RU2739089C1 - Судовой двигатель - Google Patents
Судовой двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739089C1 RU2739089C1 RU2020102876A RU2020102876A RU2739089C1 RU 2739089 C1 RU2739089 C1 RU 2739089C1 RU 2020102876 A RU2020102876 A RU 2020102876A RU 2020102876 A RU2020102876 A RU 2020102876A RU 2739089 C1 RU2739089 C1 RU 2739089C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- pipe
- channels
- cooling
- heat carrier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/06—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like
- F03G7/065—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using expansion or contraction of bodies due to heating, cooling, moistening, drying or the like using a shape memory element
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 области теплоэнергетики, а именно к нетрадиционным преобразователям тепловой энергии в механическую работу. Судовой двигатель состоит из теплочувствительного элемента (ТЧЭ) в форме тонкостенной трубы, являющейся рабочим валом с подшипниковыми узлами и мультипликатором. Поверхность трубы снаружи и/или внутри разделена оболочками по всей длине на две тепловые зоны: зону нагрева и зону охлаждения. С тепловыми зонами связаны каналы подачи и удаления горячего теплоносителя и, соответственно, каналы охлаждающего теплоносителя. При этом труба в средней части усилена внешней втулкой, контактирующей при изгибе трубы с упорным роликом. Каналы подачи и удаления теплоносителей связаны с теплообменниками теплового насоса. Теплообменник для охлаждающего теплоносителя расположен в контуре испарения рабочего агента теплового насоса, а теплообменник для горячего теплоносителя - в контуре его сжатия за компрессором. Достигается повышение безопасности при эксплуатации двигателя и снижение загрязнения окружающей среды. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к нетрадиционным преобразователям тепловой энергии в механическую работу. Оно может быть применено - главным образом - в судостроении, а также на стационарных объектах, расположенных в водных акваториях или на побережьях.
Как известно, практически все самоходные плавсредства оснащены тепловыми двигателями, использующими разные виды топлива, в т.ч. и ядерного. Помимо больших затрат на топливо, это требует содержания заправочных комплексов, их обслуживающего персонала, создания противопожарных систем, причиняет вред окружающей среде в нормальном рабочем режиме судов, а - главное - в аварийных ситуациях.
Альтернативных решений в приводных системах крупных судов не существует.
Однако, поскольку судоходство связано с окружающей водной средой, а она в любых регионах - даже в заполярье - обладает достаточным тепловым ресурсом, то вполне возможно его использование вместо традиционного топлива.
Главной задачей в переходе на альтернативные тепловые ресурсы является разработка системы преобразования их в механическую энергию.
И такая задача решена созданием судового двигателя, который - согласно изобретению - состоит из теплочувствительного элемента (ТЧЭ) в форме тонкостенной трубы, являющейся рабочим валом с подшипниковыми узлами и мультипликатором, при этом поверхность трубы снаружи и/или внутри разделена оболочками по всей длине на две тепловые зоны: зону нагрева и зону охлаждения; с тепловыми зонами связаны каналы подачи и удаления горячего теплоносителя и - соответственно - каналы охлаждающего теплоносителя; при этом труба в средней части усилена внешней втулкой, контактирующей при изгибе трубы с упорным роликом; каналы подачи и удаления теплоносителей связаны с теплообменниками теплового насоса: при этом теплообменник для охлаждающего теплоносителя расположен в контуре испарения его рабочего агента, а теплообменник для горячего теплоносителя - в контуре его сжатия - за компрессором.
Описание заявляемого изобретения поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 дан общий вид двигателя, на фиг. 2 - его сечение "А-А", на фиг. 3 показан вариант размещения всех элементов его конструкции внутри корпуса судна.
Заявляемый судовой двигатель состоит из теплочувствительного элемента (ТЧЭ) в форме тонкостенной трубы 1 (фиг. 1), являющейся рабочим валом с подшипниковыми узлами 2 и мультипликатором 3, передающим вращение другим устройствам. Поверхность трубы 1 снаружи или (и) внутри разделена оболочками по всей длине на две тепловые зоны: зону нагрева 4 и зону охлаждения 5. С тепловыми зонами связаны каналы подачи 6 и удаления 7 горячего теплоносителя и - соответственно - каналы 8 и 9 - охлаждающего теплоносителя. Труба 1 в средней части усилена внешней втулкой 10, контактирующей при изгибе трубы с упорным роликом 11.
