Теплоиспользующий компрессор

 

Изобретение может использоваться в самых различных областях техники для получения сжатого газа от минимального перепада давлений до сверхвысоких давлений. В виду использования в качестве источника энергии источников тепла и холода может использовать вторичные тепловые ресурсы и экологически чистое тепло солнца, термальных вод и др., применяется как в атмосфере, так и в воздушном пространстве для обеспечения упрощения конструкции, повышения ее надежности, ресурса работ и экономичности. Теплоиспользующий компрессор содержит последовательно соединенные между собой трубопроводами реверсивный двигатель-вентилятор, теплообменник-охладитель, регенератор, теплообменник-нагреватель, емкость. К трубопроводу между теплообменником-охладителем и реверсивным двигателем-вентилятором подсоединены впускной и выпускной самодействующие обратные (отсечные) клапаны. Многоступенчатый вариант устройства объединяет в пакеты соответственно теплообменники-охладители и теплообменники-нагреватели, а емкости располагаются соосно друг в друге с индивидуальными входами и выходами, причем между ступенями установлены отсечные межступенчатые клапаны. Все трубопроводы и внутренние поверхности емкостей покрыты тонким слоем теплоизоляции. Для автономной работы устройства его двигатели-вентиляторы снабжены автономной системой управления, причем источником электрического тока последней и двигателей-вентиляторов служит один термоэлектрический генератор, имеющий тепловой контакт с теплообменником-нагревателем и теплообменником-охладителем. 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано как источник сжатого газа.

Известен термический насос [1], содержащий систему специально расположенных трубок, заполненных нагнетаемой жидкостью, впускной и выпускной клапаны и вспомогательное оборудование.

Недостатком известного устройства является то, что, оно предназначено только для перекачивания жидкостей и не может быть применено для сжатия и нагнетания газов.

Известно устройство для создания сверхвысоких давлений [2], содержащее герметичную емкость с впускным и выпускным клапанами, внутри которой расположен нагреватель.

Недостатком известного устройства являются его низкий КПД и очень большое время периода цикла.

Известен многоступенчатый термокомпрессор [3], содержащий расположенные через общие теплоизоляционные стенки с отсечными клапанами компрессионные камеры в виде пакета торообразных полостей, коллекторы теплоносителя и хладагента и теплоподводящие и теплоотводящие поршни из теплопроводного материала.

Недостатком известного термокомпрессора являются его низкий КПД и большое время длительности одного цикла.

Известен термокомпрессор [4] , содержащий компрессионную камеру, на торцах которой расположены коллекторы /теплообменники/ теплоносителя и хладагента, помещенный в камеру регенератор, снабженный пористыми насадками и штоком осевого перемещения, трубопровод с отсечными (обратными) клапанами, причем насадки размещены на торцах регенератора и его шток соединен с механическим приводом через двухсторонний пружинный компенсатор осевого движения.

Недостатками известного термокомпрессора являются: - наличие уплотнительного узла штока, что приведет особенно при высоких рабочих давлениях к утечкам газа и затратам энергии на преодоление сил трения в уплотнительном узле; - удары насадок при работе термокомпрессора, которые снижают надежность устройства в целом; - недостаточная поверхность теплообмена торцевых стенок корпуса для передачи необходимого количества тепла, что приводит к увеличению температурного перепада между соответственно теплоносителем и рабочим телом в горячей полости и хладагентом (средой для отвода тепла) и рабочим телом в холодной полости, а это, в свою очередь, ведет к большей необратимости процессов теплообмена и снижению КПД.

Известна установка для кондиционирования воздуха [5], содержащая контур хладагента с компрессором и теплообменниками, внешние вентиляторы, служащие для обдува воздухом теплообменников.

В этом известном устройстве (как и в других) вентиляторы используются для обдува теплообменников и не используются для передвижения рабочей среды по замкнутому контуру с целью изменения давления в самом замкнутом контуре.

Прототипом предлагаемого изобретения является теплоиспользующий компрессор [6] , содержащий последовательно соединенные между собой трубопроводами теплообменник-охладитель, регенератор, теплообменник-нагреватель и цилиндрическую емкость с впускным и выпускным клапанами и с системой перемещения газа, выполненной в виде расположенного в цилиндрической емкости сложного комбинированного вытеснителя с гидравлическим приводом.

