СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1. Способ подачи газообразного топлива из тендера в двигатель внутреннего сгорания тепловоза, включающий:
хранение указанного топлива при сверхнизкой температуре в криогенном баке на указанном тендере;
нагнетание указанного топлива из указанного криогенного бака до первого давления;
перевод указанного топлива в газообразное состояние под первым давлением; и
подачу указанного топлива, переведенного в газообразное состояние, в указанный двигатель внутреннего сгорания;
при этом давление паров указанного газообразного топлива лежит в диапазоне 310-575 бар.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он также включает аккумулирование паров указанного газообразного топлива с тем, чтобы можно было уменьшить колебания давления указанного газообразного топлива при изменении режима работы указанного двигателя внутреннего сгорания.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что массовый расход топлива в указанном двигателе внутреннего сгорания лежит в диапазоне 7-600 кг/час, а объем накопленных паров указанного газообразного топлива находится в пределах 50-200 литров.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он также включает получение предупреждения о предстоящих изменениях в режиме работы указанного двигателя внутреннего сгорания и выполнение упреждающей подкачки указанного газообразного топлива с целью повышения указанного давления его паров.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он также включает получение предупреждения о предстоящих изменениях в режиме работы указанного двигателя внутреннего сгорания и повышение скорости нагнетания указанного газообразного топлива для повышения указанного давления паров указанного газообразного топлива.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он также включает получение предупреждения о предстоящих изменениях в режиме работы указанного двигателя внутреннего сгорания и снижение скорости нагнетания указанного газообразного топлива для уменьшения колебаний давления, выходящих за пределы заданного порога.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он также включает перенос отходящего тепла из указанного двигателя внутреннего сгорания в указанное газообразное топливо под указанным первым давлением, в результате чего происходит испарение указанного газообразного топлива.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанное отходящее тепло переносится из охлаждающей жидкости двигателя в жидкий теплоноситель, а указанный жидкий теплоноситель переносит тепло в указанное газообразное топливо под указанным первым давлением.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что он также включает нагрев указанного жидкого теплоносителя с помощью дополнительного источника тепла.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что в качестве указанного дополнительного источника тепла выступает газовый котел или электронагреватель.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что когда в качестве указанного дополнительного источника тепла выступает указанный газовый котел, указанный газовый котел генерирует тепло путем сжигания указанного газообразного топлива, поступающего из указанного криогенного бака.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанного газообразное топливо отводится из указанного криогенного бака.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он также включает сокращение подачи указанных паров газообразного топлива в указанный двигатель внутреннего сгорания по факту снижения указанного давления указанных паров газообразного топлива ниже заданного порогового значения.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве указанного газообразного топлива может быть использован природный газ.
15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он также включает:
подачу воздуха низкого давления из системы подачи сжатого воздуха, расположенной на указанном тепловозе, на указанный тендер;
нагнетание указанного воздуха низкого давления до высокого давления;
подача указанного воздуха высокого давления на указанный тепловоз; и
формирование указанной газовоздушной топливной смеси путем смешивания указанных паров газообразного топлива с указанным воздухом высокого давления на указанном тепловозе.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что указанная газовоздушная топливная смесь подается непосредственно в камеры сгорания указанного двигателя внутреннего сгорания.
17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное газообразное топливо подается на указанный тепловоз в виде газовоздушной смеси; при этом описываемый способ также включает:
подачу воздуха низкого давления из системы подачи сжатого воздуха, расположенной на указанном тепловозе, на указанный тендер;
нагнетание указанного воздуха низкого давления до высокого давления на указанном тендере; и
формирование указанной газовоздушной топливной смеси путем смешивания указанных паров газообразного топлива с указанным воздухом высокого давления на указанном тендере.
18. Способ по п. 15, отличающийся тем, что указанная газовоздушная топливная смесь подается непосредственно в камеры сгорания указанного двигателя внутреннего сгорания.
19. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он также включает:
нагнетание воздуха низкого давления на указанном тепловозе до высокого давления; и
формирование газовоздушной топливной смеси путем смешивания указанных паров газообразного топлива и указанного воздуха высокого давления на указанном тепловозе.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что указанная газовоздушная топливная смесь подается непосредственно в камеры сгорания указанного двигателя внутреннего сгорания.
21. Устройство подачи газообразного топлива из тендера в двигатель внутреннего сгорания на тепловозе, отличающееся тем, что оно включает:
криогенный бак на указанном тендере, предназначенный для хранения указанного газообразного топлива при сверхнизкой температуре;
первый насос для нагнетания указанного газообразного топлива из указанного криогенного бака до первого давления;
первый теплообменник для получения паров указанного газообразного топлива под первым давлением;
трубопровод для подачи указанных паров газообразного топлива из указанного первого теплообменника в указанный двигатель внутреннего сгорания;
датчик давления, функционально связанный с указанным трубопроводом, который предназначен для измерения давления указанных паров газообразного топлива; и
криогенный регулятор, функционально связанный с указанным первым насосом и указанным датчиком давления, и запрограммированный на получение сигналов с указанного датчика давления, отражающих указанное давление указанных паров газообразного топлива, а также на управление указанным первым насосом с целью поддержания указанного давления указанных паров газообразного топлива в пределах 310-575 бар.
22. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что указанный трубопровод имеет такие размеры, которые рассчитаны на скопление паров газообразного топлива в объеме 50-200 литров.
23. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что оно также включает накопитель, соединенный с указанным трубопроводом для накопления паров газообразного топлива.
24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что указанный накопитель характеризуется объемом в пределах 50-200 литров.
25. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что оно также включает регулятор двигателя, предназначенный для управления работой указанного двигателя внутреннего сгорания; при этом указанный регулятор двигателя запрограммирован на передачу предупреждения об изменениях в режиме работы указанного двигателя внутреннего сгорания на указанный криогенный регулятор.
