RU28382U1

RU28382U1 - Паровой двигатель с тепловым аккумулятором для утилизации теплоты отработавших газов ДВС

Info

Publication number: RU28382U1
Application number: RU2002129424/20U
Authority: RU
Inventors: В.С. Кукис; А.В. Разношинска; А.В. Разношинская; Р.Р. Гизатулин; И.В. Терентьев; Е.А. Минкович; С.Н. Щекотуров; И.Н. Конорев; А.А. Гарифов; С.И. Жуков; А.В. Рудаков
Original assignee: Кукис Владимир Самойлович; Разношинская Алена Викторовна; Гизатулин Роман Русланович
Priority date: 2002-11-04
Filing date: 2002-11-04
Publication date: 2003-03-20

Description

Паровой двигатель с тепловым аккумулятором для утилизации теилоты отработавших газов ДВС

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для получения дополнительной эффективной мощности в силовой установке, включающей двигатель внутреннего сгорания и паровой двигатель с тепловым аккумулятором для утилизации теплоты отработавших газов ДВС

Известны паровые двигатели с внешним подводом теплоты для утилизации теплоты отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

Паровой двигатель с внешним подводом теплоты для утилизации теплоты отработавших газов ДВС (Кукис B.C., Незнаев Д.С., Ивойлов А. В. и др. Паровой двигатель с внешним подводом теплоты для утилизации теплоты отработавших газов ДВС: Свидетельство на полезную модель №21219, выданное 27 декабря 2001 г.), содержит поршневой двигатель, включающий картер с цилиндром, в котором перемещается поршень с кривошипно-шатунным механизмом. В головке цилиндра расположена форсунка для впрыскивания воды, поступающей из бака. С одной стороны картера имеется впускной патрубок с обратным клапаном, с другой - перепускной канал для перепуска предварительно сжатого в картере воздуха в надпоршневое пространство. Верхняя часть цилиндра ок2002129424

IfflMIIMIII

гвС1Г1294.2С

F02G5/02

ружена полостью для подвода теплоты от отработавших газов ДВС. В нижней части цилиндра имеется выпускной патрубок для выпуска отработавшего пара.

Недостатком этого утилизационного двигателя является относительно низкий КПД, обусловленный невысокой температурой воздуха в конце процесса сжатия, что не обеспечивает интенсивного парообразования со значительным изменением объема воды, впрыснутой в цилиндр.

Известен также утилизационный двигатель с внешним подводом теплоты (Кукис В.С, Богданов А.И., Руднев В.В и др. Утилизационный двигатель с внешним подводом теплоты: Свидетельство на полезную модель .№ 21068, выданное 20 декабря 2001 г.), содержащий поршневой двигатель двухтактного типа с кривошипно-шатунным механизмом, со сжатием в цилиндре отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и впрыскиванием в цилиндр в конце сжатия подогретой воды. Вода подогревается в змеевике, размеш;енном в котле, соединенном с поршневым двигателем тепловой трубой, а котел и двигатель внутреннего сгорания связаны через каталитический нейтрализатор, предназначенный для прохождения и повышения температуры отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Недостатком этого утилизационного двигателя является сравнительно низкий КНД, что обусловлено значительными колебаниями температуры отработавших газов двигателя внутреннего сгорания при работе на различных режимах, в частности, невысокой их температурой на режиме холостого хода.

Данная конструкции двигателя является наиболее близкой к предлагаемой но технической сущности и принята за прототип.

Задачей предложения является повышение эффективности парового двигателя для утилизации теплоты отработавших газов ДВС.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в паровом двигателе, содержаш;ем поршневой двигатель двухтактного типа с кривошипношатунным механизмом, со сжатием в цилиндре отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и впрыскиванием в цилиндр в конце сжатия воды, отработавшие газы ДВС перед поступлением в цилиндр проходят через тепловой аккумулятор, стабилизируюший их температуру. Кроме этого, горячий цилиндр отделен от холодного картера теплоизоляционной прокладкой, предотвраш;аюш;ей потери теплоты.

Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.

Предложение поясняется рисунком (фиг. 1), где изображено принципиальное устройство парового двигателя для утилизации теплоты отработавших газов две с тепловым аккумулятором

Предлагаемый паровой двигатель с тепловым аккумулятором для утилизации теплоты отработавших газов ДВС содержит: картер 1 с цилиндром 2, в которых перемеп ;аются nopiucHb 3 с кривошипно-шатунным механизмом 4. В верхней части цилиндра 2 размещена форсунка 5, через которую производится впрыск воды из бака 6. В нижней части цилиндра имеются впускное окно 7 для впуска в цилиндр 2 отработавших газов поршневого две и выпускное окно 8 для выпуска отработавших в цилиндре 2 газов. Перед поступлением в цилиндр 2 отработавшие газы ДВС проходят через тепловой аккумулятор 9. Между цилиндром 2 и картером 1 имеется теплоизоляционная прокладка 10.

Предлагаемый паровой двигатель для утилизации теплоты отработавших газов ДВС с тепловым аккумулятором работает следующим образом.

В момент, когда верхняя кромка поршня 3 при приближении к нижней мертвой точке начнет открывать впускное окно 7 и выпускное окно 8, через выпускное окно 8 отработавшее рабочее тело будет выходить из цилиндра 2, а через впускное окно 7 в цилиндр 2 начнет поступать свежий заряд - отработавшие газы ДВС. Они продувают внутрицилиндровое пространство, очищают его от отработавшего рабочего тела и заполняют это пространство. После достижения поршнем 3 нижней мертвой точки он начинает перемешаться к верхней мертвой точке и перекроет выпускное 7 и впускное 8 окна, после чего начинается сжатие находящихся над поршнем 3 горячих отработавших газов. В конце процесса сжатия через форсунку 5 производится впрыскивание в сжатые газы воды, ее испарение и последующее расширение.

По сравнению с прототипом предлагаемый утилизационный паровой двигатель с тепловым аккумулятором имеет больший КПД, так как тепловой аккумулятор позволяет избежать работу с низкой температурой отработавших газов на малых нагрузках поршневого ДВС и тем самым увеличить интенсивность испарения и объем образовавшегося пара из одного и того же количества впрыснутой воды во время рабочего ход поршня, что обеспечивает производство большего количества полезной работы. Кроме этого, по сравнению с прототипом, сжимаемые в цилиндре газы имеют более высокую температуру в связи с исключением перетечек теплоты между горячим цилиндром и холодным картером.

Claims

Паровой двигатель с тепловым аккумулятором для утилизации теплоты отработавших газов ДВС, содержащий поршневой двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, размещенным в цилиндре и картере, со сжатием рабочего тела, впрыском в него воды из бака через форсунку и последующим расширением пара, при этом поршневой двигатель снабжен выпускным и впускным окнами для очистки цилиндра от отработавшего пара и заполнения цилиндра отработавшими газами ДВС, отличающийся тем, что двигатель снабжен тепловым аккумулятором и имеет теплоизоляционную прокладку между цилиндром и картером.