ПАРОВОЗДУШНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2014 года по МПК F02G5/02 F01K23/14 F02B41/00 

Изобретение может быть использовано в двигателестроении.

Из патента Российской Федерации на изобретение № 2269668, опубликованного 10.02.2006, известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий поршневой двигатель внутреннего сгорания, парообразующий котел, радиатор, паровой двигатель и жидкостный насос высокого давления

К недостаткам известного двигателя можно отнести дополнительные проблемы, связанные с использованием нескольких хладагентов, хранением криогенного водорода, высокую цену и взрывоопасность водородного топлива, а также небольшой коэффициент полезного действия (КПД) поршневых паровых двигателей. Целью изобретения является создание паровоздушного двигателя, в котором рубашка охлаждения ДВС используется в качестве парообразующего котла имеющего термоизоляцию от окружающей среды, а повышение температуры пара в барабане парообразующего котла достигается за счет теплообмена с выхлопными газами, при этом применяемая охлаждающая жидкость имеет пониженную температуру кипения, что в общей совокупности указанных признаков обеспечивает повышение температуры пара в барабане и увеличивает количество дополнительной механической работы, получаемой с помощью применяемого винтового парового двигателя. Технический результат заключается в повышении температуры пара в барабане парообразующего котла.

Технический результат достигается тем, что паровоздушный двигатель внутреннего сгорания, содержащий поршневой двигатель внутреннего сгорания, парообразующий котел, радиатор, паровой двигатель и жидкостный насос высокого давления, согласно изобретению снабжен накопительным баком, баком подпитки и термоизоляцией корпуса от окружающей среды, при этом охлаждение и отвод тепла от поршневого двигателя внутреннего сгорания осуществляется с помощью охлаждающей жидкости с пониженной температурой кипения и рубашки охлаждения, используемой в качестве парообразующего котла, соединенного с барабаном пара высокого давления, в котором увеличение температуры пара достигается за счет нагревания проходящими через этот барабан выхлопными газами, а преобразование тепловой энергии пара в дополнительную механическую работу осуществляется винтовым паровым двигателем, в результате чего пар, охлажденный после расширения в паровом винтовом двигателе и с помощью установленного в контуре конденсации радиатора, конденсируется в жидкость, которая из накопительного бака, соединенного с баком подпитки через обратный клапан, жидкостным насосом высокого давления подается в рубашку охлаждения поршневого двигателя внутреннего сгорания для повторного использования.

На чертеже представлена принципиальная схема паровоздушного двигателя внутреннего сгорания.

Паровоздушный двигатель состоит из поршневого двигателя 1 внутреннего сгорания, барабана 2 пара высокого давления, винтового парового двигателя 3, охлаждающего радиатора 4, накопительного бака 5, жидкостного насоса 6 высокого давления, обратного клапана 7 и бака 8 подпитки.

Винтовой паровой двигатель 3 преобразует накопленную в барабане тепловую энергию пара в дополнительную механическую работу и одновременно за счет расширения пара снижает его температуру, после чего охлажденный пар с помощью установленных в контуре конденсации охлаждающего радиатора 4, накопительного бака 5, соединенного через обратный клапан 7 с баком 8 подпитки 8, конденсируется в жидкость и жидкостным насосом 6 высокого давления подается в рубашку охлаждения поршневого двигателя 1 внутреннего сгорания для повторного использования

Для обеспечения парообразования рубашка с охлаждающей жидкостью, находящаяся в корпусе двигателя 1 внутреннего сгорания, соединена с барабаном 2 высокого давления пара. Корпус двигателя 1 внутреннего сгорания и барабан 2 пара высокого давления имеют термоизоляцию от окружающей внешней среды. Температура пара в барабане 2 высокого давления повышается за счет прохождения через него выхлопных газов.

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Паровоздушный двигатель внутреннего сгорания содержит поршневой двигатель (1) внутреннего сгорания, барабан (2) пара высокого давления, радиатор (4), винтовой паровой двигатель (3), радиатор (4), жидкостный насос (6) высокого давления, накопительный бак (5), бак (8) подпитки и термоизоляцию корпуса двигателя (1) и барабана (2) пара высокого давления от окружающей среды. Охлаждение и отвод тепла от поршневого двигателя (1) внутреннего сгорания осуществляется с помощью охлаждающей жидкости с пониженной температурой кипения и рубашки охлаждения, используемой в качестве парообразующего котла, соединенной с барабаном (2) пара высокого давления. В барабане (2) увеличение температуры пара достигается за счет нагревания проходящими через барабан выхлопными газами. Преобразование тепловой энергии пара в дополнительную механическую работу осуществляется винтовым паровым двигателем (3). Пар, охлажденный после расширения в паровом винтовом двигателе (3), с помощью установленного в контуре конденсации радиатора (4) конденсируется в жидкость, которая из накопительного бака (5), соединенного с баком (8) подпитки через обратный клапан (7), жидкостным насосом (6) высокого давления подается в рубашку охлаждения поршневого двигателя (1) внутреннего сгорания для повторного использования. Технический результат заключается в повышении температуры пара в барабане парообразующего котла. 1 ил.

Паровоздушный двигатель внутреннего сгорания, содержащий поршневой двигатель внутреннего сгорания, парообразующий котел, радиатор, паровой двигатель и жидкостный насос высокого давления, отличающийся тем, что снабжен накопительным баком, баком подпитки и термоизоляцией корпуса от окружающей среды, при этом охлаждение и отвод тепла от поршневого двигателя внутреннего сгорания осуществляется с помощью охлаждающей жидкости с пониженной температурой кипения и рубашки охлаждения, используемой в качестве парообразующего котла, соединенного с барабаном пара высокого давления, в котором увеличение температуры пара достигается за счет нагревания проходящими через этот барабан выхлопными газами, а преобразование тепловой энергии пара в дополнительную механическую работу осуществляется винтовым паровым двигателем, в результате чего пар, охлажденный после расширения в паровом винтовом двигателе и с помощью установленного в контуре конденсации радиатора, конденсируется в жидкость, которая из накопительного бака, соединенного с баком подпитки через обратный клапан, жидкостным насосом высокого давления подается в рубашку охлаждения поршневого двигателя внутреннего сгорания для повторного использования.