Способ получения искусственной газовой смеси для двигателя внутреннего сгорания, работающего в режиме рециркуляции отработавших газов, и устройство для его осуществления

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2287069:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" (RU)

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, работающим в режиме рециркуляции отработавших газов. Изобретение позволяет эффективно регулировать состав и температуру подаваемой в двигатель искусственной газовой смеси (ИГС), регулируя подачу ИГС в зависимости от нагрузки на двигатель. Согласно изобретению способ получения ИГС для двигателя внутреннего сгорания, работающего в режиме рециркуляции отработанных газов, включает отвод отработавших газов от двигателя, двухступенчатую очистку, путем мокрой очистки от примесей и последующего удаления диоксида углерода с одновременным обогащением кислородом. При этом отработавшие газы охлаждают и в полном объеме подвергают мокрой очистке, затем разделяют их на два потока регулируемого объема. Один из потоков дополнительно охлаждают и осушают, обеспечивают его контактный теплообмен с жидким кислородом с получением газообразного кислорода и вымораживанием фракций воды и диоксида углерода. После отделяют и выводят твердые фракции воды и диоксида углерода. Полученную охлажденную и обогащенную кислородом газовую смесь соединяют с другим потоком охлажденных и осушенных отработавших газов с получением охлажденной ИГС, которую дополнительно подогревают перед подачей в двигатель внутреннего сгорания. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям (двигателям внутреннего сгорания, дизель), и может быть использовано при создании воздухонезависимых энергетических установок для подводных и других технических средств, функционирующих в условиях аномального состояния атмосферы или в замкнутых (полузамкнутых) циклах.

Известны энергетические установки замкнутого цикла (ЭУЗЦ) на основе тепловых двигателей, работающих в режиме рециркуляции отработавших газов, в которых в качестве компоненты топлива двигателей используется искусственная газовая смесь (ИГС), составленная очищенными отработанными газами с добавлением кислорода взамен израсходованного, причем очистка отработанных газов от сжигания топлива предусматривает удаление твердых примесей и некоторого количества диоксида углерода и водяных паров. Для обеспечения требуемых термодинамических характеристик топливной смеси подготавливают ИГС, содержащую диоксид углерода, пары воды, кислород и, в ряде случаев, инертный газ в замещение азота, кондиционируют ИГС по парциальному составу компонент и по температуре, а при работе двигателя обеспечивают требуемый расход ИГС, определяемый нагрузкой.

Отбор излишнего для ИГС количества диоксида углерода (углекислого газа) из отработанных газов осуществляется физическим и химическим способами. При физическом способе удаления диоксида углерода применяются, в частности, откачка газа компрессором в баллоны и дальнейшее удаление за борт или его поглощение водой и сброс «газированной» воды, однако такие приемы характеризуются высокими энергозатратами, что ограничивает их применение. Химические средства абсорбции, такие как водные растворы гидроксидов и карбонатов натрия или калия, суспензия гидроксида кальция, растворы алканоламинов и др., и реакции с их участием характеризуются экзотермичностью, что требует обеспечения эффективного отвода тепла из замкнутого цикла и, следовательно, применения специальных устройств и систем.

Известен способ подготовки искусственной газовой смеси (ИГС) на основе отработанных газов двигателя внутреннего сгорания - дизеля, работающего в режиме замкнутого цикла и рециркуляции отработавших газов, в котором обеспечивают отвод отработавших газов, их охлаждение, разделение компонентов по фазам, абсорбцию диоксида углерода CO2 химическим поглотителем и обогащение газовой смеси кислородом О и инертным газом аргоном Ar, улучшающим термодинамические свойства газовой смеси /Судостроение за рубежом, 1991, №12, 64-65/.

Известный способ реализован в работе воздухонезависимой энергетической установки замкнутого цикла (ЭУЗЦ) на основе шестицилиндрового дизеля модели Д2566 ME компании МАГ, 1986 г., которая содержит тепловой двигатель, выпускной газовый тракт которого снабжен запорным органом и соединен с охладителем, имеющим встроенный отделитель конденсата (1-я ступень разделения компонент), соединенный с охладителем ротационный абсорбер (скруббер) с поглотителем диоксида углерода, в качестве которого выбран раствор едкого кали КОН. Ротационный абсорбер соединен с сепаратором для отделения щелочи от газовой смеси азота с небольшим количеством кислорода, оставшегося после сгорания топлива (2-я ступень разделения компонент), а также со смесителем, предназначенным для обогащения газовой смеси кислородом О и аргоном Ar, содержащимися в баллонах, для получения ИГС /Судостроение за рубежом, 1991, №12, 64-65/.

