RU15914U1 - Двигатель с внешним подводом теплоты - Google Patents

Abstract

Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, со впрыском в цилиндр подогретой в змеевике воды в конце такта сжатия и устройством подогрева воздуха, отличающийся тем, что он снабжен котлом, в котором размещен змеевик для подогрева воды и камера подогрева воздуха, проходящего через продувочные окна в цилиндре, нагнетаемого в котел при помощи кривошипно-шатунного механизма, при этом поршневой двигатель выполнен двухтактного цикла.

Description

Двигатель с внешним нодводом теплоты

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для получения эффективной мощности. Известны двигатели с внешним подводом теплоты.

Двигатель с внешним сгоранием (патент США F 01 k 21/04 № 3728858) использует энергию пара, инжектируемого в конце хода сжатия в силовой цилиндр из парового котла, работает по двухтактному циклу. Продукты сгорания из топки, размеш,енной в паровом котле, впрыскиваются в силовой цилиндр двигателя после хода расширения. Эти продукты сгорания затем сжимаются поршнем, и их тепло используется для подогрева питательной воды, циркулируюш;ей в рубашке силового цилиндра.

Недостатком этого двигателя является то, что в паровом котле давление пара должно быть значительно больше чем давление в цилиндре в конце хода сжатия, за короткий промежуток времени большое количество пара в цилиндр попасть не успевает, следовательно эффективный КПД этого двигателя будет низким.

Двигатель С. Стршга (США 1992 г. / Техника молодежи. 1994. - № 5. С. 31.), включает: четырехтактный поршневой двигатель с кривошипношатунным механизмом и клапанным газораспределительным механизмом; подачу воздуха, подогретого за счет сгорания во впускном коллекторе дополнительно впрыскиваемого топлива; впрыск в цилиндр через форсунку в конце

F01K7/00

такта сжатия воды, нагретой при прохождении через змеевик, расположенный во впускном коллекторе; газовую турбину, совмещенную с коленчатым валом поршневого двигателя, получающую привод за счет энергии газов. Заходящих из поршневого двигателя; конденсатор, предназначенный для охлаждения и конденсации водяных паров из газов, вышедших из турбины, а также предварительного подогрева воды, впрыскиваемой в цилиндр поршневого двигателя. Двигатель сочетает свойства двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и двигателя с внешним подводом теплоты (ДВПТ). Поступающая в цилиндр вместе с подогретым воздухом вода превращается в пар и совершает рабочий ход.

Недостатком этой конструкции является то, что рабочий процесс протекает только один раз за два оборота коленчатого вала и поступаюпщй в цилиндр воздух не имеет предварительного избыточного давления.

Данная конструкции двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.

Задачей предложения является повышение эффективности работы двигателя с внешним подводом теплоты.

Поставленная задача достигается тем, что в двигателе с внешним подводом теплоты, содержащим поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом и впрыском подогретой в змеевике воды в цилиндр в конце такта сжатия, а также устройство подогрева воздуха, дополнительно имеется котел.

в котором размещен змеевик для подогрева воды и камера подогрева воздуха, проходящего через продувочные окна в цилиндре, нагнетаемого в котел при помощи кривошипно-шатунного механизма, при этом порщневой двигатель вьтолнен двухтактного цикла.

Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.

Предложение поясняется рисунком (фиг. 1), где изображено принципиальное устройство двигателя с внешним подводом теплоты (ДВПТ).

Предлагаемый двигатель с внешним подводом теплоты (ДВПТ) содержит: поршневой одноцилиндровый двухтактный двигатель, включающий блок 1, соединенный с цилиндром 2, в которых перемещаются порщень 3 с кривопшпно-шатунным механизмом 4. С одной стороны блока 1 имеется впускной патрубок 5 с впускным клапаном, с другой - патрубок 6 с нагнетательным клапаном для подачи сжатого воздуха в котел 7, который в свою очередь соединен с нижней частью котла 7. В котле 7 размещены: змеевик 8 для нагрева воды, искровая свеча 9, форсунка 10 подачи топлива в котел. Верхняя часть котла соедрщяется с цилиндром 2 при помощи впускного коллектора 11 и продз очного окна 12. С противоположной стороны цилиндра 2 имеется продувочное окно 13 и выпускной коллектор 14. Сверху над цилиндром 2 закреплена электромагнитная форсунка 15 впрыска воды.

следующим образом.

Воздух, поступающий в блок двигателя -1 через впускной патрубок -5, пагнетается при помощи кривошипно-шатунного механизма -4 в патрубок -6 с нагнетательным клапаном для подачи сжатого воздуха в котел -7. Проходя через котел -7, воздух подогревается за счет сгорания топлива, впрыскиваемого через форсунку -10. Температура и давление воздуха повыщаются и при открытии продувочного окна -12 во впускном коллекторе -11, подогретый воздух заполняет цилиндр -2. Воспламенение топлива в котле -7 производится при помощи искровой свечи -9. При движении поршня -3 вверх, поступивший в цилиндр -2 воздух сжимается и его температура значительно возрастает. В момент подхода поршня -3 к верхней мертвой точке в цилиндр -2 через форсунку -15 впрыскивается вода, предварительно подогретая при прохождении через змеевик -8, расположенный в котле -7. Впрыснутая в циЛ1ШДР -2 вода превращается в пар за счет высокой температуры сжатого воздуха и совершает рабочий ход. Отработавшие газы выбрасываются в атмосферу через продувочное окно -13 и выпускной коллектор -14.

По сравнению с прототипом предлагаемый двигатель с внешним подводом теплоты (ДВПТ) имеет следующие преимущества: позволяет повысить эффективный коэффициент полезного действия (КПД) за счет применения в поршневом двигателе двухтактного цикла и предварительного сжатия подаваемого в цилиндр воздуха.

Claims (1)

1. Двигатель с внешним подводом теплоты, содержащий поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, со впрыском в цилиндр подогретой в змеевике воды в конце такта сжатия и устройством подогрева воздуха, отличающийся тем, что он снабжен котлом, в котором размещен змеевик для подогрева воды и камера подогрева воздуха, проходящего через продувочные окна в цилиндре, нагнетаемого в котел при помощи кривошипно-шатунного механизма, при этом поршневой двигатель выполнен двухтактного цикла.