RU2126900C1

RU2126900C1 - Combination engine

Info

Publication number: RU2126900C1
Application number: RU96108859A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Мещеряков
Original assignee: Александр Николаевич Мещеряков
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 1999-02-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; free-piston engines including internal combustion engine, steam engine and reversible electrical machine. SUBSTANCE: engine consists of minimum four sections, each provided with different diameter pistons arranged coaxially in opposition. Movable part of section formed by internal combustion engine linear, steam engine sleeve, wall of heat exchanger and field winding is arranged between pistons. Working space of internal combustion engine is arranged at one side of heat exchanger, and working space of steam engine is arranged at other side. Steam in steam engine is formed by injecting water into working space where temperature of compressed exhaust gas is high. Water is injected by nozzle providing getting of water onto surface of heated heat exchanger to ensure explosive steam formation. Electrical machine of section is formed by winding of stator solenoid and solenoid of field winding with core. machine can operate both as current generator and as starting motor. EFFECT: enlarged operating capabilities. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к свободно-поршневым двигателям внутреннего сгорания, комбинированным с двигателями другого типа, в данном случае с паровой машиной, и приводным устройством - обратимой электрической машиной. The invention relates to free-piston internal combustion engines combined with engines of a different type, in this case with a steam engine, and a drive device is a reversible electric machine.

Известны комбинированные двигатели, содержащие двигатель внутреннего сгорания, имеющий неподвижный поршень с впускными, выпускными клапанами и топливной форсункой, установленной в поршне, гильзу с торцевой стенкой с возможностью осевого перемещения, образующей с поршнем рабочий объем двигателя внутреннего сгорания /см. например патент N 2046967 с приоритетом 27.09.93 г. /. К недостаткам известного двигателя относятся пониженная экономичность, двухтактный режим работы и трудности с охлаждением. В предлагаемой конструкции указанные недостатки устранены следующим образом:
1. Двигатель оснащен паровой машиной, состоящей из водяного насоса, дополнительного неподвижного поршня с форсункой и клапанами, расположенного соосно и встречно неподвижному поршню ДВС, гильзы и торцевого теплообменника, разделяющего газовые среды ДВС и паровой машины - далее сокращенно ПМ. Энергия сгорания топлива последовательно используется сначала в ДВС, затем в паровой машине. Тепловая энергия выхлопных газов ДВС утилизируется в паровой машине и превращается в полезную работу, значительно увеличивая КПД по использованию энергии топлива.Combined engines are known comprising an internal combustion engine having a stationary piston with intake, exhaust valves and a fuel nozzle mounted in the piston, a sleeve with an end wall with axial displacement, forming with the piston the working volume of the internal combustion engine / cm. for example, patent N 2046967 with a priority of 09/27/93. The disadvantages of the known engine include reduced efficiency, push-pull operation and difficulty with cooling. In the proposed design, these disadvantages are eliminated as follows:
1. The engine is equipped with a steam engine, consisting of a water pump, an additional stationary piston with a nozzle and valves, located coaxially and counter to the stationary piston of the internal combustion engine, a sleeve and an end heat exchanger separating the gas medium of the internal combustion engine and the steam engine - hereinafter abbreviated PM. The energy of combustion of fuel is sequentially used first in the internal combustion engine, then in the steam engine. The thermal energy of the internal combustion engine exhaust gases is utilized in a steam engine and turns into useful work, significantly increasing the efficiency of using fuel energy.

2. В предлагаемом агрегате ДВС работает в четырехтактном режиме при количестве цилиндров не менее четырех, что значительно улучшает характеристики ДВС. 2. In the proposed unit, the internal combustion engine operates in a four-stroke mode with a number of cylinders of at least four, which significantly improves the characteristics of the internal combustion engine.

3. Подвижная часть агрегата является общей активной частью для ДВС, паровой машины и электрической машины, что обеспечивает снижение массы, уменьшение габаритов и механических потерь. 3. The moving part of the unit is a common active part for the internal combustion engine, steam engine and electric machine, which ensures weight reduction, reduction in size and mechanical loss.

