Способ работы газобаллонной установки двигателя внутреннего сгорания и газобалонная установка

(51) 5 ЕН ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Одесский технологический институт халс)дильной промышленности(54) СПОСОБ РАБОТЫ ГАЗОБАЛЛОННОЙУСТАНОВКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГОС ОРАНИЯ И ГАЗОБАЛЛОННАЯ УСТАНЗВКА(57) Использование: машиностроение, в частности газобаллонные установки двигателя внутреннего сгорания, позволяющиепвысить экономичность их эксплуатации,Сущность изобретения; установка содержитга)овый баллон из теплопроводной гильзы1, горловины 2, днища 3, снабженного дренажным вентилем 4. Съемная горловина 2 связана с редуктором 5 и вентилем 6. Гильза помещена в рубашку, снабженную спиральными перегородками, входным и выходным вентилями 9 и 10 соответственно. Двигатель 13 соединен трубопроводом 14 через вентили 6 и редукторы 5.с баллонами, трубопроводом 15 и вентилями 9 и 10 через трубопровод 16 - с выводом продуктов сгорания, а трубопроводом 17 вентилями 9, трубопроводом 18, вентилями 10 - с системойохлаждения двигателя. В разрыв трубопровода 14 установлен карбюратор 23. Заправляемый в баллоны газ переводят в состояние газовых гидратов. При работе газобаллонной установки подводят тепло от. охлаждения двигателя или продуктов сгорания к гидратам, проводят разложение их и используют выделяющийся при атом газ в качестве топлива для привода двигагеля. 2 с, и 1 з.п,ф-лы, 2 ил,щена в рубашку 7, снабженную спиральными перегородками 8 и входным и выходнымя вентилями 9 и 10 соответственно, Кроме тоо го, баллон снабжают манометрами 11 и 12.5 Двигатель внутреннего сгорания 13 соединен трубопроводом 14 через вентили 6 иредукторы 5 с баллонами 1, трубопроводом15 и вентилями 9 и 10 через трубопровод 16о и выводом продуктов сгорания, а трубопро 10 водом 17, вентилями 9, трубопроводом 18.вентилями.10 с системой охлаждения двигае. теля параллельно радиатору 19, подключенному через вентили 20 и 21, Трубопровод 15через вентиль 22 соединен с трубопроводомй 15 16. В разрыв трубопровода 14 установленкарбюратор 23.Для примера рассмотрен случай снабо жения газобаллонной установки двигателявнутреннего сгорания четырьмя баллонами20 таким образом, что два баллона через рух башку подключены к системе вывода продуктов сгорания, а два других к водянойсистеме охлаждения двигателя,о Газобаллонная установка двигателявнутреннего сгорания, автомобиля работает следующим образом.На заправочной станции природный газсмешивают с водой и при давлении 1-5,0МПа и температуре 273293 К образуют- 30 газовые гидраты. Теплоту образования газовых гидратов отводят с помощью холом дильной машины, производящей холод наи температурном уровне 265-283 К, либо холодом окружающей среды - холодной водой,- 35 воздухом (в холодное время года). Затемв газогидратную суспензию прессуют, выжимают воду из гидратной массы и опрессованный гидратный блок цилиндрическойя . формы, соответствующий внутреннему диа метру гильзы баллона 1, помещают в бал. лон, после чего закрывают дренажныйвентиль 4 и баллон 1 герметизируют сьемной горловиной 2, Заправленные таким оба разом баллоны 1 ставят на автомобиль,Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам работы газобаллонных установок двигателвнутреннего сгорания и устройствам для егосуществления и позволяет улучшить топливную экономичность газобаллонных устаневок,Уже известен способ работы газобаллонной установки двигателя внутреннегсгорания, заключающийся в заправке баллойов газом, подачи газа в двигатель с по" .фследующИм его сжиганием. Известно такжустройство:для осуществления этого способа работы газобаллонной установки, содержащее по меньшей мере один газовыбаллон с рубашкой, днищем и горловинойдренажный, входной и выходной вентили.Недостаткам известного техническогрешения являются большие эксплуатационные расходы, связанные с необходимостьюснабжения газобаллонных заправочныстанций дорогостоящими установками сжатия газа до высокого давления или глубокого охлаждения, и сжижения газа, чтобуславливает высокие капитальные и энергетические затраты,Цель изобретения - повышение экономичности газобаллонной установки двигателя внутреннего сгорания.Указанная цель достигается тем, что заправляемый в баллоны газ переводят в состояние газовых гидратов путеконтактирования этого газа при давлени1,0-5,0 МПа с водой при температуре 273293 К, а подачу газа в двигатель осуществляют при плавлении гидратонепосредственно в баллоне за счет подвода тепла.Газобаллонная установка двигателвнутреннего сгорания гильза баллона вь(полнена теплопроводной, горловина-съемной, рубашка снабжена перегородкамирасположенными с шагом 20-30 мм, входным и выходным вентилями и подключенчерез последние к системе охлаждения двигателя, дренажный вентиль размещен наднище баллона и сообщен с атмосферой, арубашка части баллонов сообщена с системой выпуска продуктов сгорания двигателяили системой охлаждения.На фиг,1 изображена принципиальнаясхема конструктивного выполнения газового баллона; на фиг,2 - схема подключениягазовых баллонов к двигателю автомобиля.