Паровоздушный прямоточный роторно-компрессорный двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является повышение КПД на любых режимах его работы. Сущность изобретения заключается в том, что паровоздушный прямоточный роторно-компрессорный двигатель внутреннего сгорания (ППРКД) содержит винтовой компрессорный блок с сепаратором, двухконтурную прямоточную камеру сгорания, двухроторный винтовой исполнительный двигатель, конденсирующее устройство и вариатор, соединяющий винтовой блок с исполнительным двигателем. В выпускном канале компрессорного блока установлен обратный клапан, а в качестве рабочего тела используется воздушно-водяная смесь, при этом одна ее часть отделяется от воды с помощью сепаратора и используется в качестве окислителя для сжигания топлива во внутреннем контуре камеры сгорания, а другая часть, минуя сепаратор, направляется во второй контур камеры сгорания, где, охлаждая внешнюю сторону внутреннего контура, смешивается с продуктами горения топливной смеси и поступает в рабочий объем исполнительного двигателя с увеличенной степенью расширения, в котором, расширяясь до давления окружающей среды, охлаждается и преобразуется в полезную работу. Затем, проходя через конденсирующую установку, разделяется на воду и отработанную газовую смесь. 1 ил.

 

Паровоздушный прямоточный роторно-компрессорный двигатель внутреннего сгорания, сокращенно ППРКД, содержащий в своем составе винтовой компрессорный блок с сепаратором, использующий для охлаждения воздушно-водяную смесь, двухконтурную камеру сгорания, двухроторный винтовой двигатель и конденсирующее устройство, относится к двигателестроению и может быть использован в различных областях народного хозяйства.

Известна бинарная парогазовая турбинная установка, в которой тепловая энергия отработанных горячих газов, выходящих из газовой турбины, превращается в тепловую энергию перегретого пара, вращающего паровую турбину.

В качестве аналога предлагаемому двигателю выбран паровоздушный двигатель, патент RU №2535413, который является одним из вариантов бинарных парогазовых двигателей.

Основным недостатком указанного аналога, как и всех бинарных парогазовых двигателей, является то, что тепловая энергия сгоревшей топливной смеси разделяется на два трудноуправляемых и зависящих друг от друга тепловых потока, в каждом из которых тепловая энергия преобразуется в полезную работу по отдельности, при этом общее повышение КПД достигается только при максимальной мощности двигателя.

Целью изобретения паровоздушного прямоточного роторно-компрессорного двигателя является задача получения повышенного КПД на любых режимах работы двигателя.

Технический результат достигается за счет обратного клапана, установленного заподлицо с внутренней плоскостью торцевой стенки компрессорного блока, и за счет применения двухроторного винтового двигателя, который способен преобразовывать тепловую энергию образующейся в камере сгорания парогазовой смеси непосредственно на выходном валу без разделения на газ и пар.

Конструкция и принцип работы ППРКД поясняются чертежом, на котором видно, что в выпускном канале винтового компрессорного блока 1 установлен обратный клапан 2, при этом в качестве охлаждающей жидкости вместо масла используется более теплоемкая вода. После сжатия в винтовом компрессорном блоке воздушно-водяная смесь разделяется на два потока. Одна часть отделяется от воды с помощью сепаратора 3. В этом первом потоке воздух, выделяемый из воздушно-водяной смеси, используется для сжигания топлива во внутреннем контуре камеры сгорания 6, а второй поток, минуя сепаратор 3, направляется во внешний контур камеры сгорания, где, охлаждая внутренний контур, смешивается с продуктами горения топливной смеси и поступает в виде парогазовой смеси в рабочий объем исполнительного двухроторного двигателя 5, в котором расширяется и преобразуется в полезную работу. При этом обратный клапан, установленный в выпускном канале компрессорного блока, и вариатор 7, соединяющий компрессорный блок с исполнительным двухроторном двигателем, обеспечивают возможность регулирования давления рабочего тела в камере сгорания, а образующийся пар позволяет снизить потребление двигателем сжатого воздуха.

