RU2091591C1 - Piston engine and steam power plant with piston engine - Google Patents
Piston engine and steam power plant with piston engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091591C1 RU2091591C1 RU9293050014A RU93050014A RU2091591C1 RU 2091591 C1 RU2091591 C1 RU 2091591C1 RU 9293050014 A RU9293050014 A RU 9293050014A RU 93050014 A RU93050014 A RU 93050014A RU 2091591 C1 RU2091591 C1 RU 2091591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- steam
- cylinder
- engine according
- engine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L21/00—Use of working pistons or pistons-rods as fluid-distributing valves or as valve-supporting elements, e.g. in free-piston machines
- F01L21/04—Valves arranged in or on piston or piston-rod
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B11/00—Reciprocating-piston machines or engines without rotary main shaft, e.g. of free-piston type
- F01B11/001—Reciprocating-piston machines or engines without rotary main shaft, e.g. of free-piston type in which the movement in the two directions is obtained by one double acting piston motor
Abstract
Description
Изобретение относится к энергомашиностроению и касается усовершенствования поршневых двигателей и паросиловых установок с поршневыми двигателями. The invention relates to power engineering and for the improvement of piston engines and steam power plants with piston engines.
Известен поршневой двигатель, содержащий цилиндр, присоединенные к нему с обеих сторон головки, паровпускные отверстия, паровыпускную трубу и поршень, расположенный в цилиндре с возможностью осевого перемещения и имеющий шток, проходящий через головку. Известна паросиловая установка, содержащая источник пара и вышеуказанный поршневой двигатель. Known piston engine containing a cylinder attached to it on both sides of the head, steam inlets, steam exhaust pipe and a piston located in the cylinder with axial movement and having a rod passing through the head. Known steam power installation containing a steam source and the above piston engine.
Однако как двигатель, так и установка имеют невысокий КПД, что связано с потерями энергии при ее преобразовании. However, both the engine and the installation have a low efficiency, which is associated with energy losses during its conversion.
Задача настоящего изобретения заключается в создании поршневого двигателя и паросиловой установки с таким двигатели с высоким КПД. The objective of the present invention is to provide a reciprocating engine and a steam-powered installation with such engines with high efficiency.
Это достигается согласно изобретению за счет того, что поршень соединен с проходящей через головку цилиндра паровыпускной трубой с возможностью совместного перемещения, причем в поршне предусмотрены каналы для прохождения пара. У установки, оборудованной таким двигателем, это достигается согласно изобретению посредством линейного генератора, приводимого в действие штоком поршня, вычислительной машины для управления управляющими клапанами, соединенными с паровыпускными отверстиями в головках цилиндра, соединенного с клапанами испарителя, сосуда для разделения фаз, соединенного с паровыпускной трубой, а также соединенного с сосудом для разделения фаз и испарителем средства для поддерживания разрежения в сосуде для разделения фаз. This is achieved according to the invention due to the fact that the piston is connected to the steam exhaust pipe passing through the cylinder head with the possibility of joint movement, and channels for the passage of steam are provided in the piston. In a unit equipped with such an engine, this is achieved according to the invention by means of a linear generator driven by a piston rod, a computer for controlling control valves connected to steam outlet openings in cylinder heads connected to evaporator valves, a phase separation vessel connected to a steam outlet pipe as well as means connected to the phase separation vessel and the evaporator for maintaining a vacuum in the phase separation vessel.
На фиг. 1 показан поршневой двигатель, разрез; на фиг. 2 часть двигателя с поршнем в левом конечном положении, разрез; на фиг. 3 часть двигателя с поршнем, движущимся вправо, разрез; на фиг. 4 часть двигателя с поршнем в правом положении, разрез; на фиг. 5 часть двигателя с поршнем в правом конечном положении, разрез; на фиг. 6 разрез VI VI на фиг. 1; на фиг. 8 блок-схема установки. In FIG. 1 shows a piston engine, a section; in FIG. 2 part of the engine with the piston in the left end position, cut; in FIG. 3 part of the engine with a piston moving to the right, cut; in FIG. 4 part of the engine with the piston in the right position, cut; in FIG. 5 part of the engine with a piston in the right final position, cut; in FIG. 6 section VI VI in FIG. one; in FIG. 8 block diagram of the installation.