Каналы подачи и удаления теплоносителя связаны с теплообменниками (см. фиг. 3) теплового насоса 12, при этом теплообменник для охлаждающего теплоносителя расположен в контуре испарения рабочего агента теплового насоса, а теплообменник для горячего теплоносителя - в контуре его сжатия (за компрессором).
Испаритель теплового насоса может быть расположен как вне судна, например, под кормовой частью, у катамаранов - под водой между корпусами, так и внутри, при этом стенкой испарителя может быть "подводная" часть судового корпуса (см. фиг. 3). В таком случае пространство между внутренними стенками испарительных камер может использоваться как рефрижераторный отсек в транспортных и промысловых судах.
Компрессор теплового насоса и нагнетатели для циркуляции теплоносителей подключены к бортовой электросети с резервными аккумуляторами.
Вариантов исполнения заявляемого привода может быть несколько. Рассмотрим работу наиболее простого из них, в котором тепловые зоны двигателя расположены внутри трубы 1 (в этом случае ее наружная поверхность должна быть теплоизолирована), а теплоносителем системы нагрева и охлаждения является воздух. Испаритель теплового насоса 12 (предпочтительно - не однокамерный с их параллельным включением в контур теплового агента) расположен внутри судна, а теплообменник охлаждающего теплоносителя в виде радиатора ДВС включен в этот контур перед испарителем.
Запуск двигателя происходит при включении вентиляторов в контурах циркуляции теплоносителей и компрессора теплового насоса 12. При этом испаренный тепловой агент, сжимаясь, резко нагревается и отдает свое тепло нагревающему теплоносителю судового двигателя. Этот теплоноситель через канал 6 поступает в зону нагрева 4, где отдает основную часть своего тепла нижнему сегменту трубы 1, верхний же сегмент ее остается холодным. Под действием разности температуры сегментов трубы она испытывает прогиб, при котором с силой F упирается своей втулкой 10 в ролик 11 и под действием силы F1 поворачивается на некоторый угол. При этом в тепловые зоны 4 и 5 перемещаются новые участки стенки, которые, изменяя свою температуру и размер, восстанавливают прежнюю ориентацию прогиба трубы, в результате чего она продолжает поворот с сохранением ориентации прогиба. Труба 1, вращаясь в подшипниках 2, передает через мультипликатор 3 вращение гребному винту и электрогенератору.
При этом в зоне охлаждения 5 низкая температура поддерживается циркулирующим охлаждающим потоком, отдающим свое тепло на преварительный нагрев теплового агента перед испарителем, где главным источником потребляемого тепла является тепловай ресурс забортной воды с повышенным теплообменом при движении судна..
Каналы 6 и 8 подачи теплоносителей создают плавное изменение температуры по окружности трубы на всей ее длине (см. фиг. 2) от Tmin (вверху) до Tmax (внизу).
Параметры всех элементов двигателя и теплового насоса определяются расчетами, исходя из требуемой мощности силовой установки.
Переход на альтернативные энергоресурсы в судоходстве сэкономит традиционное топливо, устранит расходы, связанные с его использованием, повысит безопасность при эксплуатации водного транспорта, снимет экологические проблемы.
