Тепловой двигатель,использующий расширение и сжатие жидкости

 

Изобретение позволяет повысить эконо- .мич-ность двигателя. Нагреваемая при запуске камера 1 и охлаждаемая при запуске камера 13 содержит з.меевики 2, 14 с коллекторами-сборниками 3,4 и 15, 16 соотв. и сообщены с надпоршневыми ка.мерами поршневы.х гидравлических насосов 7 и 19 соотв. через обратные клапаны. Подпоршневые камеры насосов сообщены через обратные клапаны с гидроприводом. Ка.меры 1 и 13, нагреватель 46 и охладитель 43 соединены между собой с образованием замкнутого контура циркуляции промежуточпого теплоносителя. Система регулирования поочередного нагрева и охлаждения содержит гидроуправляемые распределительные золотники 34, 35, 36 и 37, включенные в упомянутый контур. Привод системы выполнен в виде замкнутого объема, объединяющего управляющие полости золотников 34-37, золотника 40 блокировки и дополнительный теплообменник 25, установленный в камере 13. Охладитель 43 выполнен в виде радиатора с вентилятором обдува, приводимым от гидро.мотора 53, включенного в магистраль высокого давления. Нагреватель 46 расположен ниже камер 1 и 13 н сообщен с камерой 1 через пусковые краны 44, 45. Привод золотников может осуществляться от порн;ня насоса 19 через механический привод. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1420192 А1 (5и 4 F 01 К 25 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

92

52

5Б 55

44I2 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4046192/25-06 (22) 31.03.86 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Волгоградский моторный завод (72) E. П. Фролов, В. В. Каляев, О. В. Иваненко и Н. А. Ларцева (53) 621.486 (088.8) (56) Заявка Великобритании ¹ 454505, кл. F 1 S, опубл и к. 1976. (54) ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ РАСШИРЕНИЕ И СЖАТИЕ

ЖИДКОСТИ (57) Изобретение позволяет повысить экономичность двигателя. Нагреваемая при запуске камера и охлаждаемая при запуске камера 3 содержит змеевики 2, 14 с коллекторами-сборниками 3,4 и !5, 16 соотв. и сообщены с надпоршневыми камерами поршневых гидравлических насосов 7 и 19 соотв. через обратные клапаны. Подпорпневые камеры насосов сообщены через обратные клапаны с гидроприводом. Камеры 1 и 3, нагреватель 46 и охладитель 43 соединены между собой с образованием замкнутого контура циркуляции промежуточного теплоносителя. Система регулирования поочередного нагрева и охлаждения содержит гидроуправляемые распределительные золотники 34, 35, 36 и 37, включенные в упомянутый контур. Привод системы выполнен в виде замкнутого объема, объединяющего управляющие полости золотников 34 — 37. золотника 40 блокировки и дополнительный теплообменник 25, установленный в камере !3. Охладптель 43 выполнен в виде радиатора с вентилятором обдува, приводимым от гидромотора 53, включенного в магистраль высокого давления. Нагреватель 46 расположен ниже камер и 13 и сообщен с камерой через пусковые краны 44, 45. Привод золопtèêîâ может осуществляться от поршня пасоса 19 через механическии

IIpHBo;1. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1420192

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателеетроению, и может быть использовано при создании двигаталей, использующих расширение и сжатие жидкости.

Цель изобретения — повышение экономичности двигателя.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого двигателя и положение поршней в фазе нагрева при его запуске; на фиг. 2 — — положение поршней во время работы двигателя; на фиг. 3 — привод золотников системы регулирования; на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 3.

