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

RU2458240C2 - Steam generator of combined conventional engine (versions) - Google Patents

Steam generator of combined conventional engine (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2458240C2
RU2458240C2 RU2009139240/06A RU2009139240A RU2458240C2 RU 2458240 C2 RU2458240 C2 RU 2458240C2 RU 2009139240/06 A RU2009139240/06 A RU 2009139240/06A RU 2009139240 A RU2009139240 A RU 2009139240A RU 2458240 C2 RU2458240 C2 RU 2458240C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
steam
receiving
gas
evaporator
Prior art date
Application number
RU2009139240/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009139240A (en
Inventor
Харас Исхакович Акчурин (RU)
Харас Исхакович Акчурин
Михаил Андреевич Миронычев (RU)
Михаил Андреевич Миронычев
Аркадий Данилович Зорин (RU)
Аркадий Данилович Зорин
Евгений Николаевич Каратаев (RU)
Евгений Николаевич Каратаев
Original Assignee
Харас Исхакович Акчурин
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 Харас Исхакович Акчурин filed Critical Харас Исхакович Акчурин
Priority to RU2009139240/06A priority Critical patent/RU2458240C2/en
Priority to PCT/RU2010/000547 priority patent/WO2011049482A1/en
Publication of RU2009139240A publication Critical patent/RU2009139240A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458240C2 publication Critical patent/RU2458240C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/20—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by combustion gases of main boiler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/101—Tubes having fins or ribs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: steam generator includes feed pump, water flow control, economiser, evaporator or evaporators, superheater and superheaters depending on number of rows of cylinders, as well as interconnecting gas lines, steam lines and water lines. As per the first version, superheaters are located in outlet header nozzles, and evaporator is located in receiving gas pipe of outlet header. In addition, as heat transfer surfaces in superheaters there used are straight tubes, and in evaporator - straight tubes, or tubes with shaped external finning, or coils. As per the second version, superheater is located in receiving gas pipe of outlet header, to which there supplied are combustion products along tangentially directed nozzles of that header. If temperature of superheated steam remains on the level below the required one, then, additional superheaters are installed in those nozzles from which gases are supplied tangentially to that receiving cylindrical gas pipe on the side opposite to gas discharge to evaporator which is located beyond the limits of outlet header in the receiving gas pipe of which there located are coils streamlined with gas flow supplied from tangentially located nozzle. Number of nozzles depends on number of outlet headers with superheaters located in them, and they are connected to receiving gas pipe of evaporator on the side opposite to gas discharge to outlet gas line.
EFFECT: improving energy utilisation efficiency of outlet gases and waste oil in steam generator.
22 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для утилизации теплоты, теряемой с продуктами сгорания, а также теплоты, передаваемой маслу, в результате трения деталей двигателя.The invention relates to engine building and can be used to utilize the heat lost with the combustion products, as well as the heat transferred to the oil, as a result of friction of the engine parts.

Известно устройство прямоточного парогенератора поршневого двигателя внутреннего сгорания, изложенное в книге (А.В.Квасников. Малые турбины комбинированных авиадвигателей. - М.: Изд-во «Оборонгиз», 1953, с.294). В этом парогенераторе поверхности нагрева образованы одноходовыми или многоходовыми змеевиками с принудительной циркуляцией воды. Перегретый пар образуется в результате передачи теплоты от продуктов сгорания воде и пару. Парогенератор был спроектирован и изготовлен в Моторной лаборатории Московского авиационного института и предназначался для опытной легковой паровой машины. Паропроизводительность равнялась 850 кг/час при давлении пара 100·105 Па и его температуре 400÷425°C.A device for a direct-flow steam generator of a reciprocating internal combustion engine described in the book (A.V. Kvasnikov. Small turbines of combined aircraft engines. - M .: Publishing house "Oborongiz", 1953, p. 294). In this steam generator, the heating surfaces are formed by single-pass or multi-pass coils with forced circulation of water. Superheated steam is formed as a result of the transfer of heat from the products of combustion to water and steam. The steam generator was designed and manufactured at the Motor Laboratory of the Moscow Aviation Institute and was intended for an experimental passenger steam engine. Steam production was equal to 850 kg / h at a steam pressure of 100 · 10 5 Pa and its temperature 400 ÷ 425 ° C.

Недостатками этого парогенератора являются низкая температура получаемого пара, а также отсутствие использования теплоты отработавшего масла и охлаждающей жидкости.The disadvantages of this steam generator are the low temperature of the resulting steam, as well as the lack of use of the heat of the spent oil and coolant.

Наиболее близким к заявленному устройству парогенератора комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания является изобретение способа работы и устройства парогенератора поршневого двигателя внутреннего сгорания (пат. RU №2232914, М.кл. 7 F02G 5/04, F22B 29/06, F01K 21/00, опубликовано 20.07.2004, бюл. №20). Устройство парогенератора содержит в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) прямые трубки испарителя(ей). В выпускных патрубках этого(их) коллектора(ов) находятся прямые трубки пароперегревателей. Две (по две) трубные доски, установленные в конце приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубы (труб), образуют распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы) со штуцером(ами) для подвода воды, а трубная(ые) доска(и), расположенная(ые) в начале этой(их) цилиндрической(их) газовой(ых) трубы(труб) вместе с торцовой(ыми) стенкой(ами), составляют приемную(ые) паровую(ые) камеру(ы) со штуцером(ами) для отвода пара. Трубные доски, установленные с обоих концов выпускных патрубков и соединенные прямыми трубками для прохода через них выпускных газов из цилиндров, образуют между ними паровые камеры пароперегревателей со штуцерами для подвода и отвода пара. Эти патрубки подсоединены к приемной(ым) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ам) тангенциально. Трубные доски распределительной(ых) водяной(ых) камеры(камер) испарителя(ей) соединены между собой трубой(ами) для прохода газов из приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубы(труб) в выпускной газопровод. Для подогрева питательной воды содержится(атся) экономайзер(ы). Экономайзеры соединены между собой водопроводами, а также подключены к испарителю(ям) и рубашке охлаждения водопроводами. Испаритель(и), пароперегреватели и рубашка(и) охлаждения, а также аккумулятор пара соединены между собой паропроводами. Подача воды производится питательным насосом в экномайзер(ы), а из него(них) в рубашку(и) охлаждения и испаритель(и). Образовавшийся пар в рубашке(ах) охлаждения направляется в аккумулятор пара, а из испарителя(ей) подается в пароперегреватель(и). Перегретый пар в пароперегревателе тоже поступает в аккумулятор пара, а оттуда потребителю.Closest to the claimed device of the steam generator of a combined reciprocating internal combustion engine is the invention of a method of operation and device of a steam generator of a reciprocating internal combustion engine (US Pat. RU No. 2232914, Mcl 7 F02G 5/04, F22B 29/06, F01K 21/00, published July 20, 2004, bull. No. 20). The device of the steam generator contains in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust (s) collector (s) straight tubes of the evaporator (s). In the exhaust pipes of this (their) collector (s) are straight tubes of superheaters. Two (two) pipe boards installed at the end of the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) form a distribution (s) of water (s) chamber (s) with a fitting (s) for supplying water, and the tube (s) board (s) located at the beginning of this (them) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) together with the end wall (s) constitute the receiving (s) steam ( s) chamber (s) with fitting (s) for venting steam. Pipe boards installed at both ends of the exhaust pipes and connected by straight pipes for passing exhaust gases from the cylinders through them form steam superheater chambers between them with fittings for supplying and discharging steam. These nozzles are connected tangentially to the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s). The pipe boards of the distribution (s) of the water chamber (s) of the evaporator (s) are interconnected by a pipe (s) for passing gases from the receiving (s) cylindrical gas pipe (s) (s) to the exhaust gas pipe. To heat the feed water, an economizer (s) is contained. Economizers are interconnected by water pipes, and also connected to the evaporator (s) and the cooling jacket by water pipes. The evaporator (s), superheaters and cooling jacket (s), as well as the steam accumulator, are interconnected by steam lines. Water is supplied by the feed pump to the economizer (s), and from it (them) to the cooling jacket (s) and the evaporator (s). The generated steam in the cooling jacket (s) is sent to the steam accumulator, and from the evaporator (s) it is supplied to the superheater (s). Superheated steam in the superheater also enters the steam accumulator, and from there to the consumer.

К недостаткам этого способа работы и устройства парогенератора, принятого за прототип, относятся:The disadvantages of this method of operation and the device of the steam generator adopted for the prototype include:

- большая поверхность теплообмена при охлаждении продуктов сгорания ниже 160°C и повышении температуры пара выше 550°C;- a large heat transfer surface when the combustion products are cooled below 160 ° C and the steam temperature rises above 550 ° C;

- отсутствие использования теплоты отработавшего масла;- lack of use of heat of spent oil;

- сложность конструкции и большая трудоемкость его изготовления;- the complexity of the design and the great complexity of its manufacture;

- повышенное сопротивление движению газов газового тракта для выпуска продуктов сгорания.- increased resistance to the movement of gases of the gas path for the release of combustion products.

Технический результат - создание парогенератора, который позволит получить пар с температурой выше 550°C при охлаждении продуктов сгорания ниже 160°C при приемлемых его размерах, а также упрощение конструкции при снижении трудоемкости его изготовления. Этот парогенератор предназначен для комбинированных поршневых двигателей внутреннего сгорания, в которых отсутствует система охлаждения двигателя, а продукты сгорания в камерах сгорания охлаждаются распыленной водой благодаря ее нагреву и испарению.The technical result is the creation of a steam generator that will allow you to get steam with a temperature above 550 ° C while cooling the combustion products below 160 ° C at acceptable sizes, as well as simplifying the design while reducing the complexity of its manufacture. This steam generator is designed for combined piston internal combustion engines in which there is no engine cooling system, and the combustion products in the combustion chambers are cooled by atomized water due to its heating and evaporation.