Claims (1)
- Судовой двигатель, преобразующий тепловую энергию в механическую, отличающийся тем, что состоит из теплочувствительного элемента (ТЧЭ) в форме тонкостенной трубы, являющейся рабочим валом с подшипниковыми узлами и мультипликатором, при этом поверхность трубы снаружи и/или внутри разделена оболочками по всей длине на две тепловые зоны: зону нагрева и зону охлаждения; с тепловыми зонами связаны каналы подачи и удаления горячего теплоносителя и, соответственно, каналы охлаждающего теплоносителя; при этом труба в средней части усилена внешней втулкой, контактирующей при изгибе трубы с упорным роликом; каналы подачи и удаления теплоносителей связаны с теплообменниками теплового насоса, при этом теплообменник для охлаждающего теплоносителя расположен в контуре испарения рабочего агента теплового насоса, а теплообменник для горячего теплоносителя - в контуре его сжатия за компрессором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102876A RU2739089C1 (ru) | 2020-01-23 | 2020-01-23 | Судовой двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102876A RU2739089C1 (ru) | 2020-01-23 | 2020-01-23 | Судовой двигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2739089C1 true RU2739089C1 (ru) | 2020-12-21 |
Family
ID=74063067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020102876A RU2739089C1 (ru) | 2020-01-23 | 2020-01-23 | Судовой двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739089C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4231223A (en) * | 1978-06-09 | 1980-11-04 | Pringle William L | Thermal energy scavenger (rotating wire modules) |
US20150052894A1 (en) * | 2011-10-07 | 2015-02-26 | IFP Energies Nouvelles | Ocean thermal energy conversion method and system |
RU2636956C1 (ru) * | 2016-07-05 | 2017-11-29 | Николай Васильевич Ясаков | Безроторный тепломеханический преобразователь |
RU2694568C1 (ru) * | 2018-11-07 | 2019-07-16 | Николай Васильевич Ясаков | Тепловой твердотельный двигатель |
-
2020
- 2020-01-23 RU RU2020102876A patent/RU2739089C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4231223A (en) * | 1978-06-09 | 1980-11-04 | Pringle William L | Thermal energy scavenger (rotating wire modules) |
US20150052894A1 (en) * | 2011-10-07 | 2015-02-26 | IFP Energies Nouvelles | Ocean thermal energy conversion method and system |
RU2636956C1 (ru) * | 2016-07-05 | 2017-11-29 | Николай Васильевич Ясаков | Безроторный тепломеханический преобразователь |
RU2694568C1 (ru) * | 2018-11-07 | 2019-07-16 | Николай Васильевич Ясаков | Тепловой твердотельный двигатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2420413C2 (ru) | Система охлаждения выхлопных газов транспортного средства-амфибии | |
KR101326081B1 (ko) | 선박 항해용 해빙 장치 | |
SE515966C2 (sv) | Motoraggregat omfattande en förbränningsmotor och en ångmotor | |
JP5819221B2 (ja) | 船用燃料供給システム | |
CA2828658C (en) | Ship | |
US11820473B2 (en) | Hull thermal management system | |
JP2011063166A (ja) | 流体抵抗低減装置 | |
US4360350A (en) | Hollow keel heat exchanger for marine vessels | |
JP6653158B2 (ja) | 船舶に搭載された回転電気機械の冷却装置 | |
RU2739089C1 (ru) | Судовой двигатель | |
US20150300237A1 (en) | Water craft jet pump heat exchanger | |
US20230211863A1 (en) | Marine drive unit comprising a closed cooling circuit | |
JPH1170894A (ja) | ウォータージェット推進機の軸系構造 | |
EP3672865B1 (en) | Cooling system for a water-borne vessel | |
RU2699510C1 (ru) | Винто-рулевая колонка судна | |
CN109494935A (zh) | 船舶推进装置的冷却系统和船舶推进装置 | |
KR200456118Y1 (ko) | 온도차를 이용한 발전장치를 장착한 에너지절약형 선박 | |
RU2507107C1 (ru) | Модульная атомная подводная лодка | |
KR20110037632A (ko) | 선박 냉각 시스템 | |
KR102389117B1 (ko) | 전기 추진 선박의 감속기 | |
RU2506198C1 (ru) | Атомная подводная лодка | |
KR102144114B1 (ko) | 선박용 엔진의 냉각장치 | |
KR20120033620A (ko) | 선박의 냉각 시스템 | |
GB2471852A (en) | Use of a rankine cycle apparatus on a vessel to convert energy from waste streams to mechanical energy | |
EP4227498B1 (en) | Cold recovery facility and marine vessel |