RU71703U1 - HEAT POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES - Google Patents
HEAT POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES Download PDFInfo
- Publication number
- RU71703U1 RU71703U1 RU2007104580/22U RU2007104580U RU71703U1 RU 71703 U1 RU71703 U1 RU 71703U1 RU 2007104580/22 U RU2007104580/22 U RU 2007104580/22U RU 2007104580 U RU2007104580 U RU 2007104580U RU 71703 U1 RU71703 U1 RU 71703U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- exhaust
- power plant
- expansion processes
- separate compression
- piston
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для повышения эффективности преобразования термохимической энергии сжигаемого топлива в механическую работу. Предлагаемая теплоэнергетическая установка с разделенными процессами сжатия и расширения содержит: два цилиндра 1, оборудованные рубашками для прохода охлаждающей жидкости 2, с поршнями 3, впускными 4, 5 и выхлопными 6, 7 клапанами, выпускными патрубками 8, 9, выпускными клапанами 10, 11, впускными воздухопроводами 12, 13, форсунками 14, 15 с электрическим приводом; топливный бак 16; двигатель Стирлинга 17; компрессор 18, соединенный трубопроводом 19 с ресивером 20, обмотку возбуждения 21 и шток-якорь 22. 1 с.п. ф-лы, 1 илл.The proposal relates to mechanical engineering, namely to engine building and can be used to increase the efficiency of the conversion of thermochemical energy of combusted fuel into mechanical work. The proposed power plant with separate compression and expansion processes contains: two cylinders 1, equipped with jackets for the passage of coolant 2, with pistons 3, inlet 4, 5 and exhaust 6, 7 valves, exhaust pipes 8, 9, exhaust valves 10, 11, intake air ducts 12, 13, nozzles 14, 15 with electric drive; fuel tank 16; Stirling engine 17; a compressor 18 connected by a pipe 19 to the receiver 20, the field winding 21 and the rod-armature 22. 1 C. p. f-ly, 1 ill.
Description
Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для повышения эффективности преобразования термохимической энергии сжигаемого топлива в механическую работу.The proposal relates to mechanical engineering, namely to engine building and can be used to increase the efficiency of the conversion of thermochemical energy of combusted fuel into mechanical work.
Известны теплоэнергетические установки с разделенными процессами сжатия и расширения. Известна теплоэнергетическая установка с разделенными процессами сжатия и расширения (Сухов А. Выхлоп чище воздуха // За рулем. - 2001. №4.), которая содержит два цилиндра разного диаметра с клапанами. Эти цилиндры расположены V-образно и соединены каналами со сферической камерой, находящейся между ними и имеющей впускной и выпускной клапаны. Когда поршень в малом цилиндре движется вниз, в надпоршневое пространство засасывая наружный воздух. Затем, при движении вверх, поршень сжимает воздух (впускной клапан цилиндра закрыт, впускной клапан сферической камеры открыт, выпускной - закрыт). В конце такта сжатия давление поднимается до 20 бар. Впускной клапан сферической камеры закрывается, а в камеру подается топливо. Затем, выпускной клапан сферической камеры открывается, и продукты сгорания направляются в большой Heat power plants with separate compression and expansion processes are known. Known thermal power plant with separate processes of compression and expansion (Sukhov A. Exhaust cleaner air // Driving. - 2001. No. 4.), which contains two cylinders of different diameters with valves. These cylinders are V-shaped and connected by channels to a spherical chamber located between them and having inlet and outlet valves. When the piston in the small cylinder moves downward, it sucks in outside air into the over-piston space. Then, when moving upward, the piston compresses the air (cylinder inlet valve is closed, spherical chamber inlet valve is open, exhaust valve is closed). At the end of the compression stroke, the pressure rises to 20 bar. The inlet valve of the spherical chamber closes, and fuel is supplied to the chamber. Then, the exhaust valve of the spherical chamber opens, and the products of combustion are sent to
цилиндр, где происходит расширение. После расширения открывается выпускной клапан большого цилиндра, и отработавшие газы выходят в атмосферу.cylinder where the expansion occurs. After expansion, the exhaust valve of the large cylinder opens and the exhaust gases escape into the atmosphere.
