Теплокріогенний двигун

Реферат: Теплокріогенний двигун складається з живильного насоса, парогенератора, який є паровим котлом та пароперегрівачем, детандера та конденсатора, який виконаний як термос, з кріогенним робочим тілом, та перетворювача механічної енергії в теплову і/або електричну. UA 76364 U (12) UA 76364 U UA 76364 U 5 10 15 20 25 30 Двигун належить до силових установок для енергетики та ін. галузей. Найближчим аналогом винаходу є двигун Ранкіна [1], що складається з послідовно включених живильного насоса, парового котла, пароперегрівача, детандера та конденсатора. Майже вся сучасна енергетика (і ядерна) використовує схему двигуна Ранкіна і як робоче тіло і охолоджуюча рідина використовується вода, а детандер - довільної конструкції. Як правило, на одному валу з детандером знаходиться електрогенератор. В конденсаторі двигуна Ранкіна використовується зовнішнє джерело холоду (вода), яке не може бути використане для конденсації азоту і теплокріогенний двигун працювати не буде, тому не може бути використана енергія навколишнього середовища, що є очікуваним технічним результатом винаходу. В основу винаходу поставлено задачу створення теплокріогенного двигуна (ТКД) шляхом поєднання кріогенного холодильника Капіци [2] та двигуна Ранкіна, і забезпечити перетворення теплової енергії навколишнього середовища в механічну. В установці Капіци для одержання кріогенних речовин (насамперед рідкого повітря) використовується компресор та доцентрова турбіна (турбодетандер), на виході якої відбувається конденсація стисненого та частково охолодженого повітря. Поставлена задача вирішується тим, що ТКД складається з послідовно включених живильного насоса, парогенератора, детандера та термоса з рідким робочим тілом (азотом або повітрям), згідно з корисною моделлю, парогенератор є паровим котлом та пароперегрівачем і пристосований для сприймання теплової енергії навколишнього середовища, детандер виконаний як доцентрова турбіна, причому термос є конденсатором. В ТКД кріогенна речовина є робочим тілом, основна частина якого перебуває у рідкому стані і тому використовується парогенератор для одержання пари підвищеного тиску за рахунок навколишньої енергії. Необхідний тиск в 0,55 МПА [3] створюється в парогенераторі при кипінні рідкого робочого тіла. Після запуску двигун працює так. Рідке робоче тіло з термоса насосом подається в парогенератор, де перетворюється в пару (температура кипіння азоту становить 78 К (-195 С), температура навколишнього повітря та корпусу парогенератора більше 193К (-80 С), далі після детандера в термосі пара конденсується і цикл повторюється. Без врахування роботи насоса коефіцієнт корисної дії (ККД) має значення: ККД = (Т1-Т2)/Т1>0,68, де Т1 та Т2 - температури нагрівання та охолодження відповідно. Джерела інформації: 1. Мухачев Г.А., Шукин В.К. Термодинамика и Теплопередача. - М.: Высшая школа, 1991. 2. Капица П.Л., Итоги науки, том 1. - М.: 1980. 3. Химическая энциклопедия, том 1, - М., 1990. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Теплокріогенний двигун, що складається з послідовно включених живильного насоса, парогенератора, детандера та конденсатора, який відрізняється від двигуна Ранкіна тим, що парогенератор є паровим котлом та пароперегрівачем, пристосований для сприймання теплової енергії навколишнього середовища (в основному повітря), а конденсатор є термосом з кріогенним робочим тілом (наприклад, рідким повітрям або рідким азотом), причому детандер виконаний як доцентрова турбіна Капіци. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 1