RU2526605C1 - Устройство для преобразования термодинамических процессов в механическую работу - Google Patents
Устройство для преобразования термодинамических процессов в механическую работу Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526605C1 RU2526605C1 RU2013129943/06A RU2013129943A RU2526605C1 RU 2526605 C1 RU2526605 C1 RU 2526605C1 RU 2013129943/06 A RU2013129943/06 A RU 2013129943/06A RU 2013129943 A RU2013129943 A RU 2013129943A RU 2526605 C1 RU2526605 C1 RU 2526605C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- cylinder
- expansion
- tdc
- piston
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к объемным тепловым машинам, преобразующим тепло нагретых газов в механическую работу. Техническим результатом является повышение КПД теплового двигателя. Сущность изобретения заключается в том, что расширительный цилиндр связан с источником горячего газа при помощи входного трубопровода с клапаном и с промежуточным цилиндром при помощи перепускного канала с клапаном, промежуточный цилиндр связан с камерой охладителя при помощи соединительного канала с выпускным клапаном, а камера охладителя сообщена с атмосферой при помощи выпускной трубы с клапаном сброса отработавших газов. Клапан входного трубопровода открыт во время такта расширения при перемещении поршня расширительного цилиндра от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) при закрытом перепускном клапане, перепускной клапан открыт в конце такта расширения при закрытом клапане впускного трубопровода с возможностью перепуска расширившегося газа из расширительного цилиндра в камеру охладителя через перепускной канал и соединительный канал с открытым в нем выпускным клапаном при положении поршня промежуточного цилиндра в районе своей ВМТ и продолжения расширения газа в камере охладителя с последующим выбросом отработавших газов в атмосферу через клапан сброса и выходную трубу. При перемещении поршня расширительного цилиндра от ВМТ остатки расширившегося газа перепускаются из расширительного цилиндра в промежуточный цилиндр при закрытом выпускном клапане и закрытом клапане сброса, камера охладителя снабжена теплообменником с возможностью отбора тепла от оставшегося в ней расширившегося газа до состояния его разрежения, и при перемещении поршня промежуточного цилиндра от своей НМТ выпускной клапан открыт с возможностью сообщения промежуточного цилиндра с камерой охладителя и перемещения поршня промежуточного цилиндра к ВМТ под действием разрежения, созданного в камере охладителя. Устройство позволяет преобразовать максимально возможное количество тепла в полезную работу за счет использования обратного термодинамического процесса. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к объемным тепловым машинам, преобразующим тепло нагретых газов в механическую работу.
Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр сгорания и расширения и цилиндр расширения, при этом расширившиеся в цилиндре сгорания газы выпускаются как в холодильник (атмосферу), так и в цилиндр расширения для дополнительного их расширения и получения дополнительной работы на валу (А.с. СССР №1470987).
Недостатками известной машины являются неполное использование тепла рабочего тела.
Техническим результатом является повышение КПД теплового двигателя.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для преобразования термодинамических процессов в механическую работу содержит, по меньшей мере, один расширительный цилиндр с размещенным в нем поршнем, по меньшей мере, один промежуточный цилиндр с размещенным в нем поршнем, по меньшей мере, одну камеру охладителя, при этом поршни расширительного и промежуточного цилиндров связаны кинематически с валом отбора мощности и расположены в цилиндрах в противофазе один относительно другого, расширительный цилиндр связан с источником горячего газа при помощи входного трубопровода с клапаном и с промежуточным цилиндром при помощи перепускного канала с перепускным клапаном, промежуточный цилиндр связан с камерой охладителя при помощи соединительного канала с выпускным клапаном, а камера охладителя сообщена с атмосферой при помощи выпускной трубы с клапаном сброса отработавших газов, причем клапан входного трубопровода открыт во время такта расширения при перемещении поршня расширительного цилиндра от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) при закрытом перепускном клапане, перепускной клапан открыт в конце такта расширения при закрытом клапане впускного трубопровода с возможностью перепуска расширившегося газа из расширительного цилиндра в камеру охладителя через перепускной канал и соединительный канал с открытым в нем выпускным клапаном при положении поршня промежуточного цилиндра в районе своей ВМТ и продолжения расширения газа в камере охладителя с последующим выбросом отработавших газов в атмосферу через клапан сброса и выходную трубу, при перемещении поршня расширительного цилиндра от НМТ остатки расширившегося газа перепускаются в промежуточный цилиндр при закрытом выпускном клапане и закрытом клапане сброса, камера охладителя снабжена теплообменником с возможностью отбора тепла от оставшегося в ней расширившегося газа до состояния его разрежения, и при перемещении поршня промежуточного цилиндра от своей НМТ выпускной клапан открыт С возможностью сообщения промежуточного цилиндра с камерой охладителя и перемещения поршня промежуточного цилиндра к ВМТ под действием разрежения, созданного в камере охладителя.
