RU2496031C2 - Термогидравлический способ повышения давления различных рабочих текучих сред и его применение - Google Patents
Термогидравлический способ повышения давления различных рабочих текучих сред и его применение Download PDFInfo
- Publication number
- RU2496031C2 RU2496031C2 RU2010119013/06A RU2010119013A RU2496031C2 RU 2496031 C2 RU2496031 C2 RU 2496031C2 RU 2010119013/06 A RU2010119013/06 A RU 2010119013/06A RU 2010119013 A RU2010119013 A RU 2010119013A RU 2496031 C2 RU2496031 C2 RU 2496031C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- double cylinder
- working fluid
- pressure
- piston
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/04—Thermal properties
- F05C2251/042—Expansivity
Abstract
Изобретение относится к термогидравлическому способу повышения давления и его применению, в области регулирования потребления энергии, в машиностроении и химической промышленности. В гидравлической системе для достижения повышения давления используется гидравлический насос, который приводится электродвигателем, невыгодно требующим высококачественных видов энергии, таких, как электрическая энергия, дизельное топливо или бензин. Если специфические для конкретного материала давление и температуру системы можно отрегулировать под гидравлический процесс, сбросное тепло можно использовать для работы с изменением объема. Рабочую текучую среду и масло для гидравлических систем разделяют в двойном цилиндре поршнем (10). Масло (6) для гидравлических систем размещают в нижней части двойного цилиндра (5). Рабочую текучую среду размещают в верхней части двойного цилиндра (5). Посредством фазы охлаждения рабочей текучей среды поршень (10) смещают обратно в исходное положение путем уменьшения объема и низкого давления гидравлической системы, и в этом положении процесс начинают заново. Узел, содержащий теплообменник (3) и двойной цилиндр (5), полностью изолируют. Способ осуществляют в несколько циклов с регенерацией. Достигается работа устройств посредством сбросного тепла в термическом процессе и применение указанной работы в гидравлическом процессе, для привода прессов или генераторов в стационарных промышленных системах. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Предпосылки изобретения
Настоящее изобретение относится к термогидравлическому способу повышения давления и его применению. Техническое решение этого типа требуется, в основном, в области регулирования потребления энергии, в машиностроении и производстве химических предприятий. В гидравлической системе повышение давления осуществляется известным способом гидравлическим насосом, который приводится электродвигателем.
Для этой цели требуются высококачественные виды энергии, такие, как электрическая энергия, дизельное топливо или бензин. Компоненты гидравлической системы являются стандартными на рынке, используются повсюду в технике и находятся на высоком уровне разработки. Использование высококачественных видов приводной энергии является невыгодным. При повышении температуры некоторые рабочие текучие среды значительно изменяют свою плотность возле критической точки и выше ее и при подводе дополнительной энергии переходят в газообразное состояние без скачков плотности при температурах намного ниже 100°C и при высоком давлении в несколько раз увеличиваются в объеме. Если специфические для конкретного материала давление и температуру системы можно адаптировать к гидравлическому процессу, создается вариант для использования сбросного тепла для работы с изменением объема.
В качестве ближайшего аналога настоящего изобретения был взят патент США №2005/0155347 (A1), 21.07.2005 (LEWELLIN RICHARD). Данный патент описывает способ преобразования тепловой энергии в накапливаемую гидравлическую энергию. Нагревающая жидкость происходит через спирали теплообменника через двунаправленный клапан и нагревает рабочую текучую среду. Расширение рабочей текучей среды, происходящее в связи с нагреванием, приводит к движению поршня вверх, при этом, соответствующий поршень в камере сжатия также двигается вверх, сжимая накапливаемую текучую среду. Когда накапливаемая рабочая среда сжимается поршнем, она попадает в накопитель для использования для выполнения работы. Для возврата поршней обратно в исходное положение цикла предусмотрен специальный механизм возврата поршня, вместо которого также может быть использована пружина.
Однако указанное решение не обеспечивает регенерацию большого количества тепла, чтобы приводить прессы или генераторы в стационарных промышленных установках.
Таким образом, целью настоящего изобретения является достижение работы с изменением объема посредством сбросного тепла в термическом процессе, передача ее в гидравлический процесс, а также с регенерацией большого количества тепла, чтобы приводить, например, прессы или генераторы в стационарных промышленных установках.
