Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания

Авторы патента:

F02B71/06 - свободнопоршневые газогенераторы

Владельцы патента RU 2431752:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания, включающего внешнюю камеру сгорания, цилиндры, поршни, впускные клапаны и систему управления, состоит в том, что система управления закрывает впускной клапан генератора газов, обеспечивающий поступление продуктов сгорания из камеры сгорания в цилиндр свободнопоршневого генератора газов до прибытия поршней в крайнюю точку движения, и тем самым прекращает подачу продуктов сгорания из внешней камеры сгорания в цилиндр свободнопоршневого генератора газов до прибытия его поршней в крайнюю точку движения. Изобретение обеспечивает повышение удельной мощности свободнопоршневого генератора газов и коэффициент полезного действия. 1 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к энергомашиностроению.

УРОВЕНРЬ ТЕХНИКИ

Ближайшие аналоги заявленного изобретения - патенты 2324060, «Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с двумя поршнями привода компрессора» и 2324830 «Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с одним поршнем привода компрессора».

Принцип действия обоих генераторов газов во многом схож. Поэтому достаточно рассмотреть принцип действия одного из них, а именно «Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с двумя поршнями привода компрессора».

При пуске генератора газов с внешней камерой сгорания (далее - генератор газов) в камеру сгорания 1 (см. чертеж) форсункой 2 подается топливо и воспламеняется свечой зажигания 3. Продукты сгорания через газораспределительный клапан (далее - клапан) 4 поступают в левую полость поршня привода компрессора 5, в результате чего поршень 5 и соединенный с ним штоком 6 поршень компрессора 7 движутся (по чертежу) слева направо. Так как площади внешних поверхностей поршней 5 и 7 больше площади их внутренних поверхностей на величину площади штока 6, давление воздуха в полостях компрессора больше, чем давление продуктов сгорания, то воздух из правой полости поршня 5 (клапан 8 закрыт) через клапан 9 поступает в камеру сгорания 1. Клапан 10 в левом положении закрыт. Закрыт и клапан 11. Поэтому воздух из атмосферы засасывается в левую полость поршня 7 через клапан 12. Заслонка 13 закрыта и поступающий из полостей компрессоров воздух обеспечивает процесс горения топлива. При достижении поршнями крайнего правого положения система управления (не показана) переводит клапаны 4 и 10 в противоположное положение. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания поступают в правую полость поршня 7, и поршни движутся справа налево. Воздух из левой полости поршня 7 поступает в камеру сгорания 1. Клапан 9 закрывается и воздух из атмосферы через открывшийся клапан 8 засасывается в правую полость поршня 5. Как только давление продуктов сгорания в камере сгорания достигнет рабочего значения, открывается заслонка 13 и продукты сгорания поступают на расширительную машину.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения состоит в оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре генератора газов.

Из описания принципа действия генератора газов видно, что продукты сгорания из камеры сгорания поступают в его цилиндры на всем протяжении движения поршней от одной крайней точки до другой, при этом давление продуктов сгорания в цилиндрах практически не отличается от давления их в камере сгорания. Основное расширение продуктов сгорания происходит при выпуске отработавших газов в атмосферу в период от открытия до закрытия выпускных клапанов 4 или 10, и энергия расширения продуктов сгорания не совершает полезной работы. С целью наиболее полного использования энергии расширения продуктов сгорания система управления переводит впускной клапан, например клапан 4, в закрытое положение того цилиндра, в который поступают продукты сгорания в тот момент, при котором обеспечивается наиболее полное расширения продуктов сгорания до прибытия поршней в крайние точки движения. В этот период времени расширение продуктов сгорания происходит аналогично таковому в двигателях внутреннего сгорания.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания, включающего внешнюю камеру сгорания, цилиндры, поршни, впускные клапаны и систему управления, отличается тем, что система управления закрывает впускной клапан генератора газов, обеспечивающий поступление продуктов сгорания из камеры сгорания в цилиндр свободнопоршневого генератора газов до прибытия поршней в крайнюю точку движения, и тем самым прекращает подачу продуктов сгорания из внешней камеры сгорания в цилиндр свободнопоршневого генератора газов до прибытия его поршней в крайние точки движения.

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Реализация способа оптимизации процесса расширения продуктов сгорания свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания требует только лишь модернизации системы управления.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

На чертеже дана принципиальная схема свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания.

1 - камера сгорания, 2 - форсунка, 3 - свеча зажигания, 4, 10 - газораспределительные клапаны, 5, 7 - поршни, 6 - шток, 8, 9, 11, 12 - обратные клапаны, 13 - заслонка.

Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания, включающего внешнюю камеру сгорания, цилиндры, поршни, впускные клапаны и систему управления, отличающийся тем, что система управления закрывает впускной клапан генератора газов, обеспечивающий поступление продуктов сгорания из камеры сгорания в цилиндр свободнопоршневого генератора газов до прибытия поршней в крайнюю точку движения и, тем самым, прекращает подачу продуктов сгорания из внешней камеры сгорания в цилиндр свободнопоршневого генератора газов до прибытия его поршней в крайние точки движения.

Похожие патенты:

Генератор газа // 2417325

Изобретение относится к двигателестроению и служит для получения газа под давлением из смеси горючей жидкости с воздухом и может применяться на транспорте и в других областях техники.

Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с одним поршнем привода компрессора // 2324830

Изобретение относится к области энергомашиностроения. .

Свободнопоршневой генератор газов прямоточного двигателя с двумя поршнями привода компрессора // 2324060

Изобретение относится к энергомашиностроению. .