Сопоставление аналогов и прототипа с данным изобретением показывает, что последнее обладает несомненной новизной и значительными достоинствами, а именно:
1. Впервые применена компановка двух встречно, соосно расположенных неподвижных поршней разного диаметра, с одной стороны - поршень ДВС, с другой стороны - поршень паровой машины. Данная компановка позволяет разделить газовые среды камеры сгорания ДВС с одной стороны и камеры паровой машины с другой стороны. При этом сохраняется возможность эффективного теплообмена между средами через теплообменник и выхлопные газы ДВС.A comparison of analogues and prototype with this invention shows that the latter has undoubted novelty and significant advantages, namely:
1. For the first time, a line-up of two counterpropagating, stationary coaxial fixed pistons of different diameters was applied, on the one hand - the internal combustion engine piston, on the other hand - the steam engine piston. This arrangement allows you to separate the gas environment of the combustion engine of the internal combustion engine on the one hand and the chamber of the steam engine on the other hand. At the same time, the possibility of efficient heat exchange between the media through the heat exchanger and the exhaust gases of the internal combustion engine remains.

2. Впервые компактная подвижная часть агрегата, образованная гильзами ДВС и паровой машины, теплообменником и обмоткой возбуждения, является жесткой, не вращаемой активной частью всех трех устройств одновременно - ДВС, паровой машины, электрической машины. Данное компановочное решение позволяет значительно снизить массу и габариты агрегата в целом. 2. For the first time, the compact movable part of the unit, formed by the ICE and steam engine sleeves, heat exchanger and field winding, is a rigid, non-rotating active part of all three devices at the same time - ICE, steam engine, electric machine. This layout solution can significantly reduce the weight and dimensions of the unit as a whole.

3. Паровая машина в данной компановке позволяет утилизировать тепловую энергию выхлопных газов ДВС и системы охлаждения, значительно увеличивая КПД агрегата по использованию энергии топлива. 3. The steam engine in this arrangement allows you to utilize the thermal energy of the exhaust gases of the internal combustion engine and cooling system, significantly increasing the efficiency of the unit for the use of fuel energy.

4. Объединение ДВС, паровой машины и электрической машины в общем едином корпусе, с общими приводом и подвижной частью, обеспечивает максимальную компактность, минимальные габаритные размеры и массу агрегата в целом. 4. The combination of ICE, steam engine and electric machine in a single unitary housing, with a common drive and moving part, provides maximum compactness, minimum overall dimensions and weight of the unit as a whole.

На фиг. 1 представлена схема комбинированного двигателя, являющегося предметом настоящего изобретения. In FIG. 1 is a schematic diagram of a combination engine of the present invention.

Комбинированный двигатель содержит ДВС, имеющий неподвижный поршень 1 с впускными 2 и выпускными 3 клапанами, топливную форсунку 4, в которую подается топливо от насоса 5. На поршне 1 с возможностью осевого перемещения установлена гильза 6 с торцевой стенкой 7, выполняющей функции теплообменника. Гильза 6 образует с поршнем 1 переменный рабочий объем 8 ДВС. На торцевой стенке теплообменника 7 неподвижно закреплена дополнительная гильза 11, расположенная соосно гильзе 6. Поршень паровой машины 12 расположен соосно и встречно поршню ДВС, на расстоянии от последнего. Гильза 11, поршень 12 и стенка 7 теплообменника образуют рабочий объем паровой машины - далее сокращенно ПМ. На гильзе 6 расположена кольцевая обмотка возбуждения 9 с кольцевым магнитопроводом 27, образующие якорь обратимой электрической машины. Обмотки соленоида статора обозначены позицией 10. В поршне 12 ПМ установлены впускные 14 и выпускные 15 клапаны ПМ, форсунка 16 подачи воды, работающая от водяного насоса 17. Двигатель может иметь большое число описанных секций, но кратное четырем, необходимых для обеспечения четырехтактного режима работы при запуске и прогреве ДВС, когда ПМ еще не запущен. Передача на вал 18 осуществляется с помощью коромысла 19, или иного механизма. Полость картера 24 заполняется маслом для системы смазки. Выхлопной коллектор 20 ДВС находится внутри воздушного коллектора 21, обеспечивая нагрев поступающего в ДВС воздуха. Коллектор 20 соединен с входным газовым коллектором ПМ 22 через перепускную теплоизолированную емкость - поз. 6 фиг. 2, используемую для накопления выхлопных газов ДВС при запуске и прогреве, а также для снижения давления газов при работе агрегата. The combined engine contains an internal combustion engine having a fixed piston 1 with inlet 2 and exhaust 3 valves, a fuel nozzle 4 into which fuel is supplied from the pump 5. On the piston 1, a sleeve 6 with an end wall 7, which functions as a heat exchanger, is installed with axial movement. The sleeve 6 forms with the piston 1 a variable working volume of 8 ICE. An additional sleeve 11 fixed coaxially to the sleeve 6 is fixedly mounted on the end wall of the heat exchanger 7. The piston of the steam engine 12 is located coaxially and counter to the internal combustion engine piston, at a distance from the latter. The sleeve 11, the piston 12 and the wall 7 of the heat exchanger form the working volume of the steam engine - hereinafter abbreviated PM. On the sleeve 6 is located an annular field winding 9 with an annular magnetic circuit 27, forming the armature of a reversible electric machine. The stator solenoid windings are indicated by the position 10. In the piston 12 PM inlet 14 and outlet 15 PM valves are installed, the nozzle 16 for supplying water, operating from the water pump 17. The engine can have a large number of sections described, but a multiple of four, necessary to ensure a four-stroke operation mode start and warming up the engine when the PM is not yet running. Transfer to the shaft 18 is carried out using the rocker arm 19, or other mechanism. The crankcase cavity 24 is filled with oil for the lubrication system. The exhaust manifold 20 of the internal combustion engine is located inside the air manifold 21, providing heating for the air entering the internal combustion engine. The collector 20 is connected to the inlet gas manifold PM 22 through a bypass heat-insulated tank - pos. 6 of FIG. 2, used to accumulate the exhaust gases of the internal combustion engine during start-up and warm-up, as well as to reduce the gas pressure during operation of the unit.