Недостатком известных способа и устройства является необходимость обеспечения мер предосторожности и эффективного теплообмена при использовании щелочи, большой расход реагентов и, как следствие, недостаточная эффективность использования дизеля, сложность в управлении его мощностью.

Расход кислорода, которым обогащают ИГС для питания двигателя ЭУЗЦ, устанавливают в соответствии с нагрузкой дизеля и поддерживают в избыточном количестве, соответствующем более чем двукратному количеству требуемого воздуха, поскольку в противном случае наблюдается неустойчивость работы дизеля из-за недостатка кислорода. Кроме того, наличие жидкого химического поглотителя приводит к неконтролируемому появлению его частиц в системе ЭУЗЦ, что приводит к сокращению срока службы всей установки и не обеспечивает непрерывный поток в скруббере. Кроме того, недостатком известного способа является трудоемкость контроля состава смеси и неоптимальное расходование кислорода, характерные для установок с жидким химическим поглотителем диоксида углерода.

Известен способ получения ИГС для двигателя внутреннего сгорания, работающего в режиме рециркуляции отработанных газов, в соответствии с которым отработанные газы двигателя отводят, охлаждают неконтактным способом до температуры конденсации водяных паров и осушают путем отделения конденсата, а затем обеспечивают контакт осушенных отработанных газов с твердым кислородоносителем для поглощения диоксида углерода и одновременного обогащения газовой смеси кислородом, причем концентрацию кислорода в ней регулируют в зависимости от концентрации кислорода на впуске в двигатель путем соответствующего изменения количества отработанных газов, контактирующих с твердым кислородоносителем /США, патент №3702110, МПК F 02 В 47/00, 1972/.

Недостатком известного способа является снижение выходной мощности двигателя из-за недостаточно полного осушения ИГС, сложность управления процессом получения кислорода при использовании твердого кислородоносителя.

Известно устройство для получения ИГС для теплового двигателя (ДВС), работающего в режиме рециркуляции отработанных газов, включающее рекуперативный теплообменник для охлаждения отработанных газов ДВС неконтактным способом до температуры конденсации водяных паров, средства отделения пароконденсата, реакционный объем с размещенным в нем кислородоносителем, который взаимодействует с охлажденными и осушенными газами с выделением кислорода, и поглощением (выведением из смеси газов) диоксида углерода, что обеспечивает обогащение смеси газов кислородом перед подачей в двигатель /США, патент №3702110, МПК F 02 В 47/00, 1972/. Известное устройство снабжено также датчиком концентрации кислорода на впуске газовой смеси в двигатель, с помощью которого управляют объемом отработанных газов, контактирующих с кислородоносителем, и тем самым, регулируют содержание кислорода в ИГС.

Недостатком известного устройства является отсутствие гарантии надежной работы системы подготовки ИГС, что обусловлено большой инерционностью химических реакций вещества в твердой фазе и нестабильностью концентрации кислорода, особенно ощутимой на переходных режимах эксплуатации двигателя. Кроме того, теплообменник имеет увеличенные габариты для обеспечения неконтактного охлаждения отработанной газовой смеси, в нем могут накапливаться несгоревшие продукты сгорания топлива, выброшенные из цилиндров ДВС вместе с отработанными газами, а моторесурс двигателя заметно падает из-за высокой влажности ИГС при наличии перепуска отработанных газов на впуск.

