SU1455027A1

SU1455027A1 - Power plant

Info

Publication number: SU1455027A1
Application number: SU874189002A
Authority: SU
Inventors: Сергей Николаевич Караваев; Хамидулла Хайруллаевич Махкамов
Original assignee: МВТУ им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1987-02-03
Filing date: 1987-02-03
Publication date: 1989-01-30

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективность силовой установки путем улучшени теплообмена. Установка содержит поршневой насос 1, цилиндр 2, насосную камеру 5, вытеснительный поршень 10, рабочий поршень 11, насосный поршень 12, нагреватель 13, регенератор 14 и охладитель 15 рабочего тела. Рабочий поршень 11, шток 18 и насосный поршень 12 вьшол- нены полыми с образованием замкнутого объема. Охладитель 15 выполнен в виде тепловой трубы, размещенной в замкнутом объеме. Отвод теплоты в охладителе 15 осуществл етс из полости 17 сжати через стенки и фитиль 22 рабочего поршн 11 с помощью тепловой трубы, зона испарени которой размещена в непосредственной близости от среды охлаждени , а зона конденсации - в насосном, поршне 12. 1 ил.The invention makes it possible to increase the efficiency of a power plant by improving heat exchange. The installation includes a piston pump 1, a cylinder 2, a pumping chamber 5, a displacement piston 10, a working piston 11, a pump piston 12, a heater 13, a regenerator 14 and a cooler 15 of the working fluid. The working piston 11, the rod 18 and the pump piston 12 are hollow with the formation of a closed volume. The cooler 15 is made in the form of a heat pipe placed in a closed volume. The heat in the cooler 15 is removed from the compression cavity 17 through the walls and the wick 22 of the working piston 11 by means of a heat pipe, the evaporation zone of which is located in the immediate vicinity of the cooling medium, and the condensation zone in the pump piston 12. 1 Il.

Description

Изобретение относится к машиногстроению, а именно двигателестроению, и может быть использовано для привода насосов.The invention relates to mechanical engineering, namely engine manufacturing, and can be used to drive pumps.

Цель изобретения - повышение эффективности путем улучшения процессов теплообмена, охлаждения рабочего тела, увеличения степени сжатия и исключения мертвого объема охладителя рабочего тела.The purpose of the invention is to increase efficiency by improving heat transfer processes, cooling the working fluid, increasing the degree of compression and eliminating the dead volume of the working fluid cooler.

На чертеже приведена схема силовой установки.The drawing shows a diagram of the power plant.

Установка содержит поршневой насос 1, цилиндр 2 двигателя Стирлинга с торцовой перегородкой 3, снабженной центральным отверстием 4, насосную камеру 5, снабженную клапанами 6-9 впуска и выпуска перекачиваемой жидкости, вытеснительный поршень 10, рабочий поршень 11, насосный поршень 12, нагреватель 13, регенератор 14 и охладитель 15 рабочего тела.The installation comprises a piston pump 1, a cylinder 2 of a Stirling engine with an end wall 3, provided with a central hole 4, a pump chamber 5, equipped with valves 6-9 for the inlet and outlet of the pumped liquid, a displacement piston 10, a working piston 11, a pump piston 12, a heater 13, regenerator 14 and cooler 15 of the working fluid.

Двигатель Стирлинга связан с поршневым насосом 1. Торцовая перегородка 3 отделяет друг от друга цилиндр 2 двигателя и насосную камеру 5.The Stirling engine is connected to the piston pump 1. The end wall 3 separates the engine cylinder 2 and the pump chamber 5 from each other.

Насосная камера 5 подсоединена к перегородке 3, Вытеснительный и рабочий поршни 10 и 11 размещены в полом цилиндре 2 с разделением' последнего на полости 16 и 18 расширения сжатия рабочего тела,, связанные Между собой через нагреватель 13, регенератор 14.The pump chamber 5 is connected to the baffle 3, the displacement and working pistons 10 and 11 are placed in the hollow cylinder 2 with the separation of the latter into cavities 16 and 18 of the expansion of the compression of the working fluid, interconnected via a heater 13, a regenerator 14.

Насосный поршень 12 размещен в насосной камере 5 и подсоединен через шток 18, проходящий через центральное отверстие 4 перегородки 3, к рабочему поршню 11.The pump piston 12 is placed in the pump chamber 5 and is connected through the rod 18, passing through the Central hole 4 of the partition 3, to the working piston 11.

Рабочий поршень 11, шток 18 и насосный поршень 12 выполнены полыми, с образованием единого замкнутого объемаThe working piston 11, the rod 18 and the pump piston 12 are made hollow, with the formation of a single closed volume

Охладитель 15 рабочего тела выполнен в виде тепловой трубы, размещенной в замкнутом объеме. Зона испарения тепловой трубы размещена в полости рабочего поршня 11, а зона конденсации - в полости насосного поршня 12.The cooler 15 of the working fluid is made in the form of a heat pipe placed in a closed volume. The evaporation zone of the heat pipe is located in the cavity of the working piston 11, and the condensation zone is in the cavity of the pump piston 12.

