Силовая установка с двигателем внутреннего сгорания и утилизационной турбиной

Номер патента: 1714173

Авторы: Васильев, Дивинский, Зубрилин, Азбель, Моргулис

Скачать ZIP архив.

Текст

(5 й)5 Р 02 В 37/00, Р 02 6 5/О СОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ(71) Центральный научно-исследовательский институт по моторостроению(54) СИЛОВАЯ УСТАНОВКА С ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УТИЛИЗАЦИОННОйТУ БИНой(57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - улучшение эффективных показателей силовой установки сдвигателем внутреннего сгорания и утилизационной турбиной, Система воздухоснабжения двигателя 1 внутреннего сгорания (ДВС) содержит турбокомп рессор 4, В магистраль 6 выпуска отработавших газов включены нагревательные поверхности воздухоподогревателя 7, предназначенного для подачи воздуха в воздушную утилизационную турбину 11. Воздухоподогреватель выполнен с органами" периодического перекрытия входа воздуха из магистрали и выхода воздуха в утилизационную турбину, выполненными в виде вращающихся заслонок 12 и 13. Воздух из вентилятора 15 поступает в воздухоподогреватель. При закрытых . заслонках 12 и 13 происходит подогрев воздуха выпускными газами ДВС. Подогрев происходит при постоянном объеме, а давление воздуха возрастает, После открытия заслонки 13 подогретый воздух повышенного давления поступает в турбину 11 и ее мощность достигает достаточной величины, сравнимой с мощностью ДВС. В результате повышается мощность и КПД силовой установки, 2 з. и. ф-лы, 1 ил.. Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, аименно к силовым установкам с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) и утилизационными турбинами,На чертеже представлена силовая установка, общий вид,Силовая установка содержит ДВС 1 сколенчатым валом 2, систему воэдухоснабжения, включающую подключенный черезресивер 3 турбокомпрессор 4. К выхлопному патрубку 5 турбокомпрессора 4 подключена магистраль 6 выпуска отработавшихгазов и воэдухоподогреватель 7, включенный в магистраль своими нагревательнымиповерхностями 8, Охлаждаемые поверхности 9 воздухоподогревателя включены в магистраль 10 подачи воздуха В воздушнуюутилизационную турбину 11. На входе и выходе воздухоподогревателя 7 установленыорганы периодического перекрытия в видевращающихся заслонок 12 и 13 с приводом14; На входе в воздухоподогреватель имеется вентилятор(компрессор) 15 с приводом ивариатором 16. Двигатель снабжен промежугочным охладителем 17 наддуЬочноговоздуха и вентилятором 18. Заслонки 12 и13 могут быть кинематически связаны с валом 2 двигателя,Силовая установка работает следующим образом,В ДВС 1 воздух поступает после сжатияв компрессоре турбокомпрессора 4 и охлаждения в промежуточном охладителе 17. Выпускные газы через выхлопной патрубок 5турбокомпрессора 4 попадают в газопроводб и воздухоподогрееатель 7, проходя черезкоторый газы отдают тепло через нагревательные поверхности 8 воздуху,идущемупо охлаждаемым поверхностям 9, подключенным в магистраль 10, к утилизационнойтурбине 11. Установленные на входе и выходе воэдухоподогревателя 7 заслонки 12 и13, вращаясь, циклически осуществляют,во-первых, соединение воздухоподогревателя 7 с вентилятором (компрессором) 15для подачи холодного воздуха в воздухоподогреватель, во-вторых, закрытие впуска и, выпуска, т. е. практически подвод теплоты квоздуху от выпускных газов при постоянномобъеме Ч = сопи, в-третьих, выпуск нагретого воздуха к утилизационной турбине 11,Наличие заслонок (клапанов) позволяет при передаче теплоты и повышении температуры воздуха одновременно осуществить повышение давления без затраты дополнительной энергии (как известно, в турбине срабатывает, в основном, перепад давлений). Таким образом, на утилизационной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 турбине 11 имеется возможность получить до 10% мощности двигателя, не создавая в газопроводе двигателя 1 дополнительных насосных потерь. Привод 14 заслонок 12 и 13 на входе и выходе может осуществляться механическим, гидравлическим или электрическим устройствами, в том числе и непосредственно от коленчатого вала 2.