Недостатками известного теплоиспользующего компрессора являются: - наличие уплотнительного узла штока, что приведет особенно при высоких рабочих давлениях к утечкам газа и затратам энергии на преодоление сил трения в уплотнительном узле; - затраты энергии на преодоление сил трения между вытеснителем и стенками цилиндра; - наличие источника механической энергии, а также системы преобразования ее в возвратно-поступательное движение для привода штока вытеснителя, что в свою очередь значительно усложняет конструкцию теплоиспользующего компрессора, особенно многоступенчатого.

Все эти недостатки снижают эффективность системы в целом, в том числе ее надежность, ресурс работы и экономичность.

Указанные недостатки ставят задачу повышения эффективности теплоиспользующего компрессора, а именно упрощение конструкции, повышение ее надежности, ресурса работы и экономичности.

Указанная задача достигается тем, что в теплоиспользующем компрессоре, содержащем последовательно соединенные между собой трубопроводами теплообменник-охладитель, регенератор, теплообменник-нагреватель и цилиндрическую емкость с впускным и выпускным самодействующими клапанами и с системой перемещения газа, система перемещения газа выполнена в виде герметичного реверсивного двигателя-вентилятора, установленного на трубопроводе между емкостью и теплообменником- охладителем, внутренние поверхности (полости) емкости и соединительных трубопроводов покрыты слоем теплоизоляции, впускной и выпускной самодействующие клапаны подсоединены к трубопроводу, соединяющему реверсивный двигатель-вентилятор и теплообменник-охладитель.

Теплоиспользующий компрессор может быть выполнен многоступенчатым, при этом его емкости выполнены в виде расположенных друг в друге соосных труб с заглушками, внутренние поверхности (полости) емкостей и соединительных трубопроводов покрыты слоем теплоизоляции, теплообменники-охладители и теплообменники-нагреватели каждой ступени объединены соответственно в пакеты с общим подводом и отводом тепла, а трубопроводы, соединяющие реверсивные двигатели-вентиляторы с теплообменниками-охладителями, соединены между собой межступенчатыми самодействующими обратными клапанами, при этом входной самодействующий клапан подсоединен к трубопроводу первой ступени, а выходной самодействующий клапан подсоединен к последней ступени.

В многоступенчатом теплоиспользующем компрессоре емкости могут быть выполнены в виде совмещенных друг в друге сфер с индивидуальными входами и выходами.

Реверсивные двигатели-вентиляторы теплоиспользующего компрессора снабжены системой управления, состоящей из источника электрического тока, электромагнитного реле с четырьмя группами переключающих контактов, резистора и установленного в одной из емкостей датчика, представляющего собой установленный между двумя неподвижными контактами на биметаллической пластине подвижный контакт, причем один полюс источника электрического тока соединен с одним контактом обмотки электромагнитного реле, с нормально разомкнутым контактом второй группы и с управляемым контактом четвертой группы, другой полюс источника электрического тока соединен с подвижным контактом температурного датчика, установленным на биметаллической пластине, и с управляемыми контактами первой и третьей групп, контакт температурного датчика, которого касается его подвижный контакт при нагреве, соединен через резистор с управляемым контактом второй группы, а контакт температурного датчика, которого касается его подвижной контакт при охлаждении, соединен с другим контактом обмотки электромагнитного реле и с нормально разомкнутым контактом первой группы, один полюс реверсивного двигателя-вентилятора подсоединен к нормально замкнутому контакту четвертой группы и нормально разомкнутому контакту третьей группы, а другой полюс подсоединен к нормально замкнутому контакту третьей группы и нормально разомкнутые контакту четвертой группы.

В многоступенчатом теплоиспользующем компрессоре реверсивные двигатели-вентиляторы последующих ступеней параллельно соединены своими разными полюсами (одинаковыми полюсами попарно через ступень), один контакт параллельного соединения реверсивных двигателей-вентиляторов подсоединен к нормально замкнутому контакту четвертой группы и нормально разомкнутому контакту третьей группы, а другой контакт подсоединен к нормально замкнутому контакту третьей группы и нормально разомкнутому контакту четвертой группы.

