Способ управления температурой поршней и штоков свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля шунтированием радиатора



Способ управления температурой поршней и штоков свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля шунтированием радиатора
Способ управления температурой поршней и штоков свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля шунтированием радиатора
Способ управления температурой поршней и штоков свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля шунтированием радиатора
Способ управления температурой поршней и штоков свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля шунтированием радиатора

 


Владельцы патента RU 2617027:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ управления температурой поршней и штоков свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля шунтированием радиатора осуществляется следующим образом. При движении охлаждающей жидкости через радиатор тепло охлаждающей жидкости излучается в окружающую среду, температура охлаждающей жидкости, поршней и штоков энергомодуля становится меньше оптимальной. Система управления переводит шунтирующий клапан в открытое положение, и охлаждающая жидкость циркулирует в обход радиатора. В результате температура поршней и штоков энергомодуля становится больше, и в момент времени, когда температура охлаждающей жидкости, поршней и штоков превысит оптимальную величину, система управления снова переведет шунтирующий клапан в закрытое положение. Таким образом, температура поршней и штоков энергомодуля поддерживается в оптимальном диапазоне. Изобретение обеспечивает управление температурой поршней и штоков свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания шунтированием радиатора. 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

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

Продукты сгорания из камеры сгорания 1 (фиг. 1) по трубопроводу 2 через клапан 3 поступают в правую (по фигуре) полость поршня 4 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и клапан 7 - в левую полость поршня 8 правой 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 встречное движение. 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 расхождении якорей 10 и 11 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 (на фигуре не показана) переводит клапаны 3, 7, 15, 16 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 и через клапан 15 поступают в левую полость поршня 17, а по трубопроводу 6 и через клапан 16 - в правую полость поршня 18. Поршни расширительных машин и соединенные с ними якоря электрогенераторов начинают сходиться. В статорной катушке 14 генерируется импульс противоположного знака. Отработавшие газы при расхождении поршней 17, 18 выбрасываются в атмосферу через клапаны 15 и 16, а при схождении - через клапаны 3 и 7. Одновременно при рабочих тактах расширительных машин 5, 9 для обеспечения процесса горения топлива в камере сгорания 1 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.

При работе энергомодуля поршни и штоки испытывают значительные термические нагрузки. Их охлаждение осуществляется следующим образом. На фиг. 2 показана левая расширительная машина энергомодуля. При поступлении продуктов сгорания из камеры сгорания 1 через клапан 3 в правую полость поршня 4 поршни 4, 5 начинают движение справа налево. Так как объем, заключенный в полости между внутренней поверхностью штока 29 и внешней поверхностью трубы 30, уменьшается, охлаждающий агент (далее - хладагент), 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. По достижению поршнями левого крайнего положения система управления переводит клапаны 3 и 15 в противоположные положения. Поршни движутся слева направо. 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 хладагента в полости между штоком 29 и трубой 30 хладагент перетекает с одной стороны перегородки в другую через окно в перегородке 36, более эффективно отнимая тепло от поверхности поршней. При достижении поршнями крайнего правого положения система управления снова переводит газораспределительные клапаны 3 и 15 в противоположные положения и цикл перекачки и охлаждения штока и поршней повторяется.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения - обеспечить управление температурой поршней и штоков свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания шунтированием радиатора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 3 показан фрагмент свободнопоршневого энергомодуля, отделенный от схемы энергомодуля линией обрыва. Управление температурой поршней и штоков свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания шунтированием радиатора осуществляется следующим образом. При движении хладагента (охлаждающей жидкости) ее тепло через радиатор 32 излучается в окружающую среду. Если температура поршней и штоков энергомодуля становится ниже оптимальной, система управления переводит шунтирующий клапан 37 в открытое (по рисунку - нижнее) положение, и охлаждающая жидкость циркулирует в обход радиатора, температура поршней и штоков энергомодуля повышается. В момент времени, когда их температура превысит оптимальную величину, система управления снова переведет шунтирующий клапан 37 в закрытое положение. Таким образом, температура поршней и штоков энергомодуля поддерживается в оптимальном диапазоне.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ управления температурой поршней и штоков свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля шунтированием радиатора, содержащий систему управления энергомодуля, содержащего радиатор, систему управления, поршни и штоки энергомодуля и шунтирующий клапан, отличающийся тем, что при движении охлаждающей жидкости через радиатор тепло охлаждающей жидкости излучается в окружающую среду, температура охлаждающей жидкости, поршней и штоков энергомодуля становится меньше оптимальной, система управления переводит шунтирующий клапан в открытое положение, и охлаждающая жидкость циркулирует в обход радиатора, в результате чего температура поршней и штоков энергомодуля становится больше, и в момент времени, когда температура охлаждающей жидкости, поршней и штоков превысит оптимальную величину, система управления снова переведет шунтирующий клапан в закрытое положение.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Требования к материалам и технологиям заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.