Указанный единый технический результат при осуществлении изобретения по первому независимому пункту достигается тем, что в известном устройстве парогенератора, содержащем в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) прямые трубки испарителя(ей), а также в выпускных патрубках этого(их) коллектора(ов) прямые трубки пароперегревателей, при этом две(по две) трубные доски, установленные в конце приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубы(труб), образуют распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы) со штуцером(ами) для подвода воды, а трубная(ые) доска(и), расположенная(ые) в начале этой(их) цилиндрической(их) газовой(ых) трубы(труб) вместе с торцовой(ыми) стенкой(ами), образуют приемную(ые) паровую(ые) камеру(ы) со штуцером(ами) для отвода пара, трубные доски, установленные с обоих концов выпускных патрубков и соединенные прямыми трубками для прохода через них выпускных газов из цилиндров, образуют между ними паровые камеры пароперегревателей со штуцерами для подвода и отвода пара, причем выпускные патрубки подсоединены к приемной(ым) цилиндрической(им) газовой(ым) трубе(ам) тангенциально. Кроме того, трубные доски распределительной(ых) водяной(ых) камеры (камер) испарителя(ей) соединены между собой трубой для прохода газов в выпускной(ые) газопровод(ы), а трубные доски водяной(ых) распределительной(ых) и паровой(ых) приемной(ых) камер испарителя(ей) соединены между собой змеевиком(ами) для охлаждения продуктов сгорания в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) и передаче теплоты воде и пару, движущимся по этому(им) змеевику(ам), при этом количество змеевиков, внутренний диаметр их трубок, теплопередающая поверхность определяются по средней температуре газов меньше 160°C в выпускном(ых) газопроводе(ах), а количество трубок в выпускных патрубках, их внутренний диаметр и теплопередающая поверхность по средней температуре пара больше 550°C, поступающей из пароперегревателей потребителю. Кроме того, сечение трубок в выпускных патрубках для прохода газов из цилиндров выбирается такой, чтобы обеспечить скорость движения газов на выходе из патрубков такую, при которой коэффициент теплопередачи от газов к стенкам змеевиков будет отличаться от коэффициента теплоотдачи от стенок к пароводяной смеси в этих змеевиках не более чем на 10%. Кроме того, размеры трубок в змеевиках выбираются такими, чтобы коэффициент теплоотдачи от стенок к пароводяной смеси не отличался от коэффициента теплоотдачи от газов к стенкам этих трубок не более чем на 10%. Кроме того, змеевики имеют шаг витков, равный двум наружным диаметрам их трубок dн, располагаются в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) один (одни) внутри другого(их) симметрично относительно общей оси змеевиков и со смещением вдоль этой оси на половину шага витков, отличаются эти змеевики между собой наружным диаметром Dн на 2dн, при этом с уменьшением Dн внутренний диаметр трубок dв уменьшается из-за уменьшения длины змеевиков, а шаг между витками сохраняется, чтобы обеспечить образование пара с одинаковой температурой во всех змеевиках. Кроме того, трубки в выпускных патрубках пароперегревателей, а также труба(ы) в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) для прохода газов в выпускной газопровод имеют такие размеры, при которых эффективный КПД комбинированного поршневого двигателя, преобразующего энергию пара в работу, получается наибольшим. Кроме того, расстояние между витками наружного змеевика и стенкой приемной цилиндрической газовой трубы выпускного коллектора устанавливают такое, при котором температура выпускных газов становится наименьшей. Кроме того, расстояние между витками наружного змеевика и стенкой приемной цилиндрической газовой трубы выпускного коллектора устанавливается такое, при котором эффективный КПД комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания получается наибольшим. Кроме того, витки каждого змеевика крепятся между собой изогнутыми и прямыми пластинками сверху и снизу соответственно не менее чем в трех местах равномерно по периметру змеевиков для уменьшения вибрации витков при выпуске газов из выпускных патрубков, при этом эти пластины располагаются поперек потока наименьшей своей стороной, а наружные диаметры внутренних змеевиков, располагающиеся внутри наружных, уменьшаются не на два наружных диаметра трубок 2dн, а еще на четыре толщины пластинок 4f и составляют Dн-2dн-4f для того, чтобы внутренние змеевики могли войти внутрь наружных. Кроме того, скрепленные между собой верхние и нижние пластинки крепятся к корпусу приемной цилиндрической газовой трубы или змеевики крепятся между собой тоже согнутыми пластинками не менее, чем в двух местах для уменьшения колебаний змеевиков, при этом эти пластинки располагаются поперек потока наименьшей своей стороной. Кроме этого, для подогрева питательной воды, поступающей в распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы) испарителя(ей), применяют экономайзер, в котором эта питательная вода подогревается теплотой отработавшего масла. Кроме того, конструкция и размеры питательного насоса, подающего воду в парогенератор, обеспечивают подачу воды, подогретой в экономайзере, в распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы) на всех режимах работы такую, при которой эффективный КПД комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания, превращающего энергию пара в работу, получается наибольшим. Кроме того, содержит регулятор расхода количества воды, поступающей в распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы) через экономайзер на всех режимах работы, управляемого с установленного блока обработки и управления. Кроме того, выпускные патрубки и приемная цилиндрическая газовая труба выпускного коллектора с ее торцовыми стенками и соединяющие их паропроводы, а также подводящий(ие) водопровод(ы) изготовлены из материалов с низкой теплопроводностью или их поверхности, теряющие тепло, содержат теплоизоляционное покрытие. Кроме того, в выпускном газопроводе устанавливают механический клапан, который открывается при снижении и выравнивании давления в приемной цилиндрической газовой трубе выпускного коллектора, при этом проходное сечение клапана и продолжительность его открытия определяют по наименьшей средней температуре газов в выпускном газопроводе, а клапан соединяют трубкой с серединой объема приемной цилиндрической газовой трубы этого коллектора. Кроме того, в выпускном газопроводе содержится электромагнитный клапан вместо механического, который управляется в соответствии с порядком работы двигателя и его режимом с установленного блока обработки и управления по наименьшей температуре газов в выпускном газопроводе.The specified single technical result in the implementation of the invention according to the first independent point is achieved by the fact that in the known device of the steam generator, containing in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust (s) collector (s) straight tubes of the evaporator ( her), as well as in the exhaust pipes of this (their) collector (s), straight tubes of superheaters, with two (two) pipe boards installed at the end of the receiving (s) cylindrical gas pipe (s), form a distribution (s) water chamber (s) with with water (s) for supplying water, and the tube (s) board (s) located at the beginning of this (them) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) together with the end wall (s) form a receiving (s) steam chamber (s) with a fitting (s) for steam removal, tube boards installed at both ends of the exhaust pipes and connected by straight pipes for passage of exhaust gases from the cylinders through them, form steam chambers between them superheaters with fittings for supplying and discharging steam, and the outlet pipes are connected to the receiving (s) cylinder gas (s) pipe (s) tangentially. In addition, the pipe boards of the distribution (s) of the water chamber (s) of the evaporator (s) are interconnected by a pipe for the passage of gases into the exhaust gas pipe (s), and the pipe boards of the water (s) distribution (s) and the steam (s) receiving (s) chambers of the evaporator (s) are interconnected by a coil (s) for cooling the combustion products in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) and transferring heat to water and steam moving along this (them) coil (s), while the number of coils, the inner diameter of their tubes, heat transfer surface are determined by an average gas temperature of less than 160 ° C in the exhaust gas pipe (s), and the number of tubes in the exhaust pipes, their inner diameter and heat transfer surface according to the average steam temperature is more than 550 ° C coming from superheaters to the consumer. In addition, the cross section of the tubes in the exhaust pipes for the passage of gases from the cylinders is chosen so as to ensure a gas velocity at the outlet of the pipes such that the heat transfer coefficient from gases to the walls of the coils will not differ from the heat transfer coefficient from the walls to the steam-water mixture in these coils more than 10%. In addition, the sizes of the tubes in the coils are chosen so that the heat transfer coefficient from the walls to the steam-water mixture does not differ from the heat transfer coefficient from gases to the walls of these tubes by no more than 10%. In addition, the coils have a pitch of turns equal to the two outer diameters of their tubes d n , are located in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust (s) collector (s) one (one) inside the other ( them) symmetrically with respect to the common axis of the coils and with a shift along this axis by half the pitch of the turns, these coils differ in their outer diameter D n by 2d n , while with decreasing D n the inner diameter of the tubes d in decreases due to a decrease in the length of the coils, and the pitch between the turns is maintained to ensure the formation of pairs the same temperature in all coils. In addition, the pipes in the exhaust pipes of the superheaters, as well as the pipe (s) in the reception (s) of the cylindrical gas pipe (s) of the exhaust manifold (s) for the passage of gases into the exhaust gas pipeline, are of such dimensions in which the effective efficiency of the combined piston engine that converts the energy of the steam into work is greatest. In addition, the distance between the turns of the external coil and the wall of the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold is set so that the temperature of the exhaust gases becomes the lowest. In addition, the distance between the turns of the external coil and the wall of the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold is set such that the effective efficiency of the combined reciprocating internal combustion engine is greatest. In addition, the coils of each coil are attached to each other by curved and straight plates at the top and bottom, respectively, in at least three places evenly around the perimeter of the coils to reduce the vibration of the coils when gases are exhausted from the outlet pipes, while these plates are located across the flow with their least side, and the outer diameter of the inner coil, located inside the outer, reduced than the outer diameter of the two tubes 2d n, and another four thicknesses of plates 4f constitute -2d n D n -4f in order that the internal coils could come inside exterior. In addition, the upper and lower plates bonded to each other are attached to the body of the receiving cylindrical gas pipe or the coils are fastened to each other by bent plates at least in two places to reduce the fluctuations of the coils, while these plates are located across the flow with its smallest side. In addition, to heat the feed water entering the distribution (s) water chamber (s) of the evaporator (s), an economizer is used in which this feed water is heated by the heat of the used oil. In addition, the design and dimensions of the feed pump supplying water to the steam generator provide the water heated in the economizer to the distribution (s) water chamber (s) at all operating modes such that the effective efficiency of the combined piston internal combustion engine , which turns the energy of steam into work, is the greatest. In addition, it contains a flow rate regulator for the amount of water entering the distribution (s) water chamber (s) through the economizer in all operating modes controlled from the installed processing and control unit. In addition, the exhaust pipes and the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold with its end walls and the steam pipelines connecting them, as well as the supply water pipe (s) are made of materials with low thermal conductivity or their surfaces that lose heat contain a heat-insulating coating. In addition, a mechanical valve is installed in the exhaust gas pipeline, which opens when the pressure in the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold decreases and the pressure is equalized, while the valve's bore and its opening time are determined by the lowest average gas temperature in the exhaust gas pipe, and the valve is connected to the middle volume of the receiving cylindrical gas pipe of this manifold. In addition, the exhaust gas pipeline contains an electromagnetic valve instead of a mechanical valve, which is controlled in accordance with the engine operating procedure and its mode from the installed processing and control unit at the lowest gas temperature in the exhaust gas pipeline.

Указанный единый технический результат при осуществлении изобретения по второму независимому пункту и устройству парогенератора комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания достигается тем, что парогенератор содержит в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) пароперегревательные прямые трубки, соединяющие приемную(ые) и распределительную(ые) паровые камеры пароперегревателя(ей), змеевики в приемной цилиндрической газовой трубе испарителя, соединяющие приемную водяную и распределительную паровую камеры, паропровод(ы), соединяющий(ие) паровую распределительную камеру испарителя с паровой(ыми) приемной(ыми) камерой(ами) пароперегревателя(ей), паропровод(ы) для подвода пара потребителю из распределительной паровой камеры пароперегревателя(ей), а также водопровод для подвода питательной воды в приемную водяную камеру испарителя, при этом трубные доски приемной(ых) паровой(ых) камеры(камер) пароперегревателя соединены трубой(ами) для прохода газов в приемную цилиндрическую газовую трубу испарителя, а трубные доски приемной водяной камеры испарителя соединены трубой для прохода газов в выпускной газопровод. Кроме того, патрубки выпускного(ых) коллектора(ов) подключены тангенциально к приемной(ым) цилиндрической(им) газовой(ым) трубе(ам) этого(их) коллектора(ов), труба(ы) для прохода газов из пароперегревателя(ей) в испаритель подключена тангенциально к приемной цилиндрической газовой трубе испарителя со стороны, противоположной выпуску газов в выпускной газопровод. Кроме того, приемная(ые) и распределительная(ые) паровые камеры пароперегревателя(ей) соединены прямыми трубками посредством трубных досок, поверхность которых и их внутренний диаметр определяются по температуре пара больше 550°C. Кроме того, приемная(ые) и распределительная(ые) паровые камеры пароперегревателя(ей) соединены прямыми трубками с винтовым поперечным оребрением посредством трубных досок, поверхность которых и внутренний их диаметр определяются по температуре пара больше 550°C. Кроме того, приемная(ые) и распределительная(ые) паровые камеры пароперегревателя(ей) соединены змеевиками посредством трубных досок, поверхность которых и внутренний диаметр их трубок определяются по температуре пара больше 550°C. Кроме того, сечение(я) для прохода газов в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) пароперегревателя(ей) и в приемной цилиндрической газовой трубе испарителя определяются по температуре газов в выпускном газопроводе меньше 160°C. Кроме того, сечение(я) для прохода газов в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) пароперегревателя(ей) и в приемной цилиндрической газовой трубе испарителя определяются по наибольшему эффективному КПД комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания, преобразующего энергию пара в работу, при температуре газов в выпускном газопроводе меньше 160°C. Кроме того, выпускные патрубки, приемная(ые) цилиндрическая(ие) газовая(ые) труба(ы) пароперегревателя(ей) и испарителя с торцовыми цилиндрическими стенками, соединяющие их газопроводы и паропроводы, а также подводящие водопровод и паропровод изготавливаются из материалов с низкой теплопроводностью или их поверхности, теряющие тепло, покрывают теплоизоляцией. Кроме того, для подогрева питательной воды содержится экономайзер, в котором эта вода подогревается теплотой отработавшего масла, при этом его поверхность теплообмена подбирается такой, чтобы питательная вода в нем нагревалась до температур 100°C, но не менее чем на 90°C на всех режимах работы при разогретом двигателе. Кроме того, для подачи питательной воды в парогенератор применяют насос, конструкция и размеры которого обеспечивают количество подаваемой воды на всех режимах работы двигателя, такое, при котором эффективный КПД комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания, превращающего энергию пара в работу, получается наибольшим. Кроме того, содержит регулятор расхода оптимального количества питательной воды, поступающей в парогенератор на всех режимах работы, управляемого с установленного блока обработки и управления (БОУ). Кроме того, располагаются в патрубках выпускного(ых) коллектора(ов) еще пароперегреватели, содержащие прямые трубки для прохода газов и межтрубное пространство между этими трубками для перегрева пара, а в выпускном(ых) газопроводе(ах) клапан(ы) перед испарителем для выравнивания давления в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов), где находятся пароперегревательные поверхности, при этом пароперегреватели, расположенные в выпускном(ых) коллекторе(ах), соединены между собой паропроводами. Кроме того, патрубки выпускного коллектора подключены к его(их) приемной(ым) цилиндрической(им) газовой(ым) трубе(ам), где располагаются пароперегревательные поверхности тангенциально со стороны, противоположной выпуску газов в испаритель. Кроме того, патрубки выпускного(ых) коллектора(ов), содержащие пароперегревательные поверхности, подключены тангенциально к приемной(ым) цилиндрической(им) газовой(ым) трубе(ам) этого коллектора со стороны, противоположной выпуску газов в испаритель, где располагаются пароперегревательные поверхности.The specified single technical result when implementing the invention according to the second independent point and the device of the steam generator of a combined reciprocating internal combustion engine is achieved by the fact that the steam generator contains in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust manifold (s) direct superheater tubes connecting the receiving (s) and distribution (s) steam chambers of the superheater (s), coils in the receiving cylindrical gas pipe of the evaporator connecting the receiving water and distribution steam steam chamber, steam line (s) connecting the vapor distribution chamber of the evaporator to the steam receiving chamber (s) of the superheater (s), steam line (s) for supplying steam to the consumer from the steam distribution chamber of the superheater (s) ), as well as a water supply pipe for supplying feed water to the receiving water chamber of the evaporator, while the tube boards of the receiving (s) steam chamber (s) of the superheater are connected by a pipe (s) for passing gases into the receiving cylindrical gas pipe of the evaporator, and the tube boards receiving a water pipe connected to the evaporator chamber for the passage of gases into the exhaust gas pipe. In addition, the pipes of the exhaust manifold (s) are connected tangentially to the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of this (s) collector (s), pipe (s) for the passage of gases from the superheater ( she) in the evaporator is connected tangentially to the receiving cylindrical gas pipe of the evaporator from the side opposite to the release of gases into the exhaust gas pipeline. In addition, the receiving (s) and distribution (s) steam chambers of the superheater (s) are connected by straight tubes by means of tube boards, the surface of which and their inner diameter are determined by the temperature of the steam above 550 ° C. In addition, the receiving (s) and distribution (s) steam chambers of the superheater (s) are connected by straight tubes with helical transverse finning by means of tube boards, the surface of which and their inner diameter are determined by the temperature of the vapor above 550 ° C. In addition, the receiving (s) and distribution (s) steam chambers of the superheater (s) are connected by coils through tube plates, the surface of which and the inner diameter of their tubes are determined by the temperature of the steam greater than 550 ° C. In addition, the cross-section (s) for the passage of gases in the receiving (s) cylindrical gas pipe (s) of the superheater (s) and in the receiving cylindrical gas pipe of the evaporator are determined by the temperature of the gases in the exhaust gas pipe less than 160 ° C. In addition, the cross-section (s) for the passage of gases in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the superheater (s) and in the receiving cylindrical gas pipes of the evaporator are determined by the highest effective efficiency of the combined reciprocating internal combustion engine that converts steam energy in operation, at a gas temperature in the exhaust gas pipeline less than 160 ° C. In addition, the exhaust pipes, the inlet (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the superheater (s) and the evaporator with end cylindrical walls, connecting their gas pipelines and steam pipelines, as well as the water supply and steam pipelines are made of materials with low thermal conductivity or their surfaces that lose heat, are covered with thermal insulation. In addition, there is an economizer for heating the feed water, in which this water is heated by the heat of the used oil, while its heat exchange surface is selected so that the feed water in it is heated to temperatures of 100 ° C, but not less than 90 ° C in all modes work with a warm engine. In addition, a pump is used to supply feed water to the steam generator, the design and dimensions of which provide the amount of water supplied at all engine operating modes, such that the effective efficiency of the combined reciprocating internal combustion engine that converts the steam energy into work is greatest. In addition, it contains a flow regulator of the optimal amount of feed water entering the steam generator in all operating modes, controlled from an installed processing and control unit (BOW). In addition, steam superheaters are located in the nozzles of the exhaust manifold (s), containing straight tubes for the passage of gases and the annulus between these tubes for steam overheating, and in the outlet (s) of the gas pipeline (s), valve (s) in front of the evaporator for pressure equalization in the intake (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust manifold (s) where the superheater surfaces are located, while the superheaters located in the exhaust manifold (s) are connected between by steam pipelines. In addition, the pipes of the exhaust manifold are connected to its (their) receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s), where superheater surfaces are located tangentially from the side opposite to the gas outlet to the evaporator. In addition, the pipes of the exhaust manifold (s) containing superheater surfaces are connected tangentially to the inlet (s) of the cylindrical gas pipe (s) of this manifold from the side opposite to the outlet of gases into the evaporator, where the superheaters are located surface.

