RU2496993C2 - Engine for conversion of thermal energy into mechanical energy - Google Patents

Engine for conversion of thermal energy into mechanical energy Download PDF

Info

Publication number
RU2496993C2
RU2496993C2 RU2009112949/06A RU2009112949A RU2496993C2 RU 2496993 C2 RU2496993 C2 RU 2496993C2 RU 2009112949/06 A RU2009112949/06 A RU 2009112949/06A RU 2009112949 A RU2009112949 A RU 2009112949A RU 2496993 C2 RU2496993 C2 RU 2496993C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
mechanical energy
movable element
heat
refrigerator
Prior art date
Application number
RU2009112949/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009112949A (en
Inventor
Михаил Алексеевич Паюсов
Original Assignee
Михаил Алексеевич Паюсов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Алексеевич Паюсов filed Critical Михаил Алексеевич Паюсов
Priority to RU2009112949/06A priority Critical patent/RU2496993C2/en
Publication of RU2009112949A publication Critical patent/RU2009112949A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2496993C2 publication Critical patent/RU2496993C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: internal evaporation engine comprises a source of heat, a recuperative heat exchanger, a working machine in the form of a chamber of alternating volume with a movable element, a refrigerator, a pump and an actuating medium in the form of fluid, at the inlet pipeline of which from the refrigerator into the chamber there is a pump and additionally a metering device, a movable element is connected with a consumer of mechanical energy, at the outlet pipeline there is a controlled valve, control of operation of which, and also the metering device, is coordinated with the position of the movable element relative to walls of this chamber. Connection of the movable element of the chamber with the consumer of mechanical energy is made as hydrostatic, and the chamber of alternating volume is arranged inside the tight chamber with supply and drainage nozzles of coolant and condensate extractor.
EFFECT: invention makes it possible to convert both high and low potential thermal energy into mechanical energy, including environment heat.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к способам преобразования тепловой энергии в механическую энергию и двигателям для его осуществления.The invention relates to heat engineering, and in particular to methods of converting thermal energy into mechanical energy and engines for its implementation.

Общеизвестен способ преобразования тепловой энергии в механическую энергию в паровых поршневых машинах и двигателях внутреннего сгорания, включающий в себя подачу или получение в камере переменного объема с подвижным элементом горячего газообразного рабочего тела при расширении которого совершается перемещение подвижного элемента.It is a well-known method of converting thermal energy into mechanical energy in steam reciprocating machines and internal combustion engines, which includes supplying or receiving in the chamber a variable volume with a movable element of a hot gaseous working fluid during the expansion of which the moving element is moved.

Недостатком данного способа является необходимость использовать лишь высокопотенциальное тепло с рассеиванием низкопотенциального тепла в окружающую среду, что, кроме снижения термического коэффициента полезного действия (КПД) требует, зачастую, использования части произведенной механической энергии на работу системы охлаждения.The disadvantage of this method is the need to use only high potential heat with the dispersion of low potential heat into the environment, which, in addition to lowering the thermal coefficient of performance (COP), often requires the use of part of the generated mechanical energy for the operation of the cooling system.

Известен свободнопоршневой двигатель, содержащий качающийся цилиндр с установленным внутри его свободным поршнем, который образует камеры переменного объема относительно головок цилиндров с клапанами куда подают газ под избыточным давлением. (См. патент РФ №2304227, F02B 71/04, F01B 59/00).Known free piston engine containing a swinging cylinder with a free piston installed inside it, which forms a variable volume chamber relative to the cylinder heads with valves where gas is supplied under excessive pressure. (See RF patent No. 2304227, F02B 71/04, F01B 59/00).

Недостатком данного технического решения является то, что оно преобразует лишь часть энергии избыточного давления газовой среды в механическую энергию без значительного изменения ее термодинамического состояния.The disadvantage of this technical solution is that it converts only part of the energy of the excess pressure of the gaseous medium into mechanical energy without a significant change in its thermodynamic state.