Известен способ получения искусственной газовой смеси для ДВС, работающего в режиме рециркуляции отработавших газов, который включает отвод отработавших газов от двигателя, разделение отработавших газов на два потока, объем которых регулируется, один из потоков подвергают мокрой очистке и обеспечивают извлечение из потока диоксида углерода и обогащение потока кислородом путем пропускания его через набор пластин реагента, после чего его очищают от примесей (твердых частиц, продуктов химической реакции и капельной влаги), а затем соединяют с другим потоком и охлаждают перед подачей в двигатель /патент РФ №2158833, публ. 10.11.2000 г./. Способ позволяет повысить надежность и эффективность приготовления искусственной газовой смеси для дизеля, поскольку состав ИГС приближается к составу воздуха по содержанию кислорода, азота и углекислого газа. Недостатком известного способа является использование твердого реагента, что усложняет процесс очистки и обогащения потока отработавших газов кислородом и приводит к нестационарности работы двигателя, особенно на переходных режимах.

Известный способ получения искусственной газовой смеси для двигателя внутреннего сгорания, работающего в режиме рециркуляции отработанных газов, включающий отвод отработавших газов от двигателя, разделение отработавших газов на два потока регулируемого объема, двухступенчатую очистку одного из потоков путем мокрой очистки от примесей и последующего удаления диоксида углерода с одновременным обогащением кислородом, соединение потока очищенных обогащенных газов с другим потоком отработавших газов с получением искусственной газовой смеси (ИГС), охлаждение ИГС и подачу в двигатель внутреннего сгорания, выбран в качестве наиболее близкого аналога к заявляемому изобретению.

Известно устройство подготовки ИГС для ДВС, работающих в режиме рециркуляции отработавших газов, включающая соединенный с впускным и выпускным коллекторами дизеля сепаратор-теплообменник в качестве сепаратора-газоохладителя, регулятор перепуска в качестве средства деления потока отработавших газов на два потока, двухконтурную схему очистки отработавших газов, включающую соединенные последовательно контур мокрой очистки с регулятором подачи воды и контур удаления диоксида углерода и обогащения кислородом (нейтрализатор), связанный с источником кислорода, смеситель газов и влагоотделитель, совмещенные с сепаратором-охладителем /патент РФ №2158833, публ. 10.11.2000 г./.

Известное устройство характеризуется тем, что в процессе удаления диоксида углерода из увлажненного потока отработавших газов за счет двухстадийной химической реакции с реагентом (техническая надперекись натрия) происходит поглощение воды реагентом с образованием щелочи (едкий натр), выделение кислорода при этом и взаимодействие диоксида углерода со щелочью с образованием соли (двууглекислый натр) и воды, которые подлежат удалению. Регулятор перепуска совместно с регулятором подачи воды обеспечивают согласованный отбор отработавших газов и подачу ИГС на вход дизеля и позволяют одновременно регулировать количество CO2 и O2 и ИГС.

Недостатком устройства является наличие твердого реагента, химические реакции в котором проходят только в поверхностном слое, отличаются инерционностью при изменении объема подаваемого на очистку газа, что усложняет процесс очистки отработавших газов и приводит к нестабильности работы двигателя, преимущественно, на переходных режимах.

Известное устройство для приготовления ИГС для ДВС, работающего в режиме рециркуляции отработавших газов, включающее соединенный с впускным и выпускным коллекторами дизеля сепаратор-теплообменник, средство деления потока отработавших газов на два потока, двухконтурную схему очистки отработавших газов, включающую соединенные последовательно контур мокрой очистки с регулятором подачи воды и контур удаления диоксида углерода и обогащения кислородом, связанный с источником кислорода, смеситель газов и влагоотделитель, выбрано в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения.

Задача изобретения состоит в повышении экономичности процесса подготовки ИГС за счет упрощении очистки и обогащения кислородом отработавших газов.

Задача решена тем, что в известном способе получения искусственной газовой смеси для двигателя внутреннего сгорания, работающего в режиме рециркуляции отработанных газов, включающем отвод отработавших газов от двигателя, двухступенчатую очистку путем мокрой очистки от примесей и последующего удаления диоксида углерода с одновременным обогащением кислородом, в соответствии с изобретением, отработавшие газы охлаждают и в полном объеме подвергают мокрой очистке, затем разделяют их на два потока регулируемого объема, один из которых дополнительно охлаждают и осушают, обеспечивают его контактный теплообмен с жидким кислородом с получением газообразного кислорода и вымораживанием фракций воды и диоксида углерода, отделяют и выводят твердые фракции воды и диоксида углерода, а полученную охлажденную и обогащенную кислородом газовую смесь соединяют с другим потоком охлажденных и осушенных отработавших газов с получением охлажденной искусственной газовой смеси, которую дополнительно подогревают перед подачей в двигатель внутреннего сгорания.

