RU85561U1 - COMBINED STEAM-GAS ENGINE - Google Patents

COMBINED STEAM-GAS ENGINE Download PDF

Info

Publication number
RU85561U1
RU85561U1 RU2009110310/22U RU2009110310U RU85561U1 RU 85561 U1 RU85561 U1 RU 85561U1 RU 2009110310/22 U RU2009110310/22 U RU 2009110310/22U RU 2009110310 U RU2009110310 U RU 2009110310U RU 85561 U1 RU85561 U1 RU 85561U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
cavity
inlet
fuel
cylinder
Prior art date
Application number
RU2009110310/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Валентинович Руднев
Марина Леонидовна Хасанова
Артем Сергеевич Зорин
Павел Васильевич Ярославцев
Дмитрий Владиславович Иванов
Константин Андреевич Суслов
Кирилл Юрьевич Лобачев
Максим Юрьевич Метелкин
Константин Борисович Нестеров
Максим Сергеевич Якименко
Иван Владимирович Скребневский
Дмитрий Юрьевич Канцер
Сергей Владимирович Кащеев
Александр Ярославович Черный
Евгений Юрьевич Фахрутдинов
Артем Анатольевич Заболотских
Виталий Дмитриевич Качанов
Original Assignee
Валерий Валентинович Руднев
Марина Леонидовна Хасанова
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 Валерий Валентинович Руднев, Марина Леонидовна Хасанова filed Critical Валерий Валентинович Руднев
Priority to RU2009110310/22U priority Critical patent/RU85561U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU85561U1 publication Critical patent/RU85561U1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Комбинированный парогазовый двигатель, содержащий картер, кривошипно-шатунный механизм, выполненный крейцкопфным, цилиндр с перемещающимся в нем поршнем, снабженный парой впускных и парой выпускных клапанов, впускным и выпускным патрубками, форсунки, оборудованные электромагнитными клапанами, одна для подачи топлива, а другая воды, топливный бак и бак для воды, отличающийся тем, что полость над поршнем соединена с полостью под поршнем коллектором с каталитическим нейтрализатором с тепловым аккумулятором.A combined steam-gas engine containing a crankcase, a crosshead crank mechanism, a cylinder with a piston moving in it, equipped with a pair of inlet and a pair of exhaust valves, inlet and outlet nozzles, injectors equipped with solenoid valves, one for supplying fuel and the other for water, a fuel tank and a water tank, characterized in that the cavity above the piston is connected to the cavity under the piston by a manifold with a catalytic converter with a heat accumulator.

Description

Предложение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для более полного преобразования энергии сжигаемого топлива в механическую работу.The proposal relates to mechanical engineering, namely to engine building and can be used to more fully convert the energy of combusted fuel into mechanical work.

Известны комбинированные двигатели, включающие поршневой ДВС и утилизационный двигатель.Combined engines are known, including a piston internal combustion engine and a recovery engine.

Теловой двигатель с разделенными процессами газообразования (Руднев В.В., Кукис B.C., Хасанова М.Л.. Тепловой двигатель с разделенными процессами газообразования: Патент на полезную модель. RU 51111 U1 F01К 7/00. 27.01.2006. Бюл. №03), который содержит: двухтактный поршневой двигатель, имеющий картер с цилиндром, поршень со штоком, крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм и камеру сгорания, выполненную отдельно от цилиндра, соединенную коллекторами с полостями цилиндра.A solid engine with separated gas generation processes (Rudnev V.V., Kukis BC, Khasanova M.L. A heat engine with separated gas generation processes: Utility Model Patent. RU 51111 U1 F01K 7/00. 01/27/2006. Bull. No. 03 ), which contains: a two-stroke piston engine having a crankcase with a cylinder, a piston with a rod, a crosshead crank mechanism and a combustion chamber made separately from the cylinder, connected by manifolds to the cylinder cavities.

Недостатком этого двигателя являются значительное удаление камеры сгорания от насосной полости, в связи с этим практически невозможно увеличить степень сжатия и повысить индикаторный КПД.The disadvantage of this engine is the significant removal of the combustion chamber from the pump cavity, and therefore it is almost impossible to increase the compression ratio and increase the indicator efficiency.