Известен двигатель Стерлинга, где используется внешний источник теплоты, а рабочее тело (газ) работает по замкнутому циклу без фазового перехода газ-жидкость и также требует высокопотенциального источника тепла. (См.книгу Г.Н. Алексеев "Общая теплотехника", М., "Высшая школа", 1980, с.187-182).The well-known Stirling engine, where an external heat source is used, and the working fluid (gas) operates in a closed cycle without a gas-liquid phase transition and also requires a high-potential heat source. (See the book by G.N. Alekseev "General Heat Engineering", M., "Higher School", 1980, p.187-182).

Известно также техническое решение по преобразованию теплоты в механическую энергию, осуществляющее этот процесс по бинарному циклу и содержащее ртутный котел, ртутную турбину, ртутный конденсатор, он же котел для воды, пароперегреватель водяного пара, турбину водяного пага, конденсатор водяного пара. (См. книгу "Справочник машиностроителя" под редакций Е.А. Чудакова, М., "Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы", 1951, т.1, с.457). То есть здесь реализован способ для увеличения термического КПД согласно цикла Карно путам увеличения начальной температуры цикла использованием ртути в качестве рабочего тела, не понижая нижней температуру цикла, то есть также как и в моноцикле с паровой турбиной водяного пара без использования теплоты фазового перехода при конденсации водяного пара для преобразования ее в механическую энергию, причем теплота фазового перехода во много раз превышает теплосодержание перегретого водяного пара, используемого в качестве рабочего тела и повышение параметров которого ограничено возможностями современных конструкционных материалов. Такие устройства позволяют иметь КПД в 60-70%, но из-за дороговизны сложности и опасности ртути распространения не получили. Наибольшее распространение получили способы и устройства, работающие по теплофикационному циклу, где отработанный в турбине пар служит для производства теплоты. (См. книгу Г.Н. Алексеев "Общая теплотехника", М., "Высшая школа", 1980, с.157). Однако, зачастую, в местах нахождения ископаемого топлива (уголь, торф) нет крупных потребителей тепла, транспортировка же топлива к промышленным центрам удорожает стоимость производимой энергии. Атомные электростанции, работающие по теплофикационному циклу, также приходится размещать в местах потребления тепла, что небезопасно. Значительно выгоднее было бы тепловые станции размещать в местах наличия ископаемого топлива, а атомные в малонаселенных районах и производимую на них энергию передавать потребителям в виде электроэнергии, тем более, что в южных районах и в теплый период повсеместно потребление тепла снижается, а потребление электроэнергии изменяется мало. Кроме того все перечисленные способы и устройства работают на высокопотенциальном тепле и не способны преобразовывать низкопотенциальное тепло, в том числе тепло окружающей среды, в механическую энергию.There is also a technical solution for converting heat into mechanical energy, which carries out this process in a binary cycle and contains a mercury boiler, a mercury turbine, a mercury condenser, it is also a boiler for water, a steam superheater, a water pagine turbine, and a steam condenser. (See the book "Directory of the machine builder" edited by EA Chudakova, M., "State Scientific and Technical Publishing House of Machine-Building Literature", 1951, v.1, p.457). That is, a method is implemented here to increase thermal efficiency according to the Carnot cycle, to increase the initial temperature of the cycle using mercury as a working fluid, without lowering the lower temperature of the cycle, that is, as in a monocycle with a steam turbine of water vapor without using the heat of phase transition during condensation of water steam to convert it into mechanical energy, and the heat of the phase transition is many times higher than the heat content of superheated water vapor used as a working fluid and increasing the parameters of which is limited by the capabilities of modern structural materials. Such devices can have an efficiency of 60-70%, but due to the high cost of the complexity and danger of mercury, they are not widespread. The most widely used are methods and devices operating in a heating cycle, where the steam worked out in a turbine serves to produce heat. (See the book by G. N. Alekseev "General Heat Engineering", M., "Higher School", 1980, p. 157). However, often, in places where fossil fuels are located (coal, peat) there are no large heat consumers, while transporting fuel to industrial centers increases the cost of the energy produced. Nuclear power plants operating in the heating cycle also have to be located in places of heat consumption, which is unsafe. It would be much more profitable to place heating stations in places where fossil fuels are available, and to transfer nuclear plants in sparsely populated areas and the energy produced by them to consumers in the form of electricity, all the more so since in the southern regions and during the warm period heat consumption decreases everywhere, and electricity consumption changes little . In addition, all of the above methods and devices operate on high potential heat and are not able to convert low potential heat, including ambient heat, into mechanical energy.