Кроме того, отработавшие газы подвергают мокрой очистке с последующим отделением газа от очищающей жидкости.

Кроме того, для мокрой очистки отработавших газов используют воду, которую охлаждают и фильтруют.

Кроме того, воду охлаждают посредством рекуперативного теплообмена с забортной водой.

Кроме того, осушение охлажденного потока очищенных отработавших газов производят с получением конденсата, который отводят за борт.

Кроме того, удаление твердых фракций диоксида углерода и воды осуществляют сублимацией при нагревании.

Кроме того, сублимированные фракции воды и диоксида углерода выводят путем растворения их в забортной воде.

Кроме того, искусственную газовую смесь перед подачей в двигатель внутреннего сгорания подогревают путем теплообмена с отработавшими газами.

Задача решена тем, что в известном устройстве для приготовления ИГС для ДВС, работающего в режиме рециркуляции отработавших газов, включающем соединенный с впускным и выпускным коллекторами дизеля сепаратор-теплообменник, средство деления потока отработавших газов на два потока, соединенное со смесителем газовых потоков, двухконтурную схему очистки отработавших газов, включающую соединенные последовательно контур мокрой очистки с регулятором подачи воды и контур удаления диоксида углерода и обогащения кислородом, связанный с источником кислорода, и влагоотделитель, в соответствии с изобретением, источником кислорода выбрана криогенная емкость, в которой размещен жидкий кислород, средство деления потока отработавших газов на два потока установлено последовательно с контуром мокрой очистки отработавших газов и через компрессор, газовый холодильник и влагоотделитель соединено с контуром удаления диоксида углерода и обогащения кислородом, который выполнен в виде набора холодильных испарителей для вымораживания диоксида углерода из отработавших газов, которые соединены с криогенной емкостью, а также с абсорбером продуктов очистки отработавших газов, и через осушитель и газовый холодильник - с упомянутым смесителем газовых потоков, который через упомянутый сепаратор-теплообменник соединен с впускным коллектором искусственной газовой смеси.

Кроме того, контур мокрой очистки отработавших газов выполнен циркуляционным и содержит контактный охладитель, фазовый разделитель, емкость для сбора воды с водоводяным теплообменником, фильтр и циркуляционный насос, подключенный через управляемый клапан к контактному охладителю.

Кроме того, в качестве контактного охладителя выбрана форсуночная камера, а в качестве охлаждающей жидкости выбрана вода.

Кроме того, водоводяной теплообменник выполнен с возможностью связи с забортной средой.

Кроме того, холодильные испарители снабжены нагревателями, предназначенными для удаления твердых фаз воды и диоксида углерода.

Кроме того, абсорбер выполнен с возможностью связи с забортной средой.

Кроме того, в качестве средства деления потока отработавших газов на два потока выбран регулятор перепуска.

Кроме того, устройство снабжено ресивером искусственной газовой смеси, установленным во впускном коллекторе последовательно к сепаратору-теплообменнику.

Технический результат, достигаемый применением данного изобретения, заключается в обеспечении обогащения очищенных отработавших газов кислородом в процессе испарения жидкого кислорода при тепловом контакте с отработанным газом и одновременно в кондиционировании ИГС по составу. В ходе испарения жидкого кислорода за счет теплообмена в холодильном испарителе диоксид углерода отдает тепло и переходит частично в твердую фазу, а жидкий кислород отбирает тепло, нагревается и переходит в газообразное состояние. Таким образом, в холодильном испарителе существует трехфазная система: газовая фаза (газообразный кислород + газообразные компоненты очищенного отработанного газа) + жидкая фаза (кислород, диоксид углерода в жидком состоянии в случае высокого давления) + твердая фаза (твердая углекислота с возможной примесью льда). За счет управления подачей в холодильный испаритель компонент газовой смеси можно их дозировать и менять, практически безинерционно, их соотношение до достижения оптимальной концентрации и получения ИГС. Удаление твердой фазы примесей из холодильного испарителя (сублиматора) осуществляется путем сублимации твердой двуокиси углерода и, частично, льда с выводом паров углекислоты и воды в абсорбер, связанный с забортной водой, где происходит растворение паров углекислоты в воде, откачиваемой за борт.

