SU1679047A1 - Устройство дл преобразовани теплоты в механическую работу - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к энергетике. Конденсатор (К) 2 расположен над испарителем (И) 1. Всасывающие трубопровод (Т) 3 соедин ет водоем 4 с всасывающей камерой 20. Преобразователь 5 выполнен в виде полого корпуса 6 и рабочего колеса (РК) 7 с лопатками 8. Полость корпуса 6 соединена при помощи Т9сИ1,аТ10-сК2. РК7 снабжено полой осевой цилиндрической втулкой 11. Лопатки 8 размещены на последней радиально с образованием камер (КМ) 12. Кажда  КМ 12 снабжена двум  эластичными перегородками (П) 13 и 14, последние соединены жесткой св зью 15. П 13 и 14 раздел ют КМ 12 на наружную, промежуточную и внутреннюю полости (ПЛ) 16- 18. Корпус 6 снабжен П 19. П 19 размещена в полости втулки 11 и раздел ет эту полость на всасывающую и нагнетательную КМ 20 и 21. Последние сообщены с ПЛ 18. Т 10, подключен к К 2 в нижней его части, РК 7 раз

Description

Изобретение относитс  к энергетике и может быть использовано в устройствах дл  преобразовани  теплоты в механическую работу.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечени  возможности перекачки жидкости.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  преобразовани  теплоты в механическую работу содержит испаритель 1, конденсатор 2, расположеннь й над испарителем 1 всасывающий трубопровод 3, подключенный к водоему 4, и преобразователь 5, выполненный в виде полого корпуса 6 с размещенным в нем рабочим колесом 7 с лопатками 8, при этом полость корпуса б сообщена при помощи подвод щего трубопровода 9 с испарителем 1, а отвод щего трубопровода 10 - с конденсатором 2. Рабочее колесо 7 снабжено полой осевой цилиндрической втулкой 11, лопатки 8 размещены на последней и установлены радиально с образованием камер 12, кажда  из которых снабжена двум  эластичными перегородками 13 и 14, соединенными между собой жесткой св зью 15 и раздел ющими камеру 12 на наружную 16, промежуточную 17 и внутреннюю 18 полости, корпус 6 снабжен перегородкой 19, размещенной в полости втулки 11 перпендикул рно плоскости вращени  колеса 7 и раздел ющей эту полость на всасывающую 20 и нагнетательную 21 камеры, сообщенные с внутренними полост ми 18 камер 12, отвод щий трубопровод 10 подключен к конденсатору 2 в нижней его части, колесо 7 размещено по высоте между конденсатором 2 и испарителем 1, промежуточные полости 17 сообщены между собой и заполнены жидкостью, всасывающа  20 и нагнетателып  21 камеры соединены между собой при помощи трубопровода 22 с

вентилем 23, всасывающий трубопровод 3 подключен к всасывающей камере 20, преобразователь 5 снабжен напорным трубопроводом 24 с вентилем 25, а испаритель 1 и

конденсатор 2 - теплообменниками 26 и 27 с соединительными гидромагистрал ми 28 и 29 с вентил ми 30 и 31. при этом напорный трубопровод 24 подключен к нагнетательной камере 21, а гидромагистрали 28 и 29 к напорному трубопроводу 24, причем входы теплообменников 26 и 27 подключены к нему перед вентилем 25, а выходы - за ним. Устройство работает следующим образом .

Легко испар юща с  жидкость (например , аммиак), подогрета  в испарителе 1, расположенном в среде с повышенной температурой , например в воде, имеющей положительную температуру, имеет давление

аза выше, чем в конденсаторе 2, например, воздуха с отрицательной температурой. Газ по трубопроводу 9 поступает в наружные полости 16 камер 12, давит на эластичные перегородки 13, которые через жесткую

св зь 15 передают давление на другие эластичные перегородки 14. Жидкость, заполн юща  промежуточные полости 17, из зоны повышенного давлени  выдавливаетс  в полости низкого давлени , причем объем вытесненной жидкости, поступающей из зоны повышенного давлени , равен объему поступившей в зону пониженного давлени  газа. Давление, передаваемое с одной эластичной перегородки на другую, усиливаетс , поскольку площадь последней меньше площади первой. В результате жидкость из внутренних полостей 18 выдавливаетс  в нагнетательную камеру 21 и далее в напорный трубопровод 24.

При нагнетании жидкости или газа в нагнетательную камеру 21 происходит уменьшение объема части промежуточных полостей 17 между эластичными перегородками 13 и 14 в пределах жесткой св зи 15. В

зоне низкого давлени  при всасывании происходит увеличение объема аналогичных полостей. При заполнении-промежуточных полостей 17 жидкостью общий объем полостей остаетс  практически посто нным, и сжатие ее в зоне высокого давлени  автоматически приводит к расширению ее в зоне низкого давлени , что возможно только при осуществлении всасывани  по всасывающую камеру 20 жидкости. При расширении объема части промежуточной полости, наход щейс  в зоне пониженного давлени , при процессе всасывани  жидкости во всасывающую камеру 20 автоматически происходит соответствующее уменьшение части промежуточных полостей 17, наход щихс  в зоне повышенного давлени , и, следовательно, происходит процесс нагнетани .