Целью изобретения является повышение доли выхода вырабатываемой механической энергии как на проектируемых, так и существующих тепловых электростанциях, что позволяет строить проектируемые тепловые станции в местах добычи топлива, а атомные в малонаселенных районах, преобразовывать ее в электроэнергию и передавать потребителям, а также производить механическую энергию от низкопотенциальных источников тепла, таких как: отработанный пар паровых машин, теплота отходящих газов котельных и тепловых двигателей, от сжигания попутного газа на нефтепромыслах поскольку установки могут быть выполнены мобильными и любой единичной мощности, геотермальные воды, солнечная радиация, особенно в космосе, тепло окружающей среды, например тепло океанских вод в том числе и для привода движителей судов и тому подобное, что, все вместе взятое, позволит существенно снизить стоимость механической энергии, а, следовательно, и электрической при преобразовании ее в последнюю.The aim of the invention is to increase the share of the output of generated mechanical energy in both designed and existing thermal power plants, which allows you to build designed thermal stations in places of fuel production, and nuclear in sparsely populated areas, convert it to electricity and transmit to consumers, as well as produce mechanical energy from low-potential heat sources, such as: exhaust steam of steam engines, heat of exhaust gases from boiler houses and heat engines, from the combustion of associated gas in the oil fields, since the installations can be made mobile and of any unit capacity, geothermal waters, solar radiation, especially in space, heat of the environment, for example, heat of ocean waters, including for driving ship propellers and the like, which, taken together, will allow significantly reduce the cost of mechanical energy, and, consequently, electrical energy when converting it to the latter.

Технический результат, достигаемый изобретением заключается в том, что в герметичную камеру переменного объема с подвижным элементом, который соединен с потребителем механической энергии, в положении ее наименьшей) объема порционно подают рабочее тело в виде жидкости, причем стенки этой камеры располагают в среде, температура которой выше температуры кипения подаваемой в камеру жидкости, затем, по испарении этой порции жидкости и перемещении вследствие этого повышения давления из-за фазового перехлда жидкости в пар в положение наибольшего объема камеры, ее соединяют со сбросом давления. Сброс давления осуществляют в, холодильник-конденсатор, а сконденсировавшуюся в нем жидкость повторно подают по замкнутому циклу в камеру переменного объема. Рабочим телом служит низкокипящая жидкость.The technical result achieved by the invention lies in the fact that in the sealed chamber of variable volume with a movable element, which is connected to the consumer of mechanical energy, in the position of its smallest) volume, the working fluid is portioned, in which case the walls of this chamber are placed in a medium whose temperature higher than the boiling temperature of the liquid supplied to the chamber, then, after evaporation of this portion of the liquid and displacement as a result of this increase in pressure due to the phase transfer of the liquid into steam to the highest position of the total volume of the chamber, it is connected to a pressure relief. Pressure relief is carried out in a refrigerator-condenser, and the liquid condensed in it is re-fed in a closed cycle to a chamber of variable volume. The working medium is a low-boiling liquid.

