Детендер

 

ДЕТАНДЕР, содержащий цилиндр с поршнем и клапаны Ьпуска и выпуска, отличающийся тем, что, с целью повьппения КПД, детандер дополнительно содержит последобательно включенные в электрическую цепь прерьгоатель и энерготрансформирующий элемейт из сегнетоматериала с точкой Кюри, не превышающей температуру газа при впуске, размещенный на внутренней поверхности ци; .линдра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1048262

Зш Г 25 В 9(00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬС ТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3350967/23-06 (22) 19. 10.81 (46) 15.10.83. Бюл. 11 38 (72) ЮВ.Синявский, П.Б.Шендерович, н .И.И-.Рыбин (71) Особое конструкторское бюро Р

Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.MЛржижановского (53) 621.574(088.8) (56) 1. Криогенные поршневые детандеры. Под ред. А.М.Архарова N. "Машиностроение", 1974, с ° 129, рис. 41. (54) (57) ДЕТАНДЕР, содержащий цилиндр с поршнем и клапаны @пуска и выпуска, отличающийся тем, что, с целью повышения КМ, детандер дополнительно содержит последовательно включенные в электричес.кую цепь прерыватель и энерготрансформирующий элемент иэ сегнетоматериала с точкой Кюри, не превышающей температуру газа при впуске, размещенный на внутренней поверхности цилиндра.

1048262

Изобретение относится к энергетике, в частности к тепловым машинам для получения низких температур путем расширения с отдачей работы.

Известен детандер, содержащий

5 цилиндр с поршнем и клапаны впуска и выпуска 1 g, Недостаток этого детандера.- низкий КПД вследствие, потерь из-за . теалообмена между поступающим на 10 расширение газом и остаточным. В нем не используется полезно регеративный теплообмен между цилиндром и газом

Цель изобретения - повьппение КПД путем использования регенеративного теплообмена между газом н цилиндром.

Поставленная цель достигается тем, что детандер дополнительно содержит последовательно включенные в электрическую цепь прерыватель и энерготрансформирующий элемент из сегнетоматериала с точкой Кюри, не превьппающей температуру газа при впуске, размещенный иа внутренней поверх/ . ности цилиндра.

На чертеже изображен детандер, общий вид.

Детандер содержит цилиндр 1 с поршнем 2, клапан 3 впуска и клапан 4 выпуска, а также последовательно включенные в электрическую цепь.прерыватель 5 и энерготрансформирующий элемент 6 из сегнетоматериала с точкой Кюри, не превьппающей температуру газа при впуске, размещенный на внут т-35 ренней поверхности цилиндра f, Элемент 6 расположен в- области клапана 3 впуска. Детандер также содержит механизм 7 распределения рабочего тела и привод 8 поршня 2. Уп.равление прерывателем может быть осуществлено с помощью кинематической связи 9 с приводом 8 поршня 2 или по сигналу термопары, установленной иа внутренней поверхности цилинд- 45 ра 1 в области клапана 3 впуска.

Детандер работает следующим образом, При открытом клапане 3 впуска в процессе заполнения цилиндра 1 (пор- 50 шень 2 движется вниз ) газом с относительно высокой температурой происходит нагрев его стенок, и элемент

6 также нагревается.

При этом ранее спонтанно поляризованный сегнетоматериал, из которого выполнен элемент 6, переходит в парасостояние. Разупорядочение структуры сегнетоматериала приводит к появлению на электродах элемента 6 разности потенциалов, которая при замкнутом прерывателе 5 обеспечивает протекание электрического тока во внешней цепи. Затем клапан 3 впуска закрывается, и осуществляется процесс расширения газа пу" тем отдачи механической работы (ос.— новной холодопроизводящий процесс, характерный для детандера, в результате которого рабочее тело охлаждается), При этом происходит охлаждение и стенок цилиндра 1 с элементом

6 Отвод тепла от элемента 6 при разомкнутом прерывателе 5 возвращает его в сегнетосостояние, характериsyeMoe спонтанной поляризацией. В " конце хода поршня 2 открывается посредством механизма 7 клапан 4 выпуска, происходит выхлоп рабочего тела, Затем идет обычное для работы детандера выталкивание рабочего тела и обратное поджатие при закрытом-клапане 4 выпуска. Далее посредством механизма 7 открывается клапан 3 впуска, а прерыватель 5 замыкается, и цикл повторяется.

Таким образом, снабжение детандера энерготрансформирующим элементом б.из сегнетоматериала позволяет, кроме механической работы, получать также и электроэнергию. Кроме того, повышается КПД работы детандера, Это достигается тем, что в результате частичного использования регенератив- ного теплообмена для выработки wercтроэнергии стенка цилиндра в процессе выталкивания газа имеет относительно меньшую температуру, чем в прототипе. Следовательно, нагрев холодного расширенного газа вследствие регенеративного теплообмена будет меньше, что приводит к уменьшению потерь холода, т.е. к увеличению

КПД машины.

Вырабатываемая в машине электроэнергия может быть получена практически с любой частотой, в частности,с промышпенной частотой 50 Гц и возвращена в сеть. 3, 1048262

ВНИИПИ Заказ 7909 f44 Тираж 530 Подписное

Филиал IIIIII "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4