RU34647U1 - Паровой двигатель для утилизации теплоты отработавших газов ДВС с замкнутым циклом циркуляции воды - Google Patents

Description

Паровой двигатель для утвлазацве reiuioibi О1работавших газов ДВС с аамкнутьим циклом цнркуляции воды, Предложение относится к машиностроеш1ю., а именно к

двйгателестроению, и может быть использовано для получения дополнительной эффективной мощности силовой установки, включающей двигатель внутреннего сгорания и паровой двигатель двойного действия с внешттам подводом теплоты.

Известны паровые двигатели с внешним подводом теплоты для утилизации теплоты отработавших газов ДВС.

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 утшщзации теплоты отработавших газов ДВС: Свидете1п ство на полезную модель №21219, выдгшное 27 декабря 2001 г.) содержит поршневой двигатель, вкдют ающий картер с щишндром, в котором перемещается поршень с кривошипношaт ным механизмом. В головке циш1ндра 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 щздиндра окружена полостью

F01K7/00

для подвода теплоты от отработавших газов ДВС. В нижlieй части щшиндра имеется выпускной патрубок для выпуска отработавшего пара

Недостатком этого утилизационного двигателя является относительно низкий КПД из-за невысокой температуры 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., Р днев В.В и др. Утилизационный двигат&ль с внешним подводом теплоты: Свидетельство на полезную модель М 21068, выданное 05.07.2001 г.), содержащий поршневой двигатель двухтактного типа с кривошипно-шазунным механизмом, со сжатием в цилиндре отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и впрыскиванием в цилиндр в конце сжатия подогретой воды. Вода подогревается в змеевике, размещенном в котле, соединенном с поршневым двигателем теп-повой т}эубой. Котел и ДВС связаны через катаяитическ1 Й нейт|5ализатор, щзедназначенный для повышения теь.шературы проходящих через него отработавших газов ДВС.

Одним из недостатков этого утилизационного двигателя является большой расход воды по причине выхода её паров вместе с отработавшими газами в атмосферу.

Данная конструкция двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.

воды и снр жение её расхода в даигягеле с внешним подводом теплоты для утипизации теплоты отработавЕШх гшов ДВС методом конденсации и циркуляции.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в систему выпуска отработавших газов, после утилизационного двигателя встраивается конденсатор, для отделения воды от отработавших газов, дапее вода направляется на повторное использование, это значительно сокращает расход воды в утилизационном двигателе.

Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели, Предложение поясняется рисунком (Рис. 1), где изображено принципиальное устройство парового двигателя дня утилизации теплоты отработавших газов ДВС с замкнутым циклом циркуляции воды.

Предлагаемый паровой двигатель для утилизации теплоты отработавпи гх газов ДВС с замкнутым циклом циркуляции воды содержит; цилиндр 1 с картером 2., в которых перемещаются поршень 3 с кривошипно-щатунным механизмом 4. В ншкней часги цилиндра 1 имеются выпускное и впускное окна В верхней части щадиндра 1 размещена управляемая насос-форсунка 5 для подачи воды. На входе установлен катшпетический нейтрализатор 6 для повышения температуры отработавших газов ДВС и теплообменник 7 для нагрева воды. На выходе установлен конденсатор 8 для конденсации воды из

отработавших газов, В системе рециркупяции воды установлен фильтр 9 и жидкостной насос 10,

Предлагаемый паровой двигатель для утилизации теплоты отработавших газов две с замкнутым циклом циркуляции воды работает следующим образом.

Отработавшие газы ДВС поступают в каталитический нейтрализатор 6, при прохождении через который их температура повышается, затем они поступают в теплообменник 7, где часть теплоты отдается воде, поступающей к форсунке.

В момент, когда поршень 3 находиться в нижней мертвой точке, впускное и выпускное окна цилиндра открыты. Рабочее тело, имеющее в конце расширения давление большее, чем атмосферное, за счет разницы давлений выходит через выпускное окно и конденсатор 8 в атмосферу, а через впускное окно в цилиндр поступают отработавшие газы ДВС. Их давление больше атмосферного и давления в цилиндре, поэтому осущесткияется продувка внутрицилиндрового иросгранства, его от отработавшего рабочего тела и заполнение освободившегося объема. Поршень 3 начинит перемещаться от нижней мертвой точки к верхней, сначапа выпускное , а затем впускное окна закрываются, после чего начинается сжатие находящихся над поршнем горячих отработавших газов. В конце процесса сжатия в сжатые газы через форсунку 5 производится впрыскивание, щэедварительно нагретой в теппообменнике 7 воды, ее интенсивное испарение и последующее

расширение.

Расширяющееся рабочее тело действует на псфшень и совершает работу. Поршень движетСсЯ к НМТ, вблизи которой открывается выпускное окно щздиндра 1 и отработавшие газы под воздействием избыточного давления выходят через него., поступая в конденсатор 8. В конденсаторе вода конденсируется и отделяется от отработавших газов, далее она поступает в фильтр 9 для очистки от продуктов горения и примесей, после чеп насосом 10 подается через теплообменник к насос-форсунке 5. Отработавшие газы из конденсатора 8 выходят в атмосферу.

По сравнению с прототипом предлагаемьп утилизационный паровой двигатель позволяет значительно снизить расход воды используемой дня его работы.

Claims (1)

1. Паровой двигатель для утилизации теплоты отработавших газов ДВС с замкнутым циклом циркуляции воды, содержащий поршневой двигатель, снабженный впускным и выпускным окнами для заполнения цилиндра отработавшими газами ДВС и очистки цилиндра от отработавшего рабочего тела, а также кривошипно-шатунный механизм, размещенный в цилиндре и картере со сжатием рабочего тела, впрыском в него воды из бака через форсунку и последующим расширением пара, отличающийся тем, что в систему выпуска отработавших газов утилизационного двигателя включен конденсатор для конденсации воды из отработавших газов, в системе рециркуляции воды установлен фильтр для очистки воды и жидкостной насос.