197625. lajstromszámú szabadalom • Táska áramló közegek közötti hőcserén alapuló termodinamikai folyamatot megvalósító táskás hőtechnikai berendezésekhez
197625 létesítési'költségeket, másrészt korlátozhatjuk a hibalehetőségeket. A 74 kompresszort (10. ábra) az ábrázolthoz hasonlóan például szorpciós hűtőkörfolyamat megvalósítása végett membránszivattyúként is alkalmazhatjuk, amely a zárt rendszerben keringő munkaközeget áramoltatja. A 15—22. ábrákon a találmány szerinti táskák előnyös alkalmazási lehetőségeinek további eseteként Stirling-hűtőkörfolyamat megvalósítására alkalmas berendezést mutatunk be. A Stirling-hűtőkörfolyamat munkaközege olyan gáz, például hidrogén vagy hélium, amely az üzemi hőíoktartományban ideális gázként viselkedik. Mint a körfolyamatnak a 15. ábrán látható pv (nyomás-fajtérfogat) diagramjából kitűnik, a körfolyamat során két B-C és D-A izotermikus állapotváltozás egy-egy izochor A-B illetőleg C-D állapotváltozással váltakozik. Az állapotváltozásokat a T hőfok és az s entrópia függvényében a 16. ábra tünteti föl. A Stirling-hűtőkörfolyamat megvalósításának műszaki elve a 17. ábra szerinti kapcsolási vázlatból tűnik ki. Két 138 és 140 hengerben egy-egy 142 illetőleg 144 dugattyú mozog, amelyeket egymással kényszerkapcsolatban álló egy-egy 146 illetőleg 148 tengely hajt. A két 138 és 140 henger tere egymással 150 regeneratív hőcserélőn át van kapcsolatban. Amikor tehát a munkaközeg nyomásnövekedés vagy nyomáscsökkenés hatása alatt az egyik hengertérből a másikba áramlik át, a regeneratív hőcserélőt fölmelegítve hűl, vagy a regeneratív hőcserélőt lehűtve melegszik. Ez biztosítja, hogy a munkaközeg izochor állapotváltozás során fölmelegedjék illetőleg lehűljön, ami az A-B illetőleg a C-D szakasszal 'van összhangban. A 138 és 140 hengerek egyben hőcserélő felületeket alkotnak, amit 152 illetőleg 154 hőcserélőkkel jeleztünk. Ezek feladata a B-C illetőleg D-A állapotváltozások izotermikus lefolyásának biztosítása. A Stirling-hűtőgép működésmódja a 15. és 16. ábrán látható diagramok bevonásával a következőképpen vázolható: Amikor a 142 és 144 dugattyúk kölcsönös helyzete folytán a munkaközeg a 138 hengerben van és p nyomása minimális (A pont), a dugattyúk úgy mozdulnak el, hogy a munkaközeg — a 150 regeneratív hőcserélőn hőfelvétel mellett átáramolva — a 140 hengerbe kerül, miközben a rendelkezésére álló térfogat nem változik, de a nyomás a hőfelvétel következtében növekszik (A-B szakasz). Az izochor fölmelegedés végén (B pont) a 144 dugattyú olyan ütemben komprimálja a 140 hengerben lévő munkaközeget, amilyen mértékben ű 154 hőcserélő a hőt el tudja vonni, úgy hogy a kompresszió alatt a mun11 kaközeg hőmérséklete nem változik. így valósul meg az izotermikus kompresszió (B-C szakasz). A kompresszió végpontjában (C pont) a 142 és 144 dugattyúk úgy mozdulnak el, hogy a munkaközeget a 150 regeneratív hőcserélőn át a 138 henger terébe áramoltatják. A 150 regeneratív hőcserélőn, való átáramlás közben a munkaközeg hőt ad le, a rendelkezésére álló térfogat viszont nem változik (izochor lehűlés), a munkaközeg nyomása és hőmérséklete tehát a 15. illetőleg 16. ábrán látható módon csökken (C-D szakasz) . Az izochor lehűlés végén (D pont) a 138 hengerben lévő munkaközeg a 142 dugattyú további elmozdulása és a 152 hőcserélőn át a munkaközegbe áramló hő együttes hatására izotermikusan expandál (D-A szakasz). Ezzel a Stirling-hűtőkörfolyamat lezárul illetőleg a fent leírt módon ismétlődik. A hűtőteljesítményt a 152 hőcserélő szolgáltatja. A találmány szerinti táskák alkalmazásával összeállított Stirling-hűtőgép elrendezési vázlata a 18. ábrán látható. Mint a hivatkozási számokból kitűnik, a Stirling-hűtőgép részben ugyanolyan elemekből épül föl, mint a 8. ábra szerinti berendezés, amely hagyományos hűtőköríolyamatot valósít meg. Kivétel a két 160a és 160b hőcserélő, amelyek azonos kivitelűek és mind hőbevezetésre, mind hőelvonásra be vannak rendezve, aminek a jelentőségére később még rámutatunk. A 90 központi egység a 19—22. ábrákon látható 162 és 164 táskákból van fölépítve, amelyek párosával kerülnek alkalmazásra. Ilyen párt keresztmetszetben a 19. ábrán, hosszmetszetben a 20. ábrán tüntettünk föl. A munkaközeget tartalmazó zárt 162 táska a hőhordozó és hűtőközeget vezető 164 táska 166 fészkében helyezkedik el. A 164 táska tehát a 162 táskát a 126 övlemez mentén körülveszi. A 162 táska 50b határoló lemezében egymás fölött két 58c és 58d membrán van, amelyek a 162 táskában 56f illetőleg 56g járatokat határolnak. A két 56f és 56g járat között van a 17. ábrával kapcsolatban említett 150 regeneratív hőcserélő. A 162 táska 52 köztartó elemének a membránokat övező íveiben a 150 regeneratív hőcserélő irányában 168 nyílások vannak, amelyeken át az 56f és 56g járatok a 150 regeneratív hőcserélőbe torkollnak. A 164 táska 52 köztartó elemében a 21. ábrán láthatóan az 58c és 58d membránok egyik oldalán két áthaladó 170 és 172 csatorna, másik oldalán két vak 174 és 176 csatorna van. Az áthaladó 170 csatorna 56h járatokon át a vak 174 csatornával, az áthaladó 172 csatorna 56i járatokon át a vak 176 csatornával közlekedik. 12 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
