RU2586236C1 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2586236C1
RU2586236C1 RU2015101899/06A RU2015101899A RU2586236C1 RU 2586236 C1 RU2586236 C1 RU 2586236C1 RU 2015101899/06 A RU2015101899/06 A RU 2015101899/06A RU 2015101899 A RU2015101899 A RU 2015101899A RU 2586236 C1 RU2586236 C1 RU 2586236C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
housing
evaporator
heat
rigidly
Prior art date
Application number
RU2015101899/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Альбертович Пилюш
Original Assignee
Виктор Альбертович Пилюш
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 Виктор Альбертович Пилюш filed Critical Виктор Альбертович Пилюш
Priority to RU2015101899/06A priority Critical patent/RU2586236C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2586236C1 publication Critical patent/RU2586236C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering and can be used as an aircraft engine. Internal combustion engine includes tight housing (1) in form of truncated cone partially filled with heat carrier. Housing includes evaporator (2) and capacitor (3). In housing there is a heat-insulation ring (4), which is an element of housing and rigidly fastened with both evaporator and condenser of engine. To heat-insulation ring is rigidly attached impeller (5) of turbine with working blades, encircled by rim (6). Turbine wheel is rigidly secured to hollow shaft (7) of engine. Nozzle is installed on hollow shaft gear (8) of turbine, encircled by a rim (9), which is made up of internal annular magnet. Rims of both wheels are mounted so that annular gap (10) is formed with housing. Wheel with nozzle blades is installed with possibility of rotation relative to hollow shaft - on bearings (11). Above inner annular magnet there is outer annular magnet (12) rigidly connected to housing (13) of aircraft. On hollow motor shaft is rigidly fixed screw (14). In engine housing, in condensation zone, there are heat-conducting rods (15) on which are rigidly fixed plates (16), profile formed by technological operation "rolling" on both sides. Spiral is located around evaporator combustion chamber (17) with nozzles (18). Inside evaporator there is a metallic finely porous sponge (19).
EFFECT: higher engine power, safety of its transportation in idle state, as well as reduced weight and size.
3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано, в частности, в качестве двигателя летательного аппарата (ЛА).The invention relates to the field of power engineering and can be used, in particular, as the engine of an aircraft (LA).

Известно устройство двигателя [1], в котором содержатся внутренние и внешние радиаторы, содержащие тонкостенные пластины с развитой поверхностью теплообмена.A device of the engine is known [1], which contains internal and external radiators containing thin-walled plates with a developed heat exchange surface.

К недостаткам известного устройства следует отнести сравнительно низкую поверхность теплообмена радиаторов, что снижает мощность двигателя.The disadvantages of the known device include a relatively low heat exchange surface of radiators, which reduces engine power.

Вторым недостатком является отсутствие возможности безопасной транспортировки двигателя в нерабочем состоянии, обусловленное значительным количеством теплоносителя, свободно и хаотично перемещающегося в объеме герметичного корпуса двигателя.The second disadvantage is the inability to safely transport the engine in an idle state, due to a significant amount of coolant moving freely and randomly in the volume of the sealed engine casing.

Третьим недостатком являются сравнительно высокие массогабаритные характеристики двигателя, обусловленные наличием сплошного вала двигателя.The third disadvantage is the relatively high weight and size characteristics of the engine, due to the presence of a solid motor shaft.

Целью настоящего изобретения является повышение мощности двигателя, безопасной его транспортировки в нерабочем состоянии, а также уменьшение массогабаритных характеристик.The aim of the present invention is to increase the power of the engine, its safe transportation inoperative, as well as the reduction of overall dimensions.

Суть изобретения заключается в том, что для повышения эффективности теплообмена конусные тарелки радиаторов с обеих сторон подвергнуты технологической операции “накатка”, в результате чего поверхность теплообмена значительно возрастает, а на обеих поверхностях образуются многочисленные выступы, способствующие преобразованию мятого пара в конденсат.The essence of the invention lies in the fact that to increase the efficiency of heat transfer, the cone plates of the radiators are subjected to the “knurling” operation on both sides, as a result of which the heat transfer surface increases significantly, and numerous protrusions are formed on both surfaces, which facilitate the conversion of crushed steam into condensate.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На Фиг. 1 представлен внешний вид двигателя.In FIG. 1 shows the appearance of the engine.

