Силовая установка

(21) 42 (22) 12 (46) 23 (71) 3 бильно (72) А. А.Л,Б (53) 62 (56) А384 073 25 томо ГОСУДАРСТВЕККЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР.02,89. Бюл.7авод-втуз при Московскомм заводе им. И. А, ЛихачеваА, Шейпак, М. А. Чекалов,уров и А, Л. Левиков1.43.018.3 (088.8)вторское свидетельство СССР812, кл, Г 02 б 5/02, 1986.(57) Изобретение м. б. использовано в устройствах утилизации тепла в двигателях внутреннего сгорания и позволяет повысить зффективность и увеличить мощность. Установка дополнительно содержит теплообменник (ТО) 10 предварительного нагрева рабочей среды, аккумулятор (А) 1 пара, тепловой А 12, газоотводную магистраль 13 и органы 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 и 22 перекрытия. Паровая машина 2 дополнительно подсоединена через перепускной канал 31 с органом 14 перекрытия к входу рабочей среды в радиатор 7. ТО 10 включен полостью 32 охлаждения в контур 30 циркуляции между паровой турбиной (ПТ) 5, радиатором 7 и полостью 33 подогрева между насосом 9 и парогенератором 6. Аккумуляторы 11 и 12 с органами 15 и 16 перекрытия установлены в контуре 30 между паровой расширительной машиной 2 и ПТ 5. Газоотводная магистраль 3 частично размещена в А 12. На режиме номинальной нагрузки паровая машина 2 работает как компрессор, а ее привод осуществляется от вала двигателя 1 через муфту 23. Сжатый пар аккумулируется в А 1 пара высокого давления и подается в А 12. Пар, получив дополнительное количество тепла, совершает полезную работу на ПТ 5. На частичных нагрузках вода из системы охлаждения двигателя 1 подается через открытый орган 22 насосом 9 в ТО 10, затем - в парогенератор 6 и далее - в паровую расширительную машину 2, где совершает полезную работу, передаваемую на вал двигателя 1. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.1 Р 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в устройствах для утилизации тепла в двигателях внутреннего сгорд ния.Цель изобретения - повышение эффективности и увеличение мощности силовой установки.На чертеже приведена схема силовой установки.Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания с системой охлаждения, паровую расширительную машину 2, турбокомпрессор 3 наддува, дополнительный нагнетатель 4 с приводом от паровой турбины 5, парогенератор 6, радиатор 7 и теплообменник 8 системы охлаждения, циркуляционный насос 9, теплообменник 10 предварительного нагрева рабочей среды, аккумулятор 11 пара, тепловой аккумулятор 12, газоотводную магистраль 13 и органы 14 - 22 перекрытия.Валы двигателя 1 и паровой расширительной машины 2 связаны через муфту 23 друг с другом, Турбокомпрессор 3 наддува подсоединен через воздухонапорный патрубок 24 и воздухоохладитель 25 к впускному ресиверу (не показан) двигателя 1 и через газоприемное отверстие 26 - к выпускному коллектору (не показан). Дополнительный нагнетатель 4 сообщен через воздухонапорный канал 27 с впускным патрубком 28 турбокомпрессора 3. Парогенератор 6 подсоединен к газовыпускному патрубку 29 турбокомпрессора 3 и включен в контур 30 циркуляции рабочей среды, в котором последовательно установлены паровая расширительная машина 2, паровая турбина 5 привода дополнительного нагнетателя 4, радиатор 7, теплообменник 8 системы охлаждения двигателя 1 и циркуляционный насос 9.Паровая машина 2 дополнительно подсоединена через перепускной канал 31 с органом 14 перекрытия к входу рабочей среды в радиатор 7. Теплообменник 10 предварительного нагрева рабочей среды включен полостью 32 охлаждения в контур 30 циркуляции между паровой турбиной 5, радиатором 7 и полостью 33 подогрева между циркуляционным насосом 9 и парогенератором 6. Аккумулятор 11 пара и тепловой аккумулятор 12 с органами 15 и 16 перекрытия установлены в контуре 30 циркуляции между паровой расширительной машиной 2 и паровой турбиной 5. Газоотводная магистраль 13 подключена через орган 17 перекрытия к газовыпускному патрубку 29 турбокомпрессора 3, сообщена с атмосферой и по меньшей мере частично размещена в тепловом аккумуляторе 12,Воздухонапорный канал 27 дополнительного нагнетателя 4 выполнен с воздухоохладителем 34 и органом 18 перекрытия, а впускной патрубок 28 турбокомпрессора 3 выполнен с отводным каналом 35, сообщенным через орган 19 перекрытия с атмосферой, Дополнительно органы 20 - 22 перекрытия установлены в системе охлаждения двигателя 1 между теплообменником 8 и радиатором 7, в контуре 30 циркуляции перед радиатором 7 и перед циркуляционным насосом 9.