Так как жидкость, заполн юща  промежуточные полости 17, и перекачиваема  жидкость имеют плотность, большую, чем газ, то смещение масс по радиусу колса 7 приводит к дебалансу массы колеса 7 и оно начинает вращатьс . При вращении колеса 7 газ, наход щийс  под более высоким давлением , и,испарител  1 по трубопроводу 9 поступает в трубопровод 10 и далее в охла- дитель 2, где он конденсируетс  при пониженном давлении, жидкий конденсат по трубопроводу 10 стекает к колесу 7, которое , враща сь, перекачивает этот конденсат в трубопровод 9, и по нему конденсат поступает в испаритель 1, где он нагреваетс , испар етс  и под повышенным давлением снова поступает в трубопровод 9, и процесс повтор етс . Присоединение теплообменников к напорному трубопроводу через вентили дает возможность использовать , например, теплрту подогретых сбрасываемых сточных вод в естественные водные объекты дл  водоподъема их и одновременно понизить или исключить тепловое загр знение последних. В этом случае если температура перекачиваемой жидкости выше температуры среды, в которой располо- жены конденсатор 2 и испаритель 1, вентили 25 и 31 закрывают, а вентили 30 открывают. В этом случае перекачиваема  жидкость поступает в теплообменник 26 и нагревает наход щеес  в нем рабочее тело и затем поступает в напорный трубопровод 24. Стенки испарител  1 теплоизолируют, например, слоем стекловаты, располагаемой на их внешней поверхности. Дл  запуска устройства необходимо подогреть рабочее тело в испарителе 1 разовым подводом тепла к нему, например сжиганием топлива.

В случае, когда перекачиваема  жидкость имеет более низкую температуру, чем

окружающие испаритель 1 и конденсатор 2 среды, перекрывают вентили 25 и 30 и открывают вентили 31. Тогда перекачиваема  жидкость , прежде чем поступить в трубопровод 24, охлаждает теплообменник 27 и

понижает температуру в конденсаторе 2. При этом теплоизолируют конденсатор 2. Это позвол ет перекачивать жидкость, например , подземную воду, имеющую обычно летом температуру 8-12°С, на орошение

теплолюбивых культур при температуре воздуха свыше 20°С с одновременным подогревом воды. Дл  запуска устройства в этом-случае необходимо предварительно охладить рабочее тело в конденсаторе 2.

Регулирование соотношени  между количеством механической энергии и количеством перекачиваемой жидкости осуществл ют следующим образом. При открытом вентиле 23 трубопровод 22 напр мую соедин ет нагнетательную 21 и всасывающую 20 камеры, и жидкость поступает напр мую из камеры 21 в камеру 20, а не в напорный трубопровод 24. В этом случае устройство не работает как водоподъемник , а работает только как преобразователь теплоты в механическую энергию. По мере закрыти  вентил  23 увеличиваетс  дол  энергии перепада давлени , идуща  на водоподъем. При закрытом вентиле 23 дол  такой энергии, идущей на водоподъем, достигает своей максимальной величины.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  преобразовани  теплоты в механическую работу, содержащее испаритель , конденсатор, расположенный над испарителем, всасывающий трубопровод, подключенный к водоему, и преобразователь , выполненный в виде полого корпуса с размещенным в нем рабочим колесом с лопатками , при этом полость корпуса сообщена при помощи подвод щего трубопровода с испарителем, а отвод щего - с конденсатором , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  перекачки жидкости , рабочее колесо снабжено полой осевой цилиндрической втулкой, лопатки размещены на последней и установлены радиально с образованием камер, кажда  из которых снабжена двум  эластичными перегородками , соединенными между собой жесткой св зью и раздел ющими камеру на наружную , промежуточную и внутреннюю полости , корпус преобразовател  снабжен перегородкой, размещенной в полости втулки перпендикул рно плоскости вращени  колеса и раздел ющей эту полость на

   всасывающую и нагнетательную камеры,

   сообщенные с внутренними полост ми камер рабочего колеса, отвод щий трубопровод подключен к конденсатору в нижней его части, колесо размещено по высоте между последним и испарителем, промежуточные полости камер колеса сообщены между собой и заполнены жидкостью, всасывающа  и нагнетательна  камеры соединены между собой при помощи трубопровода с вентилем , всасывающий трубопровод подключен

   к всасывающей камере, преобразователь снабжен напорным трубопроводом с вентилем , а испаритель и конденсатор - теплообменниками с соединительными гидромагистрал ми с вентил ми, при этом напорный трубопровод подключен к нагнетательной камере, а гидромагистрали - к напорному трубопроводу, причем входы теплообменников подключены к нему перед его вентилем, а выходы - за ним.