Известен также комбинированный парогазовый двигатель (Кукис B.C., Хасанова М.Л., Руднев В.В., Быстров О.И.. Комбинированный парогазовый двигатель. Патент на полезную модель. RU 70938 U1 F02G 5/02. 20.02.2008. Бюл. №5) состоит из картера, крейцкопфного кривошипно-шатунного механизма, цилиндра с перемещающимся в нем поршнем, форсункой топливной и форсункой для впрыска воды, топливного и водяного баков. Цилиндр разделен поршнем на два объема, верхний объем работает по циклу Дизеля, а в нижний объем через коллектор подаются горячие отработавшие газы и их теплота используется для перегрева и превращения в пар воды на такте расширения, то есть как паровая машина.Also known is a combined-cycle engine (Kukis BC, Khasanova M.L., Rudnev V.V., Bystrov O.I. Combined combined-cycle engine. Utility model patent. RU 70938 U1 F02G 5/02. 02.20.2008. Bull. No. 5) consists of a crankcase, a crosshead crank mechanism, a cylinder with a piston moving in it, a fuel nozzle and a nozzle for water injection, fuel and water tanks. The cylinder is divided by the piston into two volumes, the upper volume works according to the Diesel cycle, and hot exhaust gases are supplied to the lower volume through the collector and their heat is used to overheat and turn water into steam at the expansion stroke, i.e. as a steam engine.

Недостатком этой конструкции являются большие потери теплоты отработавших горячих газов в коллекторе.The disadvantage of this design is the large heat loss of the exhaust hot gases in the collector.

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.

Задачей предложения является снижение потерь теплоты отработавших газов при перетекании из полости с дизельным циклом в полость с паровым, для обеспечения высокой эффективности преобразования термохимической энергии сжигаемого топлива в механическую работу, и более эффективного использования теплоты отработавших газов для парообразования.The objective of the proposal is to reduce the loss of heat of exhaust gases when flowing from a cavity with a diesel cycle into a cavity with steam, to ensure high efficiency of the conversion of thermochemical energy of the burned fuel into mechanical work, and more efficient use of the heat of the exhaust gas for vaporization.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предлагаемом комбинированном парогазовом двигателе отработавшие газы, образующиеся от процесса сжигания топлива и последующего расширения продуктов сгорания с совершением работы, перепускаются через каталитический нейтрализатор с тепловым аккумулятором для стабилизации и повышения их температуры за счет окисления несгоревших углеводородов, это позволяет частично снизить их токсичность и повысить эффективность последующего парообразования, происходящего за счет энергии отработавших газов, с последующим расширением и совершением работы.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed combined-cycle engine, the exhaust gases generated from the process of burning fuel and the subsequent expansion of the combustion products with the completion of work are bypassed through a catalytic converter with a heat accumulator to stabilize and increase their temperature due to the oxidation of unburned hydrocarbons, this allows partially reduce their toxicity and increase the efficiency of subsequent vaporization, which occurs due to waste energy gas, followed by expansion and completion of work.

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.

Предложение поясняется рисунком (фиг.1), где изображено принципиальное устройство комбинированного парогазового двигателя.The proposal is illustrated in the figure (figure 1), which shows the basic structure of a combined combined cycle engine.

Предлагаемый комбинированный парогазовый двигатель содержит: картер 1 с крейцкопфным кривошипно-шатунным механизмом 2, цилиндр 3 с перемещающимся в нем поршнем 4, форсунками 5 и 6, через одну их которых (5) впрыскивается топливо, а через другую (6) - вода; топливный бак 7 и бак для воды 8. Цилиндр 3 комбинированного парогазового двигателя оборудован впускными клапанами 9, 10 и выпускными клапанами 11, 12, впускным 13 и выпускным 14 патрубками. Форсунки 5 и 6 оборудованы электромагнитными клапанами 15 и 16. Топливный бак 7 соединен топливопроводом 17 с форсункой 5, бак с водой 8 соединен трубопроводом 18 с форсункой 6. Полость над поршнем соединена с полостью под поршнем коллектором 19, на котором установлен каталитический нейтрализатор 20 с тепловым аккумулятором 21.The proposed combined-cycle engine contains: a crankcase 1 with a crosshead crank mechanism 2, a cylinder 3 with a piston 4 moving in it, nozzles 5 and 6, through one of which (5) fuel is injected, and through the other (6) - water; a fuel tank 7 and a water tank 8. The cylinder 3 of the combined-cycle gas engine is equipped with inlet valves 9, 10 and exhaust valves 11, 12, inlet 13 and outlet 14 pipes. The nozzles 5 and 6 are equipped with solenoid valves 15 and 16. The fuel tank 7 is connected by a fuel line 17 to the nozzle 5, the water tank 8 is connected by a pipe 18 to the nozzle 6. The cavity above the piston is connected to the cavity under the piston of the manifold 19, on which the catalytic converter 20 s is installed thermal battery 21.