Данный процесс осуществляют в двигателе внутреннего испарения, который содержит рекуперативный теплообменник в виде герметичной камеры переменного объема с подвижным элементом, который соединен с потребителем механической энергии, а наружные стенки этой камеры омываются теплоносителем. Внутренний объем камеры переменного объема соединен с внутренним объемом холодильника посредством трубопроводов, причем на входной трубопроводе в камеру из холодильника установлены насос постоянного давления и дозатор, а на выходном из камеры в холодильник - управляемый клапан управление работой которого, а также дозатором, согласовано с положением подвижного элемента относительно стенок камеры. Соединение подвижного элемента камеры переменного объема с потребителем механической энергии выполнено гидростатическим с использованием гидроаккумулятора. Двигатель содержит несколько камер переменного объема, подвижные элементы которых соединены с общим потребителем механической энергии, а рабочие циклы их смещены относительно друг друга по времени на величину, равную продолжительности* цикла одной камеры деленную на количество камер. При использовании в качестве теплоносителя горячего газа или пара нагреваемая часть камеры переменного объема заключена в герметичную камеру с подводящим и отводящим патрубками теплоносителя и конденсатоотводчиком.This process is carried out in an internal evaporation engine, which contains a recuperative heat exchanger in the form of a sealed chamber of variable volume with a movable element, which is connected to a consumer of mechanical energy, and the outer walls of this chamber are washed with a coolant. The internal volume of the chamber of variable volume is connected to the internal volume of the refrigerator through pipelines, with a constant pressure pump and a dispenser installed on the inlet pipe to the chamber from the refrigerator, and a controlled valve on the outlet of the chamber into the refrigerator, the operation of which, as well as the dispenser, is coordinated with the position of the movable element relative to the walls of the chamber. The connection of the movable element of the chamber of variable volume with a consumer of mechanical energy is hydrostatic using a hydraulic accumulator. The engine contains several chambers of variable volume, the movable elements of which are connected to a common consumer of mechanical energy, and their working cycles are offset relative to each other in time by an amount equal to the duration * of the cycle of one chamber divided by the number of chambers. When using hot gas or steam as the heat carrier, the heated part of the chamber of variable volume is enclosed in a sealed chamber with the heat carrier inlet and outlet pipes and a steam trap.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Двигатель внутреннего испарения содержит рекуперативный теплообменник 1 с герметичной камерой подвода теплоносителя, камеру переменного объема 2 с подвижным элементом 3 и связью этого элемента с потребителем механической энергии, отводящий 5 трубопровод рабочего тела от камеры переменного объема 2 в холодильник 6 на котором установлен управляемый клапан 7,подводящий рабочее тело из холодильника 6 в камеру переменного объема 2 трубопровод 8 на котором по ходу рабочего тела установлены насос 9 постоянного давления и дозатор 10. Герметичная камера теплоносителя рекуперативного теплообменника 1 содержит впускной 11 и выпускной 12 с задвижкой патрубки теплоносителя и конденсатоотводчик 13. При исполнении связи гидростатической камера 2 содержит герметичную камеру 14 с подводящим рабочую жидкость передачи движения трубопроводом 15 и отводящим потребителю механической энергии трубопроводом 16, причем на этих трубопроводах установлены запорные клапаны, а подвижный элемент 3 может быть выполнен общим как для камеры 2,так и для камеры 14 в виде поршня или диафрагмы.The internal evaporation engine contains a recuperative heat exchanger 1 with a sealed coolant supply chamber, a variable volume chamber 2 with a movable element 3, and a coupling of this element with a mechanical energy consumer, diverting 5 working medium pipe from the variable volume chamber 2 to the refrigerator 6 on which a controlled valve 7 is installed, supplying a working fluid from the refrigerator 6 to a chamber of variable volume 2, a pipeline 8 on which a constant pressure pump 9 and a dispenser 10 are installed along the working fluid 10. Sealed to a measure of the heat carrier of the recuperative heat exchanger 1 contains an inlet 11 and an outlet 12 with a valve; shut-off valves, and the movable element 3 can be made common for both the camera 2 and the camera 14 in the form of a piston or diaphragm.

