RU2660237C1 - Способ управления газораспределительным клапаном тепловой машины внешнего сгорания - Google Patents
Способ управления газораспределительным клапаном тепловой машины внешнего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660237C1 RU2660237C1 RU2017128233A RU2017128233A RU2660237C1 RU 2660237 C1 RU2660237 C1 RU 2660237C1 RU 2017128233 A RU2017128233 A RU 2017128233A RU 2017128233 A RU2017128233 A RU 2017128233A RU 2660237 C1 RU2660237 C1 RU 2660237C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- air
- gas distribution
- valve
- distribution valve
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
- F02C1/04—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C5/00—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
- F02C5/12—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the combustion chambers having inlet or outlet valves, e.g. Holzwarth gas-turbine plants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к тепловым машинам, а именно к двигателям с внешней камерой сгорания. Техническим результатом является повышение надежности управления двигателем. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют нагрев воздух во внутренней полости теплообменника. Воздух из теплообменника поступает в полость привода газораспределительного клапана. Фиксатор положения газораспределительного клапана и пружина привода газораспределительного клапана настроены на срабатывание при пределе максимально допустимого давления воздуха в теплообменнике. В момент времени, когда давление воздуха в теплообменнике достигнет предельно допустимой величины, воздух, поступающий в полость привода газораспределительного клапана, открывает его, и воздух, поступающий из теплообменника, приводит во вращение турбину, соединенную валом с ротором электрогенератора и компрессором. Отработавший в турбине воздух выбрасывается в атмосферу. Компрессор забирает воздух из атмосферы и через обратный клапан подает воздух в пневмоаккумулятор. После того как ротор электрогенератора получит импульс кинетической энергии вращения, давление воздуха в теплообменнике уменьшится до величины, при которой привод газораспределительного клапана возвращается в исходное положение. Доступ воздуха из теплообменника на турбину перекрывается, а доступ воздуха из пневмоаккумулятора через обратный клапан в теплообменник открывается и начинается очередной цикл нагрева воздуха в теплообменнике. 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области энергомашиностроения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известные схемы двигателей Стирлинга («Двигатели Стирлинга» Г. Ридер, Ч. Хупер, Издательство «Мир» Москва, 1986), преобразующих тепловую энергию в электроэнергию, имеют один существенный недостаток. Частота вращения ротора электрогенератора зависит от интенсивности подвода теплового потока к рабочему телу. Максимальная эффективность преобразования кинетической энергии ротора любого электрогенератора в электроэнергию наблюдается при условии совпадения частоты ротора с резонансной частотой электромагнитного контура электрогенератора.
Цель заявленного изобретения - обеспечить управление газораспределительным клапаном при трансформации тепловой энергии тепловой машины внешнего сгорания в электроэнергию.
СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сущность заявленного изобретения поясняется описанием принципа действия тепловой машины внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, компрессора и электрогенератором, трансформирующей тепловую энергию в электроэнергию при неравномерной подаче тепла к теплообменнику.
Тепловая энергия нагревает рабочее тело, воздух, во внутренней полости теплообменника 1 любым видом тепловой энергии - радиацией солнца, газообразным, жидким или твердым топливом. Воздух из теплообменника 1 поступает в полость привода газораспределительного клапана 2 (поршневого или сильфонного типа). Фиксатор положения газораспределительного клапана 3 (пружинного, биметаллического или иного типа) и пружина привод газораспределительного клапана 4 настроены на срабатывание при пределе максимального допустимого давления воздуха в теплообменнике 1, которое выбирается по соображениям прочностных характеристик материала теплообменника 1. В момент времени, когда давление воздуха в теплообменнике 1 достигнет предела максимально допустимого давления, поступающий в полость привода газораспределительного клапана 2 воздух переводит газораспределительный клапан 5 в положение, при котором поступающий из теплообменника 1 воздух приводит во вращение турбину электрогенератора 6. Турбина электрогенератора 6 соединена валом 7 с ротором электрогенератора 8 и компрессором 9. Под действием поступающего на турбину электрогенератора 6 воздуха из теплообменника 1 ротор электрогенератора 8 получает импульс кинетической энергии вращения, соответствующий кинетической энергии поступающего на турбину электрогенератора 6 потока воздуха. Отработавший в турбине электрогенератора 6 воздух выбрасывается в атмосферу. Компрессор 9 забирает воздух из атмосферы и через обратный клапан компрессора 10 подает воздух в пневмоаккумулятор 11. После того как ротор электрогенератора 8 получит импульс кинетической энергии вращения, давление воздуха в теплообменнике 1 уменьшится до величины, при которой пружина привода газораспределительного клапана 4 возвращает привод газораспределительного клапана 2 в исходное положение. В результате доступ воздуха из теплообменника 1 на турбину электрогенератора 6 перекрывается, а доступ воздуха из пневмоаккумулятора 11 через обратный клапан теплообменника 12 в теплообменник 1 открывается и начинается очередной цикл нагрева воздуха в теплообменнике 1 и накопления кинетической энергии вращения ротором электрогенератора 8. В момент времени, когда при очередной подаче воздуха на турбину электрогенератора 6 прекращается увеличение кинетической энергии вращения ротором электрогенератора 8, система управления подключает электрогенератор 8 к нагрузке, например к аккумулятору. Затем циклы генерирования электроэнергии электрогенератором 8 повторяются, чем обеспечивается максимальная эффективность трансформации тепловой энергии в электроэнергию при неравномерном подводе тепла к воздуху в теплообменнике 1 тепловой машины внешнего сгорания.
РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
В способе управления газораспределительным клапаном тепловой машины внешнего сгорания, включающем теплообменник, привод газораспределительного клапана, фиксатор положения газораспределительного клапана, газораспределительный клапан, турбину электрогенератора, компрессор, обратный клапан компрессора и обратный клапан теплообменника, согласно изобретению тепловая энергия нагревает воздух во внутренней полости теплообменника, который поступает в полость привода газораспределительного клапана, фиксатор положения газораспределительного клапана и привод газораспределительного клапана настроены на срабатывание при пределе максимального допустимого давления воздуха в теплообменнике, поступающий в полость привода газораспределительного клапана воздух переводит газораспределительный клапан в положение, при котором воздух из теплообменника приводит во вращение турбину электрогенератора, турбина электрогенератора соединена валом с ротором электрогенератора и компрессором, ротор электрогенератора получает импульс кинетической энергии вращения, отработавший в турбине электрогенератора воздух выбрасывается в атмосферу, компрессор забирает воздух из атмосферы и через обратный клапан компрессора подает воздух в пневмоаккумулятор, после того как ротор электрогенератора получит импульс кинетической энергии вращения, давление воздуха в теплообменнике уменьшится до величины, при которой привод газораспределительного клапана возвращается в исходное положение, при этом доступ воздуха из теплообменника на турбину электрогенератора перекрывается, а доступ воздуха из пневмоаккумулятора через обратный клапан теплообменника в теплообменник открывается и начинается очередной цикл нагрева воздуха в теплообменнике.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Затраты на НИОКР и производство тепловой машины внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором не могут существенно отличаться от таковых при проектировании и производстве классического ДВС.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Чертеж. Принципиальная схема тепловой машины внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором.
1 - теплообменник; 2 - привод газораспределительный клапана; 3 - фиксатор положения газораспределительного клапана; 4 - пружина привод газораспределительного клапана; 5 - газораспределительный клапан; 6 - турбина электрогенератора; 7 - вал; 8 - электрогенератор; 9 - компрессор; 10 - обратный клапан компрессора; 11 - пневмоаккумулятор; 12 - обратный клапан теплообменника.
Claims (1)
- Способ управления газораспределительным клапаном тепловой машины внешнего сгорания, включающей теплообменник, привод газораспределительного клапана, фиксатор положения газораспределительного клапана, газораспределительный клапан, турбину электрогенератора, компрессор, обратный клапан компрессора и обратный клапан теплообменника, отличающийся тем, что тепловая энергия нагревает воздух во внутренней полости теплообменника, который поступает в полость привода газораспределительного клапана, фиксатор положения газораспределительного клапана и привод газораспределительного клапана настроены на срабатывание при пределе максимально допустимого давления воздуха в теплообменнике, поступающий в полость привода газораспределительного клапана воздух переводит газораспределительный клапан в положение, при котором воздух из теплообменника приводит во вращение турбину электрогенератора, турбина электрогенератора соединена валом с ротором электрогенератора и компрессором, ротор электрогенератора получает импульс кинетической энергии вращения, отработавший в турбине электрогенератора воздух выбрасывается в атмосферу, компрессор забирает воздух из атмосферы и через обратный клапан компрессора подает воздух в пневмоаккумулятор, после того как ротор электрогенератора получит импульс кинетической энергии вращения, давление воздуха в теплообменнике уменьшится до величины, при которой привод газораспределительного клапана возвращается в исходное положение, при этом доступ воздуха из теплообменника на турбину электрогенератора перекрывается, а доступ воздуха из пневмоаккумулятора через обратный клапан теплообменника в теплообменник открывается и начинается очередной цикл нагрева воздуха в теплообменнике.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128233A RU2660237C1 (ru) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | Способ управления газораспределительным клапаном тепловой машины внешнего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128233A RU2660237C1 (ru) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | Способ управления газораспределительным клапаном тепловой машины внешнего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2660237C1 true RU2660237C1 (ru) | 2018-07-05 |
