Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2261353C1 - Power plant with stirling engine and intermediate heat-transfer agent - Google Patents

Power plant with stirling engine and intermediate heat-transfer agent Download PDF

Info

Publication number
RU2261353C1
RU2261353C1 RU2004106898/06A RU2004106898A RU2261353C1 RU 2261353 C1 RU2261353 C1 RU 2261353C1 RU 2004106898/06 A RU2004106898/06 A RU 2004106898/06A RU 2004106898 A RU2004106898 A RU 2004106898A RU 2261353 C1 RU2261353 C1 RU 2261353C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stirling engine
heat
engine
power plant
fuel
Prior art date
Application number
RU2004106898/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004106898A (en
Inventor
Н.Г. Кириллов (RU)
Н.Г. Кириллов
А.В. Гужиев (RU)
А.В. Гужиев
В.Н. Мошков (RU)
В.Н. Мошков
А.С. Глуханов (RU)
А.С. Глуханов
В.В. Ковалев (RU)
В.В. Ковалев
Original Assignee
Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского
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 Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского filed Critical Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского
Priority to RU2004106898/06A priority Critical patent/RU2261353C1/en
Publication of RU2004106898A publication Critical patent/RU2004106898A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2261353C1 publication Critical patent/RU2261353C1/en

Links

Landscapes

  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: hot gas positive-displacement engine plants.
SUBSTANCE: thermite fuel is ignited by means of the igniting device in the heat generator. The combustion heat of the fuel is transmitted through the heat pipe to the walls of the heater of the Stirling engine, which provides starting of the engine. When the Stirling engine is in operation, mechanical energy is converted into the electric power with the use of the electric generator. The refrigerator, through which coolant is supplied, is used for cooling the Stirling engine.
EFFECT: eased starting and control of the engine.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в качестве энергетической установки для объектов специального назначения, например для специальных фортификационных сооружений, подводных технических средств и мобильных комплексов.The invention relates to the field of power engineering and can be used as a power plant for special purposes, for example, for special fortifications, underwater equipment and mobile systems.

Известно устройство двигателя Стирлинга, состоящее из нагревателя, регенератора, холодильника и поршневой группы (Батырев А.Н., Кошеваров В.Д., Лейкин О.Ю. Корабельные ядерные энергетические установки зарубежных стран. - СПб.: Судостроение, 1994, с.205).A device of the Stirling engine is known, consisting of a heater, a regenerator, a refrigerator and a piston group (Batyrev A.N., Koshevarov V.D., Leikin O.Yu. Ship nuclear power plants of foreign countries. - St. Petersburg: Shipbuilding, 1994, p. 205).

Известна энергоустановка с двигателем Стирлинга и водородосодержащим топливом, включающая в себя двигатель Стирлинга и теплоиспользующую холодильную машину (Патент РФ №2169319, F 25 В 27/02, Бюл. №17 от 20.06.2001). Однако в данной установке используется дорогостоящие водородное топливо и камера сгорания с катализатором.A known power plant with a Stirling engine and hydrogen-containing fuel, including a Stirling engine and a heat-using refrigeration machine (RF Patent No. 2169319, F 25 V 27/02, Bull. No. 17 dated 06/20/2001). However, this installation uses expensive hydrogen fuel and a combustion chamber with a catalyst.

Известна энергохолодильная система с двигателем Стирлинга, использующая в качестве источника теплоты реакцию окисления магния (Патент РФ №2214566, F 25 В 27/02, Бюл. №29 от 20.10.2003). Однако для начала реакции окисления магния и выделения теплоты требуются наличие окислителя, а в результате реакции образуются окислы магния, которые необходимо удалять.Known energy-cooling system with a Stirling engine, using a magnesium oxidation reaction as a heat source (RF Patent No. 22214566, F 25 В 27/02, Bull. No. 29 from 10/20/2003). However, an oxidizing agent is required to start the magnesium oxidation reaction and heat evolution, and magnesium oxides are formed as a result of the reaction and must be removed.

Известны безгазовые топлива и их характеристики (Генкин А.Л., Лотонин O.K., Сильян А.М. Характеристики безгазовых топлив/ В научно-техническом сборнике "Нетрадиционная энергетика". СПб.: ВМИИ, 2000, с.16-20). При этом отмечается, что, в основном, в качестве горючего используются металлы, а окислитель может быть как в газообразном состоянии и хранится отдельно от горючего, так и в твердом состоянии и храниться в смешанном состоянии с горючим, образуя термитные составы (термиты).Gas-free fuels and their characteristics are known (Genkin A.L., Lotonin O.K., Silyan A.M. Characteristics of gas-free fuels / In the scientific and technical collection "Alternative Energy". St. Petersburg: All-Russian Scientific Research Institute, 2000, pp. 16-20). It is noted that, mainly, metals are used as fuel, and the oxidizing agent can be both in the gaseous state and stored separately from the fuel, and in the solid state and stored in a mixed state with the fuel, forming termite compositions (termites).