Возможность быстрого изменения состава ИГС в соответствии с нагрузкой в заданном режиме работы двигателя обеспечивает его приемистость и устойчивую работу в переходных режимах. Применение холодильного испарителя для вымораживания диоксида углерода позволяет исключить из процесса очистки отработанных газов химические средства очистки и тем самым повысить качество ИГС, упростить систему очистки газов и повысить эффективность использования ИГС и экономичность работы двигателя.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема заявляемого устройства.

Устройство содержит подключенные к двигателю внутреннего сгорания (1) впускным коллектором газовой смеси ресивер (2) и выпускным коллектором газовой смеси - сепаратор-теплообменник (3), который связан по каналу отработавших газов с контактным охладителем (4), включенным в циркуляционный контур мокрой очистки отработавших газов.

Контактный охладитель (4) выполнен, в частности, в виде форсуночной камеры. Выход контактного охладителя (4) соединен с фазовым разделителем (5), в котором осуществляется отделение промытых отработавших газов от очищающей жидкости - воды. Второй вход контактного охладителя (4) через установленные последовательно водяной насос низкого давления (6) и фильтр (7) соединен с водоводяным теплообменником (8), питаемым забортной водой. Выход фазового разделителя (5) соединен также с водоводяным теплообменником (8), чем обеспечена замкнутость цепи контактного охлаждения отработавших газов пресной водой и отвод конденсата водяных паров в замкнутый контур охлаждения и очистки отработавших газов. Второй выход фазового разделителя (5) подсоединен к средству разделения потока отработавших газов на два потока (9), которое выполнено в виде регулятора перепуска газов (далее по тексту - регулятор перепуска (9).

Регулятор перепуска (9) подключен к компрессору (10), который обеспечивает подачу одного потока промытых отработавших газов в контур очистки и обогащения кислородом и подключен к газовому холодильнику (11), в котором за счет понижения температуры поступающих газов конденсируется практически вся влага. Один из выходов газового холодильника (11) через влагоотделитель (12), обеспечивающий отвод конденсата (за борт), соединен с осушителем (13), предназначенным для удаления возможных остатков водяного пара, попадающих после влагоотделителя (12). Осушитель (13) соединен трубопроводом, оснащенным управляемыми клапанами, с холодильным испарителем - блоком вымораживания (14)-(15), предназначенным для вымораживания диоксида углерода из отработавших газов. Блок вымораживания состоит из двух попеременно работающих аппаратов (14)-(15). После заполнения межтрубного пространства в холодильном испарителе сухим льдом по сигналу датчика происходит автоматическое переключение режима работы аппаратов, при этом заполненный льдом аппарат начинает работать в режиме отогрева (сублимации), а другой, свободный ото льда аппарат - в режиме вымораживания.

Общая точка соединения аппаратов (14), (15) подключена к криогенной емкости (резервуару, баллону) для хранения жидкого кислорода (16) через регулируемый клапан. Количество жидкого кислорода, подаваемого в холодильный испаритель, дозируется строго в зависимости от нагрузки ДВС с тем, чтобы обеспечить долю кислорода в ИГС в пределах 30-32 об.ч. Холодильные испарители (14)-(15) снабжены средствами нагрева (не показаны), которые включаются после заполнения соответствующего холодильного испарителя твердой углекислотой и обеспечивают испарение (сублимацию) твердой углекислоты и перевод ее в газообразную фазу. Удаление газовой фазы двуокиси углерода из холодильного испарителя (14)-(15) производится с утилизацией холода диоксида углерода в осушителе (13) и газовом холодильнике (11) с последующим выводом газообразной фазы в абсорбер (17), где происходит растворение диоксида углерода в забортной воде.