Изобретение поясняется при помощи чертежей.
На фиг.1 показана схема устройства;
На фиг.2 показано устройство в начале такта расширения в расширительном цилиндре;
На фиг.3 - то же, в момент перепуска расширившегося газа из расширительного цилиндра в камеру охладителя с последующим выбросом отработавших газов в атмосферу через клапан сброса и выходную трубу;
На фиг.4 - то же, в момент перепуска оставшихся в расширительном цилиндре газов в промежуточный цилиндр.
Устройство содержит расширительный цилиндр 1 с поршнем 2, промежуточный цилиндр 3 с поршнем 4, вал 5 отбора мощности, с которым связаны поршни 2 и 4 при помощи, например, шатунов соответственно 6 и 7. При этом вал 5 выполнен коленчатым со смещением колен на 180° для размещения поршней 2 и 4 в цилиндрах в противофазе. Расширительный цилиндр 1 снабжен входным трубопроводом 8 с установленным в нем входным клапаном 9, посредством которого цилиндр связан с источником горячего газа. Промежуточный цилиндр 3 связан с расширительным цилиндром 1 посредством перепускного канала 10 с установленным в нем перепускным клапаном 11. Устройство содержит также камеру 12 охладителя с теплообменником 13, которая соединена с промежуточным цилиндром 3 посредством соединительного канала 14 с установленным в нем выпускным клапаном 15. Камера 12 также связана с атмосферой при помощи выхлопной трубы 16 с установленным в ней клапаном 17 сброса.
Описываемое устройство работает следующим образом. В положении поршня 2 в верхней мертвой точке (ВМТ) открывается входной клапан 9 (Фиг.2), по входному трубопроводу 8 в расширительный цилиндр 1 поступает горячий газ и расширяется, перемещая поршень 2 к нижней мертвой точке (НМТ). Движение поршней 2 и 4 преобразуется во вращение вала 5. В конце такта расширения в цилиндре 1 в районе НМТ поршня 2 входной клапан 9 закрывается, после чего перепускной клапан 11 открывается, и по перепускному каналу 10, а также соединительному каналу 14 с открытым выпускным клапаном 15 расширившиеся газы из цилиндра 1 выпускаются в камеру 12 охладителя. Камера 12 охладителя имеет объем, соответствующий объему, занимаемому полностью расширившимся газом, а также она имеет теплообменник, поэтому газы перепускаются в нее еще и под действием разрежения в камере 12. Как только давление перепускаемого газа в камере 12 превысит давление окружающей среды, открывается клапан 17 сброса и охлажденные газы направляются в атмосферу через выхлопную трубу 16 (фиг.3). При падении давления в камере 12 до атмосферного клапан 17 сброса закрывается, после чего закрывается и выпускной клапан 15.