26. Устройство по п. 25, отличающееся тем, что при получении указанного предупреждения указанный криогенный регулятор программируется на изменение состояния указанного первого насоса.
27. Устройство по п. 26, отличающееся тем, что когда указанное предупреждение сообщает о предстоящем повышении массового расхода указанных паров газообразного топлива, указанный криогенный регулятор дает команду указанному первому насосу на увеличение скорости нагнетания.
28. Устройство по п. 26, отличающееся тем, что когда указанное предупреждение сообщает о предстоящем снижении массового расхода указанных паров газообразного топлива, указанный криогенный регулятор дает команду указанному первому насосу на уменьшение скорости нагнетания.
29. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что оно также включает отсечный клапан, установленный между указанным первым теплообменником и указанным трубопроводом; при этом указанный отсечный клапан сокращает объем подачи указанных паров газообразного топлива в указанный трубопровод, когда дифференциальное давление на указанном отсечном клапане достигает заданного порогового значения.
30. Устройство по п. 29, отличающееся тем, что указанный отсечный клапан блокирует подачу указанных паров газообразного топлива по указанному трубопроводу, когда дифференциальное давление на указанном отсечном клапане достигает заданного порогового значения.
31. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что оно также включает:
емкость, содержащую жидкий теплоноситель;
насос для переноса тепла, функционально связанный с указанной емкостью для перекачки указанного жидкого теплоносителя; и
второй теплообменник, в который указанный жидкий теплоноситель под давлением подается указанным насосом для переноса тепла, и который используется для переноса отходящего тепла из жидкости для охлаждения указанного двигателя внутреннего сгорания в указанный жидкий теплоноситель;
при этом указанный жидкий теплоноситель циркулирует по указанному первому теплообменнику, в результате чего происходит испарение указанного газообразного топлива под указанным первым давлением.
32. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что оно также включает дополнительный источник тепла для нагрева указанного жидкого теплоносителя.
33. Устройство по п. 32, отличающееся тем, что указанный дополнительный источник тепла представляет собой газовый котел или электронагреватель.
34. Устройство по п. 33, отличающееся тем, что когда в качестве указанного дополнительного источника тепла выступает указанный газовый котел, то указанный газовый котел генерирует тепло путем сжигания указанного газообразного топлива из указанного криогенного бака.
35. Устройство по п. 34, отличающееся тем, что указанное газообразное топливо представляет собой отходящий газ из указанного криогенного бака.
36. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что оно также включает перекачивающий насос, используемый для указанного перекачки газообразного топлива из указанного криогенного бака с доведением давления газообразного топлива до промежуточного значения, которое ниже значения первого давления; при этом первый насос предназначен для повышения указанного промежуточного давления указанного газообразного топлива до указанного первого давления.
37. Устройство по п. 36, отличающееся тем, что указанный криогенный бак снабжен отверстием, а указанный перекачивающий насос снабжен нагнетательным патрубком и выпускным патрубком; при этом насос указанный перекачивающий насос расположен в указанном отверстии бака таким образом, что указанный нагнетательный патрубок находится внутри указанного криогенного бака.
38. Устройство по п. 36, отличающееся тем, что оно также включает вспомогательную емкость, соединенную с указанным криогенным баком; при этом указанная вспомогательная емкость снабжена отверстием, а указанный перекачивающий насос снабжен нагнетательным патрубком и выпускным патрубком; при этом указанный перекачивающий насос расположен в указанном отверстии бака таким образом, что указанный нагнетательный патрубок насоса находится внутри вспомогательной емкости.
39. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что в качестве указанного газообразного топлива выступает природный газ.
40. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что оно также включает:
систему подачи воздуха низкого давления на указанный тепловоз;
многоступенчатое устройство сжатия на указанном тендере для сжатия указанного воздуха низкого давления до высокого давления;
второй трубопровод, по которому указанный воздух низкого давления подается в указанное многоступенчатое устройство сжатия;
смесительный аппарат на указанном тепловозе для формирования газовоздушной топливной смеси путем смешивания указанного воздуха высокого давления с парами указанного газообразного топлива; и
третий трубопровод, по которому указанный воздух высокого давления подается из указанного многоступенчатого устройства сжатия в указанный смесительный аппарат;
при этом указанная газовоздушная топливная смесь подается непосредственно в камеры сгорания указанного двигателя внутреннего сгорания.
41. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что указанное газообразное топливо подается в указанный тепловоз по указанному трубопроводу в виде газовоздушной топливной смеси; при этом указанное устройство также включает:
систему подачи воздуха низкого давления на указанный тепловоз;
многоступенчатое устройство сжатия на указанном тендере для сжатия указанного воздуха низкого давления до высокого давления;
второй трубопровод, по которому указанный воздух низкого давления подается в указанное многоступенчатое устройство сжатия; и
смесительный аппарат на указанном тендере для формирования указанной газовоздушной топливной смеси путем смешивания указанного воздуха высокого давления с парами указанного газообразного топлива;
при этом указанная газовоздушная топливная смесь подается непосредственно в камеры сгорания указанного двигателя внутреннего сгорания.
42. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что оно также включает:
систему подачи воздуха низкого давления на указанный тепловоз;
многоступенчатое устройство сжатия на указанном тепловозе для сжатия указанного воздуха низкого давления до высокого давления; и
смесительный аппарат на указанном тепловозе для формирования указанной газовоздушной топливной смеси путем смешивания указанного воздуха высокого давления с парами указанного газообразного топлива;
при этом указанная газовоздушная топливная смесь подается непосредственно в камеры сгорания указанного двигателя внутреннего сгорания.