Выхлопной коллектор ПМ 23 теплоизолирован для ограничения теплообмена с выхлопными газами ДВС. The exhaust manifold PM 23 is insulated to limit heat transfer with the exhaust gases of the internal combustion engine.

Напряжение для обмоток возбуждения подается по пружинным проводникам 25, закрепленным на изоляторах 26. Ограничители хода гильз обозначены поз. 28. The voltage for the field windings is fed through spring conductors 25, mounted on insulators 26. The limiters of the course of the sleeves are indicated by pos. 28.

Комбинированный двигатель работает следующим образом. Combined engine operates as follows.

ДВС работает по обычному четырехтактному циклу. Предварительно нагретый воздух поступает в объем 8 через клапаны 2, продукты сгорания удаляются через клапаны 3, предварительно нагретое топливо вспрыскивается через форсунку 4. Управление этими устройствами может быть в разном исполнении или обычное. Подвижная часть, образованная гильзами 6 и 11, обмоткой возбуждения 9, совершает возвратно-поступательные движения относительно статора 10 электрической машины и генерирует электрический ток. ICE operates on a normal four-cycle cycle. Preheated air enters volume 8 through valves 2, combustion products are removed through valves 3, preheated fuel is sprayed through nozzle 4. Control of these devices can be in different versions or conventional. The movable part formed by the sleeves 6 and 11, the excitation winding 9, performs reciprocating motion relative to the stator 10 of the electric machine and generates an electric current.

Паровая машина работает следующим образом. The steam engine operates as follows.