Двигатель содержит нагреваемую при запуске первую камеру 1, содержащую змеевики 2 с коллекторами-сборниками 3 и 4 и обратными клапанами 5 и 6, поршневой гидравлический насос 7 с дифференциальным поршнем 8, надпоршневой камерой 9 и подпоршневой камерой 10, всасывающим обратным клапаном 11 и нагнетательным обратным клапаном 12, охлаждаемую при запуске вторую камеру 13, содержащую змеевики !4 с коллекторами-сборниками 15 и 16 с обратными клапанами 17 и 18, поршневой гидравлический насос 19 с дифференциальным поршнем 20, надпоршневой камерой 21 и подпоршневой камерой 22, всасывающим обратным клапаном 23 и нагнетательным обратным клапаном 24, дополнительный теплообменник 25, управляющие полости 26 — 30 золотников или механический привод 31 командной системы обеспечения чередования циклов с шариковым замком 32 и с рычажно-тяговой передачей

33, распределительные золотники 34-37 с возвратными пружинами 38, ручной насос

39, золотник 40, блокировки выключения с возвратной пружиной 41, насос 42 подачи теплоносителя, охладитель 43, краны 44 и 45 запуска, нагреватель 46, золотник 47 выключения двигателя с пружинами 48 и 49 и рычагом 50, кран 5 управления Molll íoñòüþ двигателя, гидромотор 52 привода насоса, гидромотор 53 с вентилятором и краном управления интенсивностью охлаждения теплоносителя 54, гидроаккумулятор 55 с обратным клапаном 56 и мотор-насос 57.

Двигатель работает следующим образом.

Перед запуском открываются пусковые краны 44 и 45 и включается нагреватель 46.

Теплоноситель конвективно нагревает первую камеру 1 со змеевиком 2 контура высокого давления. Заполняющее змеевик 2 жидкое рабочее тело (например, термостойкий керосин и др.), нагреваясь преимущественно до температуры более 100 С, увеличивает свой обьем, перемещая при этом дифференциальный поршень 8 поршневого гидронасоса 7, и через обратные клапаны 12 и 56 заряжает гидроаккумулятор 55. После закрытия кранов 44 и 45 запуска и открытия крана 51 включается насос 42 подачи теплоносителя от гидромотора 52. Жидкий

S I0 !

55 теплоноситель (например, вода, керосин и др.) под давлением, равным преимущественно 2 — 3 атм, подается от насоса 42 (фиг. 2) через нижнюю кольцевую канавку распределительного золотника 36 в камеру 1 и, охлаждая последнюю, нагревается и далее с целью подвода в теплоноситель тепла, затраченного на полезную работу перемещения поршня 8 гидронасоса 7, подается через золотник 35 в нагреватель 46, а из последнего через золотники 36, 37 и 34 нагретый теплоноситель подается в камеру 13 и охлаждаясь, нагревает последнюю, после чего золотники 37 и 36 подается через охладитель 43 на вход насоса 42. В этот период в поршневом гидронасосе 7 осуществляется цикл всасывания, а в гидронасосе 19 — цикл нагнетания. Трубопровод рабочих змеевиков

2 и 14 изготавливают из прочного высокотеплопроводного материала и укладывают (наматывают) слоями с расстоянием между последним, равным 2 — 3 мм. С цельк> увеличения площади теплопередачи змеевика каждый слой укладывают на гофрированный дефлектор из тонкого высокотеплопроводного металлического листа (алюминий, медь и др. толщиной, равной преимущественно 0,2 — 0,3 мм), причем гофры образуют каналы для прохождения теплоносителя между витками труоопровода, расположенные параллельно оси змеевика.

Для уменьшения гидравлических потерь в рабочих змеевиках 2 и 14 и обеспечения противотока жидкого рабочего тела в змеевиках и теплоносителя в камерах каждый слой намотки змеевиков подсоединяют к коллекторам-сборникам 3 и 4 с обратными клапанами 5 и 6 и коллекторам-сборникам 15 и 16 с обратными клапанами 17 и 18, причем коллекторы-сборники расположены на входе и выходе генераторов. Змеевик дополнительного теплообменника 25 наматывается перед выходным отверстием камеры 13 между витками верхнего слоя рабочего змеевика 14. При прохождении нагретой жидкости через зону расположения змеевика дополнительного теплообменника 25 его жидкое рабочее тело нагревается и, увеличивая свой об ьем, ставит через управляющие полости 26.

29 золотники 34 — 37 распределения теплоносителя в рабочее положение (возвратные пру.— жины 38 сжаты) на нагрев камеры 1 и одновременно на охлаждение камеры 3, а через управляющую полость 30 золотника обеспечивается блокировка выключения двигателя золотником 40 блокировки до момента нагрева камеры 1 с одновременным охлаждением камеры !3. При этой фазе работы теплоноситель подается от насоса 42 (фиг. 1) через золотник 34 в камеру !3 и, охлаждая последнюю, нагревается и далее с целью подвода в теплоноситель тепла, затраченного на полезную работу перемещения поршня 20 гидронасоса 19, подается через золотник 37 в нагреватель 46, а из послед1420192 него через золотники 34, 37 и Зб нагретый теплоноситель подается в камеру 1 и, охлаждаясь, нагревает последнюю, после чего через золотники 35 и 34 подается через охладитель

43 на вход насоса 42. Далее циклы повторяются в результате периодического прохождения тепловых фронтов через зону расположения змеевика дополнительного теплообменника 25.

Привод золотников обеспечения чередования циклов и блокировки выключения двигателя может осуществляться от поршня

20 гидронасоса 19 через механический привод 3! (фиг. 3 и фиг. 4).

С целью обеспечения повторного запуска без подогрева камеры 1 остановку двигателя производят нажатием рычага 50, обладающего усилием P (фиг. 1), после чего золотник 47 под действием сжатой этим рычагом пружины 48 до усилия, превышающего усилие пружины 49, перемещается в положение выключения гидромотора 52 привода насоса 42 подачи теплоносителя в момент смены циклов, т.е. когда камера I нагревается, а камера 13 охлаждается. Это обеспечивает совершаюгций постоянное возвратно-поступательное движение золотник

40, расположенный перпендикулярно оси золотника 47 и блокирующий выключение в произвольный момент.

Одновременно с выключением насоса 42 прекращают подачу топлива и нагревател ь.

Все гидравлические контуры включают систему подпитки и ограничения давления.

Предлагаемый двигатель многотопливный, причем источник подвода теплоты может быть любым (например, может быть использован низкотемпературный ядерный реактор) .

Фо рл ул а изобретения

1. Тепловой двигатель, использующий расширение и сжатие жидкости, содержащий по меньшей мере одну пару цилиндров, каждый из когорых разделен при помоши поршня на надпоршневую полость, подключенную к теплообменнику, установленную в камеру поочередного нагрева и охлаждения рабочей жидкости, и подпоршневую полость, связанную через обратные клапаны и гидравлическую магистраль высокого давления с гидроприводом, по меньшей мере один нагреватель промежуточного теплоносителя, который подключен к камерам поочередного нагрева и охлаждения и к источнику подвода теплоты, по меньшей мере один охладитель промежуточного теплоносителя, который подключен к тем же камерам и к источнику отвода теплоты, систему регулирования поочередного нагрева и охлаждения рабочей жидкости и привод системы регулирования, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, теплообменники в камерах поочередного нагрева и охлаждения выполнены каждый в виде по меньшей мере одного змеевика, все камеры, нагреватель и охладитель соединены между собой при помощи трубопроводов, образующих замкнутый контур циркуляции промежуточного теплоносителя, система регулирования поочередного нагрева и охлаждения

20 выполнена с распределительными золотниками, снабженными управляющими полостями и включенными в контур циркуляции

° промежуточного теплоносителя, а охладитель выполнен в виде радиатора с вентилятором обдува, привод которого выполнен в виде гидромотора, подключенного к гидравлической магистрали высокого давления.

2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что змеевики каждого теплообменника соединены между собой двумя концевыми

30 коллекторами-сборниками и каждый из последних подключен к надпоршневой полости через обратные клапаны.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нагреватель промежуточного теплоносителя расположен ниже камер поочередного нагрева и охлаждения и сообщен с одной из них при помощи пусковых кранов.

