Устройство преобразования тепловой энергии в энергию изменения давления

 

Изобретение относится к энергомашиностроеникТ и может быть использовано для привода в действие объемных насосов. Изобретение позволяет повысить эффективность путем расширения допустимого температурного диапазона работы. Основание 8 нагревателя (Н) 1 выполнено с приямком 9 для сбора жидкости (Ж) 4, причем вход 10 трубопровода (Т) 5 разII , 4 мещен в приямке с зазором между его торцом и дном приямка 9. Выход II Т 5 расположен в охладителе 2 вьппе максимально возможного уровня Ж 4, а вход 12 Т 6 сообщен с нижней частью охладителя 2. Концы Т 5 и 6 в Н 1 и охладителе 2 удалены яруг от цруга. Охлажденная в охладителе 2 Ж 4 сбрасьтается по Т 6 в Н 1 . При сбросе образуется волна 14, которая движется в направлении приямка 9. В течение времени добегания волны 14 до приямка 9 происходит выравнивание давления газа 3 в Н 1 и охладителе 2. В момент начала сброса Ж 4 давление газа 3 в Н 1 падает. Под действием зтого давления в объемном насосе, подключенном через Т 13, осуществляется цикл сжатия приводной камеры. Ж 4, заполнившей приямок 9, блокируется поступление газа 3 из Н 1 в охладитель 2. I 3.п.ф-лы, 2 ил. i (Л ел 05 i(

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. 80» 1Л 56 7а1 (5!) 4 I 03 G 7/00

/ ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -1 г 7 (21) 3728079/25-06 (22) 16.04.84 (46) 07.06.87. Бюл. )) 21 (75) Э.П.Коваленко (53) 621.486 (088.8) (56) Патент С)1)А У 3)39837, кл. 60-94 К, опублик. 1964.

Авторское свидетельство СССР

У 1048133, кл. F 03 G 7/00, )981.

Рис. 1

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ЭНЕРГ19) ИЗМЕНЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к энергомашиностроенин1 и может быть использовано для привода в действие объемных насосов. Изобретение позволяет повысить эффективность путем расширения допустимого температурного диапазона работы. Основание 8 нагревателя (Н) 1 выполнено с приямком 9 для сбора жидкости (Ж) 4, причем вход )О трубопровода (Т) 5 раэмещен в приямке с зазором между его торцом и дном приямка 9. Выход 11

Т 5 расположен в охладителе 2 вьппе максимально возможного уровня Ж 4, а вход 12 Т 6 сообщен с нижней частью охладителя 2. Концы Т 5 и 6 в Н 1 и охладителе 2 удалены друг от друга. Охлажденная в охладителе

2 Ж 4 сбрасывается по Т 6 в Н 1..

При сбросе образуется волна 14, которая движется в направлении приямка 9. В течение времени добегания волны 14 до приямка 9 происходит выравнивание давления газа 3 в Н 1 и охладителе 2. В момент начала сброса Ж 4 давление газа 3 в Н 1 падает. Под действием этого давления в объемном насосе, подключенном через Т )3, осуществляется цикл сжатия приводной камеры. Ж 4, заполнившей приямок 9, блокируется поступление газа 3 из Н 1 в охладитель 2. ! з.п.ф-лы, 2 ил.! 13

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и приборостроению, а именно к устройствам пре-, образования тепловой энергии малой разности температур в средах или между средами в энергию изменения давления, и может быть использовано для привода в, действие, например, объемных насосов.

Цель изобретения — повышение эффективности путем расширения допустимого температурного диапазона работы.

Эта цель достигается за счет аккумулирования энергии давления накоплением жидкой фазы рабочего тела н расположенном выше нагревателя охлаI дителе, сохранения накопленной энергии разности уровней жидкости н случае уменьшения используемой разности температур и обеспечения возможности использования разнообразных рабочих тел, жидкая фаза которых не обязательно должна испаряться в рабочем диапазоне температур.

На фиг.l представлено предлагае" мое устройство в момент перемещения жидкого рабочего тела из нагревателя в охладитель, продольный разрез; на фиг.2 — то же, в момент начала сброса жидкого рабочего тела из охладителя в нагреватель °

Устройство содержит нагреватель

1 и 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 нагревателя 1 в охладитель 2 и трубопроводом 6 возврата рабочего тела в нагреватель 1. В трубопроводе 6 возврата установлен открытый в сторону нагревателя 1 обратный клапан

7. Основание 8 нагревателя 1 выполнено с приямком 9 для сбора жидкости 4, причем вход 10 трубопровода 5 размещен в приямке 9 с зазором между

его торцом и дном приямка 9. Выход

11 трубопровода 5 расположен в охладителе 2 выше максимально возможного уровня жидкости 4, а вход 12 трубопровода 6 сообщен с нижней частью охладителя 2. Концы трубопроводов 5 и 6 в нагревателе 1 и охладителе 2 возможно удалены друг от друга ° Трубопровод 13 в качестве звена отбора мощности подключен к наг15647 2

f0

20

55 ренателю 1 непосредственно, а к охладителю 2 — посредством трубопроводон 5 и 6. В качестве нагрузки к трубопроводу 13 может быть подсоединен, например, объемный насос (не показан) .

