057 5

z odbiornikiem mocy 5 o konstrukcji umożliwiającej odbiór pracy mechanicznej w ruchu postępowo-zwrotnym (np. prądnica liniowa, sprężarka lub pompa tłokowa).

W działaniu mechanizmu bezkorbowego istotną rolę odgrywają stosunki efektywnych powierzchni przekroju poprzecznego tłoka i wypornika oraz mas tłoka i wypornika. O ile stosunek powierzchni przekroju poprzecznego jest zawarty w przedziale <0, 1>, o tyle stosunek mas tłoka i wypornika , powinien być możliwie duży i w praktyce osiąga wartości rzędu 10:1.

Dostarczenie ciepła Q do gazu roboczego w części wysokotemperaturowej po-

d

woduje zwiększenie jego ciśnienia powyżej ciśnienia panującego w przestrzeni buforowej. Powstająca w ten sposób siła wywołuje przemieszczenie tłoka i wypornika w stronę DMP. Wypornik, dysponujący mniejszą masą, uzyskuje większe przyśpieszenie, zbliża się do tłoka 2 i w miarę dalszego zwiększania ciśnienia przesuwa się wraz z nim w stronę DMP. W czasie gdy wypornik zbliża się do tłoka zachodzi wytłaczanie gazu roboczego zawartego między nimi do przestrzeni rozprężania, poprzez elementy regeneratora. W tym czasie do gazu zostaje dostarczone ciepło Q , powodując dalszy przyrost ciśnienia oraz przyśpieszanie ruchu tłoka i wypornika. Jednocześnie ruch tłoka w stronę DMP powoduje zwiększenie całkowitej objętości gazu roboczego. Początkowo nie ma to znacznego wpływu na różnicę ciśnień gazu w przestrzeni roboczej i buforowej i umożliwia kontynuowanie wspólnego ruchu tłoka i wypornika. Jednakże stopniowe zwiększanie objętości roboczej powoduje powolne, a następnie szybkie zmniejszanie ciśnienia gazu roboczego. Ruch tłoka i wypornika nie ustaje z chwilą zrównania się ciśnień p

b

i p , gdyż została zmagazynowana w nich energia kinetyczna ruchu postępowego,

i

którą od tego momentu zaczynają tracić na rzecz pokonania siły gazowej, skierowanej przeciwnie do kierunku ruchu. Kontynuacja zjawiska powoduje dalsze zwiększanie objętości gazu roboczego i zmniejszanie ciśnienia p poniżej ciśnienia p .

K    t>

Po wyczerpaniu się energii kinetycznej wypornik osiąga zwrotne położenie, a działająca siła gazowa (ciśnienie p jest już większe od p ) zapoczątkowuje jego

^b    g

ruch w stronę GMP. Dzięki małej masie wypornik uzyskuje duże przyśpieszenie, a gaz roboczy znajdujący się w przestrzeni rozprężania zostaje przetłoczony poprzez regenerator do przestrzeni sprężania, obniżając jednocześnie swą temperaturę w regeneratorze i chłodnicy, gdzie odbierany jest strumień ciepła Q . Tłok mający

od

większą masę i zmagazynowaną w nim energię kinetyczną porusza się jeszcze przez pewien czas w stronę DMP, co wraz ze zmienionym kierunkiem ruchu wypornika powoduje pewne dalsze obniżenie ciśnienia p i zwiększenie siły gazowej działającej

g

przeciwnie do ruchu tłoka, aż do jego zatrzymania i zapoczątkowania ruchu w stronę GMP, Siła gazowa wystarcza również na przyśpieszenie ruchu tłoka, dzięki czemu rozpoczyna się i jest kontynuowany proces sprężania gazu roboczego zawartego między tłokiem a wypornikiem, aż do wyrównania ciśnień gazu w przestrzeniach

61