Работает двигатель внутреннего испарения следующим образов. Стенки камеры переменного объема 2,которые для более интенсивной передачи тепла и увеличения площади испарения имеют наружные по всей наружной поверхности камеры в положении подвижного элемента 3,обеспечивающего ее наибольший объем, и внутренние по ее наименьшему объему-оребрение передают тепловую энергию во внутрь этой камеры. Насос 9 забирает сконденсировавшуюся в холодильнике 6 жидкость и подает ее под постоянным давлением но с переменным расходом дозатору 10, который, в свою очередь, согласованно с положением подвижного элемента 3 относительно стенок камеры 2, то есть при его положении, обеспечивающем ее наименьший объем и требуемой величины быстроходности и развиваемого подвижным элементом 3 усилия подает в камеру 2 требуемый объем рабочего тела, в данном случае низкокипящей жидкости, например аммиака. Жидкость, получая тепло через стенки камеры 2, начинает испаряться, давление в камере 2 повышается и подвижный элемент 3 начинает перемещаться, передавая усилие через связь потребителю механической энергии. По мере расширения пара его температура, а, следовательно, давление в камере 2 и усилие на подвижный элемент 3 уменьшаются. Для компенсации этого снижения температуры и давления наружные стенки камеры 2 контактируют с источником тепловой энергии по всей наружной поверхности до положения подвижного элемента 3, обеспечивающего ее наибольший объем, что позволяет поддерживать температуру и давление в камере 2 в требуемых параметрах, поскольку если внутренняя поверхность стенок камеры 2 в положении ее наименьшего объема охлаждается от испарения жидкости, то подогрев паров жидкости будет происходить от неохлажденных еще стенок при перемещении подвижного элемента. По достижении предельной величины перемещения подвижного элемента 3 относительно стенок камеры 2 се внутренний объем клапан 7 через трубопровод 5 соединяет со входом холодильника 6,давление в камере резко падает и подвижный, элемент 3 устройством для возвращения в исходное положение возвратится в положение наименьшего объема при котором клапан 7 закроется, а дозатор 10 подаст в камеру 2 необходимое количество рабочего тела. Во время всего цикла наружные стенки камеры 2,находясь в потоке теплоносителя, нагревают внутренние ее стенки. Изменяя дозатором 10 количество подаваемого в камеру 2 рабочего тела, регулируют усилие перемещения подвижного элемента 3 и его быстроходность. При небольшом требуемом усилии перемещения элемента 3 подачу уменьшают и испарение меньшего объема жидкости с перегревом пара до меньшей температуры займет меньше времени и быстроходность увеличится. Для создания большего усилия на подвижный элемент 3 количество подаваемой дозатором 10 жидкости в камеру 2 увеличивают, но это снижает быстроходность из-за увеличения времени испарения.The internal evaporation engine operates as follows. The walls of the chamber are of variable volume 2, which, for more intense heat transfer and increase the evaporation area, are external over the entire outer surface of the chamber in the position of the movable element 3, which provides its largest volume, and internal ones with its smallest volume-fins transfer thermal energy into the inside of this chamber. The pump 9 takes the liquid condensed in the refrigerator 6 and delivers it under constant pressure but with a variable flow rate to the dispenser 10, which, in turn, is consistent with the position of the movable element 3 relative to the walls of the chamber 2, that is, with its position ensuring its smallest volume and the required the value of speed and the force developed by the movable element 3 feeds into the chamber 2 the required volume of the working fluid, in this case a low boiling liquid, such as ammonia. The liquid, receiving heat through the walls of the chamber 2, begins to evaporate, the pressure in the chamber 2 rises and the movable element 3 begins to move, transmitting the force through communication to the consumer of mechanical energy. As the steam expands, its temperature and, consequently, the pressure in the chamber 2 and the force on the movable element 3 decrease. To compensate for this decrease in temperature and pressure, the outer walls of the chamber 2 are in contact with the source of thermal energy over the entire outer surface to the position of the movable element 3, providing its greatest volume, which allows you to maintain the temperature and pressure in the chamber 2 in the required parameters, since if the inner surface of the walls of the chamber 2 in the position of its smallest volume is cooled by evaporation of the liquid, then the heating of the vapor of the liquid will occur from the still uncooled walls when moving the movable element but. Upon reaching the limit value of the movement of the movable element 3 relative to the walls of the chamber 2, the internal volume of the valve 7 connects through the pipe 5 to the inlet of the refrigerator 6, the pressure in the chamber drops sharply and movable, the element 3 returns to the lowest position at which the valve returns to its original position 7 will close, and the dispenser 10 will supply the necessary amount of a working fluid to the chamber 2. During the entire cycle, the outer walls of the chamber 2, while in the flow of coolant, heat its inner walls. Changing the dispenser 10, the amount of the working fluid supplied to the chamber 2, regulate the force of movement of the movable element 3 and its speed. With a small required effort to move the element 3, the supply is reduced and the evaporation of a smaller volume of liquid with steam overheating to a lower temperature will take less time and speed will increase. To create more effort on the movable element 3, the amount of fluid supplied by the dispenser 10 to the chamber 2 is increased, but this reduces the speed due to the increase in evaporation time.

При использовании в качестве теплоносителя текучих сред (дымовые газы, горячая вода и т.п.) задвижка, которая установлена на выпускном патрубке 12 теплоносителя, открыта и отработанный теплоноситель удаляется из теплообменника 1, куда он был подан через впускной патрубок 11. При использований в качестве теплоносителя водяного пара задвижка патрубка 12 закрыта и сконденсировавшаяся в теплообменнике 1 вода отводится конденсатоотводчиком 13.When using fluids (flue gases, hot water, etc.) as a coolant, the valve that is installed on the coolant outlet 12 is open and the spent coolant is removed from the heat exchanger 1, where it was supplied through the inlet 11. as the heat carrier of water vapor, the valve of the nozzle 12 is closed and the water condensed in the heat exchanger 1 is discharged by a condensate drain 13.

При выполнении двигателя с гидростатическим соединением потребителя механической энергии с подвижным элементом 3,который выполнен в виде диафрагмы либо поршня, одна рабочая поверхность которых воспринимает давление паров в камере 2,а другая воздействует на жидкость передачи движения в герметичной каморе 3 4. При наименьшем объеме камеры 2 камера 14 через трубопровод 15 с установленным на пути потока запорным клапаном заполняется жидкостью передачи движения, причем запорный клапан, который установлен на пути потока жидкости из камеры 14 через отводящий трубопровод 16, закрыт. При рабочем ходе подвижного элемента 3,когда в камере 2 начнет подниматься давление от испарения поданной в нее насосом 9 и отмеренное дозатором 10 необходимое при заданном режиме потребления механической энергии количество низкокипящей жидкости, вначале закроется запорный клапан на пути потока жидкости передачи движения в камеру 14 через трубопровод 15, а затем откроется запорный клапан на пути движения жидкости передачи движения из камеры 14 через трубопровод 16. Когда давление этой жидкости в камере 14, то есть перед запорным клапаном трубопровода 16 превысит давление давление за этим клапаном, механическая энергия перемещения подвижного элемента 3 потоком жидкости передачи движения передается потребителю.When performing an engine with a hydrostatic connection of a consumer of mechanical energy with a movable element 3, which is made in the form of a diaphragm or a piston, one working surface of which receives the vapor pressure in the chamber 2, and the other acts on the transmission fluid in the sealed chamber 3 4. With the smallest chamber volume 2, the chamber 14 through the pipeline 15 with the shut-off valve installed in the flow path is filled with the transmission fluid, the shut-off valve, which is installed in the path of the fluid flow from the chamber 14 Without discharge pipe 16, closed. During the working stroke of the movable element 3, when the pressure starts to rise from the evaporation of the pump 9 fed into it and the quantity of low-boiling liquid measured by the dispenser 10 is necessary for a given mode of consumption of mechanical energy, the shut-off valve in the flow path of the fluid transfer to the chamber 14 first closes pipeline 15, and then the shut-off valve will open on the way the motion transmission fluid moves from the chamber 14 through the conduit 16. When the pressure of this fluid is in the chamber 14, that is, before the shut-off valve, the pipe the wire 16 will exceed the pressure pressure behind this valve, the mechanical energy of moving the movable element 3 is transferred to the consumer by the fluid of the motion transmission fluid.