На входе в воздухоподогреватель 7 при открытии заслонки 12 наблюдается обратный выброс воздуха вследствие повышенного давления в воздухоподогреватело. С целью сокращения обратного выброса на входе в воздухоподогреватель перед заслонкой 12 создается дополнительный подпор давления за счет вентилятора (компрессора) 15, Привод этого компрессора может осуществляться от коленчатого вала 2 через соответствующие устройсгва, постороннего источника или от самой утилизации турбины 11.В связи с тем, что при наличии теплообменника большого объема, импульс давления при открытой выходной заслонке 13 и закрытой входной 12 достаточно большой, снижается КПД утилизационной турбины и увеличивается время на истечение воздуха иэ, теплообменника и потери на выходных устройствах,Теплообменник может состоять из нескольких секций, на входе и выходе которых установлены заслонки, Такое выполнение позволит поэтапно поднять давление воздуха перед утилизационной турбиной и, обеспечив устранение указанных выше недостатков, частично компенсировать потери давления на промежуточных выходных и входных заслонках в промежуточных секциях, так как при падении давления будет падать и температура воздуха, следовательно, в следующей па порядку секции градиент температур будет увеличен, что приведет к некоторому росту давления в ней по сравнению с тем случаем, если бы температура оставалась равной температуре на выходе из предыдущей секции. Таким образом, предлагаемая силовая установка обеспечивает работу ДВС практически без изменения насосных потерь, поскольку потери давления газов в теплообменнике являются незначительными и могут не приниматься в расчет. В то же время утилизационная турбина при работе по циклу Ч = сопи теплообменника обеспечивает получение 5 - 100 дополнительной мощности, которую можно использовать как путем передачи на коленчатый вал двигателя. так и путем привода различных устройств и агрегатов.1714173 Формула изобретения Составитель А. АзбельТехред М.Моргентал Редактор О. Хрипта Корректор М.Шароши Заказ 673 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 1. Силовая установка с двигателем внутреннего сгорания и утилизационной турбиной, содержащая систЬму воздухоснабжения с турбокомпрессором, работающим на выхлопных газах двигателя; воздухоподогреватель, включенный нагре.вательными поверхностями в магистраль выпуска отработавших газов, и магистраль подачи нагретого воздуха в воздушную утилизационную турбину, о т л и ч а. ю щ а яс я тем, что, с целью улучшения эффектив- ных показателей, воздухоподогреватель выполнен с органами периодического перекрытия входа воздуха из магистрали и выхода воздуха в утилизационную турбину, а на входе в магистраль установлен нагнетатель 5 с приводом от постороннего источника;.2, Установка по и. 1, отл и ч а ю ща яс я тем, что органы периодического перекрытия кинематически связаны с валом двигателя внутреннего сгорания.10 3. Установка по пп, 1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что воздухоподогреватель выполнен из нескольких секций и органы поочередного перекрытия установлены на входе и выходе каждой секции.15

Смотреть

Заявка

4761263, 24.11.1989

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО МОТОРОСТРОЕНИЮ

АЗБЕЛЬ АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ, МОРГУЛИС ЮРИЙ БОРИСОВИЧ, ЗУБРИЛИН НИКИТА ЮРЬЕВИЧ, ВАСИЛЬЕВ МИХАИЛ СЕРГЕЕВИЧ, ДИВИНСКИЙ ЕВГЕНИЙ АРКАДЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: F02G 5/00, F02B 37/00

Метки: сгорания, двигателем, внутреннего, турбиной, утилизационной, силовая

Опубликовано: 23.02.1992

Код ссылки

<a href="http://patents.su/3-1714173-silovaya-ustanovka-s-dvigatelem-vnutrennego-sgoraniya-i-utilizacionnojj-turbinojj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Силовая установка с двигателем внутреннего сгорания и утилизационной турбиной</a>

Похожие патенты