ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2020 года по МПК F01D15/10 F02C6/14 

Изобретение относится к области энергетики и может найти свое применение в различных сферах человеческой деятельности, в т.ч. в военной промышленности, на транспорте, в маломерных надводных и подводных кораблях и в других отраслях народного хозяйства, предназначен для получения электрической механической и тепловой энергии.

Известен энергетический комплекс, выбранный в качестве аналога, содержащий корпус, размещенные в нем шаровые роторно-турбинные силовые агрегаты, установленные между обоймами центральный вал, ротор и связанный с ними планетарный редуктор (RU патент №2005903 с 1, МПК 02 к 11/00, опубликован 15.01.1994 г.

Недостатками данного комплекса являются относительно невысокий КПД и мощность, недостаточно расширенные возможности, ограниченное использование при высоких резких нагрузках.

Энергетический комплекс, который содержит корпус, выполненный в виде барабана с полостью для выхода отработанных газов, снабженный обмоткой, установленной с внутренней стороны корпуса с образованием статора, ротор выполнен повторяющим форму статора и снабжен обмотками возбуждения, установленными с наружной стороны ротора, роторно-турбинные силовые агрегаты, размещены внутри ротора, центральный вал выполнен совместно с основным топливным баком, при этом вал ротор и силовые агрегаты связаны между собой посредством планетарного редуктора, а турбокомпрессоры установлены на роторе и центральном валу.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является энергетический комплекс, в котором корпус выполнен в виде барабана с полостью для выхода отработанных газов и снабжен обмоткой, установленной с внутренней стороны корпуса с образованием статора, ротор выполнен повторяющим форму статора и снабжен обмотками возбуждения генераторов, установленными с наружной стороны ротора. Роторно-турбинные силовые агрегаты расположены внутри ротора, центральный вал выполнен совместно с основным топливным баком, причем вал, ротор и роторно-турбинные силовые агрегаты связаны между собой посредством планетарного редуктора, а турбокомпрессоры установлены на роторе и центральном валу и подключены к силовым агрегатам (RU патент №2188957 с 1, МПК F01Д 15/00). Недостатками данного комплекса являются относительно невысокий КПД и, недостаточно расширенные функциональные возможности, повышенный шум при работе.

Технической проблемой изобретения являются создание энергетического комплекса универсальной конструкции с расширенными функциональными возможностями, повышенным КПД и сниженным шумом при работе. Указанная техническая проблема решается тем, что управляет работой энергетического комплекса ЭБУ - электронный блок управления, с различными датчиками, теплонакопитель выполнен в виде сферической капсулы в керамической оболочке, внутренняя полость под вакуумом, с графитовыми стержнями, соединяющимися по центру внутренней сферы капсулы, а на полость выхода отработанных газов установлен глушитель.

ЭБУ - электронный блок управления с различными датчиками, обеспечивает надежную, бесперебойную работу энергетического комплекса, датчик температуры теплонакопителя, контролирует температуру и при определенном высоком уровне через ЭБУ отключает подачу топлива в камеру сгорания. Датчик теплообменника контролирует температуру теплоносителя и другие различные датчики с высокой точностью управляет и контролирует работу. Теплонакопитель с внутренним подвакуумным электрическим разогревом, при прекращении подачи топлива в камеру сгорания, под посредством аккумуляторной батареи вступает в работу, чем значительно экономится топливо, что способствует повышению КПД. Установленный глушитель обеспечивает снижение шума при работе, что расширяет функциональные возможности энергетического комплекса.

На фиг. 1 представлена схема энергетического комплекса, в которой шкивы отбора мощности турбины связаны с электродвигателем, КПП и генератором. На фиг. 2 поперечная схема рабочей полости с возможной винтовой конфигурацией лопастей камеры сгорания и лопаток турбины. На фиг. 3 схема теплонакопителя в сферической подвакуумной капсуле с керамической оболочкой, с графитовыми стержнями, соединяющимися по центру внутренней сферической капсулы.

Энергетический комплекс содержит корпус 1, выполненный с полостью 6 выхода реактивных тепловых потоков, в которой установлен теплообменник 5. Турбина 2 расположена внутри корпуса 1, имеет форму двух реактивных двигателей установленных соплами встречной направленности тепловых потоков с венцом лопаток 7 соединяющими сопла, установлена турбина на подшипниках 11 на центральном валу 15, со шкивами отбора мощности 8, которые соединены ременной передачей с электродвигателем 18, КПП - коробка перемены передач 19 и генератором 16. Камера сгорания 3 установлена внутри турбины на центральном валу, по которому подается топливо газ пропан и кислород или другие виды, выполнена камера сгорания овальной формы с винтовыми лопастями 12, свечей зажигания 13, окнами выхода тепловых потоков 14, теплонакопителем 4, выполнен в виде сферической капсулы 25, в керамической оболочке 24, внутренняя полость под вакуумом, с графитовыми стержнями 26, соединяющимися по центру внутренней сферы капсулы, внутренний подвакуумный электрический разогрев обеспечивает медленное остывание теплонакопителя, при работе энергетического комплекса, без участия энергии горения топлива, тем самым значительно экономится топливо, увеличивая КПД комплекса. Вентиляторы 9 и турбокомпрессоры 10, лопасти которых установлены на турбине. Рабочая полость 20, в которой встречные реактивные тепловые потоки отдают свою кинетическую энергию лопаткам турбины. ЭБУ - электронный блок управления 21 с различными датчиками обеспечивает надежную бесперебойную работу энергетического комплекса. Глушитель 22 выполнен в виде трубы согнутой кольцом, снижает шум при работе. Аккумуляторная батарея 17, находится в постоянном циклическом режиме зарядки и разрядки до определенного уровня, заряжается батарея от генератора. Датчики температуры 23, теплонакопителя и теплообменника.

