| 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 / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2280777
ЕНЕРГЕТИЧНА УСТАНОВКА ДЛЯ ОДНОЧАСНОЇ ВИРОБКИ
ТЕПЛОВОЇ ТА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
Ім'я винахідника: Сайданов Віктор Олегович (RU); Агафонов Олександр Миколайович (RU); Антипов Михайло Олександрович (RU); Олійник Микола Іванович (RU)
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю "Енергетичний центр" Президент-Нева "(RU)
Адреса для листування: 191040, Санкт-Петербург, а / с 40, О.Л. Сандігурскому
Дата початку дії патенту: 2005.01.18
Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до установок для автономного електро- і теплопостачання споживачів об'єктів, де відсутні можливості подачі теплової та електричної енергії від зовнішнього енергосистеми. В енергетичній установці для спільного вироблення електричної і теплової енергії, що містить електричний генератор з приводом від двигуна внутрішнього згоряння, що має системи: охолодження моторного масла, охолодження блоку циліндрів, наддуву, газовихлопу, кожна система має теплообмінник-утилізатор теплоти, при цьому система охолодження моторного масла включена між першим виходом двигуна і його першим входом, система охолодження блоку циліндрів включена між другим виходом і другим входом двигуна, система наддуву приєднана до третього входу двигуна, а система газовихлопу приєднана до третього виходу двигуна, теплообмінники-утилізатори теплоти системи наддуву і системи охолодження моторного масла послідовно включені в систему охолодження блоку циліндрів двигуна, в яку між другим виходом двигуна і її теплообмінником-утилізатором теплоти включений терморегулювальний клапан, який має один вхід і два виходи, причому до другого виходу двигуна підключений вхід терморегулюючого клапана, а його перший вихід з'єднаний з теплообмінником -утілізатором теплоти системи охолодження блоку циліндрів, при цьому установка забезпечена додатковим теплообмінником, включеним між теплообмінниками-утилізаторами теплоти системи наддуву і системи охолодження блоку циліндрів, між додатковим теплообмінником і теплообмінником-утилізатором теплоти системи наддуву включений циркуляційний насос, причому з теплообмінником-утилізатором теплоти системи наддуву з'єднаний вихід циркуляційного насоса, а з додатковим теплообмінником з'єднаний його вхід, до якого підключений другий вихід терморегулюючого клапана, при цьому додатковий теплообмінник забезпечений системою примусового охолодження з приводом, забезпеченим блоком управління, з'єднаним з датчиком температури системи охолодження блоку циліндрів. Винахід забезпечує необхідний відвід тепла від ДВС при будь-яких експлуатаційних режимах і підвищення ефективності і надійності установки.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до установок для автономного електро- і теплопостачання споживачів об'єктів, де відсутні можливості подачі теплової та електричної енергії від зовнішнього енергосистеми.
Відома енергетична установка для спільного вироблення електричної і теплової енергії, яка містить електричний генератор з приводом від двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), що має систему газовихлопу, в якій встановлений теплообмінник-утилізатор теплоти відпрацьованих газів ДВС (SU 1760147 A1).
Недоліком цієї установки є її низька економічність, так як в ній не утилізується теплота, відведена з моторним маслом, охолоджувальною рідиною блоку циліндрів і наддувочного повітря.
Відома енергетична установка для спільного вироблення електричної і теплової енергії, яка містить електричний генератор з приводом від ДВС, що має системи газовихлопу і охолодження блоку циліндрів, в яких встановлені теплообмінники-утилізатори теплоти відпрацьованих газів і охолоджуючої рідини (SU 1560763 A1).
Недоліком відомої установки є її низька економічність, з огляду на те, що в ній не утилізується теплота, відведена з моторним маслом і надувочного повітрям.
Відома і енергетична установка для спільного вироблення електричної і теплової енергії, яка містить електричний генератор з приводом від ДВС, що має системи: охолодження моторного масла, охолодження блоку циліндрів, наддуву і газовихлопу, в яких встановлені теплообмінники-утилізатори теплоти, при цьому система охолодження моторного масла включена між виходом двигуна і його входом, система охолодження блоку циліндрів включена між іншим виходом і іншим входом двигуна, система наддуву приєднана до наступного входу двигуна, а система газовихлопу приєднана до наступного виходу двигуна (RU 2171913).
Дане технічне рішення прийнято за прототип винаходу.
Відома установка не забезпечує достатнього охолодження блоку циліндрів ДВС, наддувочного повітря і моторного масла через відсутність відповідного тепловідведення при високих температурах або малих витратах теплоносія зовнішньої теплової мережі споживачів теплоти. В результаті виникає перегрів ДВС і відповідно знижуються ефективність вироблення енергії і надійність установки.
В основу винаходу покладено вирішення завдання забезпечення необхідного відведення тепла від ДВС при будь-яких експлуатаційних режимах і тим самим підвищення ефективності і надійності установки.
Згідно винаходу ця задача вирішується за рахунок того, що в енергетичній установці для спільного вироблення електричної і теплової енергії, що містить електричний генератор з приводом від двигуна внутрішнього згоряння, що має системи: охолодження моторного масла, охолодження блоку циліндрів, наддуву, газовихлопу, кожна система має теплообмінник -утілізатор теплоти, при цьому система охолодження моторного масла включена між першим виходом двигуна і його першим входом, система охолодження блоку циліндрів включена між другим виходом і другим входом двигуна, система наддуву приєднана до третього входу двигуна, а система газовихлопу приєднана до третього виходу двигуна, теплообмінники-утилізатори теплоти системи наддуву і системи охолодження моторного масла послідовно включені в систему охолодження блоку циліндрів двигуна, в яку між другим виходом двигуна і її теплообмінником-утилізатором теплоти включений терморегулювальний клапан, який має один вхід і два виходи, причому до другого виходу двигуна підключений вхід терморегулюючого клапана, а його перший вихід з'єднаний з теплообмінником-утилізатором теплоти системи охолодження блоку циліндрів, при цьому установка забезпечена додатковим теплообмінником, включеним між теплообмінниками-утилізаторами теплоти системи наддуву і системи охолодження блоку циліндрів, між додатковим теплообмінником і теплообмінником-утилізатором теплоти системи наддуву включений циркуляційний насос, причому з теплообмінником-утилізатором теплоти системи наддуву з'єднаний вихід циркуляційного насоса, а з додатковим теплообмінником з'єднаний його вхід, до якого підключений другий вихід терморегулюючого клапана, при цьому додатковий теплообмінник забезпечений системою примусового охолодження з приводом, забезпеченим блоком управління, з'єднаним з датчиком температури системи охолодження блоку циліндрів.
 |
Заявником не встановлені технічні рішення, тотожні заявленому винаходу, що дозволяє зробити висновок про його відповідність критерію «новизна». Завдяки реалізації характерних ознак винаходу енергетична установка набуває важливого нову властивість, яке полягає у встановленні суворої взаємозв'язку ступеня охолодження блоку циліндрів ДВС, моторного масла і наддувочного повітря з витратою і температурою теплоносія зовнішньої теплової мережі споживачів теплоти. В результаті виключається перегрів ДВС і, відповідно, підвищуються ефективність вироблення енергії і надійність установки. Заявником не виявлені які-небудь джерела інформації, що містять відомості про вплив заявлених відмітних ознак на який досягається внаслідок їх реалізації технічний результат. Це, на думку заявника, свідчить про відповідність даного технічного рішення критерію «винахідницький рівень». |
