Компрессионные машины, установки и системы, в которых хладагентом является воздух или иной газ с низкой точкой кипения: .отличающиеся используемым циклом, например циклом Стирлинга – F25B 9/14

Криогенная система содержит емкость для жидкого гелия, сверхпроводящие обмотки магнита, погруженные в жидкий гелий, конденсатор для повторного ожижения паров гелия, который имеет сужающуюся гладкую поверхность, на которой конденсируются пары гелия и которая периодически прерывается прерывающей конструкцией, которая вызывает вытекание жидкого гелия, который конденсируется на гладкой поверхности, из конденсатора для повторного ожижения. Конденсатор содержит охлаждаемый объект, который имеет сужающуюся гладкую поверхность, выполненную с возможностью ее установки по вертикальной оси, множество ребер, проходящих по периферии вокруг гладкой поверхности. Верхний край каждого ребра расположен заподлицо с участком гладкой поверхности, находящимся непосредственно выше, и периметр нижнего края каждого ребра больше, чем у его верхнего края. Между верхним и нижним краями каждого ребра образована гладкая наклонная поверхность. Способ изготовления конденсатора для повторного ожижения, при котором осуществляют механическую обработку металлического элемента для получения круговой гладкой поверхности конденсатора для повторного ожижения, прерываемую множеством проходящих по окружности или спирали ребер, которые выступают из гладкой круговой поверхности, или канавок, вырезанных в гладкой кольцевой поверхности. Использование данной группы изобретений обеспечивает повышение эффективности системы криогенного охлаждения. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к криомедицине. Аппарат содержит микрокриогенную систему, состоящую из газовой криогенной машины Сплит-Стирлинга с линейным приводом, компрессора с двумя оппозитными поршнями и с криоагентом. Машина Сплит-Стирлинга размещена в полости несущего корпуса, имеет присоединенные к ее торцам вентиляторы и сопряжена с одной стороны с канюлей, а с другой - с блоком управления микрокриогенной системой с кнопками включения и выключения. Канюля имеет сменный крионаконечник, а на ее рабочей части установлен с возможностью перемещения по ней силовой магнит в виде цилиндрической втулки с кольцевым выступом, входящим в контакт с соответствующей кольцевой канавкой сменного крионаконечника для фиксации его положения относительно охлаждающей головки. Профильная канавка сменного крионаконечника совмещена с профильным выступом охлаждающей головки, а в зоне сопряжения помещена теплопроводящая паста. Использование изобретения позволяет оптимизировать конструкцию и состав криомедицинских аппаратов. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 пр.