На Фиг. 2 представлена одноступенчатая турбина.In FIG. 2 shows a single-stage turbine.

На Фиг. 3 изображен полый вал двигателя с конусными тарелками и теплопроводными стержнями.In FIG. 3 shows a hollow shaft of an engine with conical plates and heat-conducting rods.

На Фиг. 4 представлен профиль конусной тарелки после операции “накатка”.In FIG. 4 shows the profile of the cone plate after the knurling operation.

На Фиг. 5 представлены схема движения теплоносителя, схема движения атмосферного воздуха, а также треугольник раскладки сил, действующих на теплоноситель.In FIG. Figure 5 presents the motion diagram of the coolant, the motion diagram of atmospheric air, as well as the triangle of the distribution of forces acting on the coolant.

На Фиг. 6 представлен профиль поверхности конусной тарелки до операции “накатка”. Увеличено.In FIG. 6 shows the surface profile of the cone plate before the knurling operation. Increased.

На Фиг. 7 представлен профиль поверхности конусной поверхности после операции “накатка”.In FIG. 7 shows the surface profile of the conical surface after the knurling operation.

На Фиг. 8 представлены профили двух смежных конусных тарелок.In FIG. 8 shows profiles of two adjacent conical plates.

Устройство двигателя внешнего сгоранияThe device of an external combustion engine

Двигатель внешнего сгорания содержит герметичный корпус 1 в форме усеченного конуса, частично заполненный теплоносителем. Корпус содержит испаритель 2 и конденсатор 3. В корпусе содержится теплоизоляционное кольцо 4, являющееся элементом корпуса и жестко скрепленное как с испарителем, так и с конденсатором двигателя. К теплоизоляционному кольцу жестко крепится рабочее колесо 5 турбины с рабочими лопатками, охваченные ободом 6. Рабочее колесо турбины жестко крепится к полому валу 7 двигателя. На полый вал установлено сопловое колесо 8 турбины, охваченное ободом 9, представляющим собою внутренний кольцевой магнит. Ободья обоих колес установлены с образованием кольцевого зазора 10 с корпусом. Колесо с сопловыми лопатками установлено с возможностью вращения по отношению к полому валу - на подшипниках 11. Над внутренним кольцевым магнитом установлен внешний кольцевой магнит 12, жестко связанный с корпусом 13 ЛА. На полый вал двигателя жестко крепится винт 14. В корпусе двигателя, в зоне конденсации, содержатся теплопроводные стержни 15, на которых жестко закреплены конусные тарелки 16, профиль которых образован технологической операцией “накатка” с обеих сторон. Вокруг испарителя расположена спиральная камера сгорания 17 с форсунками 18. Внутри испарителя содержится металлическая мелкопористая губка 19.The external combustion engine contains a sealed housing 1 in the form of a truncated cone, partially filled with coolant. The housing contains an evaporator 2 and a condenser 3. The housing contains a heat-insulating ring 4, which is an element of the housing and is rigidly bonded to both the evaporator and the engine capacitor. The impeller 5 of the turbine with rotor blades enclosed by the rim 6 is rigidly attached to the heat-insulating ring. The impeller of the turbine is rigidly attached to the hollow shaft 7 of the engine. A nozzle wheel 8 of the turbine is installed on the hollow shaft, covered by a rim 9, which is an internal ring magnet. The rims of both wheels are installed with the formation of an annular gap 10 with the housing. A wheel with nozzle vanes is mounted rotatably with respect to the hollow shaft on bearings 11. Above the inner ring magnet, an external ring magnet 12 is mounted rigidly connected to the aircraft body 13. A screw 14 is rigidly fixed to the hollow shaft of the engine. In the engine housing, in the condensation zone, there are heat-conducting rods 15 on which conical plates 16 are rigidly fixed, the profile of which is formed by the knurling operation on both sides. Around the evaporator there is a spiral combustion chamber 17 with nozzles 18. Inside the evaporator there is a metal finely porous sponge 19.