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 - трубопроводы, 3, 7, 15, 16 - газораспределительные клапаны, 4, 8, 17, 18 - поршни расширительной машины, 5, 9 - расширительная машина, 10, 11 - якоря, 12 - катушка подмагничивания якоря, 13 - статорный магнит, 14 - статорная катушка, 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28 - обратные клапаны.

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 - обратные клапаны, 32 - радиатор, 33 - пневмоаккумулятор, 35 - перегородка в поршне, 36 - окно в перегородке поршня.

Фигура 3. Принципиальная схема фрагмента энергомодуля:

32 - радиатор; 37 - шунтирующий клапан.

Способ управления температурой поршней и штоков свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля шунтированием радиатора, содержащий систему управления энергомодуля, содержащего радиатор, систему управления, поршни и штоки энергомодуля и шунтирующий клапан, отличающийся тем, что при движении охлаждающей жидкости через радиатор тепло охлаждающей жидкости излучается в окружающую среду, температура охлаждающей жидкости, поршней и штоков энергомодуля становится меньше оптимальной, система управления переводит шунтирующий клапан в открытое положение, и охлаждающая жидкость циркулирует в обход радиатора, в результате чего температура поршней и штоков энергомодуля становится больше, и в момент времени, когда температура охлаждающей жидкости, поршней и штоков превысит оптимальную величину, система управления снова переведет шунтирующий клапан в закрытое положение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергомашиностроению. Способ управления температурой поршневых групп свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля электропомпой, содержащего систему управления энергомодуля, электропомпу, поршневые группы энергомодуля с каналами прокачки охлаждающей жидкости, радиатор и датчик температуры охлаждающей жидкости, при этом электропомпа прокачивает охлаждающую жидкость через каналы поршневых групп энергомодуля, охлаждающая жидкость отбирает тепло от поршневых групп энергомодуля и через радиатор возвращается к электропомпе, система управления энергомодулем по сигналу датчика температуры охлаждающей жидкости контролирует температуру охлаждающей жидкости, при понижении температуры охлаждающей жидкости ниже оптимальной величины датчик температуры охлаждающей жидкости подает сигнал системе управления на прекращение подачи напряжения на электропомпу, в результате чего температура охлаждающей жидкости и поршневых групп повышается, а при понижении температуры поршневых групп система управления подает напряжение на электропомпу.

Изобретение относится к свободнопоршневым энергомодулям. Способ управления температурой поршневых групп свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля состоит в следующем.

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

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 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.

Способ уменьшения сопротивления магнитного потока воздушного зазора между якорями линейного электрогенератора свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания достигается следующим образом. Якоря линейного электрогенератора выполнены с возможностью возвратно-поступательного движения таким образом, что два и более выступа одного якоря входят-выходят в ответные пазы другого якоря линейного электрогенератора. За счет увеличения площади зазора между якорями достигается уменьшение сопротивления магнитного потока воздушного зазора между якорями линейного электрогенератора свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания. Изобретение обеспечивает уменьшение сопротивления магнитного потока зазора между якорями линейного электрогенератора свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания и удельную мощность линейного электрогенератора. 2 ил.

