ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО С ПРИВОДОМ ОТ ПИТАЕМОГО ГАЗОМ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F02B67/00 F02M21/02 F17C13/08 F02F7/00 

Ссылки на родственные заявки

Настоящая заявка представляет собой частичное продолжение одновременно рассматриваемой заявки №12/927612, поданной 19 ноября 2010 г., которая представляет собой частичное продолжение одновременно рассматриваемой заявки №12/655121, поданной 24 декабря 2009 г., которая представляет собой частичное продолжение заявки №12/455407, поданной 3 июня 2009 г. и теперь доступной в виде патента №7703430, которая представляет собой продолжение заявки 12/221869, поданной 6 августа 2008 г. и теперь доступной в виде патента №7730868, которая представляет собой продолжение заявки 11/702381, поданной 6 февраля 2008 г. и теперь доступной в виде патента №7424886, и частичное продолжение одновременно рассматриваемой заявки №12/655144, поданной 24 декабря 2009 г., которая представляет собой продолжение заявки 12/455790, поданной 8 июня 2009 г. и теперь доступной в виде патента №7739996, которая представляет собой продолжение заявки 12/221869, поданной 6 августа 2008 г. и теперь доступной в виде патента №7730868, которая представляет собой продолжение заявки 11/702381, поданной 6 февраля 2008 г. и теперь доступной в виде патента №7424886.

Область техники

Настоящее изобретение относится к питаемому газом двигателю внутреннего сгорания, который может быть использован в качестве привода ряда устройств и может быть использован в одном приложении в качестве аварийного источника энергии для выработки электроэнергии. При использовании здесь термин «газ» обозначает текучую среду в газообразном состоянии в качестве продукта, испущенного текучей средой в жидком состоянии, хранящейся под давлением и содержащейся, например, в контейнере для LPG (сжиженного углеводородного газа), обычно известного как пропан или бутан или т.п. Термины «газообразное состояние», «жидкое состояние» и «текучая среда» использованы здесь в техническом смысле. Таким образом, термин «текучая среда» означает субстанцию, способную заполнить объем контейнера, в который она помещена, и включает как газообразное состояние, так и жидкое состояние субстанции. Термин «бензин» использован здесь для определения топлива, основанного на жидких углеводородах и обычно используемого для работы двигателей автомобилей, грузовиков и т.п.

Уровень техники

Существует много прикладных задач, требующих использования переносных источников энергии. Эти прикладные задачи включают работу многих поворотных устройств, таких как переносные инструменты для садоводства, включая машинки для обрезки кустарника, почвофрезы для уничтожения сорняков, пилы с малой цепью, пилы с возвратно-поступательным движением полотна или дисковые пилы и т.п. Пользователь таких устройств должен быть подвижным. Эти устройства часто содержат привод от небольшого двигателя внутреннего сгорания, использующего бензин в качестве источника энергии и содержащего небольшой контейнер для бензина как часть оборудования, а также вырабатывают на выходе поворотную мощность через поворотный ведущий вал, содержащий привод от двигателя внутреннего сгорания, для приведения в действие определенного устройства. Как таковые, они требуют хранения бензина, обеспечивающего возможность продолжительной работы устройства посредством периодического повторного наполнения небольшого бензобака. Однако хранение бензина чрезвычайно ограничено типами контейнеров, в которых он может быть сохранен, местами, где он может быть сохранен, количеством, в котором он может быть сохранен, и условиями окружающей среды, при которых он может быть сохранен.

Другое применение переносных источников мощности имеет место в области устройств, которые хотя и выполнены переносными, но во время использования обычно неподвижны. Эта область устройств включает переносные электрические генераторы, используемые для аварийного электропитания или подачи электроэнергии в местах, где другая электроэнергия не доступна. Многие из этих переносных генераторов электроэнергии выполнены с возможностью привода от двигателя внутреннего сгорания. Увеличенные разновидности таких переносных генераторов электроэнергии, применяемые в аварийных транспортных средствах различных типов, используют двигатели, работающие на бензине или дизельном топливе со сравнительно большой подачей бензина или дизельного топлива из контейнера. Такие устройства, конечно, велики и громоздки и не приспособлены быть действительно переносным устройством, которое один человек может легко нести и перемещать с места на место.

Таким образом, существует потребность в небольшом и достаточно легком генераторе электроэнергии, выполненном с возможностью его перемещения с места на место одним человеком, но все же способном вырабатывать заметное количество электроэнергии. Эти малые генераторы электроэнергии часто содержат привод от небольшого легкого двигателя внутреннего сгорания. В этом классе электрических генераторов с приводом от небольшого легкого двигателя внутреннего сгорания часто желательно хранить такое устройство, или постоянно или временно, в доме, гараже, транспортном средстве или в другом месте, а также хранить сравнительно большое количество топлива, предназначенного для использования им. В случае перебоев с подачей электроэнергии по месту жительства малый генератор электроэнергии может быть использован для электропитания радиоприемника, подзарядки сотового телефона или другого подобного устройства, электропитания плитки для приготовления еды, освещения или для другой желательной деятельности. Электрический генератор с приводом от небольшого двигателя внутреннего сгорания также может найти применение при разбивке лагеря, на судах, не имеющих никаких других источников электроэнергии и для других целей.

Двигатель внутреннего сгорания, ранее предложенный для таких электрических генераторов с приводом от небольшого двигателя внутреннего сгорания, представляет собой одноцилиндровый двухтактный двигатель, в котором сжатие происходит в цилиндре, размещенном в картере двигателя.

Для устранения этих недостатков необходимо, чтобы топливо, питающее двигатель внутреннего сгорания, было такого типа и в таком состоянии, чтобы была обеспечена возможность его хранения в фактически любом желательном количестве в устройстве для хранения топлива для электрического генератора с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Сжиженный углеводородный газ представляет собой тип топлива, который может быть использован в двигателе внутреннего сгорания вместо бензина или дизельного топлива для питания двигателя внутреннего сгорания, используемого в качестве привода электрического генератора или другого устройства с приводом от двигателя. Созданное в контейнерах со сжиженным углеводородным газом повышенное давление переводит содержащийся в них газ в жидкое состояние, причем эти контейнеры содержат некоторое количество текучей среды в газообразном состоянии над верхним по вертикали уровнем текучей среды в жидком состоянии.

Один тип контейнера для хранения сжиженного углеводородного газа, предложенного для питания этих устройств с приводом от небольшого двигателя внутреннего сгорания, представляет собой небольшой контейнер, вмещающий примерно 1-2 фунта сжиженного углеводородного газа, содержащегося в контейнере. Эти контейнеры ранее нашли применение в различных устройствах для кемпингов и широко доступны.

В некоторых из предшествующих технических решений использован контейнер со сжиженным углеводородным газом, причем контейнер со сжиженным углеводородным газом требует определенной поворотной ориентации относительно его продольной оси для подачи газа из него вследствие наличия в контейнере согнутой практически под прямым углом питающей трубки, через которую газ течет в область вне контейнера со сжиженным углеводородным газом. Такая конфигурация ограничивает применимость такого устройства.

Одна очень хорошо известная разновидность таких емкостей со сжиженным углеводородным газом представляет собой небольшие контейнеры со сжиженным углеводородным газом, общеизвестные под маркой «Coleman Bottle». Диаметр контейнеров марки «Coleman Bottle» составляет порядка трех с половиной дюймов, а его продольная длина составляет порядка семи с половиной дюймов, причем он содержит примерно один - два фунта сжиженного углеводородного газа. Контейнеры марки «Coleman Bottle» снабжены стандартным резьбовым сопрягающим устройством для легкого ввинчивания в используемое устройство и не имеют никакой предпочтительной ориентации поворота вдоль своей продольной оси относительно устройства, в которое они ввинчены. Сопрягающее устройство содержит внутреннюю рассоединительную муфту для соответствующего соединения с согласуемой рассоединительной муфтой и обеспечивающую возможность потока газа из контейнера при соединении и предотвращающую поток газа из контейнера при рассоединении. Контейнеры марки «Coleman Bottle» также содержат встроенный клапан сброса давления для обеспечения безопасности в случае избыточного давления. Контейнеры марки «Coleman Bottle» содержит такое ограниченное количество сжиженного углеводородного газа, что несколько таких бутылок обычно, в пределах действующих законов и постановлений, могут быть сохранены дома, в гараже или перевезены в транспортном средстве, что, таким образом, делает их привлекательными в качестве замены при использования во многих приложениях, использующих бензин или дизельное топливо в качестве топлива. Однако, величина потока для газа, выходящего от сжиженного углеводородного газа, содержащегося в контейнере марки «Coleman Bottle», ограничена вследствие сравнительно малой площади поверхности сжиженного углеводородного газа, с которой выходит газ. В случае слишком высоких требований к величине потока газа от сжиженного углеводородного газа в контейнере марки «Coleman Bottle» происходит замерзание сжиженного углеводородного газа и, следовательно, фактическое окончание выработки газа с пригодными для практического использования величинами потока от сжиженного углеводородного газа. Следовательно, несмотря на привлекательность использования контейнера марки «Coleman Bottle» во многих устройствах, использование контейнера марки «Coleman Bottle» обычно ограничено приложениями с очень низкими требованиями к мощности и не пригодно для использования при подаче энергии для питания двигателя внутреннего сгорания, используемого в качестве привода для электрического генератора или других переносных устройств с приводом от двигателя.

