SU1315647A1 - Устройство преобразовани тепловой энергии в энергию изменени давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к энер- гомашиностроеникТ и может быть использовано дл  привода в действие объемных насосов. Изобретение позвол ет повысить эффективность путем расширени  допустимого температурного диапазона работы. Основание 8 нагревател  (Н) 1 выполнено с при мком 9 дл  сбора жидкости (Ж) 4, причем вход 10 трубопровода (Т) 5 разII , 4 мещен в при мке с зазором между его торцом и дном при мка 9. Выход II Т 5 расположен в охладителе 2 вьппе максимально возможного уровн  Ж 4, а вход 12 Т 6 сообщен с нижней частью охладител  2. Концы Т 5 и 6 в Н 1 и охладителе 2 удалены  руг от цруга. Охлажденна  в охладителе 2 Ж 4 сбрасьтаетс  по Т 6 в Н 1 . При сбросе образуетс  волна 14, котора  движетс  в направлении при мка 9. В течение времени добегани  волны 14 до при мка 9 происходит выравнивание давлени  газа 3 в Н 1 и охладителе 2. В момент начала сброса Ж 4 давление газа 3 в Н 1 падает. Под действием зтого давлени  в объемном насосе, подключенном через Т 13, осуществл етс  цикл сжати  приводной камеры. Ж 4, заполнившей при мок 9, блокируетс  поступление газа 3 из Н 1 в охладитель 2. I 3.п.ф-лы, 2 ил. i (Л ел 05 i(

Description

10

15

Изобретение относитс  к энергетическому машиностроению и приборостроению , а именно к устройствам преу образовани  тепловой энергии.малой разности температур в средах или между средами в энергию изменени  давлени , и может быть использовано дл  привода в. действие, например, объемных насосов.

Цель изобретени  - повышение эффективности путем расширени  допустимого температурного диапазона работы.

Эта цель достигаетс  за счет аккумулировани  энергии давлени  накоплением жидкой фазы рабочего тела в

расположенном выше нагревател  охла- I

дителе, сохранени  накопленной энергии разности уровней жидкости в случае уменьшени  используемой разности температур и обеспечени  возможности использовани  разнообразных рабочих тел, жидка  фаза которых не об зательно должна испар тьс  в рабочем диапазоне температур.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство в момент перемещени  жидкого рабочего тела из нагревател  в охладитель, продольный разрезj на фиг.2 - то же, в момент начала сброса жидкого рабочего тела из охладител  в нагреватель.

Устройство содержит нагреватель

Iи расположенный над ним охладитель 2, заполненные в качестве рабочего тела смесью газа 3 и жидкости 4, например смесью аммиака и его жидкого раствора. Нагреватель 1 и охладитель 2 соединены между собой трубопроводом 5 подачи рабочего тела из нагревател  1 в охладитель 2 и трубопроводом 6 возврата рабочего тела

в нагреватель 1. В трубопроводе 6 возврата установлен открытый в сторону нагревател  I обратный клапан 7. Основание 8 нагревател  1 выполне- но с при мком 9 дл  сбора жидкости 4, причем вход 10 трубопровода 5 размещен в при мке 9 с зазором между его торцом и дном при мка 9. Выход,

I1трубопровода 5 расположен в охладителе 2 вьппе максимально возможного уровн  жидкости 4, а вход 12 трубопровода 6 сообщен с нижней частью охладител  2. Концы трубопроводов 5

теле

га. Трубопровод 13 в качестве звена отбора мощности подключен к нагревателю 1 непосредственно, а к охладителю 2 - посредством трубопроводов 5 и 6. В качестве нагрузки к трубопроводу I3 может быть подсоединен например, объемный насос (не показан ) .

Рассмотрим конкретный пример работы предлагаемого ус тройства при использовании перепада температур между водой водохранилища, имеющей температуру +. С, и воздухом с температурой -24 С.

В нагревателе 1 жидкость 4 (водный раствор аммиака) нагреваетс  до температуры О С, а в охладителе 2 охлаждаетс  до температуры -20 С. Охлажденный до водный раствор .аммиака, имеющий в каждом грамме

раствора 0,590 г поглощенного аммиа- 20 ка, нагреваетс  в нагревателе I, которьй расположен на 4,5 м ниже охладител  2. В результате нагрева этого раствора увеличиваетс  давление в нагревателе 1. При нагрева водного раствора аммиака до температуры О С из него выдел етс  при давлении 1,5 атм из каждого грамма

30

Г,5 0700077

75 см газообраз40

ного аммиака, где 0,503 - содержание аммиака в граммах в 1 г раствора при О С и давлении 1,5 атм; 0,00077 - удельна  плотность г/см газооб35 разного аммиака при давлении 1 атм.

Под действием давлени  выдел емого при нагревании газа 3 (аммиака) в 1,5 атм жидкость 4 (обедненный водный раствор аммиака) вытесн етс  в трубопровод 5, а по нему в охладитель 2. Дл  того, чтобы вытеснить в трубопровод 5 из нагревател  1 жидкость 4 (водный раствор аммиака), достаточно приблизительно 1 см выделенного газа 3 (аммиака) на каждый 1 г рабочего тела, содержащегос  в нагревателе 1, а остальной газ 3 (аммиак) отвод т по трубопроводу 13, например, в объемный насос (не

50 показан), где осуществл ют цикл расширени  приводной камеры насоса под давлением 1,5 атм. Вытесненную из нагревател  I по трубопроводу 5 жидкость 4 (водный раствор аммиака)

и 6 в нагревателе 1 и охлади- 55 охлаждают в охладителе 2. При ох- 2 возможно удалены друг от дру- лаждении до температуры -20 с давление в охладителе 2 понижаетс  до 0,8 атм, учитыва , что в каждом грам

5

ревателю 1 непосредственно, а к охладителю 2 - посредством трубопроводов 5 и 6. В качестве нагрузки к трубопроводу I3 может быть подсоединен например, объемный насос (не показан ) .