Газовый баллон состоит из теплопроводной гильзы 1, с одной стороны которойрасположена съемная горловина 2, а с другой днище 3, снабженное дренажным вентилем 4. Съемная горловина 2 связана средуктором 5 и вентилем 6, Гильза 1 поме 45 соединив всасывающую полость камер сгорания двигателя через трубопровод 14 с баллонами 1 через вентили 6, а с помощью вентилей 9 и 10 часть баллонов (в рассматриваемом примере два нижних) соединяют 50 с системой охлаждения двигателя трубопроводами 17 и 18, а остальные баллоны верхние) через трубопровод 15, вентили 9 и 10 соединяют с трубопроводом 16 вывода продуктов сгорания и воду, циркулирующую в 55 контуре охлаждения двигателя, направляютв рубашку 7 через вентиль 9 (в верхние баллоны направляют продукты сгорания, для чего открывают вентили 9 и 10 соответствующего баллона 1 и закрывают вентиль 22, внижние баллоны направляют воду.1795140 циркулирующую в системе охлаждения двигателя, для чего открывают вентили 9 и 10 соответствующего баллона и закрывают вентили 20 и 2, отключая тем самым радиатор 19 из си с 1 емы охлаждения двигателя, при этом гильзы баллонов нагревают до 293-303 К, гидраты в баллоне разлагают на газ и воду, давление в баллоне повышается до 3-10 МПа(в зависимости от состава природного газа, 10переведенного в гидраты, и температурыгильзы) и газ через редуктор 5, вентиль 6 икарбюратор 23 подают в цилиндры двигателя 13 для сгорания. Количество газа, подаваемого в двигатель, регулируется 15мЬщностью теплоподвода к гильзам баллона. При малых нагрузках двигателя продукты сгорания можно сбрасывать ватмосферу, минуя баллон, для чего закрывают вентиль 9 и открывают вентиль 22, либо 20часть циркулирующей в системе охлаждения двигателя направляют в радиатор 19,открывая вентили 20 и 21 и сбрасывают теплб охлаждения двигателя в окружающуюсреду, Регулируя величину открытия вентилей 20 и 9, перераспределяют расходы воды, циркулирующей через радиатор 19 ичерез рубашку 7 баллона.Спиральные перегородки 8 обеспечивают более высокий коэффициент теплоотдачИ вследствие высоких скоростейцИркуляции теплоносителя. Шаг их выбранс учетом противоречивых требований достаточно длительного времени циркуляциитеплоносителя, его высокой скорости и не 35слишком значительного гидравлическогосойротивления щели,После плавления всех гидратов и расходования всего газа в баллоне остается вода,которую сливают через дренажный вентиль 404 обычно на станции заправки. На местопустого баллона 1 на газобаллонной станциИ ставят новый заряженный гидратамибаллон,При отсутствии газобаллонной станции 45заправку части, либо всех баллонов осуществляют непосредственно на автомобиле,Формула изобретения 1, Способ работы газобаллонной установки двигателя внутреннего сгорания, заклЮчающийся в заправке баллонов газом, подаче газа в двигатель с последующим его сжиганием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности эксплуатации, заправляемый в баллоны газ переводят в состояние газовых гидратов путем контактирования этого газа при давлении не снимая пустых баллонов и не выливая воду плавления предыдущей порции гидратов, Для этой операции вентиль 4 подсоединяют к источнику газа,имеющего давление величиной 1,0-5,0 МПа. Вентилями 9 и 10 соединяют баллон 1 с системой циркуляции холодной воды с температурой 273-293 К, Закономерность заправки такова: чем выше имеющееся давление заправляемого газа и чем больше тяжелых компонентов в газе - пропана, этана, бутана, тем теплее может быть вода. При закрытом вентиле 6 через дренажный вентиль 4 подают газ, а через вентили 9 и 10 прокачивают охлажденную воду. При контакте газа с водой, находящейся в баллоне, образуются газовые гидраты. Теплота образования отводится холодной водой, циркулирующей между гильзой и рубашкой баллона, Баллон вэтом случае работает как кристаллизатор гидратов на заправочной станции. Через некоторое время (5-20 мин) баллон заполняется гидратной массой (причем, чем ниже температура холодной воды, чем выше давление газа и чем больше в газе тяжелых компонентов - зтана, пропана, тем время заправки меньше). Затем вентиль 4 закрывают, рубашку 7 отсоединяют от линии холодной воды и подсоединяют к линии теплоносителя (продуктов сгорания или водяной системе охлаждения двигателя) вентиль 6 открывают и установка продолжает работать как описано выше. Единственное отличие заправки на газобаллонной станции и вне ее состоит в том, что во втором случае в баллоне находится не спрессованная гидратная масса, содержащая в межкристаллических пустотах до 50,0 ф воды (спрессованные гидраты имеют воду между кристаллами 5-10), что приводит к меньшей (в два раза) массе аккумулированного газа, Однако, несмотря на этот недостаток, можно производить дозаправку не на газобаллонной станции, а практически при наличии любого источника газа среднего давления (1,0-5,0 МПа) и холодной воды (273-293 К),15 МПа с водой при температуре 273-293 К, а подачу газа в двигатель осуществляют при плавлении гидратов непосредственно в баллоне за счет подвода к нему тепла.2. Газобаллонная установка двигателя внутреннего сгорания, содержащая по меньшей мере один газовый баллон с рубашкой, днищем и горловиной, дренажный, входной и выходной вентили, о т л и ч а ю1795140 Составитель В, ЕроховТехред М.Моргентал Корректо едакт пп Тиражвенного комитета по 113035, Москва, ЖЗаказ 415 ВНИИПИ Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагари щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности эксплуатации, гильза баллона выполнена теплопроводной, горловина - съемной, рубашка снабжена перегородками, расположенными с шагом 20-30 мм, входным и выходным вентилем и подключена черев яоследние к системе охлаждения,а дро;ажный вентиль размещен на днищебаллона и сообщен с атмосферой,3, Установка по п.2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что рубашка части баллонов сообщена с системой выпуска продуктов сгорания двигателя или системой охлаждения,Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ Саушская наб., 4/5