Способ охлаждения внешней камеры сгорания двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля



Способ охлаждения внешней камеры сгорания двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля
Способ охлаждения внешней камеры сгорания двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля
Способ охлаждения внешней камеры сгорания двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля

 


Владельцы патента RU 2602652:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ охлаждения внешней камеры сгорания двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля, включающего общую внешнюю камеру сгорания энергомодуля с рубашкой охлаждения, две расширительные машины с поршнями и штоками энергомодуля, систему охлаждения поршней и штоков энергомодуля, состоит в том, что рубашка охлаждения внешней камеры сгорания энергомодуля соединяется трубопроводами с системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля, при этом охлаждающая жидкость, прокачиваемая системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля и охлаждаемая в радиаторе, последовательно охлаждает сначала поршни и штоки расширительных машин энергомодуля, а затем общую внешнюю камеру сгорания энергомодуля, или рубашка охлаждения внешней камеры сгорания энергомодуля соединяется трубопроводами с системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля так, что охлаждающая жидкость, прокачиваемая системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля и охлаждаемая в радиаторе, сначала охлаждает общую внешнюю камеру сгорания энергомодуля, а затем поршни и штоки расширительных машин энергомодуля. Изобретение обеспечивает поддержание температуры внешней камеры сгорания двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля в рабочих пределах. 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип заявленного изобретения патент 2427718 «Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением поршней».

Двухцилиндровый однотактный свободнопоршневой энергомодуль с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением поршней действует следующим образом.

Продукты сгорания из камеры сгорания 1 (фиг. 1) по трубопроводу 2 через газораспределительный клапан 3 поступают в верхнюю (по фигуре) торцевую полость поршня 4 нижней расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и газораспределительный клапан 7 - в нижнюю полость поршня 8 верхней расширительной машины 9. Под действием расширяющихся продуктов сгорания поршни расширительных машин 4 и 8 и соединенные с ними якоря линейных электрогенераторов 10 и 11 начинают расходиться. Якоря 10 и 11 могут представлять собой постоянные магниты, либо электромагниты, намагничиваемые катушкой подмагничивания 12 при протекании по ее виткам тока подмагничивания. В обоих случаях магнитный поток замыкается по контуру: якорь 11, статорный магнит 13, якорь 10, якорь 11. При этом пересекаются магнитные линии их магнитных полей, в результате чего в статорном магните 13 и якорях 10 и 11 изменяется магнитный поток и, как следствие, в статорной катушке 14 генерируется импульс электроэнергии. При достижении поршнями и якорями точек крайнего расхождения система управления переводит клапаны 3, 7, 15, 16 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 и через газораспределительный клапан 15 поступают в нижнюю полость поршня 17 нижней расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 16 в верхнюю полость поршня 18 верхней расширительной машины 9. Поршни расширительных машин и соединенные с ними якоря электрогенераторов начинают сходиться. В статорной катушке 14 генерируется импульс электроэнергии противоположного знака. Отработавшие газы при расхождении поршней 17, 18 выбрасываются в атмосферу через газораспределительные клапаны 15 и 16, а при схождении - через газораспределительные клапаны 3 и 7. Одновременно через обратные клапаны 19, 20, 21, 22 из соответствующих полостей поршней расширительных машин 5, 9 по трубопроводам 23, 24 подается воздух, а через обратные клапаны 25, 26, 27, 28 в те же полости из атмосферы засасывается воздух. На фиг. 2 показана нижняя расширительная машина энергомодуля 5, которая отделена от энергомодуля (см. фиг. 1) линией разрыва. При поступлении продуктов сгорания из камеры сгорания 1 через газораспределительный клапан 3 в верхнюю полость поршня 4 поршни 4, 5 начинают движение в крайнюю точку расхождения. Так как объем, заключенный в полости между внутренней поверхностью штока 29 и внешней поверхностью трубы 30 уменьшается, охлаждающий агент (далее - хладоагент), занимающий этот объем и отбирающий тепло от их поверхностей, по внутреннему каналу трубы 30 через обратный клапан 31 и радиатор 32, где он охлаждается, поступает в гидроаккумулятор 33. Гидроаккумулятор 33 резервирует хладоагент при уменьшении объема при расхождении поршней и возвращает его обратно при схождении поршней. По достижении поршнями крайних точек расхождения система управления переводит газораспределительные клапаны 3 и 15 в противоположные положения и поршни начинают сходиться. Жидкость из гидроаккумулятора 33 через обратный клапан 34 поступает в полость между штоком 29 и трубой 30. Рельеф внутренней поверхности штока и поршней повторяет рельеф их внешней поверхности. Внутри каждого поршня имеется перегородка 35 с окном 36. При движении хладоагента в полости между штоком 29 и трубой 30 хладоагент перетекает с одной стороны перегородки в другую через окно в перегородке 36, более эффективно отнимая тепло от поверхности поршней. При достижении поршнями крайних точек схождения система управления снова переводит газораспределительные клапаны 3 и 15 в противоположные положения и цикл охлаждения штока и поршней повторяется. Таким образом, температура поршней и штока энергомодуля поддерживается в рабочих пределах.

ЦЕЛЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель заявленного изобретения состоит в обеспечении температуры внешней камеры сгорания двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля насосом охлаждения поршней энергомодуля в рабочих пределах.

СУЩНОСТЬ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Охлаждение внешней камеры сгорания энергомодуля в рабочих пределах осуществляется включением в разрыв трубопровода между обратным клапаном 31 и радиатором 32 трубопровода, соединенного с рубашкой охлаждения внешней камеры сгорания (на фиг. не показаны). Хладоагент циркулирует по маршруту: гидроаккумулятор 33, обратный клапан 34, объем штока 29, объем трубы 30, обратный клапан 31, трубопровод подачи хладоагента в рубашку охлаждения внешней камеры сгорания, трубопровод слива хладоагента из рубашки охлаждения внешней камеры сгорания (на фиг. не показаны), радиатор 32 и гидроаккумулятор 33. При этом хладоагент отбирает тепло от нагретых деталей и охлаждается в радиаторе 32. Таким образом происходит охлаждение сначала поршней и штоков расширительных машин, а затем внешней камеры сгорания. Однако последовательность может быть изменена - сначала охлаждается внешняя камера сгорания, а затем поршни и штоки. В этом случае трубопровод охлаждения внешней камеры сгорания включается в разрыв между гидроаккумулятором 33 и обратным клапаном 34.

РАСКРЫТИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ охлаждения внешней камеры сгорания двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля, включающего общую внешнюю камеру сгорания энергомодуля с рубашкой охлаждения, две расширительные машины с поршнями и штоками энергомодуля, систему охлаждения поршней и штоков энергомодуля, отличающийся тем, что рубашка охлаждения внешней камеры сгорания энергомодуля соединяется трубопроводами с системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля таким образом, при котором охлаждающая жидкость, прокачиваемая системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля и охлаждаемая в радиаторе, последовательно охлаждает сначала поршни и штоки расширительных машин энергомодуля, а затем общую внешнюю камеру сгорания энергомодуля, или рубашка охлаждения внешней камеры сгорания энергомодуля соединяется трубопроводами с системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля таким образом, при котором охлаждающая жидкость, прокачиваемая системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля и охлаждаемая в радиаторе сначала охлаждает общую

внешнюю камеру сгорания энергомодуля а затем поршни и штоки расширительных машин энергомодуля.

СУЩЕСТВЛЕНИЕ ЗАЯВЛЕННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Затраты на НИОКР двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей не могут существенно отличаться от таковых при проектировании классического ДВС.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Фигура 1. Принципиальная схема двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей.

1 - камера сгорания; 2, 6, 23, 24 - трубопровод; 3, 7, 15, 16 - газораспределительный клапан; 4, 8, 17, 18 - поршень расширительной машины; 5, 9 - расширительная машина; 10, 11 - якорь; 12 - катушка подмагничивания якоря; 13 - статорный магнит; 14 - статорная катушка; 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28 - обратный клапан.

Фигура 2. Принципиальная схема двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания, линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей и устройством охлаждения поршней расширительных машин.

