Способ работы двигателя

 

Сущность изобретения: подают рабочее тело от источника в камеру переменного объема. Изменяют этот объем и совершают работу при постоянном давлении. Отсекают подачу и выпускают рабочее тело. Выпуск рабочего тела после совершения работы осуществляют путем его свободного перетекания в.другую камеру переменно о объема, большего, чем объем первой камеры. В первой камере осуществляют такое расширение рабочего тела и совершают при этом дополнительную работу. После чего осуществляют выпуск рабочего тела. В качестве рабочего тела используют пар от котла или парогенератора под рабочим давлением. Выпуск отработанного пара осуществляют в холодильник-конденсатор. 3 з.п. ф-лы, б ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

АЗ (!9) (I!) (s!)s F 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4929647/29 (22) 24.04,91 (46) 15.08.93. Бюл. М 30 (76) А,Ф.Тудос и А.В.Терехин (56) Патент ФРГ Ь& 808299, кл. 46 Ь 20/02, 1951, (54) СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ (57) Сущность изобретения: подают рабочее тело от источника в камеру переменного объема. Изменяют этот объем и совершают работу при постоянном давлении. Отсекают подачу и выпускают рабочее тело. Выпуск

Изобретение относится к энергетике и может найти широкое применение, преимущественно в стационарных установках различной мощности, практически во всех отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — снижение расхода топлива.

Для реализации и достижения поставленной цели в способе работы двигателя выпуск рабочего тела после совершения работы осуществляют путем его свободног(! перетекания в другую камеру переменного объема, большего, чем объем первой камеры, которой осуществляют полное расширение рабочего тела и совершение при этом дополнительной работы.

Кроме того. возможны следующие примеры использования рабочего тела; парообразное рабочее тело (ПРТ) и газообразное рабочее тело (ГРТ, находящиеся под рабочим давлением: — при использовании ПРТ выпуск его осуществляют в холодильник-приемник: рабочего тела после совершения работы осуществляют путем его свободного перетекания в,другую камеру переменного объема, большего, чем объем первой камеры. В первой камере осуществляют такое расширение рабочего тела и соверйают при этом дополнительную работу. После чего осуществляют выпуск рабочего тела. В качестве рабочего тела используют пар от котла или парогенератора под рабочим давлением.

Выпуск отработанного пара осуществляют в холодильник-конденсатор. 3 з.п. ф-лы, 6 ил. — при использовании ГРТ, например, воздуха, расширение его во второй камере переменного объема осуществляют до разреженного его состояния, а после совершения дополнительной. работы осуществляют сжатие ГРТ в камере большего объема до величины рабочего давления в ресивере, а при выпуске ГРТ осуществляют его охлаждение и возврат в ресивер, обеспечивая замкнутый и изолированный цикл движения

ГРТ; — при расширении ГРТ производят под- Q ачу Извне порции ГРТ, например, воздуха иэ окружающей среды, в контур циркуляции, QQ преимущественно в камеру большего переменногоо объема .

Указанная последовательность этапов работы двигателя лри различных рабочих телах — ПРТ или ГРТ обеспечивает достижение указанной цели изобретения, На фиг.1 и 2 представлены диаграммы работы клапанов, в установке, реализующей предлагаемый способ, соответственно с приемником ПРТ и с применением ГРТ; на

1834978

55 фиг.3 и фиг.4 — диаграммы изменения дав ления и обьема камеры (надпоршневой полости — в данном примере реализации) соответственно меньшего и большего объемов; на фиг.5 — пример установки для реализации способа с использованием ПРТ, поршневой вариант, на фиг.6 — пример установки для реализации способа с использованием ГРТ, поршневой вариант.

На приведенных примерах реализации на фиг,5 и фиг,б каждое из устройств содержит корпус 1 с перегородкой 2, разделяющей его на две камеры переменного объема — камеру 3 меньшего объема И и камеру 4 большего объема V2, в каждой из которых расположены поршни 5 и 6. Различие рабочих объемов камер 3 и 4, является основополагающим для осуществления способа, Реализация этого условия в конструктивном варианте, на примере использования поршневой системы, может осуществляться следующими путями: а) при равенстве диаметров поршней 5 и 6 ход поршня 6 должен быть больше хода поршня 5, б) при равенстве ходов поршней 5 и 6 диаметр (площадь) поршня 6 должен быть больше диаметра (площади) поршня 5,— этот вариант нашел отражение на фиг.5 и 6; в) смешанный вариант — в этом случае осуществляется для каждого из поршней 5 и 6 подбор параметров — хода поршня и его диаметра.

Поршни 5 и 6 соединены шатунами 7 с коленчатым валом 8, на котором установ-. лен маховик 9, Над поршнем 5 расположены клапаны 10 и 11, а над поршнем 6 — клапан

12, — для обоих вариантов использования рабочего тела, как ПРТ, так и ГРТ. В варианте с ПРТ над поршнем 6 также расположен клапан 13, а в варианте с ГРТ вЂ” нормально закрытый клапан 14 для забора ГРТ (воздуха) из атмосферы и нормально закрытый обратный клапан 15 выпуска ГРТ.

Работа клапанов 10 — 13 обеспечивается от вала 16 с кулачками 17 — 20, воздействующими на толкатели клапанов 10 — 13, подпружиненные пружинами 21. Вращение вала 16 синхронизировано с вращением коленчатого вала 8 посредством кинематической передачи 22.

