[go: up one dir, main page]

RU2624076C1 - Method of power generation by single-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressor in piston compression cavities - Google Patents

Method of power generation by single-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressor in piston compression cavities Download PDF

Info

Publication number
RU2624076C1
RU2624076C1 RU2016119995A RU2016119995A RU2624076C1 RU 2624076 C1 RU2624076 C1 RU 2624076C1 RU 2016119995 A RU2016119995 A RU 2016119995A RU 2016119995 A RU2016119995 A RU 2016119995A RU 2624076 C1 RU2624076 C1 RU 2624076C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion chamber
external combustion
engine
compressor
piston
Prior art date
Application number
RU2016119995A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Александрович Рыбаков
Original Assignee
Анатолий Александрович Рыбаков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Александрович Рыбаков filed Critical Анатолий Александрович Рыбаков
Priority to RU2016119995A priority Critical patent/RU2624076C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2624076C1 publication Critical patent/RU2624076C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/06Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: engine devices and pumps.
SUBSTANCE: when a single-stroke engine with an external combustion chamber is running, a portion of the air, compressed in the compressor cavities, enters it. At the same time, the engine control system opens the air inlet valve from the compressor cavities of the engine to the turbine. After the turbine, the air is released into the atmosphere. The turbine drives the electric generator. The electric generator of the engine can operate continuously or periodically for charging / recharging the battery.
EFFECT: improved conversion efficiency.
1 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к области энергомашиностроения.The invention relates to the field of power engineering.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Ближайший аналог заявленного изобретения - Патент РФ №2342546 «Электрогенератор на основе свободнопоршневого двигателя с вынесенной камерой сгорания». Реферат Патента РФ №2342546: изобретение относится к области энергомашиностроения. Электрогенератор на основе свободнопоршневого двигателя с вынесенной камерой сгорания, содержащий вынесенную камеру сгорания, полости поршней компрессора, полости поршней привода компрессора, статорную катушку и якорь линейного электрогенератора, жестко связанный с поршнями компрессора и поршнями привода компрессора, согласно изобретению двигатель снабжен клапанами управления потоком продуктов сгорания и воздухораспределительным клапанами, причем продукты сгорания из камеры сгорания через открытые клапаны управления потоком продуктов сгорания поступают в левую и правую полости поршней привода компрессора, а воздух из левой и правой полостей поршней компрессора через отрытые воздухораспределительные клапаны поступает в камеру сгорания. Изобретение обеспечивает повышение удельной мощности, экономичность энергомодуля, а также многотопливность.The closest analogue of the claimed invention is RF Patent No. 2342546 "An electric generator based on a free piston engine with a remote combustion chamber." Abstract of the RF Patent No. 2342546: the invention relates to the field of power engineering. An electric generator based on a free piston engine with an external combustion chamber, comprising an external combustion chamber, compressor piston cavities, compressor drive piston cavities, a stator coil and a linear electric generator armature rigidly connected to compressor pistons and compressor drive pistons, according to the invention, the engine is equipped with combustion products flow control valves and air distribution valves, the combustion products from the combustion chamber through open flow control valves ucts of combustion enter the cavity of the left and right pistons driving the compressor, and the air of left and right cavities of the compressor pistons through an open air-valve enters the combustion chamber. The invention provides an increase in specific power, efficiency of the energy module, as well as multi-fuel.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECT OF THE INVENTION

