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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2272919

АВТОНОМНИЙ ДЖЕРЕЛО ЕЛЕКТРИЧНОЇ І ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГІЇ

Ім'я винахідника: Тімірязєв Олег Борисович
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю "НВО Інверсія" (RU); Тімірязєв ​​Олег Борисович
Адреса для листування: 624740, Свердловська обл., М Нижня Салда, вул. Ломоносова, 29, а / с 45
Дата початку дії патенту: 2004.05.21

Винахід відноситься до мобільних автономних джерел електричної і теплової енергії. Пристрій складається з двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ) з магістраллю подачі палива і рідинним контуром охолодження з теплообмінником, вихлопного патрубка з газорідинним теплообмінником, генератора електричної енергії і рами, відповідно до винаходу газорідинний теплообмінник виконаний у вигляді Теплопарогенератори з камерою згоряння і газових ежектором, рідинні контури газорідинного теплообмінника підключені до споживача або проміжного теплообмінника. У магістралях подачі палива в ДВС і Теплопарогенератори можуть бути встановлені регулюючого запірні клапани, причому паливо для них може бути загальним. Перед соплом газового ежектора утворена порожнина, що є ресивером, а саме сопло грає роль воспламенителя. Рідинний контур охолодження ДВС може бути підключений через проміжний теплообмінник до рідинного контуру газорідинного теплообмінника Теплопарогенератори. Винахід забезпечує розширення функціональних можливостей при високому ступені уніфікації і підвищення ККД шляхом більш повного використання тепла вихлопних газів і водяної пари.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до тепло- і електроенергетиці, а більш конкретно до мобільних автономних джерел електричної і теплової енергії, призначеним для тепло- електропостачання об'єктів різного призначення, в т.ч. в разі надзвичайних ситуацій (у фермерських господарствах, в армії і флоті і т.д.).

Відомо пристрій на базі двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), призначене для отримання електричної та теплової енергії, в якому генератор електричного струму підключений до двигуна через вузол гідродинамічного перетворювача крутного моменту, з'єднаний з системою використання тепла, що відводиться робочої рідиною перетворювача крутного моменту і холодоагентом двигуна ( з. ФРН №2605932, пр.14.02.76, публ.1981 г, F 02 B 63/04).

До недоліків відомого пристрою можна віднести невисокий ККД, пов'язаний з втратами теплової енергії вихлопних газів, істотні обмеження в отриманні теплової енергії для потреб теплопостачання та гарячого водопостачання, обумовлені потужністю використовуваного ДВС.

Частково ці недоліки усуваються в пристрої для спільного отримання електроенергії і тепла (п. США №4226214, F 02 B 63/04, МКІ 123-2, з. №923272 від 10.07.78).

Цей пристрій складається з ДВС з магістраллю подачі палива і рідинним контуром охолодження з теплообмінником, вихлопних патрубком з газорідинним теплообмінником і генератора електричної енергії і рами.

Недоліками цього пристрою є обмежені можливості в отриманні теплової енергії для потреб теплопостачання та гарячого водопостачання, невисокий рівень уніфікації, вузька область застосування, недостатнє використання водяної пари і тепла продуктів згоряння ДВС.

Завданням, розв'язуваної за допомогою автономного джерела електричної і теплової енергії, є розширення функціональних можливостей пристрою при високому ступені уніфікації і підвищення ККД шляхом більш повного використання тепла вихлопних газів і водяної пари, що містяться в цих газах.

Пропонований автономне джерело електричної і теплової енергії складається з двигуна внутрішнього згоряння з магістраллю подачі палива і рідинним контуром охолодження з теплообмінником, вихлопного патрубка з газорідинним теплообмінником, генератора електричної енергії і рами. Згідно винаходу газорідинний теплообмінник виконаний у вигляді Теплопарогенератори з камерою згоряння і газових ежектором, сопло якого повідомлено з вихлопних патрубком двигуна внутрішнього згоряння, а рідинні контури газорідинного теплообмінника підключені до споживача або проміжного теплообмінника.

Система подачі палива в двигун внутрішнього згоряння і Теплопарогенератори може бути спільною з встановленими на вході регулюючого відсічними клапанами.

Додатково рідинний контур охолодження двигуна внутрішнього згоряння може бути повідомлений через проміжний теплообмінник хоча б з одним рідинним контуром газорідинного теплообмінника Теплопарогенератори.

Крім того, порожнину перед соплом газового ежектора може бути виконана у вигляді ресивера.

З огляду на високу температуру вихлопних газів двигуна внутрішнього згоряння сопло газового ежектора може бути воспламенителем горючої суміші в камері згоряння Теплопарогенератори.

