Компресор теплового стиску

Компресор теплового стиску, що містить патрубки які підводять і відводять газ і робоче колесо, у якому розташовані радіальні лопатки, який від 37772 розширення робочого тіла, що сприяє підвищенню ефективної потужності і ККД установки. Відмінною рисою пристрою, від раніше відомих є те, що робоче колесо охоплено частиною статора з виконаними в ньому паралельними одне одному каналами, що попарно з'єднують суміжні міжлопаточні об'єми робочого колеса. Ця відмінність дозволяє використовувати принцип каскадного обміну тиском, для одержання безкомпрессорного стиску робочого тіла до початку підведення теплоти з метою збільшення ККД установки. Опозитне розташування вікон підведення низького і високого тиску дозволяє реалізувати принцип максимального тепломасообміну між об'ємами, що переміщаються на ділянці розширення і стиску робочого тіла, завдяки чому забезпечується можливість найповніше використовувати енергію, що визволяється в процесі розширення для попереднього стиску робочого тіла. Наявність вікон відводу низького і високого тиску, розташованих на поверхні кожуха, сполученої з зовнішньою поверхнею робочого колеса, забезпечує; можливість продувки об'ємів свіжим повітрям у нижній частині установки і витиснення стиснутого відносно холодного повітря в теплообмінник з метою підведення теплоти наприкінці процесу стиску. Розміщення в кожусі, перед вікном відводу високого тиску, патрубка добору стиснутого робочого тіла дозволяє здійснити добір частини робочого тіла до споживача з максимальним тиском циклу. Слід зазначити, що перераховані вище ознаки пристрою забезпечують реалізацію ефекту лише у своїй сук упності. Подальша сутність винаходу, пояснюється кресленням де на фіг. 1 поперечний розріз компресора; на фіг. 2 - подовжній розріз компресора АА на фіг. 1. Компресор теплового стиску містить вал 1, з'єднаний із робочим колесом 2, яке охоплює статор 3, з каналами 4, які що попарно з'єднують суміжні, щодо каналів, міжлопаточні об'єми 5 робочого колеса 2 і опозитно розташовані вікно 6 підведення низького тиску (ПНТ) і вікно 7 підведення високого тиску (ПВТ), зовнішня поверхня робочого колеса 2 охоплена кожухом 8, що включає вікно 9 відводу низького тиску (ВНТ) і вікно 10 відводу високого тиску (ВВТ). Вікно 7 ПВТ і вікно 10 ВВТ з'єднані магістраллю 11 із теплообмінником 12 утилізаційного контуру. На ділянці, що прилягає до вікна 10 ВВТ, розташований патрубок 13 відводу стиснутого робочого тіла до споживача. Компресор теплового стиску працює наступним чином. При обертанні вала 1, з'єднаного з робочим колесом 2 кожний із міжлопаточних об'ємів 5, з попередньо стиснутим повітрям, сполучається з вікнами 7 ПВТ і 10 ВВТ, де підтримується максимальний тиск циклу. Під дією відцентрових сил обертання робочого колеса 2 здійснюється витиснення повітря з об'єму 5 у розміщений в магістралі 11 теплообмінник 12 утилізаційного контур у, причому в об’єм 5 підводиться підігріте у теплообміннику 12 повітря. При обертанні робочого колеса 2, розглянути об'єм послідовно сполучається з каналами 4, розташованими в статорі 3, через які частина повітря надходить в суміжні, відносно каналу 4, міжлопаточні об'єми. Внаслідок чого, при наближенні до вікна 9 ВНТ тиск і температура в міжлопаточному об'ємі 5 поступово знижуються. У початковий момент суміщення з вікном 9 ВНТ тиск і температура в об'ємі 5 має ще деякий надлишковий потенціал стосовно параметрів навколишнього середовища. У період підключення розглянутого об'єму до вікон 9 ВНТ і 6 ПНТ, під дією відцентрових і інерційних сил здійснюється продування: свіжий заряд надходить через вікно 6 ПНТ, а відпрацьоване повітря витискається у вікно 9 ВНТ. При подальшому обертанні робочого колеса 2 міжлопаточний об'єм 5 послідовно з’єднується з каналами 4, через які забезпечується підведення робочого тіла від суміжних міжлопаточних об'ємів, що супроводжується ступінчастим підвищенням тиску і температури в ньому. В момент, що передує поєднання міжлопаточного об'єму 5 із патрубком 13 відбору стиснутого повітря, розглянутий об'єм підключається до вікна 7 ПВТ. Максимальний тиск циклу, що встановився у вікні 7 ПВТ, перевищує тиск наприкінці попереднього стиску, отже, контактна межа поділу гарячого і холодного повітря переміщуються усередині об'єму в радіальному напрямку. Після підключення об'єму 5 до патрубка 13 частина відносно холодного стиснутого повітря приділяється з верхньої зони розглянутого об'єму через патрубок 13 до споживача. Частина холодного стиснутого, що залишилася, при поєднуванні з вікном 10 ВВТ, під дією відцентрових сил підводиться до теплообмінника 12, де відбувається підігрів і розширення повітря, завдяки чому у вікні 7 ПВТ підтримується максимальний тиск циклу, що перевищує тиск попереднього стиску. Причому рівень максимального тиску, а, отже, і рівень форсування всієї установки залежить від кількості відведеного через патрубок 13 стиснутого повітря. Із збільшенням кількості відведеного повітря максимальний тиск циклу і тиск наприкінці стискання знижуються. Описаний процес здійснюється в кожному міжлопаточному об'ємі, що забезпечує безупинну роботу компресора. Стиск робочого тіла здійснюється не тільки під дією відцентрових сил обертання робочого колеса 2, але і, головним чином, завдяки тепломасобмінним процесам у міжлопаточних об'ємах. Таким чином, у компресорі досягається підвищення напорности і ККД, завдяки використанню ефекту теплового обміну тиску з застосуванням утилізаційного контуру теплових установок. До переваг технічного рішення, у порівнянні з прототипом варто віднести наступне: підвищення ефективності установки за рахунок використання теплоти утилізаційних контурів із відносно невисоким температурним потенціалом; високу надійність і простоту, завдяки відсутності елементів, безпосереднього перетворення механічної енергії в енергію стиснутого повітря; можливість одержання більш високої питомої потужності, у вигляді наявності процесу стиску робочого тіла до початку підведення теплості в циклі. Економічний ефект від використання винаходу досягається за рахунок більш ефективного використання теплової енергії. 2 37772 Фіг. 1 3 37772 Фіг. 2 4 37772 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5