RU2667818C1 - Башня - электростанция - Google Patents
Башня - электростанция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667818C1 RU2667818C1 RU2017128273A RU2017128273A RU2667818C1 RU 2667818 C1 RU2667818 C1 RU 2667818C1 RU 2017128273 A RU2017128273 A RU 2017128273A RU 2017128273 A RU2017128273 A RU 2017128273A RU 2667818 C1 RU2667818 C1 RU 2667818C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- working cylinder
- power plant
- crank
- working
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B11/00—Reciprocating-piston machines or engines without rotary main shaft, e.g. of free-piston type
-
- 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
- F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
- F02B71/04—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
- F02B71/045—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby with hydrostatic transmission
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики. Электростанция, содержащая один или несколько свободнопоршнеых двигателей, включающих в себя рабочий цилиндр, с размещенным в нем поршнем, одним торцом взаимодействующий с камерой сгорания, а другим - с демпферной камерой, кривошипно-поршневой механизм отбора мощности, кинематически связанный с электрогенератором, согласно изобретению кривошипно-поршневой механизм располагается вне рабочего цилиндра и связан с демпферной камерой трубопроводом, имеющим возможность изменять свою длину и совершать качательные движения. Изобретение обеспечивает повышение эффективности получения электроэнергии. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетики, а именно к устройствам, преобразующим тепловую энергию углеводородного топлива в электрическую, и может быть использовано в качестве альтернативы паро- и газотурбинным тепловым электростанциям.
Общеизвестно, что основная часть потребляемой сейчас электроэнергии производится на тепловых электростанциях, оснащенных паро- или газотурбинными установками, но несмотря на постоянное их конструктивное и технологическое усложнение (следовательно, и удорожание) их экономическая эффективность (КПД) не превышает 42÷45%.
Целью изобретения является создание конструктивно простых (следовательно, дешевых как в производстве, так и в эксплуатации) устройств и позволяющих получать электроэнергию с большей экономической эффективностью.
Поставленная цель достигается тем, что в электростанции, содержащей один или несколько свободнопоршневых двигателей, включающих в себя рабочий цилиндр, с размещенным в нем поршнем, одним торцом взаимодействующий с камерой сгорания, а другим - с демпферной камерой, а также кривошипно-поршневой механизм отбора мощности, кинематически связанный с электрогенератором, по изобретению кривошипно-поршневой механизм располагается вне рабочего цилиндра и связан с демпферной камерой трубопроводом, имеющим возможность изменять свою длину и совершать качательные движения. При этом рабочий цилиндр располагается вертикально и нижней частью, выполненной в виде поршня, помещается в колодец, имеющий форму цилиндра и свободное пространство которого заполнено сжатым воздухом. Кроме того, рабочий цилиндр утяжелен балластным грузом, а несколько колодцев, с установленными в них рабочими цилиндрами, соединены между собой воздуховодами.
На фиг. 1 изображен одиночный свободнопоршневой двигатель (далее СПД) с электрогенератором (элемент электростанции). На фиг. 2 - вид А. На фиг. 3 показан блок СПД.
Электростанция состоит из одного или нескольких отдельно стоящих СПД башенного вида с собственными электрогенераторами и включающих в себя рабочий цилиндр 1 с находящимся внутри поршнем 2 (см. заявку RU №2016124904), взаимодействующим внутренней полостью с демпферной камерой 3. К последней посредством телескопического трубопровода 4, имеющего возможность качательных движений, присоединен расположенный во вне кривошипно-поршневой механизм, включающий в себя рабочий цилиндр 5 с поршнем 6 и кривошипом 7. Кривошипно-поршневой механизм кинематически соединен с электрогенератором 8 посредством муфты 9. Нижняя часть рабочего цилиндра 1 выполнена в виде опорного поршня 10 и помешена в колодец 11 с нижерасположенной воздушной полостью 12. Между собой воздушные полости 12 соединены воздуховодами 13.