Цель изобретения - обеспечение двигателя собственным источником электроэнергии.The purpose of the invention is to provide the engine with its own source of electricity.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия однотактного двигателя с внешней камерой сгорания - далее двигатель. Действует он следующим образом. При пуске двигателя система управления (см. чертеж) подает во внешнюю камеру сгорания 1 форсункой 2 дозу топлива и воспламеняет его свечой зажигания 3. Топливо горит и, если поршневая группа однотактного двигателя в составе поршней 4 и 5 находится в положении, как показано на фигуре, то продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 6 через открытый клапан 7 поступают в нижнюю рабочую полость поршня 4. Под их воздействием поршень 4, штоки 8, 9 и поршень 5 начинают движение вверх. Так как нижняя площадь поверхности поршня 4 больше его верхней площади поверхности на разность площадей поперечного сечения штоков 8 и 9, то давление сжимаемого в верхней, компрессорной, полости поршня 4 воздуха больше давления продуктов сгорания в его нижней полости. Поэтому воздух из верхней, компрессорной, полости поршня 4 через обратный клапан 10 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, поддерживая в ней процесс горения подаваемого форсункой 2 топлива. В нижнюю, компрессорную, полость поршня 5 через обратный клапан 11 засасывается воздух из атмосферы, а из верхней полости поршня 5 воздух (в дальнейшем отработавшие продукты сгорания) через клапан 12 выбрасывается в атмосферу. Энергия продуктов сгорания через шток 9 и шатун 13 передается коленвалу 14. По прибытии поршней 4 и 5 в верхнюю мертвую точку движения система управления переводит клапаны 7 и клапан 12 в закрытое, а клапан 15 и клапан 16 в открытое положение. Теперь продукты сгорания из внешней камеры сгорания 1 по каналу 17 через клапан 15 поступают в верхнюю полость поршня 5. Поршни 4 и 5 начинают движение вниз, и коленвал двигателя 14 продолжает вращение в прежнем направлении. Сжимаемый в нижней, компрессорной, полости поршня 5 воздух через обратный клапан 18 поступает во внешнюю камеру сгорания 1, обеспечивая горение подаваемого форсункой 2 топлива. В верхнюю, компрессорную, полость поршня 4 через обратный клапан 19 засасывается воздух из атмосферы, а из его нижней полости отработавшие продукты сгорания через клапан 16 выбрасываются в атмосферу. В дальнейшем система управления, переводя клапаны 7, 12, 15, 16 из одного положение в другое, обеспечивает вращение коленвала двигателя в одном направлении. Клапаны 20, 21, 22 служат для обеспечения рециркуляции выхлопных газов (Патент №2538231), реверсирования вращения коленчатого вала (Патент №2538429) и оптимизации процесса расширения продуктов сгорания в цилиндре двигателя (Патент №2543908).The invention is illustrated by the description of the principle of operation of a single-cycle engine with an external combustion chamber - hereinafter the engine. It acts as follows. When starting the engine, the control system (see drawing) supplies a dose of fuel to the external combustion chamber 1 with nozzle 2 and ignites it with a spark plug 3. The fuel burns and if the piston group of a single-cycle engine consisting of pistons 4 and 5 is in the position as shown in the figure , then the combustion products from the external combustion chamber 1 through channel 6 through the open valve 7 enter the lower working cavity of the piston 4. Under their influence, the piston 4, rods 8, 9 and piston 5 begin to move upward. Since the lower surface area of the piston 4 is larger than its upper surface area by the difference in the cross-sectional area of the rods 8 and 9, the pressure of the air compressed in the upper compressor cavity of the piston 4 is greater than the pressure of the combustion products in its lower cavity. Therefore, air from the upper compressor cavity of the piston 4 through the check valve 10 enters the external combustion chamber 1, supporting the combustion process of the fuel supplied by the nozzle 2. Air from the atmosphere is sucked into the lower, compressor, piston cavity 5 through the non-return valve 11, and air (hereinafter exhausted combustion products) is drawn into the atmosphere from the upper piston cavity 5 through the valve 12. The energy of the combustion products through the rod 9 and the connecting rod 13 is transmitted to the crankshaft 14. Upon arrival of the pistons 4 and 5 at the top dead center of movement, the control system puts the valves 7 and valve 12 in the closed position, and the valve 15 and valve 16 in the open position. Now, the combustion products from the external combustion chamber 1 through the channel 17 through the valve 15 enter the upper cavity of the piston 5. The pistons 4 and 5 begin to move downward, and the crankshaft of the engine 14 continues to rotate in the same direction. Compressed in the lower compressor cavity of the piston 5, the air through the check valve 18 enters the external combustion chamber 1, providing combustion of the fuel supplied by the nozzle 2. Air from the atmosphere is sucked into the upper compressor cavity of the piston 4 through the non-return valve 19, and exhaust gases from the lower cavity are emitted through the valve 16 into the atmosphere. In the future, the control system, transferring valves 7, 12, 15, 16 from one position to another, provides rotation of the engine crankshaft in one direction. Valves 20, 21, 22 are used to provide exhaust gas recirculation (Patent No. 2538231), reverse rotation of the crankshaft (Patent No. 2538429) and optimize the expansion of combustion products in the engine cylinder (Patent No. 2543908).