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

В нагревателе 1 жидкость 4 (водный раствор аммиака) нагревается до о температуры 0 С, а н охладителе 2 о охлаждается до температуры -20 С.

Охлажденный до -20 С водный раствор.аммиака, имеющий н каждом грамме раствора 0,590 г поглощенного аммиака, нагревается н нагревателе 1, который расположен на 4,5 м ниже охладителя 2. В результате нагрева .этого раствора увеличивается давление в нагревателе l. При нагреве водного раствора аммиака до темпе0 ратуры О С из него выделяется при давлении 1,5 атм из каждого грамма

0 590 — 0 503 з

1,5 0,00077

75 см газообразного аммиака, где 0,503 — содержание аммиака н граммах в 1 r раствора при 0 С и давлении 1,5 атм; 0,00077 удельная плотность (г/см j газооб3 разного аммиака при давлении 1 атм.

Под действием давления выделяемого при нагревании газа 3 (аммиака) в

1,5 атм жидкость 4 (обедненный водный раствор аммиака) вытесняется в трубопровод 5, а по нему в охладитель 2. Для того, чтобы вытеснить в трубопровод 5 из нагревателя 1 жидкость 4 (водный раствор аммиака), з достаточно приблизительно 1 см выделенного газа 3 (аммиака) на каждый 1 г рабочего тела, содержащегося в нагревателе 1, а остальной газ

3 (аммиак) отводят по трубопроводу

13, например, н объемный насос (не показан), где осуществляют цикл расширения приводной камеры насоса под давлением 1,5 атм. Вытесненную из нагревателя 1 по трубопроводу 5 жидкость 4 (водный раствор аммиака) охлаждают в охладителе 2. При охо лаждении до температуры -20 С данление в охладителе 2 понижается до

0,8 атм, учитывая, что в каждом грам13 ме поступающего в охладитель 2 раствора содержится 0,503 r аммиака.

После того, как вся жидкость 4 (обедненный водный раствор аммиака) из нагревателя 1 поступает в охладитель 2 по трубопроводу 5, гаэ 3 (аммиак) поступает из нагревателя 1 в охладитель 2, где он охлаждается в результате расширения и поглощается жидкостью 4 (водным раствором аммиака), которую одновременно охлаждают. Таким образом в нагревателе I уравнивают давление газа 3 с его давлением в охладителе 2. В этот момент давление со стороны охладителя

2 на клапан 7 превысит давление со стороны нагревателя 1 и заданное сопротивление его открытию. Клапан

7 открывается, и охлажденная жидкость 4 (обогащенный водный раствор аммиака) иэ охладителя 2 сбрасывается в нагреватель I по трубопроводу 6. После сброса жидкости 4 (водного раствора аммиака) из охладителя 2 клапан 7 автоматически закрывается. В результате сброса жидкости 4 по трубопроводу 6 образуется в нагревателе 1 волна 14, которая движет1 ся в направлении приямка 9.

В течение времени добегания волны 14 до приямка 9 осуществляется дальнейшее выравнивание давления газа 3 в нагревателе 1 и охладителе 2. Необходимое время добегания обеспечивают, например, подбором определенной искусственной шероховатости дна нагревателя 1 на участке между концами трубопроводов 5 и 6.

В момент 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, осуществляется, например, в объемном насосе (не по15647

4 казан) цикл сжатия приводной камеры.

Жидкостью 4 (водным раствором аммиака), заполнившей приямок 9, блокируется дальнейшее поступление газа

3 из нагревателя I в охладитель 2.

Жидкость 4 (обогащенный водный раствор аммиака) снова нагревается в нагревателе 1, после чего описанный цикл работы непрерывно повторяется.

Формула

Устройство преобразования тепловой энергии в энергию изменения давления, содержащее нагреватель и охладитель, заполненные в качестве рабочего тела смесью газа и жидкости и соединенные между собой трубопроводом подачи рабочего тела из нагревателя в охладитель и трубопроводом возврата рабочего тела в нагреватель, причем в трубопроводе возврата установлен открытый в сторону нагревателя обратный клапан, а звено отбора мощности подключено к охладителю, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения эффективности путем расширения допустимого температурного диапазона работы, основание нагревателя выполнено с приямком для сбора жидкости, охладитель расположен над нагревателем, причем вход трубопровода подачи размещен в приямке с зазором между его торцом и дном приямка, выход расположен в охладителе вьппе максимально возможного уровня жидкости, а вход трубопровода возврата сообщен с нижней частью охладителя.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что концы трубопроводов в нагревателе и охладителе удалены друг от друга.

Составитель Л.Тугарев

Редактор Е.Папи Техред Н.Глущенко Еорректор Л.()оручар

Заказ 2330/34 Тира!к 426 Подписное

И111И11И Гос удар(т венного комитета СССР ио делам изооретений и открытий

l)303>, !осква, Ж-35, Раушская нао., n.4/5

Про)(ввод(т! i (и!о и(!. и!! )>ä !1(÷(к(!p п) ед)т)11 .((т1(е ° и . + ((!)!(!ft °,"! . I1рО(1;тиаи