В это время поршень 4 движется от своей ВМТ к НМТ (фиг.4), а поршень 2 - от своей НМТ к ВМТ, в результате чего происходит перепуск остатков расширившегося газа из расширительного цилиндра 1 в промежуточный цилиндр 3. Осуществляется такт «холостой ход», во время которого происходит охлаждение и сжатие газа в закрытой камере 12 охладителя с образованием в ней вакуума. В конце такта перепускной клапан 11 закрывается, после чего открывается выпускной клапан 15, и под действием разрежения в камере 12 охладителя поршень 4 перемещается к ВМТ, передавая полезную работу на вал 5 одновременно с перемещающимся к НМТ под действием давления горячих газов поршнем 2 уже следующего цикла.
Устройство позволяет преобразовать максимально возможное количество тепла в полезную работу за счет использования обратного термодинамического процесса.
Claims (1)
- Устройство для преобразования термодинамических процессов в механическую работу, содержащее, по меньшей мере, один расширительный цилиндр с размещенным в нем поршнем, по меньшей мере, один промежуточный цилиндр с размещенным в нем поршнем, по меньшей мере, одну камеру охладителя, при этом поршни расширительного и промежуточного цилиндров связаны кинематически с валом отбора мощности и расположены в цилиндрах в противофазе один относительно другого, расширительный цилиндр связан с источником горячего газа при помощи входного трубопровода с клапаном и с промежуточным цилиндром при помощи перепускного канала с перепускным клапаном, промежуточный цилиндр связан с камерой охладителя при помощи соединительного канала с выпускным клапаном, а камера охладителя сообщена с атмосферой при помощи выпускной трубы с клапаном сброса отработавших газов, причем клапан входного трубопровода открыт во время такта расширения при перемещении поршня расширительного цилиндра от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) при закрытом перепускном клапане, перепускной клапан открыт в конце такта расширения при закрытом клапане впускного трубопровода с возможностью перепуска расширившегося газа из расширительного цилиндра в камеру охладителя через перепускной канал и соединительный канал с открытым в нем выпускным клапаном при положении поршня промежуточного цилиндра в районе своей ВМТ и продолжения расширения газа в камере охладителя с последующим выбросом отработавших газов в атмосферу через клапан сброса и выходную трубу, при перемещении поршня расширительного цилиндра от ВМТ остатки расширившегося газа перепускаются из расширительного цилиндра в промежуточный цилиндр при закрытом выпускном клапане и закрытом клапане сброса, камера охладителя снабжена теплообменником с возможностью отбора тепла от оставшегося в ней расширившегося газа до состояния его разрежения, и при перемещении поршня промежуточного цилиндра от своей НМТ выпускной клапан открыт с возможностью сообщения промежуточного цилиндра с камерой охладителя и перемещения поршня промежуточного цилиндра к ВМТ под действием разрежения, созданного в камере охладителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013129943/06A RU2526605C1 (ru) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | Устройство для преобразования термодинамических процессов в механическую работу |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013129943/06A RU2526605C1 (ru) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | Устройство для преобразования термодинамических процессов в механическую работу |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2526605C1 true RU2526605C1 (ru) | 2014-08-27 |
Family
ID=51456202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013129943/06A RU2526605C1 (ru) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | Устройство для преобразования термодинамических процессов в механическую работу |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2526605C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4036016A (en) * | 1975-11-05 | 1977-07-19 | Louis Aldorfer | Vacuum-operated reciprocating engine |
SU1470987A1 (ru) * | 1986-05-26 | 1989-04-07 | А.Б.Качоровский | Способ работы двигател внутреннего сгорани и двигатель внутреннего сгорани |