1 - камера сгорания; 3, 15 - газораспределительные клапаны; 4, 5 - поршни расширительной машины; 29 - шток; 30 - труба с каналом; 31, 34 -обратный клапан; 32 - радиатор; 33 - пневмоаккумулятор; 35 - перегородка в поршне; 36 - окно в перегородке поршня.

Способ охлаждения внешней камеры сгорания двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля, включающего общую внешнюю камеру сгорания энергомодуля с рубашкой охлаждения, две расширительные машины с поршнями и штоками энергомодуля, систему охлаждения поршней и штоков энергомодуля, отличающийся тем, что рубашка охлаждения внешней камеры сгорания энергомодуля соединяется трубопроводами с системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля таким образом, при котором охлаждающая жидкость, прокачиваемая системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля и охлаждаемая в радиаторе, последовательно охлаждает сначала поршни и штоки расширительных машин энергомодуля, а затем общую внешнюю камеру сгорания энергомодуля, или рубашка охлаждения внешней камеры сгорания энергомодуля соединяется трубопроводами с системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля таким образом, при котором охлаждающая жидкость, прокачиваемая системой охлаждения поршней и штоков расширительных машин энергомодуля и охлаждаемая в радиаторе, сначала охлаждает общую внешнюю камеру сгорания энергомодуля, а затем поршни и штоки расширительных машин энергомодуля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области тепловых двигателей, а именно к свободнопоршневым двигателям внутреннего сгорания. Свободнопоршневой двигатель содержит размещенный в цилиндре поршень, одним торцом взаимодействующий с камерой сгорания, а другим - с демпферной камерой, систему клапанов и устройство подачи топлива в камеру сгорания.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор, и может быть использовано при проектировании и производстве источников переменного электрического тока и мотокомпрессоров со свободнодвижущимися поршнями.

Изобретение относится к силовым установкам средней и большой мощности. Силовая установка, включающая в себя замкнутый гидравлический контур, содержащий два двигательно-насосных устройства, взаимодействующие с гидравлическим двигателем, каждое двигательно-насосное устройство снабжено оппозитными свободными дифференциальными поршнями, двигателями внутреннего сгорания жидкого охлаждения с газовыми цилиндрами, рабочими цилиндрами и гидравлическими полостями цилиндров дифференциальных поршней, турбокомпрессор и турбину на выхлопных газах, соединенный с полезной нагрузкой гидравлический двигатель, связанный гидравлическими линиями с гидравлическими полостями цилиндров дифференциальных поршней двигательно-насосных устройств, устройствами управления движениями жидкости в одном направлении, подачи топлива, стартером, при этом двигательно-насосное устройство снабжено картером с перекладной заслонкой, образующим гидравлическую полость с цилиндрами дифференциальных поршней, и двумя противоположными отверстиями, к картеру примыкают гидравлические линии замкнутого контура с двух сторон, взаимодействующие с отверстиями входа и выхода гидравлического двигателя.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ, включающий систему управления, внешнюю камеру сгорания, два поршня с компрессорными полостями и клапан перепуска выхлопных газов в каждом цилиндре, согласно изобретению система управления отслеживает текущие величины давления поступающих в рабочую полость поршня энергомодуля продуктов сгорания из внешней камеры сгорания и давления сжимаемого в компрессорной полости того же поршня воздуха, и на основании этих величин определяет момент времени открытия клапана перепуска выхлопных газов из компрессорной полости одного поршня в компрессорную полость другого поршня, система управления открывает клапан перепуска выхлопных газов из компрессорной полости поршня одного поршня в компрессорную полость другого поршня, в результате чего поступающие через клапан перепуска выхлопных газов из компрессорной полости одного поршня в компрессорную полость другого поршня выхлопные газы смешиваются в компрессорной полости со сжимаемым воздухом и смесь воздуха с выхлопными газами поступает во внешнюю камеру сгорания.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Способ оптимизации включает внешнюю камеру сгорания, впускные клапаны подачи продуктов сгорания, поршни привода компрессора, поршни компрессора и систему управления, в соответствии с изобретением продукты сгорания из внешней камеры сгорания через впускные клапаны подачи продуктов сгорания поступают в полости поршней приводов компрессора, в результате чего поршни приводов компрессора и поршни компрессора приходят в движение, система управления выдерживает газораспределительные клапаны в открытом положении после начала поступления продуктов сгорания из внешней камеры сгорания в полость поршней, при этом продукты сгорания приводят в движение поршни, по истечении времени выдержки система управления закрывает газораспределительные клапаны и по достижении поршнями крайних точек расхождения или схождения система управления переводит впускные и выпускные клапаны в противоположные положения, при этом сжимаемый поршнем в полости компрессора газ через выпускной клапан поступает в радиатор, где охлаждается, а затем поступает в ресивер и потребителю.