Способ генерирования электроэнергии двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха осуществляется следующим образом. При действии однотактного двигателя система управления открывает клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршневой группы 23. Сжимаемый в компрессорных полостях поршней воздух (верхняя, компрессорная, полость поршня 4, и нижняя, компрессорная, полость поршня 5) по каналам 24, 25 поступает на турбину 26 и, отработав, выбрасывается по каналу 27 в атмосферу. Турбина 26 приводит во вращение электрогенератор 28. Электрогенератор двигателя может действовать постоянно или периодически для зарядки/подзарядки аккумулятора.The method of generating electricity by an engine with an external combustion chamber, the energy of the air compressed in the compressor cavities of the pistons is as follows. Under the action of a single-cycle engine, the control system opens the air supply valve from the compressor cavities of the piston group 23. The air compressed in the compressor cavities of the pistons (upper, compressor, piston cavity 4, and lower, compressor, piston cavity 5) enters the turbine 26 through channels 24, 25 and, having worked, it is discharged through channel 27 into the atmosphere. The turbine 26 drives the generator 28 into rotation. The engine generator can operate continuously or periodically to charge / recharge the battery.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Способ генерирования электроэнергии однотактным двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха, включающим электрогенератор, систему управления однотактным двигателем с внешней камерой сгорания, поршневую группу с компрессорными полостями поршней и турбину, отличающийся тем, что при действии однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в момент времени, когда в камеру сгорания однотактного двигателя с внешней камерой сгорания поступит достаточная для обеспечения выполнения основной функции однотактного двигателя с внешней камерой сгорания масса воздуха, сжимаемого в компрессорных полостях поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания, система управления однотактного двигателя с внешней камерой сгорания переводит клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в открытое положение, сжимаемый в компрессорных полостях поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания воздух поступает на турбину и, отработав, выбрасывается в атмосферу, турбина приводит во вращение электрогенератор, который генерирует электроэнергию.A method of generating electric power by a single-stroke engine with an external combustion chamber, the energy of the air compressed in the compressor cavities, including an electric generator, a control system of a single-cycle engine with an external combustion chamber, a piston group with compressor piston cavities and a turbine, characterized in that under the action of a single-cycle engine with an external combustion chamber at the time when the single-stroke engine with an external combustion chamber enters the combustion chamber sufficient to ensure the main function of a single-stroke engine with an external combustion chamber is the mass of air compressed in the compressor cavities of the piston group of the piston group of a single-cycle engine with an external combustion chamber, the control system of a single-cycle engine with an external combustion chamber transfers the air supply valve from the compressor cavities of the piston group of a single-cycle engine with an external combustion chamber to open position, compressed in the compressor cavities of the pistons of the piston group of a single-cycle engine with an external combustion chamber x is supplied to the turbine and, after working, is released into the atmosphere, the turbine drives a generator that generates electricity.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯTECHNICAL APPLICABILITY OF THE INVENTION

Требования к материалам и технологиям заявленного изобретения заявленного изобретения не выходят за рамки современных возможностей.Requirements for materials and technologies of the claimed invention of the claimed invention do not go beyond modern capabilities.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛGRAPHIC MATERIAL

Принципиальная схема однотактного двигателя с внешней камерой сгорания предствлена на чертеже: 1 - камера сгорания; 2 - форсунка; 3 - свеча зажигания; 4, 5 - поршень; 6, 17, 24, 25, 27, - канал; 7, 12, 15, 16, 20, 21, 22 - клапан; 8, 9 - шток; 10, 11, 18, 19 - обратный клапан; 13 - шатун; 14 - коленвал; 23 - клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршневой группы; 26 - турбина; 28 - электрогенератор.Schematic diagram of a single-cycle engine with an external combustion chamber is shown in the drawing: 1 - combustion chamber; 2 - nozzle; 3 - spark plug; 4, 5 - the piston; 6, 17, 24, 25, 27, - channel; 7, 12, 15, 16, 20, 21, 22 - valve; 8, 9 - stock; 10, 11, 18, 19 - check valve; 13 - connecting rod; 14 - a crankshaft; 23 - valve for supplying air from the compressor cavities of the piston group; 26 - turbine; 28 - an electric generator.

Claims (1)

Способ генерирования электроэнергии однотактным двигателем с внешней камерой сгорания энергией сжимаемого в компрессорных полостях поршней воздуха, включающим электрогенератор, систему управления однотактным двигателем с внешней камерой сгорания, поршневую группу с компрессорными полостями поршней и турбину, отличающийся тем, что при действии однотактного двигателем с внешней камерой сгорания система управления однотактного двигателя с внешней камерой сгорания переводит клапан подачи воздуха из компрессорных полостей поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания в открытое положение, сжимаемый в компрессорных полостях поршней поршневой группы однотактного двигателя с внешней камерой сгорания воздух поступает на турбину и, отработав, выбрасывается в атмосферу, турбина приводит во вращение электрогенератор, который генерирует электроэнергию.A method of generating electric power by a single-stroke engine with an external combustion chamber, energy compressed in the compressor cavities of the pistons, including an electric generator, a control system of a single-stroke engine with an external combustion chamber, a piston group with compressor piston cavities and a turbine, characterized in that when operating with a single-stroke engine with an external combustion chamber a single-stroke engine control system with an external combustion chamber transfers the air supply valve from the compressor cavities of the pistons to a single-cycle engine piston group with an external combustion chamber in the open position, compressed in the compressor cavities of the pistons of a single-cycle engine with an external combustion chamber, air enters the turbine and, having worked out, is emitted into the atmosphere, the turbine drives an electric generator that generates electricity.
RU2016119995A 2016-05-23 2016-05-23 Method of power generation by single-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressor in piston compression cavities RU2624076C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119995A RU2624076C1 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Method of power generation by single-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressor in piston compression cavities