Схема пропонованого пристрою приведена на кресленні.

Автономне джерело електричної і теплової енергії складається з двигуна внутрішнього згоряння 1, до валу якого через муфту 2 приєднаний генератор електричної енергії 3. Паливо (наприклад, метан) надходить в ДВС 1 по магістралі подачі 4, від якої відходить друга магістраль 5 подачі палива в Теплопарогенератори 6. ДВС має рідинний контур охолодження 7 з насосом 8 і проміжним теплообмінником 9, інший контур якого повідомлений з сорочкою 10 газорідинного теплообмінника Теплопарогенератори 6. У теплообмінник 9 надходить вода підживлення через насос 11. Теплопарогенератори 6 має камеру підготовки горючої суміші 12, вихрові камеру згоряння 13 з сорочкою 10, сопло 14, камеру змішування 15 з сорочкою 16 газорідинного теплообмінника, теплоносій (вода) в який подається насосом 17, включеним в контур теплообміну 18 з теплообмінниками 19 (споживачі). Сорочки 10 і 16 теплообмінника можуть бути пов'язані між собою трубопроводом з вентилем 20. За мінімальним перетином сопла 14 встановлені сопла 21 для подачі ежектірующего робочого тіла (перегрітої води або пари) з сорочки 10 газорідинного теплообмінника в камеру змішання 15. Через насадок 22 сумішеві теплоносій Т1 надходить до споживача. Частина теплоносія з теплообмінника 17 через сопла 23 може надходити в камеру змішання в напрямку до виходу. Конденсована частина сумішевого теплоносія Т2 по магістралі 24 від споживача повертається в магістраль підживлення перед насосом 11. На вогневому днище 25 співвісно вихровий камері згоряння встановлено сопло газового ежектора 26 через ресивер 27, повідомлене з вихлопних патрубком 28 ДВС 1. У магістралях подачі палива до ДВС 1 і Теплопарогенератори 6 встановлені регулюючого запірні клапани 29 і 30. Споживач 31 теплоносія Т1 може отримувати його як з нерозчинених газовими включеннями (CO 2, N 2), так і після відділення газових включень і скидання їх через клапан 32.

Автономне джерело електричної і теплової енергії працює наступним чином.

Контури теплообмінників попередньо заповнені циркулюючими теплоносіями.

Паливо (метан) по магістралі подачі 4 через регулюючий-отсечной клапан 29 надходить в систему топлівопітанія ДВС 1. Запуск двигуна 1 здійснюється за допомогою стартового електродвигуна або бензинового пускового двигуна (не показані). Після виходу ДВС 1 на номінальний режим роботи генератор електричної енергії 3 через муфту 2 підключається до валу двигуна і починає виробляти електричну енергію, основна частина якої надходить до різних споживачам, а невелику кількість енергії відбирається для приводу насосів 8, 11 і 17.

В рідинному контурі охолодження 7 за допомогою насоса 8 циркулює теплоносій, який знімає тепло з працюючого ДВС 1 і в проміжному теплообміннику 9 віддає його надходить через насос 11 воді підживлення, що надходить по магістралі 24 і, в разі необхідності, з зовнішнього джерела. З теплообмінника 9 підігріта вода надходить в сорочку 10 газорідинного теплообмінника, навколишнє вихревую камеру згоряння 13 і сопло 14 Теплопарогенератори 6.

Теплопарогенератори 6 може споживати те ж паливо, що і ДВС 1. Тому з магістралі подачі 4 відходить друга магістраль 5, по якій метан через регулюючий-отсечной клапан 30 надходить в камеру підготовки горючої суміші 12, і далі у вигляді суміші з повітрям, що поступає з навколишньої атмосфери або нагнітає вентилятора, - в вихрову камеру згоряння 13. у цю ж камеру 13 через вихлопної патрубок 28, ресивер 27 і сопло газового ежектора 26 надходять продукти згоряння ДВС 1. Маючи на виході температуру близько 600 ° С, ці гази підпалюють газоповітряну суміш в вихровий камері згоряння 13 (для інших видів палива може бути встановлена ​​свічка запалювання). Відпрацьовані гази ДВС 1, надходячи через сопло газового ежектора 26, створюють сприятливі умови для роботи вихровий камери згоряння 13 і камери підготовки горючої суміші 12, забезпечуючи підсмоктування низьконапірної суміші з камери 12, що у більшості умов експлуатації виключає застосування вентиляторів і компресорів для подачі повітря і отримання горючої суміші для організації процесу горіння.

