RU2654663C2 - Способ работы двигателя и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ работы двигателя и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654663C2 RU2654663C2 RU2016117086A RU2016117086A RU2654663C2 RU 2654663 C2 RU2654663 C2 RU 2654663C2 RU 2016117086 A RU2016117086 A RU 2016117086A RU 2016117086 A RU2016117086 A RU 2016117086A RU 2654663 C2 RU2654663 C2 RU 2654663C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- tank
- hydrogen
- oxygen
- tanks
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
- F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
-
- 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
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам подачи криогенных жидкостей в двигатель внутреннего сгорания, и может быть использовано при создании новых типов двигателей с отсутствием выброса вредных веществ. Способ работы двигателя, основанный на попеременном режиме сжигания, движения подвижного элемента в противоположную сторону за счет введения в камеру сухого подогретого воздуха с одновременной подачей и диспергирования криогенной жидкости, при этом в качестве режима сгорания используют смеси газообразного кислорода и водорода, получаемые путем испарения отдельно хранящихся жидкого кислорода и водорода, перевода испарившегося водорода в газовый контейнер с гидридами интерметаллидов, заполнения камеры смешивания газообразным кислородом с последующей дозированной подачей газообразного водорода в смеситель и последующего попеременного направления смеси водорода и кислорода в камеру сгорания с попеременным вводом в противоположную сторону и диспергирования криогенной жидкости. Рассмотрен двигатель, содержащий камеру сгорания, соединенную попеременно с баком топлива и баком криогенной жидкости, и подвижный элемент, при этом баки топлива и баки криогенной жидкости выполнены в виде вложенных друг в друга баков, имеющих форму сфер, причем бак с жидким водородом окружен баком с жидким кислородом, а бак с жидким кислородом окружен баком с жидким воздухом или азотом, каждый из баков имеет независимые патрубки, патрубок от бака с жидким водородом последовательно соединен с контейнером с гидридами интерметаллидов и газовым дозатором, газовый патрубок от контейнера и патрубок от бака с жидким кислородом снабжены нагревателями, электрически соединенными со сверхпроводящим аккумулятором в виде сверхпроводящего кольца, расположенного в баке с жидким воздухом или азотом, а баки соединены со смесителем, который в свою очередь попеременно соединен с противоположными камерами сгорания. Изобретение обеспечивает повышение КПД экологического двигателя. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам подачи криогенных жидкостей в двигатель внутреннего сгорания, и может быть использовано при создании новых типов двигателей с отсутствием выброса вредных веществ.
Известен водородный двигатель [1], содержащий систему питания водородом двигателя внутреннего сгорания, содержащую источник водорода высокого давления, регулятор давления с блоком управления, электромагнитный клапан с блоком управления, искровую свечу зажигании. Однако водород в таком двигателе используется только для замещения углеводородного топлива. К недостаткам такого двигателя можно отнести низкий коэффициент полезного действия из-за высокотемпературного выхлопа.
Этими же недостатками обладают все водородные двигатели фирмы Toyota, содержащие в открытой базе данных на 5680 патентов на водородные двигатели [2]
Известен способ работы двигателя [3], основанный на попеременном сжигании топлива в камере сгорания путем подогрева воздуха и впрыскивании в него жидкости. Однако в нем впрыскивается только органическое топливо, что не позволяет сократить выбросы вредных веществ.
В качестве прототипа на способ работы двигателя можно выбрать способ работы двигателя, основанный на попеременном режиме сжигания [4], движения подвижного элемента (поршня, диафрагмы) в противоположную сторону за счет введения в камеру сухого подогретого воздуха с одновременной подачей и диспергирования криогенной жидкости, электрически соединенными с аккумулятором в виде сверхпроводящего кольца, расположенного в баке с жидким воздухом (азотом), а баки соединены со смесителем, который в свою очередь попеременно соединен с противоположными камерами сгорания.
Задачей изобретения является создание экологически чистого двигателя и повышение КПД.
Поставленная задача решается за счет того, что способ работы двигателя, основанный на попеременном режиме сжигания, движения подвижного элемента в противоположную сторону за счет введения в камеру сухого подогретого воздуха с одновременной подачей и диспергирования криогенной жидкости, при этом в качестве режима сгорания используют смеси газообразного кислорода и водорода, получаемые путем испарения отдельно хранящихся жидкого кислорода и водорода, перевода испарившегося водорода в газовый контейнер с гидридами интерметаллидов, заполнения камеры смешивания газообразным кислородом с последующей дозированной подачей газообразного водорода в смеситель и последующего попеременного направления смеси водорода и кислорода в камеру сгорания с попеременным вводом в противоположную сторону и диспергирования криогенной жидкости. Подвижный элемент выполнен в виде поршня или диафрагмы.