Family
ID=62815584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017128233A RU2660237C1 (ru) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | Способ управления газораспределительным клапаном тепловой машины внешнего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2660237C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794019C1 (ru) * | 2022-04-18 | 2023-04-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Автономная термозапорная клапанная система |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1149688A1 (ru) * | 1983-07-18 | 1997-01-20 | Н.К. Рязанцев | Газотурбинный двигатель периодического сгорания |
US20030037547A1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-02-27 | Velimir Bakran | Gas supply control device for a gas storage power plant |
US20050138930A1 (en) * | 2002-07-03 | 2005-06-30 | Foster-Pegg Richard W. | Indirectly heated gas turbine control system |
US20090056341A1 (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Nestor Hernandez Sanchez | Method and apparatus for facilitating cooling of a steam turbine component |
RU2463462C1 (ru) * | 2011-04-29 | 2012-10-10 | Валерий Игнатьевич Гуров | Комбинированная газотурбодетандерная установка для работы на природном газе |
RU2491438C2 (ru) * | 2008-02-21 | 2013-08-27 | Лев Николаевич Максимов | Сильфонный двигатель внешнего сгорания |
RU2542169C1 (ru) * | 2013-08-15 | 2015-02-20 | Василий Иванович Мазий | Устройство и способ экономного производства электроэнергии и тепла |
-
2017
- 2017-08-07 RU RU2017128233A patent/RU2660237C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1149688A1 (ru) * | 1983-07-18 | 1997-01-20 | Н.К. Рязанцев | Газотурбинный двигатель периодического сгорания |
US20030037547A1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-02-27 | Velimir Bakran | Gas supply control device for a gas storage power plant |
US20050138930A1 (en) * | 2002-07-03 | 2005-06-30 | Foster-Pegg Richard W. | Indirectly heated gas turbine control system |
US20090056341A1 (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Nestor Hernandez Sanchez | Method and apparatus for facilitating cooling of a steam turbine component |
RU2491438C2 (ru) * | 2008-02-21 | 2013-08-27 | Лев Николаевич Максимов | Сильфонный двигатель внешнего сгорания |
RU2463462C1 (ru) * | 2011-04-29 | 2012-10-10 | Валерий Игнатьевич Гуров | Комбинированная газотурбодетандерная установка для работы на природном газе |
RU2542169C1 (ru) * | 2013-08-15 | 2015-02-20 | Василий Иванович Мазий | Устройство и способ экономного производства электроэнергии и тепла |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794019C1 (ru) * | 2022-04-18 | 2023-04-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Автономная термозапорная клапанная система |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108350801B (zh) | 自由活塞发动机发电设备 | |
CN103912405A (zh) | 一种平行运动热能动力机器及其做功方法 | |
JP2017160910A (ja) | 熱空気機関 | |
US11859494B2 (en) | Combined circulating system of micro gas turbine, transportation means and charging system | |
Wu et al. | Design and parametric analysis of linear Joule-cycle engine with out-of-cylinder combustion | |
CN103635661B (zh) | 废热利用设备 | |
CN203892009U (zh) | 一种转子负压动力设备 | |
US20130269331A1 (en) | Compressed gas energy storage system | |
RU2660237C1 (ru) | Способ управления газораспределительным клапаном тепловой машины внешнего сгорания | |
KR101018379B1 (ko) | 작동유체의 온도차를 이용한 밀폐식 외연기관 및 그 출력방법 | |
WO2010105288A1 (en) | Thermal engine using an external heat source | |
CN103270254B (zh) | 废热利用设备 | |
CN103912404B (zh) | 一种平行运动高低压动力设备及其应用 | |
KR102619838B1 (ko) | 열 사이클을 구현하도록 구성된 열 기계 및 그러한 열 기계에 의한 열 사이클을 구현하는 방법 | |
WO2019190349A1 (ru) | Термоэлектротрансформатор | |
WO2016137442A1 (en) | A turbine and method of making and using the same | |
CN103925006A (zh) | 一种转子负压动力设备及其做功方法 | |
RU2662023C1 (ru) | Способ трансформации тепловой энергии в электроэнергию тепловой машиной внешнего сгорания с теплообменником, турбиной электрогенератора, турбиной компрессора и электрогенератором | |
CN103925111B (zh) | 一种平行运动高低压动力机器及其应用 | |
CN203892043U (zh) | 一种平行运动负压动力设备 | |
CN102562195A (zh) | 一种热泵式发动机 | |
CN113217110A (zh) | 活塞式蒸汽机 | |
CN203892045U (zh) | 一种直列式负压动力设备 | |
CN203892046U (zh) | 一种负压动力机器 | |
CN203891947U (zh) | 一种转子高低压动力设备 |