Источник электрического тока теплоиспользующего компрессора выполнен в виде термоэлектрической батареи, имеющей тепловой контакт с теплообменником-охладителем и теплообменником-нагревателем.

Выполнение системы перемещения газа в виде герметичного реверсивного двигателя-вентилятора необходимо для исключения утечек компремируемого газа и снижения потерь на трение. Так как система перемещения компремируемой среды (газа) расположена в замкнутом контуре теплоиспользующего компрессора, то полностью исключены утечки компремируемого газа, а также значительно уменьшены (сведены к минимуму) потери на трение между элементами конструкции (трение будет только в подшипниках двигателя), а следовательно, повысится в целом эффективность, в частности надежность и ресурс работы. Как известно, ресурс работы (без обслуживания) двигателей-вентиляторов составляет несколько лет.

Размещение герметичного реверсивного двигателя-вентилятора на трубопроводе между емкостью и теплообменником-охладителем необходимо для создания его нормального температурного режима работы (температура газа в этом месте будет близка к температуре хладагента).

Покрытие внутренних поверхностей (полостей) емкости и соединительных трубопроводов слоем теплоизоляции необходимо для уменьшения потерь тепла в окружающую среду, а также для уменьшения их тепловой инерционности (как известно из работы теплоиспользующего компрессора - его рабочая среда поочередно нагревается и охлаждается, поэтому теплоизоляция необходима для исключения (уменьшения) периодического нагрева и охлаждения элементов конструкции). Выполнение на внутренних поверхностях (стенках) емкостей и соединительных трубопроводов слоя теплоизоляции необходимо также и для снижения потерь тепла теплопроводностью по элементам конструкции теплоиспользующего компрессора.

Подсоединение впускного и выпускного самодействующих клапанов к трубопроводу, соединяющему реверсивный двигатель-вентилятор и теплообменник-охладитель, необходимо для всасывания и нагнетания газа с температурой, близкой к температуре теплообменника-холодильника (обычно равной температуре окружающей среды), что обычно необходимо для потребителя, а также для межступенчатого охлаждения перекачиваемого компремируемого газа. При этом облегчается температурный режим работы клапанов.

Выполнение теплоиспользующего компрессора многоступенчатым, так, что "его емкости выполнены в виде расположенных друг в друге соосных труб с заглушками, теплообменники-охладители и теплообменники-нагреватели каждой ступени объединены соответственно в пакеты с общим подводом и отводом тепла, а трубопроводы, соединяющие реверсивные двигатели-вентиляторы с теплообменниками-охладителями, соединены между собой межступенчатыми самодействующими обратными клапанами, при этом входной самодействующий клапан подсоединен к трубопроводу первой ступени, а выходной самодействующий клапан подсоединен к последней ступени" необходимо для повышения степени сжатия (конечной степени сжатия и нагнетания) при сохранении компактности его конструкции.

Выполнение емкостей в виде расположенных друг в друге соосных труб с заглушками необходимо для снижения напряжения в емкостях ступеней от внутреннего избыточного давления, а также повышения компактности. Так, на центральную емкость (последняя ступень) будет действовать ее внутреннее давление и его будет частично уравновешивать давление предыдущей ступени и т.д., что в свою очередь позволяет снизить массовые характеристики емкостей, кроме того, повышается компактность и уменьшаются габаритные размеры многоступенчатого теплового компрессора. Наряду с этим цилиндрические емкости оказывают малое гидравлическое сопротивление движущемуся по ним газу.

Объединение (совмещение) соответственно теплообменников-охладителей и теплообменников-нагревателей каждой ступени в пакеты с общим подводом и отводом тепла необходимо для повышения компактности, уменьшения потерь тепла в окружающую среду (по сравнению с множеством отдельных теплообменников).

Выполнение емкостей многоступенчатого теплоиспользующего компрессора в виде совмещенных друг в друге сфер с индивидуальными входами и выходами необходимо для максимального снижения массогабаритных характеристик и максимального увеличения компактности.