Работа двигателяEngine operation

При подаче топлива к форсункам 18, а также сжатого воздуха в 2-спиральную камеру сгорания 17 происходит нагрев и испарение теплоносителя в испарителе 2. Пар под давлением поступает на лопатки соплового колеса 8. Поскольку сопловое колесо с направляющими лопатками зафиксировано от вращения с помощью внутренних и внешних магнитов, а рабочее колесо 5 жестко соединено посредством полого вала 7 с корпусом 1, двигатель приходит во вращение. Теплоноситель в парообразном состоянии, пройдя через турбину, поступает в конденсатор 3, где отдает часть тепла внешнему радиатору через теплопроводные стержни 15, и переходит в жидкую фазу - конденсат. Перейдя в жидкую фазу на внутренних конусных тарелках, теплоноситель осаждается на внутренней стенке конденсатора 3 и в виде тонкой пленки под действием центробежных сил возвращается в испаритель 2. Для этой цели между корпусом 1 и ободьями 9 колес турбины содержится зазор 10. В испарителе теплоноситель под действием тепла, полученного от камеры сгорания 17, вновь переходит в парообразное состояние и поступает на колеса турбин. Цикл замыкается.When fuel is supplied to the nozzles 18, as well as compressed air into the 2-spiral combustion chamber 17, heating and evaporation of the coolant in the evaporator 2 occurs. Steam under pressure enters the blades of the nozzle wheel 8. Since the nozzle wheel with guide vanes is locked from rotation by means of internal and external magnets, and the impeller 5 is rigidly connected by means of the hollow shaft 7 to the housing 1, the engine comes into rotation. The coolant in the vapor state, passing through the turbine, enters the condenser 3, where it transfers part of the heat to the external radiator through the heat-conducting rods 15, and passes into the liquid phase - condensate. Having passed into the liquid phase on the inner cone plates, the coolant precipitates on the inner wall of the condenser 3 and returns to the evaporator 2 as a thin film under the action of centrifugal forces. For this purpose, there is a gap 10 between the casing 1 and the rims 9 of the turbine wheels. the heat received from the combustion chamber 17, again passes into a vaporous state and enters the turbine wheels. The cycle closes.

Достоинство предложенного двигателя внешнего сгоранияThe advantage of the proposed external combustion engine

Любой тепловой двигатель должен содержать как минимум четыре устройства: 1. Источник энергии. 2. Тепловую машину. 3. Конденсатор. 4. Насос.Any heat engine must contain at least four devices: 1. An energy source. 2. The heat engine. 3. Capacitor. 4. The pump.

Обычно все эти устройства существуют самостоятельно, занимают большие площади и объем, и соединены между собою сложной системой коммуникаций. В предложенном техническом решении все необходимые устройства объединены в одном мобильном агрегате, а функции насоса исполняет сам двигатель, корпус которого выполнен в виде конуса.Typically, all these devices exist independently, occupy large areas and volume, and are interconnected by a complex communication system. In the proposed technical solution, all the necessary devices are combined in one mobile unit, and the pump itself performs the function of the engine, the casing of which is made in the form of a cone.

1. Задав необходимое значение конусности корпуса (угол α), число оборотов n и радиуса R, а также размер зазора между турбиной и корпусом, можно гарантированно обеспечить надежный проход теплоносителя со встречными направлениями. А именно: в газообразном состоянии - из испарителя в конденсатор, проходя через турбину, а обратно, в жидком состоянии - из конденсатора в испаритель. При этом ЛА с подобным двигателем, работа которого не зависит от ориентации в пространстве, может совершать любые фигуры высшего пилотажа.1. Having set the required value of the taper of the casing (angle α), the number of revolutions n and the radius R, as well as the size of the gap between the turbine and the casing, it is guaranteed to ensure reliable passage of the heat carrier with opposite directions. Namely: in the gaseous state - from the evaporator to the condenser, passing through the turbine, and vice versa, in the liquid state - from the condenser to the evaporator. Moreover, an aircraft with a similar engine, the operation of which does not depend on spatial orientation, can perform any aerobatics.