Таким образом, давно существует потребность в соответствующем устройстве, в котором обеспечена возможность использования стандартного, легко доступного контейнера марки «Coleman Bottle» в приложении, в котором необходима мощность, достаточная для привода небольшого электрического генератора или другого небольшого переносного устройства с приводом от двигателя.

В соответствии с этим задача настоящего изобретения состоит в выполнении улучшенного переносного устройства с приводом от двигателя внутреннего сгорания, в котором двигатель приведен в действие сжиженным углеводородным газом.

Другая задача настоящего изобретения состоит в выполнении улучшенного переносного устройства с приводом от двигателя внутреннего сгорания, в котором двигатель приведен в действие сжиженным углеводородным газом, а сжиженный углеводородный газ размещен в контейнере, содержащем сравнительно небольшое количество сжиженного углеводородного газа.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в выполнении улучшенного переносного устройства с приводом от двигателя внутреннего сгорания, в котором двигатель приведен в действие сжиженным углеводородным газом, а сжиженный углеводородный газ размещен в контейнере, содержащем сравнительно небольшое количество сжиженного углеводородного газа, и контейнер сжиженного углеводородного газа может выполнять поворот относительно своей оси в любое желательное для работы положение и не требует для работы определенного поворотного положения относительно своей оси.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в выполнении улучшенного переносного устройства с приводом от двигателя внутреннего сгорания, в котором двигатель приведен в действие сжиженным углеводородным газом, а сжиженный углеводородный газ размещен в контейнере, содержащем сравнительно небольшое количество сжиженного углеводородного газа, и в котором обеспечена возможность выработки сравнительно большого и непрерывного потока газа от сжиженного углеводородного газа в контейнере.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в выполнении улучшенного переносного устройства с приводом от двигателя внутреннего сгорания, в котором двигатель приведен в действие сжиженным углеводородным газом, а сжиженный углеводородный газ размещен в контейнере, содержащем сравнительно небольшое количество сжиженного углеводородного газа, и размещение контейнера со сжиженным углеводородным газом относительно двигателя внутреннего сгорания обеспечивает возможность выработки сравнительно большого и непрерывного потока газа от сжиженного углеводородного газа в контейнере.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в выполнении структуры крепления для компонентов улучшенного переносного устройства с приводом от двигателя внутреннего сгорания, которая минимизирует или устраняет отрицательные последствия разностных колебания между его компонентами.

Еще одна задача настоящего изобретения состоит в выполнении элемента ограничения вибрации и/или теплоты, предназначенного для уменьшения частоты вибраций и/или уменьшения амплитуды вибраций и/или уменьшения количества теплоты, передаваемой к контейнеру со сжиженным углеводородным газом.

Раскрытие изобретения

Вышеупомянутые и другие цели настоящего изобретения достижимы (в рамках предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения) посредством устройства с приводом от двигателя внутреннего сгорания, которое для целей описания этого варианта реализации может быть генератором электроэнергии. Двигатель внутреннего сгорания может быть выполнен четырехтактным или двухтактным с соответствующим впрыском масла, одноцилиндровым двигателем с воздушным или жидкостным охлаждением, хотя в определенных приложениях при необходимости могут быть использованы большие типы двигателей. Двигатель внутреннего сгорания может содержать инерционный или тяговый стартер для инициации его работы, причем такие двигатели легко доступны. Цилиндр двигателя внутреннего сгорания размещен в картере, а перемещение поршня в цилиндре приводит к перемещению коленчатого вала, соединенного с устройством, работающим от привода, как, например, электрический генератор. Сгорание газово-воздушной смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания приводит к выработке тепла, нагревающего цилиндр и картер двигателя. Кроме того, при работе двигателя возникает его вибрация, а также вибрация всей связанной с ним структуры.

Двигатель содержит карбюратор, в котором происходит смешивание газа с воздухом с образованием способной к воспламенению смеси, вводимой в цилиндр. Двигатель содержит запальную свечу, предназначенную для инициации воспламенения газово-воздушной смеси в цилиндре.

В соответствии с основными положениями настоящего изобретения пластина крепления размещена рядом с картером двигателя и связана с ним. Пластина крепления получает теплоту от картера и вибрирует вследствие вибрации двигателя.

Газ, поступающий в карбюратор, представляет собой газ от сжиженного углеводородного газа, размещенного в устройстве из контейнеров марки «Coleman Bottle», содержащем один или больше контейнеров марки «Coleman Bottle». В этом устройстве контейнер для сжиженного углеводородного газа типа «Coleman Bottle» (называемый контейнером марки «Coleman Bottle» или продаваемый под каким-либо другим фирменным знаком) прикреплен на пластине крепления, соединенной с картером двигателя внутреннего сгорания, с возможностью взаимодействия посредством передачи к нему теплоты и передачи вибрации в предпочтительной ориентации относительно горизонтали. Контейнер марки «Coleman Bottle» может иметь конфигурацию, показанную в патенте США на промышленный образец №D295886. Вес сжиженного углеводородного газа в небольших разновидностях контейнеров марки «Coleman Bottle» составляет порядка 14-16 унций. Контейнеры со сжиженным углеводородным газом такого размера представляют собой общий тип, предпочтительный для использования в вариантах реализации настоящего изобретения. Для настоящей конфигурации контейнера марки «Coleman Bottle» предпочтительная ориентация представляет собой ориентацию контейнера марки «Coleman Bottle» со сжиженным углеводородным газом с наклоном под углом между 14° и 16°, предпочтительно 15°. Такая угловая ориентация приводит к весьма необычному и неожиданному результату максимизации потока газа и предотвращения потока жидкого сжиженного углеводородного газа из контейнера марки «Coleman Bottle». Поскольку контейнеры марки «Coleman Bottle» не заполнены сжиженным углеводородным газом до самого верха контейнера, а имеют заранее определенный и обычно однородный для всех контейнеров объем газа над верхней поверхностью сжиженного углеводородного газа. Выбранная угловая ориентация контейнера марки «Coleman Bottle» относительно горизонтали такова, что площадь поверхности сжиженного углеводородного газа максимальна, но выходное отверстие контейнера марки «Coleman Bottle» размещено по вертикали над верхней поверхностью сжиженного углеводородного газа. Такая ориентация контейнера марки «Coleman Bottle» не только максимизирует пригодную для практического использования площадь поверхности сжиженного углеводородного газа, с которой происходит выход газа, но также предотвращает возникновение из нее потока сжиженного углеводородного газа в жидком состоянии. Предпочтительная угловая ориентация относительно горизонтали может быть выбрана и для других контейнеров со сжиженным углеводородным газом, которые могут быть использованы в других приложениях, для достижения необычной и новой конфигурации, способствующей выходу газа из жидкого состояния сжиженного углеводородного газа. Контейнер марки «Coleman Bottle» обладает дополнительным преимуществом, поскольку к нему не применимо какое-либо требование об определенном поворотном положении относительно его продольной оси во время работы. Таким образом, что касается контейнера марки «Coleman Bottle», прикрепленного описанным здесь способом, такой контейнер марки «Coleman Bottle» может быть в любом поворотном положении относительно своей оси с возможностью работы.

Вышеупомянутый способ крепления контейнера марки «Coleman Bottle» на пластине крепления с возможностью взаимодействия посредством передачи к нему теплоты для получения теплоты, выработанной в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, а также получения от него вибрации, уникальным образом обеспечивает возможность непрерывного потока большего количества газа от сжиженного углеводородного газа, что, таким образом, обеспечивает возможность питания двигателей внутреннего сгорания большего размера и необходимых устройств. Теплота, передаваемая в контейнер марки «Coleman Bottle», нагревает содержащийся внутри него сжиженный углеводородный газ для увеличения выхода газа из него. Теплота, таким образом передаваемая к сжиженному углеводородному газу, имеет тенденцию к удержанию температуры жидкого сжиженного углеводородного газа выше точки замерзания даже при сравнительно большом количество отбираемого от него газа. Непосредственная передача теплоты от двигателя к контейнеру марки «Coleman Bottle» и, следовательно, к сжиженному углеводородному газу обладает двойным преимуществом: теплота препятствует замерзанию сжиженного углеводородного газа и помогает охлаждать двигатель внутреннего сгорания во время его работы. Передача вибрации в контейнер марки «Coleman Bottle» при работе двигателя также взбалтывает сжиженный углеводородной газ, увеличивая, таким образом, эффективную площадь его поверхности и обеспечивая, тем самым, еще больший поток газа из него, причем взбалтывание также помогает в предотвращении замерзания сжиженного углеводородного газа.