Выполнение системы управления реверсивных двигателей-вентиляторов теплоиспользующего компрессора в виде электромагнитного реле с четырьмя группами переключающих контактов, резистора и установленного в одной из емкостей датчика, представляющего собой установленный между двумя неподвижными контактами на биметаллической пластине подвижный контакт, причем один полюс источника электрического тока соединен с одним контактом обмотки электромагнитного реле, с нормально разомкнутым контактом второй группы и с управляемым контактом четвертой группы, другой полюс источника электрического тока соединен с подвижным контактом температурного датчика, установленным на биметаллической пластине, и с управляемыми контактами первой и третьей групп, контакт температурного датчика, которого касается его подвижный контакт при нагреве, соединен через резистор с управляемым контактом второй группы, а контакт температурного датчика, которого касается его подвижной контакт при охлаждении, соединен с другим контактом обмотки электромагнитного реле и с нормально разомкнутым контактом первой группы, один полюс реверсивного двигателя-вентилятора подсоединен к нормально замкнутому контакту четвертой группы и нормально разомкнутому контакту третьей группы, а другой полюс подсоединен к нормально замкнутому контакту третьей группы и нормально разомкнутому контакту четвертой группы, необходимо для автономной работы теплоиспользующего компрессора, то есть самоуправляемой от температурного датчика, выполненного в виде биметаллической пластины. Режимы нагрева и охлаждения газа автономно переключаются в зависимости от температуры газа в одной полости теплоиспользующего компрессора, где установлен температурный датчик.

Подсоединение в многоступенчатом теплоиспользующем компрессоре реверсивных двигателей-вентиляторов теплоиспользующего компрессора в системе управления так, что реверсивные двигатели-вентиляторы последующих ступеней параллельно соединены своими разными полюсами (одинаковыми полюсами попарно через ступень), один контакт параллельного соединения реверсивных двигателей-вентиляторов подсоединен к нормально замкнутому контакту четвертой группы и нормально разомкнутому контакту третьей группы, а другой контакт подсоединен к нормально замкнутому контакту третьей группы и нормально разомкнутому контакту четвертой группы, необходимо для использования одной системы управления для управления всеми реверсивными двигателями-вентиляторами ступеней теплоиспользующего компрессора.

Выполнение источника электрического тока в виде термоэлектрической батареи, имеющей тепловой контакт с теплообменником-охладителем и теплообменником-нагревателем, необходимо для автономной работы теплоиспользующего компрессора, имеющего лишь один источник и один приемник тепла.

Введение совокупности указанных выше новых отличительных признаков (новых элементов и новых связей) обеспечивает достижение поставленной задачи: повышение эффективности теплоизолирующего компрессора.

Выполнение теплоиспользующего компрессора в совокупности с вышеизложенными признаками (отличительными признаками формулы изобретения) является новым для теплоиспользующих компрессоров и, следовательно, соответствует критерию "новизна".

Вышеприведенная совокупность отличительных признаков не известна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил конструирования теплоиспользующих компрессоров и их вспомогательного оборудования, что доказывает соответствие критерию "изобретательский уровень".

Конструктивная реализация теплоиспользующего компрессора с указанной совокупностью существенных признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию "промышленная применимость".

Таким образом, каждый из отличительных признаков и все они в совокупности направлены на достижение поставленной задачи - повышения эффективности теплоиспользующего компрессора.

На фиг.1 представлена схема ступени теплоиспользующего компрессора.

На фиг.2 - схема трехступенчатого теплоиспользующего компрессора.

На фиг. 3 - возможная компоновка емкостей (компрессионных камер) в виде сферических оболочек с индивидуальными входами и выходами.

На фиг. 4 а) - принципиальная электрическая схема автономной системы привода и управления одноступенчатого теплоиспользующего компрессора, а на фиг.4 б) - многоступенчатого.

Теплоизолирующий компрессор состоит (см. фиг.1) из холодильника-охладителя 1, регенератора 2, теплообменника-нагревателя 3, емкости 4, реверсного двигателя-вентилятора 5 в герметическом корпусе, впускного 6 и выпускного 7 отсечных клапанов.

Многоступенчатый теплоиспользующий компрессор состоит из (см. фиг.2) пакета холодильников-охладителей 1, регенераторов ступеней 2, пакета холодильников-нагревателей 3, емкостей 4, реверсивных двигателей-вентиляторов 5, заключенных в герметичные кожухи, впускного 6, межступенчатых 7 и выпускного 8 отсечных клапанов.

Возможно выполнение емкостей 4 сферическими (см. фиг.3).

