Trilobik Döngüsel Dönebilen Pistonlarla (SPRATL) Stirling

Teknoloji harikası

Genellikle aşağıdaki Stirling makineleriyle karşılaşırız:
- "Alfa tipi" makineler : Her silindirde salınımlı piston bulunan 2 ° 'de 90 silindir kullanırlar. Her bir piston, dönme ekseni 2 silindirin eksenlerinin kesişme noktasında bulunan bir ve aynı krank mili pimine tutturulmuştur. Pistonlar böylelikle kuadratürde salınır. Bu makineler genellikle silindirlerin 2 başı arasına yerleştirilmiş bir rejeneratör ile donatılmıştır. Bu makineler "deplasmanlı piston" gerektirmez. Örneğin, şu anda Alman SOLO (Singelfinden) şirketi tarafından "Çanak Stirling" tipi güneş enerjisi tesisatları bağlamında 10 kW'lık mekanik güçler için sanayileştiriliyorlar.

- "Seri piston tipi" makineler: bunlar, genellikle N bağlantı çubuğu ve ortak bir krank mili tarafından çalıştırılan N piston serisine yerleştirmeyi gerektirir. Krank milinde, 2 ardışık krank mili arasındaki faz kayması yaklaşık 90 ° 'dir, böylece iki ardışık piston dört evredir. Ardışık 2 piston arasına bir rejeneratör yerleştirilir. Pistonlar çift etkilidir, yani her iki tarafta da çalışırlar: dolayısıyla N farklı soğutma sıvısı hacmi vardır. K'inci hacim, k-inci rejeneratör aracılığıyla makine k ve k + 2 arasında sadece ve durmadan geçer. Genellikle, silindir kafaları ("yüksek motor") sıcak kaynağı oluşturur ve silindir ayakları ("düşük motor") soğuk kaynaktır (tersi de mümkündür).

Bu daha kullanıcı dostu adrese de bakabiliriz:
http://sycomoreen.free.fr/syco_francais ... ctuel.html

SPRATL makinelerinin seri ve paralel bağlantısı

- Tek bağlantılı "beta türü" makineler: hem "çalışan" bir pistonu hem de "yer değiştirici" bir pistonu kaydıran tek bir silindir kullanırlar. Bu iki piston, krank mili üzerinde 2 ° kaydırılmış 2 krank miline tutturulmuş 90 bağlantı çubuğu aracılığıyla krank miline bağlanır. Çalışma pistonunun mekanik gücü geri kazanması amaçlanırken, yer değiştirme pistonu sıvının yaklaşık olarak sabit bir hacimde periyodik olarak sıcak bölgeden soğuk bölgeye veya tam tersi şekilde dışarı atılmasını mümkün kılar. Bu taşıma, tercihen silindirin yan tarafına yerleştirilmiş bir rejeneratör vasıtasıyla yapılır.

- Eşkenar dörtgen bağlantı "beta" makineleri (veya eşkenar dörtgen): aynı şekilde çalışırlar, ancak deforme olabilir eşkenar dörtgen bağlantı ile deplasman pistonunun ve çalışan pistonun daha iyi kontrolüne izin verir ve bu nedenle ideal olarak izokorik fazlar sırasında yaklaşık olarak sabit bir hacme sahip olurlar.

- "Gama tipi" makineler: her biri kendi aktüatörü olan 2 silindir ve 2 piston kullanırlar. Her bir piston hem "yer değiştiricidir" hem de "çalışır". Yan tarafa bir rejeneratör monte edilebilir. Pistonlar arasındaki senkronizasyon özellikle dişliler, zincirler, kayışlar ve / veya bağlantılarla yapılır. "Gama tipi" makineler, "alfa tipi" ve "beta tipi" arasında bir melezleşme olarak görülebilir.