Известна автономная энергетическая установка на основе двигателя Стирлинга с безгазовым топливом (Халиуллин Ю.М., Темнов В.Н., Мошков В.Н. Корабельные анаэробные неатомные энергетические установки на безгазовом топливе.//Судостроение, 2000, №1, с.36-39). Однако в данной установке реакционная камера с безгазовым топливом выполнена проточной, что требует введения в схему установки дополнительных систем хранения и подачи газообразного окислителя, а также систем удаления продуктов сгорания из камеры сгорания и их хранения в дополнительных емкостях.Known autonomous power plant based on the Stirling engine with gas-free fuel (Khaliullin Yu.M., Temnov VN, Moshkov VN Ship anaerobic non-nuclear power plants using gas-free fuel. // Shipbuilding, 2000, No. 1, p. 36 -39). However, in this setup, the reaction chamber with gas-free fuel is flow-through, which requires introducing additional systems for storing and supplying a gaseous oxidizer, as well as systems for removing combustion products from the combustion chamber and storing them in additional containers.

Известна энергетическая установка с двигателем Стирлинга и промежуточным теплоносителем, состоящая из двигателя Стирлинга, нагреватель которого связан с источником теплоты с помощью тепловой трубы. (Левенберг В.Д., Ткач М.Р., Гольстрем В.А. Аккумулирование тепла. - Киев: Техника, 1991, с.38-41). Однако использующийся в этой установке тепловой генератор на основе теплоаккумулирующего вещества требует длительной зарядки (нагрева) от источника электрической энергии.A known power plant with a Stirling engine and an intermediate coolant, consisting of a Stirling engine, the heater of which is connected to a heat source using a heat pipe. (Levenberg V.D., Tkach M.R., Golstrom V.A. Heat storage. - Kiev: Technique, 1991, p. 38-41). However, the heat generator used in this installation based on the heat-accumulating substance requires long-term charging (heating) from an electric energy source.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении скорости закуска и управляемости двигателя.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the speed of the appetizer and the controllability of the engine.

Для достижения данного технического результата энергетическая установка с двигателем Стирлинга и промежуточным теплоносителем, состоящая из двигателя Стирлинга, нагреватель которого связан с источником теплоты с помощью тепловой трубы, снабжена электрогенератором на одном валу с двигателем Стирлинга, а источник теплоты выполнен в виде теплового генератора с безгазовым топливом на основе термитов.To achieve this technical result, a power plant with a Stirling engine and an intermediate heat carrier, consisting of a Stirling engine, the heater of which is connected to a heat source using a heat pipe, is equipped with an electric generator on the same shaft as the Stirling engine, and the heat source is made in the form of a heat generator with gas-free fuel based on termites.

Введение в состав энергетической установки с двигателем Стирлинга и промежуточным теплоносителем источника теплоты, выполненного в виде теплового генератора с безгазовым топливом на основе термитов, и электрогенератора на одном валу с двигателем Стирлинга позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности повышения скорости запуска двигателя Стирлинга в работу за счет горения термитов и преобразовании теплоты горения термитов в электрическую энергию.The introduction of a heat source in the structure of a power plant with a Stirling engine and an intermediate heat carrier, made in the form of a heat generator with gas-free fuel based on termites, and an electric generator on the same shaft as the Stirling engine, allows to obtain a new property, which consists in the possibility of increasing the speed of the Stirling engine to start working due to the burning of termites and the conversion of the heat of combustion of termites into electrical energy.

На чертеже изображена энергетическая установка с двигателем Стирлинга и промежуточным теплоносителем.The drawing shows a power plant with a Stirling engine and an intermediate coolant.

Энергетическая установка в своем составе имеет двигатель Стирлинга 1 с нагревателем 2 и холодильником 3, источник тепловой энергии в виде теплового генератора 4 с термитным топливом и электрогенератор 5. Нагреватель 2 двигателя Стирлинга 1 связан с тепловым генератором 4 с помощью тепловой трубы 6. Тепловой генератор 4 состоит из заряда термита (безгазового топлива) 7 и воспламенительного устройства 8.The power plant incorporates a Stirling engine 1 with a heater 2 and a refrigerator 3, a heat source in the form of a heat generator 4 with thermite fuel and an electric generator 5. The heater 2 of the Stirling engine 1 is connected to the heat generator 4 by means of a heat pipe 6. Heat generator 4 consists of a termite charge (gasless fuel) 7 and an igniter 8.