Описание изобретения
При реализации способа в соответствии с изобретением, жидкую рабочую текучую среду (1) в начале цикла изохорически нагревают с помощью теплообменника (3) в резервуаре давления (2) посредством сбросного тепла (4), тем самым повышая в результате давление и температуру. Резервуар высокого давления (2) непосредственно сообщается с двойным цилиндром (5), у которого вторая сторона наполнена маслом (6) для гидравлических систем. Узел, содержащий теплообменник (3) и двойной цилиндр (5), полностью изолируют, а также теплообменник (3) и двойной цилиндр (5) располагают вертикально, чтобы добиться оптимальной термической стратификации при смещении масс. Вначале поршень (10) находится вверху (высокая плотность). Нагнетательный клапан (8) не открывается, пока внутреннее давление в резервуаре давления (2) и верхней части двойного цилиндра (5) не превысит гидравлическое давление. После этого масло для гидравлических систем протекает в резервуар высокого давления (11) и может использоваться для выполнения работы (12). После того, масло для гидравлических систем протекает в резервуар высокого давления (11) и может использоваться для выполнения работы (12). После того как нагнетательный клапан (8) открылся, дальнейшее нагревание рабочей текучей среды происходит изобарически (верхнее гидравлическое давление), пока в двойном цилиндре (5) не будет достигнута нижняя мертвая точка (низкая плотность). По мере охлаждения объем снова уменьшается, давление падает, и низкое давление гидравлической системы (13) выталкивает поршень обратно снова в верхнее исходное положение. Поскольку нагревание и охлаждение рабочей текучей среды происходит с постоянным ростом и падением, соответственно, большую часть тепла можно регенерировать. Фиг.2 и 3 иллюстрируют один случай применения, в котором, например, между собой сообщаются 12 термогидравлических цилиндров. В данном случае 5 термогидравлических цилиндров сообщаются для регенерации в один цикл: один нагревается, и один охлаждается. Посредством регулирования назначение подключения для следующего цикла изменяется, в результате чего за цикл всасывания и нагнетания может быть осуществлен один полный такт. Для повышения эффективности, способ осуществляют в несколько циклов с регенерацией.
Перечень обозначений
1 Рабочие текучие среды
2 Резервуар давления, рабочая текучая среда
3 Теплообменник
4 Сбросное тепло
5 Двойной цилиндр
6 Масло для гидравлических систем
7 Всасывающий клапан
8 Нагнетательный клапан
9 Гидравлическая система
10 Поршень
11 Резервуар высокого давления масла для гидравлических систем
12 Гидравлический двигатель с генератором
13 Резервуар низкого давления масла для гидравлических систем.
Claims (2)
1. Способ повышения давления термогидравлически, в котором:
- подходящую жидкую рабочую текучую среду (1), которую адаптировали к гидравлическому процессу, вначале изохорически нагревают в резервуаре давления (2) встроенным теплообменником (3) посредством сбросного тепла (4) и непосредственно подключенного двойного цилиндра (5) до достижения гидравлического рабочего давления,
- управляют всасывающим клапаном (7) и нагнетательным клапаном (8) посредством разности давлений в гидравлической системе,
- после достижения гидравлического рабочего давления масло выдавливают из двойного цилиндра (5), и нагревание осуществляют изобарически до нижней мертвой точки, отличающийся тем, что:
- что рабочую текучую среду и масло для гидравлических систем разделяют в двойном цилиндре поршнем (10), при этом масло (6) для гидравлических систем размещают в нижней части двойного цилиндра (5), а рабочую текучую среду размещают в верхней части двойного цилиндра (5), посредством фазы охлаждения рабочей текучей среды поршень (10) смещают обратно в исходное положение путем уменьшения объема и низкого давления гидравлической системы, и в этом положении процесс начинают заново;
- узел, содержащий теплообменник (3) и двойной цилиндр (5) полностью изолируют;
- способ осуществляют в несколько циклов с регенерацией.