Из аппаратов (14)-(15) холодильного испарителя отводятся также и обогащенные кислородом очищенные отработавшие газы, предназначенные для получения ИГС. Линия вывода потока очищенных обогащенных газов также проходит через осушитель (13) и газовый холодильник (11), в котором происходит теплообмен пропускаемых газовых потоков - поступающих в контур очистки газов и обогащения кислородом и выходящих из него. Газовый холодильник (11) соединен со смесителем (18), к которому подключен также регулятор перепуска (9), обеспечивающий поступление другого потока промытых отработавших газов для смешения с потоком обогащенных очищенных газов и получения ИГС требуемого состава.

К выходу смесителя (18) подключена линия подачи ИГС во впускной коллектор (2) через сепаратор-теплообменник (3), в котором происходит теплообмен между горячими отработавшими газами из выпускного коллектора (2) и охлажденной ИГС, после чего ИГС поступает в ресивер (2), выполняющий роль антипульсатора, сглаживающего флуктуации потока газов, и далее в камеру сгорания ДВС (1).

Заявляемое устройство предназначено для использования в ДВС «тяжелой искусственной газовой смеси», в которой присутствуют пары воды, диоксид углерода, кислород, окислы азота. После мокрой очистки потока отработавших газов в циркуляционном контуре и удаления, преимущественно, твердых примесей, при использовании фильтра (7), очищенный и охлажденный газ далее разделяют на два потока - примерно на 70% и 30% от объема отработавших газов. При этом первый поток (70% объема газов) поступает в смеситель (18), а второй поток (около 30% от объема отработавших газов) подается в холодильные испарители (14), (15) для вымораживания диоксида углерода и обогащения газов кислородом, при этом остаточный кислород в отработавших газах циркулирует в замкнутом контуре. При этом эффективно используется теплообмен между различными средами, что позволяет эффективно утилизировать потоки тепла в устройстве.

Известна система очистки отработавших газов для использования на подводных транспортных средствах, оснащенных тепловым двигателем, которая включает коллектор отвода отработавших газов, охладитель - теплообменник для пропускания отводимых отработавших газов, газоохладитель - фазовый разделитель для конденсации и отделения пара от газовой смеси, и ожижитель отработавших газов для сжижения диоксида углерода, средства выведения сжиженных фракций компонентов отработавших газов - сжиженного пара и диоксида углерода, а также источник (емкость) кислорода со средствами подачи его в двигатель для соединения с топливом /Япония, патент №10-305211, публ. 17.11.98/. Сжиженные фракции под давлением, превосходящим давление внешней среды, удаляются через выпускное отверстие за борт. Известная система позволяет получать обогащенную топливную смесь (топливо + кислород), что позволяет снизить количество несгоревшего топлива и повысить мощность двигателя, однако ИГС при этом не используется, затраты кислорода возрастают, а мощность двигателя дополнительно расходуется на обеспечение работы насоса.

Заявленные способ и устройство позволяют эффективно регулировать состав и температуру подаваемой в двигатель ИГС, регулируя (безинерционно) подачу ИГС в зависимости от нагрузки на двигатель.

1. Способ получения искусственной газовой смеси для двигателя внутреннего сгорания, работающего в режиме рециркуляции отработанных газов, включающий отвод отработавших газов от двигателя, двухступенчатую очистку путем мокрой очистки от примесей и последующего удаления диоксида углерода с одновременным обогащением кислородом, отличающийся тем, что отработавшие газы охлаждают и в полном объеме подвергают мокрой очистке, затем разделяют их на два потока регулируемого объема, один из которых дополнительно охлаждают и осушают, обеспечивают его контактный теплообмен с жидким кислородом с получением газообразного кислорода и вымораживанием фракций воды и диоксида углерода, отделяют и выводят твердые фракции воды и диоксида углерода, а полученную охлажденную и обогащенную кислородом газовую смесь соединяют с другим потоком охлажденных и осушенных отработавших газов с получением охлажденной искусственной газовой смеси, которую дополнительно подогревают перед подачей в двигатель внутреннего сгорания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработавшие газы подвергают мокрой очистке с последующим отделением газа от очищающей жидкости.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для мокрой очистки отработанных газов используют воду, которую охлаждают и фильтруют.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что воду охлаждают посредством рекуперативного теплообмена с забортной водой.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что осушение охлажденного потока очищенных отработанных газов производят с получением конденсата, который отводят за борт.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление твердых фракций диоксида углерода и воды осуществляют сублимацией при нагревании.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что сублимированные фракции воды и диоксида углерода выводят путем растворения их в забортной воде.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что искусственную газовую смесь перед подачей в двигатель внутреннего сгорания подогревают путем теплообмена с отработанными газами.