Электростанция функционирует следующим образом. СПД в собранном виде, с рабочим цилиндром 1, демпферной камерой 3, рабочим поршнем 2 внутри и опорным поршнем 10 снизу, с помощью грузоподъемных механизмов (много вариантов) устанавливается в колодец 11, с опорой на воздушную подушку в полости 12. Далее, к демпферной камере 3, посредством трубопровода 4, присоединяется кривошипно-поршневой механизм с электрогенератором 8. Запуск СПД в работу и последующий технологический процесс производятся в полном соответствии с описанием изобретения (патент RU №2584769). Возникающие в процессе работы СПД вертикальные колебания рабочего цилиндра 1 (следствие инерционных нагрузок от перемещений поршня 2) гасятся воздушными подушками в полостях 12 колодцев 11. Для снижения знакопеременных нагрузок, передаваемых сжатым воздухом в полостях 12 на грунт, колодцы 11 нескольких СПД соединяются между собой воздуховодами 13, а сами СПД работают со сдвигом по фазе.
Поскольку крупноразмерные СПД башенного вида могут работать с относительно большой продолжительностью рабочего цикла (0,25-0,3 с, см. лист 4), то это позволяет использовать медленно горящие, дешевые виды топлива (мазут и даже мелко дисперсионный угольный порошок), что делает их конкурентами и паротурбинным тепловым электростанциям. А модульное устройство позволяет в широких пределах варьировать их мощность и делает их мобильными (позволяет транспортный габарит отдельных СПД).
РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОДИНОЧНОЙ БАШНИ-ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Наружный диаметр рабочего поршня - 2500 мм.
Ход рабочего поршня - 10000 мм.
Степень сжатия воздуха в камере сгорания 25÷30.
Скорость движения поршня (средняя) 50÷60 м/с.
Давление продуктов сгорания в нижней мертвой точке рабочего поршня 1,4÷1,6 ат.
Средняя температура рабочего цикла 420÷450 с.
Развиваемая мощность 15000÷25000 л.с
Эффективное КПД 70÷75%.
Столь высокое, по меркам существующих тепловых машин (в частности, дизельных двигателей) КПД объясняется высокой степенью сжатия (обеспечивается отсутствием прямой механической связи между рабочим поршнем и кривошипно-поршневым механизмом отбора мощности). Почти полным расширением продуктов сгорания (обеспечивается большим рабочим ходом поршня). Отсутствие необходимости в охлаждении рабочего цилиндра обеспечивается низкой средней температурой рабочего цикла, а также отсутствием боковых нагрузок на рабочий поршень и его большим диаметром, допускающим относительно большой зазор между боковыми стенками поршня и рабочего цилиндра. И относительно большой продолжительностью рабочего цикла (обеспечивается более полное сгорание топлива).
Claims (4)
1. Электростанция, содержащая один или несколько свободнопоршнеых двигателей, включающих в себя рабочий цилиндр, с размещенным в нем поршнем, одним торцом взаимодействующий с камерой сгорания, а другим - с демпферной камерой, а также кривошипно-поршневой механизм отбора мощности, кинематически связанный с электрогенератором, отличающаяся тем, что кривошипно-поршневой механизм располагается вне рабочего цилиндра и связан с демпферной камерой трубопроводом, имеющим возможность изменять свою длину и совершать качательные движения.
2. Электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что рабочий цилиндр располагается вертикально и нижней частью, выполненной в виде поршня, помещается в колодец, имеющий форму цилиндра и свободное пространство которого заполнено сжатым воздухом.
3. Электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что рабочий цилиндр утяжелен балластным грузом.
4. Электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что несколько колодцев, с установленными в них рабочими цилиндрами, соединяются между собой воздуховодами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128273A RU2667818C1 (ru) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | Башня - электростанция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128273A RU2667818C1 (ru) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | Башня - электростанция |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2667818C1 true RU2667818C1 (ru) | 2018-09-24 |
Family
ID=63668933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017128273A RU2667818C1 (ru) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | Башня - электростанция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2667818C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772007C2 (ru) * | 2021-07-21 | 2022-05-16 | Александр Поликарпович Лялин | Дизельный двигатель с дискретным отбором мощности |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2383625A (en) * | 1942-05-28 | 1945-08-28 | Sulzer Ag | Free-piston internal-combustion engines |
SU1650953A1 (ru) * | 1989-06-19 | 1991-05-23 | Тольяттинское Высшее Военное Строительное Командное Училище | Гидронасос |
US6460507B2 (en) * | 1999-12-23 | 2002-10-08 | Hilti Aktiengesellschaft | Combustion-engined tool |
RU2584769C1 (ru) * | 2015-07-02 | 2016-05-20 | Александр Поликарпович Лялин | Свободнопоршневой двигатель |
-
2017
- 2017-08-07 RU RU2017128273A patent/RU2667818C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2383625A (en) * | 1942-05-28 | 1945-08-28 | Sulzer Ag | Free-piston internal-combustion engines |
SU1650953A1 (ru) * | 1989-06-19 | 1991-05-23 | Тольяттинское Высшее Военное Строительное Командное Училище | Гидронасос |
US6460507B2 (en) * | 1999-12-23 | 2002-10-08 | Hilti Aktiengesellschaft | Combustion-engined tool |
RU2584769C1 (ru) * | 2015-07-02 | 2016-05-20 | Александр Поликарпович Лялин | Свободнопоршневой двигатель |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772007C2 (ru) * | 2021-07-21 | 2022-05-16 | Александр Поликарпович Лялин | Дизельный двигатель с дискретным отбором мощности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6154967B1 (ja) | 平行運動の熱エネルギー動力機械及びその動作方法 | |
RU2584769C1 (ru) | Свободнопоршневой двигатель | |
CN102797589B (zh) | 超临界流体式外燃热机 | |
GB201210784D0 (en) | Free-piston engine for generating combined heat and power | |
CN101915178B (zh) | 零泄漏式外燃热机 | |
JP2023082139A (ja) | 効率的熱回収エンジン | |
RU2667818C1 (ru) | Башня - электростанция | |
CN201650492U (zh) | 平衡活塞式热声斯特林直线发电机 | |
US3609965A (en) | Internal steam generating engine | |
Sufian et al. | Design of a stirling engine to generate green energy in rural areas of Bangladesh | |
RU2665777C1 (ru) | Паровая энергетическая установка | |
CN105986890B (zh) | 自由活塞式内燃直线发电机 | |
RU2213236C1 (ru) | Силовая установка | |
KR101594388B1 (ko) | 물의 상태변화를 이용한 동력발생장치 | |
RU2201517C2 (ru) | Двигатель внешнего нагревания | |
UA102562C2 (ru) | Устройство для получения механической работы от источника нетепловой энергии | |
RU2476698C1 (ru) | Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания | |
RU2509224C1 (ru) | Генераторная установка | |
CN105971727A (zh) | 同步活塞内燃机 | |
US20120260648A1 (en) | Heat engine | |
CZ303749B6 (cs) | Kombinovaný pohonný systém generátoru elektrické energie s vyuzitím tlakového potenciálu vysokoenergetického média generovaného ve forme smesi spalných plynu a stlaceného vzduchu pomocí motoru s kývavými písty s integrovanou kompresorovou cástí | |
RU2482291C2 (ru) | Парогазовая энергетическая установка | |
WO2011042301A1 (en) | Thermal engine such as e.g. an internal combustion engine and/or steam engine | |
RU81532U1 (ru) | Комбинированный двигатель | |
Parmigiani et al. | A biomass powered Ringbom-Stirling engine for developing countries: a low-budget solution for distributed electricity generation |