Двигатель внутреннего сгорания содержит вращающийся коленчатый вал с приводом от перемещения поршня в цилиндре, причем этот коленчатый вал соединен с любым желательным устройством, которое должно быть приведено в действие. Для пояснения принципов настоящего изобретения предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения описан и показан здесь как содержащий электрический генератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Однако многие другие устройства могут иметь привод от двигателя внутреннего сгорания в структуре, включающей принципы настоящего изобретения. Генератор имеет привод от двигателя внутреннего сгорания и вырабатывает электроэнергию. Электроэнергия может быть в виде переменного тока и/или постоянного тока. Предусмотрены соответствующие электророзетки для обеспечения возможности соединения штепселя в розетках с питаемыми электроэнергией устройствами.

Для обеспечения еще большего потока газа два или больше контейнеров марки «Coleman Bottle» могут быть прикреплены на двигателе внутреннего сгорания и соединены вместе для образования одного выпускного отверстия для потока газа из них.

В некоторых приложениях, связанных с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения, желательно использование других питаемых газом устройств типа обычно используемого во многих приложениях, связанных с кемпингами на открытом воздухе и т.п. Такие работающие на газе устройства для освещения, приготовления пищи, нагрева и подобные устройства обычно содержат встроенный регулятор давления или расхода. Может быть предусмотрена отдельная трубка на выпускном отверстии для потока газа из контейнера марки «Coleman Bottle», обеспечивающая возможность прикрепления и работы этих устройств или независимо или одновременно с работой электрического генератора. В других вариантах реализации настоящего изобретения работающий на газе двигатель внутреннего сгорания может быть использован для привода таких разнообразных машин, как различные инструменты для садоводства, например, пневматические машины для сбора опавших листьев, обрезные ножницы, косилки и т.п., а также других устройств, требующих безопасного, переносного источника энергии.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения было обнаружено, что вибрация, которой подвержен контейнер для сжиженного углеводородного газа во время работы двигателя внутреннего сгорания, может привести к повреждению контейнера для сжиженного углеводородного газа, в котором жесткий шланг использован для соединения контейнера для сжиженного углеводородного газа с регулятором давления или с любым другим компонентом устройства. В варианте реализации настоящего изобретения, преодолевающем проблему вызываемого вибрацией повреждения контейнера для сжиженного углеводородного газа и/или шлангового соединения на его выходе, предусмотрен гибкий шланг для прохождения потока сжиженного углеводородного газа из контейнера для сжиженного углеводородного газа в компонент системы. В одной разновидности этого варианта реализации настоящего изобретения предусмотрен выпускной канал, представляющий собой гибкий шланг, имеющий первый конец шланга, соединенный с соединительным устройством, размещенным на выпускном отверстии контейнера для сжиженного углеводородного газа для минимизации разрушительного воздействия вибрации, а второй конец выпускного канала в виде гибкого шланга может быть соединен, например, с регулятором давления, прикрепленным к двигателю внутреннего сгорания, например, к его карбюратору.

В другой разновидности этого варианта реализации настоящего изобретения регулятор давления не прикреплен непосредственно на двигателе внутреннего сгорания. В этой разновидности варианта реализации выпускной канал, который может быть выполнен в виде гибкого шланга, соединяет между собой выпускное соединительное устройство контейнера для сжиженного углеводородного газа и регулятор давления, а впускной канал соединяет регулятор давления и двигатель внутреннего сгорания. Как полагают, в этом варианте реализации регулятор давления выполнен «установленным в линию», поскольку регулятор давления может, при желании, быть соединен только с выпускным каналом и впускным каналом. В варианте реализации с выпускным каналом в виде гибкого шланга впускной канал может быть выполнен в виде жесткой трубки. В качестве альтернативы при выполнении выпускного канала в виде жесткой трубки, впускной канал может быть выполнен в виде гибкого шланга. В другой разновидности этого варианта реализации и выпускной канал и впускной канал могут быть выполнены в виде гибких шлангов.

При необходимости непосредственной связи регулятора давления с выпускным соединительным устройством контейнера для сжиженного углеводородного газа, только впускной канал, выполненный, возможно, в виде гибкого шланга, соединяет регулятор давления и двигатель внутреннего сгорания например, карбюратор двигателя.

Согласно основным положениям настоящего изобретения, существует три основных разновидности, определяемые местом расположения регулятора давления относительно контейнера со сжиженным углеводородным газом и карбюратора, или другого места входа газа на двигателе:

1. Регулятор давления прикреплен на соединительном устройстве или очень тесно связан с выпускным соединительным устройством контейнера со сжиженным углеводородным газом;

2. Регулятор давления прикреплен на двигателе внутреннего сгорания или тесно связан с двигателем внутреннего сгорания, например, с его карбюратором; и

3. Регулятор давления прикреплен в линию между двигателем внутреннего сгорания и контейнером со сжиженным углеводородным газом.

Выбор варианта с использованием гибких шлангов между регулятором давления и двигателем внутреннего сгорания и/или между регулятором давления и контейнером со сжиженным углеводородным газом для каждой сформулированной выше разновидности зависит от характеристик комплексной системы и вибрации, образуемой в различных компонентах во время работы двигателя внутреннего сгорания.

В некоторых других приложениях принципов настоящего изобретения было обнаружено, что частота вибрации, передаваемой к контейнеру со сжиженным углеводородным газом, и/или амплитуда вибрации могут быть слишком велики, так что имеет место опасность повреждения различных компонент, и/или что количество тепла, передаваемое к сжиженному углеводородному газу, слишком велико и может оказать негативное воздействие на работу устройства. Для устранения возможности такого негативного воздействия на работу элемент ограничения вибрации и/или теплоты может быть введен в структуру для ограничения значений характеристик вибрации и уменьшения величины теплового потока.

Краткое описание чертежей

Вышеупомянутые и другие варианты реализации настоящего изобретения могут быть лучше поняты из последующего детального описания со ссылками на сопровождающие чертежи, причем одинаковые позиционные обозначения повсюду относятся к аналогичным элементам.

На фиг. 1 показана блок-схема, отображающая предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 полусхематически показано сечение контейнера марки «Coleman Bottle», полезного при практическом использовании настоящего изобретения.

На фиг. 3 схематически показано устройство со сжиженным углеводородным газом, содержащее три соединенных вместе отдельных контейнера со сжиженным углеводородным газом, что полезно при практическом использовании настоящего изобретения.

На фиг. 4 показана в разобранном виде диаграмма предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения, отображающая прикрепление двигателя внутреннего сгорания к контейнеру со сжиженным углеводородным газом.

На фиг. 4А показана в разобранном виде диаграмма альтернативного контейнера со сжиженным углеводородным газом и его крепления.

На фиг. 5 показано частичное сечение контейнера со сжиженным углеводородным газом согласно настоящему изобретению, установленного в структуре согласно принципам изобретения.

На фиг. 6 показан вид спереди предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения для двигателя с приводом от переносного аварийного генератора электроэнергии.

На фиг. 7 показан вид с левой стороны предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения по фиг. 6.

На фиг. 8 показан вид с правой стороны предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения по фиг. 6.

На фиг. 9 показан вид сзади предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения по фиг. 6.

На фиг. 10 показан вариант реализации настоящего изобретения при использовании в триммере.

На фиг. 11 показан вариант реализации настоящего изобретения при использовании в воздуходувном устройстве.

На фиг. 12 показана блок-схема другого варианта реализации настоящего изобретения.

На фиг. 13 показана блок-схема другого варианта реализации настоящего изобретения.

На фиг. 14 показана блок-схема другого варианта реализации настоящего изобретения.

На фиг. 15 показан вариант реализации настоящего изобретения, содержащий элемент ограничения теплоты и/или вибрации.

Фиг. 16, 17 и 18 отображают другой вариант реализации настоящего изобретения, содержащий элемент ограничения теплоты и/или вибрации.

Фиг. 19 и 20 отображают другой вариант реализации элемента ограничения вибрации и/или теплоты.

Фиг. 21 отображает другой вариант реализации настоящего изобретения, содержащий элемент ограничения теплоты и/или вибрации.