Двигатель, содержащий камеру сгорания, соединенную попеременно с баком топлива и баком криогенной жидкости, и подвижный элемент, при этом баки топлива и баки криогенной жидкости выполнены в виде вложенных друг в друга баков, имеющих форму сфер, причем бак с жидким водородом окружен баком с жидким кислородом, а бак с жидким кислородом окружен баком с жидким воздухом или азотом, каждый из баков имеет независимые патрубки, патрубок от бака с жидким водородом последовательно соединен с контейнером с гидридами интерметаллидов и газовым дозатором, газовый патрубок от контейнера и патрубок от бака с жидким кислородом снабжены нагревателями, электрически соединенными со сверхпроводящим аккумулятором в виде сверхпроводящего кольца, расположенного в баке с жидким воздухом или азотом, а баки соединены со смесителем, который в свою очередь попеременно соединен с противоположными камерами сгорания. Сверхпроводящий аккумулятор энергии расположен преимущественно в нижней части бака с жидким азотом или воздухом. Патрубки сочленены с водородно-кислородным топливным элементом, содержащим анод и катод, отделенные друг от друга мембраной из твердополимерного электролита, причем анод и катод соединены как со сверхпроводящим аккумулятором энергии, так и со всеми потребителями электрической энергии. Потребителями электрической энергии являются нагреватели. Баки отделены друг от друга вакуумной теплоизоляцией.
К особенностям можно отнести и то, что сверхпроводящий аккумулятор энергии расположен преимущественно в нижней части бака с жидким азотом (воздухом). К другим особенностям можно отнести и то, что патрубки сочленены с водородно-кислородным топливным элементом, содержащим анод и катод, отделенные друг от друга мембраной из твердополимерного электролита, причем анод и катод соединены как со сверхпроводящим аккумулятором энергии, так и со всеми потребителями электрической энергии (нагревателями), и то, что баки отделены друг от друга вакуумной теплоизоляцией.
На рис. 1 изображена часть двигателя, содержащего преимущественно контейнеры с криогенной жидкостью и контейнер для хранения газообразного водорода.
Особенностью вновь предложенного двигателя является то, что баки топлива и баки криогенной жидкости 3 выполнены в виде вложенным друг в друга баков, имеющих форму сфер, причем бак с жидким водородом 5 (с наименьшей температурой кипения) окружен баком 6 с жидким кислородом, а бак 7 с жидким кислородом окружен баком с жидким воздухом (азотом), каждый из баков 5, 6, 7 имеет независимые патрубки 8, 9, 10, патрубок от бака 6 с жидким водородом последовательно соединен с контейнером 11 с гидридами интерметаллидов и газовым дозатором 12, газовый патрубок от контейнера 11 и патрубок от бака с жидким кислородом 7 снабжены нагревателями 13, электрически 14 соединенными с аккумулятором 15 в виде сверхпроводящего кольца, расположенного в баке с жидким воздухом (азотом) 7, а баки 5 и 6 соединены со смесителем 16, который в свою очередь попеременно соединен с противоположными камерами сгорания.
К недостаткам такого способа работы двигателя можно отнести лишь частичную замену углеводородного топлива, которую компенсируют при движении поршня в противоположную сторону за счет введения в камеру сухого подогретого воздуха с одновременной подачей и диспергирования криогенной жидкости. Другими словами, такой способ лишь частично снижает выброс вредных веществ.
В предлагаемом способе работы двигателя, основанном на попеременном режиме сжигания, движения подвижного элемента (поршня, диафрагмы) в противоположную сторону за счет введения в камеру сухого подогретого воздуха с одновременной подачей и диспергирования криогенной жидкости.
К особенностям вновь предложенного способа можно отнести то, что в качестве режима сгорания используют смеси газообразного кислорода и водорода, получаемые путем испарения отдельно хранящихся жидкого кислорода и водорода, перевода испарившегося водорода в газовый контейнер с гидридами интерметаллидов, заполнения камеры смешивания газообразным кислородом с последующей дозированной подачей газообразного водорода в смеситель и последующего попеременного направления смеси водорода и кислорода в камеру сгорания с попеременным вводом в противоположную сторону и диспергирования криогенной жидкости.
В качестве прототипа при рассмотрении двигателя можно рассмотреть двигатель [4], содержащий камеру сгорания 1, соединенную попеременно с баком топлива 2 и баком криогенной жидкости 3, и подвижный элемент (поршень, мембрана) 4.