На фиг.1 показано устройство парогенератора, в котором парообразующие поверхности располагаются в приемных цилиндрических газовых трубах выпускных коллекторов, а пароперегревательные поверхности в их патрубках. Для подогрева воды имеется экономайзер. На этой фигуре еще показано соединение между собой экономайзера, испарителей и пароперегревателей трубопроводами. На фиг.2 изображено расположение змеевиков испарителя в приемной цилиндрической газовой трубе выпускного коллектора. На фиг.3 приведена схема крепления витков змеевика между собой, а также крепления змеевика к приемной цилиндрической газовой трубе выпускного коллектора. На фиг.4 изображено крепление витков змеевиков между собой, а также крепление одного змеевика к другому. На фиг.5 показано устройство парогенератора, в котором пароперегревательные поверхности расположены в приемных цилиндрических газовых трубах выпускных коллекторов, парообразующие поверхности в приемной цилиндрической газовой трубе испарителя. На этой фигуре изображено еще соединение экономайзера, испарителя, а также пароперегревателей между собой трубопроводами. На Фиг.6 приведено расположение пароперегревательных поверхностей в патрубках и приемной цилиндрической газовой трубе выпускного коллектора, а также их соединение паропроводами. На фиг.7 показан подвод газов из выпускных патрубков в приемную цилиндрическую газовую трубу выпускного коллектора со стороны, противоположной их выпуску в испаритель.Figure 1 shows the device of the steam generator, in which steam-forming surfaces are located in the receiving cylindrical gas pipes of the exhaust manifolds, and steam superheating surfaces in their nozzles. There is an economizer for heating water. This figure also shows the interconnection of the economizer, evaporators and superheaters with pipelines. Figure 2 shows the location of the evaporator coils in the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold. Figure 3 shows a diagram of the fastening of the coil turns between themselves, as well as the fastening of the coil to the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold. Figure 4 shows the fastening of the coils of the coils between themselves, as well as the fastening of one coil to another. Figure 5 shows the device of the steam generator, in which superheater surfaces are located in the receiving cylindrical gas pipes of the exhaust manifolds, vapor-forming surfaces in the receiving cylindrical gas pipe of the evaporator. This figure also shows the connection of the economizer, evaporator, and also superheaters with each other by pipelines. Figure 6 shows the location of the superheater surfaces in the pipes and the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold, as well as their connection by steam pipelines. 7 shows the supply of gases from the exhaust pipes to the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold from the side opposite to their outlet into the evaporator.

Устройство парогенератора по первому независимому пункту изобретения с однорядным, двухрядным или многорядным расположением цилиндров 1 поршневого комбинированного двигателя внутреннего сгорания, имеющего в каждом ряду не менее двух цилиндров, содержит пароперегреватели 2 в выпускных патрубках 3, включающие прямые трубки 4, трубные доски 5 и межтрубные пространства 6, поделенные перегородками 7 на приемные и распределительные паровые камеры 8 и 9 соответственно, а также штуцера для подвода и отвода пара 10 и 11 соответственно. В состав парогенератора входит или входят испаритель или испарители 12 в зависимости от количества рядов цилиндров, располагающийся(иеся) в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) 13. Каждый испаритель 12 содержит трубную доску 14 и торцовую стенку 15 приемной распределительной водяной камеры 16, которые соединены трубой 17 для прохода газов в выпускной газопровод 18, трубную доску 19 и торцовую стенку 20 приемной паровой камеры 21, трубки 22, соединяющие распределительную и приемную водяную и паровую камеры 16 и 21 соответственно. В межтрубном пространстве трубок 22 располагается приемная цилиндрическая газовая камера 23 испарителя, куда газы поступают из цилиндров по трубкам 4 в выпускных патрубках 3, подключенных тангенциально к этой цилиндрической газовой камере 23. Для подогрева питательной воды теплотой отработавшего масла до температуры 100°C и не ниже 90°C на всех режимах работы при разогретом двигателе установлен один экономайзер 24 как для однорядных, так и многорядных комбинированных двигателей. Необходимый диапазон нагрева питательной воды обеспечивается теплообменной поверхностью этого экономайзера, которая определяется расчетом для каждого двигателя.The device of the steam generator according to the first independent claim of the invention with a single-row, double-row or multi-row arrangement of cylinders 1 of a reciprocating combined internal combustion engine having at least two cylinders in each row, comprises superheaters 2 in the exhaust pipes 3, including straight tubes 4, tube boards 5 and annular spaces 6, divided by partitions 7 into receiving and distribution steam chambers 8 and 9, respectively, as well as a fitting for supplying and discharging steam 10 and 11, respectively. The composition of the steam generator includes or includes an evaporator or evaporators 12, depending on the number of rows of cylinders, located (s) in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust (s) collector (s) 13. Each evaporator 12 comprises a tube board 14 and an end wall 15 of the receiving distribution water chamber 16, which are connected by a pipe 17 for passing gases into the exhaust gas pipe 18, a pipe board 19 and an end wall 20 of the receiving steam chamber 21, tubes 22 connecting the distribution and reception water and steam chambers one 6 and 21, respectively. In the annular space of the tubes 22, there is a receiving cylindrical gas chamber 23 of the evaporator, where gases flow from the cylinders through the tubes 4 in the exhaust pipes 3, connected tangentially to this cylindrical gas chamber 23. To heat the feed water with the heat of the used oil to a temperature of 100 ° C and not lower 90 ° C in all operating modes with a warm engine, one economizer 24 is installed for both single-row and multi-row combined engines. The required range of heating feed water is provided by the heat exchange surface of this economizer, which is determined by the calculation for each engine.

Ниже приводится литература, по которой этот расчет можно выполнить.The following is the literature on which this calculation can be performed.

Для подачи питательной воды содержится один питательный насос 25 независимо от количества рядов цилиндров, который связан напорным водопроводом 26 с экономайзером 24. Испаритель(и) 12 в зависимости от количества рядов цилиндров подключен(ы) своей приемной водораспределительной камерой 16 к экономайзеру 24 подводящим(и) водопроводом(ами) 27. Пароперегреватели 2 в выпускных патрубках 3 подсоединены паропроводом(ами) 28 к приемной(ым) паровой(ым) камере(ам) испарителя(ей) 21. Для отвода перегретого пара из пароперегревателей 2 в один или несколько цилиндров 1 содержится паропровод 29. Питательный насос 25 приводится от распределительного вала комбинированного двигателя, а его конструкция позволяет подавать подогретую в экономайзере 24 воду в распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы) испарителя(ей) 16 в таком количестве в зависимости от частоты вращения коленчатого вала (ω) и нагрузки (Ne), при котором эффективный КПД комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания, преобразующего энергию пара в работу, получается наибольшим. Для более точного регулирования этого количества воды в зависимости от ω и Ne может быть установлен регулятор расхода количества воды 30, поступающей в распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы) 16 через экономайзер 24 на всех режимах работы, управляемого с установленного блока обработки и управления (БОУ). Необходимое количество подаваемой питательной воды в испаритель(и) 12 через экономайзер 24 в зависимости от режима работы двигателя (ω и Ne) определяется при испытании парогенератора с различными подачами воды на комбинированном поршневом двигателе по наибольшему эффективному КПД. В этом экономайзере вода подогревается теплотой отработавшего масла. Большое количество теплоты будет передаваться от газов к наружным поверхностям трубок 22 испарителя(ей) в том случае, если все его поверхности будут омываться равномерно одинаковым количеством продуктов сгорания при выпуске газов из каждого выпускного патрубка 3, расположенных тангенциально к приемной(ым) цилиндрической(им) газовой(ым) трубе(ам) 13 выпускного(ых) коллектора(ов) и на различных расстояниях от выхода газов в выпускной(ые) газопровод(ы) 18, куда продукты сгорания поступают по трубе(ам) 17, соединяющей(им) трубные доску 14 и торцовую стенку 15 распределительной(ых) водяной(ых) камеры(камер) 16. Равномерное обтекание трубок 22 испарителя(ей) газами достигается установкой механического(их) клапана(ов) 31 в выпускном(ых) газопроводе(ах) 18, который(ые) открывается(ются) после выравнивания давления продуктов сгорания в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) 13 (то есть одинакового распределения количества газов по всему объему) и выпускает их в выпускной газопровод 18. Для более равномерного регулирования количества газов по всему объему испарителя(ей) может быть применен вместо механического клапана электромагнитный, который будет управляться с блока обработки и управления (БОУ) в зависимости от нагрузки двигателя (ω и Ne) и порядка его работы. Продолжительность открытия механического и электромагнитного клапанов, а также их проходные сечения определяются экспериментально по наименьшей средней температуре газов в выпускном газопроводе 18. При этом механический клапан 31 соединяют трубопроводом 32 с серединой объема приемной цилиндрической газовой трубы выпускного коллектора 13 для его срабатывания по падению давления в этой трубе, а в БОУ электромагнитного клапана записывают углы поворота коленчатого вала, при которых он открывается в зависимости от режима и порядка работы двигателя.For supplying feed water, there is one feed pump 25, regardless of the number of rows of cylinders, which is connected by a pressure water supply 26 to an economizer 24. Depending on the number of rows of cylinders, the evaporator (s) 12 is connected (s) with its receiving water distribution chamber 16 to the supply economizer 24 (and ) with water supply (s) 27. The superheaters 2 in the exhaust pipes 3 are connected by the steam supply (s) 28 to the receiving (s) of the steam (s) chamber (s) of the evaporator (s) 21. To remove superheated steam from the superheaters 2 to one or more cylinders Firewood 1 contains a steam line 29. The feed pump 25 is driven from the camshaft of the combined engine, and its design allows the water heated in the economizer 24 to be supplied to the distribution (s) water chamber (s) of the evaporator (s) 16 in such quantity depending on the rotational speed of the crankshaft (ω) and the load (N e ) at which the effective efficiency of the combined piston internal combustion engine that converts the energy of the steam into work is greatest. For a more precise adjustment of the quantity of water depending on ω and N e can be set amount of water flow regulator 30 entering into the distribution (s) water (s), camera (s) 16 through the economizer 24 in all modes of operation, controlled with the set block processing and management (BOW). The required amount of feed water to the evaporator (s) 12 through the economizer 24, depending on the engine operating mode (ω and Ne ), is determined when testing a steam generator with different water supplies on a combined piston engine according to the highest effective efficiency. In this economizer, the water is heated by the heat of the used oil. A large amount of heat will be transferred from gases to the outer surfaces of the tubes 22 of the evaporator (s) if all of its surfaces are washed uniformly by the same amount of combustion products when gases are released from each exhaust pipe 3 located tangentially to the receiving (s) cylindrical (them) ) the gas (s) pipe (s) 13 of the exhaust manifold (s) and at various distances from the gas outlet to the exhaust (s) gas pipe (s) 18, where the combustion products enter through the pipe (s) 17 connecting ) pipe board 14 and end with tenu 15 distribution (s) of water (s) chambers (chambers) 16. Uniform flow around the tubes 22 of the evaporator (s) with gases is achieved by installing the mechanical valve (s) 31 in the outlet (s) of the gas pipeline (s) 18, which ) opens (s) after equalizing the pressure of the products of combustion in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust (s) collector (s) 13 (i.e., the same distribution of the amount of gases throughout the volume) and releases them to the exhaust gas pipeline 18. For more uniform regulation of the amount of gases throughout the volume of of the vaporizer (s), an electromagnetic valve can be used instead of a mechanical valve, which will be controlled from the processing and control unit (BOC) depending on the engine load (ω and Ne ) and its operation. The duration of the opening of the mechanical and electromagnetic valves, as well as their cross sections, are determined experimentally by the lowest average temperature of the gases in the exhaust gas line 18. In this case, the mechanical valve 31 is connected by a pipe 32 to the middle of the volume of the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold 13 for its operation by the pressure drop in this pipe, and the angle of rotation of the crankshaft, at which it opens depending on the mode and operation of the engine Igater.

Для повышения скорости движения пароводяной смеси в теплопередающих поверхностях испарителя, а следовательно, увеличения коэффициента теплопередачи в них установлены в выпускном коллекторе вместо прямых трубок 22 змеевики 33. При этом длина змеевиков и суммарная поверхность их теплообмена получаются больше, чем у прямых трубок 22 при одинаковом диаметре их трубок, а скорость движения теплоносителя выше, поэтому становится больше коэффициент теплопередачи и количество передаваемой теплоты от газов к пароводяной смеси. Диаметры трубок 4 пароперегревателей 2 и их количество в выпускных патрубках 3 определяют линейную скорость движения продуктов сгорания в этих трубках, а также тангенциальную скорость движения этих газов в приемной цилиндрической газовой камере 23. Чем выше эти скорости движения, тем выше коэффициенты теплоотдачи от газов к стенкам как в пароперегревателях 2, так и в испарителе(ях) 12. В связи с этим определяют экспериментально для каждого двигателя диаметр трубок 4 в пароперегревателях 2 и их количество по средней температуре пара, превышающей 550°C, а также диаметры трубок в змеевиках 33 испарителя(ей) 12, их длину и теплообменную поверхность по средней температуре газов в выпускном(ых) газопроводе(ах) 18, не превышающей 160°C. Для проведения экспериментов изготавливаются вариантные узлы и детали по чертежам, разработанным на основании расчета испарителя и пароперегревателя. Их расчеты выполняются по литературе изложенной ниже:To increase the speed of movement of the steam-water mixture in the heat transfer surfaces of the evaporator, and consequently, increase the heat transfer coefficient, they are installed in the exhaust manifold instead of the straight tubes 22 of the coil 33. The length of the coils and the total surface of their heat transfer are greater than that of the straight tubes 22 with the same diameter their tubes, and the velocity of the coolant is higher, therefore, the heat transfer coefficient and the amount of heat transferred from gases to the steam-water mixture become larger. The diameters of the tubes 4 of the superheaters 2 and their number in the exhaust pipes 3 determine the linear velocity of the combustion products in these tubes, as well as the tangential velocity of these gases in the receiving cylindrical gas chamber 23. The higher these speeds, the higher the heat transfer coefficients from gases to the walls both in superheaters 2 and in the evaporator (s) 12. In this regard, the diameter of the tubes 4 in the superheaters 2 and their number according to the average steam temperature exceeding for each engine are determined experimentally for each engine it is 550 ° C, as well as the diameters of the tubes in the coils 33 of the evaporator (s) 12, their length and heat exchange surface according to the average temperature of the gases in the outlet (s) gas pipeline (s) 18, not exceeding 160 ° C. For the experiments, variant units and parts are manufactured according to the drawings developed on the basis of the calculation of the evaporator and superheater. Their calculations are performed according to the literature below:

1. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. Кузнецов Н.В., Митор В.В., Дубровский И.С. и др. - М.: «Энергия», 1973. - 295 с.1. Thermal calculation of boiler units. Normative method. Kuznetsov N.V., Mitor V.V., Dubrovsky I.S. et al. - M.: "Energy", 1973. - 295 p.

2. Справочник по теплообменным аппаратам. Бажан П.И., Кажвец Г.Е., Селиверстов В.М. - М.: Машиностроение, 1989 - 365 с.2. Handbook of heat exchangers. Bazhan P.I., Kazhvets G.E., Seliverstov V.M. - M.: Mechanical Engineering, 1989 - 365 p.

3. Халатов А.А. Теория и практика закрученных потоков. Институт технической физики. - Киев: Наука думна, 1989, - 192 с.3. Halatov A.A. Theory and practice of swirling flows. Institute of Technical Physics. - Kiev: Science Dumna, 1989, - 192 p.

4. Пермяков А.Б. К расчету теплообменников из стальных труб для утилизации тепла. Энергосбережения и водоподготовка. - 2001. - №4. - с.46-48.4. Permyakov A.B. To the calculation of heat exchangers from steel pipes for heat recovery. Energy conservation and water treatment. - 2001. - No. 4. - p. 46-48.

При этом учитывают, чтобы скорость движения газов в трубках была такой, при которой коэффициент теплоотдачи от газов к стенкам змеевиков α1 отличается от коэффициента теплоотдачи от стенок к пароводяной смеси α2 в этих змеевиках не более чем на 10%. В противном случае теплообменные поверхности парогенератора могут оказаться заметно увеличенными по сравнению с поверхностями, которые получаются при равенстве этих коэффициентов α1 и α2. Близкие значения α1 и α2 достигаются изменением диаметров трубок змеевиков 33 при неизменной поверхности теплообмена. Если диаметр трубок уменьшается, то их длина увеличивается при неизменной поверхности теплообмена, а скорость движения пароводяной смеси возрастает при постоянной подаче питательной воды, что приводит к увеличению скорости движения теплоносителя, а следовательно и коэффициента теплоотдачи α2. Если увеличивать размер трубок, то все будет происходить наоборот, а α2 в конечном итоге уменьшиться. При этом скорость движения газов в приемной цилиндрической газовой трубе почти не изменяется, так как сопротивление движению газов в нем почти сохраняется из-за незначительного относительного изменения размеров змеевиков, следовательно, существенного изменения α1 не происходит.At the same time, it is taken into account that the velocity of gases in the tubes is such that the coefficient of heat transfer from gases to the walls of the coils α 1 differs from the coefficient of heat transfer from the walls to the steam-water mixture α 2 in these coils by no more than 10%. Otherwise, the heat-exchanging surfaces of the steam generator can turn out to be noticeably increased in comparison with the surfaces that are obtained when these coefficients α 1 and α 2 are equal. Close values of α 1 and α 2 are achieved by changing the diameters of the tubes of the coils 33 with a constant heat transfer surface. If the diameter of the tubes decreases, then their length increases with a constant heat transfer surface, and the speed of the steam-water mixture increases with a constant supply of feed water, which leads to an increase in the velocity of the coolant, and hence the heat transfer coefficient α 2 . If you increase the size of the tubes, then everything will happen the other way around, and α 2 will eventually decrease. Moreover, the gas velocity in the receiving cylindrical gas pipe is almost unchanged, since the resistance to gas movement in it is almost preserved due to an insignificant relative change in the size of the coils, therefore, a significant change in α 1 does not occur.

Сечение трубок 4 в пароперегревателях, а также сечение трубы(труб) в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) 17 для прохода газов в выпускной газопровод 18 влияют не только на процесс теплоотдачи через скорость движения газов, но и на противодавление в выпускном газопроводе, а также количество образующегося пара, который используется в комбинированном поршневом двигателе для получения дополнительной работы, следовательно, они влияют на величину эффективного КПД. Поэтому размеры этих сечений определяются по наибольшему эффективному КПД при проведении испытаний парогенератора на комбинированном двигателе с различными размерами трубок в выпускных патрубках пароперегревателей, а также труб(ы) в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) для прохода газов в выпускной газопровод.The cross section of the tubes 4 in the superheaters, as well as the cross section of the tube (s) in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) tube (s) 17 for the passage of gases into the exhaust gas pipe 18 affect not only the heat transfer process through the gas velocity, but and the back pressure in the exhaust gas pipeline, as well as the amount of steam generated, which is used in the combined piston engine to obtain additional work, therefore, they affect the value of the effective efficiency. Therefore, the dimensions of these sections are determined by the highest effective efficiency when testing a steam generator on a combined engine with different sizes of tubes in the exhaust pipes of the superheaters, as well as pipes (s) in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust ( s) collector (s) for the passage of gases into the exhaust gas pipeline.

Для получения компактного парогенератора с небольшими размерами, который мог расположиться в отсеке транспортного двигателя, а также равномерного обтекания витков змеевиков продуктами сгорания змеевики 33 изготавливаются с шагом витков t (фиг.2), равным двум наружным диаметрам dн (t=2dн), располагаются в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) 13 один(одни) внутри другого(их) симметрично относительно общей оси змеевиков и со смещением вдоль этой оси на половину шага витков, отличаются эти змеевики между собой наружным диаметром Dн на 2dн, при этом с уменьшением Dн внутренний диаметр трубок dв уменьшается из-за уменьшения длины змеевиков, а шаг между витками сохраняется, чтобы обеспечить образование пара с одинаковой температурой во всех змеевиках.To obtain a compact steam generator with small dimensions, which could be located in the compartment of the transport engine, as well as to uniformly flow around the coil turns of the combustion products, the coils 33 are made with a step of turns t (Fig. 2) equal to two outer diameters d n (t = 2d n ), are located in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust (s) collector (s) 13 one (s) inside the other (s) symmetrically with respect to the common axis of the coils and with an offset along this axis by half a step turns, these coils differ is the outer diameter of D n by 2d n , while with decreasing D n the inner diameter of the tubes d in decreases due to the reduction in the length of the coils, and the step between the turns is maintained to ensure the formation of steam with the same temperature in all coils.

Расстояние между витками наружного змеевика и стенкой приемной цилиндрической газовой трубы δ влияет на скорость движения газов в этой трубе, а следовательно, на коэффициент теплоотдачи от газов к стенкам трубок змеевиков и количество образующегося пара. Кроме этого, δ влияет существенно на сопротивление выпускного тракта, противодавление в выпускном тракте и поэтому на работу насосных ходов. Это расстояние определяется при проведении испытаний парогенератора с различными δ на комбинированном поршневом двигателе по наименьшей температуре выпускных газов в выпускном газопроводе. Это расстояние можно определить также путем проведения экспериментов на этом двигателе только по наибольшему эффективному КПД.The distance between the turns of the external coil and the wall of the receiving cylindrical gas pipe δ affects the speed of the gases in this pipe, and therefore the heat transfer coefficient from gases to the walls of the tubes of the coils and the amount of generated steam. In addition, δ significantly affects the resistance of the exhaust path, the back pressure in the exhaust path and therefore the operation of the pump strokes. This distance is determined when testing a steam generator with various δ on a combined piston engine at the lowest temperature of the exhaust gases in the exhaust gas pipeline. This distance can also be determined by conducting experiments on this engine only by the highest effective efficiency.