Недостатками описанной конструкции являются:The disadvantages of the described design are:
1. Невозможность полного расширения (до атмосферного давления) продуктов сгорания в большом цилиндре, так как поршни и большого и малого цилиндра с помощью шатунов соединены с общим кривошипом.1. The impossibility of full expansion (to atmospheric pressure) of the combustion products in a large cylinder, since the pistons and the large and small cylinders are connected to the common crank by connecting rods.
2. Расходование части энергии, произведенной при расширении в большом цилиндре, на сжатие воздуха в малом цилиндре.2. The expenditure of part of the energy produced during expansion in the large cylinder, on the compression of air in the small cylinder.
Известна также теплоэнергетическая силовая установка с разделенными процессами сжатия и расширения (Теплоэнергетическая установка с разделенными процессами сжатия и расширения: Патент на полезную модель RU 56968 U1 F02B 41/02; опуб. 27.09.2006 Бюл. №27).A heat power plant with separate compression and expansion processes is also known (Heat power plant with separate compression and expansion processes: Utility Model Patent RU 56968 U1 F02B 41/02; publ. September 27, 2006 Bul. No. 27).
Она содержит: рабочий цилиндр с электрической обмоткой на наружной поверхности и поршнем-якорем внутри; по два впускных и выхлопных клапана, выпускных патрубков и впускных воздухопроводов, форсунок с электрическим приводом; топливный бак с двумя топливопроводами; двигатель Стирлинга с полостью для прохода отработавших газов с двумя клапанами; компрессор, соединенный трубопроводом с ресивером.It contains: a working cylinder with an electric winding on the outer surface and an armature piston inside; two inlet and exhaust valves, exhaust pipes and inlet air ducts, nozzles with electric drive; fuel tank with two fuel lines; Stirling engine with a cavity for the passage of exhaust gases with two valves; compressor connected to the receiver by piping.
Недостатками описанной конструкции является:The disadvantages of the described design is:
1. Высокая теплонапряженность поршня, по причине конструктивной сложности организации охлаждения рабочего цилиндра, так как он выполнен с электрической обмоткой на наружной поверхности, которая, для обеспечения высокого КПД, должна располагаться как можно ближе к поршню-якорю. Также высокая теплонапряженность поршня-якоря обусловлена тем, что процесс сгорания происходит попеременно то с одной, то с другой его стороны. Это со временем приводит к потере магнитных свойств у металла, из которого выполнен поршень-якорь, в результате чего теплоэнергетическая силовая установка теряет свою работоспособность.1. High heat stress of the piston, due to the structural complexity of organizing the cooling of the working cylinder, since it is made with an electrical winding on the outer surface, which, to ensure high efficiency, should be located as close as possible to the piston-armature. Also, the high heat stress of the piston-armature is due to the fact that the combustion process occurs alternately on one side or the other. Over time, this leads to a loss of magnetic properties of the metal of which the piston-anchor is made, as a result of which the heat power plant loses its operability.
2. Сложность (в связи с высокой температурой) обеспечения надежной смазки пары трения рабочий цилиндр - поршень-якорь, что ведет к ее быстрому износу.2. The difficulty (due to the high temperature) of providing reliable lubrication of the friction pair of the working cylinder - piston-armature, which leads to its rapid wear.
3. Необходимость охлаждения электрической обмотки, расположенной непосредственно на наружной поверхности цилиндра, так как нагрев обмотки свыше 80°С ведет к нарушению изоляции и, как следствие, - межвитковому замыканию.3. The need to cool the electric winding located directly on the outer surface of the cylinder, since heating the winding above 80 ° C leads to a violation of insulation and, as a consequence, to interturn circuit.