Двигатель 1 (фиг. 1) содержит цилиндр 2, к обоим концам которого прифланцованы головки 3 и 4 для установки клапанов, герметизированные относительно цилиндра 2 с прокладками 5 и 6. Двигатель 1 установлен на основании посредством амортизаторов 7 и 8. В головках 3 и 4 выполнены паровпускные отверстия 9 и 10. В кольцевых выемках 11 и 12 расположены кольцевые паровпускные клапаны 13 и 14, имеющие возможность перемещения против усилия пружин 15 и 16 относительно наружных стенок 17 и 18 головок 3 и 4. Пружины 15 и 16 упираются в поверхности 19 и 20 кольцевых каналов 21 и 22 клапанов 13 и 14, которые снабжены кольцевыми демпфирующими элементами 23 и 24. Клапаны 13 и 14 имеют направленные в полость 25 цилиндра 2 выступы 26 и 27, в которых выполнены кольцевые пазы 28 и 29. Клапаны прилегают своей наружной периферией в изображенном на фиг. 1 положении к кольцевым упорам 30 и 31, нагруженным пружинами 32 и 33. К головкам 3 и 4 примыкают кольцевые промежуточные детали 34 и 35 с кольцевыми пазами 36 и 37, треугольного сечения. На наружном краю деталей 34 и 35 предусмотрены кольцевые демпфирующие элементы 38 и 39. The engine 1 (Fig. 1) contains a
В цилиндре 2 с возможностью осевого перемещения расположен поршень 42, соединенный со штоком 40 и паровпускной трубой 41. Поршень 42 герметизирован относительно стенки 44 цилиндра 2 уплотнительным кольцом 43. Шток 40 проходит в упорном подшипнике 45 с уплотнениями 46 и 47. Паровыпускная труба 41 проходит в упорно подшипнике 48 с уплотнениями 49 и 50 и имеет несколько ребер 92 треугольного сечения. Боковые поверхности 93 ребер 92 с левой стороны приблизительно перпендикулярны оси цилиндра 2, а боковые поверхности 94 с правой стороны наклонены к ней. Это препятствует обратному потоку конденсата, вытекающего из трубы 41. Поршень 42 снабжен криволинейными кагалами 51 и 52 для прохождения пара, на концах которого расположены соединенные с трубой 41 ребра 87. Деталь 112 между каналами 51 и 52 заострена на конце. В кольцевом отверстии 53 поршня 42 расположен также кольцевой паровыпускной клапан 54, который снабжен на обоих внешних концах кольцевыми частями 55 и 56 треугольного сечения и проходит в опорных втулках 59, 97 цилиндрическими частями, соединяющими части 55 и 56. Последние продолжаются кольцевыми управляющими носиками 57 и 58. На наружной периферии поршня 42 расположен нагруженный пружиной 60 конденсантный клапан 61. Клапан 54 расположен с возможностью осевого перемещения относительно поршня 42. Носики 57 и 58 входят своими концами 63 и 62 в соответствующей формы выемки 64 и 65 демпфирующих элементов 23 и 24. Поверхности 90 и 91 кольцевых частей 55 и 56 клапана 54 наклонены к оси цилиндра 2. A
На фиг. 2 5 показан цикл работы двигателя на отдельных фазах. Через паровпускное отверстие 9 пар попадает в кольцевую выемку 11, через канал 21 - в пространство 66, а между уступами 67 и 68 промежуточной детали 34 и кольцевым управляющим носиком 57 в пространство между деталью 34 и кольцевой частью 55 клапана 54. Клапан 54 перемещается с кольцевой частью 55 к левой наружной стенке 69 поршня 42 вправо (фиг. 1). В этом положении паровпускной клапан 13 прижимается носиком 57 клапана 54 влево против усилия пружины 15. Коней 62 носика 57 упирается при этом в кольцевую выемку 64 демпфирующего элемента 23. In FIG. 2 5 shows the cycle of the engine in the individual phases. Through the