Установка снабжена также уплотнительным узлом 19 в центральном отверстии 4, полостью 20 газовой пружины вытеснительного поршня 10, полостью 21 газовой пружины рабочего поршня 11 и фитилем 22, прикрепленным к внутренним полостям рабочего поршня 11, шток 18 и насосного поршня 12.The installation is also equipped with a sealing assembly 19 in the Central hole 4, the cavity 20 of the gas spring of the displacement piston 10, the cavity 21 of the gas spring of the working piston 11 and the wick 22 attached to the internal cavities of the working piston 11, the rod 18 and the pump piston 12.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

При движении вытеснительного поршня 10 вниз происходит вытеснение рабочего тела из полости 17 сжатия через регенератор 14 и нагреватель 13 в полость 16 расширения. В нагревателе 1'3 к рабочему телу подводится теплота, вследствие чего давление рабочего тела возрастает и рабочий поршень 11 вместе с вытеснительным поршнем 10 движется вниз и с помощью штока 18, размещенного в уплотнительном узле 19 центрального отверстия 4 перегородки 3, перемещает насосный поршень 12 поршневого насосаWhen the displacement piston 10 moves downward, the working fluid is displaced from the compression cavity 17 through the regenerator 14 and the heater 13 into the expansion cavity 16. Heat is supplied to the working fluid in the heater 1'3, as a result of which the pressure of the working fluid increases and the working piston 11, together with the displacement piston 10, moves downward and moves the pump piston 12 of the piston 12 using the rod 18 located in the sealing assembly 19 of the central hole 4 of the partition 3 the pump

1. При этом клапаны 6 и 9 впуска и выпуска открыты, а клапаны 8 и 7 выпуска и впуска закрыты. Через клапан 6 перекачиваемая жидкость' поступает в насосную камеру 5, а через клапан 9 подается потребителю.1. In this case, the intake and exhaust valves 6 and 9 are open, and the exhaust and intake valves 8 and 7 are closed. Through the valve 6, the pumped liquid 'enters the pump chamber 5, and through the valve 9 is supplied to the consumer.

При равенстве силы инерции движения вытеснительного поршня 10 и сил давления, действующих на него со стороны полости 16 расширения, полости 20 газовой пружины и полости 17 сжатия, вытеснительный поршень 10.останавливается. Рабочий поршень 11 продолжает двигаться вниз, так как он обладает большей инерционностью. При этом, давление рабочего тела в полости 16 расширения уменьшается. Вытеснительный поршень 10 начинает двигаться вверх, переталкивая рабочее тело через нагреватель 13 и регенератор 14 в полость 17 сжатия, где осуществляется отвод теплоты в охладителе 15 через поверхность и фитиль 22 рабочего поршня 11, После того, как сила, действующая на рабочий поршень 11 со стороны полости 21 газовой пружины, станет больше суммарной силы давления со стороны полости 17 сжатия и инерции движения, рабочий поршень 11 начинает двигаться вверх. При этом клапаны 8 и 7 выпуска и впуска открыты, а клапаны 6 и 9 впуска и выпуска закрыты. Жидкость через клапан 7 поступает в насосную камеру 5, а через клапан 8 подается потребителю. Затем цикл повторяется.If the inertia forces of the displacement piston 10 and the pressure forces acting on it from the side of the expansion cavity 16, the gas spring cavity 20 and the compression cavity 17 are equal, the displacement piston 10. stops. The working piston 11 continues to move down, since it has a greater inertia. In this case, the pressure of the working fluid in the expansion cavity 16 decreases. The displacement piston 10 begins to move upward, pushing the working fluid through the heater 13 and the regenerator 14 into the compression cavity 17, where heat is removed in the cooler 15 through the surface and the wick 22 of the working piston 11, after the force acting on the working piston 11 from the side cavity 21 of the gas spring, will become larger than the total pressure force from the cavity 17 of the compression and inertia of movement, the working piston 11 begins to move up. In this case, the valves 8 and 7 of the exhaust and intake are open, and the valves 6 and 9 of the intake and exhaust are closed. The fluid through the valve 7 enters the pump chamber 5, and through the valve 8 is supplied to the consumer. Then the cycle repeats.

Отвод теплоты в охладителе 15 осуществляется непосредственно из < . полости 17 сжатия через стенки и фитиль 22 рабочего поршня 11 с помощью низкотемпературной тепловой трубы, зона испарения которой размещена в непосредственной близости от среды охлаждения. Это позволяет снизить потери, исключить мертвый объем охладителя и, следовательно, увеличить степень сжатия вой установки.The heat removal in the cooler 15 is carried out directly from <. compression cavities 17 through the walls and wick 22 of the working piston 11 by means of a low-temperature heat pipe, the evaporation zone of which is located in the immediate vicinity of the cooling medium. This allows to reduce losses, eliminate dead volume of the cooler and, therefore, increase the degree of compression of the howl unit.

и эффективность сило-and power-

Claims

Forum is invented

A power plant comprising a piston pump and a related Stirling retractor, an end baffle separating the engine cylinder and a pump chamber equipped with inlet and outlet valves for the pumped liquid, a displacement and working pistons located in the engine cylinder with the latter divided into expansion cavities and fluid compression related

Through a heater and a regenerator, a working fluid cooler and a pump piston located in the pump chamber and connected through a rod passing through the central bore hole to the working piston of the engine, it is characterized in that, in order to increase efficiency by eliminating the dead volume of the working fluid cooler , the working piston, rod and pump piston are hollow with the formation of a single closed. volume, the cooler of the working fluid is made in the form of a heat pipe placed in a closed volume, and the condensation zone of the heat pipe is placed in the pump piston, the evaporation zone in the working piston, and the transport zone in the stock.