Данная конструкция двигателя является наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и принята за прототип.This engine design is the closest to the proposed technical essence and is taken as a prototype.
Для исключения недостатков прототипа предлагается конструктивно разделить узлы теплоэнергетической силовой установки, в которых происходит сгорание топлива и выработка электроэнергии, а также оборудовать цилиндры рубашкой охлаждения. Предложение поясняется рисунком (фиг.1).To eliminate the disadvantages of the prototype, it is proposed to constructively separate the units of the heat power plant in which fuel is burned and electricity is generated, as well as to equip the cylinders with a cooling jacket. The proposal is illustrated in the figure (figure 1).
Предлагаемая теплоэнергетическая установка с разделенными процессами сжатия и расширения содержит: два цилиндра 1, оборудованные рубашками для прохода охлаждающей жидкости 2, с поршнями 3, впускными 4, 5 и выхлопными 6, 7 клапанами, выпускными патрубками 8, 9, выпускными клапанами 10, 11, впускными воздухопроводами 12, 13, форсунками 14, 15 с электрическим приводом; топливный бак 16; двигатель Стирлинга 17; компрессор 18, соединенный трубопроводом 19 с ресивером 20, обмотку возбуждения 21 и шток-якорь 22.The proposed power plant with separate compression and expansion processes contains: two cylinders 1, equipped with jackets for the passage of coolant 2, with pistons 3, inlet 4, 5 and exhaust 6, 7 valves, exhaust pipes 8, 9, exhaust valves 10, 11, intake air ducts 12, 13, nozzles 14, 15 with electric drive; fuel tank 16; Stirling engine 17; a compressor 18 connected by a pipe 19 to a receiver 20, an excitation winding 21 and a rod-armature 22.
Предлагаемая теплоэнергетическая установка с разделенными процессами сжатия и расширения работает следующим образом.The proposed heat power plant with separate compression and expansion processes works as follows.
При движении поршней 3, соединенных штоком-якорем 22, вправо и приближении их к крайнему правому положению, отработавшие газы из правой полости, образуемой стенками правого рабочего цилиндра 1, его крышкой и днищем правого поршня 3, через открытый выхлопной клапан 7 по выпускному патрубку 9 поступают в полость, окружающую нагреватель двигателя Стирлинга 17, нагревают рабочее тело When the pistons 3 connected by the rod-anchor 22 move to the right and approaching the extreme right position, the exhaust gases from the right cavity formed by the walls of the right working cylinder 1, its cover and the bottom of the right piston 3, through the open exhaust valve 7 through the exhaust pipe 9 enter the cavity surrounding the heater of the Stirling engine 17, heat the working fluid
двигателя Стирлинга 17 и приводят его в действие. Пройдя полость, отработавшие газы выходят в атмосферу через открытый выпускной клапан 10. Мощность, вырабатываемая двигателем Стирлинга, используется для сжатия воздуха в компрессоре 18. Сжатый и нагретый вследствие этого воздух по трубопроводу 19 подается в ресивер 20, откуда по воздухопроводу 13 через впускной клапан 5 поступает в правую полость, образуемую днищем правого поршня 3, стенками правого рабочего цилиндра 1 и его крышкой. В то же время в эту полость через форсунку 5 впрыскивается топливо, поступающее из топливного бака 16. Поступившее в цилиндр топливо попадает в сжатый и горячий воздух, воспламеняется и происходит расширение продуктов сгорания и поршни 3, соединенные штоком-якорем 22 перемещаются влево. В это время из левой полости рабочего цилиндра, образуемой днищем левого поршня 3, стенками левого рабочего цилиндра 1 и его крышкой, через открытый выхлопной клапан 6 по выпускному патрубку 8 отработавшие газы, образовавшиеся в предыдущем цикле, начинают поступать в полость, окружающую нагреватель двигателя Стирлинга 17. В этот момент выпускной клапан 10 закрывается, а выпускной клапан 11 открывается и отработавшие газы, проходя через полость, окружающую нагреватель двигателя Стирлинга 17, нагревают