Свободнопоршневой мотокомпрессор // 2315876

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано при создании мотокомпрессора со свободнодвижущимися поршнями различного назначения. .

Свободнопоршневой газогенератор (компрессор) // 2298691

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к свободнопоршневому газогенератору, предназначенному для получения сжатого газа при сгорании органического топлива.

Турбопоршневая установка // 2201513

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к свободнопоршневым двигателям внутреннего сгорания. .

Генератор газа // 2199673

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению. .

Двигатель-компрессор // 2128781

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет упростить конструкцию и повысить эффективность двигателей-компрессоров со свободно-движущимися поршнями.

Свободнопоршневой генератор газа // 2116477

Изобретение относится к энергомашиностроению и позволяет повысить эффективность транспортной или стационарной энергосиловой установки. .

Генератор парогазовой смеси // 2009343

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для генерирования парогазовой смеси с непосредственным впрыском воды в камеру сгорания топлива. .

Поршневой двигатель с питанием рабочим телом от свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания // 2450137

Способ оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре поршневого двигателя с питанием рабочим телом от свободнопоршневого генератора газов с внешней камерой сгорания // 2451802

Изобретение относится к энергомашиностроению

Комбинированный свободнопоршневой электрогазогенератор // 2474706

Изобретение относится к области энергомашиностроения

Пневмодвигатель с электромагнитным поршнем // 2493441

Изобретение относится к двигателестроению. Пневмодвигатель содержит многоступенчатый редуктор. На каждом из валов редуктора установлены, по крайней мере, один рычаг и более. Пневмодвигатель включает выполненные по числу рычагов гофрированные пневмоцилиндры с толкателями, клапанами подачи сжатого газа и выхода отработанного газа, регулятор распределения давления по ступеням. Толкатель каждого из пневмоцилиндров кинематически связан с соответствующим рычагом. Источник сжатого газа соединен со ступенями редуктора через центробежный регулятор распределения давления. В качестве источника сжатого газа используется пневматически связанная комбинация ресивера, выполненного с гофрированной оболочкой, и обеспечивающая постоянное давление на выходе при изменении его объема, а также свободнопоршневого газогенератора. Газогенератор включается и выключается за счет концевых переключателей, установленных на ресивере, и состоит из корпуса с размещенным в нем поршнем и катушки стартера с витками, расположенными коаксиально с корпусом. Поршень содержит конденсатор и, по крайней мере, одну катушку самоиндукции с кольцевым магнитопроводом. Газогенератор обеспечивает генерацию рабочего газа за счет сжигания различных видов органического топлива. Изобретение направлено на повышение эффективности пневмодвигателя. 2 ил.

Способ увеличения момента силы на валу отбора мощности поршневого двигателя с питанием рабочим телом от свободнопоршневого генератора газов с общей внешней камерой сгорания // 2503838

Изобретение относится к энергомашиностроению. Способ увеличения момента силы на валу отбора мощности поршневого двигателя с питанием рабочим телом от свободнопоршневого генератора газов с общей внешней камерой сгорания, включающего свободнопоршневой генератор газов с внешней камерой сгорания, вал отбора мощности двигателя, две и более расширительных машин с муфтами сцепления валов расширительных машин с валом отбора мощности двигателя и систему управления, при этом для увеличения момента силы на валу отбора мощности двигателя при соединенном вале отбора мощности двигателя с валом одной или более одной расширительных машин система управления двигателя подает продукты сгорания от генератора газов на еще одну, либо на несколько, либо на все незадействованные расширительные машины и муфтами сцепления соединяет их валы с валом обора мощности двигателя. Изобретение обеспечивает экономию ресурса двигателя, и снижение расхода топлива за счет выключения части расширительных машин. 2 ил.

Способ управления фазами электроэнергии полимодульного электрогенератора на базе свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания // 2520727

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ управления фазами электроэнергии полимодульного электрогенератора на базе свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания, включающего группу идентичных по принципу действия свободнопоршневых энергомодулей с внешней камерой сгорания, количество которых равно числу фаз генерируемой электроэнергии, и систему управления фазами генерируемой электроэнергии, согласно изобретению для получения задаваемого числа фаз генерируемой электрогенератором электроэнергии система управления фазами запускает каждый энергомодуль последовательно с запозданием по фазе, соответствующим задаваемому числу фаз генерируемой электроэнергии. Изобретение обеспечивает преобразование энергии моторного топлива в многофазную электроэнергию. 1 ил.

Источник автономного электропитания // 2586234

Источник автономного электропитания содержит эластичный передаточный элемент в виде герметичной емкости (1), сообщенной каналом (2) с герметичным цилиндром (3). В цилиндр помещен поршень (5), который при помощи штока (16) связан с преобразователем (4) энергии. Последний представляет собой рабочий элемент (8), помещенный в поле постоянного магнита (9). Шток (16) жестко соединен с одной из сторон (15) рабочего элемента (8), выполненного в виде металлической пластины (10) прямоугольной формы. Противоположная сторона (13) упомянутой пластины подпружинена с помощью пружины (14). Под действием внешней силы Q на заполненную воздухом эластичную емкость (1) усилие по герметичному каналу (2) и цилиндру (3) передается на поршень (5), который, перемещаясь, оказывает давление на рабочий элемент (8). Последний начинает двигаться, пересекая силовые линии магнита (9), одновременно оказывая воздействие на пружину (14). Во время возвратно-поступательного движения рабочего элемента (8) между полюсами магнита (9) на двух противоположных сторонах (11) и (12) металлической пластины (10) возникает э.д.с., создающая электрический ток, поступающий в накопитель (6) по тоководам (7). 2 ил.