Енергетична установка для спільного вироблення електричної і теплової енергії містить електричний генератор 1 з приводом 2, який з'єднує його з двигуном 3 внутрішнього згоряння, наприклад дизелем. Двигун 3 має системи: охолодження моторного масла, охолодження блоку циліндрів, наддуву і газовихлопу; система охолодження моторного масла має теплообмінник-утилізатор теплоти 4, система охолодження блоку циліндрів дизеля має теплообмінник-утилізатор теплоти 5; система наддуву має теплообмінник-утилізатор теплоти 6 з повітрозабірником 7, система газовихлопу має теплообмінник-утилізатор теплоти 8; система охолодження моторного масла включена між першим виходом двигуна 3 і його першим входом; система охолодження блоку циліндрів двигуна включена між другим виходом і другим входом двигуна; система наддуву приєднана до третього входу двигуна, а система газовихлопу приєднана до третього виходу двигуна; теплообмінники-утилізатори теплоти 4 і 6, відповідно системи наддуву і системи охолодження моторного масла, послідовно включені в систему охолодження блоку циліндрів двигуна, в яку між другим виходом двигуна і її теплообмінником-утилізатором теплоти 5 включений теплорегулюючі клапан 9, який має один вхід і два виходу; до другого виходу двигуна 3 підключений вхід терморегулюючого клапана 9, а його перший вихід з'єднаний з теплообмінником 5; установка забезпечена додатковим теплообмінником 10, включеним між теплообмінниками-утилізаторами теплоти 6 і 5 систем наддуву і охолодження блоку циліндрів; між додатковим теплообмінником 10 і теплообмінником-утилізатором теплоти 6 системи наддуву включений циркуляційний насос 11, причому з теплообмінником 6 з'єднаний вихід циркуляційного насоса 11, а з теплообмінником 10 - вхід насоса 11; до цього входу підключений другий вихід терморегулюючого клапана 9. Теплообмінник 10 забезпечений системою примусового охолодження; в конкретному прикладі ця система включає вентилятор 12 з приводом - електродвигуном 13; електродвигун 13 забезпечений блоком 14 управління, який представляє собою механізм включення - виключення, електрично з'єднаний з двигуном, наприклад, реле; блок 14 з'єднаний з датчиком 15 температури системи охолодження блоку циліндрів. В системі газовихлопу між двигуном 3 і теплообмінником-утилізатором теплоти 8 є запірно-регулюючий орган (ЗРО) 16. Викид відпрацьованих газів від двигуна в атмосферу здійснюється через ЗРО 17. Споживачі електричної енергії підключаються до генератора 1 через комутаційне пристрій 18.
ВСТАНОВЛЕННЯ працює наступним чином
Можливі три режими функціонування:
1) режим запуску і прогріву двигуна;
2) режим спільного вироблення електричної і теплової енергії для потреб споживачів;
3) режим вироблення електричної енергії з відведенням теплоти наддувочного повітря, моторного масла, охолоджувальної рідини блоку циліндрів через додатковий теплообмінник в навколишнє середовище.
Режим функціонування №1
При запуску і прогріванні двигуна комутаційне пристрій 18 відключено, і генератор 1 не виробляє електричну енергію. При цьому і закритий ЗРО 16 і відкритий ЗРО 17, і відпрацьовані гази двигуна 3 викидаються в атмосферу. В системі охолодження блоку циліндрів закритий перший і відповідно відкрито другий вихід терморегулюючого клапана 9, і вся рідина системи охолодження блоку циліндрів після двигуна надходить на вхід циркуляційного насоса 11, який подає її через підключення послідовно теплообмінники-утилізатори 6 і 4 на вхід двигуна, при цьому теплообмінник-утилізатор 5 відключений від зовнішньої теплової мережі споживачів теплоти. Після досягнення температурою рідини на виході з двигуна значення нижньої межі, встановленого підприємством-виробником (наприклад, 75 ° С), установка переходить в режим функціонування №2.
Режим функціонування №2
Комутаційне пристрій 18 включено, генератор 1 виробляє електричну енергію для живлення споживачів. ЗРО 17 закрито, а ЗРО 16 відкрито, і відпрацьовані гази двигуна 3 надходять в теплообмінник-утилізатор 8. У системі охолодження блоку циліндрів закритий другий і відповідно відкритий перший вихід терморегулюючого клапана 9, і вся рідина системи охолодження блоку циліндрів після двигуна надходить на вхід терморегулюючого клапана 10, у якого відповідно закритий перший і відкрито другий вихід, через який рідина надходить в теплообмінник-утилізатор 5, де охолоджується, нагріваючи теплоносій зовнішньої теплової мережі споживача теплоти. Охолоджена рідина насосом 11 подається послідовно в додатковий теплообмінник 10, система примусового охолодження якого відключена і теплообмінники-утилізатори 6 і 4, де охолоджує надходить через повітрозабірник 7 і стислий в агрегаті наддуву (не показаний) наддувочного повітря і виходить з двигуна 3 моторне масло, після чого надходить на вхід двигуна 3. теплообмінне 5 підключений до зовнішньої теплової мережі споживачів теплоти. При цьому «холодний» теплоносій зовнішньої теплової мережі проходить послідовно через теплообмінники-утилізатори 5 і 8, де нагрівається до розрахункової температури теплової мережі, охолоджуючи відповідно рідина системи охолодження блоку циліндрів і відпрацьовані гази двигуна 3, які після охолодження викидаються в атмосферу. Таким чином, установка виробляє і теплову енергію для споживачів теплоти. При зміні розрахункового режиму роботи споживачів теплоти (зменшенні тепловідведення), коли зменшується витрата або зростає температура теплоносія зовнішньої теплової мережі до значень, що не забезпечують нормальне охолодження рідини системи охолодження блоку циліндрів, починає збільшуватися температура рідини на виході з двигуна 3. Після досягнення температурою рідини на виході з двигуна значення верхньої межі, встановленого підприємством-виробником (наприклад, 95 ° С), установка переходить в режим функціонування №3.
Режим функціонування №3. Комутаційне пристрій 16 включено, генератор 1 виробляє електричну енергію для живлення споживачів. ЗРО 16 закритий, а ЗРО 17 відкритий і відпрацьовані гази двигуна 3 викидаються в атмосферу. В системі охолодження блоку циліндрів закритий другий і, відповідно, відкритий перший вихід терморегулюючого клапана 9, і вся рідина після двигуна надходить в теплообмінник - утилізатор 5, де не охолоджується до розрахункової температури через зменшення витрат або температури теплоносія зовнішньої теплової мережі споживачів теплоти. Таким чином, підвищується температура рідини на виході з двигуна.
При досягненні температурою рідини на виході з двигуна значення верхньої межі, встановленого підприємством-виробником (наприклад 95 ° С), спрацьовує датчик 15, який направляє сигнал в блок управління 14, який включає електродвигун 13 вентилятора 12. Вентилятор 12 охолоджує рідина системи охолодження блоку циліндрів , що проходить через теплообмінник 10, до розрахункової температури і тим самим знижує температуру рідини на виході з ДВС 3. Після зменшення температури рідини на виході з двигуна нижче верхньої межі, встановленого підприємством-виробником, установка переходить в режим функціонування №2.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Енергетична установка для спільного вироблення електричної і теплової енергії, яка містить електричний генератор з приводом від двигуна внутрішнього згоряння, що має системи охолодження моторного масла, охолодження блоку циліндрів, наддуву, газовихлопу, кожна система має теплообмінник-утилізатор теплоти, при цьому система охолодження моторного масла включена між першим виходом двигуна і його першим входом, система охолодження блоку циліндрів включена між другим виходом і другим входом двигуна, система наддуву приєднана до третього входу двигуна, а система газовихлопу приєднана до третього виходу двигуна, що відрізняється тим, що теплообмінники-утилізатори теплоти системи наддуву і системи охолодження моторного масла послідовно включені в систему охолодження блоку циліндрів двигуна, в яку між другим виходом двигуна і її теплообмінником-утилізатором теплоти включений терморегулювальний клапан, який має один вхід і два виходи, причому до другого виходу двигуна підключений вхід терморегулюючого клапана, а його перший вихід з'єднаний з теплообмінником-утилізатором теплоти системи охолодження блоку циліндрів, при цьому установка забезпечена додатковим теплообмінником, включеним між теплообмінниками-утилізаторами теплоти системи наддуву і системи охолодження блоку циліндрів, між додатковим теплообмінником і теплообмінником-утилізатором теплоти системи наддуву включений циркуляційний насос, причому з теплообмінником-утилізатором теплоти системи наддуву з'єднаний вихід циркуляційного насоса, а з додатковим теплообмінником з'єднаний його вхід, до якого підключений другий вихід терморегулюючого клапана, при цьому додатковий теплообмінник забезпечений системою примусового охолодження з приводом, забезпеченим блоком управління, з'єднаним з датчиком температури системи охолодження блоку циліндрів.
Версія для друку
Дата публікації 23.12.2006гг
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.