SU1818478A1 (en) * | 1990-08-20 | 1993-05-30 | Nii Teplovykh Protsessov | Method of operation of piston pneumatic engine |
RU2032833C1 (ru) * | 1991-09-12 | 1995-04-10 | Юрий Вяйнович Гявгянен | Вакуумный двигатель |
RU2093688C1 (ru) * | 1994-12-22 | 1997-10-20 | Борис Петрович Таланов | Двигатель |
RU2116460C1 (ru) * | 1997-02-06 | 1998-07-27 | Буриков Владислав Сергеевич | Способ работы пневмодвигателя и устройство для его реализации (варианты) |
CZ299256B6 (cs) * | 2006-09-29 | 2008-05-28 | Navrátil@Roman | Termodynamicky úcinné zarízení k pohonu motorových vozidel a zpusob zvýšení termodynamické úcinnosti pístových spalovacích motoru |
RU2329383C2 (ru) * | 2005-09-01 | 2008-07-20 | Борис Иосифович Синельников | Способ работы вакуумного двигателя и вакуумный двигатель |
-
2013
- 2013-07-01 RU RU2013129943/06A patent/RU2526605C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4036016A (en) * | 1975-11-05 | 1977-07-19 | Louis Aldorfer | Vacuum-operated reciprocating engine |
SU1470987A1 (ru) * | 1986-05-26 | 1989-04-07 | А.Б.Качоровский | Способ работы двигател внутреннего сгорани и двигатель внутреннего сгорани |
SU1818478A1 (en) * | 1990-08-20 | 1993-05-30 | Nii Teplovykh Protsessov | Method of operation of piston pneumatic engine |
RU2032833C1 (ru) * | 1991-09-12 | 1995-04-10 | Юрий Вяйнович Гявгянен | Вакуумный двигатель |
RU2093688C1 (ru) * | 1994-12-22 | 1997-10-20 | Борис Петрович Таланов | Двигатель |
RU2116460C1 (ru) * | 1997-02-06 | 1998-07-27 | Буриков Владислав Сергеевич | Способ работы пневмодвигателя и устройство для его реализации (варианты) |
RU2329383C2 (ru) * | 2005-09-01 | 2008-07-20 | Борис Иосифович Синельников | Способ работы вакуумного двигателя и вакуумный двигатель |
CZ299256B6 (cs) * | 2006-09-29 | 2008-05-28 | Navrátil@Roman | Termodynamicky úcinné zarízení k pohonu motorových vozidel a zpusob zvýšení termodynamické úcinnosti pístových spalovacích motoru |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2306444C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания (варианты) и способ сжигания газа в нем | |
RU2434149C2 (ru) | Система и способ рекуперации сбросной теплоты для двигателя с расщепленным циклом | |
CN101548082B (zh) | 双活塞循环发动机 | |
RU2011141891A (ru) | Воздушно-гибридный двигатель с расщепленным циклом и способ его эксплуатации | |
RU2013109014A (ru) | Двигатель с расщепленным циклом и способ его эксплуатации | |
RU2011104049A (ru) | Способ эксплуатации поршневого детандера парового двигателя | |
RU2011146209A (ru) | Двигатель с расщепленным циклом и способ управления им (варианты) | |
RU2526605C1 (ru) | Устройство для преобразования термодинамических процессов в механическую работу | |
WO2016114683A1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания и способ работы | |
US20120085301A1 (en) | Internal Combustion Engine with Exhaust-Phase Power Extraction Serving Cylinder Pair(s) | |
US6463731B1 (en) | Two stroke regenerative external combustion engine | |
CN101482056B (zh) | 吸热回能式内燃机 | |
RU2527000C1 (ru) | Гибридная тепловая машина | |
RU2737461C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания двойного действия | |
RU2432474C2 (ru) | Способ работы поршневого двигателя внутреннего сгорания | |
RU2449138C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
CN101253316A (zh) | 蒸汽增强的双活塞循环发动机 | |
RU2636642C2 (ru) | Унифицированный поршневой двигатель без системы охлаждения | |
RU58622U1 (ru) | Силовая установка двойного действия с разделенными процессами сжатия и расширения | |
US20100269502A1 (en) | External combustion engine | |
US2206272A (en) | Internal combustion engine | |
RU2800787C1 (ru) | Поршневой двигатель двухцилиндровой конструкции | |
RU2663369C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания двустороннего действия с регенерацией теплоты | |
RU2477375C2 (ru) | Способ осуществления цикла поршневого двигателя и поршневой двигатель | |
RU2712327C1 (ru) | Система наддува для двухтактных двигателей внутреннего сгорания |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160702 |