2. Плотная установка многочисленных конусных тарелок с развитой поверхностью теплообмена и наличие многочисленных выступов на поверхности, а также наличие многочисленных теплопроводных стержней обеспечивает переход мятого пара вначале в состояние насыщенного пара, а затем - в конденсат.2. The dense installation of numerous conical plates with a developed heat transfer surface and the presence of numerous protrusions on the surface, as well as the presence of numerous heat-conducting rods, ensure that crushed steam first goes into saturated steam and then into condensate.

3. Двигатель - всеядный, т.е. нетребовательный к качеству топлива. Форсунку можно настроить на любой вид топлива, при этом в жидком или газообразном виде.3. The engine is omnivorous, ie undemanding to fuel quality. The nozzle can be configured for any type of fuel, while in liquid or gaseous form.

4. Стационарный двигатель может работать на солнечной энергии.4. The stationary engine can run on solar energy.

5. Двигатель может работать в режиме силового агрегата (двигатель - эл. генератор).5. The engine can work in the power unit mode (engine - electric generator).

6. Анаэробный вариант двигателя, в котором радиоактивные ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы) в виде трубок плотно охватывают корпус испарителя, может быть использован в подводном положении.6. An anaerobic version of the engine, in which radioactive fuel elements (fuel elements) in the form of tubes tightly enclose the evaporator body, can be used in underwater position.

7. Анаэробный двигатель может быть также использован для космического машиностроения. Например, как БИП - бортовой источник питания, взамен солнечных батарей, вне зависимости от удаленности от Солнца.7. An anaerobic engine can also be used for space engineering. For example, as a BIP - an on-board power source, instead of solar panels, regardless of the distance from the Sun.

8. Металлическая мелкопористая губка представляет собою несколько слоев металлической сетки с размером ячеек 100-150 мкм [3].8. The finely porous metal sponge represents several layers of a metal mesh with a mesh size of 100-150 microns [3].

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2472005 с приоритетом от 18.01.2011 г.1. RF patent No. 2472005 with priority dated January 18, 2011.

2. Статья “накатка”. Политехнический словарь, издательство “Советская энциклопедия”, Москва, 1980 г., с. 319.2. The article "knurling". Polytechnical dictionary, publishing house "Soviet Encyclopedia", Moscow, 1980, p. 319.

3. Yandex. Фитиль или капиллярная структура.3. Yandex. Wick or capillary structure.

Claims (3)

1. Двигатель внешнего сгорания содержит герметичный корпус в форме усеченного конуса, частично заполненный теплоносителем, корпус содержит испаритель и конденсатор, в корпусе содержится теплоизоляционное кольцо, являющееся элементом корпуса и жестко скрепленное как с испарителем, так и с конденсатором двигателя, к теплоизоляционному кольцу жестко крепится рабочее колесо турбины с рабочими лопатками, охваченными ободом, рабочее колесо турбины жестко крепится к полому валу двигателя, на полый вал установлено сопловое колесо турбины, охваченное ободом, представляющим собою внутренний кольцевой магнит, ободья обоих колес установлены с образованием кольцевого зазора с корпусом, колесо с сопловыми лопатками установлено с возможностью вращения по отношению к полому валу - на подшипниках, над внутренним кольцевым магнитом установлен внешний кольцевой магнит, жестко связанный с корпусом летательного аппарата (ЛА), на полый вал двигателя жестко крепится винт, в корпусе двигателя, в зоне конденсации, содержатся теплопроводные стержни, на которых жестко закреплены тарелки, вокруг испарителя расположена спиральная камера сгорания с форсунками, отличающийся тем, что профиль тарелок образован технологической операцией "накатка" с обеих сторон поверхности.1. The external combustion engine contains a sealed housing in the form of a truncated cone, partially filled with coolant, the housing contains an evaporator and a condenser, the housing contains a heat-insulating ring, which is an element of the housing and rigidly attached to both the evaporator and the engine condenser, is rigidly fixed to the heat-insulating ring turbine impeller with impellers covered by a rim, turbine impeller is rigidly attached to the hollow shaft of the engine, a nozzle turbine wheel is installed on the hollow shaft, oh With a rim representing an inner ring magnet, the rims of both wheels are mounted to form an annular gap with the housing, the wheel with nozzle vanes is mounted rotatably with respect to the hollow shaft - on bearings, an outer ring magnet is mounted rigidly connected to the housing above the inner ring magnet aircraft (LA), a screw is rigidly fixed to the hollow shaft of the engine, in the engine housing, in the condensation zone, there are heat-conducting rods on which plates, wok are rigidly fixed The evaporator has a spiral combustion chamber with nozzles, characterized in that the plate profile is formed by the knurling operation on both sides of the surface. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что в испарителе содержится металлическая мелкопористая губка.2. The engine under item 1, characterized in that the evaporator contains a metal finely porous sponge. 3. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что вал двигателя выполнен полым. 3. The engine according to claim 1, characterized in that the engine shaft is hollow.
RU2015101899/06A 2015-01-22 2015-01-22 Internal combustion engine RU2586236C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015101899/06A RU2586236C1 (en) 2015-01-22 2015-01-22 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015101899/06A RU2586236C1 (en) 2015-01-22 2015-01-22 Internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2586236C1 true RU2586236C1 (en) 2016-06-10