4. Двигатель по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным теплообменником и золотником блокировки выключения с управляющей полостью, а привод системы регулирования выполнен гидравлическим в виде замкнутого объема, объединяющего управляющие полости золотников системы регулирования, управляющую полость золотника блокировки и дополнитель4ч ный теплообменник, причем последний установлен в одной из камер поочередного нагрева и охлаждения.

1420192

Фиг. 2

1420192

Составитель И. синопов

Редактор A. Ревин Техред И. Верес Корректор М. Шароши

За каз 4304/34 Тираж 492 Поди исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тепловой двигатель,использующий расширение и сжатие жидкости Тепловой двигатель,использующий расширение и сжатие жидкости Тепловой двигатель,использующий расширение и сжатие жидкости Тепловой двигатель,использующий расширение и сжатие жидкости Тепловой двигатель,использующий расширение и сжатие жидкости 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям мобильных и автономных газовых электростанций

Изобретение относится к области тепловой энергетики

Изобретение относится к силовым установкам. Двигатель содержит первый теплообменник, второй теплообменник, первый клапан теплоносителя с входами подачи горячего и холодного теплоносителей, второй клапан теплоносителя с входами подачи горячего и холодного теплоносителей, первый и второй механизмы преобразования энергии жидкости в механическую энергию, первый, второй, третий и четвертый клапаны рабочего тела, трубопровод подачи рабочего тела из первого теплообменника, трубопровод подачи рабочего тела из второго теплообменника, емкость с рабочим телом, а также трубопроводы первого и второго теплообменников. Трубопроводы первого и второго теплообменников размещены соответственно в первом и втором теплообменниках. Выходы первого и второго клапанов теплоносителей соединены со входами соответственно первого и второго теплообменников. Трубопровод первого теплообменника через трубопровод подачи рабочего тела из первого теплообменника и через первый и второй клапаны рабочего тела соединен соответственно с первым и вторым механизмами преобразования энергии жидкости в механическую энергию. Первый и второй механизмы преобразования энергии жидкости в механическую энергию соединены с емкостью с рабочим телом. Трубопровод второго теплообменника через трубопровод подачи рабочего тела из второго теплообменника и через четвертый и третий клапаны рабочего тела соединен соответственно с первым и вторым механизмами преобразования энергии жидкости в механическую энергию. Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение кпд двигателя. 1 ил.

Генератор // 2604408
Изобретение относится к энергетике. Предложен генератор, содержащий модуль перепада температур, модуль давления, модуль преобразования и устройство рекуперации теплоты; модуль перепада температур по меньшей мере содержит первый резервуар высокой температуры, выполненный с возможностью поддержания рабочей среды при высокой температуре, второй резервуар низкой температуры, выполненный с возможностью поддержания рабочей среды при низкой температуре, и тепловое приспособление, находящееся в сообщении через текучую среду по меньшей мере с одним из резервуаров. Тепловое приспособление выполнено с возможностью поддержания разности температур между резервуарами посредством подачи теплоты в резервуары и/или удаления теплоты из резервуаров; модуль давления содержит среду под давлением, селективно сообщающуюся через текучую среду с резервуарами модуля перепада температур для поочередного выполнения процесса теплообмена с его рабочей средой. Среда под давлением выполнена с возможностью колебаний температуры среды под давлением между минимальной рабочей температурой и максимальной рабочей температурой, соответствующими высокой и низкой температуре резервуаров; модуль преобразования механически связан со средой под давлением и выполнен с возможностью использования изменения температуры среды под давлением для производства электроэнергии на выходе; устройство рекуперации теплоты имеет тепловой контакт с модулем перепада температур и выполнено с возможностью поглощения теплоты из среды под давлением и передачи теплоты к модулю перепада температур или к модулю давления. Изобретение позволяет повысить эффективность преобразования тепла в электроэнергию. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 49 ил.
Наверх