ПОРШНЕВОЙ ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК F01B29/12 F01K21/00 

Изобретение относится к энергомашиностроению и касается усовершенствования поршневых паровых двигателей.

Наиболее близким к изобретению является поршневой паровой двигатель с насосом-дозатором [1]
Недостатком данного двигателя является сложная конструкция
Задачей изобретения является упрощение конструкции.

Поставленная задача решается за счет усовершенствования теплопередающего устройства и выполнения его в виде теплообменника-аккумулятора капиллярного типа.

Изобретение поясняется чертежом.

Двигатель содержит насос-дозатор 1, теплообменник-аккумулятор 3, цилиндр с поршнем 4, конденсатор 5, источник тепла 2.

Узлы, работа, примерные параметры двигателя.

Насос-дозатор высокого давления предназначен подавать воду порциями в тепловой аккумулятор-теплообменник синхронно и синфазно движению рабочего поршня. Вода поступает в насос из конденсатора при температуре несколько ниже 100 градусов. Меняя производительность насоса можно менять мощность двигателя.

Тепловой аккумулятор-теплообменник предназначен для накопления и хранения тепловой энергии с возможностью с любой момент вернуть ее в штатном или формированном режиме. В качестве хранителя тепловой энергии является скрытая теплота плавления вещества. А реализовано в виде ванны с расплавленным веществом с температурой плавления несколько выше критической температуры воды, то есть 374^oС. Нагрев ванны производится любым внешним источником тепла, превышающим по температуре точку плавления вещества.

Через ванну с расплавом проходят капиллярные трубки, одиночные или пучками, в зависимости от мощности. Для каждого цилиндра в отдельности, как и насос-дозатор. Внешняя поверхность капиллярной трубки, принимающая тепло от ванны, значительно больше поверхности столба проходящей в канале воды, что позволяет концентрировать тепловую энергию. Насосдозатор закачивает воду порциями в тепловой аккумулятор при температуре ниже 100^oС, а из теплового аккумулятора вода, нагретая выше критической температуры, то есть 374^oС, поступает в рабочий цилиндр синхронно и синфазно движению рабочего поршня, где мгновенно превращается в пар.

В рабочем цилиндре поршень под давлением пара движется, при этом давление пара и температура падают. В конце рабочего хода открывается окно в конденсатор, и пар при температуре несколько выше 100^oС, достаточной для транспортировки поступает в конденсатор, где и превращается в воду.

Из конденсатора вода поступает в насос-дозатор. Вся система двигателя замкнута (герметична).

В отличие от электрохимических аккумуляторов в двигателе не предусматриваются (исключаются) тяжелые металлы: свинец, кадмий, никель, а также кислоты и щелочи.

Тепловой аккумулятор может работать в режиме заряд-разряд и буферном режиме.

Использование: в энергомашиностроении при проектировании паросиловых установок поршневого типа. Сущность изобретения: поршневой паровой двигатель содержит рабочий цилиндр с поршнем и соединенные с ним конденсатор, насос-дозатор и теплопередающее устройство, вход которого соединен с насосом дозатором, а выход - с рабочим цилиндром с образованием замкнутого контура циркуляции рабочего тела. Причем теплопередающее устройство выполнено в виде теплообменника-аккумулятора капиллярного типа, а в качестве рабочего тела использована вода, нагретая до температуры выше критической. 1 ил.

Поршневой паровой двигатель замкнутого цикла с внешним подводом тепла, отличающийся тем, что в рабочий цилиндр порциями синхронно и синфазно движению рабочего поршня поступает вода, предварительно нагретая до температуры выше критической при прохождении через трубчатый тепловой аккумулятор-теплообменник под давлением насоса-дозатора.