Способ генерирования электроэнергии однотактным двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха

Авторы патента:

F04D25/02 - агрегаты из нагнетателей и приводных устройств (при преобладании отличительных признаков приводных устройств см. классы, к которым отнесены эти устройства)

F02B63/06 - для привода насосов или компрессоров

F01D15/10 - для привода электрических генераторов или комбинированные с ними

Владельцы патента RU 2624076:

Рыбаков Анатолий Александрович (RU)

Изобретение относится к преобразователям энергии сгорания топлива в электрическую энергию. Техническим результатом является повышение эффективности преобразования. Сущность изобретения заключается в том, что при действии однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в нее поступает часть сжимаемого в компрессорных полостях воздуха. При этом система управления двигателем открывает клапан подачи воздуха из компрессорных полостей двигателя на турбину, отработав в которой воздух выбрасывается в атмосферу. Турбина приводит во вращение электрогенератор. Электрогенератор двигателя может действовать постоянно или периодически для зарядки/подзарядки аккумулятора. 1 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший аналог заявленного изобретения - Патент РФ №2342546 «Электрогенератор на основе свободнопоршневого двигателя с вынесенной камерой сгорания». Реферат Патента РФ №2342546: изобретение относится к области энергомашиностроения. Электрогенератор на основе свободнопоршневого двигателя с вынесенной камерой сгорания, содержащий вынесенную камеру сгорания, полости поршней компрессора, полости поршней привода компрессора, статорную катушку и якорь линейного электрогенератора, жестко связанный с поршнями компрессора и поршнями привода компрессора, согласно изобретению двигатель снабжен клапанами управления потоком продуктов сгорания и воздухораспределительным клапанами, причем продукты сгорания из камеры сгорания через открытые клапаны управления потоком продуктов сгорания поступают в левую и правую полости поршней привода компрессора, а воздух из левой и правой полостей поршней компрессора через отрытые воздухораспределительные клапаны поступает в камеру сгорания. Изобретение обеспечивает повышение удельной мощности, экономичность энергомодуля, а также многотопливность.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения - обеспечение двигателя собственным источником электроэнергии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия однотактного двигателя с внешней камерой сгорания - далее двигатель. Действует он следующим образом. При пуске двигателя система управления (см. чертеж) подает во внешнюю камеру сгорания 1 форсункой 2 дозу топлива и воспламеняет его свечой зажигания 3. Топливо горит и, если поршневая группа однотактного двигателя в составе поршней 4 и 5 находится в положении, как показано на фигуре, то продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 6 через открытый клапан 7 поступают в нижнюю рабочую полость поршня 4. Под их воздействием поршень 4, штоки 8, 9 и поршень 5 начинают движение вверх. Так как нижняя площадь поверхности поршня 4 больше его верхней площади поверхности на разность площадей поперечного сечения штоков 8 и 9, то давление сжимаемого в верхней, компрессорной, полости поршня 4 воздуха больше давления продуктов сгорания в его нижней полости. Поэтому воздух из верхней, компрессорной, полости поршня 4 через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, поддерживая в ней процесс горения подаваемого форсункой 2 топлива. В нижнюю, компрессорную, полость поршня 5 через обратный клапан 11 засасывается воздух из атмосферы, а из верхней полости поршня 5 воздух (в дальнейшем отработавшие продукты сгорания) через клапан 12 выбрасывается в атмосферу. Энергия продуктов сгорания через шток 9 и шатун 13 передается коленвалу 14. По прибытии поршней 4 и 5 в верхнюю мертвую точку движения система управления переводит клапаны 7 и клапан 12 в закрытое, а клапан 15 и клапан 16 в открытое положение. Теперь продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 17 через клапан 15 поступают в верхнюю полость поршня 5. Поршни 4 и 5 начинают движение вниз, и коленвал двигателя 14 продолжает вращение в прежнем направлении. Сжимаемый в нижней, компрессорной, полости поршня 5 воздух через обратный клапан 18 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, обеспечивая горение подаваемого форсункой 2 топлива. В верхнюю, компрессорную, полость поршня 4 через обратный клапан 19 засасывается воздух из атмосферы, а из его нижней полости отработавшие продукты сгорания через клапан 16 выбрасываются в атмосферу. В дальнейшем система управления, переводя клапаны 7, 12, 15, 16 из одного положение в другое, обеспечивает вращение коленвала двигателя в одном направлении. Клапаны 20, 21, 22 служат для обеспечения рециркуляции выхлопных газов (Патент №2538231), реверсирования вращения коленчатого вала (Патент №2538429) и оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре двигателя (Патент №2543908).