Энергетическая установка с двигателем Стирлинга и промежуточным теплоносителем работает следующим образом.A power plant with a Stirling engine and an intermediate heat carrier works as follows.

Работа энергетической установки начинается в момент подачи импульса энергии (от отдельного источника - не показан) на воспламенительное устройство 8, которое обеспечивает повышение температуры прилегающего к нему участка заряда топлива 7 до температуры воспламенения. Сгорание топлива происходит в высокотемпературной волне горения, распространение которой происходит в тело заряда от места установки воспламенительного устройства 8. Продолжительность процесса горения топлива определяется скоростью распространения фронта пламени, размерами, формой заряда, а также другими его конструктивными особенностями.The operation of the power plant begins at the moment of supplying an energy pulse (from a separate source - not shown) to the igniter 8, which provides an increase in the temperature of the adjacent portion of the fuel charge 7 to the ignition temperature. The combustion of fuel occurs in a high-temperature combustion wave, the propagation of which takes place in the body of the charge from the installation site of the igniter device 8. The duration of the fuel combustion process is determined by the speed of propagation of the flame front, size, shape of the charge, as well as its other design features.

Выделившаяся при сгорании термитного топлива 7 теплота приводит к повышению температуры теплоносителя тепловой трубы 6 и начала его циркуляции. Теплота от теплоносителя тепловой трубы 6 за счет теплопроводности передается стенкам нагревателя 2 двигателя Стирлинга 1, что приводит к постепенному повышению температуры нагревателя 2 и, соответственно, нагреву рабочего тела, используемого в самом двигателе Стирлинга 1. С повышением температуры рабочего тела в головке двигателя происходит постепенное повышение давления в рабочем контуре и, в том числе, в рабочем цилиндре. Это, в свою очередь, вызывает перемещение рабочего поршня двигателя и, в конечном итоге, его пуск.The heat released during the combustion of thermite fuel 7 leads to an increase in the temperature of the coolant of the heat pipe 6 and the beginning of its circulation. The heat from the coolant of the heat pipe 6 due to the heat conduction is transferred to the walls of the heater 2 of the Stirling engine 1, which leads to a gradual increase in the temperature of the heater 2 and, accordingly, the heating of the working fluid used in the Stirling engine 1. With increasing temperature of the working fluid in the engine head, a gradual increase in pressure in the working circuit and, in particular, in the working cylinder. This, in turn, causes the displacement of the working piston of the engine and, ultimately, its start.

При работе двигателя Стирлинга 1 механическая энергия преобразуется в электрическую с помощью электрогенератора 5. Для охлаждения двигателя Стирлинга 1 используется холодильник 3, через который подается охлаждающая среда.During the operation of the Stirling engine 1, mechanical energy is converted into electrical energy by means of an electric generator 5. To cool the Stirling engine 1, a refrigerator 3 is used, through which a cooling medium is supplied.

Источники информацииSources of information

1. Батырев А.Н., Кошеваров В.Д., Лейкин О.Ю. Корабельные ядерные энергетические установки зарубежных стран. - СПб.: Судостроение, 1994, с.205.1. Batyrev A.N., Koshevarov V.D., Leikin O.Yu. Ship nuclear power plants of foreign countries. - St. Petersburg: Shipbuilding, 1994, p.205.

2. Патент РФ №2169319, F 25 В 27/02, Бюл. №17 от 20.06.2001.2. RF patent №2169319, F 25 В 27/02, Bull. No. 17 dated 06/20/2001.

3. Патент РФ №2214566, F 25 В 27/02, Бюл. №29 от 20.10.2003.3. RF patent №2214566, F 25 В 27/02, Bull. No. 29 dated 10/20/2003.

4. Генкин А.Л., Лотонин O.K., Сильян А.М. Характеристики безгазовых топлив/ В научно-техническом сборнике "Нетрадиционная энергетика". СПб.: ВМИИ, 2000, с.16-20.4. Genkin A.L., Lotonin O.K., Siljan A.M. Characteristics of gasless fuels / In the scientific and technical collection "Alternative Energy". SPb .: VMII, 2000, p.16-20.

5. Халиуллин Ю.М., Темнев В.Н., Мошков В.Н. Корабельные анаэробные неатомные энергетические установки на безгазовом топливе.//Судостроение, 2000, №1, с.36-39.5. Khaliullin Yu.M., Temnev VN, Moshkov VN Shipboard anaerobic non-nuclear power plants using gas-free fuel. // Shipbuilding, 2000, No. 1, p. 36-39.