Показанный на фиг. 2 контейнер 12 со сжиженным углеводородным газом, который в предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения представляет собой контейнер марки «Coleman Bottle» или аналогичный контейнер для хранения, содержит сжиженный газ под давлением, обозначенный как 14, а также газовую фазу 16, испаренную из сжиженного газа 14. Газ 16 вытекает из контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом через канал, обозначенный как 18. Поскольку давление газа 16 в контейнере 12 со сжиженным углеводородным газом намного больше, чем желательно для использования в варианте 10 реализации, поток газа через канал 18 направлен к регулятору 20 давления. Регулятор 20 давления регулирует давление протекающего через него газа 16 до величины порядка от 0,217 фунтов на квадратный дюйм до 0,365 фунтов на квадратный дюйм, что представляет собой диапазон давлений, которые могут быть использованы для описанного ниже двигателя 22 внутреннего сгорания, хотя более высокие или более низкие значения давления газа могут быть использованы как желательные в некоторых приложениях.

Газ 16 может также быть направлен для вытекания из канала 18 через канал 19 к вспомогательному питаемому газом устройству 21, например, к устройству для освещения, устройству для приготовления пищи и т.п. Такие устройства известны и обычно содержат встроенный регулятор давления или устройство управления потоком, предназначенные для регулирования значений давления или потока газа 16 с возможностью получения значения, совместимого с устройством 21.

Газ 16, вытекающий из регулятора 20 давления, направлен через впускной канал 23 в карбюратор 24, представляющий собой часть двигателя 22 внутреннего сгорания. Карбюратор 24 содержит воздухозаборник, обозначенный как 26. Карбюратор 24 смешивает газ 16 с воздухом и известным способом подает смесь в цилиндр 28 двигателя 22 внутреннего сгорания. Двигатель 22 внутреннего сгорания содержит вращающийся выходной вал 30. В варианте 10 реализации настоящего изобретения вращающийся выходной вал служит приводом для электрического генератора 32. Электрический генератор 32 вырабатывает электроэнергию, обозначенную как 34, и способную быть, например, в диапазоне мощностей 300-1000 Ватт, хотя в других приложениях могут быть использованы генераторы большей мощности. При необходимости электроэнергия может направлена для выработки постоянного тока напряжением 12 Вольт, обозначенного как 36, или может пройти через инвертор 38 для преобразования в переменный ток напряжением 120 Вольт и частотой 60 Герц, обозначенный как 40.

Как отмечено выше, двигатель 22 внутреннего сгорания может быть выполнен четырехтактным или двухтактным двигателем с соответствующей инжекцией масла и воздушным или жидкостным охлаждением, хотя при необходимости в других приложениях может быть использован более крупный двигатель. Во время работы двигателя 22 внутреннего сгорания сгорание газа 16 и его смеси с воздухом в его цилиндре приводит в выработке тепла, а также к вибрации двигателя 22. Как более подробно описано ниже, эти два фактора, всегда имеющие место во время работы двигателя внутреннего сгорания, уникально и полезно использованы при работе в различных вариантах реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 схематически показан обычный контейнер 12 для сжиженного углеводородного газа, например, контейнер марки «Coleman Bottle». Контейнер 12 для сжиженного углеводородного газа может быть типа, производимого различными предприятиями, и может быть разных размеров. Обычно такие контейнеры со сжиженным углеводородным газом содержат встроенный аварийный клапан 42 сброса давления, обеспечивающий возможность выпуска газа 16 в случае превышения давлением газа заранее определенной величины. В варианте 10 реализации контейнер 12 для сжиженного углеводородного газа, схематично показанный на фиг. 2, может состоять из нескольких отдельных контейнеров со сжиженным углеводородным газом, объединенных вместе для выпуска газа 16 через одно выпускное отверстие, например, канал 18. На фиг. 3 схематично показано три контейнера 12а, 12b и 12с со сжиженным углеводородным газом, соединенных вместе коллектором 18′ для выпуска газа 16 через один канал 18.

Фиг. 4 отображает в разобранном виде узел контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом и двигатель 22 внутреннего сгорания. Карбюратор 24 прикреплен на боковой стороне цилиндра 28 над картером 44. Имеет место запальная свеча 46, создающая искру зажигания, необходимую для воспламенения газово-воздушной смеси, подаваемой в цилиндр 28 из карбюратора 24 для привода выходного вала 30. Стартер 48 инерционного или шнурового типа предусмотрен для начала работы двигателя 22 внутреннего сгорания.

Передняя пластина 50 прикреплена к картеру 44 болтами 52а, 52b, 52с и 52d. Передняя пластина 50 содержит соединительное устройство 56, выполненное с возможностью вхождения в зацепление с выпускным соединительным устройством 12′ контейнера 12 для сжиженного углеводородного газа. Крепежный держатель 58 жестко соединен с картером 44 двигателя 22 внутреннего сгорания и к передней пластине 50 болтами 60а, 60b, 60с и 60d для обеспечения возможности контакта с двигателем 22 внутреннего сгорания с возможностью взаимодействия посредством получения теплоты и вибрации.

Крепежный держатель 58 содержит полосу 62, снабженную размещенным по центру соединительным устройством 64, и полосу 62, предназначенную для получения в нее контейнера 12 для сжиженного углеводородного газа для плотного размещения в полости 66 при закрытом размещенном по центру соединительном устройстве 64. Как отмечено выше, при прикреплении контейнера 12 для сжиженного углеводородного газа в полости 66 соединительное устройство 56 передней пластины 50 взаимодействует с выпускным соединительным устройством 12′ с возможностью протекания потока газа 16 через канал 18 и/или 19.

Поскольку могут иметь место некоторые вариации размера контейнеров со сжиженным углеводородным газом в зависимости от количества сжиженного углеводородного газа внутри него и от размера, предпочитаемого конкретным производителем контейнера, на фиг. 4А показан контейнер 12А для сжиженного углеводородного газа, который может быть использован в варианте 10 реализации, показанном на фиг. 4. Предусмотрено сопрягающее устройство 70 с полостью 72 внутри, причем стенки 72′ полости 72 приспособлены для возможности скользящей посадки на контейнере 12А со сжиженным углеводородным газом. Диаметр внешних стенок 74 сопрягающего устройства 70 по существу равен внешнему диаметру контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом, так что имеет место плотная посадка в полости 66 крепежного держателя 58.

В варианте 10 реализации настоящего изобретения выходной вал 30 соединен, как описано выше в связи с фиг. 1, с электрическим генератором 32. Однако, как описано ниже в связи с другими вариантами реализации настоящего изобретения, выходной вал 30 может быть соединен с любым желательным типом устройства, требующего для работы привода от двигателя.

На фиг. 5 показано крепление контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом в предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения. На фиг. 5 стрелка 74 показывает направление силы тяжести, а горизонтальное направление обозначено линией 76, проведенной перпендикулярно направлению силы тяжести 74.

Как известно, скрытая теплота испарения газа 16 от сжиженного газа 14 имеет тенденцию охлаждать сжиженный газ 14, причем при выработке слишком большого количества газа 16 сжиженный газ 14 замерзает и переходит в твердое состояние. Кроме того, происходит выпаривание газа 16 с поверхности 14′ сжиженного газа 14. Поэтому, желательна максимизация площади поверхности сжиженного газа 14, так чтобы максимальное количество газа 16 могло быть подано из контейнера заданного размера со сжиженным углеводородным газом. Однако, чем больше газа 16 выпарено из сжиженного газа 14, тем больше вероятность замерзания сжиженного газа 14 с переходом в твердое состояние и завершения, таким образом, парообразования с выработкой существенного количества газа 16. В настоящем изобретении, как показано на фиг. 5, контейнер 12 для сжиженного углеводородного газа прикреплен под углом А к горизонтали, причем для обычного контейнера со сжиженным углеводородным газом марки «Coleman Bottle» было обнаружено, что угол А должен составлять от 12° до 16° при предпочтительном значении, равном 15°, что дает диапазон углов, предотвращающий попадание какого-либо количества сжиженного газа 14 в канал 18, даже при полном заполнении контейнера 12. Предпочтительно, чтобы пластина 58 крепления была выполнена из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например, алюминия, так чтобы максимальное количество теплоты было передано механизмом теплопроводности от двигателя 22 через крепежный держатель 58 к стенке контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом и, таким образом, к сжиженному газу 14, вследствие непосредственного жесткого прикрепления крепежного держателя 58 на двигателе 22 внутреннего сгорания. Теплота, таким образом передаваемая к контейнеру со сжиженным углеводородным газом 58 от двигателя 22, противодействует скрытой теплоте испарения и предотвращает замерзание сжиженного газа 14. Кроме того, вибрация двигателя 22 внутреннего сгорания взбалтывает поверхность 14′ сжиженного газа 14, увеличивая, таким образом, площадь поверхности до величины, превышающей площадь поверхности в отсутствии вибрации. Такое взбалтывание увеличивает площадь поверхности 14′ сжиженного газа 14, причем передача тепла посредством теплопроводности к сжиженному газу 14 увеличивает количество газа 16, которое может быть образовано из сжиженного газа 14 для данного размера и конфигурации контейнера со сжиженным углеводородным газом. Однако, для контейнеров со сжиженным углеводородным газом, имеющих конфигурацию, отличную от конфигурации контейнеров марки «Coleman Bottle», другое значение угла наклона контейнера со сжиженным углеводородным газом может быть необходимо для максимизации площади поверхности сжиженного газа 14, причем это значение все же предотвращает попадание жидкости в канал 18, даже при полном контейнере со сжиженным углеводородным газом. Использование теплообмена посредством теплопередачи от двигателя 22 к крепежному держателю 50 также помогает охладить двигатель внутреннего сгорания.