- подходящую жидкую рабочую текучую среду (1), которую адаптировали к гидравлическому процессу, вначале изохорически нагревают в резервуаре давления (2) встроенным теплообменником (3) посредством сбросного тепла (4) и непосредственно подключенного двойного цилиндра (5) до достижения гидравлического рабочего давления,
- управляют всасывающим клапаном (7) и нагнетательным клапаном (8) посредством разности давлений в гидравлической системе,
- после достижения гидравлического рабочего давления масло выдавливают из двойного цилиндра (5), и нагревание осуществляют изобарически до нижней мертвой точки, отличающийся тем, что:
- что рабочую текучую среду и масло для гидравлических систем разделяют в двойном цилиндре поршнем (10), при этом масло (6) для гидравлических систем размещают в нижней части двойного цилиндра (5), а рабочую текучую среду размещают в верхней части двойного цилиндра (5), посредством фазы охлаждения рабочей текучей среды поршень (10) смещают обратно в исходное положение путем уменьшения объема и низкого давления гидравлической системы, и в этом положении процесс начинают заново;
- узел, содержащий теплообменник (3) и двойной цилиндр (5) полностью изолируют;
- способ осуществляют в несколько циклов с регенерацией.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что теплообменник (3) и двойной цилиндр (5) располагают вертикально, чтобы добиться оптимальной термической стратификации при смещении масс.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007049522.8 | 2007-10-15 | ||
| DE102007049522A DE102007049522A1 (de) | 2007-10-15 | 2007-10-15 | Thermo-Hydraulisches Verfahren zur Druckerhöhung diverser Arbeitsfluids und deren Anwendung |
| PCT/DE2008/001671 WO2009049598A1 (de) | 2007-10-15 | 2008-10-14 | Thermo-hydraulisches verfahren zur druckerhöhung diverser arbeitsfluids und deren anwendung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010119013A RU2010119013A (ru) | 2011-11-27 |
| RU2496031C2 true RU2496031C2 (ru) | 2013-10-20 |
Family
ID=40361546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010119013/06A RU2496031C2 (ru) | 2007-10-15 | 2008-10-14 | Термогидравлический способ повышения давления различных рабочих текучих сред и его применение |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100275590A1 (ru) |
| EP (1) | EP2209999A1 (ru) |
| AU (1) | AU2008314315A1 (ru) |
| CA (1) | CA2705856A1 (ru) |
| DE (2) | DE102007049522A1 (ru) |
| RU (1) | RU2496031C2 (ru) |
| WO (1) | WO2009049598A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201003203B (ru) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010053035A1 (de) | 2010-12-02 | 2012-09-13 | Rerum Cognitio Forschungszentrum Gmbh | Thermo-Hydraulisch-Mechanisches Verfahren zur Druckerhöhung diverser Arbeitsfluids und deren Anwendung |
| DE102012001629A1 (de) * | 2012-01-11 | 2013-07-11 | Rerum Cognitio Produktrealisierungs Gmbh | Thermo-hydraulisches-piezoelektrisches Verfahren für die Elektroenergieerzeugung im Kreisprozess |
| US9896975B1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-02-20 | Masoud Darvishian | Systems and methods of converting heat to electrical power |
| US9790816B1 (en) * | 2017-04-10 | 2017-10-17 | Masoud Darvishian | Systems and methods of converting heat to electrical power |
| CN112833580B (zh) * | 2021-01-20 | 2022-07-15 | 重庆科技学院 | 一种工业余热余压综合回收系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1603503A (ru) * | 1968-10-10 | 1971-05-03 | ||
| US6775982B1 (en) * | 2003-05-12 | 2004-08-17 | Taiyoukou Kenkyuujo Co., Ltd. | Solar heat utilization stirling engine power generation plant |
| WO2005108849A2 (de) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Willy Vogel Ag | Dosierpumpe, insbesondere für schmierstoffe, mit dehnstoffantrieb, schmierstoffbehälter für die dosierpumpe sowie schmierverfahren |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4023366A (en) * | 1975-09-26 | 1977-05-17 | Cryo-Power, Inc. | Isothermal open cycle thermodynamic engine and method |
| US4134265A (en) * | 1977-04-26 | 1979-01-16 | Schlueter William Bryan | Method and system for developing gas pressure to drive piston members |