Выхлопной газ ДВС с высокой температурой поступает в газовый коллектор 22 ПМ и через впускной клапан 14 заполняет рабочий объем паровой машины 13. При движении подвижной части вверх, газ в рабочем объеме ПМ сжимается, температура его повышается. При впрыскивании воды через форсунку 16 на теплообменник 7, в среде высокотемпературного газа происходит взрывное парообразование и создается начальное давление рабочего хода ПМ. Паровая машина может работать в двух- или четырехтактном режимах. Соотношение диаметров поршней ДВС и ПМ выбирается в зависимости от числа тактов ПМ и необходимого начального давления газов перед сжатием. Вода, используемая для впрыска в ПМ, может использоваться по замкнутому циклу через конденсатор и систему фильтров - см. фиг. 4. Таким образом, паровая машина выполняет функции активной системы охлаждения ДВС, утилизируя тепловую энергию, выделяемую при работе ДВС, причем данная тепловая энергия в любом случае должна отводиться от ДВС, не допуская перегрева последнего. Классический принцип последовательного использования тепловой энергии топлива - сначала в ДВС, затем в ПМ - соблюдается в полной мере, т.к. ДВС является генератором тепловой энергии для ПМ. Режим работы ПМ определяется задачей стабилизации температуры ДВС и агрегата в целом на определенном рабочем уровне при максимально возможном для конструкции КПД. Термодинамика процессов может быть описана следующим образом с известной степенью вероятности. The exhaust gas of the internal combustion engine with high temperature enters the gas manifold 22 PM and through the inlet valve 14 fills the working volume of the steam engine 13. When the moving part moves upward, the gas in the working volume of the PM is compressed, its temperature rises. When water is injected through the nozzle 16 onto the heat exchanger 7, explosive vaporization occurs in the high-temperature gas medium and the initial working pressure of the PM is created. The steam engine can operate in two or four stroke modes. The ratio of the diameters of the internal combustion engine and PM pistons is selected depending on the number of PM cycles and the required initial gas pressure before compression. The water used for injection into the PM can be used in a closed cycle through a condenser and filter system - see Fig. 4. Thus, the steam engine performs the functions of an active ICE cooling system, utilizing the thermal energy released during the operation of the internal combustion engine, and this thermal energy should in any case be removed from the internal combustion engine, preventing the latter from overheating. The classical principle of the consistent use of thermal energy of fuel - first in the internal combustion engine, then in the PM - is fully observed, because ICE is a generator of thermal energy for PM. The operating mode of the PM is determined by the task of stabilizing the temperature of the engine and the unit as a whole at a certain working level at the highest possible efficiency for the design. The thermodynamics of processes can be described as follows with a known degree of probability.

Турбонаддув, предварительно нагретый воздух и топливо, поступающие в ДВС, повышают максимальную температуру в начале рабочего хода ДВС до 2400-2700^oC. В конце рабочего хода ДВС отработавший выхлопной газ поступает в выхлопной коллектор ДВС с температурой 500-650^oC, где в результате теплообмена с воздушным коллектором ДВС охлаждается до 400-550^oC и далее поступает в камеру паровой машины. При сжатии в камере паровой машины температура выхлопного газа увеличивается до 900-1000^oC. В конце такта сжатия ПМ происходит впрыск предварительно нагретой до 85-95^oC воды. В среде высокотемпературного газа, получая тепловую энергию от нагретого теплообменника, вода превращается в пар посредством взрывного парообразования, увеличивая давление в камере ПМ и обеспечивая рабочий ход. В конце рабочего хода ПМ температура образовавшейся парогазовой смеси будет находиться в пределах 200-250^oC. Далее парогазовая смесь охлаждается в конденсаторе, отдавая тепловую энергию воздуху, поступающему в ДВС. На выходе конденсатора температура газа снизится до пределов 80-95^oC. Далее газ поступает в турбину трубонаддува, на выходе которой температура газа снижается до 60-70^oC. Остаточная тепловая энергия, отдаваемая окружающей среде, определяется температурой выхлопного газа, т. е. температурой 60-70^oC. Таким образом, теоретически возможный КПД для данного двигателя можно определить следующим образом:

где T_макс = 2700 - 273 = 2973 K;
T_мин = 70 - 273 = 343 K.Turbocharging, pre-heated air and fuel entering the internal combustion engine increase the maximum temperature at the beginning of the internal combustion engine stroke to 2400-2700 ^o C. At the end of the internal combustion engine stroke, the exhaust gas enters the exhaust manifold of the internal combustion engine with a temperature of 500-650 ^o C, where as a result of heat exchange with the air manifold of the internal combustion engine, it is cooled to 400-550 ^o C and then enters the chamber of the steam engine. When compressed in the chamber of a steam engine, the temperature of the exhaust gas increases to 900-1000 ^o C. At the end of the compression stroke of the PM, water is pre-heated to 85-95 ^o C. In a high-temperature gas environment, receiving thermal energy from a heated heat exchanger, water turns into steam through explosive vaporization, increasing the pressure in the PM chamber and providing a working stroke. At the end of the PM working stroke, the temperature of the resulting vapor-gas mixture will be in the range of 200-250 ^o C. Then the vapor-gas mixture is cooled in the condenser, giving off thermal energy to the air entering the internal combustion engine. At the outlet of the condenser, the gas temperature will drop to the limits of 80-95 ^o C. Then the gas enters the turbocharger turbine, at the outlet of which the gas temperature drops to 60-70 ^o C. The residual thermal energy given to the environment is determined by the temperature of the exhaust gas, i.e. .temperature 60-70 ^o C. Thus, the theoretically possible efficiency for a given engine can be determined as follows:

where T _max = 2700 - 273 = 2973 K;
T _min = 70 - 273 = 343 K.