На фазе по фиг. 3 пар расширяется и поршень 42 движется дальше вправо. Клапан 13 закрывается, причем выступ 26 попадает между уступами 67 и 68 промежуточной детали 34. Полученный в испарителе насыщенный пар поступает на очень коротком отрезке хода поршня. Поршень ускоряется вправо от промежуточной детали 34 головки до скорости 30 100 м/с. Клапан 13 закрывается за счет перепада давлений и усилия пружины 15. Штоком 40 усилие передается на линейный генератор, в результате чего поршень 42 снова замедляется. Клапан 54 открывается, и находящийся в полости 25 цилиндра 2 пар поступает между частью 56 и правой стенкой 70 поршня 42 через канал 51 в трубу 41. После подвода насыщенного пара можно предположить, что часть пара конденсируется на поверхностях 70 поршня 42. Поверхности 70 выполнены коническими, благодаря чему образующийся конденсат подается за счет ускоряющих сил в трубу 41. Конденсат подается на противоположную сторону обратным клапаном 61, а оттуда также за счет ускоряющих сил в трубу 41. По ней расширившийся влажный пар подается в сепаратор, в котором жидкая фаза отделяется от газовой. In the phase of FIG. 3 pairs expands and
На фазе по фиг. 4 клапан 54 закрыт на правой стороне. Носик 58 приподнимает выступ 27 клапана 13. Оставшийся пар, заключенный в пространстве между правой наружной стенкой кольцевой части 56 клапана 54 и наружной стенкой промежуточной детали 34 головки 4, сжимается. In the phase of FIG. 4,
Поверхности 90, 91, 102, 103, 104, 105, 106, 107 кольцевых частей 55 и 56 клапана 54 наклонены к оси цилиндра 2, причем как поверхности, соседние с цилиндрическими соединительными частями 95 и 96, таки поверхности, соседние с носиками 57 и 58. Наружные поверхности клапана 54 предпочтительно симметричны носикам 57 и 58. Противоположные кольцевым частям 55 и 56 клапана 54 поверхности 108 111 поршня также наклонены к оси цилиндра 2 и точно попадают на соответствующие поверхности 90 и 91, 102 107 кольцевых частей клапана. The
На фазе по фиг. 5 поршень 42 находится в правом конечном положении. Носик 58 клапана 54 приподнимает клапан 14 против усилия пружины 16 от уступов 70 и 71 промежуточной детали 35 головки 4 цилиндра 2. От испарителя пар высокого давления попадает через паровпускное отверстие 10 в пространство между кольцевой частью 56 клапана 54 и промежуточной деталью 35 головки 4. У двигателя согласно изобретению пар расширяется к поршню. In the phase of FIG. 5, the
На фиг. 8 схематично изображена установка, оборудованная двигателем 1. Он приводит в действие линейный генератор 72, переключаемый для пуска двигателя 1 на режим двигателя. Вычислительная машина 73 управления процессом приводит в действие клапаны 74 и 75, идущие в паровпускным отверстиям 9 и 10. Машина 73 собирает данные измерений генератора Холла 76, расположенного на стенке 44 цилиндра 2, для измерения осевого перемещения поршня 42. Для этой цели в наружной стенке поршня 42 расположен магнит 77. Насыщенный пар подается от испарителя 78 к клапанам 74 и 75 по трубопроводу 79. Паровыпускная труба 41 двигателя 1 соединена сильфоном 80 с сосудом 81 для разделения фаз. Оставшийся пар подается по трубопроводу 84 к испарителю 78 посредством устройства 82 для его сжатия с оборотным охлаждением. Сосуд 81 соединен с устройством 82 через конденсантный насос 85 трубопроводом 86. В испарителе 78 расположена спираль 98,обозначающая теплообменник, с помощью которого в систему подается необходимое тепло, например, отходящее тепло из промышленных установок, преобразуемое затем при помощи двигателя с качающимся поршнем в механическую или электрическую энергию. Тепло может происходить из каких либо источников и передаваться к теплообменнику посредством пара, отходящего воздуха или других теплоносителей. В теплообменнике оно передается затем на циркулирующую среду и тем самым вырабатывается пар. In FIG. 8 schematically shows a plant equipped with
От линейного генератора 72 провода 99, 100, 101 идут к потребителю. Если вместо линейного генератора 72 используется электродвигатель или генератор работает в качестве электродвигателя, то описанную установку, оборудованную поршневым двигателем, можно эксплуатировать также в качестве холодильной машины. From the
Описанный поршневой двигатель можно также назвать конденсационным двигателем. The described piston engine may also be called a condensing engine.
