RU65191U1 - PHASE TRANSITION HEAT BATTERY - Google Patents

PHASE TRANSITION HEAT BATTERY Download PDF

Info

Publication number
RU65191U1
RU65191U1 RU2007100281/22U RU2007100281U RU65191U1 RU 65191 U1 RU65191 U1 RU 65191U1 RU 2007100281/22 U RU2007100281/22 U RU 2007100281/22U RU 2007100281 U RU2007100281 U RU 2007100281U RU 65191 U1 RU65191 U1 RU 65191U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inlet
pipes
outlet
blocks
heat
Prior art date
Application number
RU2007100281/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Яковлевич Носырев
Наталья Валерьевна Чертыковцева
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская государственная академия путей сообшения" (СамГАПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская государственная академия путей сообшения" (СамГАПС) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская государственная академия путей сообшения" (СамГАПС)
Priority to RU2007100281/22U priority Critical patent/RU65191U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU65191U1 publication Critical patent/RU65191U1/en

Links

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к устройствам для обогрева тепловозного дизеля при отрицательных температурах окружающей среды. Тепловой аккумулятор фазового перехода содержит теплоизолированный вакуумированный цилиндрический корпус со съемной крышкой, имеющей входное и выходное отверстия, впускную и выпускную трубы, блок капсул, заполненных одинаковым теплоаккумулирующим материалом и выполненных из коаксиально расположенных цилиндров с образованием между ними кольцевых зазоров для прохода жидкого теплоносителя. Он содержит не менее двух блоков капсул с различным теплоаккумулирующим материалом, размещенных в одном вакуумированном корпусе, имеет общие входной и выходной трубопроводы, причем впускные трубы блоков капсул связаны перепускными трубами с входным трубопроводом, а выпускные трубы блоков капсул связаны перепускными трубами с впускными трубами блоков с более низким диапазоном рабочих температур и на каждой перепускной трубе установлен запорный клапан. Такой аккумулятор позволяет производить забор тепловой энергии от выхлопных газов ДВС в более широком температурном диапазоне и тем самым накапливать и удерживать большее количество теплоты, а также обеспечивает избирательность диапазона рабочих температур.The utility model relates to engine building, and in particular to devices for heating a diesel diesel engine at negative ambient temperatures. The phase-transition heat accumulator contains a thermally insulated evacuated cylindrical body with a removable cover having an inlet and an outlet, an inlet and an outlet pipe, a block of capsules filled with the same heat-accumulating material and made of coaxially arranged cylinders with the formation of annular gaps between them for the passage of the liquid coolant. It contains at least two capsule blocks with different heat-accumulating material located in one evacuated casing, has common inlet and outlet pipelines, and the inlet pipes of the capsule blocks are connected by the bypass pipes to the inlet pipe, and the outlet pipes of the capsule blocks are connected by the bypass pipes with the inlet pipes of the blocks with a lower operating temperature range and a shut-off valve is installed on each bypass pipe. Such a battery allows the extraction of thermal energy from the exhaust gases of the internal combustion engine in a wider temperature range and thereby accumulate and retain a greater amount of heat, and also ensures the selectivity of the operating temperature range.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к устройствам для обогрева тепловозного дизеля при отрицательных температурах окружающей среды.The utility model relates to engine building, and in particular to devices for heating a diesel diesel engine at negative ambient temperatures.

Известно устройство разогрева ДВС мобильной машины, состоящее из теплоизолированного вакуумированного цилиндрического корпуса со съемной крышкой, имеющей входное и выходное отверстия, с запрессованными в них впускной и выпускной трубами, размещенного в корпусе блока из параллельно расположенных в шахматном порядке трубчатых капсул, заполненных изменяющим агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур аккумулирующим материалом. Устройство подключается в систему охлаждения ДВС мобильной машины [Заявка RU №97113939/06, МПК 6 F 24 H 7/00, 1999 г.].A device for heating the internal combustion engine of a mobile machine is known, consisting of a thermally insulated evacuated cylindrical body with a removable cover having an inlet and outlet openings, inlet and outlet pipes pressed into them, housed in a block body made of tubular capsules parallel to the staggered shape filled with an aggregate state operating temperature range with storage material. The device is connected to the internal combustion engine cooling system of a mobile machine [Application RU No. 97113939/06, IPC 6 F 24 H 7/00, 1999].

Недостатком является наличие большого количества трубчатых капсул, изготовление и заполнение которых представляют собой трудоемкий процесс. Большое количество капсул в свою очередь приводит к снижению надежности конструкции аккумулятора.The disadvantage is the presence of a large number of tubular capsules, the manufacture and filling of which is a laborious process. A large number of capsules in turn leads to a decrease in the reliability of the battery design.

Известен тепловой аккумулятор фазового перехода, состоящий из теплоизолированного вакуумированного цилиндрического корпуса, съемной крышки, входного и выходного отверстий. В эти отверстия запрессованы впускная и выпускная трубы. Внутри корпуса находится теплообменник, состоящий из коаксиально расположенных цилиндрических капсул. Капсулы заполнены теплоаккумулирующим материалом. Теплообменник монтируется на съемной крышке при помощи болтового соединения и приваривается к корпусу. Данный аккумулятор включен в систему охлаждения ДВС мобильной машины [Патент РФ №2187049, МПК 7 F 24 H 7/00, опубл Known heat accumulator phase transition, consisting of a thermally insulated evacuated cylindrical body, removable cover, inlet and outlet openings. Intake and exhaust pipes are pressed into these holes. Inside the housing is a heat exchanger consisting of coaxially arranged cylindrical capsules. Capsules are filled with heat storage material. The heat exchanger is mounted on a removable cover using a bolted connection and is welded to the body. This battery is included in the cooling system of the internal combustion engine of a mobile machine [RF Patent No. 2187049, IPC 7 F 24 H 7/00, publ.

25.12.2002. Шульгин В.В., Гулин С.Д., Никифоров Г.И. и др. «Тепловой аккумулятор фазового перехода»].12/25/2002. Shulgin V.V., Gulin S.D., Nikiforov G.I. and others. "Thermal battery phase transition"].

Такая конструкция не может обеспечить прогрева теплоносителя от температуры окружающей среды выше +50°С и регулирования количества подаваемого тепла.Such a design cannot provide heating of the coolant from the ambient temperature above + 50 ° C and regulation of the amount of heat supplied.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, за счет конструктивного обеспечения забора тепловой энергии выхлопных газов в более широком температурном диапазоне и возможности регулирования количества подаваемого тепла.The technical result is the expansion of functionality, due to the structural support of the intake of thermal energy of the exhaust gases in a wider temperature range and the ability to control the amount of heat supplied.

Технический результат достигается тем, что в тепловой аккумулятор, содержащий теплоизолированный вакуумированный цилиндрический корпус со съемной крышкой, имеющей входное и выходное отверстия, впускную и выпускную трубы, блок капсул, заполненных одинаковым теплоаккумулирующим материалом и выполненных из коаксиально расположенных цилиндров с образованием между ними кольцевых зазоров для прохода жидкого теплоносителя, дополнительно введены еще не менее двух блоков капсул с различным теплоаккумулирующим материалом, общие входной и выходной трубопроводы, причем впускные трубы блоков капсул связаны перепускными трубами с входным трубопроводом, а выпускные трубы блоков капсул связаны перепускными трубами с впускными трубами блоков с более низким диапазоном рабочих температур и на каждой перепускной трубе установлен запорный клапан.The technical result is achieved in that in a heat accumulator containing a thermally insulated evacuated cylindrical body with a removable cover having an inlet and an outlet, an inlet and an outlet pipe, a block of capsules filled with the same heat storage material and made of coaxially arranged cylinders with the formation of ring gaps between them for the passage of the liquid coolant, at least two more blocks of capsules with different heat-storage material are additionally introduced, common input and output pipelines, the inlet pipes of the capsule blocks being connected by the bypass pipes to the inlet pipe, and the exhaust pipes of the capsule blocks are connected by the bypass pipes to the inlet pipes of the blocks with a lower operating temperature range and a shut-off valve is installed on each bypass pipe.

На фиг.1 представлен тепловой аккумулятор фазового перехода.Figure 1 presents the heat accumulator of the phase transition.

Тепловой аккумулятор фазового перехода состоит из вакуумированного корпуса 1, съемной крышки 2, имеющей входные 3, 4, 5 и выходные 6, 7, 8 отверстия, в которые запрессованы впускные 9, 10, 11 и выпускные 12, 13, 14 трубы блоков. Внутри корпуса находятся блоки 15, 16, 17, The phase transition thermal accumulator consists of a vacuum case 1, a removable cover 2, having inlet 3, 4, 5 and outlet 6, 7, 8 openings into which inlet 9, 10, 11 and outlet 12, 13, 14 pipe blocks are pressed. Inside the case there are blocks 15, 16, 17,

состоящие из коаксиально расположенных цилиндрических капсул 18 с зазорами 19 для прохода жидкости. Вся конструкция теплообменника смонтирована на съемной крышке 2, которая закреплена при помощи болтового соединения 20 к кольцу 21, приваренному к корпусу. Регулировать количество подаваемого тепла позволяет наличие на перепускных трубах запорных клапанов 22, 23, 24, 25, 26.consisting of coaxially arranged cylindrical capsules 18 with gaps 19 for the passage of fluid. The entire design of the heat exchanger is mounted on a removable cover 2, which is fixed by means of a bolted connection 20 to the ring 21 welded to the body. The amount of heat supplied can be controlled by the presence of shut-off valves 22, 23, 24, 25, 26 on the bypass pipes.

Устройство работает следующим образом. При работе ДВС поток выхлопных газов поступает через входной трубопровод в впускную трубу 9, затем проходит через кольцевые отверстия 19, выходит из блока 15 со среднетемпературным теплоаккумулирующим материалом (350°С) в выпускную трубу 12 и далее, проходя последовательно, через впускные 10, 11 и выпускную 13 трубы к блоку с низкотемпературным теплоаккумулирующим материалом (120°С), выходит через выходной трубопровод 14. При этом теплоаккумулирующий материал, находящийся в цилиндрических капсулах 18, нагревается в твердой фазе до температуры плавления, плавится, а затем нагревается в жидкой фазе до некоторой температуры, при которой наступает тепловое равновесие между ним и выхлопными газами. Аккумулирование теплоты осуществляется за счет наличия вакуумированного корпуса 1. Крышка 2 с входными 3, 4, 5 и выходными 6, 7, 8 отверстиями съемная и крепится при помощи болтового соединения 20 к приваренному к корпусу кольцу 21.The device operates as follows. When the internal combustion engine is operating, the exhaust gas stream enters the inlet pipe 9 through the inlet pipe, then passes through the annular openings 19, leaves the block 15 with medium-temperature heat-accumulating material (350 ° C) into the exhaust pipe 12, and then passes sequentially through the inlet 10, 11 and the outlet 13 of the pipe to the block with a low-temperature heat storage material (120 ° C) exits through the outlet pipe 14. In this case, the heat storage material located in the cylindrical capsules 18 is heated in the solid phase to the melting temperature It melts and then heats up in the liquid phase to a certain temperature at which thermal equilibrium sets in between it and the exhaust gases. The heat is accumulated due to the presence of a vacuum case 1. Cover 2 with input 3, 4, 5 and output 6, 7, 8 holes is removable and fastens with a bolt connection 20 to the ring 21 welded to the body.

Отдача аккумулятором тепловой энергии в общем случае осуществляется путем прокачки теплоносителя через входной трубопровод 9, впускные и выпускные трубы блоков 15, 16, 17, кольцевые зазоры 19 и выходной трубопровод 14. При этом происходит обратимый фазовый переход, в результате которого теплоаккумулирующий материал кристаллизуется и отдает ранее запасенную энергию теплоносителю. Теплоноситель нагревается от температуры окружающей среды и передает эту энергию деталям двигателя. В качестве теплоносителя в режиме самопрогрева тепловозного дизеля используется воздух, и рабочими блоками являются 16 The battery returns heat energy in the general case by pumping the heat carrier through the inlet pipe 9, inlet and outlet pipes of blocks 15, 16, 17, annular gaps 19 and the outlet pipe 14. In this case, a reversible phase transition occurs, as a result of which the heat-accumulating material crystallizes and gives off previously stored energy to the coolant. The coolant is heated by ambient temperature and transfers this energy to engine parts. Air is used as a heat carrier in the self-heating mode of a diesel diesel engine, and 16 are working units

дизеля используется воздух, и рабочими блоками являются 16 и 17; в режиме подключения в охлаждающую систему ДВС теплоноситель - охлаждающая жидкость, рабочий блок 17; в режиме подключения в водяную систему прогрева тепловоза во время отстоя в боксе теплоноситель - вода, рабочие блоки 15, 16, 17. Регулирование количества подаваемого тепла осуществляется перепускными запорными клапанами 22, 23, 24, 25, 26 (обвязка теплоаккумулирующих блоков и систем ДВС условно не показана).diesel uses air, and the working blocks are 16 and 17; in the mode of connection to the cooling system of the internal combustion engine, the coolant is the coolant, the working unit 17; in the mode of connecting the locomotive to the heating system during the sludge in the box, the coolant is water, working blocks 15, 16, 17. The amount of heat supplied is controlled by bypass shut-off valves 22, 23, 24, 25, 26 (the binding of heat-accumulating blocks and ICE systems is conditional not shown).

Применение данного устройства позволит уменьшить затраты дизельного топлива на прогрев тепловозов в холодное время года.The use of this device will reduce the cost of diesel fuel for heating locomotives in the cold season.