При неизменных поверхностях теплообмена парогенератора эффективный КПД комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания зависит от количества подаваемой воды питательным насосом 25. При больших подачах воды снижается температура вырабатываемого пара, но зато увеличивается количество производимого пара. Наиболее высокий эффективный КПД комбинированного поршневого двигателя становится при определенной оптимальной подаче питательной воды в парогенератор. Эта оптимальная подача изменяется в зависимости от режима работы двигателя. Подача, близкая к оптимальной на всех режимах работы, обеспечивается конструкцией питательного насоса 25. Прототипом этого насоса может послужить насос высокого давления дизельного двигателя для подачи топлива в цилиндры. Конструкция питательного насоса 25 может быть выполнена проще, если для регулирования подачи воды в парогенератор применить регулятор расхода 30, управляемого с блока обработки и управления (БОУ). При этом повысится и точность оптимального количества воды, подаваемой в парогенератор. В двигателях с большим количеством цилиндров (более двух) в одном ряду возникают колебания как змеевиков, так и витков в этих змеевиках. Для устранения колебания этих витков они крепятся между собой изогнутыми 34 и прямыми 35 (фиг.3) пластинками сверху и снизу соответственно не менее чем в трех местах равномерно по периметру змеевиков. Эти пластинки располагаются поперек потока наименьшей своей стороной, что снижает сопротивление движению тангенциально направленного потока. При таком креплении витков наружные диаметры змеевиков, располагающиеся внутри наружных, уменьшаются не на два наружных диаметра трубок 2dн, а еще на четыре толщины пластинок 4f и составляют Dн-2dн-4f (фиг.4). Это делается для того, чтобы внутренние змеевики могли войти внутрь наружных. Для уменьшения вибрации змеевиков со скрепленными витками между собой пластинками, они крепятся к корпусу приемной цилиндрической газовой трубы 13 (фиг.3) изогнутыми пластинками 36 не менее чем в двух местах. Кроме того, змеевики могут крепится между собой пластинками 37 (фиг.4). Для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду выпускные патрубки 3 (фиг.1), приемная(ые) цилиндрическая(ие) газовая(ые) труба(ы) 13, торцовые стенки распределительной(ых) водяной(ых) камеры(камер) 15 и приемной(ых) паровой(ых) камеры(камер) 21, соединяющие их паропроводы 28 и 29, а также подводящий(ие) водопровод(ы) 27 изготавливают из материалов с низкой теплопроводностью или содержат теплоизоляционное покрытие.With constant heat exchange surfaces of the steam generator, the effective efficiency of the combined reciprocating internal combustion engine depends on the amount of water supplied by the feed pump 25. At high water supplies, the temperature of the generated steam decreases, but the amount of produced steam increases. The highest effective efficiency of the combined piston engine becomes at a certain optimal supply of feed water to the steam generator. This optimum feed rate varies with the engine operating mode. A feed close to optimal in all operating modes is ensured by the design of the feed pump 25. A high-pressure pump of a diesel engine for supplying fuel to the cylinders can serve as a prototype of this pump. The design of the feed pump 25 can be simpler if, to regulate the flow of water into the steam generator, use a flow controller 30 controlled from the processing and control unit (BOW). This will increase the accuracy of the optimal amount of water supplied to the steam generator. In engines with a large number of cylinders (more than two), oscillations of both coils and turns in these coils occur in the same row. To eliminate the oscillation of these turns, they are fastened together by curved 34 and straight 35 (Fig. 3) plates on top and bottom, respectively, in at least three places evenly around the perimeter of the coils. These plates are located across the flow with its smallest side, which reduces the resistance to tangentially directed flow. With this fastening of the turns, the outer diameters of the coils located inside the outer ones are reduced not by two outer diameters of the tubes 2d n , but by another four thicknesses of the plates 4f and make up D n -2d n -4f (Fig. 4). This is done so that the internal coils can enter the inside of the external ones. To reduce the vibration of the coils with the plates fastened together, they are attached to the body of the receiving cylindrical gas pipe 13 (Fig. 3) by curved plates 36 in at least two places. In addition, the coils can be attached to each other by the plates 37 (figure 4). To reduce heat loss to the environment, the exhaust pipes 3 (Fig. 1), the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) 13, the end walls of the distribution (s) water (s) chambers (chambers) 15 and the receiving (s) of the steam chamber (s) 21, the steam lines 28 and 29 connecting them, as well as the water supply line (s) 27 are made of materials with low thermal conductivity or contain a heat-insulating coating.

Работа парогенератора по первому независимому пункту изобретения происходит следующим образом. Газы из цилиндров 1 при открытых выпускных клапанах поступают по трубкам 2 в выпускных патрубках 3 в приемную(ые) цилиндрическую(ие) газовую(ые) трубу(ы) выпускного(ых) коллектора(ов) 13 и движутся там тангенциально. При этом они, обтекая трубки 2 пароперегревателя, отдают свою теплоту пару в межтрубном пространстве и, омывая прямые трубки 22 или трубки змеевиков 33, передают свою теплоту пароводяной смеси в этих трубках. Как только снижается давление газов в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) 13, то есть выравнивается количество газов по всему(всем) ее(их) объему(ам), открывается(ются) механический(ие) клапан(ы) или электромагнитный(ые) клапан(ы) по сигналу с БОУ в зависимости от порядка работы цилиндров и нагрузки двигателя. При этом газы выходят из приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубы(труб) 13 по трубе 17 в выпускной(ые) газопровод(ы) 18, а оттуда в атмосферу. Питательный насос 25 подает питательную воду по подающему водопроводу 26 прямо в экономайзер 24, если конструкция насоса обеспечивает необходимую подачу воды в этот экономайзер на всех режимах работы, в противном случае, эта вода поступает через регулятор расхода 30, который регулирует подачу этой воды в соответствии с записью в БОУ. Необходимая подача воды на различных режимах работы и нагрузках определяется по максимальному значению эффективного КПД комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания, превращающего энергию пара в работу. В экономайзере 24 вода подогревается теплотой отработавшего масла до температуры не выше 100°C и не ниже 90°C. Если вода нагревается выше 100°C, то возникают проблемы с охлаждением продуктов сгорания в испарителе ниже 160°C, если ниже 90°C, то может снизиться температура перегретого пара на выходе из пароперегревателей ниже 550°C. Обеспечивается необходимый диапазон нагрева питательной воды 90-100°C в экономайзере 25 определением его поверхности теплообмена. Из экономайзера 24 нагретая питательная вода направляется по водопроводу(ам) 27 в приемную распределительную водяную камеру 16 испарителя, а оттуда по прямым трубкам 22 или трубкам змеевика(ов) 33 и паропроводу 28 в межтрубное пространство 6 трубок 4 пароперегревателей 2. При этом, если средняя температура выпускных газов в выпускном газопроводе 18 оказывается выше 160°C, то необходимо увеличить поверхность теплообмена прямых трубок 22 или трубок змеевиков 33 увеличением их длины или количества, кроме того, может быть уменьшен их диаметр при сохранении поверхности теплообмена. В межтрубном пространстве 6 пароперегревателей 2 происходит перегрев пара. Если температура пара оказывается ниже 550°C, то увеличивают поверхность теплообмена увеличением количества трубок 4 или увеличением ходов пара (перегородок 7) в пароперегревателях 2, кроме того, может быть увеличена поверхность теплообмена испарителя с целью увеличения температуры пара, поступающего в пароперегреватели. Перегретый пар из межтрубного пространства пароперегревателей поступает по паропроводам 29 в цилиндр или цилиндры 1 двигателя, где совершает дополнительную работу. Чем выше температура пара и больше его количество, тем выше эффективный КПД комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания. Этот КПД может быть увеличен изменениями подачи питательной воды насосом или регулятором расхода 30, диаметра трубы(труб) 17 в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) 13, диаметра прямых трубок 4 пароперегревателей 2, зазора между витками наружного(ых) змеевика(ов) и стенкой(ами) приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубы(труб) 5, при этом должна соблюдаться температура перегретого пара выше 550°C, а температура выпускных газов ниже 160°C.The operation of the steam generator according to the first independent claim is as follows. Gases from cylinders 1 with open exhaust valves enter the tubes 2 in the exhaust pipes 3 into the inlet (s) cylindrical gas pipe (s) of the exhaust manifold (s) 13 and move there tangentially. Moreover, they, flowing around the tubes 2 of the superheater, give up their heat to the steam in the annulus and, washing the straight tubes 22 or tubes of the coils 33, transfer their heat to the steam-water mixture in these tubes. As soon as the gas pressure in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) 13 is reduced, i.e. the amount of gases is equalized throughout (all) its volume (s), the mechanical (s) are opened ) valve (s) or electromagnetic (s) valve (s) according to the signal from BOW depending on the cylinder operation and engine load. In this case, the gases leave the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) 13 through pipe 17 to the outlet (s) gas pipeline (s) 18, and from there to the atmosphere. The feed pump 25 delivers feed water through the supply water 26 directly to the economizer 24, if the pump design provides the necessary water supply to this economizer in all operating modes, otherwise, this water flows through the flow regulator 30, which controls the flow of this water in accordance with entry in the BOW. The required water supply at various operating modes and loads is determined by the maximum value of the effective efficiency of the combined reciprocating internal combustion engine, which turns the energy of steam into work. In economizer 24, the water is heated by the heat of the used oil to a temperature of no higher than 100 ° C and no lower than 90 ° C. If the water is heated above 100 ° C, then there are problems with cooling the combustion products in the evaporator below 160 ° C, if below 90 ° C, then the temperature of the superheated steam at the outlet of the superheaters is lower than 550 ° C. The required range of heating of the feed water 90-100 ° C is provided in the economizer 25 by determining its heat exchange surface. From the economizer 24, the heated feed water is directed through the water supply pipe (s) 27 to the receiving distribution water chamber 16 of the evaporator, and from there, through straight pipes 22 or pipes of the coil (s) 33 and steam pipe 28 into the annular space 6 pipes 4 superheaters 2. Moreover, if if the average temperature of the exhaust gases in the exhaust gas line 18 is above 160 ° C, it is necessary to increase the heat exchange surface of the straight tubes 22 or tubes of the coils 33 by increasing their length or quantity, in addition, their diameter can be reduced while maintaining and heat transfer surfaces. In the annulus 6 of the superheaters 2, the steam overheats. If the vapor temperature is below 550 ° C, then the heat exchange surface is increased by increasing the number of tubes 4 or increasing the steam strokes (partitions 7) in the superheaters 2, in addition, the heat exchange surface of the evaporator can be increased in order to increase the temperature of the steam entering the superheaters. Superheated steam from the annular space of the superheaters enters through the steam lines 29 into the cylinder or cylinders 1 of the engine, where it does additional work. The higher the steam temperature and the greater its quantity, the higher the effective efficiency of the combined piston internal combustion engine. This efficiency can be increased by changing the supply of feed water with a pump or flow regulator 30, the diameter of the pipe (s) 17 in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust (s) collector (s) 13, the diameter of the straight tubes 4 of superheaters 2, the gap between the turns of the external coil (s) and the wall (s) of the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) 5, while the temperature of superheated steam above 550 ° C must be observed and the temperature of the exhaust gases is below 160 ° C.

Устройство парогенератора по второму независимому пункту изобретения с однорядным, двухрядным или многорядным расположением цилиндров поршневого комбинированного двигателя внутреннего сгорания, имеющего в каждом ряду не менее двух цилиндров, содержит в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) 13 (фиг.5) пароперегревательные прямые трубки 38, соединяющие приемную(ые) и распределительную(ые) паровые камеры 39 и 40 соответственно пароперегревателя(ей) 41. Независимо от количества пароперегревателей 41 каждая приемная паровая камера 39 образована трубной доской 42, торцовой и наружной цилиндрической стенками 43 и 44 соответственно, а также трубой 45 для прохода продуктов сгорания из пароперегревателя(ей) 41 в выпускной газопровод 46. Как и приемная паровая камера, каждая распределительная паровая камера 40 содержит трубную доску 47, торцовую и наружную цилиндрическую стенки 48 и 49 соответственно и соединена подводящим паропроводом 50 с потребителем пара (цилиндром 1). Для увеличения поверхности теплообмена пароперегревателей 41 используются вместо прямых трубок 38 трубки с винтовым наружным оребрением. Для интенсификации процесса теплоотдачи и увеличения количества передаваемой теплоты в пароперегревателе(ях) 41 применяются змеевики из трубок 51 вместо прямых трубок 38. Для подвода продуктов сгорания из цилиндров 1 в приемную(ые) цилиндрическую(ие) газовую(ые) трубу(ы) выпускного(ых) коллектора(ов) 13 содержатся тангенциально расположенные к этой(им) трубе(ам) выпускные патрубки 3. В этом объекте изобретения один испаритель 52 вынесен за пределы выпускного(ых) коллектора(ов). Для подвода продуктов сгорания к нему содержится(атся) патрубок(ки) 53, тангенциально расположенный(е) к приемной цилиндрической газовой трубе 54 этого испарителя со стороны, противоположной выпуску газов в выпускной газопровод 18. Тепловоспринимающими поверхностями испарителя 52 являются змеевики 55 из трубок. Приемная водяная камера 56 этого испарителя состоит из трубной доски 57, трубы 58 для прохода газов в выпускной газопровод 18, торцовой и наружной цилиндрической стенок 59 и 60 соответственно. Распределительная паровая камера 61 содержит трубную доску 62, торцовую и наружную цилиндрическую стенки 63 и 64 соответственно. Приемная водяная и распределительная паровая камеры 56 и 61 соединены между собой змеевиком(ами) 55. Приемная газовая камера 65 испарителя 52 располагается между витками змеевиков 55. Испаритель 52 подключен к экономайзеру 24 подводящим водопроводом 66. Необходимый диапазон нагрева питательной воды 90-100°C в этом экономайзере обеспечивается его поверхностью теплообмена. Эта поверхность определяется аналогично как поверхность теплообмена экономайзера в первом независимом пункте изобретения.The device of the steam generator according to the second independent claim of the invention with a single-row, double-row or multi-row arrangement of cylinders of a reciprocating combined internal combustion engine having at least two cylinders in each row contains in the exhaust (s) cylindrical (s) gas pipe (s) outlet (s) s) collector (s) 13 (Fig. 5) superheater straight tubes 38 connecting the receiving (s) and distribution (s) steam chambers 39 and 40, respectively, superheater (s) 41. Regardless of the number of superheaters 41 to waiting for the receiving steam chamber 39 is formed by a tube plate 42, the end and outer cylindrical walls 43 and 44, respectively, as well as a pipe 45 for passing combustion products from the superheater (s) 41 into the exhaust gas pipe 46. Like the receiving steam chamber, each distribution steam chamber 40 contains a tube plate 47, an end and an outer cylindrical wall 48 and 49, respectively, and is connected by a supply steam line 50 to a steam consumer (cylinder 1). To increase the heat exchange surface of superheaters 41, instead of straight tubes 38, tubes with helical external fins are used. To intensify the heat transfer process and increase the amount of heat transferred to the superheater (s) 41, coils from tubes 51 are used instead of straight tubes 38. To supply combustion products from the cylinders 1 to the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) exhaust pipe (s) (s) of the collector (s) 13 contain outlet pipes 3 tangentially located to this pipe (s). In this aspect of the invention, one evaporator 52 is located outside the outlet (s) of the collector (s). To supply combustion products to it contains (atsi) pipe (s) 53, tangentially located (e) to the receiving cylindrical gas pipe 54 of this evaporator from the side opposite to the release of gases into the exhaust gas pipe 18. Heat-absorbing surfaces of the evaporator 52 are coils 55 from the tubes. The receiving water chamber 56 of this evaporator consists of a tube plate 57, a pipe 58 for the passage of gases into the exhaust gas pipe 18, the end and outer cylindrical walls 59 and 60, respectively. The distribution steam chamber 61 comprises a tube plate 62, end and outer cylindrical walls 63 and 64, respectively. The receiving water and distribution steam chambers 56 and 61 are interconnected by the coil (s) 55. The receiving gas chamber 65 of the evaporator 52 is located between the coils of the coils 55. The evaporator 52 is connected to the economizer 24 by a supply pipe 66. The required heating water supply range is 90-100 ° C this economizer is provided with its heat exchange surface. This surface is defined similarly as the heat transfer surface of the economizer in the first independent claim.