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119995A RU2624076C1 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Method of power generation by single-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressor in piston compression cavities

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2624076C1 true RU2624076C1 (en) 2017-06-30

Family

ID=59312265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016119995A RU2624076C1 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Method of power generation by single-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressor in piston compression cavities

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2624076C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05280305A (en) * 1992-04-01 1993-10-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Combined cycle power generator
RU36125U1 (en) * 2003-10-13 2004-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" DETANDER-GENERATOR UNIT
RU2406876C2 (en) * 2006-06-01 2010-12-20 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Improved multi-stage compressor
RU101095U1 (en) * 2010-06-10 2011-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)") DETANDER-GENERATOR INSTALLATION
RU140650U1 (en) * 2013-09-30 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" ENERGY RECOVERY SYSTEM FOR EXHAUST GASES IN ELECTRIC ENERGY
CN204984638U (en) * 2015-06-22 2016-01-20 沈阳航空航天大学 Vehicle engine waste heat recovery device of organic rankine cycle of hot type technique again

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05280305A (en) * 1992-04-01 1993-10-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Combined cycle power generator
RU36125U1 (en) * 2003-10-13 2004-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" DETANDER-GENERATOR UNIT
RU2406876C2 (en) * 2006-06-01 2010-12-20 Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап Improved multi-stage compressor
RU101095U1 (en) * 2010-06-10 2011-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)") DETANDER-GENERATOR INSTALLATION
RU140650U1 (en) * 2013-09-30 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)" ENERGY RECOVERY SYSTEM FOR EXHAUST GASES IN ELECTRIC ENERGY
CN204984638U (en) * 2015-06-22 2016-01-20 沈阳航空航天大学 Vehicle engine waste heat recovery device of organic rankine cycle of hot type technique again

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB201210784D0 (en) Free-piston engine for generating combined heat and power
CN102877941B (en) Starting system of high-pressure air source type free piston internal combustion generator
CN103628948B (en) A kind of free piston IC generator jet lubrication device
RU2624076C1 (en) Method of power generation by single-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressor in piston compression cavities
RU2641998C1 (en) Method of controlling the level of charging the pneumatic accumulator of a two-motor engine with external combustion chamber
CN110778392A (en) A free-piston internal combustion engine generator
RU2340783C1 (en) Unit of pistons and power module armature
RU2426900C1 (en) Procedure for optimisation of process of combustion products expansion in plunger-free power module with external combustion chamber
RU99831U1 (en) AUTONOMOUS GAS PUMPING UNIT
RU2537324C1 (en) Method of compressed air generation by free-piston power module with common external combustion chamber
CN203239447U (en) Annular engine
CN202510167U (en) Star-shaped aerodynamic engine assembly
CN105569838A (en) Electric-started free piston engine
RU2680289C1 (en) Method of controlling the level of charging the pneumatic accumulator of the free-piston energy module with an external combustion chamber
CN106351741B (en) A kind of hydrogen comburant engine system
RU2576732C1 (en) Method of charging hydraulic accumulator of drive system of three-valve gas distributor of internal combustion engine using piezoelectric pump
RU2624156C1 (en) Method of cooling pistons, rodss and cylinders of multi-cylinder one-stroke engine with external combustion chamber using energy of air compressed in compressor cavities of pistons
CN107218127B (en) Four-cylinder self-supercharging engine
RU2431752C1 (en) Procedure for optimisation of process of combustion products expansion in plunger-free gas generator with external combustion chamber
RU2544118C1 (en) Method to drive compressor pistons by energy of gases from outer combustion chamber of double-cylinder free piston power module with opposite piston movement
WO2016177268A1 (en) Internal combustion engine having independent combustion chamber
CN107387239B (en) Eight-cylinder self-supercharging engine
CN103711581A (en) Catalyzing combination micro free piston generator with preheating device
Smallbone et al. The development and testing of a free-piston engine generator for hybrid electric vehicle applications
RU2548704C1 (en) Method to optimise combustion product expansion process in pistons of free piston power unit with opposite piston movement connected to pistons of gas compressor with help of relief valves