Паровоздушный прямоточный роторно-компрессорный двигатель внутреннего сгорания, содержащий винтовой компрессорный блок, сепаратор, двухконтурную камеру сгорания, двухроторный винтовой двигатель и конденсирующее устройство, отличающийся тем, что в выпускном канале установлен обратный клапан, а в качестве рабочего тела применяется воздушно-водяная смесь, при этом одна ее часть отделяется от воды с помощью сепаратора и используется в качестве окислителя для сжигания топлива во внутреннем контуре камеры сгорания, а другая, минуя сепаратор, направляется во второй контур камеры сгорания, где, охлаждая внешнюю сторону внутреннего контура, смешивается с продуктами горения топливной смеси и поступает в рабочий объем двухроторного двигателя, в котором, расширяясь до величины давления окружающей среды, охлаждается и преобразуется в полезную работу, после чего, проходя через конденсирующую установку, разделяется на воду и отработанную газовую смесь, при этом холодный конденсат смешивается с водой из сепаратора и направляется в компрессорный блок, где используется в последующих циклах, а отработанная и отделенная от воды газовая смесь удаляется в атмосферу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области роторных двигателей внутреннего сгорания с разделенным циклом. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к области двигателестроения, и может найти применение при проектировании и производстве двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к роторным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания. Двигатель содержит рабочие полости, в которых установлены ротор 1 компрессора в виде диска, в пазу которого установлена подпружиненная заслонка 7, ротор 2 турбины в виде стакана с жестко закрепленным на валу 3 днищем, впускной и выпускной клапаны 12 и 13, камеру сгорания 11.

Изобретение относится к области роторных двигателей внутреннего сгорания с разделенным циклом. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является упрощение узла для подачи охлаждающей рабочей среды (ОРС) в двигатель.

Изобретение относится к двигателестроению. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение относится к роторным двигателям внутреннего сгорания с разделенным циклом. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение относится к двигателестроению. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит корпус, состоящий из двух секций 1 и 2 с полостями сжатия и расширения, перегородку 3, крышки 4 и 5, вал 6, роторы 8 и 9 в виде дисков, поворотные заслонки 11, 12, 13 и 14, систему подачи топлива, систему зажигания.

Изобретение относится к роторным дизельным двигателям «РДМ». Техническим результатом является повышение экономичности.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть применено, например, в автомобилестроении. Техническим результатом является повышение КПД, увеличение мощности и снижение токсичности отработанных газов.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ включает подачу в цилиндр с нагретой за счет сжатия основной рабочей смеси воздуха и газа дополнительной порции жидкого топлива, воспламеняющей основную рабочую смесь.

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является упрощение узла для подачи охлаждающей рабочей среды (ОРС) в двигатель.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложены способы и система регулирования впрыска воды в отключенные цилиндры на основании продолжительности работы двигателя в режиме с одним или несколькими отключенными цилиндрами и температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

Способ эксплуатации двигателя заключается в том, что выполняют автоматическое отведение воды из дизельной топливной системы в систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) в ответ на превышение порогового значения расхода EGR.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к комбинированным двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является уменьшение тепловых потерь и повышение экологичности.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система приготовления и подачи водно-топливной смеси в ДВС, включающая емкость для воды 2, содержащую двойные стенки, между которыми осуществляется циркуляция отработавших газов, в результате чего вода в емкости нагревается до температуры около 70°C.

Изобретение относится к системам топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система питания ДВС, включающая топливный бак 7, топливный насос 6, топливный фильтр 5, подающий 8 и сливной 4 трубопроводы, рампу 2 форсунок с топливными форсунками 1 и регулятор 3 давления топлива.

Изобретение относится к области очистки цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение качества очистки без потерь свежего заряда.

Изобретение относится к области роторных двигателей внутреннего сгорания с разделенным циклом. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение относится к области двигателестроения. Техническим результатом является повышение КПД на любых режимах его работы. Сущность изобретения заключается в том, что паровоздушный прямоточный роторно-компрессорный двигатель внутреннего сгорания содержит винтовой компрессорный блок с сепаратором, двухконтурную прямоточную камеру сгорания, двухроторный винтовой исполнительный двигатель, конденсирующее устройство и вариатор, соединяющий винтовой блок с исполнительным двигателем. В выпускном канале компрессорного блока установлен обратный клапан, а в качестве рабочего тела используется воздушно-водяная смесь, при этом одна ее часть отделяется от воды с помощью сепаратора и используется в качестве окислителя для сжигания топлива во внутреннем контуре камеры сгорания, а другая часть, минуя сепаратор, направляется во второй контур камеры сгорания, где, охлаждая внешнюю сторону внутреннего контура, смешивается с продуктами горения топливной смеси и поступает в рабочий объем исполнительного двигателя с увеличенной степенью расширения, в котором, расширяясь до давления окружающей среды, охлаждается и преобразуется в полезную работу. Затем, проходя через конденсирующую установку, разделяется на воду и отработанную газовую смесь. 1 ил.

Наверх