Claims (1)

Тепловой аккумулятор фазового перехода, содержащий теплоизолированный вакуумированный цилиндрический корпус со съемной крышкой, имеющей входное и выходное отверстия, впускную и выпускную трубы, блок капсул, заполненных одинаковым теплоаккумулирующим материалом и выполненных из коаксиально расположенных цилиндров с образованием между ними кольцевых зазоров для прохода жидкого теплоносителя, отличающийся тем, что он содержит не менее двух блоков капсул с различным теплоаккумулирующим материалом, размещенных в одном вакуумированном корпусе, имеет общие входной и выходной трубопроводы, причем впускные трубы блоков капсул связаны перепускными трубами с входным трубопроводом, а выпускные трубы блоков капсул связаны перепускными трубами с впускными трубами блоков с более низким диапазоном рабочих температур и на каждой перепускной трубе установлен запорный клапан.
Figure 00000001
Phase-transition heat accumulator containing a thermally insulated evacuated cylindrical body with a removable cover having an inlet and outlet, an inlet and an outlet pipe, a capsule block filled with the same heat-accumulating material and made of coaxially arranged cylinders with the formation of annular gaps between them for the passage of a liquid coolant, different the fact that it contains at least two blocks of capsules with different heat storage material, placed in one evacuated the casing, has common inlet and outlet pipelines, and the inlet pipes of the capsule blocks are connected by the bypass pipes to the inlet pipe, and the outlet pipes of the capsule blocks are connected by the bypass pipes with the inlet pipes of the blocks with a lower operating temperature range and a shut-off valve is installed on each bypass pipe.
Figure 00000001
RU2007100281/22U 2007-01-09 2007-01-09 PHASE TRANSITION HEAT BATTERY RU65191U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100281/22U RU65191U1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 PHASE TRANSITION HEAT BATTERY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100281/22U RU65191U1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 PHASE TRANSITION HEAT BATTERY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU65191U1 true RU65191U1 (en) 2007-07-27

Family

ID=38432663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007100281/22U RU65191U1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 PHASE TRANSITION HEAT BATTERY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU65191U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506503C1 (en) * 2012-10-24 2014-02-10 Сергей Анатольевич Бублий Phase transfer heat accumulator with self-adjusted electric heater
RU2547680C1 (en) * 2013-11-26 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Heat accumulator with phase transition material

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506503C1 (en) * 2012-10-24 2014-02-10 Сергей Анатольевич Бублий Phase transfer heat accumulator with self-adjusted electric heater
RU2547680C1 (en) * 2013-11-26 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Heat accumulator with phase transition material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Experimental study on an adsorption icemaker driven by parabolic trough solar collector
US20130147197A1 (en) Combined Cycle Solar Power Generation
CN104279032B (en) Driver element for motor vehicle
CN102322760B (en) Intelligent on-vehicle mobile type phase-change heat storage and supply system
CN103835788B (en) For the gas extraction system of vehicle and the vehicle with it
Johar et al. Experimental investigation on latent heat thermal energy storage system for stationary CI engine exhaust
CN203685327U (en) Distributed combined cooling heating and power system for gradient utilization for waste heat of landfill gas electricity-generation internal combustion engine
CN103528262B (en) A kind of non-energy dynamic formula organic matter working medium ejector refrigeration method
WO2017191505A4 (en) Method and apparatus for increasing the efficiency of the cogeneration power plant by the heat pump principle utilization for increasing the coolant inlet temperature
US8851066B1 (en) Thermal energy storage system
CN103061947A (en) Engine cold-start preheating device
CN102536510B (en) Energy feedback heat pipe heat exchange device
Johar et al. Experimental investigation and exergy analysis on thermal storage integrated micro-cogeneration system
CN103670557A (en) Waste heat gradient utilization distributed type cooling-heating-power combined supply system for landfill gas power generating internal combustion engine
CN105402071A (en) Engine preheating device based on phase change heat storage
CN205369150U (en) Continuous operation's phase -change thermal reservoir
RU65191U1 (en) PHASE TRANSITION HEAT BATTERY
CN106640398A (en) Device for shortening three-way catalytic converter light-off time and control method
CN203022950U (en) Preheating device for cold start of engine
RU2488015C1 (en) System to maintain optimum heat conditions of ice
RU2506503C1 (en) Phase transfer heat accumulator with self-adjusted electric heater
RU2187049C1 (en) Phase transition heat accumulator
RU2641775C1 (en) Caloric engine unit heating system
RU97488U1 (en) HEAT BATTERY
RU2398126C1 (en) Ice fuel and motor oil thermal control system

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080110