Изобретение относится к холодильной и криогенной технике. Холодильная установка с оппозитной тепловой машиной Стирлинга содержит полости отвода тепла из холодильной камеры, образованные на теплоотводящей стороне установки, и полости передачи тепла на теплопередающей стороне установки. Холодильная установка снабжена четырьмя герметичными капсулами и двумя противопоточными газовыми теплообменниками с двумя соединительными трубопроводами в каждом потоке. В каждой из капсул заключены полости отвода тепла из холодильной камеры, образованные цилиндрами и поршнями на теплоотводящей стороне установки. Оппозитно полостям отвода тепла в капсулах расположены полости передачи тепла радиатору охлаждения, образованные цилиндрами и поршнями на теплопередающей стороне установки. В каждой из капсул заключены также линейные электродвигатели с подвижным элементом в виде сквозного штока, жестко соединяющим оппозитные поршни теплопередающей и теплоотводящей сторон установки. Полости отвода тепла из холодильной камеры соединены трубопроводами потоков теплообменников, камерами потоков теплообменников с полостями передачи тепла на теплопередающей стороне установки. Внутреннее пространство камер заполнено газом, идентичным по составу газообразному рабочему телу под давлением, соответствующим среднему значению давления рабочего тела в термодинамическом цикле. Изобретение направлено на упрощение конструкции, уменьшение потерь рабочего тела и повышение КПД. 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Способ выработки механической (электрической) энергии осуществляется на тепловых электростанциях (ТЭС), котельных, на энергетических установках транспорта, установках для сжигания попутного нефтяного газа и бытовых отходов. Двигатель Стирлинга для своей работы использует или тепловые вторичные энергетические ресурсы или тепло геотермальных источников или солнечную энергию или тепло пламени горящего топлива. Тепло подводится к нагревателю, цилиндрам с рабочим телом напрямую, с помощью отводов или от газохода или от паропровода или от водопровода, с помощью тепловых труб (ТТ), тепловых аккумуляторов (ТА). Применяется витая форма трубок нагревателя, регенератора и холодильника двигателя Стирлинга. Холодильная машина используется для охлаждения двигателя Стирлинга сжиженным воздухом. На ТЭС и котельных используются агрегаты двигатель Стирлинга и генератор, которые для своей работы напрямую воспринимают тепло пламени горящего топлива из общей камеры сгорания. На автомобильном, железнодорожном, авиационном, водном транспорте двигатель Стирлинга используется в качестве основного. Техническим результатом является повышение экономичности способа выработки механической (электрической) энергии. 1 н. и 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к холодильной и криогенной технике. Способ криостатирования объекта включает заправку рабочего тела (РТ) во внутреннюю полость герметичной силовой оболочки (ГСО) криогенного аккумулятора (КГА), отвод тепла от РТ, перемещение части РТ в жидкой фазе по фитилю из пористого материала от зоны отвода тепла от РТ к зоне отвода тепла от криостатируемого объекта, прекращение отвода тепла от РТ, стабилизацию температуры криостатируемого объекта путем отвода тепла по теплопроводу от криостатируемого объекта к РТ и перевод части РТ из твердой фазы в жидкую фазу. Фитиль расположен вдоль внутренней поверхности ГСО в направлении продольной оси ГСО и работает по принципу капиллярного насоса. Часть РТ в жидкой фазе перемещают по дополнительным фитилям из пористого материала в поперечном направлении от зоны отвода тепла на теплопроводе к зоне отвода тепла от элементов конструкции КГА, имеющих температуру выше температуры зоны отвода тепла на теплопроводе. Теплопровод проходит вдоль продольной оси КГА. При достижении в процессе охлаждения РТ заданного максимального объема твердой фазы РТ прекращают отвод тепла по теплопроводу от РТ. При уменьшении в процессе нагревания объема твердой фазы РТ до заданного минимального значения осуществляют отвод тепла по теплопроводу от РТ. Техническим результатом является уменьшение массы и габаритов и увеличение ресурса работы системы охлаждения, уменьшение диапазона колебаний температуры криостатируемого объекта и уменьшение температурного перепада между РТ в твердой фазе и криостатируемым объектом. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в медицине, а также для сжижения газов. Устройство содержит компрессор, приводимый в действие приводом, аппарат внешнего теплообмена, магистраль, содержащую трубопроводы и регенератор и соединяющую полость переменного объема компрессора с полостью переменного объема детандера, теплообменник нагрузки, соединенный с полостью переменного объема детандера. В полости переменного объема детандера фаза изменения переменного объема смещена на заданный угол относительно фазы изменения переменного объема соединенной с ней полости компрессора. Компрессор и детандер выполнены по роторно-лопастной схеме и их входные валы посредством передаточных механизмов с круглыми и некруглыми шестернями соединены с противоположными концами выходного вала привода. Компрессор, детандер, передаточные механизмы, привод размещены на одной оси. Компрессор и детандер содержат не менее одной дополнительной полости переменного объема каждый. Каждая дополнительная полость переменного объема компрессора соединена дополнительной магистралью, содержащей трубопроводы и регенератор, не менее чем с одной полостью переменного объема детандера. Аппарат внешнего теплообмена размещен на корпусе компрессора. Техническим результатом является повышение ресурса и надежности устройства. 8 ил.

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к способам изготовления криогенных охладителей, применяемых в миниатюрных газовых криогенных машинах, работающих по замкнутому обратному циклу Стирлинга. Способ изготовления криогенного охладителя, содержащего перемещающийся в гильзе вытеснитель с гибким газонепроницаемым сцеплением соосно расположенных узлов, включает последовательную сборку узлов вытеснителя, герметичное соединение их гибким газонепроницаемым звеном сцепления и сборку криогенного охладителя. Гибкое газонепроницаемое звено сцепления выполняют в виде трубки из материала, обладающего ползучестью при нагреве. Криогенный охладитель в сборе нагревают до температуры ползучести материала трубки и выдерживают необходимое время для снятия напряжений в трубке вследствие ползучести материала. Криогенный охладитель содержит гильзу с теплым и холодным концами, втулку и направляющую, перемещающийся в гильзе вытеснитель, включающий корпус регенератора с теплообменной насадкой и поршень со штоком, имеющий с направляющей щелевое уплотнение, который соединен с корпусом регенератора гибким газонепроницаемым звеном сцепления. Техническим результатом является расширение диапазона эксплуатационных температур криогенного охладителя, повышение его надежности и эффективности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано при проектировании и производстве криогенных систем, предназначенных для поддержания на криогенном температурном уровне объектов микроэлектроники, экспериментальной физики, биологических исследований, а также нанотехнических устройств микро- и нанометровых размеров. Криогенная система работает по циклу Стирлинга. В состав системы входят узлы сжатия и расширения, теплообменники нагрузки, отвода теплоты и регенератор. Узел сжатия выполнен из фуллерена, изменяющего свой объем под действием импульсного нагрева или электрического поля. Узел расширения выполнен из фуллеренов или нанотрубок, изменяющих свои размеры под действием электрического поля. Теплообменники нагрузки, отвода теплоты и регенератор выполнены из однослойных или вложенных нанотрубок. Технический результат при осуществлении изобретения заключается в качественном уменьшении габаритов, массы и энергопотребления КС до уровня, на котором величина холодопроизводительности оказывается минимально достаточной для поддержания объекта охлаждения на требуемом криогенном уровне температур. 1 ил.