рабочее тело двигателя Стирлинга 17, обеспечивая его работу, и выходят через выпускной клапан Stirling engine 17 and power it. After passing through the cavity, the exhaust gases are released into the atmosphere through the open exhaust valve 10. The power generated by the Stirling engine is used to compress the air in the compressor 18. The compressed and heated air through this pipe 19 is supplied to the receiver 20, from where through the air pipe 13 through the inlet valve 5 enters the right cavity formed by the bottom of the right piston 3, the walls of the right working cylinder 1 and its cover. At the same time, fuel coming from the fuel tank 16 is injected into this cavity through the nozzle 5. The fuel entering the cylinder enters the compressed and hot air, ignites and the combustion products expand, and the pistons 3 connected by the rod-armature 22 move to the left. At this time, from the left cavity of the working cylinder formed by the bottom of the left piston 3, the walls of the left working cylinder 1 and its cover, through the open exhaust valve 6 through the exhaust pipe 8, the exhaust gases generated in the previous cycle begin to flow into the cavity surrounding the Stirling engine heater 17. At this moment, the exhaust valve 10 closes, and the exhaust valve 11 opens and the exhaust gases passing through the cavity surrounding the heater of the Stirling engine 17, heat the working body of the Stirling engine 17, providing going through its work and exit through the exhaust valve
11 в атмосферу. Двигатель Стирлинга 17 продолжает приводить в действие компрессор 18. В момент приближения левого поршня 3 к крышке левого рабочего цилиндра 1 открывается впускной клапан 4, через который по воздухопроводу 12 сжатый горячий воздух из ресивера 20 поступает в левую полость, образуемую левым поршнем 3, стенками левого рабочего цилиндра 1 и его крышкой. В то же время в эту полость через форсунку 14 впрыскивается топливо, поступающее из топливного бака 16. Поступившее в цилиндр топливо попадает в сжатый и горячий воздух, воспламеняется, происходит расширение продуктов сгорания и поршни 3, соединенные штоком-якорем 22, перемещается вправо, после чего описанный рабочий цикл повторяется. Возвратно-поступательное движение поршней 3, соединенных штоком-якорем 22 внутри рабочих цилиндров 1 происходит одновременно и внутри электрической обмотки 21, расположенной над соединительным штоком-якорем 22.11 to the atmosphere. The Stirling engine 17 continues to drive the compressor 18. At the moment of approaching the left piston 3 to the cover of the left working cylinder 1, the inlet valve 4 opens, through which compressed hot air from the receiver 20 enters the left cavity, formed by the left piston 3, by the walls of the left through the air duct 12 working cylinder 1 and its cover. At the same time, fuel coming from the fuel tank 16 is injected into this cavity through the nozzle 14. The fuel entering the cylinder enters the compressed and hot air, ignites, the combustion products expand, and the pistons 3 connected by the rod-armature 22 move to the right, after whereby the described duty cycle is repeated. The reciprocating movement of the pistons 3 connected by the rod-armature 22 inside the working cylinders 1 occurs simultaneously and inside the electric winding 21 located above the connecting rod-armature 22.
В результате этого, при помощи установленного на штоке-якоре 22 постоянного магнита в электрической обмотке 21 наводится электродвижущая сила (электрический ток), который направляется к потребителю энергии. Цилиндры силовой установки во время ее работы охлаждаются жидкостью, проходящей по рубашке охлаждения 2.As a result of this, with the help of a permanent magnet installed on the rod-armature 22, an electromotive force (electric current) is induced in the electric winding 21, which is directed to the energy consumer. The cylinders of the power plant during its operation are cooled by a fluid passing through the cooling jacket 2.