| US4617801A (en) * | 1985-12-02 | 1986-10-21 | Clark Robert W Jr | Thermally powered engine |
| NL1004950C2 (nl) * | 1997-01-08 | 1998-07-13 | Cyclo Dynamics B V | Werkwijze en inrichting voor het omzetten van warmte-energie in arbeid. |
| KR100233198B1 (ko) * | 1997-07-04 | 1999-12-01 | 윤종용 | 스터링 냉동기의 진동흡수펌프장치 |
| US6250078B1 (en) * | 2000-04-27 | 2001-06-26 | Millennium Cell, L.L.P. | Engine cycle and fuels for same |
| AUPS138202A0 (en) * | 2002-03-27 | 2002-05-09 | Lewellin, Richard Laurance | Engine |
| JP2006283699A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Toyota Motor Corp | 熱エネルギ回収装置 |
| US8353684B2 (en) * | 2009-02-05 | 2013-01-15 | Grant Peacock | Phase change compressor |
-
2007
- 2007-10-15 DE DE102007049522A patent/DE102007049522A1/de not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-10-14 DE DE112008003437T patent/DE112008003437A5/de not_active Withdrawn
- 2008-10-14 US US12/734,760 patent/US20100275590A1/en not_active Abandoned
- 2008-10-14 WO PCT/DE2008/001671 patent/WO2009049598A1/de active Application Filing
- 2008-10-14 EP EP08839311A patent/EP2209999A1/de not_active Withdrawn
- 2008-10-14 AU AU2008314315A patent/AU2008314315A1/en not_active Abandoned
- 2008-10-14 RU RU2010119013/06A patent/RU2496031C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-10-14 CA CA2705856A patent/CA2705856A1/en not_active Abandoned
-
2010
- 2010-05-06 ZA ZA2010/03203A patent/ZA201003203B/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1603503A (ru) * | 1968-10-10 | 1971-05-03 | ||
| US6775982B1 (en) * | 2003-05-12 | 2004-08-17 | Taiyoukou Kenkyuujo Co., Ltd. | Solar heat utilization stirling engine power generation plant |
| WO2005108849A2 (de) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Willy Vogel Ag | Dosierpumpe, insbesondere für schmierstoffe, mit dehnstoffantrieb, schmierstoffbehälter für die dosierpumpe sowie schmierverfahren |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102007049522A8 (de) | 2010-10-14 |
| AU2008314315A1 (en) | 2009-04-23 |
| WO2009049598A1 (de) | 2009-04-23 |
| DE112008003437A5 (de) | 2010-09-09 |
| CA2705856A1 (en) | 2009-04-23 |
| ZA201003203B (en) | 2011-09-28 |
| RU2010119013A (ru) | 2011-11-27 |
| US20100275590A1 (en) | 2010-11-04 |
| DE102007049522A1 (de) | 2009-04-16 |
| AU2008314315A2 (en) | 2010-06-03 |
| EP2209999A1 (de) | 2010-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2496031C2 (ru) | Термогидравлический способ повышения давления различных рабочих текучих сред и его применение | |
| US20110203267A1 (en) | Method and device for operating a stirling cycle process | |
| US4955196A (en) | Internal energy engine (IEE) | |
| US20060059912A1 (en) | Vapor pump power system | |
| KR20110028429A (ko) | 스털링 엔진 | |
| US20160040560A1 (en) | Power Generation by Converting Low Grade Thermal Energy to Hydropower | |
| US3869857A (en) | Thermal power plant | |
| JP5599729B2 (ja) | 液体ディスプレーサエンジン | |
| CN101201007A (zh) | 利用热泵驱动的发电系统 | |
| JP2005537433A5 (ru) | ||
| WO2009118342A1 (en) | Method for converting thermal energy into mechanical work | |
| US8919117B2 (en) | Energy cell operable to generate a pressurized fluid via bladder means and a phase change material | |
| NL1004950C2 (nl) | Werkwijze en inrichting voor het omzetten van warmte-energie in arbeid. | |
| CN201354676Y (zh) | 内燃机 | |
| RU2384759C1 (ru) | Способ рекуперации энергии и гидропневмосистема для его осуществления | |
| CA2453017A1 (en) | Arrangement of gas expansion elements and method for operating the arrangement | |
| EP3365535A1 (en) | A power generator and a method of generating power | |
| SU1151710A1 (ru) | Термомеханический насос | |
| US20220120235A1 (en) | Improved stirling engine design and assembly | |
| RU2240434C1 (ru) | Способ работы и устройство двигателя внутреннего сгорания | |
| CN115217525B (zh) | 基于氢气等温压缩、膨胀的氢电耦合系统及控制方法 | |
| CN102538268A (zh) | 液体活塞单热源制冷系统 | |
| IL144553A (en) | Distillation apparatus with power generation | |
| SU1746034A1 (ru) | Система питани газодизел криогенным топливом | |
| RU2246021C2 (ru) | Двигатель с внешним подводом тепла |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141015 |