Відпрацьовані гази, що утворюються в вихровий камері згоряння 13, ежектірующее продуктами згоряння ДВС 1, які надходять через сопло 26, і відводяться через сопло 14 в камеру змішання 15 разом з ежектірующее робочим тілом (вихлопними газами ДВС).

Частина перегрітої води (або пара), отриманої в сорочці 10, через сопла 21 надходить в камеру змішання 15, створюючи ежектірующее потік для суміші вихлопних газів ДВС і продуктів згоряння з вихровий камери згоряння 13. Інша частина перегрітої води або пари з сорочки 10 може відводитися споживачеві. Ще одна частина перегрітої води може надходити через вентиль 20 в контур теплообміну 18 з насосом 17 і сорочкою 16. У цьому ж контурі знаходяться споживачі теплової енергії - теплообмінники 19. Частина нагрітої води з сорочки 16 через сопла 23 у вигляді ежектірующего потоку надходить в камеру змішання , завершуючи процес отримання сумішевого теплоносія T1 необхідними споживачеві характеристиками, що відводиться через насадок 22 споживачам 31. сумішевих теплоносій складається з води, водяної пари і нерозчинених газів. На шляху до споживача 31 він може бути звільнений від нерозчинених газів, наприклад, в вихровому сепараторі (не показаний), а гази виведені через клапан 32 в навколишнє середовище.

Конденсований теплоносій Т2 (вода) по магістралі 24 надходить на вхід насоса 11.

Так як в продуктах згоряння ДВС 1 і вихровий камери згоряння 13 досить багато води, то після конденсації і віддачі тепла споживачам вона надходить в магістраль підживлення, в більшості випадків експлуатації виключаючи споживання води підживлення із зовнішніх джерел. Повідомлення робочих порожнин циліндрів ДВС 1 через вихлопної патрубок 28 з вихровий камерою згоряння 13, в осьовій зоні якої створюється знижений тиск, підтримуване, крім того, ежектірующее соплами 21 і 23, забезпечує примусове спорожнення робочих порожнин циліндрів ДВС від продуктів згоряння, що підвищує ККД ДВС .

За допомогою регулює-отсечного клапана 30 можна встановлювати необхідний в даний момент рівень споживання палива і, отже, рівень вироблення теплової енергії.

Регулюванням витрати води за допомогою насосів і вентилів (зокрема, вентиля 20) можна отримувати необхідний споживачеві рівень температур теплоносіїв.

Заявляється пристрій без зупинки і переналагодження дозволяє споживачу отримувати одночасно або окремо ті чи інші ресурси, які необхідні йому в даний момент часу (електрика, гаряча вода, пара, гаряча вода для опалення, сумішеві теплоносій).

Модульне виконання пристрою дозволить окремо експлуатувати ДВС 1 з генератором електричної енергії 3 і Теплопарогенератори 6. Зокрема, Теплопарогенератори можна використовувати для дезінфекції ємностей і приміщень, очищення залізничних колій і доріг і як джерело гарячої води і теплоносія.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Автономне джерело електричної і теплової енергії, що складається з двигуна внутрішнього згоряння з магістраллю подачі палива і рідинним контуром охолодження з теплообмінником, вихідного патрубка з газорідинним теплообмінником, генератора електричної енергії і рами, що відрізняється тим, що газорідинний теплообмінник виконаний у вигляді Теплопарогенератори з камерою згоряння і газовим ежектором, сопло якого повідомлено з вихлопних патрубком двигуна внутрішнього згоряння, а рідинні контури газорідинного теплообмінника підключені до споживача або проміжного теплообмінника.

2. Автономне джерело електричної і теплової енергії по п.1, що відрізняється тим, що магістраль подачі палива в двигун внутрішнього згоряння повідомлена з магістраллю подачі палива в Теплопарогенератори.

3. Автономне джерело електричної і теплової енергії по п.2, що відрізняється тим, що в магістралях подачі палива в двигун внутрішнього згоряння і Теплопарогенератори встановлені регулюючого запірні клапани.

4. Автономне джерело електричної і теплової енергії по п.1, що відрізняється тим, що рідинний контур охолодження двигуна внутрішнього згоряння через проміжний теплообмінник повідомлений з рідинним контуром теплообмінника Теплопарогенератори.

5. Автономне джерело електричної і теплової енергії по п.1, що відрізняється тим, що порожнина перед соплом газового ежектора є ресивером.

6. Автономне джерело електричної і теплової енергії по п.1, що відрізняється тим, що сопло газового ежектора є воспламенителем.

Версія для друку
Дата публікації 30.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів