RU2619511C1 - Method of controlling the temperature of piston groups and cylinders of free piston with the external chamber of combustion of the energy module with the drive of the pump of the cooling system with exhaust gases - Google Patents
Method of controlling the temperature of piston groups and cylinders of free piston with the external chamber of combustion of the energy module with the drive of the pump of the cooling system with exhaust gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619511C1 RU2619511C1 RU2016117570A RU2016117570A RU2619511C1 RU 2619511 C1 RU2619511 C1 RU 2619511C1 RU 2016117570 A RU2016117570 A RU 2016117570A RU 2016117570 A RU2016117570 A RU 2016117570A RU 2619511 C1 RU2619511 C1 RU 2619511C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coolant
- pump
- piston
- turbine
- exhaust
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B71/00—Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
- F02B71/04—Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
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 2427718 «Способ охлаждения поршней двухцилиндрового однотактного свободнопоршневого энергомодуля с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором с оппозитным движением якорей».The closest analogue of the claimed invention is RF patent 2427718 "Method for cooling pistons of a two-cylinder single-stroke free-piston power module with a common external combustion chamber and a linear electric generator with opposed movement of the anchors."
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECT OF THE INVENTION
Цель изобретения - обеспечить управление температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого энергомодуля с внешней камерой сгорания с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами.The purpose of the invention is to provide temperature control of the piston groups and cylinders of the free-piston power module with an external combustion chamber with a pump drive for the exhaust gas cooling system.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия двухцилиндрового свободнопоршневого с общей внешней камерой сгорания и линейным электрогенератором энергомодуля, далее - энергомодуль.The invention is illustrated by the description of the principle of operation of a two-cylinder free-piston with a common external combustion chamber and a linear electric generator of the energy module, hereinafter - the energy module.
Продукты сгорания (фигура 1) из внешней камеры сгорания 1 (далее - камера сгорания 1) по трубопроводу 2 через газораспределительный клапан 3 поступают в правую (по рисунку) торцевую полость поршня 4 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и газораспределительный клапан 7 - в левую полость поршня 8 правой расширительной машины 9. Под действием расширяющихся продуктов сгорания поршни расширительных машин 4 и 8 и соединенные с ними якоря линейных электрогенераторов 10 и 11 начинают расходиться. Якоря 10 и 11 могут представлять собой постоянные магниты либо электромагниты, намагничиваемые катушкой подмагничивания 12 при протекании по ее виткам тока подмагничивания. В обоих случаях магнитный поток замыкается по контуру - якорь 11, статорный магнит 13, якорь 10, магнитный замыкатель 14, изготовленный из магнитомягкого материала, и снова якорь 11. При оппозитном движении якорей 10 и 11 (в данном случае - движении расхождения) пересекаются магнитные линии их магнитных полей, в результате чего в статорном магните 13 и якорях 10 и 11 изменяется магнитный поток и, как следствие, в катушке генератора 15 генерируется импульс электроэнергии. При достижении поршнями и якорями точек крайнего расхождения система управления переводит клапаны 3, 7, 16, 17 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 и через газораспределительный клапан 16 поступают в левую полость поршня 18 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 17 - в правую полость поршня 19 правой расширительной машины 9. Поршни расширительных машин и соединенные с ними якоря начинают сходиться. В статорной катушке 15 генерируется импульс противоположного знака. Отработавшие продукты сгорания при расхождении поршней 18, 19 выбрасываются в атмосферу через газораспределительные клапаны 16 и 17, а при схождении - через газораспределительные клапаны 3 и 7. Одновременно при рабочих тактах расширительных машин 5, 9 через обратные клапаны 20, 21, 22, 23 из соответствующих полостей поршней расширительных машин 5, 9 по трубопроводам 24, 25 для обеспечения процесса горения топлива в камеру сгорания 1 подается воздух, а через обратные клапаны 26, 27, 28, 29 из атмосферы засасывается воздух.The combustion products (figure 1) from the external combustion chamber 1 (hereinafter - the combustion chamber 1) through the
Управление температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами осуществляется следующим образом. Коллектор выхлопных газов соединен с выхлопными каналами газораспределительных клапанов 3, 7, 16, 17. На фигуре 2 показана поршневая группа правой расширительной машины энергомодуля - см. фигуру 1. Для пуска системы охлаждения поршневых групп и цилиндров система управления энергомодулем открывает клапан подачи выхлопных газов на турбину 30 (фигура 2). Выхлопные газы из коллектора выхлопных газов поступают на турбину 31 и приводят ее во вращение. Отработавшие выхлопные газы по каналу 32 выбрасываются в окружающую среду. Турбина 31 соединена валом с вентилятором 33 и насосом 34. Насос 34 прокачивает охлаждающую жидкость по каналу 35, каналу поршневой группы 36, каналу 37, радиатор 38 и снова к насосу 34. Охлаждающая жидкость отбирает тепло от поршневой группы 39 и переносит его в радиатор 38. Вентилятор 33 по каналу 40 забирает атмосферный воздух и обдувает радиатор 38, который отдает тепло окружающей среде. Система управления датчиком температуры воздух 41 контролирует температуру охлаждающей жидкости. Если температура охлаждающей жидкости меньше оптимальной величины, система управления закрывает клапан подачи выхлопных газов на турбину 30 и температура охлаждающей жидкости и поршневой группы повышается. Для охлаждения поверхности цилиндра поршневой группы энергомодуля насос 34 прокачивает охлаждающую жидкость от насоса 34 по каналу 42 цилиндра энергомодуля 43, радиатор 38 и снова к насосу 34. Охлаждающая жидкость отбирает тепло от стенок цилиндра энергомодуля 43 и переносит его в радиатор 38. Термостаты 44 и 45 настроены таким образом, что при превышении температуры охлаждающей жидкости сверх оптимальной перекрывают поток охлаждающей жидкости. При понижении температуры охлаждающей жидкости и поршневых групп и цилиндра энергомодуля ниже оптимальной величины система управления энергомодуля закрывает клапан подачи выхлопных газов на турбину 30 и выхлопные газы из коллектора выхлопных газов по каналу 46 выбрасываются в окружающую среду. При повышении температуры охлаждающей жидкости и поршневых групп и цилиндра энергомодуля выше оптимальной величины система управления энергомодуля снова открывает клапан подачи выхлопных газов на турбину 30.The temperature control of the piston groups and free piston cylinders with an external combustion chamber of the energy module with the pump drive of the exhaust gas cooling system is carried out as follows. The exhaust manifold is connected to the exhaust channels of the
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Способ управления температурой поршневых групп и цилиндров свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами, включающего клапан подачи воздуха на турбину, турбину, вентилятор, насос, радиатор, поршневые группы энергомодуля с каналами для прокачки охлаждающей жидкости, цилиндр энергомодуля с каналом для прокачки охлаждающей жидкости и датчик температуры охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что коллектор выхлопных газов энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами соединен с выхлопными каналами газораспределительных клапанов энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами, для пуска системы охлаждения поршневых групп и цилиндров система управления энергомодулем открывает клапан подачи выхлопных газов на турбину, выхлопные газы из коллектора выхлопных газов поступают на турбину и приводит ее во вращение, турбина соединена валами с вентилятором и насосом, насос прокачивает охлаждающую жидкость по каналам поршневых групп энергомодуля для прокачки охлаждающей жидкости и по каналам цилиндров для прокачки охлаждающей жидкости энергомодуля, через радиатор и снова к насосу, охлаждающая жидкость переносит тепло от поршневых групп и цилиндров энергомодуля в радиатор, вентилятор обдувает радиатор, который отдает тепло окружающей среде, система управления датчиком температуры воздуха контролирует температуру охлаждающей жидкости, и, если температура охлаждающей жидкости меньше оптимальной величины, система управления закрывает клапан подачи выхлопных газов на турбину.Method for controlling the temperature of piston groups and free piston cylinders with an external combustion chamber of an energy module with an exhaust pump cooling system drive including an air supply valve to a turbine, turbine, fan, pump, radiator, piston groups of an energy module with channels for pumping coolant, an energy module cylinder with a channel for pumping coolant and a coolant temperature sensor, characterized in that the exhaust manifold of the energy module with a pump drive of the cooling system exhaust gas is connected to the exhaust channels of the gas distribution valves of the energy module with the pump of the exhaust gas cooling system, to start the cooling system of the piston groups and cylinders, the energy module control system opens the exhaust gas supply valve to the turbine, the exhaust gases from the exhaust manifold enter the turbine and bring it into rotation, the turbine is connected by shafts with a fan and a pump, the pump pumps coolant through the channels of the piston groups of the energy module to pump cool the supply fluid and through the cylinder channels for pumping the coolant of the energy module, through the radiator and again to the pump, the coolant transfers heat from the piston groups and cylinders of the energy module to the radiator, the fan blows the radiator that gives off heat to the environment, the air temperature sensor control system monitors the temperature of the cooling liquid, and if the coolant temperature is less than the optimum value, the control system closes the valve for supplying exhaust gases to the turbine.
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
Фигура 1. Принципиальная схема спаренного двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля.Figure 1. Schematic diagram of a twin twin-cylinder free-piston with an external combustion chamber of the energy module.
1 - камера сгорания; 2, 6, 24, 25 - трубопровод; 3, 7, 16, 17 - газораспределительный клапан; 4, 8, 18, 19 - поршень расширительной машины; 5, 9 - расширительная машина; 10, 11 - якорь; 12 - катушка подмагничивания; 13 - статорный магнит; 15 - катушка генератора; 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29 - обратный клапан.1 - combustion chamber; 2, 6, 24, 25 - pipeline; 3, 7, 16, 17 - gas distribution valve; 4, 8, 18, 19 - the piston of the expansion machine; 5, 9 - expansion machine; 10, 11 - anchor; 12 - magnetization coil; 13 - stator magnet; 15 - generator coil; 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29 — check valve.
Фигура 2. Принципиальная схема системы охлаждения поршневых групп и цилиндров энергомодуля с приводом насоса системы охлаждения выхлопными газами.Figure 2. Schematic diagram of the cooling system of the piston groups and cylinders of the energy module with the pump drive of the exhaust gas cooling system.
30 - клапан подачи выхлопных газов на турбину; 31 - турбина; 32, 35, 37, 40 - канал; 33 - вентилятор; 34 - насос; 36 - канал поршневой группы; 38 - радиатор; 39 - поршневая группа; 41 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 42 - канал цилиндра энергомодуля, 43 - цилиндр энергомодуля, 44, 45 - термостат.30 - valve for supplying exhaust gases to the turbine; 31 - turbine; 32, 35, 37, 40 - channel; 33 - fan; 34 - pump; 36 - channel of the piston group; 38 - a radiator; 39 - piston group; 41 - coolant temperature sensor, 42 - cylinder channel of the energy module, 43 - cylinder of the energy module, 44, 45 - thermostat.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016117570A RU2619511C1 (en) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | Method of controlling the temperature of piston groups and cylinders of free piston with the external chamber of combustion of the energy module with the drive of the pump of the cooling system with exhaust gases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016117570A RU2619511C1 (en) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | Method of controlling the temperature of piston groups and cylinders of free piston with the external chamber of combustion of the energy module with the drive of the pump of the cooling system with exhaust gases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2619511C1 true RU2619511C1 (en) | 2017-05-16 |
Family
ID=58716118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016117570A RU2619511C1 (en) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | Method of controlling the temperature of piston groups and cylinders of free piston with the external chamber of combustion of the energy module with the drive of the pump of the cooling system with exhaust gases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2619511C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113972385A (en) * | 2021-10-27 | 2022-01-25 | 苏州中车氢能动力技术有限公司 | Cooling system driven by fuel cell air tail row and control method thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3835824A (en) * | 1973-01-22 | 1974-09-17 | Donald R Mac | Free piston engine |
FR2542810A1 (en) * | 1982-07-06 | 1984-09-21 | Sellet Christian | Engine with free pistons using the two-stroke cycle |
RU2342546C2 (en) * | 2007-01-15 | 2008-12-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Electric generator based on piston-free engine with remote combustion chamber |
RU2427718C1 (en) * | 2010-04-26 | 2011-08-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Procedure for cooling pistons of two-cylinder single phase plunger-free power module with common external combustion chamber and linear electro-generator with opposite motion of anchors |
-
2016
- 2016-05-04 RU RU2016117570A patent/RU2619511C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3835824A (en) * | 1973-01-22 | 1974-09-17 | Donald R Mac | Free piston engine |
FR2542810A1 (en) * | 1982-07-06 | 1984-09-21 | Sellet Christian | Engine with free pistons using the two-stroke cycle |
RU2342546C2 (en) * | 2007-01-15 | 2008-12-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Electric generator based on piston-free engine with remote combustion chamber |
RU2427718C1 (en) * | 2010-04-26 | 2011-08-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Procedure for cooling pistons of two-cylinder single phase plunger-free power module with common external combustion chamber and linear electro-generator with opposite motion of anchors |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113972385A (en) * | 2021-10-27 | 2022-01-25 | 苏州中车氢能动力技术有限公司 | Cooling system driven by fuel cell air tail row and control method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2427718C1 (en) | Procedure for cooling pistons of two-cylinder single phase plunger-free power module with common external combustion chamber and linear electro-generator with opposite motion of anchors | |
US8601988B2 (en) | Free piston assembly and method for controlling a free piston assembly | |
RU2625075C1 (en) | Temperature control method of piston groups and cylinders with outside combustion chamber of free-piston power module with pump drive of compressed air cooling system | |
KR20130054242A (en) | Linear power generator | |
EP3365543A2 (en) | Free piston engine power plant | |
US20170373561A1 (en) | A device in a heat cycle for converting heat into electrical energy | |
RU2619511C1 (en) | Method of controlling the temperature of piston groups and cylinders of free piston with the external chamber of combustion of the energy module with the drive of the pump of the cooling system with exhaust gases | |
RU2342546C2 (en) | Electric generator based on piston-free engine with remote combustion chamber | |
RU2476699C1 (en) | Blowing method of combustion chamber of free-piston two-cylinder power module with common external combustion chamber and linear electric generator | |
RU2615296C1 (en) | Temperature control method of piston group with outside combustion chamber of power module | |
RU2352797C2 (en) | Method of driving valve by piston machine working body | |
RU2651901C1 (en) | Method of lubrication of friction pair of piston-cylinder of free piston power module with external combustion chamber | |
RU2615297C1 (en) | Cooling method of piston groups of plunger-free module with external combustion chamber | |
RU2641997C1 (en) | Method of pneumatic drive of two-valved gas distributor of a free piston power module with a generic external combustion chamber | |
US20090250644A1 (en) | Electric valve actuation system | |
RU2617027C1 (en) | Method of management of piston temperature and of free-piston rod with external chamber of combustion of energomodular by radiator shunting | |
RU2612494C1 (en) | Temperature control method of piston group with outside combustion chamber of power module | |
RU2660236C1 (en) | Method for lubricating cylinder-piston friction pair and cooling piston of external combustion thermal engine with linear electric generator | |
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 | |
RU2602652C1 (en) | Cooling method of double cylinder single-stroke free piston power module external combustion chamber | |
RU2618689C1 (en) | Way of the air gap magnetic flux drag reduction among linear electric power generator anchors of the free-piston energy module with the external combustion shaft | |
GB2559179B (en) | Waste heat recovery using an inverted Brayton cycle | |
GB2559176B (en) | Method for controlling a power-assist waste heat recovery system | |
RU2624685C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons and strokes in multi-cylinder one-step engine with external combustion chamber by energy of air compressed in pistons compressor cavities | |
RU2622222C1 (en) | Method of non-contact cooling of pistons, strokes and cylinders of multi-cylinder one-step engine with external chamber of combustion of compression energy in compressor pistons of piston air |