Машины, работающие по циклу Стерлинга

КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ МАШИН ЭРИКСОНА

Регенеративные машины с клапанным управлением потока рабо­чего тела (здесь они называются машинами Эриксона), так же как и родственные им машины Стирлинга, разнообразны по типам, фор­мам и габаритам. Иногда классификацию обоих типов машин можно

Проводить по аналогии; единственное различие между ними — в наличии (или в отсутствии) клапанов, обеспечивающих цикличе­ское изменение потока газа в рабочей полости, обычно предназ­начаемых для регулирования потока рабочего тела. При таком определении исключаются из рассмотрения газовые клапаны, ис­пользующиеся в системе регулирования машин Стирлинга для из­менения давления рабочего тела. В данной работе семейство таких машин подробно не рассматривается, но представляется, что крат­кое сообщение об их основных типах для сравнения с машинами Стирлинга может быть полезным. Возможности же использования любого теоретического или экспериментального материала, рас­сматриваемого здесь, применительно к машинам Эриксона неиз­вестны.

«Семейство» машин Эриксона иллюстрируется на рис. 6-10. В большинстве случаев их можно разделить либо на машины вытес­нительного типа, либо на машины с рабочим поршнем. В каждой
из этих основных групп может быть проведена их дальнейшая клас­сификация. Машины вытеснительного типа могут иметь либо по­стоянный, либо переменный рабочий объем. Машины с рабочим поршнем могут подразделяться на одно - и двухпоршневые.

На рис. 6-11 показаны некоторые из вариантов машин вытесни­тельного типа, часть из которых хорошо известна по именам их изо­бретателей. В качестве примера приведена только одна машина

Машины Эриксона вытеснительного типа

I

С постоянным рабочим объемом переменным рабочим объемом

□С

С приводом вытеснителя от небольшего поршня

С газовыми клапанами

С прерывистым дви­жением вытесните­ля у управляемого клапаном

С механическими клапанами

С регенеративным

Вытеснителем и с независимым рабочим поршнем

Джиусрорд - - Мак-Магон

Рис. 6-11. Возможные варианты компоновочных схем машин Эрик­сона вытеснительного типа.

С переменным объемом рабочего тела. Такой была первая машина Джона Эриксона. Она состояла из соединенных (но смещенных по фазе) с помощью кривошипно-шатунного механизма рабочего поршня и регенеративного вытеснителя. В этих же машинах могут быть использованы и клапаны либо с газовым, либо с механическим приводом. Потенциально подобные системы привлекательны для больших установок с ядерными реакторами, в которых рабочее тело машины могло бы использоваться как хладагент для реактора.

Большие возможности имеют машины с постоянным рабочим объемом. Показанные на рис. 6-11 три отдельные группы отличаются по способу привода вытеснителя. Тип машин с внешним приводом вытеснителя и газовыми клапанами запатентован Бушем (Bush) как генератор давления, а машины с механическим приводом кла-

Панов успешно продаются как криогенные машины Джиффорда — Мак-Магона. Машины этих типов были описаны Мартини (Martini, 1968 г.) и Баком (Buck, 1968 г.) в их работах по исследованию в области имплантации искусственного сердца. Оба варианта отно­сятся к машинам типа «двигателей Стирлинга».

В качестве примера на рис. 6-12 приведено только по одной схеме однопоршневой и двухпоршневой машин Эриксона. Возможны

Машины Эриксона с рабочим порш-нем

I

С одним поршнем 1

С регенеративным вытеснителем, соединенным с рабочим поршнем

Джисрфорд - - Мак-Магон

Эриксон Схема аналогична ва­рианту с рекуперативным теплообменником

Рис. 6-12. Возможные варианты компоновочных схем машин Эриксона с рабочим поршнем.

Также и другие варианты. Двухпоршневые машины Эриксона могут иметь как регенеративные, так и рекуперативные теплообменники и считаются весьма надежными.