Изобретение относится к области машиностроения. Способ включает систему управления, поршень с рабочими и компрессорными полостями, внешнюю камеру сгорания и клапан перепуска выхлопных газов из рабочей полости поршня энергомодуля в компрессорную полость, при этом система управления отслеживает текущее значение давления поступающих в рабочую полость поршня энергомодуля продуктов сгорания и на основании этой величины система управления открывает и закрывает клапан перепуска выхлопных газов, из рабочей полости поршня выхлопные газы через клапан перепуска выхлопных газов поступают в компрессорную полость поршня, смешиваются там со сжимаемым воздухом, и полученная смесь воздуха и выхлопных газов через обратный клапан подается во внешнюю камеру сгорания свободнопоршневого с оппозитным движением поршней энергомодуля, соединенных с поршнями компрессора сжатия газов, соответственно таким же способом через клапаны перепуска выхлопных газов осуществляется перепуск выхлопных газов во внешнюю камеру сгорания в остальных цилиндрах энергомодуля, соединенных с поршнями компрессора сжатия газов.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в устройствах ударного действия с возвратно-поступательным движением рабочего органа.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ включает систему управления, цилиндры с поршнями компрессора и энергомодуля, газораспределительные клапаны и внешнюю камеру сгорания, согласно изобретению система управления отслеживает мгновенные величины скоростей поршней компрессора и энергомодуля в обоих цилиндрах компрессора, определяет момент закрытия и продолжительность закрытого положения соответствующих газораспределительных клапанов, и, если при колебательном движении поршней скорость поршней компрессора и энергомодуля в одном цилиндре меньше, чем скорость поршней компрессора и энергомодуля в другом цилиндре, система управления закрывает газораспределительный клапан того цилиндра, скорость поршней компрессора и энергомодуля в котором меньше скорости движения поршней компрессора и энергомодуля в другом цилиндре, в результате чего поступление продуктов сгорания из внешней камеры сгорания прерывается и скорость движения поршней компрессора и энергомодуля в цилиндре с закрытым газораспределительным клапаном уменьшается, после чего в момент времени, когда скорость поршней компрессора и энергомодуля в цилиндре с закрытым газораспределительным клапаном достигнет значения, обеспечивающего одновременность прибытия поршней компрессора и энергомодуля в крайние точки в обоих цилиндрах компрессора, система управления вновь открывает закрытый газораспределительный клапан.

Изобретение относится к устройствам, преобразующим тепловую энергию в электрическую. Устройство преобразования тепловой энергии в электрическую в двигателе внутреннего сгорания содержит линейно расположенные цилиндры, поршни, жестко соединенные между собой штоком, при этом на штоке жестко закреплен ротор, состоящий из конденсаторных пластин, между которыми находятся плоскостные катушки индуктивности, связанные со статором и взаимодействующие с конденсаторными пластинами.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Способ генерирования сжатого в компрессорных полостях поршневых групп атмосферного воздуха свободнопоршневым энергомодулем с общей внешней камерой сгорания и оппозитным движением поршневых групп, включающим две расширительные машины с поршневыми группами энергомодуля, внешнюю камеру сгорания, установленный между компрессорными полостями и камерой сгорания двухходовой воздухораспределительный клапан и систему управления, согласно изобретению в момент времени, когда в камеру сгорания поступит масса сжатого в компрессорных полостях поршневых групп воздуха, система управления переводит двухходовой воздухораспределительный клапан в положение, при котором закрывается доступ сжатого в компрессорных полостях поршневых групп атмосферного воздуха во внешнюю камеру сгорания и открывается путь потребителю сжатого в компрессорных полостях поршневых групп воздуха.
Наверх