Bu olağan makinelere ek olarak, geleneksel olmayan Stirling makineleri, daha az dağıtılmış, prototip aşamasında kalan veya çok özel uygulamalara yönelik (alan vb.):

- "Martini tipi" serbest pistonlu motorlar: motor pistonu motor basıncına göre hareket eder. Basınç yükseldiğinde tek yöne itilir. Basınç düştüğünde, diğer yönde ilk konumuna geri döner. Bu, pistonun "dış" yüzünde ortalama bir kuvvetin varlığını gerektirir, bir mahfaza içine alınmış bir gaz tarafından veya bir yayın kalibrasyonu ile üretilir. Motor pistonu bir mıknatıs ise, çevreye doğrusal bir alternatör takılabilir ve elektrik akımı üretilebilir.
- "Ringbom tipi" serbest deplasmanlı motorlar: öncekinden farklı olarak, motor pistonu mekanik olarak tahrik edilir. Öte yandan yer değiştirici, bir yardımcı hazne içinde bulunan gazın basıncına ve motorun basıncına göre konumlandırılır.
- "Serbest pistonlu" tip motorlar: önceki ikisi arasında sentezi yaparlar. Dışarıyla mekanik bir bağlantısı yoktur. Üretilen enerji en az bir lineer alternatör tarafından boşaltılır.
- Termoakustik makineler: Önceki tipin modernize edilmiş versiyonu, gözenekli bir membran ve bir gaz içeren bir tüpün 2 ucu arasında bir termal gradyan kullanırlar. Tüpte bir mikrofonla elektriğe dönüştürülebilen bir ses üreten bir akustik dalgalar sistemi kurulur.
- Büyük ölçüde eliptik bir mahfaza içindeki döner motorlar: ardışık 4 kadran arasında sıcak / soğuk dönüşümlü 2 çeyrek yaklaşım, elipsin içindeki 4 odayı izole eder (elips ile 4 teğet ve kalıcı temasa sahip bir rotor ile). Rotor ve elips arasındaki göreceli dönüş, gazın genişlemesine / büzülmesine neden olarak mekanik iş üretilmesine neden olur: SAINT HILAIRE ailesinden Quasiturbine Stirling bir örnektir.

Güncel sanatın sınırları

Stirling döngüleri ve makineleri (motorlar veya alıcılar) çok uzun bir süredir çeşitli şekillerde bilinmekte ve kullanılmaktadır. Bununla birlikte, mevcut tüm Stirling makineleri, performansları veya verimlilikleri için zararlı olan aşağıdaki teknik zorluklarla karşılaşır:
- Diyagrama (P, V) uyumsuzluk : esas olarak, kullanılan kinematiklerin izotermal ve özellikle izokorik fazlara ulaşmayı başaramaması nedeniyle.
- Makinenin sıcak ve soğuk kısımları genellikle aynı motor bloğunda bulunur ve bu da yalıtım önlemlerine rağmen oldukça istenmeyen ısı transferleri oluşturur çünkü ısı transfer sıvısını çalıştırmadan doğrudan sıcak kaynaktan soğuk kaynağa giderler.
- Rejeneratörler mevcut olduklarında hacimli, pahalıdır ve genellikle termal olarak verimsizdir: gaz ile ısı alışverişinin ataleti, dışarıya termal sızıntılar. Ayrıca sıvı yuvarlanarak da kayıp oluştururlar.
- Sıvı genellikle dönüşümlü hareket halindedir, bazen valfler tarafından bloke edilir (Ericsson varyantı): yine de, akışkanın yuvarlanmasından kaynaklanan kayıpları sınırlamak ve aksesuarların çalıştırılmasını önlemek için valfsiz tek yönlü bir akış tercih edilir.
- Üretilen hareket genellikle alternatif bir çeviridir; daha sonra, iyi verimliliğe sahip bir elektrik jeneratörüne bağlı sürekli bir dönüşe sahip olmak için titreşimlere veya mekanik kayıplara neden olan kinematiğe başvurmak gerekir.

Tüm bu teknik sorunlar bir araya getirildiğinde performansı veya verimliliği önemli ölçüde düşürür. Carnot'unkilerden çok daha aşağı hale gelen makinenin.

