Патент №2232912 - Способ работы и устройство поршневого двигателя внутреннего сгорания с комплексной системой глубокой утилизации теплоты и снижения вредных выбросов в атмосферу

Изобретение предназначено для использования в области машиностроения, в частности в четырехтактных и двухтактных стационарных и транспортных поршневых двигателях внутреннего сгорания с наддувом, сжигающих газовое, легкое жидкое и дизельное топлива. Оно позволяет увеличить мощность двигателя и улучшить его топливную экономичности не менее чем в 1,5 раза, снизить выбросы оксидов углерода, азота и серы, а также сажи – до нуля как в результате глубокой утилизации теплоты продуктов сгорания, так и за счёт снижения коэффициента избытка воздуха до предельно допустимого значения, изменения мощности двигателя включением и выключением цилиндров, конверсии оксидов углерода и азота в диоксиды, а диоксида серы в триоксид и хорошего их растворения в воде, а также благодаря регулированию параметров воздуха, топлива и теплоносителей и применению микропроцессоров управления пуском, работой и остановкой двигателя и управления подачами топлива и воды. Поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит расположенные последовательно вдоль выпускной системы газовый нагнетатель, реактор с катализатором, парогенератор, конденсатор, детандер, влагоотделитель, поверхностный теплообменник и выпускной газопровод, соединенные газопроводами. Газовый нагнетатель повышает давление и плотность газов в выпускной системе и тем самым позволяет значительно уменьшить размеры реактора, парогенератора и конденсатора. Повышение давления увеличивает температуру конденсации водяных паров и повышает растворимость токсичных газов и диоксида углерода в каплях и струях воды в конденсаторе. При этом в реакторе происходит наиболее полная конверсия оксида углерода в диоксид благодаря высоким температуре и давлению продуктов сгорания и наличию паров воды. Газовый нагнетатель приводится расширительной машиной, к которой подводится пар из аккумулятора. Газы, расширяясь в детандере, охлаждаются и совершают работу, которая передается через механическую связь электрогенератору или компрессору. Последний может приводиться двигателем, а расширительная машина передавать этому двигателю избыточную мощность для повышения приемистости и устойчивости работы. Расширительная машина применена еще для запуска двигателя. Образующийся конденсат в воздухоохладителе и конденсаторе собирают в горячей части аккумулятора воды, а воду из влагоотделителя направляют в холодную часть этого аккумулятора. Подают питательную воду из горячей части аккумулятора воды насосом в парогенератор, а пар из этого парогенератора накапливают в аккумуляторе. Его используют не только для привода расширительной машины, но и для подачи в камеры сгорания с целью получения дополнительной работы и снижения образования токсичных веществ. 2 н. и 46 з.п.ф-лы, 4 ил.