Клапан 9 установлен на входе 23, клапаны 11 и 12 — в общем канале 24, а клапаны

13 и 15 — на выходе 25, для обоих вариантов использования рабочего тела.

При использовании ПРТ на выходе 25 установлен холодильник-конденсатор 26, В качестве источника пара может быть использован, например, парогенератор или котел на любом топливе (на чертеже не иэо5

45 бражены), имеющие необходимые органы управления, контроля и защиты, подключаемые ко входу 23,, При использовании газа как рабочего тела s качестве источника может быть применен, например, ресивер 27, полость которого соединена одним из трубопроводов 28 (отбора ГРТ) со входом 23, а другим трубопроводом 29 (возврата ГРТ), на котором установлен холодильник 30, — с выходом 25.

Объем Чр ресивера 27 должен быть значительно больше объема V3 рабочей камеры

3, для стабильности работы, В ресивере 27 для обеспечения начального рабочего режима, его "зарядки", предусмотрен зарядный штуцер 31 с обратным клапаном и контролирующим в его рабочем объеме давление манометром 32. На ресивере 27 также установлен клапан 33 сброса избыточного давления.

Способы работы двигателей с использованием ПРТ и ГРТ осуществляются следующим образом.

Работа начинается с принудительного пуска систем, реализующих способ, что выполняется либо с помощью привода-двигателя, либо электростартером, Независимо от используемого рабочего тела последнее подают в камеру 3, что возможно при открытом к этому моменту клапане 10; клапан 11 должен быть закрыт.

Поршень 5 в обоих случаях начинает сме щаться от его верхней мертвой точки (BMT) к нижней (HMT), в результате происходит поворот коленчатого вала 8 на 180 градусов, т.е. совершается работа, 3а время движения поршня 5 от BMT к

HMT поршень 6 перемещается от HMT к

ВМТ, воздействуя, на объем, например, ГРТ от предыдущего цикла, в результате этого, происходит сначала его сжатие.

После достижения поршнем 5 HTM (клапан 10 закрывается, сразу после подачи необходимой порции ПРТ или ГРТ и происходит отсечка подачи рабочего тела—

ГРТ или ПРТ), поршень б подходит к его

BM! .

После прохождения HMT поршень 5 начинает перемещение вверх, к ВМТ, Клапаны

11 и 12 начинают открываться и происходит свободное перетекание рабочего тела, поскольку на все время перемещения поршня

5 идет перемещение поршня 6, объем полости под которым больше чем объем полости переменного объема под поршнем 5, Итак, в результате открытия клапанов

11 и 12 и движения поршней 5 (для обоих вариантов) к их ВМТ, происходи-, переход

PT в полости 4 и при этом воздействие на поршни 6. при движении которых, начиная

1834978

0T BMT к НМТ, совершается дополнительная работа. При этом в случае использования ПРТ происходит его полное расширение, а в случае использования ГРТ происходит расширение до разреженного состояния.

При приближении поршня 6 к его НМТ, создается разряжение, срабатывает клапан

14, происходит поступление порции ГРТ— воздуха для компенсации возможных потерь давления в системе.

При движении поршня 6 от HMT к ВМТ происходит (в случае ПРТ) его выход в холодильник — конденсатор 26 через открытый клапан 13, а в случае с ГРТ вЂ” сжатие до величины, равной величине рабочего давления в ресивере 27 и при этом открывается клапан 15 и ГРТ поступает в холодильник

30, а из него — в ресивер 27, т.е, происходит возврат ГРТ в ресивер 27 — цикл движения

ГРТ завершился, Технико-экономический эффект от использования состоит в экономии расхода топлива, упрощении обслуживания.

Формула изобретения

1. Способ работы двигателя, заключающийся в подаче рабочего тела от источника в камеру переменного объема, изменении этого объема и совершении работы при постоянном давлении, отсечке подачи и выпуске рабочего тела, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива, вы- пуск рабочего тела после совершения работы осуществляют путем его свободного перетекания в другую камеру переменного .. объема, большего, чем обьем первой камеры, в которой осуществляют полное расширение рабочего тела и совершают при этом

5 дополнительную работу, после чего осуществляют выпуск рабочего тела.

2. Способ поп.1, отл ичà ю щийся тем, что в качестве рабочего тела используО ют пар от котла или парогенератора под

10 рабочим давлением, а выпуск отработанно- го пара осуществляют в холодильник-конденсатор.

3, Способ по п 1, отличающийся тем, что используют газообразное рабочее

15 тело, например воздух, от источника постоянного давления — ресивера, причем расширение газообразного рабочего тела в камере большего обьема осуществляют до его разреженного состояния, а после совер20 шения дополнительной работы осуществляют сжатие газообразного рабочего тела в камере большего объема до величины давления в ресивере, а при выпуске газообразного рабочего тела осуществляют его

25 охлаждение и возврат в ресивер, обеспечивая замкнутый цикл движения газообразного рабочего тела.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при расширении газообразного ра30 бочего тела осуществляют подачу извне порции газообразного рабочего тела, например воздуха из окружающей среды, в контур циркуляции, преимущественно в камеру большего объема.

1834978

1834 978

1834978

Составитель А. Гудос

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор С. Лисина

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2709 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5