Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами



Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами
Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами
Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами

 


Владельцы патента RU 2619511:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

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.

 

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».

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения - обеспечить управление температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия двухцилиндрового свободнопоршневого с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуля, далее - энергомодуль.

Продукты сгорания (фигура 1) из внешней камеры сгорания 1 (далее - камера сгорания 1) по трубопроводу 2 через газораспределительный клапан 3 поступают в правую (по рисунку) торцевую полость поршня 4 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и газораспределительный 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 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, магнитный замыкатель 14, изготовленный из магнитомягкого материала, и снова якорь 11. При оппозитном движении якорей 10 и 11 (в данном случае - движении расхождения) 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 катушке генератора 15 генерируется импульс электроэнергии. При достижении поршнями и якорями точек крайнего расхождения система управления переводит клапаны 3, 7, 16, 17 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 и через газораспределительный клапан 16 поступают в левую полость поршня 18 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 17 - в правую полость поршня 19 правой расширительной машины 9. Поршни расширительных машин и соединенные с ними якоря начинают сходиться. В статорной катушке 15 генерируется импульс противоположного знака. Отработавшие продукты сгорания при расхождении поршней 18, 19 выбрасываются в атмосферу через газораспределительные клапаны 16 и 17, а при схождении - через газораспределительные клапаны 3 и 7. Одновременно при рабочих тактах расширительных машин 5, 9 через обратные клапаны 20, 21, 22, 23 из соответствующих полостей поршней расширительных машин 5, 9 по трубопроводам 24, 25 для обеспечения процесса горения топлива в камеру сгорания 1 подается воздух, а через обратные клапаны 26, 27, 28, 29 из атмосферы засасывается воздух.

Управление температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами осуществляется следующим образом. Коллектор выхлопных газов соединен с выхлопными каналами газораспределительных клапанов 3, 7, 16, 17. На фигуре 2 показана поршневая группа правой расширительной машины энергомодуля - см. фигуру 1. Для пуска системы охлаждения поршневых групп и цилиндров система управления энергомодулем открывает клапан подачи выхлопных газов на турбину 30 (фигура 2). Выхлопные газы из коллектора выхлопных газов поступают на турбину 31 и приводят ее во вращение. Отработавшие выхлопные газы по каналу 32 выбрасываются в окружающую среду. Турбина 31 соединена валом с вентилятором 33 и насосом 34. Насос 34 прокачивает охлаждающую жидкость по каналу 35, каналу поршневой группы 36, каналу 37, радиатор 38 и снова к насосу 34. Охлаждающая жидкость отбирает тепло от поршневой группы 39 и переносит его в радиатор 38. Вентилятор 33 по каналу 40 забирает атмосферный воздух и обдувает радиатор 38, который отдает тепло окружающей среде. Система управления датчиком температуры воздух 41 контролирует температуру охлаждающей жидкости. Если температура охлаждающей жидкости меньше оптимальной величины, система управления закрывает клапан подачи выхлопных газов на турбину 30 и температура охлаждающей жидкости и поршневой группы повышается. Для охлаждения поверхности цилиндра поршневой группы энергомодуля насос 34 прокачивает охлаждающую жидкость от насоса 34 по каналу 42 цилиндра энергомодуля 43, радиатор 38 и снова к насосу 34. Охлаждающая жидкость отбирает тепло от стенок цилиндра энергомодуля 43 и переносит его в радиатор 38. Термостаты 44 и 45 настроены таким образом, что при превышении температуры охлаждающей жидкости сверх оптимальной перекрывают поток охлаждающей жидкости. При понижении температуры охлаждающей жидкости и поршневых групп и цилиндра энергомодуля ниже оптимальной величины система управления энергомодуля закрывает клапан подачи выхлопных газов на турбину 30 и выхлопные газы из коллектора выхлопных газов по каналу 46 выбрасываются в окружающую среду. При повышении температуры охлаждающей жидкости и поршневых групп и цилиндра энергомодуля выше оптимальной величины система управления энергомодуля снова открывает клапан подачи выхлопных газов на турбину 30.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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, 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, отличающийся тем, что коллектор выхлопных газов энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами соединен с выхлопными каналами газораспределительных клапанов энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами, для пуска системы охлаждения поршневых групп и цилиндров система управления энергомодулем открывает клапан подачи выхлопных газов на турбину, выхлопные газы из коллектора выхлопных газов поступают 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.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Фигура 1. Принципиальная схема спаренного двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля.

1 - камера сгорания; 2, 6, 24, 25 - трубопровод; 3, 7, 16, 17 - газораспределительный клапан; 4, 8, 18, 19 - поршень расширительной машины; 5, 9 - расширительная машина; 10, 11 - якорь; 12 - катушка подмагничивания; 13 - статорный магнит; 15 - катушка генератора; 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29 - обратный клапан.

Фигура 2. Принципиальная схема системы охлаждения поршневых групп и цилиндров энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами.

30 - клапан подачи выхлопных газов на турбину; 31 - турбина; 32, 35, 37, 40 - канал; 33 - вентилятор; 34 - насос; 36 - канал поршневой группы; 38 - радиатор; 39 - поршневая группа; 41 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 42 - канал цилиндра энергомодуля, 43 - цилиндр энергомодуля, 44, 45 - термостат.

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, 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, отличающийся тем, что коллектор выхлопных газов энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами соединен с выхлопными каналами газораспределительных клапанов энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами, для пуска системы охлаждения поршневых групп и цилиндров система управления энергомодулем открывает клапан подачи выхлопных газов на турбину, выхлопные газы из коллектора выхлопных газов поступают на турбину и приводят 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.



 

Похожие патенты:

Способ уменьшения сопротивления магнитного потока воздушного зазора между якорями линейного электрогенератора свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания достигается следующим образом.

Изобретение относится к области энергомашиностроения. Способ управления температурой поршней и штоков свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля шунтированием радиатора осуществляется следующим образом.

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 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