Family

ID=56115326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015101899/06A RU2586236C1 (en) 2015-01-22 2015-01-22 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2586236C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB591524A (en) * 1944-06-07 1947-08-20 Standard Telephones Cables Ltd Turbo generator
GB1372645A (en) * 1971-11-12 1974-11-06 Schur G O Heat vapour differential engine
SU1032322A1 (en) * 1982-03-12 1983-07-30 Грузинский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.И.Ленина Coaxial heat pipe
RU2056606C1 (en) * 1993-01-21 1996-03-20 Виктор Альбертович Пилюш Heat energy-to-mechanical work converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB591524A (en) * 1944-06-07 1947-08-20 Standard Telephones Cables Ltd Turbo generator
GB1372645A (en) * 1971-11-12 1974-11-06 Schur G O Heat vapour differential engine
SU1032322A1 (en) * 1982-03-12 1983-07-30 Грузинский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.В.И.Ленина Coaxial heat pipe
RU2056606C1 (en) * 1993-01-21 1996-03-20 Виктор Альбертович Пилюш Heat energy-to-mechanical work converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9091469B2 (en) Apparatus and method for vapor driven absorption heat pumps and absorption heat transformer with applications
CA2101352C (en) Rotary absorption heat pump of improved performance
Bellos et al. Parametric analysis and optimization of a solar assisted gas turbine
JP4586632B2 (en) Jet steam engine
US4089174A (en) Method and apparatus for converting radiant solar energy into mechanical energy
CN101253310B (en) Rotary displacement type steam engine
KR20180100700A (en) Tapered spiral gas turbine with homo-polar DC generator for combined cooling, heating, power, pressure, work and water
CN101228352B (en) Rotary steam engine
US11319813B2 (en) Tapering spiral gas turbine with polygon electric generator for combined cooling, heating, power, pressure, work, and water
RU2586236C1 (en) Internal combustion engine
CN104392750B (en) Low temperature nuclear reactor and the onboard power systems based on low temperature nuclear reactor
CN107255066B (en) Temperature difference power engine heated by heat pump
JP6407089B2 (en) Power generator
RU2472005C2 (en) External combustion engine
RU2545107C2 (en) External combustion engine
RU2056606C1 (en) Heat energy-to-mechanical work converter
CN104165068A (en) Pipeline flow medium runoff type pressure driver
CA2621752C (en) Sealed thermal power battery charging method and system
CN212774784U (en) Solar water pump
RU2386857C1 (en) Method of vortex energy conversion of continuous medium, vortex energy converter (versions), solar energy converter, method of thermomagnetic energy conversion, vortex converter of thermomagnetic energy, vortex supercharger and vortex turbine
JPS60119306A (en) Heat pipe power plant
WO2017133294A1 (en) Tapering spiral gas turbine with homopolar dc generator for combined cooling, heating, power, pressure, work, and water
EP2233738A1 (en) Converter and an energy conversion method, a torque flow pump and a turbine
KR20110085587A (en) Vacuum engine
JP2005002985A (en) External-combustion engine

Legal Events

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

Effective date: 20180123