Питательный насос 25 соединен с экономайзером 24 водопроводом 26, на котором установлен регулятор расхода воды 30. Конструкция и размеры питательного насоса 25 обеспечивают количество подаваемой воды на всех режимах работы двигателя, такое, при котором эффективный КПД поршневого комбинированного двигателя внутреннего сгорания, преобразующего энергию пара в работу, получается наибольшим. При более простой конструкции этого насоса подача оптимального количества воды в парогенератор на всех режимах работы осуществляется регулятором расхода по сигналам с блока обработки и управления (БОУ). Необходимая подача воды на различных режимах работы и нагрузках определяется аналогично, как и при реализации первого независимого пункта изобретения.The feed pump 25 is connected to an economizer 24 with a water supply 26, on which a water flow regulator 30 is mounted. The design and dimensions of the feed pump 25 provide the amount of water supplied at all engine operating modes, such that the effective efficiency of the reciprocating combined internal combustion engine that converts steam energy into work, it turns out the greatest. With a simpler design of this pump, the optimal amount of water is supplied to the steam generator at all operating modes by a flow regulator based on signals from the processing and control unit (BOW). The required water supply at various operating modes and loads is determined in the same way as in the implementation of the first independent claim.

Пароперегреватель(и) 41 подключен(ы) к испарителю 52 паропроводом(ами) 68. Выпускные патрубки 3, приемная цилиндрическая газовая труба выпускного коллектора 13 и испарителя 54 с торцовыми и наружными цилиндрическими стенками 43, 48, 59, 63 и 44, 49, 60, 64 соответственно, соединяющие их патрубки 53 и газопровод 46, паропроводы 50 и 68, а также подводящий водопровод 66 изготавливаются из материалов с низкой теплопроводностью или их поверхности, теряющие тепло, покрываются теплоизоляцией.The superheater (s) 41 is connected (s) to the evaporator 52 by the steam line (s) 68. Exhaust pipes 3, a receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold 13 and the evaporator 54 with end and outer cylindrical walls 43, 48, 59, 63 and 44, 49, 60, 64, respectively, connecting pipes 53 and a gas pipe 46, steam lines 50 and 68, as well as a supply pipe 66 are made of materials with low thermal conductivity or their surfaces that lose heat are covered by thermal insulation.

Размеры сечения(й) для прохода газов в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) пароперегревателя(ей) и в приемной цилиндрической газовой трубе испарителя определяются по наибольшему эффективному КПД при испытании парогенератора на комбинированном поршневом двигателе с различными сечениями для прохода газов в испарителе и паронагревателе(ях). При определении этих сечений по наибольшему эффективному КПД отбираются те варианты испарителя и пароперегревателя(ей), при испытании с которыми температура выпускных газов в выпускном газопроводе получилась менее 160°C.The dimensions of the cross-section (s) for the passage of gases in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the superheater (s) and in the receiving cylindrical gas pipes of the evaporator are determined by the highest effective efficiency when testing the steam generator on a combined piston engine with various sections for the passage of gases in the evaporator and steam heater (s). When determining these sections according to the highest effective efficiency, those variants of the evaporator and superheater (s) are selected, during testing with which the temperature of the exhaust gases in the exhaust gas pipeline is less than 160 ° C.

Сечения для прохода газов в приемной цилиндрической газовой трубе выпускного(ых) коллектора(ов) 13 и в приемной газовой камере 65 испарителя 52 задаются путем изменения шага между прямыми или с винтовым оребрением трубками, диаметров трубок змеевиков и шага между их витками, диаметра труб 45 и 58 для прохода газов, расстоянии между витками наружного змеевика 51 и наружной стенкой приемной цилиндрической газовой трубы 13 выпускного коллектора, а также между витками наружного змеевика 55 и наружной стенкой 54 приемной газовой камеры 65 испарителя 52.Cross-sections for the passage of gases in the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold (s) 13 and in the receiving gas chamber 65 of the evaporator 52 are set by changing the step between straight or screw finned tubes, the diameters of the coil tubes and the pitch between their turns, the pipe diameter 45 and 58 for the passage of gases, the distance between the turns of the outer coil 51 and the outer wall of the receiving cylindrical gas pipe 13 of the exhaust manifold, as well as between the turns of the outer coil 55 and the outer wall 54 of the receiving gas chamber 65 of the evaporator 52.

Поверхности теплообмена и внутренний диаметр прямых трубок 38 пароперегревателей 41 определяется по температуре пара больше 550°C. Если при ограниченных размерах парогенератора не удается с прямыми трубками 38 получить температуру пара больше 550°C, то вместо прямых трубок 38 применяют трубки с винтовым поперечным наружным оребрением. Если и в этом случае температура пара продолжает оставаться ниже 550°C, то применяются змеевики 51. Размеры змеевиков и их крепления для уменьшения вибрации как пароперегревателя(ей), так и испарителя приняты такими, какими они были изложены при описании изобретения с первым независимым пунктом (см. фиг.2-4). С целью повышения температуры пара увеличением пароперегревательных поверхностей размещают еще в выпускных патрубках 3 (фиг.6) прямые трубки 4, через которые проходят продукты сгорания из цилиндра(ов) 1 в приемную(ые) цилиндрическую(ие) газовую(ые) трубу(ы) 13 выпускного(ых) коллектора(ов), где уже располагается(ются) пароперегреватель(и) 41. При этом в межтрубном пространстве 6 трубок 4 образуются паровые камеры 8 и 9, разделенные перегородкой(ами) 7. Пароперегреватели 2 и 41 соединены между собой паропроводами 28, а с потребителем пара (цилиндром 1) - паропроводами 29 и 50. С целью более эффективного использования теплоты продуктов сгорания для перегрева пара устанавливают в выпускном газопроводе 46 механический или электромагнитный клапан 31. При этом происходит выравнивание давления газов в приемной газовой камере пароперегревателя 41 и более равномерное их распределение по ее объему, что увеличивает количество передаваемой теплоты пару.The heat exchange surfaces and the inner diameter of the straight tubes 38 of the superheaters 41 are determined by the temperature of the steam above 550 ° C. If, with the limited size of the steam generator, it is not possible to obtain a steam temperature of more than 550 ° C with straight tubes 38, then instead of straight tubes 38, tubes with helical transverse outer fins are used. If in this case, the steam temperature continues to remain below 550 ° C, then the coils 51 are used. The sizes of the coils and their fastenings to reduce vibration of both the superheater (s) and the evaporator are accepted as they were described in the description of the invention with the first independent clause (see Fig.2-4). In order to increase the temperature of the steam by increasing the superheating surfaces, straight tubes 4 are also placed in the exhaust pipes 3 (Fig. 6), through which the combustion products from the cylinder (s) 1 pass into the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) ) 13 exhaust manifold (s), where the superheater (s) 41 is already located (s). In this case, in the annular space of 6 tubes 4, steam chambers 8 and 9 are formed, separated by a partition (s) 7. The superheaters 2 and 41 are connected with each other by steam lines 28, and with a steam consumer (cylinder 1) - p pipelines 29 and 50. In order to more efficiently use the heat of the combustion products to superheat the steam, a mechanical or electromagnetic valve 31 is installed in the exhaust gas pipe 46. At the same time, the gas pressure in the receiving gas chamber of the superheater 41 is equalized and their distribution is more uniform over its volume, which increases the amount of heat transferred to the steam.

Увеличение эффективности использования теплоты может быть достигнуто еще при тангенциальном подводе газов по выпускным патрубкам 3 в приемную цилиндрическую газовую трубу 13 выпускного коллектора со стороны, противоположной выпуску газов в выпускной газопровод 46 (фиг.7) без этих клапанов. При этом патрубки 3 подключены тангенциально непосредственно к этой газовой трубе или через отдельный(е) газопровод(ы) 69 и тангенциально расположенный(е) патрубок(ки) 70. Соединение пароперегревателей в выпускном коллекторе паропроводами остается таким, как и на фиг.6.An increase in the efficiency of heat utilization can be achieved even with a tangential supply of gases through the exhaust pipes 3 into the intake cylindrical gas pipe 13 of the exhaust manifold from the side opposite to the release of gases into the exhaust gas pipe 46 (Fig. 7) without these valves. In this case, the nozzles 3 are connected tangentially directly to this gas pipe or through a separate (e) gas pipe (s) 69 and a tangentially located (e) pipe (s) 70. The connection of the superheaters in the exhaust manifold with steam pipes remains the same as in Fig.6.

