаемом способе получения холода используется известный принцип необратимости реальных термодинамических процессов и предлагается для реализации конструкция достаточно простого бесклапанного поршневого детандера (Рис. 1).In the proposed method for producing cold, the well-known principle of the irreversibility of real thermodynamic processes is used and it is proposed to implement the design of a fairly simple valveless piston expander (Fig. 1).

Детандер представлен цилиндром 2, в открытой части которого расположены окна 3, они служат для восполнения утечек газа из полости сжатия. Открытая часть цилиндра и окна сообщаются с охлаждаемым объемом газа 1. В цилиндре установлен поршень с возможностью возвратно-поступательного перемещения с помощью штока 6. Сжатие газа осуществляется в закрытой части цилиндра, примыкающей к штоку 6. Эта закрытая часть цилиндра окружена полостью 7 с прокачиваемой охлаждаемой жидкостью. Для уменьшения теплообмена между нагреваемой и охлаждаемой частями стенок цилиндр разделен по длине на две части теплоизолирующей перегородкой 4. В результате сжатия газа за счет движения поршня 5 в закрытой части цилиндра его температура повышается и передается стенкам той части цилиндра, которая примыкает к штоку. Тепло, переданное стенкам, отводится в охлаждающую жидкость, прокачиваемую через полость 7. При обратном движении поршня происходит быстрое расширение газа с падением давления и снижением его температуры ниже той, при которой газ начинал сжиматься. Пониженная температура газа воспринимается той частью цилиндра, которая сообщается с охлаждаемым объемом газа 1, что при циклическом движении поршня приводит к постепенному снижению уровня температур газа в этом объеме.The expander is represented by a cylinder 2, in the open part of which there are windows 3, they serve to make up for gas leaks from the compression cavity. The open part of the cylinder and the windows communicate with the cooled volume of gas 1. A piston is installed in the cylinder with the possibility of reciprocating movement using the rod 6. The gas is compressed in the closed part of the cylinder adjacent to the stem 6. This closed part of the cylinder is surrounded by a cavity 7 with a pumped cooled liquid. To reduce heat transfer between the heated and cooled parts of the walls, the cylinder is divided in length into two parts by a heat-insulating partition 4. As a result of gas compression due to the movement of the piston 5 in the closed part of the cylinder, its temperature rises and is transferred to the walls of that part of the cylinder that adjoins the rod. The heat transferred to the walls is dissipated into the coolant pumped through the cavity 7. When the piston moves backwards, the gas expands rapidly with a drop in pressure and its temperature drops below that at which the gas began to compress. Reduced gas temperature is perceived by the part of the cylinder that communicates with the cooled volume of gas 1, which, when the piston moves cyclically, leads to a gradual decrease in the temperature of the gas in this volume.

Технический результат данной конструкции - уменьшение тепловых потерь через стенки цилиндра и повышение эффективности работы устройства.The technical result of this design is to reduce heat loss through the cylinder walls and increase the efficiency of the device.

Источники информацииInformation sources

1. Свободнопоршневой детандер. Авторское свидетельство СССР №322572, МПК6 F24B 9/00, F25B 9/00, F04B 31/00, 01.01.1971.1. Free piston expander. USSR author's certificate No. 322572, IPC 6 F24B 9/00, F25B 9/00, F04B 31/00, 01/01/1971.

2. Поршневой прямоточный детандер. Авторское свидетельство СССР №269938, МПК6 F25B 3/00, F25B 9/00, F25B 9/06, 01.01.1970.2. Reciprocating piston expander. USSR author's certificate No. 269938, IPC 6 F25B 3/00, F25B 9/00, F25B 9/06, 01/01/1970.

3. Бесклапанный поршневой детандер. Авторское свидетельство СССР №265903, МПК6 F25B 9/00, F25B 9/06, 01.01.1970.3. Valveless piston expander. USSR author's certificate No. 265903, IPC 6 F25B 9/00, F25B 9/06, 01/01/1970.

4. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая шк., 1980 - 469 с. 4. Nashchokin VV Technical thermodynamics and heat transfer. - M.: Higher school., 1980 - 469 p.

Claims (1)

Поршневой бесклапанный детандер содержит цилиндр, в открытой части которого расположены окна для восполнения утечек газа из полости сжатия и сообщены с охлаждаемым объемом газа, также в цилиндре установлен поршень с возможностью возвратно-поступательного перемещения с помощью штока для сжатия газа в закрытой части цилиндра, окруженной полостью с прокачиваемой охлаждаемой жидкостью, отличающийся тем, что цилиндр по длине разделен на две части с помощью теплоизолирующей перегородки.The piston valveless expander contains a cylinder, in the open part of which there are windows for filling gas leaks from the compression cavity and in communication with the cooled gas volume, a piston is also installed in the cylinder with the possibility of reciprocating movement with the help of a rod for gas compression in the closed part of the cylinder surrounded by a cavity with a pumped cooled liquid, characterized in that the cylinder is divided in length into two parts by means of a heat-insulating partition.
RU2015142472A 2015-10-06 2015-10-06 Piston valveless expasion engine RU2611170C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015142472A RU2611170C1 (en) 2015-10-06 2015-10-06 Piston valveless expasion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015142472A RU2611170C1 (en) 2015-10-06 2015-10-06 Piston valveless expasion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2611170C1 true RU2611170C1 (en) 2017-02-21

Family

ID=58458840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015142472A RU2611170C1 (en) 2015-10-06 2015-10-06 Piston valveless expasion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2611170C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU241460A1 (en) * В. М. Добров BATTLED PISTON DETANDER
US3834172A (en) * 1972-11-29 1974-09-10 A Dehne Double-acting expander engine and cryostat
US3934424A (en) * 1973-12-07 1976-01-27 Enserch Corporation Refrigerant expander compressor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU241460A1 (en) * В. М. Добров BATTLED PISTON DETANDER
SU243636A1 (en) * Московское ордена Ленина , ордена Трудового Красного Знамени BATTLED PISTON DETANDER
US3834172A (en) * 1972-11-29 1974-09-10 A Dehne Double-acting expander engine and cryostat
US3934424A (en) * 1973-12-07 1976-01-27 Enserch Corporation Refrigerant expander compressor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US 3834172 A, 10/09/1974. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101900447B (en) G-M refrigerator with phase modulating mechanism
CN103814191B (en) Gas balance low-temperature expansion formula engine
GB1339956A (en) Method and device for hot gas engine or gas refrigeration machine
US10371418B2 (en) Thermo-acoustic heat pump
CA2794300A1 (en) Thermodynamic cycle and heat engines
RU2611170C1 (en) Piston valveless expasion engine
US10570851B2 (en) Heat engine
CN106030057B (en) Variable-volume shifts shuttle cabin and valve system
WO2008112714A2 (en) Dual stroke combustion/steam engine
RU2565933C1 (en) Closed-cycle piston engine
KR20060071827A (en) An external combustion engine combined with cylinder, re-generator and cooler
RU146383U1 (en) EXTERNAL HEATING ENGINE WITH V-PISTON POSITION
KR101041841B1 (en) Hybrid pulse tube refrigerator
RU2255235C1 (en) Rotary engine with external supply of heat
RU2549273C1 (en) External combustion engine heat exchange section
RU2301382C2 (en) Heat pump
RU2734088C1 (en) Stage of piston compressor with liquid cooling
RU167598U1 (en) Stirling engine using a liquid-gas phase transition of a working fluid
RU2636642C2 (en) Unified piston engine without cooling system
CN103437909A (en) Carnot cycle heat engine
RU2343300C2 (en) Engine with external heat input
CN107850351A (en) Gas balance engine with buffer
RU2703843C1 (en) Operating method of piston expander
SU438838A1 (en) Refrigerating gas machine
KR200435918Y1 (en) An external combustion engine combined with Cylinder, Re-generator and Cooler

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20170830

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191007