Claims (19)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH2966/91 | 1991-10-08 | ||
CH296691 | 1991-10-08 | ||
PCT/CH1992/000207 WO1993007360A1 (en) | 1991-10-08 | 1992-10-08 | Oscillating piston motor and installation with an oscillating piston motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93050014A RU93050014A (en) | 1996-05-20 |
RU2091591C1 true RU2091591C1 (en) | 1997-09-27 |
Family
ID=4245649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9293050014A RU2091591C1 (en) | 1991-10-08 | 1992-10-08 | Piston engine and steam power plant with piston engine |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0560956B1 (en) |
JP (1) | JP2673607B2 (en) |
AT (1) | ATE154412T1 (en) |
AU (1) | AU662761B2 (en) |
DE (1) | DE59208611D1 (en) |
RU (1) | RU2091591C1 (en) |
WO (1) | WO1993007360A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665777C1 (en) * | 2017-09-12 | 2018-09-04 | Александр Поликарпович Лялин | Steam power plant |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR442055A (en) * | 1911-02-23 | 1912-08-23 | Maschb Anstalt Humboldt | Continuous flow steam engine |
CH133560A (en) * | 1928-06-20 | 1929-06-15 | A Flury S Soehne | Piston water motor. |
AT379000B (en) * | 1978-11-17 | 1985-10-25 | Hoerbiger Ventilwerke Ag | DRIVE CYLINDER FOR FLUIDIC CONTROLS |
FR2588045B1 (en) * | 1985-09-27 | 1989-09-15 | Jerusel Jean | PRESSURE COMPRESSIBLE LIQUID OR FLUID DRIVE MACHINE |
JPH03157506A (en) * | 1989-11-16 | 1991-07-05 | Yamada Corp | Reciprocating actuator |
-
1992
- 1992-10-08 AT AT92919867T patent/ATE154412T1/en not_active IP Right Cessation
- 1992-10-08 WO PCT/CH1992/000207 patent/WO1993007360A1/en active IP Right Grant
- 1992-10-08 EP EP92919867A patent/EP0560956B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-08 JP JP5506513A patent/JP2673607B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-08 DE DE59208611T patent/DE59208611D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-08 AU AU25928/92A patent/AU662761B2/en not_active Ceased
- 1992-10-08 RU RU9293050014A patent/RU2091591C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент ЕПВ N 0428406, кл. F 04 B 9/12, 1991. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2665777C1 (en) * | 2017-09-12 | 2018-09-04 | Александр Поликарпович Лялин | Steam power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2673607B2 (en) | 1997-11-05 |
AU2592892A (en) | 1993-05-03 |
EP0560956B1 (en) | 1997-06-11 |
EP0560956A1 (en) | 1993-09-22 |
ATE154412T1 (en) | 1997-06-15 |
DE59208611D1 (en) | 1997-07-17 |
JPH06503396A (en) | 1994-04-14 |
WO1993007360A1 (en) | 1993-04-15 |
AU662761B2 (en) | 1995-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5797259A (en) | Cooling air cooler for power plants | |
US20160201599A1 (en) | Method and thermal engine for utilizing waste heat or geothermal heat | |
KR20140000355A (en) | Gas balanced cryogenic expansion engine | |
US4823560A (en) | Refrigeration system employing refrigerant operated dual purpose pump | |
US6592338B2 (en) | Rotating compressor | |
US4433551A (en) | Method and apparatus for deriving mechanical energy from a heat source | |
RU2091591C1 (en) | Piston engine and steam power plant with piston engine | |
US3693370A (en) | Thermodynamic cycles | |
US4353683A (en) | Stirling cycle engine and fluid pump | |
US4420944A (en) | Air cooling system | |
US4945725A (en) | Differential-area piston type mixed-phase motors | |
RU2011851C1 (en) | Power plant | |
JP4972708B2 (en) | Steam-utilizing plant, operation method of the plant, steam supply device, and steam supply method | |
WO2018101273A1 (en) | Gm refrigerator and operation method for gm refrigerator | |
RU2649523C2 (en) | External combustion engine based on gamma-type stirling engine, drive system and method of engine power regulation | |
JPS61108813A (en) | Power generator | |
US1509966A (en) | Kjkfbigbratietg apparatus | |
KR20060071827A (en) | An external combustion engine combined with cylinder, re-generator and cooler | |
SU1671930A1 (en) | Power plant | |
CA1044476A (en) | Combined loop heat pump | |
US654577A (en) | Refrigerating-machine. | |
US813301A (en) | Steam-engine. | |
WO1989008188A1 (en) | Linear reciprocating compressor | |
SU1257281A1 (en) | Piston compressor | |
RU2161705C2 (en) | Electric motor |