Поршневой мотор-компрессор с интегрированным двигателем стирлинга - RU2016128417A
Код документа: RU2016128417A
Формула
1. Поршневой мотор-компрессор, содержащий
раму,
коленчатый вал, с возможностью вращения закрепленный в указанной раме и имеющий шейки,
по меньшей мере одну компрессорную цилиндро-поршневую группу, содержащую компрессорный цилиндр и компрессорный поршень, выполняющий возвратно-поступательное перемещение в указанном цилиндре и с возможностью привода соединенный с соответствующей одной из указанных шеек коленчатого вала с помощью ползуна, соединенного как единое целое с поршнем и шатуном,
встроенный двигатель Стирлинга, содержащий по меньшей мере одну горячую цилиндро-поршневую группу, содержащую горячий цилиндр и горячий поршень, с возможностью скольжения размещенный в указанном горячем цилиндре, источник тепла, по меньшей мере одну холодную цилиндро-поршневую группу, содержащую холодный цилиндр и холодный поршень, с возможностью скольжения размещенный в указанном холодном цилиндре, источник холода, проточное соединение между холодным цилиндром и горячим цилиндром, через которое рабочая текучая среда протекает от горячего цилиндра к холодному цилиндру и обратно,
причем горячий поршень и холодный поршень с возможностью привода соединены с по меньшей мере одной из указанных шеек коленчатого вала, таким образом, что вырабатываемая указанным двигателем Стирлинга мощность приводит в движение указанную по меньшей мере одну компрессорную цилиндро-поршневую группу, при этом скорость вращения указанного коленчатого вала находится в диапазоне от 150 об/мин до 1500 об/мин.
2. Поршневой мотор-компрессор по п. 1, в котором указанный горячий поршень соединен с первой из указанных шеек коленчатого вала, а указанный холодный поршень соединен со второй из указанных шеек коленчатого вала.
3. Поршневой мотор-компрессор по п. 1, в котором указанный горячий поршень и указанный холодный поршень соединены с общей шейкой
коленчатого вала.
4. Поршневой мотор-компрессор по п. 1, содержащий по меньшей мере два компрессорных поршня, соединенных с двумя соответствующими шейками указанного коленчатого вала, расположенными под углом примерно 180° друг относительно друга.
5. Поршневой мотор-компрессор по п. 1, в котором указанная по меньшей мере одна компрессорная цилиндро-поршневая группа представляет собой компрессорную цилиндро-поршневую группу двойного действия.
6. Поршневой мотор-компрессор по п. 1, в котором указанная по меньшей мере одна компрессорная цилиндро-поршневая группа представляет собой компрессорную цилиндро-поршневую группу одинарного действия.
7. Поршневой мотор-компрессор по п. 1, содержащий по меньшей мере две компрессорных цилиндро-поршневых группы, поршни которых соединены с общей шейкой коленчатого вала.
8. Поршневой мотор-компрессор по п. 1, в котором количество N компрессорных цилиндро-поршневых групп равно или больше количества горячих цилиндро-поршневых групп в указанном двигателе Стирлинга.
9. Поршневой мотор-компрессор по любому из пп. 1-8, в котором между источником тепла и источником холода обеспечена разница температур, равная или больше 200°С.
10. Система, содержащая поршневой компрессор по любому из пп. 1-9, и источник отработавшего тепла, находящийся в тепловом контакте с источником тепла двигателя Стирлинга.
11. Система, содержащая поршневой компрессор по любому из пп. 1-9, и поток холодной текучей среды, находящийся в тепловом контакте с источником холода двигателя Стирлинга.
12. Способ привода поршневого компрессора, включающий следующие этапы
обеспечение установленного в раме коленчатого вала, имеющего шейки,
соединение с возможностью привода по меньшей мере одного возвратно-поступательного поршня по меньшей мере одной компрессорной цилиндро-поршневой группы с одним из коленчатых валов с помощью ползуна, соединенного как единое целое с поршнем и шатуном,
обеспечение двигателя Стирлинга, содержащего источник тепла, источник
холода, горячий поршень и холодный поршень,
соединение с возможностью привода горячего поршня и холодного поршня двигателя Стирлинга с указанным коленчатым валом,
подача тепловой энергии к указанному двигателю Стирлинга,
преобразование по меньшей мере части тепловой энергии в полезную механическую энергию в указанном двигателе Стирлинга и приведение в движение возвратно-поступательного поршня с помощью указанной механической энергии,
причем обеспечивают вращение указанного коленчатого вала со скоростью в диапазоне от 150 об/мин до 1500 об/мин.
13. Способ по п. 12, в котором указанную тепловую энергию обеспечивают с помощью источника отработавшего тепла.
14. Способ по п. 12, в котором низкотемпературное тепло отводят от источника холода двигателя Стирлинга с помощью теплообмена с потоком отработавшей холодной текучей среды.
15. Способ по любому из пп. 12-14, в котором между источником тепла и источником холода обеспечивают разницу температур, равную 200°С или более.