При достаточной теплоизоляции двигателя от окружающей среды, когда потери тепловой энергии в окружающую среду не превысят 8-9%, а механический КПД будет в пределах 85-90%, практически достижимый уровень эффективного КПД комбинированного двигателя может быть в пределах 0,67-0,69. Принимая за 100% низшую теплоту сгорания топлива, приведем сравнительный тепловой баланс обычного дизеля и данного двигателя - см. табл. 1.

With sufficient thermal insulation of the engine from the environment, when the loss of thermal energy to the environment does not exceed 8-9%, and the mechanical efficiency is in the range of 85-90%, the practically achievable level of effective efficiency of the combined engine can be in the range of 0.67-0. 69. Taking for 100% the lower calorific value of the fuel, we give the comparative heat balance of a conventional diesel engine and this engine - see table. 1.

Очевидно, что увеличение КПД комбинированного двигателя произошло за счет утилизации тепловой энергии выхлопных газов и значительного снижения теплообмена с окружающей средой из-за отсутствия системы охлаждения ДВС в традиционном исполнении, когда тепловая энергия отдается окружающей среде посредством радиаторов или воздушных потоков. Obviously, the increase in the efficiency of the combined engine was due to the utilization of the thermal energy of the exhaust gases and a significant decrease in heat exchange with the environment due to the absence of the ICE cooling system in the traditional design, when the thermal energy is given to the environment through radiators or air flows.

На фиг. 2 представлена схема общей компановки комбинированного двигателя, состоящего из восьми секций 1, расположенных с двух сторон вала 8 /на фиг. 1 вал обозначен позицией 18/ двумя рядами, по четыре секции в каждом ряду, образуя двухрядный комбинированный двигатель с формулой 8 плюс 8, т.е. 8 цилиндров ДВС и 8 цилиндров ПМ. Двигатель имеет общие для всех секций корпус, картер, расположенные внутри корпуса воздушный и выхлопной коллекторы ДВС, газовый и выхлопной коллектор ПМ, общую для всех поршней ДВС систему смазки и маслянного охлаждения - см. фиг. 3. In FIG. 2 is a general arrangement diagram of a combined engine consisting of eight sections 1 located on both sides of the shaft 8 / in FIG. 1 shaft is indicated by 18 / in two rows, four sections in each row, forming a two-row combined engine with the formula 8 plus 8, i.e. 8 cylinder ICE and 8 cylinder PM. The engine has a common housing for all sections, a crankcase, internal combustion engine air and exhaust manifolds, a gas and exhaust manifold PM, a common lubrication and oil cooling system for all internal combustion engine pistons - see FIG. 3.

На фиг. 2 обозначены: 1 - секции, 2 - радиатор конденсатора пара, 3 - турбина воздушного компрессора турбонаддува, 4 - вал, 5 - турбина привода компрессора, работающая на выхлопном газе ДВС, 6 - перепускная емкость, 7 - входной воздушный фильтр, 8 - вал, 9 - корпус двигателя, 10 - масло-водяной бойлер, 11 - бойлер нагрева топлива. In FIG. 2 are indicated: 1 - sections, 2 - steam condenser radiator, 3 - turbine of a turbocharger air compressor, 4 - shaft, 5 - compressor exhaust turbine operating on ICE exhaust gas, 6 - bypass capacity, 7 - input air filter, 8 - shaft , 9 - engine housing, 10 - oil-water boiler, 11 - fuel heating boiler.

На фиг. 3 представлена схема системы охлаждения поршней ДВС и подогрева воды для ПМ, где отображены: 1- маслянный насос для обеспечения циркуляции масла, 2 - поршни ДВС, 3 - подводящий маслянный коллектор, 4 - отводящий маслянный коллектор, 5 - масло-водяной бойлер, 6 - картер двигателя, 7 - коллектор подачи масла в систему смазки двигателя, 8 - каналы подачи масла для смазки поршней ДВС, 9 - маслянные каналы охлаждения поршней ДВС. In FIG. 3 shows a diagram of the internal combustion engine piston cooling system and water heating system for PM, where: 1 - oil pump for oil circulation, 2 - internal combustion engine pistons, 3 - oil supply manifold, 4 - oil drain manifold, 5 - oil-water boiler, 6 - engine crankcase, 7 - manifold for supplying oil to the engine lubrication system, 8 - oil supply channels for lubricating the internal combustion engine pistons, 9 - oil cooling channels for the internal combustion engine pistons.

На фиг. 4 приведена схема утилизации энергии выхлопных газов паровых машин, где обозначены:
1 - выхлопной коллектор ПМ, 2 - верхняя полость радиатора-конденсатора, 3 - трубки теплообменника радиатора, 4 - нижняя полость радиатора, 5 - система фильтров для очистки воды, 6 - газовая турбина привода турбонаддува, 7 - бойлер для подогрева топлива с термостатом и ограничителем температуры нагрева топлива. Атмосферный воздух, проходя между трубками 3 теплообменника, нагревается теплотой выхлопных газов ПМ и далее через фильтр 7 - фиг. 2 поступает на вход компрессора турбонаддува 3 - фиг. 2. Далее предварительно нагретый воздух поступает в воздушный коллектор 21 фиг. 1, где дополнительно нагревается посредством теплообмена с выхлопным коллектором 20 фиг. 1 ДВС.In FIG. 4 is a diagram of the utilization of energy of exhaust gases of steam engines, where are indicated:
1 - exhaust manifold PM, 2 - upper cavity of the radiator-condenser, 3 - tubes of the heat exchanger radiator, 4 - lower cavity of the radiator, 5 - filter system for water purification, 6 - gas turbine for turbo-drive drive, 7 - boiler for heating fuel with a thermostat and temperature limiter for fuel heating. Atmospheric air passing between the tubes 3 of the heat exchanger is heated by the heat of exhaust gases PM and then through the filter 7 - FIG. 2 enters the input of the turbocharger compressor 3 - FIG. 2. Next, preheated air enters the air manifold 21 of FIG. 1, where it is additionally heated by heat exchange with the exhaust manifold 20 of FIG. 1 ICE.

Корпус двигателя должен иметь достаточную теплоизоляцию от окружающей среды с целью уменьшения потерь тепловой энергии. Технология исполнения теплоизоляции в данном описании не приводится. The motor housing must have sufficient thermal insulation from the environment in order to reduce heat loss. The technology of thermal insulation in this description is not given.

Учитывая возможности комбинированного двигателя, применимость последнего возможна на водном, железнодорожном, автомобильном транспорте, стационарных и мобильных дизель-электрических станциях. Given the capabilities of the combined engine, the applicability of the latter is possible in water, rail, road transport, stationary and mobile diesel-electric stations.

Claims

1. Combined engine, consisting of at least four sections, each of which contains an internal combustion engine having a stationary piston with inlet, exhaust valves and nozzle mounted on the piston with the possibility of axial movement of the sleeve with the end wall, forming with the piston the working volume of the engine internal combustion, electric reversible machine with stator windings and an excitation winding, fixedly mounted on the sleeve, characterized in that the internal combustion engine of each section equipped with a steam engine, consisting of an additional piston located counter-aligned with the ICE piston, mounted on the end wall of the sleeve coaxially with the ICE sleeve, the inlet and outlet valves are placed in the piston, the nozzle for water injection communicating with the water pump, and the end wall acts as a heat exchanger.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the internal combustion engine, the steam engine and the electric machine are located in a common housing and have in each section a common, non-rotatable active part, formed by rigidly fastened together the sleeves of the engine and the steam engine, the wall of the heat exchanger and field winding.

3. The engine according to claim 1, characterized in that the exhaust gas of the internal combustion engine is the working fluid of the steam engine, as a source of thermal energy for vaporization.

4. The engine according to claim 1, characterized in that the ICE does not have a cooling system that gives off thermal energy to the environment, but has thermal insulation from the environment.