Тепловой насос, в котором рабочим телом является газ, использует для перекачки тепла циклы последовательного сжатия и расширения, как в тепловых насосах, работающих по обратному циклу Стирлинга. Боковые поверхности цилиндра состоят из чередующихся поверхностей, выполненных из разных материалов с низкой и высокой теплопроводностью. Цилиндр с торцов закрыт крышками с отверстиями для выхода фланцев, смещенными относительно центра, и снабжен внутренней конструкцией, состоящей из уголков, скрепленных по торцам фланцами, и попарно подпружиненных выдвижных радиальных лопаток, скользящих по внутренней образующей цилиндра и по направляющим, образованным скрепленными уголками. Лопатки разделяют общий внутренний объем цилиндра на несколько изолированных объемов, которые при вращении внутренней конструкции относительно цилиндра за счет смещения оси конструкции относительно центральной оси цилиндра сжимаются возле теплопроводной стенки-охладителя и расширяются у противоположной теплопроводной стенки-нагревателя. Рабочим телом может быть атмосферный воздух. Использование изобретения позволит повысить эффективность термодинамического цикла. 2 ил.

Изобретение относится к области малой энергетики и газовых регенеративных машин, работающих по прямому и обратному циклам Стирлинга. Энергохолодильная система "Стирлинг-Стирлинг" для мобильных комплексов включает двигатель Стирлинга с электрогенератором на одном валу, холодильную машину Стирлинга с электроприводом на одном валу, линию подачи топлива, линию подачи воздуха в камеру сгорания двигателя с регулирующим клапаном, магистраль отработанных газов из камеры сгорания двигателя, общую систему охлаждения двигателя и холодильной машины с насосом и теплообменником. Линия подачи воздуха в камеру сгорания проходит через теплообменник охлаждения системы охлаждения двигателя и холодильной машины и через теплообменник-подогреватель воздуха в магистрали отработанных газов. Внешняя система холодоснабжения проходит через охладитель холодильной машины. Единая система охлаждения включает два замкнутых контура, имеющих общую сторону с расположенными на ней теплообменником и насосом. Использование изобретения позволит обеспечить одновременное высокоэффективное производство электроэнергии и холода на транспортном средстве, а также снизить массогабаритные характеристики энергохолодильной системы. 1 ил.

В охладительной установке Стирлинга в контуре циркуляции между низкотемпературной частью и средством для циркуляции холодильного агента размещен сепаратор. Сепаратор обеспечивает возможность подачи холодильного агента к средству для циркуляции холодильного агента только в жидкой фазе. В качестве холодильного агента использован природный холодильный агент, который сжижается в низкотемпературной части и испаряется в испарителе. В другом варианте установки сепаратор находится на более высоком месте по сравнению с испарителем. В следующем варианте установки конденсатор на высокотемпературной стороне для сброса теплоты за пределы холодильной камеры размещен на более высоком месте по сравнению с высокотемпературной частью охладителя Стирлинга, которая производит теплоту. Использование изобретения позволит повысить эффективность охлаждения и создать холодильник большого объема с низким потреблением энергии и высокой эффективностью теплообмена. 6 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Поток сжижаемого газа после сжатия в компрессоре охлаждают до температуры окружающей среды и подают в регенеративный теплообменник, где отбирают тепло возвратным потоком рабочего тела. У части рабочего тела, поданного на второй регенеративный теплообменник, отбирают тепло возвратным потоком рабочего тела третьего регенеративного теплообменника и возвратным потоком, расширенным и охлажденным в детандере. В третьем регенеративном теплообменнике снижают температуру рабочего тела до температуры входа на дроссельный вентиль, отбирая тепло в возвратную ветвь третьего регенеративного теплообменника. Дросселирование охлажденного рабочего тела в сепаратор превращает его в парожидкостную смесь, откуда пар подается в возвратную ветвь третьего регенеративного теплообменника, а жидкая фракция изымается. Недостачу рабочего тела в возвратной ветви восполняют подачей рабочего тела при температуре окружающей среды в холодильный контур. Рабочее тело повторно расширяют в детандерах до получения парожидкой смеси в сепараторе. Последнюю ступень расширения производят параллельно дросселированию перед сепаратором. Полученную в сепараторе жидкую фракцию насосом сжимают до давления компрессора и подают в испаритель холодильной камеры, а затем в магистраль за компрессором. Устройство периодического действия содержит машину Стирлинга. Ее детандерная ступень выполнена многосекционной в виде уменьшающихся по диаметру полых проточных плунжеров с набивкой контактных регенераторов-теплообменников. Последняя полость расширения снабжена всасывающим клапаном, установленным параллельно с дросселем, и нагнетательным клапаном. Использование изобретения позволит получать тепло и холод с минимальными энергетическими затратами. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.