Силовая установка работает следующим образом. На режиме номинальной нагрузки вода из системы охлаждения двигателя 1 подается через открытый орган 22 перекрытия циркуляционным насосом 9 по контуру 30 циркуляции в полость 33 подогрева теплообменника 10 предварительного нагрева, где нагревается от пара, который совершил полезную работу в паровой турбине 5 привода дополнительного нагнетателя 4. Далее вода подается в парогенератор 6, работающий на теплоте отработавших газов, поступающих из газовыпускного патрубка 29 турбокомпрессора, которые подаются в его газо- приемное отверетие 26 из выпускного коллектора двигателя 1. Из парогенератора 6 пар поступает в паровую машину 2, которая на этом режиме работает как компрессор. Привод паровой машины 2 осуществляется от вала двигателя 1 через муфту 23. При этом орган 14 перекрытия в перепускном канале 3 закрыт, а орган 15 перекрытия открыт. Сжатый пар аккумулируется в аккумуляторе 11 пара высокого давления и подается через орган 16 перекрытия (работающий как регулирующий клапан) в тепловой аккумулятор 12. Последний подогревается теплом выпускных газов, поступающих через орган 17 перекрытия по газоотводной магистрали 13, Тепловой аккумулятор 12 может быть выполнен в виде емкости с легкоплавким металлом. Пар, получив дополнительное количество тепла в аккумуляторе 12, совершает полезную работу на паровой турбине 5, после чего, охлаждаясь в полости 32 охлаждения теплообменника, нагревает воду и через открытый орган 21 перекрытия поступает в радиатор 7 системы охлаждения двигателя . В данном случае радиатор 7 работает как конденсатор. Далее конденсат рабочего тела (воды) подается в теплообменник 8 (руба. шку) системы охлаждения, где охлаждает цилиндры двигателя. При этом орган 20 перекрытия закрыт. Дополнительный нагнетатель 4 получает энергию от вала паровой турбины 5, сжимает воздух из атмо. сферы. Затем воздух охлаждается в воздухоохладителе 34, установленном в воздухонапорном канале 27, и через открытый орган 18 перекрытия подается во впускной патрубок 28 турбокомпрессора 3. Орган 19 перекрытия в отводном канале 35 при этом закрыт. Далее воздух вторично сжимается в турбокомпрессоре 3 и поступает в воздухонапорный патрубок 24 и в воздухоохлади460384 Формула изобретения Составитель В. Коздпп Редактор Н. Тупица Техред И. Верес Корр к гор В.прннк За к аз 446,39 Тираж 482одоппп ВНИИГ 1 И Государственного комитета по изоГрт пнин и откр, пн прп 1 КНТ , 3035, Москва, Ж - 35, Ра 1 гп кнп ппь д. 4,5 Гроизводственно.издательский комбинат Г 1 зпт,.Ужгпрц 1,. Гпнпп, .3тель 25, а затем во впускнга ресивер двигателя 1. Регулировка давления наддува осу ществляется органом 16 перекрытия (регу. лировочным клапаном) в зависимости от час тоты вращения вала двигателя 1.На частичных нагрузках вода из системы охлаждения двигателя 1 подается через открытый орган 22 циркуляционным насосом 9 в теплообменник 10 предварительного нагрева, затем в парогенератор 6 и далее - в паровую расширительную машину 2, где совершает полезную работу, которая передается на коленчатый вал двигателя 1 через включенную муфту 23. При этом орган 15 перекрытия закрыт, а отработанный пар по. дается через открытый орган 14 перекрытия по перепускному каналу 31 в радиатор 7 системы охлаждения, где он конденсируется и поступает в теплообменник 8 (рубашку) системы охлаждения. При этом органы 18 и 20 закрыты, а орган 19 пере. крытия канала 35 открыт. Паросиловой контур отключается от системы охлаждения органами 14, 21 и 22 перекрытия. Подача отработавших газов через тепловой аккумулятор 12 регулируется органом 17 пере. крытия газоотводной магистрали.Предлагаемое выполнение силовой установки позволяет повысить эффективность и увеличить мощность силовой установки на 515 Я на номинальном режиме и на 510 о - на режимах частичных нагрузок,1, Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания с системой охлаждения и паровую расширительную машину, валы которых связаны друг с другом, турбокомпрессор наддува, подсоединенный через воздухонапорный патрубок к впускно му ресиверу двигателя и через газоприемное отверстие - к выпускному коллекто ру, дополнительный нагнетатель с приводом ог паровой турбины, сообщенный через воздухонапорный канал с впускным патрубком турбокомпрессора, и парогенератор, подсоединенный к газовыпускному патрубку турбокомпрессора и включенный в контур циркуляции рабочей среды, в котором последовательно установлены паровая расширительная машина, паровая турбина привода 10 дополнительного нагнетателя, радиатор итеплообменник системы охлаждения двигателя и циркуляционный насос, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и увеличения мощности, установка дополнительно снабжена теплообменником предварительного нагрева рабочей среды, аккумулятором пара, тепловым аккумулятором, газо- отводной магистралью и органами перекрытия, причем паровая машина дополнительно подсоединена через перепускной канал с 20 органом перекрытия к входу рабочей среды врадиатор, теплообменник предварительного нагрева рабочей среды включен полостью охлаждения в контур циркуляции между паровой турбиной и радиатором и полостью подогрева - между циркуляционным насосом 25и парогенератором, аккумулятор пара и тен.ловой аккумулятор с органом перекрытия установлены в контуре циркуляции между паровой расширительной машиной и паровой турбиной, а, газоотводная магистраль подключена через орган перекрытия к газовыпускному патрубку турбокомпрессора, сообщена с атмосферой и по меньшей мере частично размещена в аккумуляторе.2. Установка по п, 1, отличающаяеч тем,что воздухонапорный канал нагнетателя выполнен с воздухоохладителем и органом перекрытия, а впускной патрубок турбокомпрессора выполнен с отводным каналом, сообщенным через орган перекрытия с атмосферой.