Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02B37/00 

12

Изобретение м.б. использовано для утилизации тепла в двигателях (Д) и позволяет повысить надежность Д при его форсировке. Турбокомпрессор 1 снабжен двумя газоподводящими улитками 10, охватывающими сопловой аппарат турбины (Т) 2 и подключенными к выхлопному коллектору 11 Д 6. Тепловые сопла 7 установлены между паросепаратором (ПС) 4 и улитками 10 турбокомпрессора 1. Зона 8 подогрева размещена в трубопроводе 12 выпускных газов. Зона 9 охлаждения выполнена в виде рубашки охлаждения, подключенной к контуру 5 циркуляции охлаждающей жидкости между Д 6 и ПС. Пар из ПС 4 по паропроводам и тепловым соплам 7 направляется к улитке 10 Т 2. За счет подвода тепла от трубопровода 12 выпускных газов и отвода тепла от пара к охлажданнцей жидкости в зоне 9 охлаждения пар разгоняется до сверхзвуковой скорости. Это позволяет обеспечить подачу пара в Т 2 при форсировке Д 6 до заданного давления без повышения т-ры в ПС 4 и снизить теплонайряженность Д. 1 ил. i (Л

4 СП

ел

О

о

1

ГЧ)

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению и может быть использовано для утилизации тепла в двигателе внутренне- го сгорания.

Целью изобретения является повышение надежности двигателя при высокой степени форсировки его по наддуву путем снижения температуры и дав- ления пара в паросепараторе.

На чертеже изображена принципи- :альная схема предлагаемого двигателя .

Двигатель содержит турбокомпрес- сор 1, снабженный турбиной 2 и компрессором 3, паросепаратор 4, контур 5 циркуляции охлаждающей жидкости двигателя 6 .и тепловые сопла 7, выполненные в виде теплообменника с 1 зоной 8 подогрева и зоной 9 охлажде- ния. Турбокомпрессор 1 снабжен по : 1У1еньшей мере двумя газоподводящими ;улитками 10, охватывающими сопловой аппарат (не показан) турбины 2 и подключенными к выхлопному коллектору 11 двигателя 6. Тепловые сопла 7 установлены между пяросепаратором 4 и улитками 10 турбокомпрессора 1. Зона 8 подогрева размещена в трубопроводе 12 выпускных газов после турбины 2 турбокомпрессора 1, Зона 9 охлаждения выполнена в виде рубашки охлаждения, подключенной к контуру 5 циркуляции охлаждающей жидкост между двигателем 6 и паросепарато- ром 4.

Двигатель работает следующим образом.

Нагретая в контуре 5 циркуляции охлаждающей жидкости двигателя 6 вода поступает в паросепаратор 4, откуда после охлаждения за счет частичного испарения циркуляционным насосом подается в двигатель 6, Надду- вочный воздух подается компрессором 3 в двигатель 6, а отработавшие газы

5

0

5

0

40 45

из двигателя поступают по выхлопному коллектору 11 в улитку 10 турбины 2 турбокомпрессора 1. Пар из паросе- паратора 4 по паропроводам и тепловым соплам 7 направляется к улитке 10 турбины 2. -За-счет подвода тепла от трубопровода 12 вьгаускных газов после турбины 2 и отвода тепла от пара к охлаждающей жидкости в зоне 9 ох лаждения пар разгоняется до сверхзвуковой скорости. Благодаря этому давление пара на выходе из сопел 7 может быть првьшено до требуемых значений давления газа в газоподводящих улитках 10. Турбина 2, работающая на парогазовой смеси, приводит в движение вал компрессора 3, подающего воздух в цилиндры двигателя 6. Это позволяет обеспечить подачу, пара в турбину 2 при форсировке двигателя 6 до заданного давления без повышения температурного уровня воды в паросепараторе 4, что дает возможность поддерживать т еплонапряженность деталей ципиндропоршневой группы двигателя в допустимых пределах.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания по авт.св. № 731007, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при высокой степени форсировки его по наддуву путем снижения температуры и давления пара в паросепараторе, между паросепа- ратором и улитками турбокомпрессора установлены тепловые сопла, выполненные в виде теплообменника с зоной подогрева и зоной охлаждения пара, причем первая зона размещена в трубопроводе вьшускных газов после турбины турбокомпрессора, а зона охлаж.-. дения выполнена в виде рубашки охлаждения, подключенной к контуру циркуляции охлаждающей жидкости между двигателем и паросепаратором.