Как отмечено выше, в варианте 10 реализации изобретения выходной вал 30 двигателя 22 внутреннего сгорания соединен с электрическим генератором 32. На фиг. 6-9 показана конфигурация варианта 10 реализации, выполненная небольшого размера с возможностью удобства при переноске. Как показано на фиг. 6, которая представляет собой вид спереди для варианта 10 реализации, имеет место корпус 80 (частично разобранный для ясности), в котором размещены двигатель 22 внутреннего сгорания и электрический генератор. Стартер 44 отдачи содержит тягу 44′ для их работы известным образом. Как показано на фиг. 6, имеет место ручка 82 частично изогнутой формы, предназначенная для удобного подъема и переноса устройства по варианту 10 реализации. На нижней части 82′ ручки 82 могут быть выполнены ножки 84, предназначенные для опоры устройства по варианту 10 реализации на любую желательную поверхность.

Как ясно видно на фиг. 7, выходная электрическая энергия, вырабатываемая электрическим генератором 32, подана как в виде переменного тока с напряжением 120 Вольт в двойной розетке 90, так и в виде постоянного тока с напряжением 12 Вольт на разъемах, обозначенных как 92.

На фиг. 10 отображен вариант 100 реализации настоящего изобретения, используемый для приведения в действие триммера 102. Как показано на фиг. 10, выполнен двигатель 22 внутреннего сгорания, питаемый газом из контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом, причем двигатель 22 внутреннего сгорания поворачивает выходной вал 30′ для поворота триммера. Таким образом, двигатель внутреннего сгорания и контейнер со сжиженным углеводородным газом заменяют бензиновый двигатель и бензобак, часто используемые в таких приложениях.

На фиг. 11 показан вариант 110 реализации настоящего изобретения, в котором двигатель 22 внутреннего сгорания, приводимый в действие газом из контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом, управляет вентилятором 112 машины 114 для сбора опавших листьев. В варианте 110 реализации двигатель 22 внутреннего сгорания и контейнер 12 со сжиженным углеводородным газом заменяют питаемый бензином двигатель внутреннего сгорания и контейнер для хранения бензина, часто используемые в таких приложениях.

В некоторых приложениях, использующих принципы настоящего изобретения, было обнаружено, что чрезмерная вибрация, образуемая некоторыми двигателями, и/или использование устройства в течение длительных периодов времени и/или наличие относительного перемещения между двигателем внутреннего сгорания и контейнером со сжиженным углеводородным газом, могут приводить к образованию трещин или других повреждений контейнера для хранения сжиженного углеводородного газа вследствие относительного перемещения между контейнером для хранения сжиженного углеводородного газа и двигателем внутреннего сгорания. Как отмечено выше, передняя пластина 50 из варианта 10 реализации настоящего изобретения, показанного на фиг. 4, жестко прикреплена на двигателе 22 внутреннего сгорания, причем передняя пластина 50 содержит соединительное устройство 56, входящее в зацепление с выпускным соединительным устройством 12′ контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом.

Для устранения возможности растрескивания или других повреждений контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом, вызванных относительным перемещением и чрезмерной вибрацией / длительной эксплуатацией, жесткое прикрепление контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом к соединительному устройству 56 на передней пластине 50 может быть устранено, и контейнер 12 со сжиженным углеводородным газом может быть жестко поддержан, как описано выше, на пластине 58 крепления.

На фиг. 12 показана блок-схема варианта реализации 140 этого устройства. Как показано здесь, имеет место контейнер 112 для хранения сжиженного углеводородного газа, который может быть тем же самым, что описанный выше контейнер 12 для сжиженного углеводородного газа, и который содержит выпускное соединительное устройство 112′, аналогичное выпускному соединительному устройству 12′ и взаимодействующее с соединительным устройством 156, аналогичным описанному выше соединительному устройству 56. В варианте 140 реализации соединительное устройство 156 соединено только с выпускным соединительным устройством 112′ и не прикреплено ни к какой другой структуре. Выпускной канал 118 соединен с соединительным устройством 156 для направления потока газа из контейнера 112 со сжиженным углеводородным газом к регулятору 120 давления для окончательного использования в двигателе 122 внутреннего сгорания. В варианте 140 реализации регулятор 120 давления прикреплен на двигателе 122 внутреннего сгорания.

Выпускной канал 118 представляет собой гибкий шланг, например, металлический гибкий шланг, резиновый шланг, пластиковый усиленный шланг или шланг из другого материала, способного предотвращать повреждение вследствие соответствующего перемещения контейнера 112′ со сжиженным углеводородным газом относительно двигателя 122 внутреннего сгорания.

Впускной канал 123 соединен между регулятором 120 давления и двигателем 122 и предназначен для направления потока газа в двигатель 122 внутреннего сгорания, причем, в зависимости от конкретного приложения, он может быть выполнен в виде жесткой трубки или гибкого шланга. Впускной канал 123 может быть выполнен в виде гибкого шланга или жесткой трубки в зависимости от конкретного приложения. Гибкий впускной канал 123 и/или выпускной канал 118 предотвращают разрушения вследствие перемещения контейнера со сжиженным углеводородным газом 112 относительно двигателя 122 внутреннего сгорания.

В разновидности варианта 140 реализации изобретения регулятор 120 давления может быть прикреплен в линию между контейнером со сжиженным углеводородным газом и двигателем 122 внутреннего сгорания. В таком устройстве или выпускной канал 118 или впускной канал 123, или оба канала, могут быть выполнены в виде гибкого шланга, а другой канал может быть выполнен в виде твердой трубки, как может быть выбрано для конкретных прикладных задач. Гибкий впускной канал 123 и/или гибкий выпускной канал предотвращают разрушения вследствие перемещения контейнера со сжиженным углеводородным газом 112 относительно двигателя 122 внутреннего сгорания.

В другом варианте 160 реализации настоящего изобретения, показанном на блок-схеме на фиг. 13, контейнер 112 со сжиженным углеводородным газом содержит выпускное соединительное устройство 112′, взаимодействующее с соединительным устройством 156, а регулятор 120 давления соединен с соединительным устройством 156 и не соединен с какой-либо другой структурой. В этом варианте 160 реализации впускной канал 123 между регулятором 120 давления и двигателем 122 внутреннего сгорания представляет собой гибкий канал, например, как описанный выше гибкий канал 118. Гибкий впускной канал 123 предотвращает повреждения вследствие перемещения контейнера со сжиженным углеводородным газом 112 относительно двигателя 122 внутреннего сгорания.

В другом варианте 180 реализации настоящего изобретения, показанном на фиг. 14, регулятор давления прикреплен к двигателю 122 внутреннего сгорания или тесно связан с ним, например, прикреплен к его карбюратору, так что нет никакого перемещения регулятора 120 давления относительно двигателя 122 внутреннего сгорания, но регулятор 120 давления отодвинут от контейнера 112 со сжиженным углеводородным газом. В этом варианте реализации предпочтительно выполнение выпускного канала 118 в виде гибкого шланга. Гибкий выпускной канал 118 предотвращает повреждения вследствие перемещения контейнера со сжиженным углеводородным газом 112 относительно двигателя 122 внутреннего сгорания.

Как отмечено выше, в некоторых приложениях настоящего изобретения было обнаружено, что вибрация, вызванная двигателем, на котором прикреплен контейнер со сжиженным углеводородным газом, может привести к повреждению различных компонент структуры по настоящему изобретению. В других приложениях настоящего изобретения было обнаружено, что частота и/или амплитуда вибрации, которой подвергнут контейнер со сжиженным углеводородным газом, и/или теплота, передаваемая к контейнеру со сжиженным углеводородным газом, могут стать излишне большими и привести к повреждению различных компонентов даже при использовании гибкого шланга в различных конфигурациях компонент или могут привести к неправильной работе устройства. Перечень факторов, приводящих к такой чрезмерной вибрации и/или высокой температуре может содержать, не ограничиваясь этим, конкретный тип двигателя внутреннего сгорания и его конструкцию и конфигурацию, конфигурацию крепления для различных компонент устройства, окружающую среду, в которой использовано устройство, материалы, используемые в различных компонентах и креплениях устройства, нагрузки, приложенные к различным компонентам во время использования и т.п. Таким образом, в соответствии с принципами настоящего изобретения, жесткое крепление контейнера со сжиженным углеводородным газом при наличии контакта с двигателем внутреннего сгорания с возможностью взаимодействия посредством передачи теплоты и вибрации может содержать элемент ограничения теплоты и/или вибрации, так что частота вибрации, передаваемой к контейнеру со сжиженным углеводородным газом, и/или амплитуда вибрации, передаваемой к контейнеру со сжиженным углеводородным газом и/или теплота, передаваемая к контейнеру со сжиженным углеводородным газом от двигателя внутреннего сгорания, уменьшены или ограничены иным образом до диапазона, в котором возможность потенциального повреждения уменьшена. Такой элемент ограничения вибрации и/или теплоты может быть, при необходимости, использован с различными описанными выше вариантами гибкого шланга.

Обратимся теперь к фиг. 15, где отображен вариант 200 реализации настоящего изобретения, содержащий элемент 202 ограничения теплоты и/или вибрации при жестком прикреплении контейнера 13 со сжиженным углеводородным газом, который может быть выполнен аналогично описанному выше контейнеру 12 со сжиженным углеводородным газом, к крепежному держателю 58′, который может быть выполнен аналогично описанному выше крепежному держателю 58, для выполнения жесткого прикрепления (при наличии контакта с передачей тепла и вибрации) контейнера 13 со сжиженным углеводородным газом к двигателю 22′ внутреннего сгорания, который может быть выполнен аналогично описанному выше двигателю 22 внутреннего сгорания. Элемент 202 ограничения вибрации и/или теплоты содержит пару размещенных на расстоянии друг от друга крылообразных частей 204 и 206. Крылообразная часть 204 имеет первый конец 204а и второй конец 204b. Крылообразная часть 206 имеет первый конец 206а и второй конец 206b. Центральная часть 208 связана с крылообразными частями 204 и 206 и размещена между ними. Центральная часть 208 имеет первый конец 208а, отстоящий на первое предварительно выбранное расстояние от первого конца 204а крылообразной части 204, а первый конец 206а крылообразной части 206 ориентирован в первом направлении, обозначенном стрелкой 210. Центральная часть 208 имеет второй конец 208b, отстоящий на второе предварительно выбранное расстояние от второго конца 204b крылообразной части 204, а второй конец 206b крылообразной части 206 ориентирован во втором направлении, обозначенном стрелкой 212, которое противоположно первому направлению 210.

Первый конец 204а крылообразной части 204 содержит проходящее через него отверстие 204а′, первый конец 20ба крылообразной части 206 содержит проходящее через него отверстие 206а′, а второй конец 208b содержит отверстие 208b′ и болты 214 использованы для прохождения через отверстия 204а, 206а′ и 208b′ для соединения элемента 202 ограничения вибрации и/или теплоты с двигателем 22′.

Второй конец 208b промежуточного элемента 208 содержит проходящее через него отверстие 208b′, второй конец 204b крылообразной части 204 содержит проходящее через него отверстие 204b′ и второй конец 206b крылообразной части 206 содержит проходящее через него отверстие 206b′. Крепежный держатель 58′ содержит проходящие через него отверстия. Болты или заклепки 216 использованы для прохождения через отверстия 58′а, 58′b и 58′с и отверстия 204b′, 206b′ и 208′ для соединения элемента 202 ограничения теплоты и/или вибрации с крепежным держателем 58′.

Контейнер 13 со сжиженным углеводородным газом может быть жестко прикреплен к крепежному держателю 58′, как описано выше в связи с жестким прикреплением контейнера 12 со сжиженным углеводородным газом к крепежному держателю 58, как показано на фиг. 4.

Элемент 202 ограничения вибрации и/или теплоты может быть выполнен из упругого теплопроводящего материала, например, пружинной стали. Как показано на фиг. 15, двигатель 22′ передает вибрацию и теплоту к элементу 202 ограничения вибрации и/или теплоты. Вследствие упругой структуры и конфигурации крепления элемента 202 ограничения вибрации и/или теплоты к крепежному держателю 58′, амплитуда колебаний контейнера со сжиженным углеводородным газом ослаблена и частота колебаний, передаваемая элементом ограничения вибрации и/или теплоты к крепежному держателю 58′, уменьшена. Кроме того, вследствие ограниченного пути индуктивной теплопередачи от элемента ограничения вибрации и/или теплоты к крепежному держателю 58′ и таким образом, к контейнеру 13 со сжиженным углеводородным газом, который жестко прикреплен к крепежному держателю 58′, уменьшено передаваемое таким образом количество тепла.

Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, элемент ограничения вибрации и/или теплоты дополнительно содержит пару размещенных на расстоянии друг от друга упругих теплопроводящих пружинных крылообразных частей, каждая из которых имеет первый конец и второй конец, эластичный теплопроводящий пружинный промежуточный элемент, связанный с указанными размещенными на расстоянии друг от друга крылообразными частями, размещенный между ними и имеющий первый конец и второй конец, причем указанные первые концы указанных крылообразных частей соединены с указанным двигателем внутреннего сгорания, а указанные вторые концы указанных крылообразных частей соединены с указанным крепежным держателем, указанный первый конец указанного промежуточного элемента связан с указанным крепежным держателем, а его второй конец связан с указанным двигателем внутреннего сгорания, посредством чего указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты выполнен с возможностью уменьшения частоты указанной вибрации, уменьшения амплитуды указанной вибрации и уменьшения теплового потока к указанному контейнеру для хранения сжиженного газа.

На фиг. 16 показан другой вариант реализации настоящего изобретения, в целом обозначенный как 220, который включает элемент 222 ограничения теплоты и/или вибрации, предназначенный для ограничения частоты и амплитуды вибраций и теплоты, передаваемой от двигателя 22′ к крепежному держателю 58′ и, таким образом, к контейнеру 13 со сжиженным углеводородным газом, который жестко прикреплен к крепежному держателю 58′. В варианте 220 реализации элемент 222 ограничения вибрации и/или теплоты состоит из трех отдельных крепежных частей 224a, 224b и 224c, которые, при необходимости, могут быть одинаковой конструкции или, в качестве альтернативы, как описано ниже, могут быть разных конструкций. На фиг. 17 и 18 показаны детали крепежных частей 224a, 224b и 224c. Как показано, каждая из частей 224a, 224b и 224c содержит верхнюю пластину 226 и нижнюю пластину 228, размещенную на расстоянии от нее, причем обе пластины выполнены из теплопроводящего материала, например, стали, алюминия и т.п. Круглая упругая подкладка 230, выполненная из эластомера или резины, прикреплена к верхней пластине 226 и нижней пластине 228. Упругая подкладка 230 упруго деформируема, обеспечивая верхней пластине 226 и нижней пластине возможность перемещения друг к другу и друг от друга с контролируемой скоростью, определяемой предварительно выбранной упругостью подкладки 230. Как показано на фиг. 17 и 18, теплопроводящая спираль 232, например, выполненная из металла, может быть обернута вокруг упругой подкладки 230 и контактировать с верхней пластиной 226 и нижней пластиной 228 для передачи теплоты от верхней пластины 226 к нижней пластине 228. Теплопроводящая спираль 232 не показана на фиг. 16 и 17 для ясности. Через верхние пластины 226 проходит отверстие 234, обеспечивая возможность болту или другому соединителю соединять крепежные части 224a, 224b и 224с с двигателем 22′ внутреннего сгорания таким образом, как показано на фиг. 15 и как описано выше. Аналогично, через нижние пластины 228 проходит отверстие 236, обеспечивая возможность соединения с крепежным держателем 58′ таким образом, как показано на фиг. 15 и как описано выше относительно отверстий 240 в крепежном держателе 58'. Эластичное срабатывание эластомерных подкладок 230 ослабляет вибрацию, передаваемую от двигателя 22′ внутреннего сгорания к крепежному держателю 58. Такое ослабление вибрации понижает частоту и уменьшает амплитуду вибрации, передаваемой к контейнеру 13 со сжиженным углеводородным газом, который жестко прикреплен к крепежному держателю 58′, как описано выше. Ограниченный размер спирали 232 уменьшает количество теплоты, передаваемой в контейнер 13 со сжиженным углеводородным газом. Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения крепежный держатель имеет дугообразную внутреннюю поверхность с предварительно выбранной кривизной для ограничения полости, контейнер для хранения сжиженного газа содержит цилиндрическую внешнюю поверхность с заранее выбранным диаметром, а указанная цилиндрическая внешняя поверхность указанного контейнера для хранения сжиженного газа имеет кривизну, по существу совпадающую с предварительно выбранной кривизной указанной дугообразной внутренней поверхности указанного крепежного держателя.

На фиг. 19 и 20 показана модифицированная форма элемента 240 ограничения вибрации и/или теплоты, который в целом аналогичен крепежным частям 224a, 224b и 224с и содержит верхнюю пластину 226 и на расстоянии от нее нижнюю пластину 228, а также квадратную упругую подкладку 242 между ними, которая может быть выполнена из резины или эластомерного материала, как и описанная выше круглая упругая подкладка 230. Теплопроводящая металлическая спираль 244 вставлена в упругую подкладку 242 и контактирует с верхней пластиной 226 и нижней пластиной 228 для передачи теплоты от верхней пластины 226 к нижней пластине 228.

На фиг. 21, 22, 23 и 24 показан другой вариант реализации настоящего изобретения, в целом обозначенный как 250. Как показано на фиг. 21, имеет место двигатель 22′ внутреннего сгорания и рама 252 в виде трубки, жестко прикрепленной к двигателю 22′ внутреннего сгорания с возможностью взаимодействия посредством получения от него вибрации и тепла. Крепежный держатель 58″, в целом аналогичный описанным выше крепежным держателям 58 и 58′, соединен с рамой 252 в трех точках, обозначенных как 254а, 254b и 254с. Контейнер 13 со сжиженным углеводородным газом жестко прикреплен в крепежном держателе 58″ для получения от него теплоты и вибрации. Упругая подкладка 256, которая может быть выполнена из резины или эластомерного материала, размещена между крепежным держателем 58″ и рамой и ослабляет частоту вибрации, передаваемой к крепежному держателю 58″, и уменьшает амплитуду вибрации, передаваемой к крепежному держателю 58″ и, таким образом, к контейнеру со сжиженным углеводородным газом.

На фиг. 22, 23 и 24 показаны различные варианты реализации элемента ограничения вибрации и/или теплоты, предназначенного для соединения крепежного держателя 58″ с трубчатой рамой 252 для обеспечения возможности передачи вибрации и теплоты от рамы 252 к крепежному держателю 58″ и к контейнеру 13 со сжиженным углеводородным газом, который жестко соединен с крепежным держателем 58″, например, посредством размещенной по центру защелки/скобы 260, аналогичной описанной выше в связи с фиг. 4 защелки/скобы 60/62.

На фиг. 22 показана конфигурация элемента 261 ограничения вибрации и/или теплоты.

Как показано здесь, имеет место теплопроводящая металлическая односторонняя вытяжная заклепка 262, проходящая через крепежный держатель 58″, через подкладку 256 и взаимодействующая с внутренней поверхностью 252а трубчатой рамы 252, что обеспечивает возможность передачи теплоты от рамы 252 к крепежному держателю 58″.

На фиг. 23 показана конфигурация элемента 263 ограничения вибрации и/или теплоты, которая может быть успешно использована при наличии трубчатой рамы 252 со сравнительно тонкой стенкой. Как показано здесь, имеет место теплопроводящая металлическая резьбовая вставка 270, постоянно размещенная в трубчатой раме 252. Резьбовой крепежный винт 272 проходит через крепежный держатель 58″, через подкладку 256 и входит в резьбовое зацепление со вставкой 270, обеспечивая возможность передачи теплоты от рамы 252 к крепежному держателю 58″.

На фиг. 24 показана конфигурация элемента 265 ограничения вибрации и/или теплоты, которая может быть успешно использована при наличии трубчатой рамы 252 со сравнительно толстой стенкой. Как показано здесь, на трубчатой раме 252 нарезана резьба, обозначенная как 274. Монтажный болт 274 входит в резьбовое зацепление с трубчатой рамой посредством резьбы 272 и проходит через крепежный держатель 58″ и через подкладку 256, обеспечивая возможность передачи теплоты от рамы 252 к крепежному держателю 58″.

В каждом из вариантов реализации 200, 220 и 250 гибкая трубка, такая как показана под позиционным обозначением 280 на фиг. 21, может быть использована для соединения различных компонентов устройств таким образом, как в целом показано, например, на фиг. 12, 13 и 14.

Как описано выше, в настоящем изобретении предложен удобный и безопасный двигатель внутреннего сгорания, питаемый газом, выработанным из сжиженного газа в контейнере со сжиженным углеводородным газом, причем количество газа, вырабатываемого из сжиженного газа в контейнере со сжиженным углеводородным газом, максимизировано посредством жесткого соединения контейнера со сжиженным углеводородным газом с двигателем внутреннего сгорания, что предназначено как для непосредственной кондуктивной передачи теплоты от двигателя внутреннего сгорания к сжиженному углеводородному газу для преодоления охлаждения, связанного со скрытой теплотой парообразования сжиженного газа, так и для передачи вибрации от двигателя внутреннего сгорания к контейнеру со сжиженным углеводородным газом для увеличения эффективной площади поверхности сжиженного газа. Сжиженный газ может представлять собой, например, пропан, бутан и т.п., производимый многими производителями в контейнерах различной формы и размера со сжиженным углеводородным газом. В некоторых из описанных здесь предпочтительных вариантах реализации настоящего изобретения гибкий шланг использован, в зависимости от конкретного приложения, для соединения различных компонентов, например, регулятора давления, с контейнером со сжиженным углеводородным газом и/или регулятора давления с двигателем внутреннего сгорания и/или с выходным отверстием контейнера со сжиженным углеводородным газом для предотвращения повреждений компонент вследствие относительного перемещения компонент друг относительно друга, вызванного работой двигателя внутреннего сгорания или другими факторами. Кроме того, в нескольких других вариантах реализации настоящего изобретения элемент ограничения вибрации и/или теплоты может быть включен в структуру крепления для уменьшения частоты вибрации и/или ограничения амплитуды вибрации и/или ограничения количества тепла, передаваемого к жестко прикрепленному контейнеру со сжиженным углеводородным газом.

Хотя некоторые варианты реализации настоящего изобретения были описаны выше со ссылками на некоторые чертежи, следует иметь ввиду, что такие варианты реализации приведены лишь в качестве примера и иллюстрируют только небольшое количество из многих возможных конкретных вариантов реализации, которые могут отражать приложения, использующие принципы настоящего изобретения. Можно полагать, что различные изменения и модификации, очевидные для специалистов в области техники, к которой принадлежит настоящее изобретение, согласованы с духом, объемом и задачами настоящего изобретения, определенными ниже в прилагаемых пунктах формулы изобретения. В соответствии с этим, специалисты в этой области техники понимают, что рассмотренные выше варианты реализации представляет собой примеры настоящего изобретения, не предназначенные, однако, для ограничения области действия формулы изобретения. Многие другие материалы и способы, отличные от обсужденных выше, могут быть использованы в качестве эквивалентов описанных структурных компонент для выполнения эквивалентной функции.

Изобретение может быть использовано в устройствах, приводимых в действие двигателем внутреннего сгорания, использующим газовое топливо. Устройство с приводом от питаемого газом двигателя (22) внутреннего сгорания,содержит устройство, выполненное в виде контейнера (12) для хранения сжиженного газа, выпускной канал, и устройство крепления контейнера для хранения сжиженного газа. Контейнер (12) для хранения сжиженного газа содержит сжиженный газ внутри контейнера и выпускное соединительное устройство, обеспечивающее возможность протекания через него потока газа, выработанного из указанного сжиженного газа. Выпускной канал имеет первый конец, соединенный с выпускным соединительным устройством контейнера (12) для хранения сжиженного газа, и обеспечивающий возможность протекания потока газа через него, и второй конец. Двигатель внутреннего сгорания (22) имеет рабочее состояние и нерабочее состояние, и вращающий выходной вал (30) в рабочем состоянии. Двигатель (22) внутреннего сгорания вырабатывает теплоту и вибрацию в рабочем состоянии, а второй конец выпускного канала соединен с двигателем внутреннего сгорания для подачи в него газа. Устройство крепления контейнера (12) для хранения сжиженного газа выполнено с возможностью жесткого прикрепления контейнера (12) для хранения сжиженного газа, к двигателю внутреннего сгорания (22) с возможностью получения теплоты и вибрации от двигателя внутреннего сгорания. Теплота и вибрация от двигателя (22) внутреннего сгорания взбалтывает и нагревает сжиженный газ, хранимый в контейнере (12) для хранения сжиженного газа. Устройство крепления содержит элемент ограничения вибрации и/или теплоты для контроля по меньшей мере одной величины из амплитуды вибрации, частоты вибрации и количества тепла, передаваемых в контейнер со сжиженным углеводородным газом. Технический результат заключается в увеличении потока газа, подаваемого из контейнера для хранения сжиженного газа. 14 з.п. ф-лы, 25 ил.

1. Устройство с приводом от питаемого газом двигателя внутреннего сгорания, содержащее, в сочетании:
устройство, выполненное в виде контейнера для хранения сжиженного газа, содержащее сжиженный газ внутри контейнера и выпускное соединительное устройство, обеспечивающее возможность протекания через него потока газа, выработанного из указанного сжиженного газа,
выпускной канал, имеющий первый конец, соединенный с указанным выпускным соединительным устройством указанного устройства, выполненного в виде контейнера для хранения сжиженного газа, и обеспечивающий возможность протекания потока газа через него, и второй конец,
двигатель внутреннего сгорания, имеющий рабочее состояние и нерабочее состояние и вращающий выходной вал в указанном рабочем состоянии, причем двигатель внутреннего сгорания вырабатывает теплоту и вибрацию в своем указанном рабочем состоянии, а указанный второй конец указанного выпускного канала соединен с двигателем внутреннего сгорания для подачи в него газа,
устройство крепления контейнера для хранения сжиженного газа, выполненное с возможностью жесткого прикрепления указанного устройства, выполненного в виде контейнера для хранения сжиженного газа, к двигателю внутреннего сгорания с возможностью взаимодействия посредством получения теплоты и вибрации от указанного двигателя внутреннего сгорания,
посредством чего указанная теплота и вибрация взбалтывает и нагревает указанный сжиженный газ, хранимый в указанном устройстве, выполненном в виде контейнера для хранения сжиженного газа, причем
указанное устройство крепления дополнительно содержит элемент ограничения вибрации и/или теплоты для контроля по меньшей мере одной величины из амплитуды вибрации, частоты вибрации и количества тепла, передаваемых в указанный контейнер со сжиженным углеводородным газом.

2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее
крепежный держатель, причем
указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты связан с указанным двигателем внутреннего сгорания и указанным крепежным держателем, и указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты передает теплоту и вибрацию от указанного двигателя внутреннего сгорания к указанному крепежному держателю, и
указанный контейнер для хранения сжиженного газа жестко прикреплен к указанному крепежному держателю для получения от него теплоты и вибрации.

3. Устройство по п. 2, в котором
указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты уменьшает частоту вибрации, передаваемой от указанного двигателя внутреннего сгорания к указанному крепежному держателю.

4. Устройство по п. 2, в котором
указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты уменьшает величину амплитуды вибрации, передаваемой от указанного двигателя внутреннего сгорания к указанному крепежному держателю.

5. Устройство по п. 2, в котором
указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты уменьшает частоту вибрации, передаваемой от указанного двигателя внутреннего сгорания к указанному крепежному держателю, и уменьшает величину амплитуды вибрации, передаваемой от указанного двигателя внутреннего сгорания к указанному крепежному держателю.

6. Устройство по п. 2, в котором
указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты уменьшает количество тепла, передаваемого от указанного двигателя внутреннего сгорания к указанному крепежному держателю.

7. Устройство по п. 6, в котором
указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты уменьшает частоту вибрации, передаваемой от указанного двигателя внутреннего сгорания к указанному крепежному держателю, и уменьшает величину амплитуды вибрации, передаваемой от указанного двигателя внутреннего сгорания к указанному крепежному держателю.

8. Устройство по п. 7, в котором
указанный крепежный держатель имеет дугообразную внутреннюю поверхность с предварительно выбранной кривизной для ограничения полости,
указанный контейнер для хранения сжиженного газа содержит цилиндрическую внешнюю поверхность с заранее выбранным диаметром, а указанная цилиндрическая внешняя поверхность указанного контейнера для хранения сжиженного газа имеет кривизну, по существу совпадающую с предварительно выбранной кривизной указанной дугообразной внутренней поверхности указанного крепежного держателя, причем
указанный контейнер для хранения сжиженного газа жестко и с возможностью съема прикреплен в указанной полости указанного крепежного держателя, и указанная дугообразная внутренняя поверхность указанного крепежного держателя соединена с возможностью теплопередачи с указанной цилиндрической внешней поверхностью указанного контейнера для хранения сжиженного газа, причем указанный контейнер для хранения сжиженного газа получает теплоту и вибрацию от указанного крепежного держателя для взбалтывания и нагревания указанного сжиженного газа в указанном контейнере для хранения сжиженного газа для увеличения выработки газовой фазы из него, и указанный контейнер для хранения сжиженного газа содержит выпускное соединительное устройство.

9. Устройство по п. 8, в котором
указанный контакт между указанной дугообразной внутренней поверхностью указанного крепежного держателя и указанной цилиндрической внешней поверхностью указанного контейнера для хранения сжиженного газа по существу непрерывен повсюду по протяжении указанной дугообразной внутренней поверхности указанного крепежного держателя.

10. Устройство по п. 9, дополнительно содержащее соединительное устройство, соединенное выпускным соединительным
устройством указанного контейнера для хранения сжиженного газа для получения из него указанной газовой фазы,
выпускной канал, имеющий первый конец, соединенный с указанным соединительным устройством для получения указанной газовой фазы от указанного соединительного устройства, и второй конец,
регулятор давления, выполненный с возможностью подачи газовой фазы в указанный двигатель внутреннего сгорания, причем указанный второй конец указанного выпускного канала соединен с указанным регулятором давления для подачи газовой фазы к указанному регулятору давления, причем
указанный выпускной канал выполнен в виде гибкого шланга,
посредством чего указанный двигатель внутреннего сгорания выполнен с возможностью получения указанной газовой фазы для своей работы от указанного регулятора давления и вырабатывания указанной теплоты и указанной вибрации для передачи указанных теплоты и вибрации к указанному элементу ограничения вибрации и/или теплоты для обеспечения рабочего состояния указанного двигателя внутреннего сгорания.

11. Устройство по п. 2, в котором
указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты дополнительно содержит
пару размещенных на расстоянии друг от друга упругих теплопроводящих пружинных крылообразных частей, каждая из которых имеет первый конец и второй конец,
эластичный теплопроводящий пружинный промежуточный элемент, связанный с указанными размещенными на расстоянии друг от друга крылообразными частями, размещенный между ними и имеющий первый конец и второй конец, причем указанные первые концы указанных крылообразных частей соединены с указанным двигателем внутреннего сгорания, а указанные вторые концы указанных крылообразных частей соединены с указанным крепежным держателем,
указанный первый конец указанного промежуточного элемента связан с указанным крепежным держателем, а его второй конец связан с указанным двигателем внутреннего сгорания,
посредством чего указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты выполнен с возможностью уменьшения частоты указанной вибрации, уменьшения амплитуды указанной вибрации и уменьшения теплового потока к указанному контейнеру для хранения сжиженного газа.

12. Устройство по п. 2, в котором
указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты дополнительно содержит крепежные части, причем каждая из крепежных частей содержит
верхнюю пластину и нижнюю пластину, размещенную на расстоянии от нее,
упругую подкладку, размещенную между указанной верхней пластиной и указанной нижней пластиной и связанную с ними, причем
каждая из указанных верхних пластин связана с указанным двигателем внутреннего сгорания и каждая из указанных нижних пластин связана с указанным крепежным держателем,
теплопроводящую спираль в областях, смежных с указанной упругой подкладкой и соединенных с возможностью теплопередачи с указанной верхней пластиной и указанной нижней пластиной,
посредством чего указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты выполнен с возможностью уменьшения частоты указанной вибрации, уменьшения амплитуды указанной вибрации и уменьшения теплового потока к указанному контейнеру для хранения сжиженного газа.

13. Устройство по п. 12, в котором
указанная теплопроводящая спираль размещена на внешней поверхности указанной упругой подкладки.

14. Устройство по п. 12, в котором
указанная теплопроводящая спираль вставлена внутрь указанной упругой подкладки.

15. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее
элемент трубчатой рамы, жестко связанный с указанным двигателем внутреннего сгорания с возможностью взаимодействия посредством получения от него вибрации и теплоты, причем
указанный крепежный держатель содержит по меньшей мере три крепежных части элемента ограничения вибрации и/или теплоты для соединения указанного крепежного держателя с указанной трубчатой рамой, причем
каждая из указанных крепежных частей содержит
упругую подкладку между указанной трубчатой рамой и указанным крепежным держателем,
теплопроводящее крепежное устройство, проходящее через указанный крепежный держатель и соединенное с указанной трубчатой рамой для передачи теплоты от указанной трубчатой рамы к указанному крепежному держателю,
посредством чего указанный элемент ограничения вибрации и/или теплоты выполнен с возможностью уменьшения частоты указанной вибрации, уменьшения амплитуды указанной вибрации и уменьшения теплового потока к указанному контейнеру для хранения сжиженного газа.