На фиг. 4 представлена принципиальная схема (электрическая) автономной системы привода и управления, которая содержит термоэлектрический генератор (ТЭГ), к которому подводится тепло Q1 и отводится тепло Q2, электромагнитное реле ЭР с четырьмя группами переключающих контактов К1, К2, К3, К4, резистора и установленного в одной из емкостей температурного датчика (Тд), представляющего собой размещенный между двумя неподвижными "холодным" Х (нижний по фиг.4) и "горячим" Г (верхний по фиг.4) контактами, установленный на биметаллической пластине подвижный (центральный) Ц контакт, подключенный к одному полюсу ТЭГ и управляемым контактам групп К1 и К3, другой полюс ТЭГ подсоединен к управляемому контакту группы К4, нормально разомкнутому контакту группы К2 и к одному выходу катушки реле ЭР, другой выход которой подключен к нормально разомкнутому контакту группы К1 и центральному контакту температурного датчика, верхний контакт которого подсоединен через резистор R к управляемому контакту группы К2.

Для одноступенчатого теплоиспользующего компрессора (для простоты изображены двигатели-вентиляторы постоянного тока, см. фиг.4а) один полюс двигателя подключен к нормально замкнутому контакту группы К3 и нормально разомкнутому контакту группы К4, а другой полюс - к нормально разомкнутому контакту группы К3 и нормально замкнутому контакту группы К4.

Для многоступенчатого теплоиспользующего компрессора двигатели-вентиляторы объединены по ступеням в две группы, подключение параллельно четных в одну, а нечетных в другую сторону по питающему напряжению. Группы двигателей-вентиляторов в свою очередь соединены параллельно, но с обратной полярностью и подсоединены к контактам ЭР так же, как и в одноступенчатом теплоиспользующем компрессоре.

Работает предложенный теплоиспользующий компрессор следующим образом. Первоначально зададим условия: в теплообменнике-охладителе температура - Т_х, в теплообменнике-нагревателе - T_г, в регенераторе - установившееся распределение температур, и все полости теплоиспользующего компрессора заполнены газом. При включении реверсивного двигателя-вентилятора 5, например, по часовой стрелке он перекачивает газ в одну сторону, например, через теплообменник-холодильник 1, регенератор 2, теплообменник-нагреватель 3 и емкость 4, из которой снова в теплообменник-холодильник 1. Газ, проходя через регенератор 2, нагревается и в дальнейшем подогревается в теплообменнике-нагревателе и попадает в емкость 4, из которой вентилятор 5 всасывает холодный компремируемый (сжимаемый) газ. Так будет до тех пор, пока нагреваясь и расширяясь (при этом растет давление газа и происходит его нагнетание потребителю или в следующую ступень) не достигнет максимальной температуры.

Порция газа Δm будет нагнетаться через впускной отсечный клапан ступени при определенном давлении P_наг = P_нач•π_к, где Р_нач - начальное давление газа; π_к - степень повышения давления ступени, подается потребителю или в последующую ступень для ее дальнейшего сжатия.

После этого двигатель-вентилятор 5 включается в обратную сторону, и газ идет в обратном направлении: от вентилятора 5 в емкость 4, из которой и теплообменник-нагреватель 3 далее в регенератор 2, в котором газ охлаждается и в дальнейшем подогревается в теплообменнике-охладителе 1. При этом газ будет охлаждаться, и его давление будет падать до тех пор, пока не станет меньше Р_нач и не откроется впускной отсечный самодействующий клапан ступени и новая порция газа Δm не поступит на сжатие в ступень. После этого цикл повторяется.

В многоступенчатом теплоиспользующем компрессоре двигатели-вентиляторы четных и нечетных ступеней работают в противофазе, т.е. когда в четных идет нагрев, то в нечетных - охлаждение и наоборот.