Изобретение относится к энергомашиностроению. Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами, включающего клапан подачи воздуха на турбину, вентилятор, насос, радиатор, поршневые группы энергомодуля с каналами для прокачки охлаждающей жидкости, цилиндр энергомодуля с каналом для прокачки охлаждающей жидкости и датчик температуры охлаждающей жидкости, при этом коллектор выхлопных газов энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами соединен с выхлопными каналами газораспределительных клапанов энергомодуля для пуска системы охлаждения поршневых групп и цилиндров, система управления энергомодулем открывает клапан подачи выхлопных газов на турбину и приводит ее во вращение, турбина соединена валами с вентилятором и насосом, насос прокачивает охлаждающую жидкость по каналам поршневых групп энергомодуля для прокачки охлаждающей жидкости и по каналам цилиндров для прокачки охлаждающей жидкости энергомодуля, через радиатор и снова к насосу, охлаждающая жидкость переносит тепло от поршневых групп и цилиндров энергомодуля в радиатор, вентилятор обдувает радиатор, который отдает тепло окружающей среде, система управления датчиком температуры воздуха контролирует температуру охлаждающей жидкости, и если температура охлаждающей жидкости меньше оптимальной величины, система управления закрывает клапан подачи выхлопных газов на турбину. Изобретение обеспечивает контролирование температуры охлаждающей жидкости, регулирование системы управления клапаном подачи выхлопных газов на турбину. 2 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с гидравлическим приводом и может быть использовано для выработки электроэнергии и тепла. Гидродвигатель содержит два рабочих цилиндра 1, 2, состоящих из соосно расположенных внутреннего 3 и внешнего 4 цилиндров. Между цилиндрами 3 и 4 расположена теплоизолирующая полость 6, заполненная жидкостью. Нижние части рабочих цилиндров 1, 2 соединены энергообразующей магистралью 7. Внешний цилиндр 4 снабжен дозатором 9 кислорода и дозатором 10 топлива. Верхние части рабочих цилиндров 1, 2 снабжены свечами 11 системы зажигания и форсунками 13 системы распыливания охлажденной жидкости. Вокруг патрубка 8, соединяющего горизонтальные трубопроводы энергообразующей магистрали 7, установлена обмотка 16 линейного электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит 17. При сгорании топлива ферромагнитная жидкость перекачивается через патрубок 8, вокруг которого кольцевым постоянным магнитом 17 создается магнитное поле. Перемещение столба ферромагнитной жидкости создает ЭДС в обмотке 16 линейного электрического генератора. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции гидродвигателя с электрическим генератором. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам двигатель-генератор. Электрический генератор содержит верхний 2 и нижний 3 неподвижные поршни. В подвижном цилиндре 4 имеются две цилиндрические части, разделенные перегородкой 5 с клапаном 6. Подвижный цилиндр 4 вместе с верхним 2 и нижним 3 поршнями образуют камеру предварительного впуска заряда 7 и камеру сгорания 8. В корпусе 1 снаружи подвижного цилиндра 4 установлена электрическая обмотка 11. При этом подвижный цилиндр 4 выполнен из магнитного материала, электрическая обмотка 11 содержит кольцевые магниты 13 и кольцевые сердечники 12 двутаврового сечения. Кольцевые магниты 13 охватывают подвижный цилиндр 4 и расположены по обеим сторонам сердечников 12, а на подвижном цилиндре 4 выполнены кольцевые канавки, заполненные немагнитным материалом. При движении цилиндра 4 в электрической обмотке 11 генерируется переменный электрический ток. Электрический генератор с подвижным цилиндром двигателя внутреннего сгорания характеризуется тем, что в качестве материала кольцевых магнитов используется неодим-железо-бор. Длина прорезей двутавровых сердечников электрической обмотки равна длине канавок подвижного цилиндра и толщине кольцевых магнитов, а толщина полок сердечников электрической обмотки выполняется равной толщине выступов подвижного цилиндра. Прорези кольцевых сердечников электрической обмотки у подвижного цилиндра заполнены немагнитным материалом. Изобретение обеспечивает повышение ресурса работы системы двигатель - генератор электрического тока. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх