| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2287709
ТЕПЛОТРУБНИЙ ДВИГУН
Ім'я заявника: Державна освітня установа вищої професійної освіти "Курський державний технічний університет" (RU)
Ім'я винахідника: Єжов Володимир Сергійович (RU)
Ім'я патентовласника: Державна освітня установа вищої професійної освіти "Курський державний технічний університет" (RU)
Адреса для листування: 305040, г.Курск, вул. 50 років Жовтня, 94, КурскГТУ, ОІВ, проректору з наукової роботи КДТУ
Дата початку дії патенту: 2005.02.07
Винахід відноситься до теплоенергетики. Теплотрубний двигун містить поміщені в одному корпусі, з'єднані між собою випарну камеру, що знаходиться в контакті з гарячою середовищем, адіабатно-ізоентропную камеру, конденсаційну камеру, що знаходиться в контакті з холодним середовищем, живильний насос і силову турбіну. Винахід дозволяє підвищити ефективність теплового двигуна.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до теплоенергетики і може бути використано для утилізації вторинних теплових енергоресурсів і низькопотенційної теплової енергії природних джерел, а саме для трансформації теплової енергії в механічну.
Відома паротурбінна установка, що містить парову турбіну, конденсатор, з'єднаний із зливним і напірним трубопроводами та по конденсату з конденсатні насосом, циркуляційні насоси і тепловий акумулятор [1].
Недоліком відомої паротурбінної установки є неможливість при її експлуатації використання вторинних теплових енергоресурсів і природних джерел низько потенційного тепла.
Більш близьким до пропонованого винаходу є пристрій (тепловий двигун) для утилізації тепла вогнетехнічного агрегату, що містить послідовно з'єднані між собою парогенератор (випарну камеру), підключений до вогнетехнічного агрегату (гарячої середовищі), силову турбіну, конденсатор (конденсаційну камеру), живильний насос, підігрівач і повітряний теплообмінник [2].
Основними недоліками відомого пристрою (теплового двигуна) є неможливість утилізації низькопотенційних вторинних теплових енергоресурсів, теплових ресурсів природних джерел, громіздкість конструкції і неможливість роботи при зміні орієнтації в просторі, що звужує область його застосування і, в кінцевому рахунку, знижує його ефективність.
Технічний результат, на досягнення якого спрямована винахід, є підвищення ефективності теплового двигуна.
Технічний результат досягається тим, що в теплотрубном двигуні (ТТД), що містить послідовно з'єднані між собою випарну камеру, що знаходиться в контакті з гарячою середовищем, силову турбіну, конденсаційну камеру, що знаходиться в контакті з холодним середовищем, живильний насос, испарительная камера, силова турбіна, конденсаційна камера, живильний насос поміщені в один корпус, испарительная камера виконана з торцевою стінкою, внутрішня поверхня якої забезпечена канавками і покрита тонким шаром пористого матеріалу, і з покритими зсередини гнітом бічними стінками і глухою перегородкою з увігнутим перфорованим сепараційним елементом, якої відокремлена від покритої зсередини гнітом адіабатно-ізоентропной камери, причому через її бічні стінки і шари гніту наскрізь пропущений вал, на який насаджено колесо силовий турбіни з лопатками, сполученої з випарної камерою через парове сопло, поєднане зі стикувальній кромкою увігнутого перфорованого сепарационного елемента глухий перегородки, а через патрубок мятого пара - з конденсаційної камерою, бічні стінки якої і покриті гнітом, що є продовженням гніту адіабатно-ізоентропной камери, при цьому один кінець вала силової турбіни з'єднаний з робочим органом, а на інший насаджений ротор живильного насоса, який всмоктуючим отвором сполучається з резервуаром робочої рідини, виконаним у формі циліндричної труби, розміщеної в товщі гніту, а напірним трубопроводом, забезпеченим на кінці форсункою, повідомляється з випарної камерою.
 |
На кресленні представлений пропонований теплотрубний двигун (ТТД). ТТД складається з корпусу 1, всередині якого по ходу руху пара розташовані испарительная камера 2, відокремлена глухою перегородкою 3 з увігнутим перфорованим сепараційним елементом 4, бічні стінки якої і глуха перегородка 3 покриті гнітом 5, а внутрішня поверхня торцевої стінки забезпечена канавками 6 і покрита пористим матеріалом 7. адіабатне-ізоентропная камера 8 і покрита зсередини гнітом 9, відокремленим від гніту 5 глухою перегородкою 3. Через бічні стінки адіабатно-ізоентропной камери 8 і шари гніту 9 наскрізь пропущений вал 10, на який насаджено колесо 11 турбіни з лопатками 12. Турбіна 13 повідомляється з випарної камерою 2 через парове сопло 14, поєднане зі стикувальній кромкою увігнутого перфорованого сепарационного елемента 4 і глухий перегородки 3. через патрубок м'яту пару 15 турбіна 13 повідомляється з конденсаційної камерою 16, внутрішня поверхня стінок якої покрита тим же гнітом 9. Один кінець вала 10 з'єднаний з робочим органом (не показаний), а на іншій насаджений ротор 17 живильного насоса 18, який всмоктуючим отвором сполучається з резервуаром робочої рідини 19, що представляє собою порожнину в формі циліндричної труби, розміщеної в ґноті 9 і сполученої з ним через пори в зовнішньої поверхні, по центральній осі якого проходить вал 10, а з випарної камерою 2 живильний насос 18 з'єднаний напірним трубопроводом 20, забезпеченим форсункою 21. В основі роботи пропонованого ТТД лежить основний цикл паросилова установки - цикл Ренкіна, згідно з яким позитивна робота розширення пари в турбіні значно перевищує негативну роботу насоса зі стиснення конденсату [3, с.117], і висока ефективність передачі теплоти в теплових трубах, які діляться на три ділянки: зону випаровування (підведення теплоти), адіабатне зону (перенесення теплоти) і зону конденсації (відведення теплоти), покритих зсередини гнітом і частково заповнених робочою рідиною - переносником теплоти, в якості якої використовуються вода, спирти, хладони, рідкі метали т. д. [4, с.106]. |
ТТД працює наступним чином
Попередньо, перед початком роботи з камер 2, 8, 16 ТТД видаляють повітря і окремо закачують робочу рідину, яку вибирають в залежності від температурного потенціалу холодної та гарячої середовищ, в випарну камеру 2 і спільно в адіабатно-ізоентропную і конденсаційну камери 8 і 16 відповідно (штуцери для видалення повітря і подачі робочої рідини не показані) в кількості, достатній для заповнення обсягу пір гнотів 5 і 9, покриття 7 і канавок 6, резервуара робочої рідини 19 і насоса 18 з напірним трубопроводом 20, після чого корпус 1 ТТД встановлюють таким чином, щоб испарительная камера 2 контактувала з гарячою середовищем, а конденсаційна камера 16 - з холодною. В результаті нагрівання торця випарної камери 2 відбувається випаровування робочої рідини в канавках 6 пористому матеріалі 7, який запобігає утворенню парової плівки на внутрішній поверхні торця і таким чином інтенсифікує процес випаровування [5, с.22], утворюється пара, створюється тиск в випарної камері 2 , отриманий пар, проходячи через увігнутий перфорований сепараційний елемент 4, звільняється від буря крапель робочої рідини і через сопло 14 поступає на лопатки 12 колеса силовий турбіни 11, обертаючи його спільно з валом 10, який повідомляє обертальний рух ротора 17 живильного насоса 18 і крутний момент М на робочому кінці вала 10, в результаті чого в корпусі турбіни 13 відбувається ізоентропное теплопаденіе пара з одночасним зниженням його температури і тиску [3, с.331], після чого відпрацьована пара через патрубок м'яту пару 15 потрапляє в конденсаційну камеру 16, тиск в якої значно менше, ніж в випарної камері 2, конденсується там за рахунок контакту зовнішньої поверхні камери 16 з холодним середовищем, після чого утворився конденсат всмоктується порами гніту 9 і під впливом капілярних сил і розрідження, створюваного насосом 18, адіабатно [5, с.106 ] транспортується в резервуар робочої рідини 19, звідки насосом 18 через напірний трубопровід 20 і форсунку 21 під тиском, величина якого визначається робочим тиском пари в випарної камері 2, робоча рідина розбризкується по поверхні пористого матеріалу 7, поглинається їм, надходить в канавки 6, де відбувається вищеописаний процес випаровування, пар звільняється від крапель робочої рідини на сепараційному елементі 4 і далі через сопло 14 потрапляє на лопатки силовий турбіни 12, а краплі робочої рідини, велика частина яких за рахунок кривизни сепарационного елемента 4 відкидається на поверхню гніту 5, поглинаються їм і спільно з не випарувався, краплями, які надходять з форсунки 21, за рахунок капілярних сил рухаються в випарну частина камери 2, як у звичайній тепловій трубі.
Таким чином, ТТД забезпечує можливість отримання механічної енергії за рахунок утилізації вторинних теплових енергоресурсів різного потенціалу (енергії скидних вод, газів, що відходять і т.д.), теплових ресурсів природних джерел (енергії сонця, води і т.д.) при будь-якої орієнтації в просторі, що забезпечує його високу ефективність в самих різних ситуаціях.
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
А.с. №1574842, мкл. F 01 К 17/04, 1990.
А.с. №769038, мкл. F 01 K 17/06, 1980.
І.Н.Сушкін. Теплотехніка. - М .: Металургія, 1973, 480 с.
В.В.Харітонов і ін. Вторинні теплоенергоресурси і охорона навколишнього середовища. - Мінськ: Вища. школа, 1988, 170 с.
Теплові труби і теплообмінники: від науки до практики. Збірник наук. тр. - М., 1990, 157 с.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Теплотрубний двигун, що містить послідовно з'єднані між собою випарну камеру, що знаходиться в контакті з гарячою середовищем, силову турбіну, конденсаційну камеру, що знаходиться в контакті з холодним середовищем, живильний насос, що відрізняється тим, що испарительная камера, силова турбіна, конденсаційна камера, живильний насос поміщені в один корпус, испарительная камера виконана з торцевою стінкою, внутрішня поверхня якої забезпечена канавками і покрита тонким шаром пористого матеріалу, і з покритими зсередини гнітом бічними стінками і глухою перегородкою з увігнутим перфорованим сепараційним елементом, якої відокремлена від покритої зсередини гнітом адіабатно-ізоентропной камери, через бічні стінки і шари гніту якої наскрізь пропущений вал, на який насаджено колесо силовий турбіни з лопатками, сполученої з випарної камерою через парове сопло, поєднане зі стикувальній кромкою увігнутого перфорованого сепарационного елемента глухий перегородки, а через патрубок м'яту пару - з конденсаційної камерою, бічні стінки якої і покриті гнітом, що є продовженням гніту адіабатно-ізоентропной камери, при цьому один кінець вала силової турбіни з'єднаний з робочим органом, а на інший насаджений ротор живильного насоса, який всмоктуючим отвором сполучається з резервуаром робочої рідини, виконаним у формі циліндричної труби, розміщеної в товщі гніту, а напірним трубопроводом, забезпеченим на кінці форсункою, повідомляється з випарної камерою.
Версія для друку
Дата публікації 27.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.