Способ генерирования электроэнергии двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха осуществляется следующим образом. При действии однотактного двигателя система управления открывает клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршневой группы 23. Сжимаемый в компрессорных полостях поршней воздух (верхняя, компрессорная, полость поршня 4, и нижняя, компрессорная, полость поршня 5) по каналам 24, 25 поступает на турбину 26 и, отработав, выбрасывается по каналу 27 в атмосферу. Турбина 26 приводит во вращение электрогенератор 28. Электрогенератор двигателя может действовать постоянно или периодически для зарядки/подзарядки аккумулятора.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ генерирования электроэнергии однотактным двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха, включающим электрогенератор, систему управления однотактным двигателем с внешней камерой сгорания, поршневую группу с компрессорными полостями поршней и турбину, отличающийся тем, что при действии однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в момент времени, когда в камеру сгорания однотактного двигателя с внешней камерой сгорания поступит достаточная для обеспечения выполнения основной функции однотактного двигателя с внешней камерой сгорания масса воздуха, сжимаемого в компрессорных полостях поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, система управления однотактного двигателя с внешней камерой сгорания переводит клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в открытое положение, сжимаемый в компрессорных полостях поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания воздух поступает на турбину и, отработав, выбрасывается в атмосферу, турбина приводит во вращение электрогенератор, который генерирует электроэнергию.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Принципиальная схема однотактного двигателя с внешней камерой сгорания предствлена на чертеже: 1 - камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4, 5 - поршень; 6, 17, 24, 25, 27, - канал; 7, 12, 15, 16, 20, 21, 22 - клапан; 8, 9 - шток; 10, 11, 18, 19 - обратный клапан; 13 - шатун; 14 - коленвал; 23 - клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршневой группы; 26 - турбина; 28 - электрогенератор.

Способ генерирования электроэнергии однотактным двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха, включающим электрогенератор, систему управления однотактным двигателем с внешней камерой сгорания, поршневую группу с компрессорными полостями поршней и турбину, отличающийся тем, что при действии однотактного двигателем с внешней камерой сгорания система управления однотактного двигателя с внешней камерой сгорания переводит клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в открытое положение, сжимаемый в компрессорных полостях поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания воздух поступает на турбину и, отработав, выбрасывается в атмосферу, турбина приводит во вращение электрогенератор, который генерирует электроэнергию.

Газоперекачивающий агрегат соединен газопроводами с входным и выходным коллекторами газоперекачивающей станции, связанными запорной арматурой с участками, соответственно, низкого и высокого давления газа магистрального газопровода, содержит газоперекачивающий центробежный компрессор, связанный подводящим и отводящим газопроводами с входным и выходным коллекторами, соответственно, посредством запорной арматуры, и соединенный валом с газотурбинным двигателем.

Вентилятор // 2584051

Изобретение относится к вентилятору. Состоит из корпуса, крыльчатки, приводного двигателя, а также защитной решетки.

Способ откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода в его действующий участок и система для его осуществления // 2583203

Группа изобретений может быть использована для откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода (МГ) в его действующий участок. В действующий участок МГ перекачивают весь газ, содержащийся в его отключенном участке, с помощью двухступенчатого мобильного гидроприводного компрессора и дополнительной мобильной воздухоразделительной установки с азотным компрессором.

Компрессорное устройство и способ охлаждения сжимаемой среды // 2567527

Изобретение относится к компрессорному устройству, содержащему приводное устройство, приводимый им в действие компрессор, охлаждающее устройство, включающее в себя одну крыльчатку вентилятора, охлаждающую сжимаемую среду.

Способ проведения ремонтных работ в участках секций многониточных трубопроводов и система для его реализации // 2531073

Способ и система предназначены для ремонтных работ. Способ включает откачку газа из участка секции, опрессовку и закачку газа в участок секции, опрессовку и закачку газа после замены или ремонта участка секции, при этом для опрессовки участка секции после его замены или ремонта закачивают в него продукты сгорания при давлении Рк>75 кгс/см2, затем понижают давление и закачивают в участок секции с двух сторон порции газифицированного азота, полученного в устройстве газификации азота, через дополнительно установленный трубопровод, соединяющий этот участок с соседней секцией, вытесняют продукты сгорания и порции газифицированного азота закачкой природного газа под действием столба природного газа, приводимого в действие штатными нагнетателями под рабочим давлением магистрали, из участка секции при опрессовке выделяют небольшое количество газифицированного азота, который направляют в устройство сжижения азота.