9. Устройство для получения искусственной газовой смеси для двигателя внутреннего сгорания, работающего в режиме рециркуляции отработавших газов, включающее соединенный с впускным и выпускным коллекторами дизеля сепаратор-теплообменник, средство деления потока отработавших газов на два потока, соединенное со смесителем газовых потоков, двухконтурную схему очистки отработавших газов, включающую соединенные последовательно контур мокрой очистки с регулятором подачи воды и контур удаления диоксида углерода и обогащения кислородом, связанный с источником кислорода, и влагоотделитель, отличающееся тем, что источником кислорода выбрана криогенная емкость, в которой размещен жидкий кислород, средство деления потока отработавших газов на два потока установлено последовательно с контуром мокрой очистки отработавших газов и через компрессор, газовый холодильник и влагоотделитель соединено с контуром удаления диоксида углерода и обогащения кислородом, который выполнен в виде набора холодильных испарителей для вымораживания диоксида углерода из отработавших газов, которые соединены с криогенной емкостью, а также с абсорбером продуктов очистки отработавших газов и через осушитель и газовый холодильник - с упомянутым смесителем газовых потоков, который через упомянутый сепаратор-теплообменник соединен с впускным коллектором искусственной газовой смеси.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что контур мокрой очистки отработавших газов выполнен циркуляционным и содержит контактный охладитель, фазовый разделитель, емкость для сбора воды с водоводяным теплообменником, фильтр и циркуляционный насос, подключенный через управляемый клапан к контактному охладителю.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в качестве контактного охладителя выбрана форсуночная камера.

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что водоводяной теплообменник выполнен с возможностью связи с забортной средой.

13. Устройство по п.9, отличающееся тем, что холодильные испарители снабжены нагревателями, предназначенными для удаления твердых фаз воды и диоксида углерода.

14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что абсорбер выполнен с возможностью связи с забортной средой.

15. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в качестве средства деления потока отработавших газов на два потока выбран регулятор перепуска.

16. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно снабжено ресивером искусственной газовой смеси, установленным во впускном коллекторе последовательно к сепаратору-теплообменнику.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к способу работы двигателя внутреннего сгорания и двигателю внутреннего сгорания для осуществления способа.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для повышения эффективности работы двигателей внутреннего сгорания на переходных режимах работы.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергохолодильной системы для объектов, функционирующих без связи с атмосферой, например для специальных фортификационных сооружений и подводных лодок.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергохолодильной системы для объектов, функционирующих без связи с атмосферой.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве комбинированной энергоустановки для объектов, функционирующих без связи с атмосферой.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тепловым двигателям, и может быть использовано для создания воздухонезависимых энергетических установок подводных транспортных средств, аварийно-спасательных средств и специальной техники, оснащенных тепловыми двигателями (двигателями внутреннего сгорания, газовыми турбинами) и функционирующих в условиях аномального состояния атмосферы или в замкнутых объектах.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано при организации работы дизелей на искусственной газовой смеси (ИГС).

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к способу работы газового двигателя внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к способу работы газового двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано в различных отраслях промышленности: в энергетике, в нефтяной и газовой промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и др.

Изобретение относится к способу эксплуатации двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом. Техническим результатом является повышение эффективности работы и улучшение топливной экономичности двигателя, снабженного турбокомпрессором, сокращение выбросов оксидов азота. Сущность изобретения заключается в том, что во время регулирования двигателя при частоте вращения его вала выше средней величины подают выпускные газы к впускному клапану 7. При средней и меньшей частоте вращения вала двигателя подают выпускные газы на вход в компрессор 9 турбокомпрессора 10. При снижении нагрузки на двигатель подают выпускные газы и к клапану 7, и на вход в компрессор 9. А при работе двигателя на режиме, при котором возможна детонация, прекращают рециркуляцию выпускных газов и направляют часть наддувочного воздуха на вход в компрессор 9. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх