СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ Советский патент 1967 года по МПК F01K25/06 

Изобретение относится к способам работы тенлового двигателя, использующего в качестве рабочего тела хим;ически реагирующий газ илн смесь газов, с расположеннем процесса сжатия .в области малых, а расщирения в области больших газовых ностоя нных для увеличения эффективного термодинамического к. п. д. двигателя.

Известны способы работы теплового двигателя, кспользу ощ,сго в качестве рабочего тела газ или смесь газов, химически реагирующих с изменением газовой постоян1 ой в продуктах реа1аши или без ее изменения.

Эффективность работы двигателя при изменении газовой ПОСТОЯННОЙ рабочего тела ограничивается трудностью регенерации тенла, включающего тепло химической реакции.

ЕСли же используется рабочее тело, у которого газовая постоянная после проведения химической реакции оказывается равной своему значению до реакции, то эффективнос1ь соответствующего цикла в термодииамическом отношении уменьшается.

Р1зобретение имеет целью повысить термодинамическую эффективность цикла теплового двигателя с рабочим телом, изменяющим в результате химнчеекой реакции газовую постоянную.

качесгве рабочего тела газа или смеси газов, у которых газовая постоянная после реакции остается неизменной. Первая цель достигается тем, что между

процессами сжатия и расширения осуществляют экзо- или эндотермическую химическую реакцию с изменением состава рабочего тела, которое после однократного использования удаляют из двигателя. Регеиерируемое тепло

в этом случае не включает в себя тепло химической реакции, вследетвие чего регенерация может быть в принципе полной.

Для осуществления второй цели химическую реакцию проводят в несколько стадий,

в каждой R3 которых газовая постоянная продуктов реакции отличается от газовой постоянной исходных веществ.

Дополнительное повыщение термодинамической эффективности цикла теплового двигателя в соответствии с иредложенным способом получают в результате проведения процесса сжатия при температуре более высокой, чем процесс расширения, чтобы иметь возможность отводить тепло от первого процесса ко втсрому. В качестве нодводимого тепла используется тепловой эффект реакции, а если его недостаточно, то тепло подводят от внешнего источника, например, от окружающей среды или от ядерного реактора.

На показана прииципиаль-ная схема теплового двигателя, работающего по описываемому способу.

Исходные вещества рабочего тела сжимают в компрессоре «ли другом устройстве / для сжатия, подогревают в рекуператоре 2 и направляют в реактор 3, где Происходит экзотермическая реакция. В зависимости от состава конкретных исходных вещест;з и их термических параметров реакция до поступления рабочего тела в реактор не наступает либо вследствие поддержания -реагирующих компонентов в изолированном один от другого состояния, либо из-за отсутствия катализатора, Либо в результате Недостаточности иеобходимых для реакции термических параметров. Выделяющееся в реакторе тепло химической реакции отводят в процесс расширения. Из реактора 3 продукты реакции направляют в устройство для расширения 4, откуда через рекуператор 2 рабочее тело удаляют в окружающую среду. Часть работы расширения идет на привод устройства / для сжатия, другая, полезная часть, передается потребителю 5, например электрогенератору.

Олисываемый способ может быть осуществлен на основе реакций сгорания твердых, жидких или газообразных топлив. Результаты расчетов показывают, что эффективный к. п. д. преобразования химической энергии топлива

в этом случае может быть более 50%, тогда как эффективный к. п. д. современных электрических станций не превышает 35%.

Предмет изобретения

1.Способ работы теплового двигателя, использующего в качестве рабочего тела химически реагирующий газ или смесь газов, с располол ением процесса сжатия в области малых, а расширения в области больших газовых постоянных, отличающийся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности путем улучшения условий регенерации тепла, между процессами сжатия и расширения осуществляют экзо- или эндотермическую химическую реакцию с изменением состава рабочего тела, которое цосле однократного использования удаляют из двигателя.

2.Способ 1ИО п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования в качестве рабочего тела газа или смеси газов, у которых газовая Постоянная после химической реакции становится равной своему значению до реакции, последнюю проводят в несколько стадий, в каждой из которых газовая постоянная продуктов реакции отличается от газовой постоянной исходных веществ.

Приоритет - с 28.XII.1963 г.

8 окружающую среду

Исходные SeinecmSa

Л/ЧАЛ/

1

jj

Отёодтепм

ZniAi- : nlAi

,AA/NA- A/1

OmSodmsn/ie § процесс расширении

подбодтелла