Изобретение позволяет использовать теплосодержание отходящих дымовых газов теплопроизводящих установок вплоть до конденсации водяного пара как при сгорании органического топлива, так и от испарения содержащейся в топливе воды на производство механической энергии, а в случае использования в качестве теплоносителя отработанного водяного пара паровых машин использовать в бинарном цикле с ними даже скрытую теплоту парообразования воды, которая в несколько раз превышает теплосодержание пара. Кроме того возможно использование любого источника теплоты, температура которого выше температуры кипения низкокипящей жидкости, например тепла окружающей среды, воды морей и океанов для привода в действие движителей судов. Эффективно использование в космосе, поскольку велики разница температур стороны, обращенной к светилу для нагревателя и стороны, находящейся в тени, для холодильника. Относительно малая быстроходность предложенного двигателя может быть скомпенсирована как механическим редуктором, так и установкой нескольких камер переменного объема, работающих на общий потребитель механической энергии, особенно при гидростатическом способе передачи движения с использованием гидроаккумулятора, причем невысокая быстроходность, в свою очередь, снижает инерционные нагрузки.The invention allows to use the heat content of the exhaust flue gases of heat generating plants up to condensation of water vapor both during the combustion of organic fuel and from the evaporation of the water contained in the fuel to produce mechanical energy, and in the case of using waste water as a heat carrier, use steam engines in a binary cycle with even the latent heat of vaporization of water, which is several times higher than the heat content of steam. In addition, it is possible to use any source of heat whose temperature is higher than the boiling point of a low-boiling liquid, for example, the heat of the environment, water of the seas and oceans to drive the propulsion of ships. Use in space is effective, since the temperature difference between the side facing the star for the heater and the side in the shade for the refrigerator is large. The relatively low speed of the proposed engine can be compensated by both a mechanical gearbox and the installation of several chambers of variable volume working for a common consumer of mechanical energy, especially with a hydrostatic method of transmitting movement using a hydraulic accumulator, and low speed, in turn, reduces inertial loads.

Claims (3)

1. Двигатель внутреннего испарения, содержащий источник тепла, рекуперативный теплообменник, камеру переменного объема с подвижным элементом, холодильник, насос и рабочее тело в виде жидкости, на входном трубопроводе которой из холодильника в камеру переменного объема установлены насос и дополнительно дозатор, подвижный элемент соединен с потребителем механической энергии, а на выходном трубопроводе из этой камеры в холодильник установлен управляемый клапан, управление работой которого, а также дозатором согласовано с положением подвижного элемента относительно стенок этой камеры, отличающийся тем, что соединение подвижного элемента камеры переменного объема с потребителем механической энергии выполнено гидростатическим, а камера переменного объема расположена внутри герметичной камеры с подводящим и отводящим патрубками теплоносителя и конденсатоотводчиком.1. An internal evaporation engine containing a heat source, a regenerative heat exchanger, a variable-volume chamber with a movable element, a refrigerator, a pump and a working fluid in the form of a liquid, a pump and, optionally, a dispenser are installed on the inlet pipe from the refrigerator to the variable-volume chamber, the movable element is connected to a consumer of mechanical energy, and on the outlet pipe from this chamber a controlled valve is installed in the refrigerator, the operation of which, as well as the dispenser, is coordinated with the position of a different element relative to the walls of this chamber, characterized in that the connection of the movable element of the chamber of variable volume with a consumer of mechanical energy is hydrostatic, and the camera of variable volume is located inside the sealed chamber with inlet and outlet pipes of the coolant and the condensate drain. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что содержит несколько камер переменного объема, подвижные элементы которых соединены с общим потребителем механической энергии, циклы которых смещены относительно друг друга по времени на величину, равную продолжительности цикла одной камеры, деленную на количество камер.2. The engine according to claim 1, characterized in that it contains several chambers of variable volume, the movable elements of which are connected to a common consumer of mechanical energy, the cycles of which are offset relative to each other in time by an amount equal to the cycle time of one chamber divided by the number of chambers. 3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что насос подачи рабочего тела в камеру переменного объема через дозатор выполнен постоянного давления. 3. The engine according to claim 1, characterized in that the pump for supplying a working fluid to a chamber of variable volume through a dispenser is made of constant pressure.
RU2009112949/06A 2009-04-06 2009-04-06 Engine for conversion of thermal energy into mechanical energy RU2496993C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009112949/06A RU2496993C2 (en) 2009-04-06 2009-04-06 Engine for conversion of thermal energy into mechanical energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009112949/06A RU2496993C2 (en) 2009-04-06 2009-04-06 Engine for conversion of thermal energy into mechanical energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009112949A RU2009112949A (en) 2010-10-20
RU2496993C2 true RU2496993C2 (en) 2013-10-27

