ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2022 года по МПК F01D15/10 F02C9/40 

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 ограниченное использование различных видов топлива, газообразного и жидкостного, недостаточно расширенные функциональные возможности, низкая экологичность.

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 F01 Д 15/00).

Недостатками данного комплекса являются ограниченное использование различных видов топлива, газообразного и жидкостного, недостаточно расширенные функциональные возможности, низкая экологичность.

Технической проблемой изобретения являются создание универсальной конструкции с возможностью использования различных видов топлива, газообразного и жидкостного, с расширенными функциональными возможностями, с высокой экологичностью. Указанная техническая проблема решается тем, что энергетический комплекс снабжен двумя топливными баками различных видов топлива, газообразного и жидкостного, подается топливо в камеру сгорания по трубопроводам, размещенным в обоймовой форме на центральном валу, а форсунки, установленные на трубопроводы имеют различие, каждая форсунка предназначена одному виду топлива и обеспечивает подачу только одного вида используемого топлива в камеру сгорания.

Встречное горение в камере сгорания газового топлива пропан или других видов, создает идеальную среду для более полного сгорания жидкостного топлива мазут или других видов, что повышает все технико-экономические показатели энергетического комплекса.

На фиг. 1 представлена схема энергетического комплекса, в которой шкивы отбора мощности турбины связаны с электродвигателем, КПП и генератором, установлены два топливных бака различных видов топлива, газообразного и жидкостного. 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 и трубопроводы в обоймовой форме с форсунками установлены на центральном валу

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 27 топливный бак газообразного топлива, газ пропан или другие виды 28 - редуктор. 29 топливный бак жидкостных видов топлива, мазут или другие. 30 топливный насос. 31 форсунки установлены на трубопроводы. 32 трубопроводы установленные на центральном валу в обоймовой форме, 33 обоймовая форма установленных трубопроводов. 34 распределитель, по команде ЭБУ включает определенный трубопровод с форсункой в соответствии с маркой топлива в топливном баке.

Управляет работой энергетического комплекса ЭБУ - электронный блок управления с различными датчиками. Два топливных бака различных видов топлива, газообразного и жидкостного, подается топливо в камеру сгорания по команде ЭБУ через распределитель по трубопроводам размещенных в обоймовой форме на центральном валу, а форсунки установленные на трубопроводы имеют различия, каждая форсунка предназначена одному виду топлива и обеспечивает подачу только одного вида используемого топлива в камеру сгорания. При горении газообразного топлива газ пропан или другие виды, в камере сгорания создается идеальная среда для более полного сгорания жидкостных видов топлива, мазут и другие виды. Подача топлива в камеру встречного сгорания через трубопроводы и форсунки позволяет с большой эффективностью использовать различные виды топлива, что значительно расширяет функциональные возможности энергетического комплекса. Высокая температура встречного горения топлива значительно сокращает вредные выбросы в атмосферу, увеличивается экологичность. Все признаки расширяют функциональные возможности, повышают экологичность, расширяют возможность использования различных видов топлива, газообразного и жидкостного.

Энергетический комплекс работает следующим образом: управляет работой ЭБУ - электронный блок управления с различными датчиками, по команде ЭБУ топливо из топливных баков 27, 29 через распределитель 34, трубопроводы 32 и форсунки 31 поступает в камеру встречного горения 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, техническое решение обеспечивает встречное горение различных видов топлива, в том числе, природный газ пропан и другие виды, жидкостное топливо мазут и другие виды. Встречные, направленные, реактивные тепловые потоки, отдавая свою кинетическую энергию вращению турбины и далее, проходя теплообменник, отдают тепловую энергию, и на выходе через глушитель уходят в атмосферу. Все признаки расширяют функциональные возможности энергетического комплекса, повышают экологичность, расширяют возможность использования различных видов топлива, газообразного и жидкостного.

Изобретением представлена новая, надежная, простая, экономичная, высокоэффективная, компактная схема «Энергетический комплекс» для выработки электрической, механической и тепловой энергии. Техническое решение обеспечивает встречное горение различных видов топлива, в том числе природный газ и мазут. Встречные, направленные, реактивные тепловые потоки, которые, отдавая свою кинетическую энергию вращению турбины и далее проходя теплообменник, отдают тепловую энергию, и на выходе через глушитель уходят в атмосферу, что может найти свое применение в различных сферах человеческой деятельности, в том числе в военной промышленности, на транспорте, в авиации, в судостроении, в атомной энергетике и других отраслях народного хозяйства, с высокой экономичностью и экологичностью, с расширенными функциональными возможностями, с высоким КПД и мощностью, что предполагает дальнейшее развитие и большие изменения на нашей планете Земля. 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 энергетический комплекс снабжен двумя топливными баками различных видов топлива, газообразного и жидкостного, подается топливо в камеру сгорания по трубопроводам, размещенным в обоймовой форме на центральном валу, а форсунки, установленные на трубопроводы, имеют различие, каждая форсунка предназначена одному виду топлива и обеспечивает подачу только одного вида используемого топлива в камеру сгорания.