6. Левенберг В.Д., Ткач М.Р., Гольстрем В.А. Аккумулирование тепла. - Киев: Техника, 1991, с.38-41 - прототип.6. Levenberg V.D., Tkach M.R., Golstrom V.A. Heat storage. - Kiev: Technique, 1991, p. 38-41 - prototype.

Claims (1)

Энергетическая установка с двигателем Стирлинга и промежуточным теплоносителем, состоящая из двигателя Стирлинга, нагреватель которого связан с источником теплоты с помощью тепловой трубы, отличающаяся тем, что она снабжена электрогенератором на одном валу с двигателем Стирлинга, а источник теплоты выполнен в виде теплового генератора с безгазовым топливом на основе термитов.Power plant with a Stirling engine and an intermediate heat carrier, consisting of a Stirling engine, the heater of which is connected to a heat source using a heat pipe, characterized in that it is equipped with an electric generator on the same shaft as the Stirling engine, and the heat source is made in the form of a heat generator with gas-free fuel based on termites.
RU2004106898/06A 2004-03-09 2004-03-09 Power plant with stirling engine and intermediate heat-transfer agent RU2261353C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004106898/06A RU2261353C1 (en) 2004-03-09 2004-03-09 Power plant with stirling engine and intermediate heat-transfer agent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004106898/06A RU2261353C1 (en) 2004-03-09 2004-03-09 Power plant with stirling engine and intermediate heat-transfer agent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004106898A RU2004106898A (en) 2005-08-20
RU2261353C1 true RU2261353C1 (en) 2005-09-27

Family

ID=35845939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004106898/06A RU2261353C1 (en) 2004-03-09 2004-03-09 Power plant with stirling engine and intermediate heat-transfer agent

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2261353C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801167C2 (en) * 2021-12-10 2023-08-02 Юрий Михайлович Горбачёв Methods for increasing the efficiency of heat exchange processes in a stirling engine
US11976573B2 (en) 2019-08-09 2024-05-07 Oqab Dietrich Induction Inc. Thermal power plant

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛЕВЕНБЕРГ В.Д. и др. Аккумулирование тепла. - Киев: Техника, 1991, с.38-41. ХАЛИУЛЛИН Ю.М. и др. Корабельные анаэробные неатомные энергетические установки на безгазовом топливе. Судостроение. 2000, №1, с.36-39. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11976573B2 (en) 2019-08-09 2024-05-07 Oqab Dietrich Induction Inc. Thermal power plant
RU2801167C2 (en) * 2021-12-10 2023-08-02 Юрий Михайлович Горбачёв Methods for increasing the efficiency of heat exchange processes in a stirling engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004106898A (en) 2005-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5867978A (en) System for generating hydrogen
US3736745A (en) Supercritical thermal power system using combustion gases for working fluid
US7367194B2 (en) Pulse detonation engine system for driving turbine
RU2004137497A (en) HYBRID ENERGY SYSTEM FOR CONTINUOUS RELIABLE POWER SUPPLY IN REMOTE PLACES
EP0189659A1 (en) Reaction system for closed energy supply apparatus
CN108253416B (en) A kind of presetting system lithium/combustion heat-exchange integrated device of sulfur hexafluoride and application method
RU2261353C1 (en) Power plant with stirling engine and intermediate heat-transfer agent
RU2258827C1 (en) Power-generating plant with stirling engine operating on gas-free fuel
RU2258825C1 (en) Power-generating plant with stirling engine operating on gas-free fuel
RU2258826C1 (en) Power-generating plant with stirling engine
CN102072049A (en) Mixed-combustion working medium generator
RU2233990C2 (en) Oxygen-kerosene liquid-propellant rocket engine with heat module, heat module and method of production of sootless gas in heat module
GB1530126A (en) Methods of and means for the storage of surplus energy
EP0016151A1 (en) Engine operated by a non-polluting recyclable fuel.
RU2255237C1 (en) Power plant with stirling engine and heat accumulator
RU139961U1 (en) ENERGY INSTALLATION
RU2686138C1 (en) Method for obtaining highly overheated steam and detonation steam generator device (options)
RU2255236C1 (en) Power plant with stirling engine, heat accumulator and intermediate heat carrier
RU2261355C1 (en) Power plant with stirling engine and heat accumulating agent
US3750399A (en) Combustor-boiler for rankine-cycle engines
CN103711581B (en) A kind of micro-free-piston generator with preheating apparatus and catalytic unit
CN202494221U (en) Marine combined type organic heat carrier furnace
RU2663607C1 (en) Power plant with pulse detonation combustion of fuel
WO2007067094A1 (en) Cogenerating plant provided with a stirling engine
RU2214566C1 (en) Cooling system having stirling engine for installations operating without communication with atmosphere

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060310