Блочный компрессорный агрегат // 2511957

Изобретение относится преимущественно к компрессорной технике и может быть использовано при проектировании блочных агрегатов, смонтированных на опорной раме. Блочный компрессорный агрегат содержит рабочее оборудование, механизмы которого связаны между собой валопроводом и установлены на закрепленных на основании стойках, расположенных в два ряда, при этом в каждом ряду соседние стойки связаны друг с другом посредством перемычек.

Система управления технологическими потерями газа газодинамических уплотнений // 2500926

Изобретение относится к газодобывающей, нефтедобывающей и другим областям промышленности. Система оснащена газодинамическими уплотнениями с двумя ступенями защиты, трубопроводной обвязкой системы газодинамических уплотнений для подвода буферного газа от станционной сети к контрольно-измерительной панели газодинамических уплотнений, включающей манометры, датчики перепада давления, счетчик газа с выводом показаний на главный щит управления, дроссельную шайбу для демпфирования, линию электрической обвязки контрольно-измерительной панели и трубопроводом отвода протечек буферного газа после первой ступени газодинамических уплотнений на свечу.

Турбокомпрессор // 2469213

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к турбокомпрессорам, применяемым, например, для наддува двигателей внутреннего сгорания. .

Способ откачки газа из отключенного участка магистрального газопровода (варианты) и мобильная компрессорная станция для его осуществления (варианты) // 2465486

Блок-контейнер компрессорного агрегата и способ его установки на фундамент // 2464449

Изобретение относится к компрессорной технике и может быть использовано при проектировании компрессорных агрегатов в блочно-контейнерном исполнении. .

Устройство для передачи усилия от поршней поршневого двигателя // 2541368

Изобретение может быть использовано в поршневых двигателях. Устройство для передачи усилия от поршней предназначено для поршневого двигателя, в котором поршни (3), (4) двух противоположных цилиндров (1), (2) сгорания взаимодействуют посредством попеременно совершающихся рабочих ходов.

Энергетическая установка // 2518777

Изобретение может быть использовано в установках для автономного электроснабжения, теплоснабжения, снабжения горячей водой, паром и хладоносителем. Энергетическая установка подключена к тепловой сети, магистрали водопроводной воды, электрической сети (1) и сети (61) аварийного электропитания и содержит электрический генератор (3), газовый дизель (4), систему (5) охлаждения моторного масла с первым циркуляционным насосом (9), систему (6) охлаждения блока цилиндров с байпасной магистралью (7) и терморегулирующим клапаном (8), систему (10) наддува и систему (11) газовыхлопа с первой и второй электроуправляемыми задвижками (12) и (13).

Двигатель внутреннего сгорания // 2516040

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель внутреннего сгорания содержит четыре полых цилиндра (1), каждый из которых снабжен поршнем (2), установленным в его полости и соосно с ним, входом для поступления в полость цилиндра (1) свежего рабочего тела и выходом для удаления из полости цилиндра (1) отработанного рабочего тела.

Энергетическая установка // 2396450

Изобретение относится к машиностроению, в частности к установкам для автономного электро- и теплоснабжения потребителей объектов, где отсутствуют возможности подачи тепловой и электрической энергии от внешней энергосистемы.

Силовой агрегат для привода насоса высокого давления // 2315190

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, а конкретно - к силовым агрегатам для привода насосных установок высокого давления, и может быть использовано для выполнения различных операций на нефтяных и газовых скважинах.

Автомобильный компрессор // 2312251

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к приводам автомобильных компрессоров. .

Двигатель внутреннего сгорания // 2270925

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания. .

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания // 2170833

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может использоваться в автомобилестроении, судостроении, тракторостроении, производстве двигателей для сельскохозяйственных машин, а также в качестве насосов для перекачки жидкостей.

Центробежный водяной насос системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания // 2160387

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в водяных насосах различного назначения, в частности в водяных насосах системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания // 2131050

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, являющимся источниками механической энергии, а именно к области поршневых двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в карбюраторных, газовых и дизельных двигателях различного назначения.

Система сквозной вентиляции, предназначенная для комплектной энергетической газотурбинной установки // 2620878

Изобретение относится к энергетике. Энергетическая установка (100) содержит кожух (108) с первой секцией (I) кожуха и второй секцией (II) кожуха, причём генератор (110) переменного тока расположен в пределах первой секции (I) кожуха, а газовая турбина (120) расположена в пределах второй секции (II) кожуха.