Автономная система управления работает следующим образом: первоначально (при запуске), например, газ находится в емкости, где установлен температурный датчик Тд холодный и его центральный контакт Ц замкнут на контакт X. При подаче в теплообменники соответственно теплоносителя и хладагента в ТЭГ начнет вырабатываться электрический ток, под действием которого срабатывает электромагнитное реле ЭР. При этом оно группой контактов К1 заблокирует себя и включит двигатель-вентилятор на нагрев газа (см. выше описание работы). При достижении газом температуры, близкой к температуре теплоносителя (максимальной температуре), биметаллический центральный Ц контакт Тд коснется контакта Г, в результате чего через резистор R и контакт К2 пройдет большой ток и оно отключится, одновременно разблокирует себя контактами К1 и заодно контактами К2 отключит шунтирующее сопротивление R и при этом контактами К3 и К4 изменит полярность включения реверсного двигателя-вентилятора, который начнет прогонять газ в обратную сторону - происходит охлаждение газа и его всасывание в ступень. При охлаждении газа в емкости 4 биметаллический контакт Тд выгнется в обратную сторону и коснется контакта Х и весь процесс повторится. Для остановки теплоиспользующего компрессора необходимо проверить подвод и отвод тепла, при этом ТЭГ перестанет выдавать электрический ток и реверсные двигатели-вентиляторы остановятся. Степень повышения давления в одной ступени определяется из уравнения: pV=RT, где р - давление; V - объем; R - универсальная газовая постоянная; Т - температура.

Откуда где Р_{конечное} (Р_кон) - конечное давление (максимальное); Р_{начальное} (Р_нач) - начальное давление (входа в ступень),
T_г - температура источника тепла (горячая);
Т_х - температура хладагента или окружающей среды (холодная).

Максимальная степень повышения давления будет:
.

Но при где Δm - порция перекачиваемого газа и, наоборот, при Δm _→ Δm_max π_к_→ 1.
Поэтому при реальной работе теплоиспользующего компрессора
Если обозначить степень повышения давления многоступенчатого компрессора, содержащего N ступеней, через X, то будем иметь:
X = π^N_к,
где π_к - степень повышения давления в одной ступени многоступенчатого теплоиспользующего компрессора.

При заданной степени повышения давления в одной ступени π_к можно найти соотношение объемов всех ступеней.

При T = const

где Р_нагн - давление нагнетания ступени;
Р_начал - начальное давление (давление, при котором газ поступает в ступень);
V₁, V₂, V₃, . . .,V_N - объемы соответственно 1-ой, 2-ой, 3-й,..., N-ой ступеней.

А так как


Для нахождения объема первой ступени составляется система уравнений нагрева газа в замкнутом объеме:
Р_начал•V₁=m₁•R•T_x;
P_нагн•V₁ = (m₁-Δm)•R•T_г,
где m₁ - масса газа в первой ступени;
Δm - необходимая порция перекачиваемого газа.

Из системы уравнений следует:
;

и далее
.

Откуда

Зная объем V₁, π_к и конечную степень повышения давления X, можно найти число ступеней.

Таким образом, рассчитывается конструкция теплоиспользующего компрессора.

N округляют до целого числа.

где Т_x и Т_г задаются по требуемым условиям.

Тепловой расчет и расчет на эффективность рассчитываются по известным методикам с учетом регенерации и выбранных конструктивных параметров теплоиспользующего компрессора.

Технико-экономическое обоснование и преимущество предложенного устройства следующие: поскольку предлагаемое устройство обладает минимальными потерями на трение (только в подшипниковых узлах двигателя-вентилятора), то значительно повышены его надежность и ресурс работы, сохраняя при этом эффективность регенеративных тепловых компрессоров с вынужденным перемещением рабочей среды. В виду того что предложенный теплоиспользующий компрессор полностью герметичен, это дает возможность его применения в различных закрытых, загазированных системах, а также и в безвоздушном пространстве.

Предложенное устройство обладает очень большой экономичностью в связи с тем, что можно использовать бросовое тепло или вторичные тепловые ресурсы, при этом для привода реверсивных двигателей-вентиляторов необходима небольшая мощность (порядка нескольких Вт), что делает возможным их питание от небольшого термоэлектрического генератора, что в свою очередь позволяет выполнить теплоиспользующий компрессор полностью автономным с предложенной системой автоматического переключения.

Так как ресурс работы всех сравнительно очень велик, то будет велик и ресурс устройства в целом - порядка нескольких лет полностью автономной работы без обслуживания. В зависимости от числа ступеней и диапазона рабочих температур теплоиспользующий компрессор может компримировать (сжимать) газы под практически любым давлением и использоваться в самых различных областях техники, особенно выгодно его использовать в автономных системах.

Источники информации
1. Патент СССР 51321, класс 4д, 37; 59 с., 1, 1937 г.

2. Авторское свидетельство СССР 127353, кл. F 04 В 19/24, 1953 г.

3. Авторское свидетельство СССР 1262099, кл. F 04 В 19/24, 1986 г.

4. Авторское свидетельство СССР 1670173, кл. F 04 В 19/24, F 25 В 29/00, 1991 г.

5. Авторское свидетельство СССР 1211531, кл. F 24 В 1/00, 1986 г.

6. Авторское свидетельство СССР 1359478, кл. F 04 В 19/24, F 25 В 9/00, 1980 г. - прототип.

Формула изобретения

1. Теплоиспользующий компрессор, содержащий последовательно соединенные между собой трубопроводами теплообменник-охладитель, регенератор, теплообменник-нагреватель и цилиндрическую емкость с впускным и выпускным самодействующими клапанами и с системой перемещения газа, отличающийся тем, что система перемещения газа выполнена в виде герметичного реверсивного двигателя-вентилятора, установленного на трубопроводе между емкостью и теплообменником-охладителем, внутренние поверхности (полости) емкости и соединительных трубопроводов покрыты слоем теплоизоляции, впускной и выпускной самодействующие клапаны подсоединены к трубопроводу, соединяющему реверсивный двигатель-вентилятор и теплообменник-охладитель.

2. Теплоиспользующий компрессор по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен многоступенчатым, его емкости - в виде расположенных друг в друге соосных труб с заглушками, теплообменники-охладители и теплообменники-нагреватели каждой ступени объединены соответственно в пакеты с общим подводом и отводом тепла, а трубопроводы, соединяющие реверсивные двигатели-вентиляторы с теплообменниками-охладителями, соединены между собой межступенчатыми самодействующими обратными клапанами, при этом входной самодействующий клапан подсоединен к трубопроводу первой ступени, а выходной самодействующий клапан подсоединен к последней ступени.

3. Теплоиспользующий компрессор по п. 1, отличающийся тем, что емкости выполнены в виде совмещенных одна в другой сфер с индивидуальными входами и выходами.

4. Теплоиспользующий компрессор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что реверсивные двигатели-вентиляторы снабжены системой управления, состоящей из источника электрического тока, электромагнитного реле с четырьмя группами переключающих контактов, резистора и установленного в одной из емкостей датчика, представляющего собой установленный между двумя неподвижными контактами на биметаллической пластине подвижный контакт, причем один полюс источника электрического тока соединен с одним контактом обмотки электромагнитного реле, с нормально разомкнутым контактом второй группы и с управляемым контактом четвертой группы, другой полюс источника электрического тока соединен с подвижным контактом температурного датчика, установленным на биметаллической пластине, и с управляемыми контактами первой и третьей групп, контакт температурного датчика, которого касается его подвижный контакт при нагреве, соединен через резистор с управляемым контактом второй группы, а контакт температурного датчика, которого касается его подвижной контакт при охлаждении, соединен с другим контактом обмотки электромагнитного реле и с нормально разомкнутым контактом первой группы, один полюс реверсивного двигателя-вентилятора подсоединен к нормально замкнутому контакту четвертой группы и нормально разомкнутому контакту третьей группы, а другой полюс подсоединен к нормально замкнутому контакту третьей группы и нормально разомкнутому контакту четвертой группы.

5. Теплоиспользующий компрессор по п. 4, отличающийся тем, что во многоступенчатом теплоиспользующем компрессоре реверсивные двигатели-вентиляторы последующих ступеней параллельно соединены своими разными полюсами (одинаковыми полюсами попарно через ступень), один контакт параллельного соединения реверсивных двигателей-вентиляторов подсоединен к нормально замкнутому контакту четвертой группы и нормально разомкнутому контакту третьей группы, а другой контакт подсоединен к нормально замкнутому контакту третьей группы и нормально разомкнутому контакту четвертой группы.

6. Теплоиспользующий компрессор по пп. 4 и 5, отличающийся тем, что источник электрического тока выполнен в виде термоэлектрической батареи, имеющей тепловой контакт с теплообменником-охладителем и теплообменником-нагревателем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4