Sıcak ve soğuk makineler arasında bağlantı kuralları

Aşağıdaki animasyonlu akış prensibi mevcuttur:
http://video.google.fr/videoplay?docid= ... 8052096418

Önerilen çözümler

Cihazlar (1) SPRATL makineleri, geliştirilecek konfigürasyonlarda monte edilir ve çalıştırılır; bu nedenle, girişte belirtildiği gibi, Stirling makineleri alanında çok önemli gelişmeler getiriyorlar, Teşekkürler:
- diyagramın çok daha titiz izlenmesi (P, V) (P: sıvı basıncı, V: sıvı hacmi),
- sıcak kısmı ve soğuk kısmı neredeyse tamamen izole etme imkanı cihazın (1),
- Basit ve mükemmel şekilde yalıtılmış bir rejeneratörün (RGN) kullanılması, mükemmel ısı alışverişi sağlar ve önemli kayıplar olmadan Tek yönlü akışta dolaşan akışkan için yuvarlanarak,
- Pascal HA PHAM tarafından icat edilen PRATL (TriLobic Annular Rotary Piston) makinelerinin (2,2F, 2C) döner karakterinin kullanımına.

PRATL makinelerinin özelliklerinin hatırlatılması
Şekil 3L'de gösterildiği gibi, genel bir PRATL (2,2F, 2C) makinesi, bir çift arklı çekirdek (NBA), dairesel bir döner piston (PRA) ve bir yuvadan (CAR) oluşur. iç şekli, çeşitli dönme ve kayma hareketleri sırasında trilobik pistonun (PRA) uçlarının yörüngesini oluşturur. Piston (PRA) döndüğünde ve çift arklı çekirdek (NBA) etrafında ve kasanın (CAR) içinde kaydığında, 2 mobil oda ailesiyle iki aşamalı bir yapı ortaya çıkar:
- iç aşama: pistonun (PRA) ve çekirdeğin (NBA) iç yüzleri arasındaki küçük odalar (PC1, PC2, PC3),
- dış kademe: dairesel döner pistonun (PRA) dış yüzleri ile mahfaza (CAR) arasındaki büyük odalar (GC1, GC2, GC3).
VM'yi bu 6 odadan birinin maksimum hacmi ve Vm'nin minimum hacmi olarak adlandırarak, herhangi bir odanın davranışı pratikte aşağıdaki gibi 3 adımlı döngülerle özetlenebilir:
- boşaltma aşaması "R", hacim VM-> Vm
- emme aşaması "A", hacim Vm-> MV
- maksimum sabit hacim "V = VM" de taşıma aşaması

Hem küçük odalar (PC1, PC2, PC3) hem de büyük odalar (GC1, GC2, GC3) için Vm sıfır olabilir. Büyük odacıkların maksimum hacmi küçük odacıklardan daha büyüktür ve oranları, Pascal HA PHAM tarafından INPI ile dosyalanan 07.6157 başvurusunda açıklandığı gibi pistonun geometrisi (PRA) ile yapılandırılabilir.

Bir PRATL makinesinin genel yapısı:

bir kasa (CAR), bi-arc çekirdek (NBA), bir dairesel döner piston (PRA)

Döngü halinde oynatılabilen video
http://sycomoreen.free.fr/syco_francais ... gments.avi
İndirme için birkaç dakika bekleyin ...

Merhaba Remundo,

Vay be, aynı anda çok fazla mesaj var!
Kazan hepsini sindirmek için biraz zaman ayırın !!

Obelix

Sabah 10'dan beri göndermenin sonunu bekliyordum! Büyük bir başparmak.
Çok sayıda önerim / sorum var.

1- Bir prototip yaptınız mı?
2- ,, ölçümler yapıldı mı?
3- İçi boş çekirdek hipertermik bir tuzak olabilir mi?
4-Projenin sonraki adımları nelerdir?
5-Bir prototipin maliyeti nedir?
6-Bir şartname hazırladınız mı? Bir tedarikçi seçimi mi?
7-Tanım planları nihai mi?

Bravo tekrar