Рассмотрим конкретный пример работы предлагаемого ус тройства при использовании перепада температур между водой водохранилища, имеющей температуру +. С, и воздухом с температурой -24 С.

В нагревателе 1 жидкость 4 (водный раствор аммиака) нагреваетс  до температуры О С, а в охладителе 2 охлаждаетс  до температуры -20 С. Охлажденный до водный раствор .аммиака, имеющий в каждом грамме

раствора 0,590 г поглощенного аммиа- 0 ка, нагреваетс  в нагревателе I, которьй расположен на 4,5 м ниже охладител  2. В результате нагрева этого раствора увеличиваетс  давление в нагревателе 1. При нагрева водного раствора аммиака до температуры О С из него выдел етс  при давлении 1,5 атм из каждого грамма

30

Г,5 0700077

75 см газообраз

ного аммиака, где 0,503 - содержание аммиака в граммах в 1 г раствора при О С и давлении 1,5 атм; 0,00077 - удельна  плотность г/см газообразного аммиака при давлении 1 атм.

Под действием давлени  выдел емого при нагревании газа 3 (аммиака) в 1,5 атм жидкость 4 (обедненный водный раствор аммиака) вытесн етс  в трубопровод 5, а по нему в охладитель 2. Дл  того, чтобы вытеснить в трубопровод 5 из нагревател  1 жидкость 4 (водный раствор аммиака), достаточно приблизительно 1 см выделенного газа 3 (аммиака) на каждый 1 г рабочего тела, содержащегос  в нагревателе 1, а остальной газ 3 (аммиак) отвод т по трубопроводу 13, например, в объемный насос (не

показан), где осуществл ют цикл расширени  приводной камеры насоса под давлением 1,5 атм. Вытесненную из нагревател  I по трубопроводу 5 жидкость 4 (водный раствор аммиака)

31

ме поступающего в охладитель 2 раствора содержитс  0,503 г аммиака.

После того, как вс  жидкость 4 (обедненный водный раствор аммиака) из нагревател  1 поступает в охладитель 2 по трубопроводу 5, газ 3 (аммиак) поступает из нагревател  I в охладитель 2, где он охлаждаетс  в результате расширени  и поглощаетс  жидкостью 4 (водным раствором аммиака ) I которую одновременно охлажда ют. Таким образом в нагревателе I уравнивают давление газа 3 с его давлением в охладителе 2. В этот момент давление со стороны охладител  2 на клапан 7 превысит давление со стороны нагревател  1 и заданное сопротивление его открытию. Клапан

7открьтаетс , и охлажденна  жидкость 4 (обогащенный водный раствор аммиака) из охладител  2 сбрасываетс  в нагреватель 1 по трубопроводу 6. После сброса жидкости 4 (водного раствора аммиака) из охладител  2 клапан 7 автоматически закрываетс . В результате сброса жидкости 4 по трубопроводу 6 образуетс  в нагревателе 1 волна 14 , котора  движетс  в направлении при мка 9.

В течение времени добегани  волны 14 до при мка 9 осуществл етс  дальнейшее вырав нивание давлени  газа 3 в нагревателе 1 и охладителе 2. Необходимое врем  добегани  обеспечивают, например, подбором определенной искусственной щерохова- тостк дна нагревател  1 на участке между концами трубопроводов 5 и 6.

8момент начала сброса жидкости 4 по трубопроводу 6 давление газа 3

в нагревателе 1 падает до 0,9 атм. Под этим давлением, переданным по трубопроводу 13, осуществл етс , например, в объемном насосе (не по-

156474

казан) цикл сжати  приводной камеры. Жидкостью 4 (водным раствором аммиака ) , заполнившей при мок 9, блокируетс  дальнейшее поступление газа 5 3 из нагревател  1 в охладитель 2. Жидкость 4 (обогащенный водный раствор аммиака) снова нагреваетс  в нагревателе 1 , после чего описанный цикл работы непрерывно повтор етс .

to

Claims (2)

1. Устройство преобразовани  тепло вой энергии в энергию изменени 

5 давлени , содержащее нагреватель и охладитель, заполненные в качестве рабочего тела смесью газа и жидкости и соединенные между собой трубопроводом подачи рабочего тела из

20 нагревател  в охладитель и трубопроводом возврата рабочего тела в нагреватель , причем в трубопроводе возврата установлен открытый в сторону нагревател  обратный клапан, а

25 звено отбора мощности подключено к охладителю, отличающеес  тем, что, с целью повьппени  эффективности путем расщирени  допустимого температурного диапазона рабо30 ты, основание нагревател  вьтолнено с при мком дл  сбора жидкости, ох- ладитель расположен над нагревателем, причем вход трубопровода подачи размещен в при мке с зазором между его

35 торцом и дном при мка, выход расположен в охладителе выше максимально возможного уровн  жидкости, а вход трубопровода возврата сообщен с нижней частью охладител .

40

2. Устройство по п.I, о т л и - чающеес  тем, что концы трубопроводов в нагревателе и охладителе удалены друг от друга.