Family

ID=44023517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009112949/06A RU2496993C2 (en) 2009-04-06 2009-04-06 Engine for conversion of thermal energy into mechanical energy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2496993C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3490234A (en) * 1967-09-01 1970-01-20 Wendell H Lea Steam engines
SU989120A1 (en) * 1981-03-30 1983-01-15 Научно-производственное объединение "Квант" Exterior heat supply engine
SU1564372A1 (en) * 1983-03-22 1990-05-15 Л.Н.Бритвин Device for conversion of vapour energy to mechanical work and steam power unit for effecting same
RU2107169C1 (en) * 1993-12-09 1998-03-20 Станислав Викторович Цивинский Steam engine
RU2239704C1 (en) * 2003-02-28 2004-11-10 ООО "Мидера-К" Steam power plant with piston steam machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3490234A (en) * 1967-09-01 1970-01-20 Wendell H Lea Steam engines
SU989120A1 (en) * 1981-03-30 1983-01-15 Научно-производственное объединение "Квант" Exterior heat supply engine
SU1564372A1 (en) * 1983-03-22 1990-05-15 Л.Н.Бритвин Device for conversion of vapour energy to mechanical work and steam power unit for effecting same
RU2107169C1 (en) * 1993-12-09 1998-03-20 Станислав Викторович Цивинский Steam engine
RU2239704C1 (en) * 2003-02-28 2004-11-10 ООО "Мидера-К" Steam power plant with piston steam machine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009112949A (en) 2010-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7823381B2 (en) Power plant with heat transformation
JP6154967B1 (en) Parallel motion thermal energy power machine and method of operation thereof
CN101573564A (en) A closed cycle heat transfer device and method
AU2014229364A1 (en) Closed-cycle plant
CN103089555A (en) Solar heat collection technology and gas-steam combined cycle device coupling power generation technology
BG110419A (en) Method and layout of a heat hydro engine for the transformation of thermal energy into mechanic
US10047637B2 (en) Intermediate pressure storage system for thermal storage
KR101018379B1 (en) External combustion engine and output method thereof
WO2010105288A1 (en) Thermal engine using an external heat source
WO2011012907A2 (en) Heat-driven power generation system
RU2692615C1 (en) Thermoelectric transformer
RU2496993C2 (en) Engine for conversion of thermal energy into mechanical energy
CN102865112A (en) Back thermal cycle power generation, multi-level back thermal cycle power generation and poly-generation system
Müller et al. Experimental investigation of the atmospheric steam engine with forced expansion
CN202900338U (en) Back-pressure-heating circulation power generation and multi-stage back-pressure-heating circulation power generation and multi-generation system
GB2472604A (en) Free piston thermo electrical power generator
RU2278279C2 (en) Cogeneration system based on steam boiler plant with use of heat of waste gases
KR101623418B1 (en) stirling engine
RU145195U1 (en) HEAT ELECTRIC STATION
CN203892046U (en) Negative pressure power machine
RU2509218C2 (en) External combustion engine
Dmitrenko et al. Analysis of the Issue of Recovery of Low-Potential Energy at Small-Scale Energy Facilities
CN101191427A (en) Fluid pressure difference engine
GB2535005A (en) Energy generation systems
BG4039U1 (en) Low temperature combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150407