Особенностью вновь предложенного двигателя является то, что баки топлива и баки криогенной жидкости выполнены в виде вложенным друг в друга баков, имеющих форму сфер, причем бак с жидким водородом (с наименьшей температурой кипения) окружен баком с жидким кислородом, а бак с жидким кислородом окружен баком с жидким воздухом (азотом), каждый из баков имеет независимые патрубки, патрубок от бака с жидким водородом последовательно соединен с контейнером с гидридами интерметаллидов и газовым дозатором, газовый патрубок от контейнера и патрубок от бака с жидким кислородом снабжены нагревателями.
К особенностям можно отнести и то, что сверхпроводящий аккумулятор энергии 15 расположен преимущественно в нижней части бака 7 с жидким азотом (воздухом). К другим особенностям можно отнести и то, что патрубки 8 и 9 сочленены с водородно-кислородным топливным элементом 17, содержащим анод 18 и катод 19, отделенные друг от друга мембраной 20 из твердополимерного электролита, причем анод 18 и катод 19 соединены как со сверхпроводящим аккумулятором энергии 15, так и со всеми потребителями электрической энергии (нагревателями 12), и то, что баки 5, 6, 7 отделены друг от друга вакуумной теплоизоляцией 21.
На рис 2. изображен двигатель при движении поршня в одну сторону, а на рис. 3 в противоположную сторону.
Зажигание водорода можно осуществлять как в режиме двигателя Отто (от искры) так и двигателя Дизеля (от сжатия).
Предложенный способ и устройство предназначены для создания полностью экологически чистого двигателя при повышенном КПД. Повышение КПД достигается за счет высокотемпературного сгорания водорода и низкотемпературного испарения жидкого воздуха с другой стороны поршня.
Источники информации
1. Патент RU 32458232 на систему зажигания водородного двигателя.
2. Каталог на 5680 патентов на водородные двигатели фирмы Toyota (Каталог есть в интернете).
3. SU №1254185, 30.08.1986.
4. Патент RU №2552621 на двигатель внутреннего сгорания и способ его работы.
Claims (7)
1. Способ работы двигателя, основанный на попеременном режиме сжигания, движения подвижного элемента в противоположную сторону за счет введения в камеру сухого подогретого воздуха с одновременной подачей и диспергирования криогенной жидкости, отличающийся тем, что в качестве режима сгорания используют смеси газообразного кислорода и водорода, получаемые путем испарения отдельно хранящихся жидкого кислорода и водорода, перевода испарившегося водорода в газовый контейнер с гидридами интерметаллидов, заполнения камеры смешивания газообразным кислородом с последующей дозированной подачей газообразного водорода в смеситель и последующего попеременного направления смеси водорода и кислорода в камеру сгорания с попеременным вводом в противоположную сторону и диспергирования криогенной жидкости.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвижный элемент выполнен в виде поршня или диафрагмы.
3. Двигатель, содержащий камеру сгорания, соединенную попеременно с баком топлива и баком криогенной жидкости, и подвижный элемент, отличающийся тем, что баки топлива и баки криогенной жидкости выполнены в виде вложенных друг в друга баков, имеющих форму сфер, причем бак с жидким водородом окружен баком с жидким кислородом, а бак с жидким кислородом окружен баком с жидким воздухом или азотом, каждый из баков имеет независимые патрубки, патрубок от бака с жидким водородом последовательно соединен с контейнером с гидридами интерметаллидов и газовым дозатором, газовый патрубок от контейнера и патрубок от бака с жидким кислородом снабжены нагревателями, электрически соединенными со сверхпроводящим аккумулятором в виде сверхпроводящего кольца, расположенного в баке с жидким воздухом или азотом, а баки соединены со смесителем, который в свою очередь попеременно соединен с противоположными камерами сгорания.
4. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что сверхпроводящий аккумулятор энергии расположен преимущественно в нижней части бака с жидким азотом или воздухом.
5. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что патрубки сочленены с водородно-кислородным топливным элементом, содержащим анод и катод, отделенные друг от друга мембраной из твердополимерного электролита, причем анод и катод соединены как со сверхпроводящим аккумулятором энергии, так и со всеми потребителями электрической энергии.
6. Двигатель по п.5, отличающийся тем, что потребителями электрической энергии являются нагреватели.