Управляет работой энергетического комплекса ЭБУ - электронный блок управления с различными датчиками. Теплонакопитель выполнен в виде сферической капсулы в керамической оболочке внутренняя полость под вакуумом, с графитовыми стержнями, соединяющимися по центру внутренней сферы капсулы, в работу вступает под посредством аккумуляторной батареи, при достижении определенной высокой температуры по команде датчика температуры через ЭБУ, подача топлива в камеру сгорания прекращается, в работу вступает электрический внутренний разогрев теплонакопителя, замедляя остывание, увеличивая продолжительность работы комплекса без участия сгорания топлива, чем значительно экономится топлива, а КПД энергетического комплекса увеличивается. На полость выхода тепловых потоков установлен глушитель для снижения шума при работе. Все признаки расширяют функциональные возможности и увеличивают КПД энергетического комплекса.

Энергетический комплекс работает следующим образом: управляет работой ЭБУ - электронный блок управления с различными датчиками, топливо, газ пропан и кислород поступают через центральный вал 15 в камеру сгорания 3 под посредством аккумуляторной батареи 17, через свечи зажигания 13, происходит зажигание газовой смеси в камере сгорания 3, высокая температура горения передается в рабочую полость 20, через окна выхода тепловых потоков 14 на винтовые лопасти 12 камеры сгорания, а также происходит нагрев теплонакопителя 4, и при достижении определенной высокой температуры по команде датчика температуры 23, через ЭБУ 21 подача топлив в камеру сгорания прекращается, в работу вступает электрический внутренний разогрев теплонакопителя 4, под посредством аккумуляторной батареи 17 чрез графитовые стержни 26, происходит нагрев капсулы 25, высокая температура которой передается на керамическую оболочку 24. Энергетический комплекс работает на электрическом внутреннем разогреве теплонакопителя до определенной уровня разряда аккумуляторной батареи, без участия горения топлива. Пуск в работу энергетического комплекса осуществляется под посредством аккумуляторной батареи 17, через электродвигатель 18, вентиляторы 9 подают воздух на турбокомпрессоры 10, встречные реактивные тепловые потоки, проходя винтовые лопасти камеры сгорания с направлением на венец лопаток 7 турбины 2 отдавая свою кинетическую энергию, вращают турбину и далее в теплообменник, крутящие моменты которой через шкивы отбора мощности 8 передаются на электродвигатель 18, КПП 19 и генератор 16.

Таким образом, управляет работой энергетического комплекса ЭБУ -электронный блок управления, с различными датчиками, теплонакопитель выполнен в виде сферическом капсулы в керамической оболочке, внутренняя полость под вакуумом, с графитовыми стержнями, соединяющимися по центру внутренней сферы капсулы, а на полость выхода отработанных газов установлен глушитель. Все признаки обеспечивают высокий КПД и расширенные функциональные возможности энергетического комплекса.

Энергетический комплекс может найти свое применение в различных сферах человеческой деятельности, в том числе в военной промышленности, на транспорте, в авиации, в атомной энергетике и других отраслях народного хозяйства. Энергетический комплекс для выработки электрической, механической и тепловой энергии содержит корпус, выполненный в виде барабана с полостью для выхода отработанных газов, снабженный обмоткой, установленной с внутренней стороны корпуса с образованием статора. Ротор выполнен повторяющим форму статора и снабжен обмотками возбуждения генераторов, установленными с наружной стороны ротора. Роторно-турбинные силовые агрегаты расположены внутри ротора. Центральный вал выполнен совместно с основным топливным баком. Вал, ротор и силовые агрегаты связаны между собой посредством планетарного редуктора, а турбокомпрессоры установлены на роторе и центральном валу. Управляет работой энергетического комплекса ЭБУ - электронный блок управления, с различными датчиками. Теплонакопитель выполнен в виде сферической капсулы в керамической оболочке, внутренняя полость под вакуумом, с графитовыми стержнями, соединяющимися по центру внутренней сферы капсулы, а на полость выхода отработанных газов установлен глушитель. Достигаются расширенные функциональные возможности, повышенный КПД и сниженный шум при работе. 3 ил.

Энергетический комплекс для выработки электрической, механической и тепловой энергии, содержащий корпус, выполненный в виде барабана с полостью для выхода отработанных газов, снабженный обмоткой, установленной с внутренней стороны корпуса с образованием статора, ротор выполнен повторяющим форму статора и снабжен обмотками возбуждения генераторов, установленными с наружной стороны ротора, роторно-турбинные силовые агрегаты, расположенные внутри ротора, центральный вал выполнен совместно с основным топливным баком, при этом вал, ротор и силовые агрегаты связаны между собой посредством планетарного редуктора, а турбокомпрессоры установлены на роторе и центральном валу, отличающийся тем, что управляет работой энергетического комплекса ЭБУ - электронный блок управления, с различными датчиками, теплонакопитель выполнен в виде сферической капсулы в керамической оболочке, внутренняя полость под вакуумом, с графитовыми стержнями, соединяющимися по центру внутренней сферы капсулы, а на полость выхода отработанных газов установлен глушитель.