По сравнению с прототипом в предлагаемой теплоэнергетической силовой установке:Compared with the prototype in the proposed heat power plant:
- уменьшена теплонапряженность поршня, а также исключен нагрев обмотки возбуждения, свыше 80°С, путем переноса обмотки возбуждения с наружной поверхности рабочего цилиндра в место между рабочими цилиндрами;- the heat stress of the piston is reduced, and the excitation winding is excluded from heating above 80 ° C by transferring the excitation winding from the outer surface of the working cylinder to the place between the working cylinders;
- обеспечена надежная смазка пары трения рабочий цилиндр - поршень в связи с понижением рабочей температуры цилиндра, путем организации рубашки охлаждения для прохода охлаждающей жидкости, омывающей непосредственно наружную поверхность цилиндра;- reliable lubrication of the friction pair of the working cylinder - piston is ensured in connection with a decrease in the working temperature of the cylinder by organizing a cooling jacket for the passage of coolant washing directly the outer surface of the cylinder;
- исключена потеря магнитных свойств поршнем-якорем за счет переноса якоря из рабочего цилиндра на шток, соединяющий поршни рабочих цилиндров.- the loss of magnetic properties by the piston-anchor due to the transfer of the anchor from the working cylinder to the rod connecting the pistons of the working cylinders is excluded.
Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.An analysis of the proposed solution and the known ones allows us to conclude that it meets the patentability conditions of the utility model.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007104580/22U RU71703U1 (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | HEAT POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007104580/22U RU71703U1 (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | HEAT POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU71703U1 true RU71703U1 (en) | 2008-03-20 |
Family
ID=39280167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007104580/22U RU71703U1 (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | HEAT POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU71703U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578932C1 (en) * | 2015-02-11 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" | Alternating current generator with free-piston motor compressor |
-
2007
- 2007-02-06 RU RU2007104580/22U patent/RU71703U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578932C1 (en) * | 2015-02-11 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" | Alternating current generator with free-piston motor compressor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102985664B (en) | Thermocompression motor | |
RU2293858C2 (en) | Power generator | |
RU71703U1 (en) | HEAT POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES | |
CN104963784A (en) | Stirling engine based on repeated piston heating | |
RU56968U1 (en) | HEAT POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES | |
RU56486U1 (en) | FREE PISTON PNEUMATIC THERMOELECTRIC GENERATOR FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS ICE | |
RU53379U1 (en) | COMBINED ENGINE | |
RU92480U1 (en) | PNEUMATIC PISTON ENGINE FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS OF ICE WITH AIR COOLING OF COMPRESSED AIR | |
RU51116U1 (en) | FREE PISTON PNEUMATIC THERMOELECTRIC GENERATOR FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS ICE | |
RU81532U1 (en) | COMBINED ENGINE | |
KR20060071827A (en) | An external combustion engine combined with cylinder, re-generator and cooler | |
RU51677U1 (en) | PNEUMATIC PISTON ENGINE FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS ICE | |
RU59737U1 (en) | PNEUMATIC V-SHAPED PISTON ENGINE FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS ICE | |
RU60996U1 (en) | PNEUMATIC PISTON ENGINE FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS ICE | |
RU2477375C2 (en) | Method of piston engine cycling and piston engine | |
RU108492U1 (en) | ENGINE OF THE INTERNAL HEATING OF THE WORKING BODY | |
UA151742U (en) | Piston heat engine with induction heating of the inlet air | |
RU2503837C1 (en) | Plunger-free engine | |
RU55044U1 (en) | FREE PISTON PNEUMATIC DUAL ACTION THERMOELECTRIC GENERATOR FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS ICE | |
SK500032022U1 (en) | Linear internal combustion engine with a free piston | |
UA149466U (en) | METHOD OF OPERATION OF THE PISTON HEAT ENGINE | |
CN117167138A (en) | Smooth bore type quaternary difference heat insulation internal combustion engine | |
RU45463U1 (en) | ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY | |
RU155349U1 (en) | HEAT POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES | |
UA151746U (en) | Piston heat engine with induction heating of the air in the cylinders |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080207 |