7. Двигатель по п. 3, отличающийся тем, что баки отделены друг от друга вакуумной теплоизоляцией.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016117086A RU2654663C2 (ru) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | Способ работы двигателя и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016117086A RU2654663C2 (ru) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | Способ работы двигателя и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016117086A RU2016117086A (ru) | 2017-11-02 |
RU2654663C2 true RU2654663C2 (ru) | 2018-05-21 |
Family
ID=60264236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016117086A RU2654663C2 (ru) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | Способ работы двигателя и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2654663C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3982878A (en) * | 1975-10-09 | 1976-09-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Burning rate control in hydrogen fuel combustor |
RU2092700C1 (ru) * | 1992-01-28 | 1997-10-10 | Владимир Васильевич Струминский | Способ использования водорода в качестве добавок к основному топливу на автомобиле |
US6119651A (en) * | 1997-08-04 | 2000-09-19 | Herman P. Anderson Technologies, Llp | Hydrogen powered vehicle, internal combustion engine, and spark plug for use in same |
RU2446294C2 (ru) * | 2010-04-26 | 2012-03-27 | Владимир Васильевич Салмин | Система питания двигателя внутреннего сгорания и способ ее работы |
RU2549745C2 (ru) * | 2013-04-04 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Способ работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания с водородом в качестве горючего и использованием энергии выхлопа в пульсационной трубе |
RU2552621C2 (ru) * | 2012-11-19 | 2015-06-10 | Николай Павлович Мартынюк | Способ работы двигателя |
-
2016
- 2016-04-29 RU RU2016117086A patent/RU2654663C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3982878A (en) * | 1975-10-09 | 1976-09-28 | Nissan Motor Co., Ltd. | Burning rate control in hydrogen fuel combustor |
RU2092700C1 (ru) * | 1992-01-28 | 1997-10-10 | Владимир Васильевич Струминский | Способ использования водорода в качестве добавок к основному топливу на автомобиле |
US6119651A (en) * | 1997-08-04 | 2000-09-19 | Herman P. Anderson Technologies, Llp | Hydrogen powered vehicle, internal combustion engine, and spark plug for use in same |
RU2446294C2 (ru) * | 2010-04-26 | 2012-03-27 | Владимир Васильевич Салмин | Система питания двигателя внутреннего сгорания и способ ее работы |
RU2552621C2 (ru) * | 2012-11-19 | 2015-06-10 | Николай Павлович Мартынюк | Способ работы двигателя |
RU2549745C2 (ru) * | 2013-04-04 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Способ работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания с водородом в качестве горючего и использованием энергии выхлопа в пульсационной трубе |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016117086A (ru) | 2017-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11149662B2 (en) | Zero emission propulsion systems and generator sets using ammonia as fuel | |
Aydin et al. | Effects of hydrogenation of fossil fuels with hydrogen and hydroxy gas on performance and emissions of internal combustion engines | |
Subramanian et al. | Production and use of HHO gas in IC engines | |
US4140090A (en) | Precombustion chamber, stratified charge internal combustion engine system using a highly combustible gas in the precombustion chamber | |
US20180290112A1 (en) | Fuel Enrichment Method and Device | |
Peschka | Hydrogen: the future cryofuel in internal combustion engines | |
WO2022221890A1 (en) | Internal combustion engine | |
CN115234368B (zh) | 一体化制氢式射流点火装置及氨燃料发动机控制系统 | |
RU2654663C2 (ru) | Способ работы двигателя и устройство для его осуществления | |
Pant et al. | Fundamentals and use of hydrogen as a fuel | |
RU2681873C2 (ru) | Способ подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и система с парогенератором для его осуществления | |
GB2479404A (en) | Electrolytic process and device for enriching hydrocarbon fuel with hydrogen | |
Sivakumar et al. | Generation of brown gas from a dry cell HHO generator using chemical decomposition reaction | |
CN217538873U (zh) | 液氢发动机使用的低温氢气喷射结构 | |
WO2008099046A1 (en) | Explosion, phase, heat and buoyancy engine | |
CN115306596A (zh) | 氢氨融合发动机及其燃烧控制方法 | |
WO2015004668A1 (en) | Hcci engine | |
Rimkus et al. | Evaluating combustion, performance and emission characteristics of CI engine operating on diesel fuel enriched with HHO gas | |
Smygalina et al. | On the efficiency of utilization of hydrogen and syngas in a spark-ignition engine | |
Al-Rababah et al. | Predicting Effects of Gasoline and Hydrogen fuel supplements on the Performance Characteristics of Four-stroke SI Engines | |
Samath et al. | Analysis of hydrogen fuelled two stroke petrol engine | |
Вазетдинов | New internal combustion engine | |
US20230114536A1 (en) | Gaseous fuel generator equipment hydrogen - oxygen applied to internal combustion engines | |
JP2006527808A (ja) | 液化空気から圧縮空気を発生し、圧縮空気をエンジンに供給する方法及び装置 | |
EP4326980A1 (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180611 |