Работа парогенератора по второму независимому пункту изобретения происходит следующим образом. Продукты сгорания из цилиндров 1 (фиг.5) по выпускным патрубкам 3 поступают тангенциально в приемную(ые) цилиндрическую(ие) газовую(ые) трубу(ы) 13 выпускного(ых) коллектора(ов), там они завихряются и обтекают тепловоспринимающие поверхности прямых трубок 38 или трубки змеевиков 51 пароперегревателя(ей) 41, при этом передают теплоту пару, движущемуся по этим трубкам. Из этого(их) пароперегревателя(ей) газы выходят по трубе(ам) 45 и направляются по трубе(ам) 46 в патрубок(ки) 53. Газы из этих патрубков выходят тангенциально в приемную газовую камеру 65 испарителя 52 и там завихряются, при этом обтекают поверхности трубок змеевиков 55 и передают теплоту пароводяной смеси, движущейся по этим трубкам. Выходят продукты сгорания из испарителя 52 по трубе 58 в выпускной газопровод 18. Если их температура оказывается выше 160°C, то изменяют сечение для прохода газов как в пароперегревателе(ях) 41, так и в испарителе 52. Если эта температура продолжает оставаться высокой, то увеличивают тепловоспринимающие поверхности испарителя 52 и пароперегревателя(ей) 41. Питательная вода подается насосом 25 в необходимом количестве по водопроводу 26 в экономайзер 24, где она нагревается в диапазоне 90-100°C. Если эта температура оказывается ниже 90°C, то поверхность теплообмена 67 этого экономайзера увеличивают, если больше 100°C, то наоборот уменьшают. Если подача насоса не регулируется в зависимости от режима работы двигателя, то на водопроводе 26 устанавливают регулятор расхода 30, который изменяет подачу воды в экономайзер 24 в зависимости от режима работы двигателя по сигналам, поступающим с блока обработки и управления (БОУ). Подогретая в экономайзере 24 вода по водопроводу 66 поступает в приемную водяную камеру 56 испарителя 52, а оттуда направляется по змеевику(ам) 55, где эта вода нагревается и превращается в пар, который подается в распределительную паровую камеру 61 этого испарителя, а оттуда поступает по паропроводу(ам) 68 в приемную(ые) паровую(ые) камеру (ы) 39 пароперегревателя(ей) 41. Из этой(их) камеры(камер) пар направляется в трубки 38 или змеевики 51 этого(их) пароперегревателя(ей), где повышается его температура выше 550°C. Если эта температура не достигнет 550°C, то уменьшают внутренний диаметр трубок и увеличивают их поверхность теплообмена, кроме того, может быть поднята температура пара, образующегося в испарителе 52 путем увеличения его поверхности теплообмена или повышения скорости газов, поступающих по патрубку(ам) 53. Перегретый пар направляется из распределительной(ых) паровой(ых) камеры(камер) 40 по паропроводу(ам) 50 потребителю пара (цилиндр 1), где совершает дополнительную работу. Для еще большего повышения температуры перегретого пара его подают после пароперегревателя(ей) 41 (фиг.6) в пароперегреватели 2 в выпускных патрубках 3, где он нагревается теплотой продуктов сгорания в межтрубном пространстве 6 трубок 4, по которым движутся горячие газы из цилиндров 1, имеющие более высокую температуру, чем в пароперегревателе 41. В результате температура пара, поступающая в цилиндр 1, повышается. Наблюдается увеличение этой температуры при работе механического или электромагнитного клапанов, которые повышают ее благодаря равномерному обтеканию газами тепловоспринимающих поверхностей 38 или 51. Кроме того, повышение температуры перегретого пара происходит, если подводить продукты сгорания из цилиндров 1 (фиг.7) по тангенциально расположенным патрубкам 3 к приемной цилиндрической газовой трубе 13 со стороны, противоположной выпуску газов в выпускной газопровод 46. При этом происходит равномерное обтекание тепловоспринимающих поверхностей 38 и 51, а также увеличивается время контакта газов с этими поверхностями. Все вместе приводит к повышению температуры пара в пароперегревателе(ях) 41, а следовательно, и в пароперегревателе 2, откуда он направляется в цилиндр 1. Если не удается подать газы по тангенциально расположенным патрубкам 3 в начале приемной цилиндрической газовой трубы 13 по конструктивным соображениям, то его подают из этих патрубков по газопроводу(ам) 69 в тангенциально расположенный(е) патрубок(ки) 70 к приемной(ым) цилиндрической(им) газовой(ым) трубе(ам) выпускного(ых) коллектора(ов).The operation of the steam generator according to the second independent claim is as follows. The combustion products from the cylinders 1 (Fig. 5) through the exhaust pipes 3 enter tangentially into the receiving (s) cylindrical gas pipe (s) 13 of the exhaust manifold (s), there they swirl and flow around the heat-receiving surfaces straight tubes 38 or tubes of the coils 51 of the superheater (s) 41, while transmitting heat to the steam moving along these tubes. From this (their) superheater (s), gases exit through pipe (s) 45 and are sent through pipe (s) 46 to pipe (s) 53. Gases from these pipes exit tangentially to the receiving gas chamber 65 of evaporator 52 and vortex there this wraps around the surface of the tubes of the coils 55 and transfers the heat of the steam-water mixture moving along these tubes. The combustion products exit from the evaporator 52 through the pipe 58 to the exhaust gas line 18. If their temperature is above 160 ° C, then the cross section for the passage of gases is changed both in the superheater (s) 41 and in the evaporator 52. If this temperature continues to remain high, then increase the heat-absorbing surface of the evaporator 52 and superheater (s) 41. Feed water is pumped 25 in the required amount through the water supply pipe 26 to the economizer 24, where it is heated in the range of 90-100 ° C. If this temperature is below 90 ° C, then the heat transfer surface 67 of this economizer is increased, if more than 100 ° C, then vice versa, reduced. If the pump supply is not regulated depending on the operating mode of the engine, then a flow regulator 30 is installed on the water supply pipe 26, which changes the water supply to the economizer 24 depending on the operating mode of the engine according to the signals received from the processing and control unit (BOW). The water heated in the economizer 24 through the water supply pipe 66 enters the receiving water chamber 56 of the evaporator 52, and from there it is directed through the coil (s) 55, where this water is heated and converted into steam, which is supplied to the distribution steam chamber 61 of this evaporator, and from there it flows steam line (s) 68 to the receiving room (s) of the steam chamber (s) 39 of the superheater (s) 41. From this (their) chamber (s), the steam is directed to tubes 38 or coils 51 of this (their) superheater (s) where its temperature rises above 550 ° C. If this temperature does not reach 550 ° C, then reduce the inner diameter of the tubes and increase their heat transfer surface, in addition, the temperature of the vapor generated in the evaporator 52 can be raised by increasing its heat transfer surface or increasing the speed of the gases entering the pipe (s) 53 Superheated steam is sent from the distribution (s) of the steam chamber (s) 40 through the steam line (s) 50 to the steam consumer (cylinder 1), where it performs additional work. To further increase the temperature of superheated steam, it is supplied after the superheater (s) 41 (Fig. 6) to the superheaters 2 in the exhaust pipes 3, where it is heated by the heat of the combustion products in the annulus 6 of the tubes 4, through which the hot gases from the cylinders 1, having a higher temperature than in the superheater 41. As a result, the temperature of the steam entering the cylinder 1 rises. An increase in this temperature is observed during operation of a mechanical or electromagnetic valve, which increases it due to uniform gas flow around the heat-absorbing surfaces 38 or 51. In addition, an increase in the temperature of superheated steam occurs if the combustion products from the cylinders 1 (Fig. 7) are fed through tangentially located nozzles 3 to the receiving cylindrical gas pipe 13 from the side opposite to the release of gases into the exhaust gas pipe 46. In this case, uniform flow around the heat-receiving ited 38 and 51, as well as the contact time of the gases increases with these surfaces. All together leads to an increase in steam temperature in the superheater (s) 41, and therefore in the superheater 2, from where it is sent to cylinder 1. If it is not possible to supply gases through the tangentially located nozzles 3 at the beginning of the receiving cylindrical gas pipe 13 for structural reasons, then it is supplied from these nozzles through the gas pipeline (s) 69 to the tangentially located pipe (s) 70 to the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust (s) collector (s).

Преимущества разработанных устройств парогенератора по двум независимым пунктам заключается в следующем: получение пара с температурой больше 550°C при температуре выпускных газов меньше 160°C и приемлемых размерах парогенератора, использование теплоты отработавшего масла и повышение эффективного КПД комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания, преобразующего энергию пара в работу.The advantages of the developed steam generator devices according to two independent points are as follows: producing steam with a temperature of more than 550 ° C at an exhaust gas temperature of less than 160 ° C and acceptable sizes of the steam generator, using the heat of the spent oil and increasing the effective efficiency of the combined piston internal combustion engine that converts steam energy to work.

Claims (22)

1. Устройство парогенератора комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания, содержащее в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) прямые трубки испарителя(ей), а также в выпускных патрубках этого(их) коллектора(ов) прямые трубки пароперегревателей, при этом две (по две) трубные доски, установленные в конце приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубы (труб), образуют распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы) со штуцером(амии) для подвода воды, а трубная(ые) доска(и), расположенная(ые) в начале этой(их) цилиндрической(их) газовой(ых) трубы (труб), вместе с торцевой(ыми) стенкой(ами) образуют приемную(ые) паровую(ые) камеру(ы) со штуцером(амии) для отвода пара, трубные доски, установленные с обоих концов выпускных патрубков и соединенные прямыми трубками для прохода через них выпускных газов из цилиндров, образуют между ними паровые камеры пароперегревателей со штуцерами для подвода и отвода пара, причем выпускные патрубки подсоединены к приемной(ым) цилиндрической(им) газовой(ым) трубе(ам) тангенциально, отличающееся тем, что трубные доски распределительной(ых) водяной(ых) камеры (камер) испарителя(ей) соединены между собой трубой для прохода газов в выпускной(ые) газопровод(ы), а трубные доски водяной(ых) распределительной(ых) и паровой(ых) приемной(ых) камер испарителя(ей) соединены между собой змеевиком(ами) для охлаждения продуктов сгорания в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) и передачи теплоты воде и пару, движущимся по этому(им) змеевику(ам).1. The device of the steam generator of a combined piston internal combustion engine, containing in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust (s) collector (s) straight tubes of the evaporator (s), as well as in the exhaust pipes of this ( their) collector (s) straight tubes of superheaters, with two (two) pipe boards installed at the end of the receiving (s) cylindrical gas (s) pipe (s), form a distribution (s) water chamber (s) with a fitting (s) for supplying water, and the pipe (s) board (s) located (s) in the beginning of this (their) cylindrical (s) gas pipe (s), together with the end wall (s), form the receiving (s) steam chamber (s) with a fitting (s) for the removal of steam, pipe boards installed at both ends of the exhaust pipes and connected by straight pipes for passage of exhaust gases from the cylinders through them form steam superheater chambers between them with fittings for supplying and discharging steam, and the exhaust pipes are connected to the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) tangentially, characterized in that the cutting boards of the distribution (s) of the water chamber (s) of the evaporator (s) are interconnected by a pipe for the passage of gases into the exhaust gas pipe (s), and the pipe boards of the water (s) of the distribution (s) and steam (s) ) the receiving (s) chambers of the evaporator (s) are interconnected by a coil (s) for cooling the combustion products in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) and transferring heat to water and steam moving along this (them) ) to the coil (s). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что змеевики имеют шаг витков, равный двум наружным диаметрам их трубок dн, располагаются в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) один (одни) внутри другого(их) симметрично относительно общей оси змеевиков и со смещением вдоль этой оси на половину шага витков, отличаются эти змеевики между собой наружным диаметром Dн на 2dн, при этом с уменьшением Dн внутренний диаметр трубок dв уменьшается из-за уменьшения длины змеевиков, а шаг между витками сохраняется, чтобы обеспечить образование пара с одинаковой температурой во всех змеевиках.2. The device according to claim 1, characterized in that the coils have a pitch of turns equal to the two outer diameters of their tubes d n , located in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust manifold (s) ( o) one (one) inside the other (s) is symmetrical with respect to the common axis of the coils and with a shift along this axis by half a step of the turns, these coils differ in the outer diameter D n by 2d n , while with a decrease in D n the inner diameter of the tubes d in decreases due to a decrease in the length of the coils, and the step between the turns is preserved so that s to ensure the formation of steam with the same temperature in all coils. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что витки каждого змеевика крепятся между собой изогнутыми и прямыми пластинками сверху и снизу соответственно не менее чем в трех местах равномерно по периметру змеевиков для уменьшения вибрации витков при выпуске газов из выпускных патрубков, при этом эти пластинки располагаются поперек потока наименьшей своей стороной, а наружные диаметры внутренних змеевиков, располагающиеся внутри наружных, уменьшаются не на два наружных диаметра трубок 2dн, а еще на четыре толщины пластины 4f и составляют (Dн-2dн-4f) для того, чтобы внутренние змеевики могли войти внутрь наружных.3. The device according to claim 1, characterized in that the turns of each coil are attached to each other by curved and straight plates on top and bottom, respectively, in at least three places evenly around the perimeter of the coils to reduce vibration of the turns when gases are released from the exhaust pipes, while the plates are located across the flow with their smallest side, and the outer diameters of the internal coils located inside the outer ones are reduced not by two outer diameters of the tubes 2d n , but by another four thicknesses of the plate 4f and are (D n -2d n -4f) so that the internal coils can enter the inside of the outer ones. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что скрепленные между собой витки змеевиков крепятся к корпусу приемной цилиндрической газовой трубы или змеевики крепятся между собой тоже согнутыми пластинками не менее чем в двух местах для уменьшения колебаний змеевиков, при этом эти пластинки располагаются поперек потока наименьшей своей стороной.4. The device according to claim 3, characterized in that the coils connected to each other are attached to the housing of the receiving cylindrical gas pipe or the coils are attached to each other by bent plates at least in two places to reduce the fluctuations of the coils, while these plates are located across the flow its least side. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для подогрева питательной воды, поступающей в распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы) испарителя(ей), применяют экономайзер, в котором эта вода подогревается теплотой отработавшего масла.5. The device according to claim 1, characterized in that for the heating of the feed water entering the distribution (s) of the water (s) chamber (s) of the evaporator (s), an economizer is used in which this water is heated by the heat of the used oil. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что питательный насос обеспечивает подачу воды, подогретой в экономайзере, в распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы) на всех режимах работы.6. The device according to claim 1, characterized in that the feed pump provides the supply of water heated in the economizer to the distribution (s) water (s) chamber (s) in all operating modes. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что содержит регулятор расхода количества воды, поступающей в распределительную(ые) водяную(ые) камеру(ы), на всех режимах работы, управляемого с установленного блока обработки и управления.7. The device according to claim 6, characterized in that it contains a flow rate regulator for the amount of water entering the distribution (s) water chamber (s) in all operating modes controlled from the installed processing and control unit. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выпускные патрубки и приемная(ые) цилиндрическая(ие) газовая(ые) труба(ы) выпускного(ых) коллектора(ов) с ее торцевой(ыми) стенкой(ами) и соединяющие их паропроводы, а также подводящий(ие) водопровод(ы) изготовлены из материалов с низкой теплопроводностью, или их поверхности, теряющие тепло, содержат теплоизоляционное покрытие.8. The device according to claim 1, characterized in that the exhaust pipes and receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust (s) collector (s) with its end (s) wall (s) and the steam pipelines connecting them, as well as the water supply pipe (s) are made of materials with low thermal conductivity, or their surfaces that lose heat contain a thermal insulation coating. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в выпускном газопроводе устанавливают механический клапан, который открывается при снижении и выравнивании давления в приемной цилиндрической газовой трубе выпускного коллектора, при этом проходное сечение клапана и продолжительность его открытия определяют по наименьшей средней температуре газов в выпускном газопроводе, а клапан соединяют трубкой с серединой объема приемной цилиндрической газовой трубы этого коллектора.9. The device according to claim 1, characterized in that a mechanical valve is installed in the exhaust gas pipeline, which opens when the pressure in the receiving cylindrical gas pipe of the exhaust manifold is reduced and equalized, while the valve's bore and its opening time are determined by the lowest average gas temperature in the exhaust gas pipeline, and the valve is connected by a tube to the middle of the volume of the receiving cylindrical gas pipe of this manifold. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в выпускном газопроводе содержится электромагнитный клапан, который управляется в соответствии с порядком работы двигателя и его режимом с установленного блока обработки и управления по наименьшей температуре газов в выпускном газопроводе.10. The device according to claim 9, characterized in that the exhaust gas pipe contains an electromagnetic valve, which is controlled in accordance with the engine operating procedure and its mode from the installed processing and control unit at the lowest gas temperature in the exhaust gas pipe. 11. Устройство парогенератора комбинированного поршневого двигателя внутреннего сгорания содержит в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов) пароперегревательные прямые трубки, соединяющие приемную(ые) и распределительную(ые) паровые камеры пароперегревателя(ей), змеевики в приемной цилиндрической газовой трубе испарителя, соединяющие приемную водяную и распределительную паровую камеры, паропровод(ы), соединяющий(ие) паровую распределительную камеру испарителя с паровой(ыми) приемной(ыми) камерой(амии) пароперегревателя(ей), паропровод(ы) для подвода пара потребителю из распределительной паровой камеры пароперегревателя(ей), а также водопровод для подвода питательной воды в приемную водяную камеру испарителя, при этом трубные доски приемной(ых) паровой(ых) камеры(камер) пароперегревателя(ей) соединены трубой(ами) для прохода газов в приемную цилиндрическую газовую трубу испарителя, а трубные доски приемной водяной камеры испарителя соединены трубой для прохода газов в выпускной газопровод.11. The steam generator device of the combined reciprocating internal combustion engine comprises, in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust manifold (s), steam superheater straight pipes connecting the receiving (s) and distribution (s) steam superheater chambers (s), coils in the receiving cylindrical gas pipe of the evaporator, connecting the receiving water and distribution steam chambers, steam pipe (s) connecting the steam distribution chamber of the evaporator with the steam receiving (s) chamber (s) of superheater (s), steam line (s) for supplying steam to the consumer from the steam distribution chamber of the superheater (s), as well as water supply pipe for supplying feed water to the receiving water chamber of the evaporator, while the tube boards of the receiving (s) steam (s) ) the chambers (chambers) of the superheater (s) are connected by a pipe (s) for passing gases into the receiving cylindrical gas pipe of the evaporator, and the tube boards of the receiving water chamber of the evaporator are connected by a pipe for passing gases into the exhaust gas pipe. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что патрубки выпускного(ых) коллектора(ов) подключены тангенциально к приемной(ым) цилиндрической(им) газовой(ым) трубе(ам) этого(их) коллектора(ов), а труба(ы) для прохода газов из пароперегревателя(ей) в испаритель подключена(ы) тангенциально к приемной цилиндрической газовой трубе испарителя со стороны, противоположной выпуску газов в выпускной газопровод.12. The device according to claim 11, characterized in that the pipes of the exhaust manifold (s) are connected tangentially to the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of this (s) collector (s), and the pipe (s) for the passage of gases from the superheater (s) to the evaporator is connected (s) tangentially to the receiving cylindrical gas pipe of the evaporator from the side opposite to the outlet of gases into the exhaust gas pipeline. 13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что приемная(ые) и распределительная(ые) паровые камеры пароперегревателя(ей) соединены прямыми трубками посредством трубных досок.13. The device according to claim 11, characterized in that the receiving (s) and distribution (s) steam chambers of the superheater (s) are connected by straight tubes by means of tube boards. 14. Устройство по п.11, отличающееся тем, что приемная(ые) и распределительная(ые) паровые камеры пароперегревателя(ей) соединены прямыми трубками с винтовым поперечным наружным оребрением посредством трубных досок.14. The device according to claim 11, characterized in that the receiving (s) and distribution (s) steam chambers of the superheater (s) are connected by straight tubes to the transverse helical external fins by means of tube boards. 15. Устройство по п.11, отличающееся тем, что приемная(ые) и распределительная(ые) паровые камеры пароперегревателя(ей) соединены змеевиками посредством трубных досок.15. The device according to claim 11, characterized in that the receiving (s) and distribution (s) steam chambers of the superheater (s) are connected by coils through pipe boards. 16. Устройство по п.11, отличающееся тем, что выпускные патрубки, приемная(ые) цилиндрическая(ие) газовая(ые) труба(ы) пароперегревателя(ей) и испарителя с торцевыми и наружными цилиндрическими стенками, соединяющие их газопровод и паропровод, а также подводящие водопровод и паропровод изготавливаются из материалов с низкой теплопроводностью или их поверхности, теряющие тепло, покрывают теплоизоляцией.16. The device according to claim 11, characterized in that the exhaust pipes, receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the superheater (s) and the evaporator with end and outer cylindrical walls connecting their gas pipeline and steam pipe, and also the water supply and steam pipelines are made of materials with low thermal conductivity or their surfaces that lose heat are covered with thermal insulation. 17. Устройство по п.11, отличающееся тем, что для подогрева питательной воды содержит экономайзер, в котором эта вода подогревается теплотой отработавшего масла.17. The device according to claim 11, characterized in that for heating the feed water contains an economizer in which this water is heated by the heat of the used oil. 18. Устройство по п.11, отличающееся тем, что для подачи питательной воды в парогенератор применяют насос, обеспечивающий количество подаваемой воды на всех режимах работы двигателя.18. The device according to claim 11, characterized in that for supplying feed water to the steam generator, a pump is used that provides the amount of water supplied in all engine operating modes. 19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что содержит регулятор расхода оптимального количества питательной воды в парогенераторе на всех режимах работы, управляемого с установленного блока обработки и управления (БОУ).19. The device according to p. 18, characterized in that it contains a flow regulator of the optimal amount of feed water in the steam generator in all operating modes, controlled from an installed processing and control unit (BOW). 20. Устройство по п.12, отличающееся тем, что располагаются в патрубках выпускного(ых) коллектора(ов) еще пароперегреватели, содержащие прямые трубки для прохода газов и межтрубное пространство между этими трубками для перегрева пара, а также в выпускном(ых) газопроводе(ах) клапан(ы) перед испарителем для выравнивания давления в приемной(ых) цилиндрической(их) газовой(ых) трубе(ах) выпускного(ых) коллектора(ов), где находятся пароперегревательные поверхности, при этом пароперегреватели, расположенные в выпускном(ых) коллекторе(ах), соединены между собой паропроводом(ами).20. The device according to p. 12, characterized in that in the nozzles of the exhaust (s) collector (s) are still superheaters containing straight tubes for the passage of gases and the annulus between these tubes for steam overheating, as well as in the outlet (s) gas pipeline (s) valve (s) in front of the evaporator to equalize the pressure in the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s) of the exhaust manifold (s) where the superheater surfaces are located, while the superheaters located in the outlet collector (s) connected to waiting for a steam pipe (s). 21. Устройство по п.12, отличающееся тем, что патрубки выпускного коллектора подключены к его(их) приемной(ым) цилиндрической(им) газовой(ым) трубе(ам), где располагаются перегревательные поверхности, тангенциально со стороны, противоположной выпуску газов в испаритель.21. The device according to p. 12, characterized in that the pipes of the exhaust manifold are connected to its (their) receiving (s) cylindrical (s) gas (s) pipe (s), where superheating surfaces are located, tangentially from the side opposite to the gas outlet to the evaporator. 22. Устройство по п.12, отличающееся тем, что патрубки выпускного(ых) коллектора(ов), содержащие пароперегревательные поверхности, подключены тангенциально к приемной(ым) цилиндрической(им) газовой(ым) трубе(ам) этого коллектора со стороны, противоположной выпуску газов в испаритель, где располагаются пароперегревательные поверхности. 22. The device according to p. 12, characterized in that the pipes of the exhaust manifold (s) containing superheater surfaces are connected tangentially to the receiving (s) cylindrical (s) gas (s) of the pipe (s) of this collector from the side, opposite to the release of gases into the evaporator, where superheater surfaces are located.
RU2009139240/06A 2009-10-23 2009-10-23 Steam generator of combined conventional engine (versions) RU2458240C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139240/06A RU2458240C2 (en) 2009-10-23 2009-10-23 Steam generator of combined conventional engine (versions)
PCT/RU2010/000547 WO2011049482A1 (en) 2009-10-23 2010-10-01 Device for steam generator in a combined piston internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139240/06A RU2458240C2 (en) 2009-10-23 2009-10-23 Steam generator of combined conventional engine (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009139240A RU2009139240A (en) 2011-04-27
RU2458240C2 true RU2458240C2 (en) 2012-08-10

Family

ID=43900517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009139240/06A RU2458240C2 (en) 2009-10-23 2009-10-23 Steam generator of combined conventional engine (versions)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2458240C2 (en)
WO (1) WO2011049482A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU191758U1 (en) * 2018-12-28 2019-08-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Reciprocating internal combustion engine with exhaust gas heat recovery

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1200416A (en) * 1967-01-24 1970-07-29 Cockerill Ougree Providence Sa Tubular heat exchangers
SU857634A1 (en) * 1979-07-06 1981-08-23 Предприятие П/Я Г-4285 Steam generator
RU2232914C2 (en) * 2002-02-04 2004-07-20 Открытое акционерное общество "Заволжский моторный завод" Method of operation and design of steam generator of internal combustion piston engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1200416A (en) * 1967-01-24 1970-07-29 Cockerill Ougree Providence Sa Tubular heat exchangers
SU857634A1 (en) * 1979-07-06 1981-08-23 Предприятие П/Я Г-4285 Steam generator
RU2232914C2 (en) * 2002-02-04 2004-07-20 Открытое акционерное общество "Заволжский моторный завод" Method of operation and design of steam generator of internal combustion piston engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU191758U1 (en) * 2018-12-28 2019-08-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Reciprocating internal combustion engine with exhaust gas heat recovery

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011049482A1 (en) 2011-04-28
RU2009139240A (en) 2011-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9593598B2 (en) Steam conditioning system
US11073278B2 (en) Vaporization apparatus
RU2310121C2 (en) Steam generator
US9945554B2 (en) Method of steam generation by spraying water onto a duct within a chamber having divider walls
RU2327084C1 (en) Hot water boiler
RU2458240C2 (en) Steam generator of combined conventional engine (versions)
CN101144612B (en) Skid-mounted type fuel oil supercritical pressure direct-flow gas injection boiler
RU2007102740A (en) METHOD OF OPERATION AND DEVICE OF A COMBINED ENGINE WITH A TWO-PHASE WORKING BODY ON THE BASIS OF A PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE
WO2008010998A2 (en) Splitter valve in a heat regenerative engine
RU2232914C2 (en) Method of operation and design of steam generator of internal combustion piston engine
RU2760544C1 (en) Spiral boiler
CN105953617B (en) A kind of fuse for motor exhaust vaporizer-superheater
CN115183218A (en) Passive steam unit
RU2002103077A (en) METHOD OF OPERATION AND DEVICE OF A PISTON PISTON ENGINE FOR INTERNAL COMBUSTION
RU2715073C1 (en) Combined cycle gas turbine with cooled diffuser
RU2375660C2 (en) Heat recovery unit
JP7212149B2 (en) An assembly that evaporates liquefied gas to provide combustion gases for an engine
KR200362500Y1 (en) Cogeneration system
CN112503981B (en) Method for controlling heating of loop heat pipe system according to temperature
CN112503982B (en) Method for controlling heating of loop heat pipe system according to liquid level
RU181680U1 (en) Marine Recycling Steam Boiler
US10914466B2 (en) Method for operating a heating boiler and heating boiler for carrying out said method (variants)
EP2044365A1 (en) Method of producing steam in a gas tube steam boiler and gas tube steam boiler for implementing said method
FI123092B (en) Soda boiler and method for burning black liquor
CN110186020A (en) The remodeling method of evaporator, the heat recovery boiler for having evaporator and evaporator

Legal Events

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

Effective date: 20131024

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171024