Силовая установка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (11) 188)льство СССР5/00, опубГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРцти(54)(57) 1. СИЛОВАЯ УСТАНОВКА поавт.св. Р 1002641, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, контактный теплообменник, установленныйв выхлопной трубе вблизи выпускныхорганов двигателя, снабжен дополнительной водяной емкостью и регулируемым клапаном, причем водяная емкостьразмещена в нижней части теплообменника и связана с напорной магистралью циркуляционного насоса, форсунка распыла воды подсоединена к емкости и сориентирована вьаодным от 5 Н Г 02 С 5/00 Г 01 И 7/02 верстием к входному участку вертикальной выхлопной трубы, регулируемый клапан подсоединен к водяной емкости, входной участок вертикальнойвыхлопной трубы выполнен в виде эжектора, активное сопло которого подсоединено к выпускным органам двигателя,а выходное отверстие форсунки выполнено в виде пассивного сопла эжектора. 2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с ятем, что регулируемый клапан снабжен каналом для прохода выхлопных газов и установленным в канале дросселем, причем канал й подсоединен к водяной емкости и полости теплообменника для поступления выхлопных газов.3. Установка по пп. 1 и 2, о т- С л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью получения заданной формы струи,- выходное отверстие форсунки снабжено распылителем, выполненным в виде завихрителя и отражателя.Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам, использующим отходящее теплодвигателей внутреннего сгорания дляповышения эффективности. 5Цель изобретения - повышение эфФективности теплообмена.На Фиг. 1 изображена схема силовой установки; ца фиг.2 - узел 1на Фиг.1 (контактный теплообменник);на Фиг.3 - контактный теплообменник,вид сверху; на фиг.4 - узел 11 наФиг.2 (водяная емкость в зоне форсунки);. на Фиг.5 - сечение А-А на Фиг.4;на Фиг, 6 и 7 - узел 111 на фиг,2(регулируемый клапан, варианты); наФиг.8 - сечение Б-Б на Фиг.6; нафиг.9 - узел 1 У на фиг.2 (вариантФорсунки с распылителем),Силовая установка содержит двига Отель 1 внутреннего сгорания, два контактных теплообменника 2 и 3, вертикальную выхлопную трубу 4, сепаратор5, водяной бак 6, циркуляционный насос 7 и потребитель 8 тепла. Выхлопная труба 4 подсоединена через теплообменник 2 к выпусным органам 9 двигателя 1, Сепаратор 5 подключен квыхлопному участку 10 выхлопной трубы 4. Водяной бак 6 подсоединен черезЗОсливную магистраль 11 к сепаратору 5и теплообменникам 2 и 3. Напорнаямагистраль 12 циркуляционного насоса7 подключена к сепаратору 5 и теплообменникам 2 и 3. 35Контактный теплообменник 2 установленный в выхлопной трубе 4 вблизивыпускных органов 9 двигателя 1,снабжен дополнительной водяной емкостью 13, регулируемым клапаном 14 4 Ои тангенциальным входным патрубком15 для подсоединения к выпускным органам 9 двигателя 1.Водяная емкость 13 выполнена ввиде веретенообразной втулки, размещена в нижней части корпуса теплообменника, 2 и связана через трубопровод 16 с напорной магистралью 12циркуляционного насоса 7, Каждый изтеплообменников 2 и 3 снабжен фор- Осунками 17 и 18 распыла воды, Форсунка 17 распыла воды теплообменника 2подсоединена к верхней части емкости13 и сориентирована выходным отверстием 19 к входному участку 20 верти- скальной выхлопной трубы 4, Входнойучасток 20 трубы 4 выполнен в видеэжектора, активное сопло 21 которого подаоединено к выпускным органам 9 двигателя 1, а выходное отверстие 19 Форсунки 17 выполнено в виде пассивного сопла эжектора.Регулируемый клапан 14 снабжен каналом 22 для прохода выхлопных газов и установленным в канале 22 дросселем 23. Клапан 14 подсоединен к водяной емкости 13, а канал 22 - к газовой полости 24 водяной емкости 3 и полости 25 для поступления выхлопных газов теплоабменника 2. Для получения заданной формы струи воды, выходное отверстие 19 Форсунки 17 снабжено распылителем 26, выполненным в виде завихрителя 27 и отражателя 28. Теплообменники 2 и 3 снабжены каналами 29, 30 и 31 слива избыточной воды.Силовая установка работает следующим образом.Выхлопные газы двигателя 1 внутреннего сгорания из выпускных органов 9 поступают в теплообменник 2, форсунка 17 подает воду в виду струи, сформированной завихрителем 27 и отражателем 28 распылителя 26. Капли воды испаряются в эжекторе входного участка 20 трубы 4 и снижают температуру и давление газа. Это приводит к уменьшению шума выхлопа, снижению противодавления потоку газа в выхлопной трубе 4, улучшению протекания процессов газообмена и увеличению эффективности рабочих процессов в двигателе 1.Избыточная вода стекает через каналы 29 и 30 слива воды в бак 6, а из него с помощью циркуляционного насоса 7 через магистраль 12 в потребитель 8 тепла. Из входного участка 20 трубы 4 парогазовая смесь поступает во второй теплообменник 3, где онаохлаждается, отдавая тепло воде, распыляемой Форсункой 18. Это способствует дополнительному снижению давления и температуры выхлрпных газов. Неиспарившаяся часть воды подогревается и поступает через канал 31 слива воды и сливную магистраль 11 в водяной бак 6, повышая в нем температуру воды. В сепараторе 5, установленном в выходном участке 10, происходйт отделение капель воды, уносимой потоком парогазовой смеси.Выхлопные газы двигателя с высокой температурой подводятся к тгплообменнику 2 через тангенциальный входной патрубок 15. Нри этом водав дополнительной водяной емкости 13 подогревается выхлопными газами до кипения. Выхлопные газы образуют в полости 25 выхлопных газов теплообменника 2 кольцевой вихрь и поступают в активное сопло 21 эжектора входного участка 20 трубы 4, где создают разрежение под действием которого вода из емкости 13 через выходное отверстие 19 форсунки 17 распыла воды поступает в центр вихря в входном участке 20 трубы 4, образуя насыщенную парогазовую смесь, охлаждающую выхлопные газы.Увеличение подачи воды из емкости 13 осуществляется сообщением полости 25 теплообменника с газовой полостью 24 емкости 13 т.е. путем воздействия давления отработавших газов на поверхность воды в емкости 13, В этом случае подача воды на распыление и парообразование осу 1155787ществляется не только путем разрежения в эжекторе но и в результате выхлопных газов. Ири этом дроссель 23, установленный в регулируемом клапане14, позволяет регулировать перепаддавления в канале 22, а следовательно, и величину подачи воды в форсунку 17.Максимальное увеличение обраэова О ния парогазовой смеси в входномучастке 20 трубы 4 достигается путем установки в отверстии 19 форсунки 17 распылителя 26 с эавихрителем 27 и отражателем 28.15Таким образом, в предлагаемойсиловой установке обеспечивается повышение эффективности теплообмена,что приводит к снижению противодав 20 ления на выхлопе из цилиндров двигателя и повышению эффективности установки,1 55787 Составитель В. Козлов1. Пчелинская Техред О.Ващишина Корректор С. Черни 32 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 538 НИИПИ Государственн по делам изобрете 13035, Иосква, ЖПодписноео комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4/