Комбинированный парогазовый двигатель работает следующим образом. В последний такт очередного рабочего цикла, когда поршень 4 завершает перемещение к верхней мертвой точке, отработавшие газы из надпоршневой полости цилиндра 3 через выпускной клапан 11 по коллектору 19 проходят в каталитический нейтрализатор 20, где их температура повышается, затем направляются к впускному клапану 10 и через него заполняют подпоршневую полость цилиндра 3. Каталитический нейтрализатор 20 для стабилизации температуры установлен в тепловом аккумуляторе 21.Combined combined-cycle engine operates as follows. In the last cycle of the next working cycle, when the piston 4 completes its movement to the top dead center, the exhaust gases from the over-piston cavity of the cylinder 3 through the exhaust valve 11 through the manifold 19 pass to the catalytic converter 20, where their temperature rises, then they are sent to the intake valve 10 and through it is filled with a piston cavity of the cylinder 3. The catalytic converter 20 is installed in the heat accumulator 21 to stabilize the temperature.

Как только поршень 4 начнет движение от верхней мертвой точки к нижней, впускной клапан 10 закрывается и происходит сжатие продуктов сгорания, находящихся в подпоршневой полости. В момент, когда поршень 4 подходит к нижней мертвой точке, через форсунку 6, управляемую электромагнитным клапаном 16, впрыскивается вода, поступающая по трубопроводу 18 из бака 8. и происходит интенсивное парообразование. Пары, расширяясь, давят на поршень 4 снизу и перемещают его вверх, совершая работу. Через крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм 2 эта работа передается на выход из цилиндра 3 и может быть полезно использована.As soon as the piston 4 begins to move from the top dead center to the bottom, the intake valve 10 closes and compression of the combustion products located in the sub-piston cavity occurs. At the moment when the piston 4 approaches the bottom dead center, water is injected through the nozzle 6, controlled by the solenoid valve 16, which enters through the pipe 18 from the tank 8. and intense vaporization occurs. The pairs, expanding, press on the piston 4 from the bottom and move it up, doing the job. Through the crosshead crank mechanism 2, this work is transmitted to the exit of the cylinder 3 and can be useful.

Одновременно с описанным процессом, происходящим в подпоршневой полости при перемещении поршня 4 от верхней к нижней мертвой точке, в надпоршневую полость через впускной патрубок 13 и впускной клапан 9 поступает воздух - происходит всасывание.Simultaneously with the described process taking place in the sub-piston cavity when the piston 4 is moved from the top to the bottom dead center, air enters the supra-piston cavity through the inlet pipe 13 and the inlet valve 9 - suction occurs.

В момент, когда в подпоршневой полости пар начинает расширяться, перемещая поршень 4 в сторону верхней мертвой точки, впускной клапан 9 закрывается и в надпоршневой полости происходит сильное сжатие воздуха. В момент, когда поршень 4 подходит к верхней мертвой точке, через форсунку 5, управляемую электромагнитным клапаном 15, впрыскивается топливо, поступающее по топливопроводу 17 из бака 7. Топливо воспламеняется, и продукты сгорания заставляют поршень двигаться от верхней мертвой точки к нижней, совершая работу. Через крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм 2 эта работа передается на выход из цилиндра 3 и может быть полезно использована.At the moment when the steam begins to expand in the subpiston cavity, moving the piston 4 towards the top dead center position, the inlet valve 9 closes and a strong compression of the air occurs in the suprapiston cavity. At the moment when the piston 4 approaches the top dead center, fuel injected through the fuel pipe 17 from the tank 7 is injected through the nozzle 5, which is controlled by the solenoid valve 15. The fuel ignites and the combustion products cause the piston to move from the top dead center to the bottom, doing work . Through the crosshead crank mechanism 2, this work is transmitted to the exit of the cylinder 3 and can be useful.

В это время открывается выпускной клапан 12 и расширившиеся водяные пары из подпоршневой полости выталкиваются в атмосферу через выпускной патрубок 14.At this time, the exhaust valve 12 opens and the expanded water vapor from the subpiston cavity is pushed into the atmosphere through the exhaust pipe 14.

После достижения поршнем 4 нижней мертвой точки выпускной клапан 12 закрывается и как только поршень 4 начнет обратное движение к верхней мертвой точке, открывается выпускной клапан 11 и рабочий цикл повторяется.After the piston 4 reaches the bottom dead center, the exhaust valve 12 closes and as soon as the piston 4 begins to move back to the top dead center, the exhaust valve 11 opens and the duty cycle is repeated.

По сравнению с прототипом в предлагаемом комбинированном парогазовом двигателе снижена токсичность выбрасываемых в атмосферу паров, повышается эффективность процесса парообразования, с последующим расширением и совершением работы, происходящего за счет повышения энергии отработавших газов в каталитическом нейтрализаторе, температура которого стабилизирована тепловым аккумулятором.Compared with the prototype, the proposed combined-cycle gas engine reduces the toxicity of vapors emitted into the atmosphere, increases the efficiency of the process of vaporization, with subsequent expansion and completion of the work occurring by increasing the energy of the exhaust gases in the catalytic converter, the temperature of which is stabilized by a heat accumulator.

Claims (1)

Комбинированный парогазовый двигатель, содержащий картер, кривошипно-шатунный механизм, выполненный крейцкопфным, цилиндр с перемещающимся в нем поршнем, снабженный парой впускных и парой выпускных клапанов, впускным и выпускным патрубками, форсунки, оборудованные электромагнитными клапанами, одна для подачи топлива, а другая воды, топливный бак и бак для воды, отличающийся тем, что полость над поршнем соединена с полостью под поршнем коллектором с каталитическим нейтрализатором с тепловым аккумулятором.
Figure 00000001
A combined steam-gas engine containing a crankcase, a crank mechanism made of a crosshead, a cylinder with a piston moving in it, equipped with a pair of inlet and a pair of exhaust valves, inlet and outlet nozzles, nozzles equipped with solenoid valves, one for supplying fuel, and the other water, a fuel tank and a water tank, characterized in that the cavity above the piston is connected to the cavity under the piston by a collector with a catalytic converter with a heat accumulator.
Figure 00000001
RU2009110310/22U 2009-03-20 2009-03-20 COMBINED STEAM-GAS ENGINE RU85561U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009110310/22U RU85561U1 (en) 2009-03-20 2009-03-20 COMBINED STEAM-GAS ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009110310/22U RU85561U1 (en) 2009-03-20 2009-03-20 COMBINED STEAM-GAS ENGINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU85561U1 true RU85561U1 (en) 2009-08-10

Family

ID=41050007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009110310/22U RU85561U1 (en) 2009-03-20 2009-03-20 COMBINED STEAM-GAS ENGINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU85561U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201560839U (en) Internal combustion stirling engine
RU85561U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE
RU2316658C1 (en) Diesel engine
RU87469U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE
CN201358849Y (en) Six-stroke internal combustion and steam self-cleaning engine
RU58622U1 (en) DUAL ACTION POWER PLANT WITH SEPARATE COMPRESSION AND EXPANSION PROCESSES
RU94637U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE
WO2006137754A1 (en) The internal combustion engine with an auxiliary cylinder
RU87468U1 (en) COMBINED ENGINE
Mohandas et al. Review of six stroke engine and proposal for alternative fuels
RU70938U1 (en) COMBINED STEAM-GAS ENGINE
RU45463U1 (en) ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY
RU29101U1 (en) Combined V-piston engine
RU49114U1 (en) HEAT ENGINE WITH SEPARATE GAS VAPOR PROCESSES
RU89177U1 (en) PNEUMATIC FUEL SPRAY DIESEL
RU15914U1 (en) ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY
RU2724071C1 (en) Piston engine and method of using fuel in piston engine
RU51111U1 (en) HEAT ENGINE WITH SEPARATE GAS VAPOR PROCESSES
RU45464U1 (en) ENGINE WITH EXTERNAL HEAT SUPPLY
RU136095U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU51675U1 (en) HEAT ENGINE WITH SEPARATE GAS VAPOR PROCESSES
RU71382U1 (en) POWER UNIT WITH SEPARATED COMPRESSION-EXPANSION PROCESSES
RU59737U1 (en) PNEUMATIC V-SHAPED PISTON ENGINE FOR DISPOSAL OF HEAT OF EXHAUST GAS ICE
RU103855U1 (en) COMBINED ENGINE
CN201496142U (en) Internal cooling piston type internal combustion steam engine

Legal Events

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

Effective date: 20100321